马家沟的锅炉总结.ppt

第一节概述,供热系统组成热源、热网和热用户锅炉是一种将煤炭、石油、可燃气体等能源所储藏的化学能转化为一定温度和压力的水或蒸汽的换热设备。锅炉是利用燃料或其他能源的热能，把水加热成为热水或蒸汽的设备。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为生产和生活提供所需要的热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉，产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉。,锅炉由“锅”和“炉”两部分组成，“锅”是指被加热的盛水和蒸汽的容器。其作用是吸收燃料在炉中释放的热能，将水加热成热水或蒸汽。“炉”是锅炉中燃料燃烧的场所，其作用是将燃料的化学能转化为热能。“锅”与“炉”以换热表面分开，一侧是“锅”，另一侧则是“炉”。为了保证锅炉的正常、安全运行，还需要配置必要的附件、仪表、自控装置和辅助设备。,第二节锅炉的基本构造和工作过程,一、锅炉的基本构成：汽锅(drum)和炉子（furnace）炉子（以SHL型锅炉为例）：是将燃料的化学能转变为热能的燃烧系统。包括煤斗、炉排、炉膛、除渣板、送风装置等。汽锅：是接受高温烟气的热量并将其传给工质的受热面系统。包括锅筒（汽包）、管束、集箱、和下降管等组成的一个封闭汽水系统。,（1）炉膛提供燃料燃烧及辐射受热面布置的空间，保证燃料燃尽并使出口烟气温度冷却到对流受热面能安全工作的数值。（2）燃烧设备将燃料和燃烧所需空气送入炉膛并使燃料及时着火和稳定燃烧。（3）锅筒连接锅炉各受热面，组成水循环回路；实现汽、水分离；适应负荷变化。（4）水冷壁吸收炉膛辐射热并保护炉墙。（5）对流管束以对流方式吸收烟气热量，加热工质水使之汽化。（6）过热器将饱和蒸汽加热成过热蒸汽。（7）省煤器吸收锅炉尾部烟气的热量加热给水，以降低排烟温度，节约燃料。（8）空气预热器加热燃烧用的空气，改善炉内燃料的着火和燃烧；降低排烟温度，提高锅炉效率。,锅筒又叫汽包，是锅炉最重要的受压元件，其作用为：（1）接受锅炉给水，同时向蒸汽过热器输送饱和蒸汽，连接上升管和下降管构成循环回路，是给水加热、产生蒸汽与蒸汽过热三个过程的连接枢纽。（2）锅筒中储存一定量的饱和水，具有一定的蒸发能力，储存的水量愈多，适应负荷变化的能力就愈大。（3）锅筒内部安装有给水、加药、排污和蒸汽净化等装置，以改善蒸汽品质。锅筒是由钢板焊接而成的圆筒形容器，由筒体和封头两部分组成。工业锅炉筒体长度为27m，筒体直径为0.81.6m，壁厚为1216mm。锅筒两端的封头是用钢板冲压而成，并焊接在筒体上。在封头上开有椭圆形人孔，人孔盖板是用螺栓从汽包内侧向外侧拉紧的。,锅筒由上升管与下降管连接起来组成自然循环回路。上锅筒内汇集了循环回路中的汽水混合物，常设有汽水分离装置，给水分配管。为了改善锅炉水的品质，有的锅炉还设有连续排污管和加药管。下锅筒内则有定期排污装置。,水冷壁管垂直布置在炉膛内四周，其主要作用是吸收高温烟气的大量辐射热，同时可以减少熔渣和高温烟气对炉墙的损坏，保护炉墙。水冷壁管下端与下集箱相连，下集箱通过下降管与锅筒的水空间相连，上端直接与上锅筒连接，或接到上集箱经导汽管与锅筒连接，构成水冷壁的水循环系统。,对流管束通常是由连接上下锅筒间的管束构成。全部对流管束都布置在烟道中，受烟气的冲刷而换热，也称对流受热面，是另一种主要受热面。,蒸汽过热器的作用是将上锅筒引出的饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽。工业用汽多为饱和蒸汽，故一般锅炉中多不设置蒸汽过热器。只有在生产用汽需要较高的温度，而不需要提高蒸汽压力，或为了在蒸汽输送过程中减少冷凝损失而需要过热蒸汽时，才在锅炉中装设蒸汽过热器。省煤器是给水的预热设备。它装置在锅炉的尾部烟道，吸收烟气的热量，对流换热，有效地降低排烟温度，提高热效率，节约燃料。同时，由于提高了给水温度，还可减小因温差而引起锅筒壁的热应力，有利于延长锅筒的使用寿命。对于供热锅炉，省煤器一般用铸铁制造，可降低锅炉造价。空气预热器，简称空预器，是利用锅炉尾部烟气的热量加热燃料燃烧所需空气的换热设备。,二、锅炉的工作过程,燃料的燃烧过程煤：加煤斗炉排表面除渣板灰斗空气：送风机空气预热器炉排腹中风仓与燃料混合燃烧形成高温烟气烟气向水（汽）的传热过程炉膛四周墙面上的水冷壁管炉膛出口蒸汽过热器对流管束省煤器空气预热器水的受热和汽化过程水循环汽水分离,锅炉的工作过程,锅炉给水水处理（除硬、除碱、除氧）给水泵加压省煤器上锅筒水循环回路（两类）上锅筒下降管下集箱水冷壁上集箱上锅筒上锅筒受热弱的对流管束下集箱或下锅筒受热强的对流管束上集箱或上锅筒受热弱的对流管束,锅炉给水一般均含有少量杂质，随着锅炉水的不断蒸发和浓缩，锅炉水杂质的相对含量会越来越高，即锅炉水含盐浓度增大。又由于受热面各上升管进入上锅筒的汽水混合物具有很高动能，会冲击蒸发面和汽包内部装置，引起大量的锅炉水飞溅。这些质量很小的水珠很容易被流速很高的蒸汽带走。于是蒸汽携带了含盐浓度较高的锅炉水而被污染，即蒸汽品质恶化了。品质恶化的蒸汽会在蒸汽过热器或换热设备及阀门内结垢，这样不仅影响设备的传热效果，而且影响设备的安全运行。因此，保持蒸汽的洁净，降低蒸汽的带水量是非常重要的。,对于低压小容量的锅炉，由于对蒸汽品质要求不高，且上锅筒的蒸汽负荷较小，可以利用上锅筒中蒸汽空间进行自然分离或装设简单的汽水分离装置。对于较大容量的锅炉，单纯采用汽水的自然分离已不能满足要求，需要在上锅筒内装设汽水分离装置。汽水分离装置形式很多，按其分离的原理可分为自然分离和机械分离两类。自然分离是利用汽水的密度差，在重力作用下使水、汽得以分离。机械分离则是依靠惯性力、离心力和附着力等使水从蒸汽中分离出来。目前，供热锅炉常用的汽水分离装置有水下孔板、挡板、匀汽孔板、集汽管、蜗壳式分离器、波形板及钢丝网分离器等多种。,水下孔板应用于汽水混合物自水空间引入上锅筒的锅炉。,由一层或数层钢丝网和拉网钢板间隔排列而成的一种分离器，这种分离器与汽流的接触面积很大，汽流中水滴易于吸附在钢丝网上，达到汽水分离的目的。这种分离器结构简单，阻力较小，适用于无除氦设备的小型锅炉上。钢丝网宜用不锈钢丝制成，否则腐蚀较快，氧化物易堵住网孔。,饱和湿蒸汽在波形板组成的曲折通道中通过时，水滴受惯性力的作用被甩到波形板上，靠重力下流达到汽水分离的目的。,当汽水混合物被引入锅筒汽空间时，在汽水引入管的管口可装设挡板，以形成水膜和削减汽水流的功能。蒸汽在流经挡板间隙时因急剧转弯，又可从汽流中分离出部分水滴，起着汽水的粗分离作用。,匀汽孔板也是借小孔节流作用使锅筒汽空间各处负荷均匀。通常孔板均匀开孔。为了增加锅筒汽空间重力分离效果，孔板尽量装得高些，以增加蒸汽空间的有效分离高度，但要注意孔板顶上空间的纵向蒸汽流速不宜过大。,蜗壳式分离器,蜗壳式分离器是一种利用离心分离原理的装置。蒸汽由分离器上部切向进入蜗壳后，经小孔折入内装的集汽管，再由集汽管汇集到蒸汽引出管引出。由于蒸汽切向进入的离心作用，使水滴粘附于壁面上流入疏水管中排入水空间。蜗壳分离器的总长度不小于上锅筒直段长度的2/3。由于蒸汽在蜗壳内经过多次转弯，受离心力的作用，分离效果较好。一般用于蒸发量较小、对蒸汽品质要求较高的锅炉。,工业锅炉分类工业锅炉的分类方法很多。按锅炉提供的工质状态可分为热水锅炉和蒸汽锅炉。按工质出口的压力可分为常压锅炉、低压锅炉、中压锅炉和高压锅炉。常压锅炉的表压为零；低压锅炉的压力一般小于1.275Mpa；中压锅炉的压力一般为3.825Mpa；高压锅炉的压力一般为9.8Mpa。按锅筒数目可分为单锅筒和双锅筒锅炉，锅筒可纵向或横向布置。,按蒸发受热面内工质的流动方式可分为自然循环锅炉、强制循环锅炉和直流锅炉。自然循环锅炉具有锅筒，利用下降管和上升管中工质的密度差产生工质循环。强制循环锅炉在循环回路的下降管与上升管之间设置了循环泵辅助水循环并作强制流动。按管内流动介质可分为火管锅炉和水管锅炉。按燃烧方式可分为火床燃烧（层燃）锅炉、火室燃烧（悬浮燃烧）锅炉和流化床燃烧锅炉等。,按炉膛烟气的压力可分为负压锅炉、微正压锅炉和增压锅炉。负压锅炉中炉膛压力保持负压，是燃煤锅炉的主要型式。微正压锅炉中炉膛表压力为25kPa，宜于低氧燃烧。增压锅炉中炉膛表压力大于0.3MPa。按所用燃料或能源可分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、余热锅炉、废料锅炉及其他能源锅炉，如以太阳能、地热能、电能等能源为热源的锅炉。按锅炉出厂型式可分为快装锅炉、组装锅炉和散装锅炉。小型锅炉一般为快装型式。,锅炉中三个同时进行的过程：燃料的燃烧过程、烟气向水的传热过程，水的受热气化过程保障锅炉燃烧充分的条件：高温的环境充足而适量的空气空气和燃料的充分混合及时地排走烟气和灰渣,第三节锅炉基本特性的表示,一、蒸发量、热功率蒸汽锅炉采用额定蒸发量表示，是指蒸汽锅炉在额定压力、温度和保证达到规定的热效率指标条件下，每小时连续最大的蒸汽产量。常用符号：D，单位是：t/h。热水锅炉可用额定热功率表示，是指热水锅炉在额定压力、温度和保证达到规定的热效率指标条件下，每小时连续最大的产热量。常用符号：Q，单位是：MW。热功率与蒸发量之间的关系，可表示为：对于热水锅炉：,本节课内容0304,二、蒸汽（或热水）参数锅炉的参数是指锅炉工作压力、工质温度。蒸汽锅炉：生产饱和蒸汽锅炉的参数系指上锅筒主蒸汽阀门出口处的额定饱和蒸汽压力(表压力)。生产过热蒸汽的锅炉是指过热器出口集箱主蒸汽阀门出口处的蒸汽压力和过热蒸汽温度热水锅炉：热水锅炉的允许工作压力和额定出水温度，是指高温热水供水阀门出口处的额定压力、热水温度及加水阀门进口处的水温度。,三、受热面蒸发率、受热面发热率受热面指汽锅和附加受热面等与烟气接触的金属表面积，也就是烟气与水或蒸汽进行热交换的表面积。受热面蒸发率每m2受热面每小时所产生的蒸汽量，用D/H(kg/m2.h)表示。受热面发热率每m2受热面每小时所产生的热量，用Q/H(kJ/m2.h,或MW/m2)表示。对于一般供热锅炉D/H3040Kg/m2.h，热水锅炉Q/H1200挥发分着火难易挥发分低的贫煤和无烟煤，着火点高，Cgd高，易造成qhz4挥发分高的煤，如烟煤，在卧式快装锅炉中炉膛容积热负荷较高，q3,焦结性粘结性强，表面板结，通风受阻，需加强拨火，又破坏了燃烧稳定燃用贫煤、无烟煤等弱粘结和不粘结的煤，受热时易形成细屑碎末，qlm4、qfh4煤的颗粒度燃用未经筛选的统煤粒度大小不一，细末嵌于块煤间，水蒸气不易散逸，延缓燃烧过程通风阻力大细末多处形成火口粒度大小过于悬殊，会引起煤斗中的机械分离，粗粒大块跑边，细粒碎末居中，两侧和中间燃烧层密实程度不匀，导致两侧穿风早燃尽，中间却是“火龙”一条，“红火”落渣斗，qhz4,（五）、链条炉的送风特性,分区送风沿炉排长度方向燃烧所需空气量各不相同在煤的热力准备阶段基本上不需要O2在灰渣形成阶段基本上也不需要O2空气需要量最大的区段在炉排中段挥发物和焦炭的燃烧区域,1-无分段送风时空气供应量；2-燃烧所需空气量；3-焦炭燃烧所需空气置；4-挥发分燃烧所需空气量；5-有分段送风时按需分配空气供应量,若采用统仓送风方式前后过多，中间严重不足q3q2,采用“两端少、中间多”的分段配风方式几个相互隔开、独立的小风室每个风室各自装有调节风门,进一步保证可燃气体在炉膛中燃烧的措施,增大中段风量，无法消除还原区的出现，燃烧产物中依然存在有许多可燃气体措施：改变炉膛形状：在前、后炉墙下部砌筑凸向炉膛的炉拱吹送高速的二次风,（六）、链条炉的炉膛布置形式,1）炉拱炉膛下部直接遮掩炉排面的那部分顶面、隔墙功能综述加快新煤引燃促进炉膛内可燃气体和空气的混合作用，增大燃烧的完善程度,功能分述a.辐射作用接受来自火焰和高温烟气的辐射热积蓄、再辐射b.对流放热后拱造成烟气的高速向前喷射，在炉排头部产生强烈的紊流和冲刷，大大强化了烟气对新燃料和前拱的对流放热c.接触传热作用由后拱到向前端的灼热烟气中夹带的炽热焦炭粒和灰粒，会在烟气有水平运动转而向上运动的拐弯处，由于重力作用而分离下来，散落在尚未着火的新燃料上。d.喉口扰动作用前后拱形成喉口，使烟气、空气产生强烈的扰动，对气体混合、可燃气体燃尽有重要作用,后拱,应