第九章 锅炉及其附件.ppt

1,1、概述（第一节）2、组成设备介绍（第三、四节）制粉系统燃烧相关设备燃烧器炉膛布置、类型传热相关设备过热器和再热器（受热面）省煤器和空气预热器3、原理介绍（燃料、热平衡等）（第二节）,本章授课流程,2,第一节锅炉概述一、锅炉概念（一）锅炉的功能和分类：锅炉是利用燃料等能源的热能或工业生产中的余热，将工质(主要是水)加热到一定温度和压力的换热设备。,通常意义的锅炉中一般要实现下述过程燃烧热交换燃料的化学能烟气的热能蒸汽(或热水)的热能,3,电站锅炉:火电厂三大主机之一，火室燃烧。生产高温高压蒸气，适用各种燃料，热效率高、受热面复杂，向大容量、高参数发展。工业锅炉:适于各行业，火床燃烧，热效率低，容量较小。生产蒸汽（或热水）供给工业和民用所需热能，或通过蒸汽动力机械转换为机械能。船用锅炉:作为船舶动力，体积小，重量轻，启停方便，变负荷能力强。一般采用低中压参数，炉膛容积热负荷高，水循环高度小的燃油锅炉。生活锅炉:居民生活所需的蒸汽或热水之用。,4,5,6,工业锅炉型号,例SHL20-2.45/400-A双锅筒横置式链条炉排，额定蒸发为20t/h，蒸汽压力为2.45MPa，过热蒸汽温度为400C0，燃用烟煤，原型设计的蒸汽锅炉,7,工业锅炉型号,燃烧方式代号,燃料代号,8,WNS燃油（气）蒸汽锅炉,9,10,LSG系列立式双层炉排蒸汽、热水锅炉,LSG系列立式弯水管锅炉,11,DZL（DZW）系列烟火管锅壳式锅炉,12,DZL系列水管锅炉,13,DZL系列水火管锅壳式锅炉,14,15,“马蹄型”锅炉,16,17,18,SHFx系列循环流化床锅炉,19,20,21,22,23,电站锅炉型号,例HG-670/13.72M哈尔滨锅炉厂制造,额定蒸发量670t/h，额定蒸汽压力13.7Mpa燃煤锅炉SG-1000/16.66-YM2上海锅炉厂制造,额定蒸发量1000t/h，额定蒸汽压力16.66Mpa燃用烟煤锅炉（第二次设计）,24,小资料：1、2004年底我国发电装机容量提高到447GW（4.47亿千瓦），年发电量达12500亿KWH，火电占82.3，属于耗煤大户。2、我国火电厂主力200300MW燃煤机组的供电煤耗超过进口30以上。3、每年我国电站锅炉、工业炉窑与工业锅炉，耗煤占煤炭总消费量的23左右，也是造成我国大气污染的主要原因之一。因此，锅炉是能源利用领域中的重要设备和环节，关系国计民生，拥有巨大节能潜力。,25,（二）电站煤粉锅炉机组组成,现代电站锅炉最为庞大、复杂，技术成套性强，是多学科、多门类工业产品综合而成的蒸汽发生装置。,火力发电厂能量转换的基本过程锅炉汽轮机发电机燃料的化学能蒸汽的热能转轴的机械能电能,26,27,燃烧效率：1836,热效率：1640,热效率：9099,燃烧效率：9799（流化床）,28,29,空气,燃料,水,蒸汽,烟气,30,31,32,锅,炉,锅炉本体,辅助设备,电站煤粉锅炉机组,锅炉汽水系统由汽包、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。,锅炉燃烧系统由炉膛、燃烧器、烟道、炉墙构架等部件组成，完成煤的燃烧过程。,由送风机、引风机、燃料供应及制粉、除灰、除渣、测量控制等组成,33,（一）锅炉参数230,额定蒸发量在额定给水温度、使用设计燃料和额定蒸汽参数，保证热效率时所规定的蒸发量，单位为T/h（或Kg/s）,最大连续蒸发量（对大型锅炉）在额定蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，长期连续运行时所能达到的最大蒸发量，单位为T/h（或Kg/s）,供热量（工业热水锅炉）单位为KW（或Kcal/h）。,二、锅炉的特性,蒸汽锅炉的额定参数在规定负荷范围内长期连续运行应能保证的出口蒸汽参数，包括额定蒸汽压力（对应规定的给水压力），单位是MPa；额定蒸汽温度（对应额定蒸汽压力和额定给水温度)，单位是0C。,热水锅炉的额定参数锅炉出口热水的压力和温度，单位分别是MPa和0C,34,（二）锅炉安全、经济性指标,连续运行小时数两次检修之间的运行小时数（5000h）,可用率（总运行小时数+总备用小时数）/统计期间总小时数（一年）（90%）,事故率总事故停炉小时数/（总运行小时数+事故停炉小时数）（1，完全燃烧时，烟气具有的容积为实际烟气容积，除了那四种生成物外还有剩余的。因此，理论烟气容积为：实际烟气容积为：,114,2，烟气的焓值：空气和烟气的焓值，是指在等压条件下，将1kg燃料燃烧所需要的理论空气和生成烟气量从0加热到所需的热量，用和表示，单位为KJ/kg。烟气为混合物，其焓值为：,其中，理论烟气焓值（=1）为,理论空气焓值为,飞灰的焓值为,115,四、锅炉的热平衡,锅炉的热平衡是指输入锅炉的热量与其输出热量的平衡。热平衡计算的目的：确定锅炉热效率和燃料消耗量，分析热损失产生的原因，鉴定锅炉的性能和水平。,116,（一）煤的发热量,煤的发热量（kJ/kg)单位质量的煤在完全燃烧时所释放的热量。,高位发热量()包含燃烧产物中全部水蒸汽凝结时放出的汽化潜热。,低位发热量（）不考虑水份的汽化潜热的发热量。通常锅炉排烟温度一般为110180，烟气中的水蒸汽不会凝结，所以在热力计算中是用低位发热量。,117,高、低位发热量之间的关系为：,二者之差别就是汽化潜热r=2510kJ/kg,标准煤：为了进行经济比较，规定以收到基低位发热量为29270kJ/kg(7000kCal/kg)的煤为标准煤。则各种煤的消耗量可以通过其收到基低位发热量折算成标准煤。,118,（二）锅炉热平衡方程式,锅炉热平衡方程式,式中qi=（Qi/Qr）100Qr输入热量Q1有效利用热Q2排烟损失Q3化学不完全燃烧热损失Q4机械不完全燃烧热损失Q5散热损失Q6灰渣物理热损失,100,119,：燃料收到基低位发热量，,输入锅炉热量,式中：,：燃料的物理显热，,：外来热源加热空气时带来的热量，,：雾化燃油带来的热量，,对于燃煤锅炉，如果燃料和空气都没用外界热量进行预热，则,输入锅炉的热量包括：,120,锅炉有效利用热：锅炉有效利用热是指将给水加热至过热蒸汽（或饱和汽或热水）所需的总热量，,对于热水炉，为：热水吸热热量,对于饱和蒸汽炉，为：有饱和蒸汽热量排污损失热量,对电站锅炉，为：过热热量再热热量排污损失热量,121,锅炉的各项损失：锅炉损失包括燃料未完全燃烧及未被充分利用热量两部分：,1、机械不完全燃烧损失：机械不完全燃烧损失是指灰渣、飞灰中的未燃烧、未燃尽的固体可燃物（碳）被排出炉外所造成的热损失。这是燃煤锅炉的主要热损失。对于固态排渣炉一般取0.55%，火床炉取715%，气体、液体燃料炉取零。2、化学不完全燃烧损失：化学不完全燃烧损失是指未完全燃烧的可燃气体（）随烟气排放到大气所造成的热损失。对于煤粉炉一般取0，气体、液体燃料炉取0.5%，火床炉取(0.51.0)%。,影响燃料未完全燃烧的因素：燃料性质，燃烧方式，燃烧设备的结构与布置，炉膛温度，过剩空气系数。,122,3、排烟损失：排烟损失是指排烟物理显热造成的损失，为排烟焓与进入锅炉冷空气焓之差，即,式中：排烟焓；,进入锅炉冷空气焓，,排烟处的过剩空气系数，,是锅炉最大的一项热损失，一般为512%。影响排烟损失的主要因素：排烟温度和排烟处的过剩空气系数。每增加1020,排烟损失增加1%。过低，会造成尾部受热面腐蚀和堵灰，一般为110以上。降低过剩空气系数可降低排烟损失。,123,4、散热损失：散热损失是由于炉墙、金属结构、锅炉范围内的汽水管道、烟风管道等的温度高于周围环境温度所造成的。一般锅炉越大，散热损失越小。当容量900t/h，可取0.2%。,5、其他热损失：其他热损失主要是指灰渣排出时的物理显热所造成的损失。对于固态排渣煤粉炉，一般取0.51.0,124,（三）锅炉热效率与燃料消耗量,热效率：锅炉热效率为锅炉有效利用热与锅炉送入热量之比，即：,或,燃烧效率：反映燃料燃烧的完全程度，取决于不完全燃烧损失大小，即：,125,锅炉燃料消耗量：,计算燃料消耗量：考虑了不完全燃烧损失后，实际燃料消耗量为,126,作业题与思考题：,1、煤的元素分析成分和工业分析成分是什么？2、煤的挥发分、水分、灰分和硫对锅炉工作有何况影响？3、解释专业名词：煤的高位发热量、低位发热量，理论空气量、实际空气量、过剩空气