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电站锅炉原理 1 2 更多的参考书目 TK类 锅炉原理电厂锅炉原理锅炉原理及计算锅炉手册电厂燃料锅炉燃料设备国家标准 GB T3715 1996 3 锅炉原理课程目的 了解锅炉工作原理 基本结构掌握进行锅炉设计时 确定锅炉结构和工作状况的重要方法为锅炉设计 性能试验研究 运行和调试打下必要的理论基础为有关后续课程和教学环节的学习创造必要的条件 4 锅炉原理课程内容 掌握锅炉的工作原理与炉内燃烧过程 锅内过程的基本概念 初步具有从燃烧的稳定性与经济性 受热面工作的安全性 蒸汽清洗 汽温调节 锅炉效率等几个主要方面分析锅炉机理的性能与运行问题的能力了解燃料特性 煤的性质 掌握燃烧产物与锅炉机组热平衡的计算方法 了解锅炉热平衡试验方法 掌握煤粉特性以及制粉系统的运行掌握有关锅炉整体设计的基本知识 掌握锅炉的热力计算的基本方法 包括锅炉炉膛和对流受热面的计算方法 并学会使用计算中有关的标准 图表及手册 在掌握锅炉热力计算基本方法的基础上 能够初步编写锅炉热力计算程序了解锅炉水循环计算的基本方法 并学会使用计算中有关的标准 图形及手册了解有关锅炉整体设计的基本知识和锅炉安全经济运行的一般知识 大致了解国外锅炉的技术水平及发展方向 5 锅炉原理课程分布 化学能转化装置 热 电 燃料 第3章 核 固体 液体 气体 有机燃料 煤 锅炉 本体布置设计 第13章 炉膛传热 第14章 对流受热面 第15章 物质平衡 热平衡 第4章 6 锅炉 利用燃料燃烧释放的热能或其他热能加热给水 以获得规定参数 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 汽轮机 发电机 7 锅炉发展简史 第一台锅炉 蒸汽发生装置 是公元一世纪由亚力山大石的HERO发明的 没有用于生产中 仅处于玩具阶段 1698年英国人ThomsSavery获得蒸汽带动水泵的发明专利 蒸汽发生装置是部分装水 下面烧火的大汽锅 发展经历过水管式锅炉和火管式锅炉两类火管式 烟气在管内流动 管子浸在水中水管式 水在管内流动 烟气在水管外流动传热 8 锅炉简史 水管式安全可靠 易高压 放大 目前主要是水管式锅炉国外主要产商 B W ABB Fosterwheeler Alstom 三凌等公司国内 哈锅 东锅 上锅等 9 锅炉工作过程 燃料与空气中氧燃烧放热高温烟气通过受热面传递给水水在省煤器预热在水冷壁等蒸发受热面中蒸发气化在过热器中过热在再热器中再热 10 锅炉工作过程 以煤粉炉电站为例 燃烧系统空气系统汽水系统灰渣系统 11 锅炉容量及参数 锅炉容量 即蒸发量 锅炉每小时产生的蒸汽量 kg h kg s 额定蒸发量 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最大连续蒸发量 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额定蒸汽参数 额定蒸汽压力和额定蒸汽温度额定蒸汽压力 在规定的给水压力和规定的负荷范围内 长期连续运行时应予保证的出口蒸汽压力 MPa额定蒸汽温度 在规定的负荷范围内 额定蒸汽压力和额定给水温度下 长期连续运行时应予保证的出口蒸汽温度 C 额定过热蒸汽温度 额定再热蒸汽温度 12 锅炉分类 1 加热方式 水管式 火管式9 按燃料不同 燃煤 油 气 余热 特种燃料 垃圾 废渣 废水 2 锅炉用途 工业 2 45Mpa 65t h 小机组 电站 热水3 锅炉容量220t h 小 670 大 4 蒸汽压力参数2 45 2 94 4 9 8 10 12 15 16 20 22 15 燃烧方式 火床炉 链条炉 火室炉 煤粉炉 cfb 沸腾燃烧6 受热面内工质流动方式 自然 控制 直流 复合循环锅炉 7 锅炉排渣相态 固态 液体排渣锅炉 旋风炉 8 锅炉燃烧室压力 负压 微正压 比大气压多处1 96 4 9kpa 压力 较大 13 按加热方式分 水管式 火管式 14 按锅炉用途分类 电站锅炉 蒸汽发电工业锅炉 工业生产 生活 采暖表压2 45MPa 最大连续蒸发量65t h热水锅炉 热水 15 锅炉容量分类 大型锅炉 300MW MCR 670t h中型锅炉小型锅炉MCR 220t h 16 按蒸汽压力分类 低压锅炉 2 45MPa中压锅炉 2 94 4 90MPa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 17 按燃烧方式分类 火床燃烧方式及火床炉火室燃烧方式和室燃炉旋风燃烧方式和旋风炉流化床燃烧方式和流化床锅炉 18 火床燃烧方式及火床炉 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 19 链条炉 20 火室燃烧方式和室燃炉 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 21 典型的火室炉 煤粉锅炉 效率高 体积小 易大型化燃料适应性差 需FGD 负荷调节稍差 22 旋风燃烧方式和旋风炉 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 23 流化床燃烧方式和流化床锅炉 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 24 25 典型的循环流化床锅炉 26 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 27 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小于18 15MPa 28 自然循环的煤粉锅炉 29 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小于19 62MPa可用 30 强制循环煤粉锅炉 31 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 防止膜态沸腾 32 直流锅炉 33 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 34 按锅炉排渣的相态分类 固态排渣锅炉液态排渣锅炉 如旋风炉等 美国 卧式 前苏联 BTH立式 德国KSG立式 35 按燃烧室内压力分类 负