电站锅炉原理

锅炉原理

相关教材樊泉桂锅炉原理[M].第一版.北京：中国电力出版社.2008年9月.容銮恩等电站锅炉原理（四校合编），中国电力出版社冯俊凯，沈幼庭主编，《锅炉原理及计算》（第二版），科学出版社，2002版范从振，电厂锅炉原理.水利电力出版社，1986及以后版本陈学俊，陈听宽.锅炉原理.机械工业出版社，1986及以后版本本章结构锅炉简介锅炉机组的工作过程锅炉的容量和参数锅炉的分类亚临界锅炉超临界锅炉锅炉利用燃料燃烧释放的热能加热给水，获得规定参数（温度、压力）和品质的蒸汽的设备是进行燃料燃烧、热量传递和水汽化过程的综合装置，是火力发电厂的三大主要设备之一；（锅炉，汽机，发电机）1、锅炉简介锅炉制造国外主要产商：B&W，ABB，CE，Alstom，

Fosterwheeler,三凌，日立，西门子国内：哈锅、东锅、上锅、武汉、北京、杭州、济南、无锡建国初，1200g/(kWh)煤耗高的原因之一：热电联产比例小技术水平（煤耗）我国电力的平均供电煤耗，从1990年的427g/(kWh)下降到1995年的412g/(kWh)，仍比世界先进国家高80多g/(kW×h)。2007年为357/(kWh)，2、锅炉机组的工作过程锅炉的组成(炉内、锅内)锅炉虽是一个整体，但从功能上可分成“炉侧”、“锅侧”炉煤、空气→烟、飞灰、炉渣制粉系统燃烧系统风烟系统水、汽锅汽水系统除渣除灰清灰系统电厂锅炉布置图炉侧的工作过程1、制粉系统燃料输送碎煤机除铁器原煤斗•••磨煤机煤粉•••

一次风输送煤粉通过燃烧器进入炉内2、风烟系统送风机：二次风；一次风机：一次风；引风机：烟气空气预热器：利用烟气加热冷空气3、燃烧系统点火装置燃烧器一次风挡板二次风风箱挡板等燃烧器为主要设备，组织合理空气动力场，确保燃料顺利着火、稳定燃烧、充分燃尽。空气

煤飞灰+灰渣烟气化学能热能4、除渣、除灰、清灰系统捞渣机、电除尘、吹灰枪等锅侧的工作过程5、汽水系统汽包炉：省煤器汽包水冷壁过热器汽轮机再热冷段再热器汽轮机预热、汽化、过热工质水→水蒸汽烟气

水、水蒸汽热量的传递直流炉：省煤器水冷壁启动分离器过热器汽轮机水冷壁：蒸发受热面，包围火焰形成炉膛过热器：过热，悬挂于炉膛上方或烟道内再热器：过热，悬挂于炉膛上方或烟道内省煤器：预热作用，吊装在尾部烟道内带一次再热的朗肯循环本体与辅机锅炉本体：锅炉的汽包、水冷壁、过热器、再热器、省煤器、空预、燃烧器、排渣装置以及相应的连接管道构架炉墙等构成的整体。悬挂在钢梁上，向下膨胀辅机：送风机、引风机、磨煤机、除尘器等锅炉容量：即蒸发量，锅炉每小时产生的蒸汽量，kg/h，t/h。如1025t/h等额定蒸发量（BRL）：在额定的蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，并保证热效率时所规定的蒸发量；kg/h,t/h最大连续蒸发量（BMCR）：在额定的蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，长期运行所达到的最大的蒸发量,kg/h,t/h3、锅炉的容量和参数锅炉参数编号HG–2008/18.2-HM3制造厂蒸发量t/h额定压力MPa煤种

SG22050MW高压褐煤DG410100MW高压烟煤WG670200MW超高压无烟煤国外1000300MW亚临界表1-1

中国电站锅炉的蒸汽参数及容量蒸汽压力蒸汽温度给水温度MCR发电功率MPa℃℃t/hMW9.9540205~225220,41050,10013.8540/540220~250420,670125,20016.8~18.6540/540250~2801025~2008300,60017.5540/5402551025~1650300,50025.4541/546286190060025545/545267~2771650~2650500,800锅炉的蒸汽参数：额定蒸汽压力、额定蒸汽温度表1-2亚临界压力自然、控制循环锅炉参数机组功率300300300600600MWMWMWMWMWMW循环方式自然循环控制循环自然循环自然循环控制循环过热蒸汽流量MCR1025102510252026.82008再热蒸汽流量，t/h860834.8823.81704.21634过热蒸汽压力，MPa18.218.318.318.1918.22再热蒸汽压力，MPa4/3.793.83/3.623.82/3.664.176/4.33.49/3.31续表1-2亚临界压力

自然循环及控制循环锅炉的容量和参数机组功率300300300600600MWMWMWMWMWMW过热蒸汽温度，℃540541540540.6540.6再热蒸汽温度，℃330/540322/541316/540313/540313.3/540.6给水温度，℃276281278276278.33燃煤量，t/h136.61139.89122.6264.4269.9燃烧方式四角燃烧四角燃烧对冲燃烧对冲燃烧四角燃烧00300530锅炉原理第一章概述第三节锅炉的容量、参数及其分类表1-3超临界压力直流锅炉

及低倍率循环锅炉的容量和参数机组功率，MW600500800500过热蒸汽流量MCR1900165026501650再热蒸汽流量，t/h161314812151.51481过热蒸汽压力，MPa25.4252517.46再热蒸汽压力，MPa4.77/4.574.15/3.93.86/3.624.21/4过热蒸汽温度，℃541545545540续表1-3超临界压力直流锅炉

及低倍率循环锅炉的容量和参数机组功率，MW600500800500再热蒸汽温度，℃338/566295/545283/545333/540给水温度，℃286270277255燃煤量，t/h-208336.5-燃烧方式四角燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧水冷壁型式螺旋管圈垂直管屏垂直管屏垂直管屏表1-4国外超临界参数机组的发展方向主蒸汽压力，bar290305335400主蒸汽温度，℃582582610700再热蒸汽压力，bar807493112再热蒸汽温度，℃580600630720循环热效率，%4749>5052~554、锅炉分类一、按用途分电站锅炉：产生的蒸汽用于发电工业锅炉：蒸汽主要用于工业企业生产工艺过程以及采暖和生活用热水锅炉：产生热水，供热，取暖、制冷和生活用二、按锅炉容量分类依据发展状况在变化，目前：大型锅炉：

通常指300MW(~1000t/h)以上,目前主流为2000～3000t/h容量最大单机容量有约4000t/h(前苏联）中型锅炉小型锅炉：小于65t/h三、按蒸汽压力分类低压锅炉：<2.45MPa中压锅炉：2.94~4.9MPa高压锅炉：7.84~10.8MPa超高压锅炉：11.8~14.7MPa亚临界压力锅炉：15.7~19.6MPa超临界压力锅炉：绝对压力大于22.1MPa超超临界压力锅炉：~27MPa以上四、按燃烧方式分类火床炉煤粉炉旋风炉流化床锅炉①火床炉固体燃料以一定厚度分布在炉排上进行燃烧的方式用火床燃烧方式来组织燃烧的锅炉-链条炉、人工炉、炉排炉等炉排结构复杂，体积大，金属耗量大，热效率偏低，不易放大，污染排放严重链条炉②煤粉炉火室燃烧方式：燃料以粉状、雾状或气态随同空气喷入燃烧室中进行燃烧的方式细颗粒燃料随空气-烟气流作连续运动，连续流过燃烧空间，在悬浮状态下着火燃烧、燃烬典型的煤粉炉效率高，体积小，易大型化燃料适应性差，需FGD，负荷调节稍差③旋风炉燃料和空气在高温旋风筒内高速旋转，细颗粒在筒内燃烧，粗颗粒被甩向壁面液态渣膜上燃烧的方式效率高，体积小，不需粉煤机负荷调节范围小，温度高，有些燃料不适合，NOx高④流化床锅炉燃料颗粒在大于临界风速的空气流下，在流化床内呈流化状态的燃烧方式流态化：固体颗粒在与流动着的流体混合后，能像流体那样自由流动的现象鼓泡流化床和循环流化床锅炉燃料适应广，炉内脱硫，低氮氧化物，负荷调节好磨损问题，目前大型化不够CFB锅炉发电厂典型的循环流化床锅炉五、按蒸发受热面内

工质流动来分自然循环锅炉强制循环锅炉直流锅炉复合循环锅炉1)有一个较大的汽包金属消耗量大；2)热应力机组启、停限制，时间长；3)流动特性简单运行容易掌握、可靠。自然循环锅炉的特点随着锅炉压力的提高，水汽密度差减小，自然循环的可靠性降低加装强制循环泵强制流动1)汽包直径、壁厚减小；2)提升了机组升降负荷速度，缩短了启、停时间；3)水循环更加可靠；4)强制循环泵工作于高温、高压下昂贵。强制循环锅炉(包括控制循环锅炉)的特点1)无汽包；2)对负荷变化敏感，防止膜态沸腾等因素对控制要求高；3)启停快(冷炉点火后40分钟就可供给额定压力和温度的蒸汽，而自然循环锅炉则大约需2~4小时)；4)对给水品质要求高。直流锅炉的特点①自然循环锅炉蒸发受热面内工质依靠下降管内水与上升管内的汽水混合物的密度差所产生的压力差进行循环的锅炉压力越低，越可靠可以应用到亚临界锅炉具有汽包，金属消耗量增大自然循环的煤粉锅炉②强制循环锅炉压力的升高，使汽水密度差非常小，自然循环不可能借助循环泵使汽水混合物循环强制循环煤粉锅炉循环泵③直流锅炉接近临界压力（22.12MPa)或超临界压力时,汽水混合物密度几乎一样，汽水分离很难实现，只能采用直流锅炉没有汽包直流锅炉④复合循环锅炉依靠锅炉水循环泵将蒸发受热面出口的部分或全部工质进行再循环的锅炉是由直流锅炉和强制循环锅炉综合发展起来的锅炉六、按锅炉排渣的相态分类固态排渣锅炉（低于灰熔点运行，是目前的主流）液态排渣锅炉（高于灰熔点运行，如旋风炉等）液态排渣炉燃料适应性强排渣有利于利用：复杂污染大NOx等高温腐蚀目前很少用5、亚临界锅炉一、采用对冲燃烧方式的300MW自然循环锅炉二、采用四角燃烧方式的300MW自然循环锅炉三、FW亚临界压力600MW自然循环锅炉四、FW660MW级和300MW级W型火焰锅炉五、B&W360MW级W型火焰锅炉图1-4采用对冲燃烧的300MW锅炉图1-5采用四角切圆燃烧的300MW自然循环锅炉图1-6亚临界冲燃烧的600MW自然循环锅炉图1-7FW660MW等级W火焰锅炉图1-8B&W公司360MW等级W火焰锅炉图1-9600MW亚临界压力控制循环锅炉图1-10循环泵结构