时单元电厂热力设备及运行锅炉整体PPT课件.ppt

华北电力大学环境科学与工程学院 电厂热力设备及运行 任课教师 杨官平 二 一一年一月 封面 锅炉蒸汽发生过程锅炉类型及规范自然循环锅炉强制流动锅炉 第一章锅炉整体 图1 1锅炉整体 2 第一节锅炉蒸汽发生过程 锅炉 把燃料的化学能转化为蒸汽的热能的换热设备 由炉和锅组成 炉 通常燃料的燃烧过程在炉膛内进行 将燃料的化学能转换为高温烟气的热能 锅 高温烟气将热能传递给水 使水完成预热 蒸发 过热 和再过热 过程 获得一定压力 温度 品质合格的蒸汽 3 一 水蒸气的产生过程 预热阶段 未饱和水 饱和水汽化阶段 饱和水 湿饱和蒸汽 饱和蒸汽过热阶段 饱和蒸汽 过热蒸汽 未饱和水 饱和水 湿饱和蒸汽 饱和蒸汽 过热蒸汽 图1 2水蒸气的产生过程 4 二 锅炉蒸气的产生过程 图1 3不同参数下温熵图 a 高参数 10MPa 540 b 超高参数 14MPa540 540 1 预热热 2 汽化热 3 过热热 4 再热热 T S 3 2 1 T S 3 2 1 4 a b 5 4 3 2 1 T S 5 6 锅炉 汽轮机 发电机 给水泵 凝汽器 1 2 3 4 5 6 1 2 汽轮机绝热膨胀2 3 凝汽器液化放热3 4 给水泵绝热压缩4 5 省煤器中吸热5 6 水冷壁中蒸发6 1 过热器中过热 水蒸汽动力循环系统 图1 4水蒸汽动力循环T S图 图1 5水蒸汽动力循环系统图 6 1 b 汽轮机高压缸绝热膨胀b a 锅炉再热器中再热a 2 汽轮机低压缸绝热膨胀2 3 汽轮机凝汽器液化放热3 4 锅炉给水泵绝热压缩4 5 锅炉省煤器中吸热5 6 锅炉水冷壁中蒸发6 1 锅炉过热器中过热 水蒸汽再热循环系统 T S 4 3 2 1 5 6 b a 图1 7水蒸汽再热循环系统图 图1 6水蒸汽再热循环T S图 7 三 锅炉的基本结构 图1 8锅炉的基本结构 8 锅炉本体 使燃料在炉内良好的燃烧 放出热量 将水加热 蒸发 过热成具有一定参数的过热蒸汽 输煤系统 将厂外运输来的煤卸下来 并经过杂物清除和破碎后运输到锅炉的原煤仓 或直接送往电厂的煤场备用 制粉系统 完成燃料的磨碎 干燥 使之形成具有一定细度和干燥度的燃料 并送入炉膛 烟风系统 提供锅炉燃烧的氧气 带动干燥的燃料进入炉膛 维持炉膛风压以稳定燃烧 除尘除渣系统 将锅炉的燃烧产生的灰渣连续不断地清除 并运送到灰渣场 锅炉设备由五大系统组成 9 输煤系统 除尘排渣系统 锅炉本体 制粉系统 烟风系统 图1 9锅炉设备的组成示意图 10 锅 锅炉本体 汽水系统 由汽包 下降管 联箱 导管及各换热设备 水冷壁 过热器 再热器 省煤器等 组成 完成由水变成蒸汽的吸热过程 燃烧系统 由炉膛 燃烧器 烟道 炉墙构架等部件组成 完成燃料的燃烧过程 1 锅炉本体 炉 图1 10锅炉本体 11 锅炉房 2 输煤系统 图1 11锅炉输煤 12 图1 12输煤系统图 运煤 翻车机卸煤 转运站 煤场 输煤栈桥 皮带输送机 电磁除铁器 碎煤机 送往制粉系统 13 3 制粉系统 图1 13锅炉制粉系统 14 4 烟风系统 图1 14锅炉烟风系统 15 5 除尘除渣系统 图1 15锅炉除尘除渣系统 16 四 锅炉的工作过程 图1 16锅炉的工作工程 17 1 燃烧系统 图1 17锅炉的燃烧系统 18 组成 由燃烧器 炉膛 烟道 炉墙构架等部件组成 作用 使燃料和空气混合燃烧放热 完成燃料的燃烧过程 工作工程 燃料和空气通过燃烧器喷入炉膛内燃烧 以辐射换热方式将热量传递给炉墙内壁四周的水冷壁内的介质 燃烧产物 高温烟气和灰渣 高温烟气 依次经过过热器 省煤器 空气预热器 除尘器 引风机 烟囱 排入大气 灰渣 飞灰 用水冲入冲渣沟和冲灰沟 燃烧系统组成 作用及工作工程 19 2 汽水系统 图1 18锅炉的汽水系统 20 组成 由省煤器 汽包 汽水分离器 下降管 水冷壁 过热器 再热器等组成 作用 使水吸收高温烟气放出的热量 汽化为具有一定参数的过热蒸汽 工作工程 给水 省煤器 汽包 下降管 下联箱 水冷壁 汽包 过热器 锅炉主汽门 或集汽联箱 出口 汽水系统组成 作用及工作工程 21 3 热量传递方式 在炉膛中 以辐射方式将热量传给水冷壁 在炉膛烟气出口处 以半辐射 半对流方式将热量传给屏式过热器 在水平烟道和尾部烟道以对流方式传给过热器 再热器 省煤器和空气预热器 22 五 锅炉本体 炉本体的主要部件 炉膛燃烧器空气预热器烟风道锅本体的主要部件 省煤器汽包下降管联箱水冷壁过热器再热器 23 1 炉膛 定义 由水冷壁和炉墙构成供燃料燃烧的立体空间 位置 进口连接燃烧器 出口连接水平烟道和除渣设备 主要任务 提供燃料燃烧的立体空间 把燃料的化学能转化为烟气的热能 组织炉内辐射换热 加热炉膛水冷壁中的工质 24 2 燃烧器 定义 把燃料和空气按一定的比例送入炉膛 并组织燃烧工况的装置 位置 位于炉膛四角或墙壁上 进口连接一次风管 二次风管和三次风管 出口进入炉膛 主要作用 使燃料与空气喷入炉膛后迅速着火 使燃料与空气能够强烈混合以保证燃料充分燃烧 让火焰充满炉膛而减少死滞区 25 3 空气预热器 定义 利用锅炉尾部的烟气热量加热燃料燃烧所需空气的一种热交换器 位置 位于锅炉尾部烟道 进口连接送风机 出口连接二次风箱 一次风箱和磨煤机 主要作用 进一步降低排烟温度 提高锅炉效率 节省燃料 改善燃料的着火与燃烧条件 降低不完全燃烧损失 进一步提高锅炉效率 提高炉膛温度水平 强化炉内辐射传热 降低烟气温度 改善引风机工作条件 降低风机电耗 利用热空气在制粉系统中干燥煤粉 作为干燥剂 26 4 烟风道 定义 由炉墙 部分受热面管道及包墙管等组成的通道 分为水平烟道和尾部烟道 烟风道作用 密封作用 将高温烟气与外界环境隔开 防止高温烟气进入环境和环境低温空气漏入锅炉内 引导烟气流动 并经各个受热面进行热量交换 27 5 省煤器 定义 利用锅炉尾部的烟气热量加热给水的一种热交换器 位置 位于锅炉尾部烟道 进口连接给水操作台 给水管道和阀门 出口连接汽包或水冷壁下联箱 主要作用 节省燃料 吸收尾部烟气热量 降低排烟温度 提高锅炉效率 节省燃料 改善汽包工作条件 采用省煤器后 进入汽包的给水温度升高 减少了汽包壁与给水之间的温差 从而使汽包壁的热应力下降 延长了汽包的使用寿命 降低锅炉造价 给水在省煤器中预热 减少了水在蒸发受热面中的吸热量 也即用小管径 管壁较薄 传热温差较大 价格较低的省煤器代替了部分蒸发受热面 28 6 汽包 定义 循环锅炉中用以进行汽水分离和蒸汽净化 组成水循环回路并储存一定水量的长筒形压力容器 位置 位于锅炉顶部 悬吊在炉膛前墙顶部的炉外大梁上 进口连接省煤器来水管和水冷壁汽水混合物引出管 出口连接下降管和顶棚过热器管 主要作用 组成汽水循环回路 连接省煤器 蒸发器和过热器 并严格区分工质的加热 汽化 过热过程 汽水分离和净化蒸汽 增加锅炉蓄热量 汽包上装有压力表 水位计和安全门等附件 保证锅炉安全工作 29 7 下降管 位置 位于锅炉前墙外 进口连接汽包 出口连接水冷壁下联箱 主要作用 把汽包中的水连续不断地送往水冷壁 以维持正常的水循环 30 8 联箱 位置 位于锅炉前墙外 进口连接下降管 出口连接水冷壁 主要作用 汇集 混合和再分配工质 31 9 水冷壁 定义 敷设在炉膛四周 或炉膛中间 由多根并联管组成的蒸发受热面部件 位置 位于锅炉四周 垂直的布置在炉膛四周 或炉膛中间 进口连接下降管或省煤器 出口连接汽包或过热器 主要作用 吸收高温火焰的辐射传热 使水蒸发汽化 保护炉墙 防止受到熔化灰渣作用 避免结渣 将炉膛出口烟气温度冷却到要求的允许值 避免对流受热面结渣 32 10 过热器 定义 将饱和蒸汽加热成具有一定温度和压力的过热蒸汽一种热交换器 位置 位于炉膛上部 炉膛出口 炉顶 水平烟道内 竖井烟道内 进口连接汽包或水冷壁 出口连接主蒸汽管 主要作用 把饱和蒸汽加热成具有额定温度和压力的过热蒸汽 以提高电厂循环热效率 保证在锅炉允许的负荷波动范围内及其它工况时 蒸汽温度保持在正常范围内 33 11 再热器 定义 将汽轮机高压缸 或中压缸 排汽重新加热到一定温度的再热蒸汽的一种热交换器 位置 布置在水平烟道 竖井烟道内以及炉膛上部 进口连接汽轮机的高压缸 或中压缸 排气管 出口连接中压缸 或低压缸 进气管 主要作用 将汽轮机高压缸排汽加热成具有一定温度的再热蒸汽 提高电厂的循环热效率 降低汽轮机末级叶片的蒸汽湿度 34 六 锅炉辅助设备 给水设备通风设备输煤设备制粉设备除尘除渣设备锅炉附件 35 1 给水设备 组成 主要包括给水泵 给水操作台 主给水管路 给水旁路和电动调节门 等 主要作用 连续或间断地向锅炉供水 以保证锅炉在正常水位范围内安全运行 给水泵就是将从除氧器出来的水加压后输送到省煤器中 36 2 通风设备 组成 主要包括送风机 引风机 风道和烟囱等 主要作用 提供燃料燃烧和制粉所需要的空气 并把燃烧所生成的烟气排出炉外 以保证锅炉燃烧的正常进行 送风机的作用 将燃烧所需的空气送入炉膛或燃烧器内 克服空气系统的送风阻力 引风机 将烟气从炉膛抽出 克服烟气系统的阻力 烟囱 抽吸和排放烟气 37 3 输煤设备 组成 主要包括卸煤机械和受卸装置 储煤场和煤场机械 给煤设备和皮带输送机 煤筛 电磁除铁器 碎煤机 木屑分离器 皮带称等 主要作用 将来煤卸下并经过破碎和杂物清除后输送到锅炉的原煤仓 或直接送往储煤场备用 38 4 制粉设备 组成 一般包括原煤仓 给煤机 磨煤机 粗粉分离器 细粉分离器 排粉风机 给粉机 螺旋输粉机 煤粉仓 锁气器和防爆门等设备 其中最重要的设备是磨煤机 主要作用 将原煤干燥并磨制成一定细度的煤粉 送入炉膛中燃烧 39 5 除尘除渣设备 组成 除尘设备包括除尘器 常用的有电除尘器和袋式除尘器两种 水力除渣的设备包括捞渣机 碎渣机 冲灰器 冲灰水泵 灰浆泵等 主要作用 清除锅炉排烟中的飞灰 以