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_第一节 电厂锅炉简介锅炉专业知识培训讲义第一节 电厂锅炉简介一、锅炉的作用锅炉是发电厂三大主机中最基本的设备。其作用是使燃料在炉内燃烧放热，加热炉水并生成一定数量、一定压力和一定温度的过热蒸汽。二、锅炉的组成和作用锅炉有本体设备、辅助设备和锅炉附件组成。1、锅炉本体设备是锅炉的主要组成部分，由汽水系统和燃烧系统两大部分组成。汽水系统汽水系统的组成：一般有省煤器、汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器、减温器等组成。汽水系统的作用：其主要作用是有效吸收燃料燃烧放出的热量，使炉水蒸发并形成具有一定温度和压力的过热蒸汽。（要求是安全、高效）燃烧系统燃烧系统的组成：链条锅炉： 炉膛、煤道、炉排、空气预热器等；煤粉锅炉： 炉膛、煤道、燃烧器、空气预热器等；循环流化床锅炉： 炉膛、煤道、布风板、风帽、分离器、返料器、空气预热器等；燃烧系统的作用：其主要作用是使燃料在炉内良好燃烧，放出热量。（要求是安全、迅速、完全）2、锅炉的辅助设备主要有通风设备、运煤设备、给煤设备、给水设备、除尘设备、除渣设备等。通风设备：主要包括一次风机、二次风机、返料风机、引风机、烟风道、烟囱等，其作用是提供燃料燃烧所需空气，物料的流化、分离、返送所需空气，并将燃烧生成的烟气排出炉外。运煤设备：主要包括配煤设备、输煤设备、碎煤设备等，其作用是将原煤配制成合格的燃煤，并送至锅炉煤仓中。给煤设备：主要包括给煤机，其作用是将锅炉煤仓中的燃煤均匀地送入锅炉。给水设备：由给水泵和给水管路组成，其主要作用是向锅炉可靠地供水。除灰、除渣设备：由除尘器、冷渣机、输灰机、输渣机等组成，主要作用是清除烟气中的飞灰和煤燃烧后的灰渣。3、锅炉附件主要包括安全门、水位计、吹灰器、热工仪表、控制设备等。4、此外，锅炉本体还包括炉墙和构架。炉墙是用成来构成封闭的炉膛和烟道，构架是用来支撑和悬吊汽包、炉墙等锅炉部件。三、锅炉的工作过程1、燃料的燃烧、放热过程燃煤送入锅炉，与炉内灼热的处于流态化的物料混合，吸收热量并与空气混合燃烧放热，燃烧中的煤与物料在上升烟气流的 作用下向炉膛上部运动，对水冷壁和炉内布置的其它受热面放热。粗大的粒子在被上升烟气带入悬浮区后，在重力及其它外力作用下不断减速偏离主气流，并最终形成附壁下降的粒子流。被带出炉膛的气固混合物进入炉膛后部的分离器，绝大多数的固体颗粒被分离出来，并经返料器送回炉膛进行循环燃烧。未被分离的极细颗粒随烟气进入烟道，进一步对过热器、省煤器、空气预热器放热冷却，经除尘器除去烟气中的灰尘后，由引风机送入烟囱排入大气。燃料燃烧、流化、返送所需的空气由一次风机、二次风机、返料风机供给，燃烧生成的烟气由引风机抽出锅炉。2、给水的循环、吸热、生成合格蒸汽的过程给水经给水泵升压后送入省煤器，在省煤器中被烟气加热后，送入汽包，与汽包中的炉水混合，然后沿下降管经下集箱进入水冷壁，在水冷壁中吸收炉内高温火焰和烟气的热量，部分水蒸发形成汽水混合物流入汽包。汽水混合物在汽包内的汽水分离装置进行汽水分离，分离出的饱和蒸汽进入过热器，进一步加热成过热蒸汽，然后送出锅炉；分离出的水与从省煤器送入的给水混合，进入下降管，从而形成炉水的循环吸热过程。四、锅炉的主要特性锅炉的主要特性有锅炉容量、锅炉蒸汽参数、给水温度、锅炉效率等。1、锅炉容量：一般指锅炉每小时的最大连续蒸发量，又称额定蒸发量或额定容量。用符号De表示，单位为t/h。2、锅炉蒸汽参数：一般指锅炉过热器出口的蒸汽压力和蒸汽温度。用符号p、t表示，单位为MPa、。3、给水温度：指锅炉给水规范的特性数据，一般指省煤器入口处的给水温度。4、锅炉热效率：指锅炉有效输出热量占输入热量的百分比。五、锅炉的型号电厂锅炉一般采用三组或四组字码表示，一般为：制造厂家锅炉容量/过热蒸汽压力（过热蒸汽温度/再热蒸汽温度）设计序号六、锅炉的分类1、按锅炉容量分：一般De220t/h，为小型锅炉 一般De220410t/h，为中型锅炉 一般De670t/h，为大型锅炉2、按蒸汽压力分：p2.45MPa，为低压锅炉 p2.944.92MPa，为中压锅炉 p7.8410.8MPa，为高压锅炉 p11.814.7MPa，为超高压锅炉 p16.719.6MPa，为亚临界压力锅炉 p22.1MPa，为超临界压力锅炉3、按燃烧方式分：层燃炉、室燃炉、沸腾炉、循环流化床炉4、按工质在蒸发受热面中的流动方式：可分自然循环锅炉、强制循环锅炉5、按燃料：燃煤炉、燃气炉、燃油炉。第二节煤的简介一、煤的组成成分煤是一种植物化石，它的化学组成和结构十分复杂，作为燃料用，只需了解与燃烧有关的组成成分及性质，即能满足锅炉燃烧技术和有关热力计算方面的需要。1、煤的元素分析成分，即煤的化学组成成分：包括碳C、氢H、氧、O氮N、硫S、水分W、灰分A2、煤的工业分析用一定的方法，来测定煤中的固定碳、挥发分、灰分、水分这4种成分的质量百分数。它直接测定煤中燃烧性质相同的可燃成分和不可燃成分的含量。测试方法简单，是被电厂广泛采用的测定方法。固定碳是煤发热量的主要来源，要在较高温度下才能着火，燃烧也较困难。因此，煤中固定碳含量越高，其发热量就越高，但不易着火和燃烧。挥发分是煤的一个重要成分特性，并可作为对煤分类的重要依据。对煤的着火和燃烧有很大的影响。挥发份越高，煤就越易着火，燃烧也易于完全。灰分是煤中的主要杂质，煤中的灰分是有害成分，灰分大，煤中的可燃成分相对减少，煤的发热量就低；排渣热损失增加；未完全燃烧热损失增加；受热面磨损：受热面积灰结渣，排烟热损失增加；增加运煤能耗；环境污染。水分是煤的主要杂质，煤中的水分含量对锅炉运行的影响很大。水分大，煤的发热量减少；着火延迟；燃烧不完全；排烟热损失增加；受热面的积灰、腐蚀；运煤设备电耗增加、堵塞。3、煤的主要特性发热量单位质量的煤在完全燃烧时所放出的热量，称为煤的发热量。一般用Q表示，单位是kJ/kg。煤的发热量有高位发热量和低位发热量之分，煤的高位发热量减去煤中水蒸汽凝结成水所放出的汽化潜热后所得的热量，即为低位发热量，这是在锅炉运行中煤的有效发热量。因此，一般所用的发热量为低位发热量。煤的发热量各不相同，为了便于比较和管理，核算煤耗量，需要统一计算标准而采用标准煤的概念。国标规定：以收到基低位发热量为29310kJ/kg的燃煤，称为标准煤。因此，每29310 kJ/kg的热量可折算成1kg的标准煤。可用下式将实际煤耗量换算为标准耗煤量。Bb=B*Qnet/29310 kg/hBb：标准煤耗量B：实际煤耗量灰的熔融性即灰的熔点的高低，通常用3种特征温度来表示灰的熔融性：变形温度DT软化温度ST熔化温度FT可用以上3个温度来判断煤在燃烧过程中结渣的可能性，通常用软化温度ST来反映熔融性。一般ST在11001600之间。三节煤的燃烧原理一、煤的燃烧过程1、燃烧的基本概念燃料的燃烧是指燃料中的可燃物质与空气中的氧气发生的强烈的化学反应，并放出大量热量的过程。燃烧过程是一个复杂的物理、化学的综合过程，它包括燃料和空气的混合、扩散过程，预热、着火过程，燃烧、燃尽过程。2、煤燃烧的四个阶段着火前的预热阶段：煤受热-水分蒸发出来此过程是一吸热阶段，进行的快慢主要是温度和煤的性质挥发份着火燃烧阶段：挥发分析出- 温度升高到着火温度。固定碳燃烧阶段：挥发分先着火放出大量热量-使固定碳加热迅速燃烧，此过程是一个强烈的放热阶段。这一阶段进行的快慢主要取决于温度和混合接触速度。碳燃尽阶段：未燃尽的少量固定碳继续燃烧-直至燃尽，形成渣。此阶段一般在氧气不足、温度较低、煤风混合较弱的情况进行，所需时间较长。3、煤迅速而完燃烧的条件相当高的温度；合适的空气量；与空气的良好混合；充足的燃烧时间。第四节水在锅炉中的加热、蒸发、过热和自然循环一、水在锅炉中所经过的状态水在锅炉中经过5种状态：过冷水-饱和水-湿饱和蒸汽-干饱和蒸汽-过热蒸汽。二、蒸发设备自然循环锅炉的蒸发设备包括汽包、下降管、水冷壁、联箱、连接管等。其作用是吸收燃料燃烧放出的热量，使水蒸发产生饱和蒸汽。1、汽包的作用接受省煤器的来水，连接下降管、水冷壁组成蒸发系统，并向过热器输送饱和蒸汽，是加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽和分界点。具有一定的容积，因而具有一定的储热能力，在负荷变化时，起到稳定锅炉运行工况的作用。内部装有汽水分离装置、蒸汽清洗装置、排污装置、加药装置等，可提高蒸汽品质。装有压力表、水位计、安全阀等附件，内部还装有事故放水装置等，保证锅炉的安全运行。2、下降管的作用将汽包中的水连续不断地送往下联箱供给水冷壁，以维持正常的水循环。下降管布置在炉外不受热。3、水冷壁的作用是蒸发设备中的受热面，一般布置在炉膛内壁四周。4、联箱的作用是汇集、混合、分配工质。联箱一般布置在炉外不受热。三、蒸发净化装置1、蒸汽污染的原因 蒸汽中的杂质主要是各种盐类，锅炉的给水，虽经过化学处理，但仍含有一定的盐分，当给水经过不断地蒸发、浓缩使锅水含盐浓度增大。当饱和蒸汽从锅水中引出时，由于各种原因，会携带一定的炉水，从而使蒸汽污染。另外，高压及以上的蒸汽还能直接溶液锅水中的某种盐分，使蒸汽污染。给水含盐是蒸汽污染的根源，蒸汽带水（及蒸汽溶盐）是蒸汽污染的途径。影响蒸汽机械携带的因素锅炉负荷负荷-产汽量-进入汽包的汽水混合物动能-锅水飞溅，生成细小水滴-汽包蒸汽空间蒸汽流速-带水能力-带水量蒸汽空间高度蒸汽空间高度-蒸汽带水蒸汽压力压力-汽水密度差-汽水分离困难蒸汽带水压力-锅炉蓄热放出锅水大量蒸发汽包水容积-水位-蒸汽空间高度-穿过水面的蒸汽量 -带水量锅水含盐量在一定范围内锅水含盐量-蒸汽带水不变；当锅水含盐量增大到某一数值时，蒸汽带水突然增大。锅水含盐量-锅水粘度-汽泡上升速度-汽泡数量-起泡能力-水面上的汽泡不易破裂-形成泡沫层-达到一定程度时泡沫层急剧膨胀，产生汽水共腾-蒸汽空间高度-蒸汽大量带水提高蒸汽品质的方法根本途径：提高给水品质、降低蒸汽的机械携带具体方法：采用完善的汽水分离装置；采用蒸汽清洗；控制锅水碱度；控制汽包水位，严禁高水位运行，杜绝满水事故；保持锅炉负荷稳定，避免负荷突变；保持汽压的稳定，防止汽压骤变；控制锅水含盐量在规定范围内。2、汽水分离装置汽水分离的基本原理有：重力分离、离心分离、惯性分离、水膜分离。汽包内的汽水分离一般分2个阶段进行，常用的汽水分离装置有：进口挡板、旋风分离器用于第一阶段粗分离；波形板分离器、顶部多孔板用于第二阶段细分离用。3、蒸汽清洗装置让蒸汽穿过一层含盐浓度较低的水，减少蒸汽中机械携带的盐量（蒸汽中溶解的盐分扩散到清洗水中），从而提高蒸汽品质。蒸汽清洗装置主要采用起泡穿层式。有钟罩式、平板式2种。4、排污装置给水含有一定的盐分；金属腐蚀产生一些腐蚀产物；锅水经过不断的蒸发、浓缩，含盐量增大；经锅内加药处理后，锅水中的某些盐分转变为水渣；因此，锅炉运行中应排出部分被污染的锅水，以控制锅水品质，称为锅炉排污。锅炉排污分为连续排污和定期排污2种：连续排污指在运行中连续不断地排出部分锅水、悬浮物和油脂，以维持一定的锅水含盐量和碱度。连续排污的位置在锅水含盐浓度最大的汽包蒸发面附近，即在汽包正常水位线以下200300mm处。定期排污是指在锅炉运行中，定期的排出锅水中的水渣等物。定期排污位置在沉淀物聚集最多的水冷壁下联箱的底部。排污量一般用排污率表示：P=Gpw/D*100%P：排污率Gpw：排污量D：锅炉蒸发量五、自然循环原理1、自然循环原理蒸发设备中的水冷壁吸收热量，水部分蒸发产生蒸汽，而下降管不受热，管内是水。因此，下降管中水的密度大于水冷壁中汽水混合物的密度，在下联箱两侧由于密度差产生的压力差，将推动工质在水冷壁中向上流动，在下降管中向下流动，形成自然循环。P=gh2、自然循环常见故障循环停滞、循环倒流、汽水分层、下降管带汽、水冷壁沸腾传热恶化。循环停滞和倒流在某个循环回路中，当并列的水冷壁管受热来均匀时，受热最弱的管子由于产汽量少，汽水混合物的密度增大，下降管和水冷壁管内的工质密度差减小，循环的推动力减小，管内的工质流速降低。没管子受热弱到一定程度，工质的流速接近或等于零时，称为循环停滞。当工质的流速为负时，即形成循环倒流。主要原因：并列水冷壁管受热不均匀。主要危害：循环停滞时工质不流动，热量主要*导热，引起管壁超温；长期时引起管壁结垢、腐蚀。循环倒流时流速低，蒸汽向上的速度与倒流水速相近时，会形成汽泡集聚、增大，形成汽塞。引起管壁过热或疲劳损坏。汽水分层发生在水平或微倾斜的蒸发管中，当汽水混合物流速较低时，将使水在管下部流动，汽在管上部流动，形成汽水分层。下降管带汽下降管带汽，工质的密度减小，水循环推动力减小，同时工质的流速增大，使下降管内的流动阻力增大，可能造成循环停滞和倒流。下降管带汽的主要原因：旋涡斗带汽、汽包内锅水含汽、下降管入口锅水汽化。A、旋涡斗带汽当水位较低时，锅水在进入下降管过程中，由于流动速度的大小和方向突变，在下降管入口处形成旋涡斗。严重时可将汽包上部的蒸汽吸入下降管，造成下降管带汽。B、下降管入口锅水汽化水流速度突然增大，出现能量转换和压力下降，若锅水是饱和水，则在下降管入口处会发生自沸腾。C、锅水含汽锅水中含有蒸汽，当蒸汽的上浮速度小于水的下降速度时，蒸汽就会被带入下降管。水冷壁沸腾传热恶化主要发生在高压以上锅炉高负荷区水冷壁。3、提高自然循环安全性的措施从结构上：增分循环回路、改善边角管布置、采用大直径下降管、不布置或少布置水平或斜度小于150的蒸发管、下降管入口处装栅格、将省煤器的给水部分引到下降管入口处提高锅水欠焓、汽水混合物引入汽包点远离下降管入口。从运行上：a、合理组织炉内燃烧，保持燃烧均匀；b、保持受热面清洁；c、避免锅炉长期低负荷运行，运行负荷应大于最低允许负荷；（循环流速低、燃烧不均）d、维持汽压稳定，控制负荷变化速度在允许范围内，严禁猛增、猛减负荷；（若汽压急剧波动，当汽压降低时，可使下降管入口锅水自汽化，下降管带汽）e、保持汽包水位正常，防止水位过节低；f、定期排污时，排污时间不宜过长（一般不超过40秒）。否则易使排污管附近的水冷壁出现循环停滞或循环倒流。六、蒸汽的过热过热装置主要是过热器。作用是将锅炉蒸发设备所产生的饱和蒸汽加热成具有一定过热度的过热蒸汽。1、过热器的主要类型、结构根据传热方式分：对流式过热器、辐射式过热器、半辐射式过热器。对流式过热器：布置在水平和垂直烟道内，主要吸收烟气对流热。可分为立式和卧式布置。辐射式过热器：布置在炉膛内，以吸收火焰辐射热为主。半辐射式过热器：布置在炉膛出口处，即吸收火焰辐射热，又吸收烟气对流热。2、过热器安全工作的主要影响因素并列管中，部分管内工质的焓增大于管组中平均焓增，称热偏差。把管内工质的焓增大于管组中平均焓增的管称偏差管。影响过热器安全工作的主要影响因素是热偏差。产生热偏差的主要原因是热负荷不均、工质流量不均。并列管的热负荷不均a、燃烧不均，炉内温度场不均；b、沿烟道宽度方向热负荷和烟气流速不均；c、受热面积灰；d、热负荷高的管内工质，温度高、比容大，阻力大，导致流量减小，加剧了热偏差。工质流量不均主要是并列管的结构、连接方式、质量等引起。3、减小热偏差的方法保持均衡燃烧，使炉内温度场和烟气流速均匀，避免烟气走廊；及时吹灰；七、蒸汽温度的调节1、蒸汽温度调节的意义a、温度过高，造成设备过热损坏。b、温度过低，造成电厂循环效率降低；温度过低，造成汽机叶片的冲蚀，轴向推力增大，产生振动因此，锅炉蒸汽温度有严格的规定，一般允许波动范围是：额定汽温-10+52、蒸汽温度调节有蒸汽侧和烟气侧调节。蒸汽侧调节主要设备是减温器，主要有表面式减温器、混合式减温器烟气侧调节主要调节炉内燃烧，改变炉内的温度、烟气流动状况发生八、给水的加热主要设备是省煤器。作用是加热给水、降低排烟温度、减小汽包壁与进水温差引起的热应力。按所用材料可分铸铁式、钢管式省煤器主要运行问题是积灰、腐蚀、磨损、启停保护。省煤器的启动保护：锅炉启停时，给水是间断的，当给不停止时，省煤器内的水是不流动的，而它是不断受热的，有可能生成蒸汽附在管壁上或聚集在省煤器上部，造成管壁超温。结构上采取的措施：在省煤器进口与汽包下部（有的与下联箱）设不受热的再循环管，循环管上装再循环阀。形成汽包-再循环管-省煤器-汽包的自然循环回路。运行时的措施：停止上水时，打开再循环门，保护省煤器上水时关闭再循环门省煤器阻力大，给水短路或只有很少部分进入汽包，导致省煤器水流停止而烧坏；并且低温给水直接进入汽包，会降低汽包局部区域的锅水温度，扰乱汽水分离；再循环管入口处温差较大，产生温差应力。九、空气的加热主要是空气预热器。作用是吸收烟气的热量，加热空气，以利于煤的着火和燃烧；同时降低排烟温度，以利于引风机工作；提高了锅炉效率。十、压力及压力测量1、压力的基本概念：（1）压力，压力是指物体表面积上所受到的垂直作用力，压力符F，物体单位表面积上的垂直作用力叫压强，用P表示。锅炉上习惯于将压强叫压力。（2）锅炉蒸汽压力的表示方法：锅炉蒸汽压力由表压力、大气压力和绝对压力来表示。（1）表压为Pb是锅炉压力表测量的蒸汽压力读数。（2）大气压力Pd是大气层对地球表面所产生的压力。大气压力又分标准大气压力和工程大气压力，标准大气压力是指大气温度为0，高度为海平面时大气所产生的压力1.013105 pa工程大气压力：是为了工程计算方便引入的一个大气压力单位。1kg的力均匀分布在1cm2面积上形成的压力。（3）绝对压力Pj：是指容器内介质的全部压力值，也就是以绝对真空为测量起点的压力值，锅炉蒸汽压力除了水蒸汽加热产生的压力以外还应加上大气压力。Pj=Pb+pd=pb+0.1Mpa常用压力单位的换算：1Mpa=106pa1工程大气压=1kg/cm2=10mHzo=0.098Mpa1物理大气压=1.033工程大气压=10.33mH2O2、压力测量：（1）蒸汽压力的测量：蒸汽压力的测量是通弹簧式压力 表来实现的，主要工作元件是弹簧管。（2）风、烟介质的测量：锅炉运行中风、烟介质压力比较低，炉膛出口为负压状态，一般使用玻璃管液柱式压力表和薄膜式风压表检测。十一、温度及温度测量：1、温度的基本概念：温度是指物体的冷热程度，是指锅炉蒸汽、烟气等介质。用T或t，标定介质温度方式有摄氏度温标和绝对温标。（1）摄氏度温标：在对锅炉介质温度日常测定中，用摄氏温标，t，摄氏温标的定义：将水的冰点定为摄氏零度。(2)绝对温标的定义：在锅炉的热力计算过程中，通常会用到绝对温度。单位K绝对温标：是以分子停止运动时的温度定为绝对温标的0度，以0K表示。将摄氏的0oC定为绝对温标的273K。绝对温标的计量起点比摄氏温标要低273度。2、温度测量：（1）玻璃管温度计玻璃管温度计是根据液体体积随温度而变化的物理性质来制作的。（2）热电阻温度计热电阻温度计是根据金属导体电阻的大小随着温度的变化而改变的物理特性制成的。3、热电偶温度计:热电偶温度计是应用金属的热电现象制成的测温仪表。十二、热量及热量的传递：1、热量：热量是物体的吸收或放出的数量。单位：J和KJ2、热量的传递：热量的传递的一般规律：由高温物体传到低温物体，或同一物体内部由高温的部分传到低温的部分，一直到温度一致。热传递的方式有三种：热传导、热对流、热辐射。（1）热传导:：热传导是指通过两物体相互接触来传递热量。（2）热对流：热对流是指通过流体的流动来传递热量。（3）热辐射：热辐射是物体以电磁波的形式直接向四周放射热量。十三、阀门基本知识阀门是管路流体输送系统中控制部件，它是用来改变通路断面和介质流动方向，具有导流、截止、调节、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。用于流体控制的阀门，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格繁多，阀门的公称通径从极微小的仪表阀大至通径达10m的工业管路用阀。阀门可用于控制水、蒸汽、油品、气体、泥浆、各种腐蚀性介质、 液态金属和放射性流体等各种类型流体的流动 ，阀门的工作压力可从1.310MPa到1000MPa 的超高压，工作温度从-269的超低温到1430的高温。阀门的控制可采用多种传动方式，如手动、电动、液动、气动、蜗轮、电磁动、电磁-液动、电-液动、气-液动、正齿轮、伞齿轮驱动等；可以在压力、温度或其它形式传感信号的作用下，按预定的要求动作，或者不依赖传感信号而进行简单的开启或关闭，阀门依靠驱动或自动机构使启闭件作升降、滑移、旋摆或回转运动，从而改变其流道面积的大小以实现其控制功能。I 阀门的用途阀门是一种管路附件，它是用来改变通路断面和介质流动方向，控制输送介质运动的一种装置，具有导流、截止、调节、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。具体讲，阀门有以下几种用途：1.1 截断阀类：接通或截断管路中各段中的介质。如闸阀、截止阀、球阀、旋塞阀、隔膜阀、蝶阀等。1.2 调节阀类：调节管路中介质的流量和压力。如节流阀、调节阀、减压阀、安全阀等。1.3 分流阀类：改变管路中介质的流动方向，用于分配、分离或混合介质。如分配阀、三通旋塞阀、三通或四通球阀、疏水阀等。II 阀门的分类阀门的种类繁多，随着各类成套设备工艺流程和性能的不断改进，阀门种类还在不断增加，但总的来说可分为两大类：2.1 自动阀门依靠介质(液体、气体、蒸汽等) 本身的能力而自行动作的阀门。如安全阀、止回阀、减压阀、疏水阀、水力控制阀、紧急切断阀、排气阀等。2.2 驱动阀门借助手动、电动、液动和气动来操纵的阀门。如闸阀、截止阀、节流阀、蝶阀、球阀、平衡阀、柱塞阀、旋塞阀等。阀门依靠自动或驱动机构使启闭件升降、滑移、旋摆或回转达运动，从而改变其流道面积的大小，以实现其控制功能。此外，阀门还有以下几种分类方法。2.3 按结构特征分根据闭启件相对于阀座的移动方向可分为：2.3.1 截门形：闭启件沿着阀座的中心线移动。2.3.2 闸门形：闭启件沿着垂直于阀座中心线的方向移动。2.3.3 旋塞和球形：启闭件是柱塞或球体，围绕本身的轴线旋转。2.3.4 旋启形：启闭件围绕阀座外的轴线旋转。2.3.5 蝶形：启闭件的圆盘，围绕阀内的轴线旋转(中线式)或阀座外的轴线旋转(偏心式)2.3.6 滑阀形：启闭件在垂直于通道的方向上向上滑动。2.4 按操纵方法分：根据不同的操纵方法可分为：2.4.1 手动阀门-借助手轮、手柄、扳手、杠杆或链轮等。由人力来操纵的阀门，当需要传递较大的力矩时，可装蜗轮、齿轮等减速装置。2.4.2 电动阀门-借助于电动机、电磁或其他电气来操纵的阀门。2.4.3 液动或气动阀门-借助于液体(水、油等液体介质)或气体操纵的阀门。2.4.4 自动阀门-依靠介质(液体、气体、蒸汽)本身的能力而自行动作的阀门。III 按主要参数分类3.1 按压力分：3.1.1 真空阀-工作压力低于标准大气压的阀门，绝对压力小于0.1MPa(即760mm汞柱高)的阀门，通常用毫米水柱(mmH2O)或毫米汞柱(mmHg)表示压力。3.1.2 低压阀门-公称压力PN1.6MPa的阀门。3.1.3 中压阀门-公称压力PN2.56.4MPa的阀门(2564kg)。3.1.4 高压阀门-公称压力PN10.080.0MPa的阀门(100800kg)。3.1.5 超高压阀门-公称压力100MPa的阀门(10001万kg)。3.2 按介质工作温度分：3.2.1 常温阀- -40t120的阀门。3.2.2 中温阀- 120t450的阀门。3.2.3 高温阀- t450的阀门。3.2.4 底温阀- -100t-40的阀门。3.2.5 超低温阀- t-100的阀门。3.3 按阀体材料分类：阀体材料材质非金属材料、陶瓷、玻璃钢、塑料金属材料、铜合金、铝合金、铅合金、钛合金、蒙乃尔合金铸铁、炭钢、低合金钢、高合金钢3.4 按阀体衬里材料分类：阀体衬里材料金属材料、铜合金、合金钢、硬质合金非金属材料、橡胶、衬胶、氟塑料、尼龙橡胶3.5 按公称通径分：3.5.1 小口径阀门- 公称通径DN120mm的阀门。3.6 按与管道连接的方式分：3.6.1 螺纹连接阀门- 阀体上带有内螺纹或外螺纹，与管道采用螺纹连接。3.6.2 法兰连接阀门- 阀体上带有法兰，与管道采用法兰连接。3.6.3 焊接连接阀门- 阀体上带有焊口，与管道采用焊接。3.6.4 对夹连接阀门- 用双头螺栓将阀门连接在管道上的法兰之间。3.6.5 夹箍连接阀门- 阀体上带有夹口纹，与管道采用夹箍连接。3.6.6 卡套连接阀门- 采用卡套与管道连接。IV 阀门通用分类法这种分类法既按原理、作用又按结构划分，是目前国内、国际最用的分类方法。一般分为：闸阀、截止阀、节流阀、减压阀、球阀、蝶阀、安全阀、止回阀和底阀、隔膜阀、排污阀 、疏水阀、柱塞阀、调节阀。一、锅炉的作用锅炉是发电厂三大主机中最基本的设备。其作用是使燃料在炉内燃烧放热，加热炉水并生成一定数量、一定压力和一定温度的过热蒸汽。二、锅炉的组成和作用锅炉有本体设备、辅助设备和锅炉附件组成。1、锅炉本体设备是锅炉的主要组成部分，由汽水系统和燃烧系统两大部分组成。汽水系统汽水系统的组成：一般有省煤器、汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器、减温器等组成。汽水系统的作用：其主要作用是有效吸收燃料燃烧放出的热量，使炉水蒸发并形成具有一定温度和压力的过热蒸汽。（要求是安全、高效）燃烧系统燃烧系统的组成：链条锅炉： 炉膛、煤道、炉排、空气预热器等；煤粉锅炉： 炉膛、煤道、燃烧器、空气预热器等；循环流化床锅炉： 炉膛、煤道、布风板、风帽、分离器、返料器、空气预热器等；燃烧系统的作用：其主要作用是使燃料在炉内良好燃烧，放出热量。（要求是安全、迅速、完全）2、锅炉的辅助设备主要有通风设备、运煤设备、给煤设备、给水设备、除尘设备、除渣设备等。通风设备：主要包括一次风机、二次风机、返料风机、引风机、烟风道、烟囱等，其作用是提供燃料燃烧所需空气，物料的流化、分离、返送所需空气，并将燃烧生成的烟气排出炉外。运煤设备：主要包括配煤设备、输煤设备、碎煤设备等，其作用是将原煤配制成合格的燃煤，并送至锅炉煤仓中。给煤设备：主要包括给煤机，其作用是将锅炉煤仓中的燃煤均匀地送入锅炉。给水设备：由给水泵和给水管路组成，其主要作用是向锅炉可靠地供水。除灰、除渣设备：由除尘器、冷渣机、输灰机、输渣机等组成，主要作用是清除烟气中的飞灰和煤燃烧后的灰渣。3、锅炉附件主要包括安全门、水位计、吹灰器、热工仪表、控制设备等。4、此外，锅炉本体还包括炉墙和构架。炉墙是用成来构成封闭的炉膛和烟道，构架是用来支撑和悬吊汽包、炉墙等锅炉部件。三、锅炉的工作过程1、燃料的燃烧、放热过程燃煤送入锅炉，与炉内灼热的处于流态化的物料混合，吸收热量并与空气混合燃烧放热，燃烧中的煤与物料在上升烟气流的 作用下向炉膛上部运动，对水冷壁和炉内布置的其它受热面放热。粗大的粒子在被上升烟气带入悬浮区后，在重力及其它外力作用下不断减速偏离主气流，并最终形成附壁下降的粒子流。被带出炉膛的气固混合物进入炉膛后部的分离器，绝大多数的固体颗粒被分离出来，并经返料器送回炉膛进行循环燃烧。未被分离的极细颗粒随烟气进入烟道，进一步对过热器、省煤器、空气预热器放热冷却，经除尘器除去烟气中的灰尘后，由引风机送入烟囱排入大气。燃料燃烧、流化、返送所需的空气由一次风机、二次风机、返料风机供给，燃烧生成的烟气由引风机抽出锅炉。2、给水的循环、吸热、生成合格蒸汽的过程给水经给水泵升压后送入省煤器，在省煤器中被烟气加热后，送入汽包，与汽包中的炉水混合，然后沿下降管经下集箱进入水冷壁，在水冷壁中吸收炉内高温火焰和烟气的热量，部分水蒸发形成汽水混合物流入汽包。汽水混合物在汽包内的汽水分离装置进行汽水分离，分离出的饱和蒸汽进入过热器，进一步加热成过热蒸汽，然后送出锅炉；分离出的水与从省煤器送入的给水混合，进入下降管，从而形成炉水的循环吸热过程。四、锅炉的主要特性锅炉的主要特性有锅炉容量、锅炉蒸汽参数、给水温度、锅炉效率等。1、锅炉容量：一般指锅炉每小时的最大连续蒸发量，又称额定蒸发量或额定容量。用符号De表示，单位为t/h。2、锅炉蒸汽参数：一般指锅炉过热器出口的蒸汽压力和蒸汽温度。用符号p、t表示，单位为MPa、。3、给水温度：指锅炉给水规范的特性数据，一般指省煤器入口处的给水温度。4、锅炉热效率：指锅炉有效输出热量占输入热量的百分比。五、锅炉的型号电厂锅炉一般采用三组或四组字码表示，一般为：制造厂家锅炉容量/过热蒸汽压力（过热蒸汽温度/再热蒸汽温度）设计序号六、锅炉的分类1、按锅炉容量分：一般De220t/h，为小型锅炉 一般De220410t/h，为中型锅炉 一般De670t/h，为大型锅炉2、按蒸汽压力分：p2.45MPa，为低压锅炉 p2.944.92MPa，为中压锅炉 p7.8410.8MPa，为高压锅炉 p11.814.7MPa，为超高压锅炉 p16.719.6MPa，为亚临界压力锅炉 p22.1MPa，为超临界压力锅炉3、按燃烧方式分：层燃炉、室燃炉、沸腾炉、循环流化床炉4、按工质在蒸发受热面中的流动方式：可分自然循环锅炉、强制循环锅炉5、按燃料：燃煤炉、燃气炉、燃油炉。第二节煤的简介一、煤的组成成分煤是一种植物化石，它的化学组成和结构十分复杂，作为燃料用，只需了解与燃烧有关的组成成分及性质，即能满足锅炉燃烧技术和有关热力计算方面的需要。1、煤的元素分析成分，即煤的化学组成成分：包括碳C、氢H、氧、O氮N、硫S、水分W、灰分A2、煤的工业分析用一定的方法，来测定煤中的固定碳、挥发分、灰分、水分这4种成分的质量百分数。它直接测定煤中燃烧性质相同的可燃成分和不可燃成分的含量。测试方法简单，是被电厂广泛采用的测定方法。固定碳是煤发热量的主要来源，要在较高温度下才能着火，燃烧也较困难。因此，煤中固定碳含量越高，其发热量就越高，但不易着火和燃烧。挥发分是煤的一个重要成分特性，并可作为对煤分类的重要依据。对煤的着火和燃烧有很大的影响。挥发份越高，煤就越易着火，燃烧也易于完全。灰分是煤中的主要杂质，煤中的灰分是有害成分，灰分大，煤中的可燃成分相对减少，煤的发热量就低；排渣热损失增加；未完全燃烧热损失增加；受热面磨损：受热面积灰结渣，排烟热损失增加；增加运煤能耗；环境污染。水分是煤的主要杂质，煤中的水分含量对锅炉运行的影响很大。水分大，煤的发热量减少；着火延迟；燃烧不完全；排烟热损失增加；受热面的积灰、腐蚀；运煤设备电耗增加、堵塞。3、煤的主要特性发热量单位质量的煤在完全燃烧时所放出的热量，称为煤的发热量。一般用Q表示，单位是kJ/kg。煤的发热量有高位发热量和低位发热量之分，煤的高位发热量减去煤中水蒸汽凝结成水所放出的汽化潜热后所得的热量，即为低位发热量，这是在锅炉运行中煤的有效发热量。因此，一般所用的发热量为低位发热量。煤的发热量各不相同，为了便于比较和管理，核算煤耗量，需要统一计算标准而采用标准煤的概念。国标规定：以收到基低位发热量为29310kJ/kg的燃煤，称为标准煤。因此，每29310 kJ/kg的热量可折算成1kg的标准煤。可用下式将实际煤耗量换算为标准耗煤量。Bb=B*Qnet/29310 kg/hBb：标准煤耗量B：实际煤耗量灰的熔融性即灰的熔点的高低，通常用3种特征温度来表示灰的熔融性：变形温度DT软化温度ST熔化温度FT可用以上3个温度来判断煤在燃烧过程中结渣的可能性，通常用软化温度ST来反映熔融性。一般ST在11001600之间。三节煤的燃烧原理一、煤的燃烧过程1、燃烧的基本概念燃料的燃烧是指燃料中的可燃物质与空气中的氧气发生的强烈的化学反应，并放出大量热量的过程。燃烧过程是一个复杂的物理、化学的综合过程，它包括燃料和空气的混合、扩散过程，预热、着火过程，燃烧、燃尽过程。2、煤燃烧的四个阶段着火前的预热阶段：煤受热-水分蒸发出来此过程是一吸热阶段，进行的快慢主要是温度和煤的性质挥发份着火燃烧阶段：挥发分析出- 温度升高到着火温度。固定碳燃烧阶段：挥发分先着火放出大量热量-使固定碳加热迅速燃烧，此过程是一个强烈的放热阶段。这一阶段进行的快慢主要取决于温度和混合接触速度。碳燃尽阶段：未燃尽的少量固定碳继续燃烧-直至燃尽，形成渣。此阶段一般在氧气不足、温度较低、煤风混合较弱的情况进行，所需时间较长。3、煤迅速而完燃烧的条件相当高的温度；合适的空气量；与空气的良好混合；充足的燃烧时间。第四节水在锅炉中的加热、蒸发、过热和自然循环一、水在锅炉中所经过的状态水在锅炉中经过5种状态：过冷水-饱和水-湿饱和蒸汽-干饱和蒸汽-过热蒸汽。二、蒸发设备自然循环锅炉的蒸发设备包括汽包、下降管、水冷壁、联箱、连接管等。其作用是吸收燃料燃烧放出的热量，使水蒸发产生饱和蒸汽。1、汽包的作用接受省煤器的来水，连接下降管、水冷壁组成蒸发系统，并向过热器输送饱和蒸汽，是加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽和分界点。具有一定的容积，因而具有一定的储热能力，在负荷变化时，起到稳定锅炉运行工况的作用。内部装有汽水分离装置、蒸汽清洗装置、排污装置、加药装置等，可提高蒸汽品质。装有压力表、水位计、安全阀等附件，内部还装有事故放水装置等，保证锅炉的安全运行。2、下降管的作用将汽包中的水连续不断地送往下联箱供给水冷壁，以维持正常的水循环。下降管布置在炉外不受热。3、水冷壁的作用是蒸发设备中的受热面，一般布置在炉膛内壁四周。4、联箱的作用是汇集、混合、分配工质。联箱一般布置在炉外不受热。三、蒸发净化装置1、蒸汽污染的原因 蒸汽中的杂质主要是各种盐类，锅炉的给水，虽经过化学处理，但仍含有一定的盐分，当给水经过不断地蒸发、浓缩使锅水含盐浓度增大。当饱和蒸汽从锅水中引出时，由于各种原因，会携带一定的炉水，从而使蒸汽污染。另外，高压及以上的蒸汽还能直接溶液锅水中的某种盐分，使蒸汽污染。给水含盐是蒸汽污染的根源，蒸汽带水（及蒸汽溶盐）是蒸汽污染的途径。影响蒸汽机械携带的因素锅炉负荷负荷-产汽量-进入汽包的汽水混合物动能-锅水飞溅，生成细小水滴-汽包蒸汽空间蒸汽流速-带水能力-带水量蒸汽空间高度蒸汽空间高度-蒸汽带水蒸汽压力压力-汽水密度差-汽水分离困难蒸汽带水压力-锅炉蓄热放出锅水大量蒸发汽包水容积-水位-蒸汽空间高度-穿过水面的蒸汽量 -带水量锅水含盐量在一定范围内锅水含盐量-蒸汽带水不变；当锅水含盐量增大到某一数值时，蒸汽带水突然增大。锅水含盐量-锅水粘度-汽泡上升速度-汽泡数量-起泡能力-水面上的汽泡不易破裂-形成泡沫层-达到一定程度时泡沫层急剧膨胀，产生汽水共腾-蒸汽空间高度-蒸汽大量带水提高蒸汽品质的方法根本途径：提高给水品质、降低蒸汽的机械携带具体方法：采用完善的汽水分离装置；采用蒸汽清洗；控制锅水碱度；控制汽包水位，严禁高水位运行，杜绝满水事故；保持锅炉负荷稳定，避免负荷突变；保持汽压的稳定，防止汽压骤变；控制锅水含盐量在规定范围内。2、汽水分离装置汽水分离的基本原理有：重力分离、离心分离、惯性分离、水膜分离。汽包内的汽水分离一般分2个阶段进行，常用的汽水分离装置有：进口挡板、旋风分离器用于第一阶段粗分离；波形板分离器、顶部多孔板用于第二阶段细分离用。3、蒸汽清洗装置让蒸汽穿过一层含盐浓度较低的水，减少蒸汽中机械携带的盐量（蒸汽中溶解的盐分扩散到清洗水中），从而提高蒸汽品质。蒸汽清洗装置主要采用起泡穿层式。有钟罩式、平板式2种。4、排污装置给水含有一定的盐分；金属腐蚀产生一些腐蚀产物；锅水经过不断的蒸发、浓缩，含盐量增大；经锅内加药处理后，锅水中的某些盐分转变为水渣；因此，锅炉运行中应排出部分被污染的锅水，以控制锅水品质，称为锅炉排污。锅炉排污分为连续排污和定期排污2种：连续排污指在运行中连续不断地排出部分锅水、悬浮物和油脂，以维持一定的锅水含盐量和碱度。连续排污的位置在锅水含盐浓度最大的汽包蒸发面附近，即在汽包正常水位线以下200300mm处。定期排污是指在锅炉运行中，定期的排出锅水中的水渣等物。定期排污位置在沉淀物聚集最多的水冷壁下联箱的底部。排污量一般用排污率表示：P=Gpw/D*100%P：排污率Gpw：排污量D：锅炉蒸发量五、自然循环原理1、自然循环原理蒸发设备中的水冷壁吸收热量，水部分蒸发产生蒸汽，而下降管不受热，管内是水。因此，下降管中水的密度大于水冷壁中汽水混合物的密度，在下联箱两侧由于密度差产生的压力差，将推动工质在水冷壁中向上流动，在下降管中向下流动，形成自然循环。P=gh2、自然循环常见故障循环停滞、循环倒流、汽水分层、下降管带汽、水冷壁沸腾传热恶化。循环停滞和倒流在某个循环回路中，当并列的水冷壁管受热来均匀时，受热最弱的管子由于产汽量少，汽水混合物的密度增大，下降管和水冷壁管内的工质密度差减小，循环的推动力减小，管内的工质流速降低。没管子受热弱到一定程度，工质的流速接近或等于零时，称为循环停滞。当工质的流速为负时，即形成循环倒流。主要原因：并列水冷壁管受热不均匀。主要危害：循环停滞时工质不流动，热量主要*导热，引起管壁超温；长期时引起管壁结垢、腐蚀。循环倒流时流速低，蒸汽向上的速度与倒流水速相近时，会形成汽泡集聚、增大，形成汽塞。引起管壁过热或疲劳损坏。汽水分层发生在水平或微倾斜的蒸发管中，当汽水混合物流速较低时，将使水在管下部流动，汽在管上部流动，形成汽水分层。下降管带汽下降管带汽，工质的密度减小，水循环推动力减小，同时工质的流速增大，使下降管内的流动阻力增大，可能造成循环停滞和倒流。下降管带汽的主要原因：旋涡斗带汽、汽包内锅水含汽、下降管入口锅水汽化。A、旋涡斗带汽当水位较低时，锅水在进入下降管过程中，由于流动速度的大小和方向突变，在下降管入口处形成旋涡斗。严重时可将汽包上部的蒸汽吸入下降管，造成下降管带汽。B、下降管入口锅水汽化水流速度突然增大，出现能量转换和压力下降，若锅水是饱和水，则在下降管入口处会发生自沸腾。C、锅水含汽锅水中含有蒸汽，当蒸汽的上浮速度小于水的下降速度时，蒸汽就会被带入下降管。水冷壁沸腾传热恶化主要发生在高压以上锅炉高负荷区水冷壁。3、提高自然循环安全性的措施从结构上：增分循环回路、改善边角管布置、采用大直径下降管、不布置或少布置水平或斜度小于150的蒸发管、下降管入口处装栅格、将省煤器的给水部分引到下降管入口处提高锅水欠焓、汽水混合物引入汽包点远离下降管入口。从运行上：a、合理组织炉内燃烧，保持燃烧均匀；b、保持受热面清洁；c、避免锅炉长期低负荷运行，运行负荷应大于最低允许负荷；（循环流速低、燃烧不均）d、维持汽压稳定，控制负荷变化速度在允许范围内，严禁猛增、猛减负荷；（若汽压急剧波动，当汽压降低时，可使下降管入口锅水自汽化，下降管带汽）e、保持汽包水位正常，防止水位过节低；f、定期排污时，排污时间不宜过长（一般不超过40秒）。否则易使排污管附近的水冷壁出现循环停滞或循环倒流。六、蒸汽的过热过热装置主要是过热器。作用是将锅炉蒸发设备所产生的饱和蒸汽加热成具有一定过热度的过热蒸汽。1、过热器的主要类型、结构根据传热方式分：对流式过热器、辐射式过热器、半辐射式过热器。对流式过热器：布置