200MW锅炉设备及系统之电厂认识【苍松书苑】

1、热动专业认识实习,电站锅炉设备及系统,1,深层分析,第一节 锅炉的作用、分类、型号,锅炉是利用燃料燃烧所放出的热量加热工质，得到具有一定压力和温度的蒸汽的设备。 锅炉的作用： 利用燃料燃烧释放的热能加热给水，生产足够数量的、达到规定参数和品质的过热蒸汽,2,深层分析,锅炉容量 指锅炉在设计条件下所规定的蒸发量，又称额定蒸发量。 我国常用锅炉在规定条件下的最大连续蒸发量来表示锅炉容量。 锅炉的蒸发量一般以吨时(th)为单位,3,深层分析,1.锅炉分类 2.锅炉型号,一、锅炉分类及型号,4,深层分析,锅炉分类,按用途 分类,按工质循环方式 分类,按燃烧方式 分类,电站锅炉,工业锅炉,自然循环炉,强

2、制循环炉,层燃炉,沸腾炉,室燃炉,直流锅炉,5,深层分析,锅炉分类,按排渣方式 分类,按蒸汽参数 分类,固态排渣锅炉,液态排渣炉,中压锅炉,高压锅炉,亚临界锅炉,超超临界锅炉,超临界锅炉,超高压锅炉,返回,6,深层分析,国产电厂锅炉型号一般表示方式如下： 第一组为符号，是锅炉制造厂家的汉语拼音缩写。 如HG哈尔摈锅炉厂；SG上海锅炉厂；DG东方锅炉厂；WG武汉锅炉厂；BG北京锅炉厂等。 第二组是数字。分子数字是锅炉容量，单位为T/h；分母数字为锅炉出口过热蒸汽压力，单位为MPa； 第三组也是数字。分子和分母分别表示过热蒸汽和再热蒸汽出口温度单位为。 最后一组字母表示燃料代号，而数字表示设计序号

3、。 煤、油、气的燃料代号分别是M、Y、Q。其他燃料代号是T。 例如，DG67013.7540540M8表示东方锅炉厂制造、锅炉容量为670th、其过热汽压力为13.7MPa，过热汽和再热汽的出口温度均为540，设计燃料为煤，设计序号为8,锅炉型号,7,深层分析,第二节 锅炉本体设备,8,深层分析,返回,9,深层分析,炉膛是燃料的燃烧空间，它是由四面炉墙和炉顶围成的高大的立方体空间，炉膛四周布满水冷壁管用以吸收燃烧放出的热。 煤粉炉的炉膛温度很高，其中心温度可达14001600以上。由于煤粉随风流动，在炉膛内的停留时间较短，一般只有几秒钟,1.炉膛,10,深层分析,检修中的炉膛,11,深层分析,

4、燃烧器是煤粉锅炉的主要燃烧设备，它用于将空气和燃料按一定方式、比例和速度送人炉膛，从而形成良好的着火条件，并使燃料与空气形成强烈而均匀的混合，为燃料迅速着火和完全燃烧创造条件。 直流式燃烧器由数个矩形或圆形的喷口按一定的方式排列而成，各喷口分别通人一次风和二次风，喷口出口射流为直流射流。 直流式燃烧器一般布置在炉膛的四个角上，其喷口轴线对准炉膛中心的一个假想圆的切线。在四角喷出的气流共同作用下，可在炉膛中形成旋转上升的燃烧火焰，称为四角布置切圆燃烧方式,2.燃烧器,12,深层分析,切圆燃烧,13,深层分析,空气预热器作用 利用烟气余热对进入锅炉的空气进行加热。 热空气进入炉膛可提高炉膛温度，有

5、利于燃料的燃烧,3.空气预热器,常用的空预器有管式和回转式两种,14,深层分析,管式空预器,管式空预器由薄壁钢管焊接在上下管板上，构成空预器管箱,15,深层分析,管式空预器,管式空预器布置在竖井烟道中。大多数管式空预器都是立式布置，烟气从上向下在管子内流动，空气在管外横向冲刷管子，通过管壁传递热量,16,深层分析,空气预热器组合,17,深层分析,18,深层分析,19,深层分析,尾部受热面,20,深层分析,多级空预器,21,深层分析,22,深层分析,管式空预器可分成两级，一级空预器安装在省煤器之后（按烟气流程），此时的烟气温度较低，经过一级空预器出来的烟气温度称作排烟温度，一般在120140。二

6、级空预器安装在省煤器之前，此时的烟气温度较高，从二级空预器出来的热空气温度称作热风温度，一般在400左右,管式空预器,23,深层分析,回转式空预器,回转式空预器安装在省煤器后面的烟道中，由旋转的传热元件(波形薄钢板)和固定的烟气、空气通道组成，工作时烟气和空气交替地冲刷旋转的波形板，使波形板从烟气中吸收热量，然后传递给空气,24,深层分析,25,深层分析,26,深层分析,汽包是由钢板制成的长圆简形容器，它由筒身和两端的封头组成。简身是由钢板卷制焊接而成，封头由钢板模压制成，焊接于简身。在封头部有椭圆形或圆形人孔门以备安装和检修时工作人员进出。在汽包上开有很多管孔，并焊上称作管座的短管，通过对焊

7、，可分别连接给水管、下降管、汽水混合物引入管、蒸汽引出管，以及连续排污管、给水再循环管、加药管和事故放水管等。还有一些连接仪表和自动装置的管痤。 为了保证汽包能自由膨胀，现代锅炉的汽包都用吊箍悬吊在炉顶大梁上。汽包横置于炉顶外部，不受火焰和烟气的直接加热，并具有良好的保护,4.汽包 (锅筒,27,深层分析,汽包,28,深层分析,29,深层分析,在汽包内装有蒸汽净化装置和汽水分离装置,30,深层分析,汽包是锅炉汽水设备的连接枢纽，它一方面汇集省煤器来的给水，并将水分配给下降管；另一方面又汇集水冷壁产生的汽水，并将分离出的蒸汽送人过热器。同时锅筒内可储存一定的汽水，在负荷(外界用汽量)变化较快时起

8、缓冲作用，使锅炉蒸汽参数的控制较容易。 亚临界参数自然循环锅炉的汽包内部一般不设置蒸汽清洗装置；汽包体积相对较小；为了减小汽包的热应力，汽包下半部设置汽水混合物夹层，将经省煤器来的给水、锅水和汽包壁隔开，尽量减少汽包上下壁温差，为避免夹层内水层停滞过冷，必须使夹层内汽水混合物处于流动状态,31,深层分析,下降管采用无缝钢管，布置在锅炉炉膛外面，不受热，并加以保温，减少散热损失。下降管的作用是把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。国产200MW机组锅炉一般采用46根大直径下降管，集中布置在锅筒的下部，称为大直径集中下降管。水在下降管的下部由小直径的配水管送至水冷壁下联箱

9、，然后进入水冷壁。这种下降管的优点是流动阻力小，有利于水循环，并能节约钢材、简化布置,5.下降管,32,深层分析,水冷壁的作用： 一是吸收炉膛内火焰和烟气的热量，使管内的水部分蒸发，产生汽水混合物； 二是减少炉墙的吸热，保护炉墙不被烧坏。 水冷壁的结构： 水冷壁由许多外径为4565 mm的无缝钢管均匀地布置在炉膛的四壁上，管子两端分别与上下联箱相连。水冷壁一股布置在炉膛四周，大容量锅炉也有在炉膛中间布置双面吸热的水冷壁,6.水冷壁,33,深层分析,检修中的水冷壁,34,深层分析,检修中的水冷壁,35,深层分析,膜式水冷壁，可以增加管子的吸热量，并使炉墙得到更好的保护,36,深层分析,锅炉采用省

10、煤器后，可降低排出的烟气温度，减少排烟带走的热损失，提高热效率，从而节省燃料消耗量，故称为省煤器。 省煤器作用： 利用锅炉低温烟气的热量加热锅炉的给水，降低排烟温度，减少排烟热损失，提高热效率。 省煤器位置： 布置在锅炉的尾部烟道两级空气预热器之间，省煤器引出管进入后竖井中的联箱，再由悬吊在尾部竖井中的低温过热器和低温再热器之间的垂直悬吊管引入汽包,7.省煤器,37,深层分析,省煤器是由直径为28-38mm的无缝钢管弯制成蛇形管，两端连接在进出口联箱上，卧式(管子轴线水平)布置在锅炉竖井烟道中,省煤器,38,深层分析,8.过热器和再热器,过热器和再热器均是加热蒸汽的受热面，但蒸汽的来源各不相同

11、。过热器用于加热从锅筒引出的饱和蒸汽，压力较高。再热器用于加热在汽机高压部分做功以后的蒸汽，压力较低。但两者需要使蒸汽达到的温度基本相同，目前大多数锅炉的出口汽温在540570之间。 过热器和再热器的结构形式基本相同。 过热器主要有以下三种类型,39,深层分析,1)蛇形管式,蛇形管过热器布置在锅炉的水平烟道中，或卧式布置在竖井烟道中，由于主要依靠烟气冲刷进行对流换热，又称对流式过热器,40,深层分析,对流过热器,41,深层分析,2)屏式,由无缝钢管弯制成U形或W形，两端并排连接在进出口联箱上，构成屏状结构。屏式受热面一般悬挂在炉膛上部，传热以辐射传热为主，称为辐射式,42,深层分析,屏式过热器

12、,43,深层分析,屏式过热器,44,深层分析,由无缝钢管贴壁布置，结构类似于水冷壁。布置位置可在炉膛和水平烟道顶部、水平烟道和竖井烟道侧墙，以及炉膛上部的水冷壁外侧,3)壁式(墙式,45,深层分析,在锅炉汽水系统的受热面中使用了很多联箱。联箱是一根直径较大的短管，两端有封头，可用于连接不同直径或数量的两部分管子。联箱的作用是将进人的工质集中混合并均匀分配出去。通过联箱还可连接管径和管数不同的管子。它一般不受热，由无缝钢管两端焊接弧形封头构成,9.联箱,46,深层分析,联箱,47,深层分析,锅炉钢架是用来文承或悬吊所有受热而、炉墙及其他部件的。支承式锅炉的钢架是由立柱、横梁、桁架和辅助梁等组成现

13、代大型锅炉一般都采用悬吊式，它的立柱是用钢筋混凝土制成的但也有采用全钢结构的，用高强度螺栓连接；炉顶钢架基本亡都是由金属的主梁、次梁及过渡梁等组成。锅炉的全部重量(回转式空气预热器除外)就是通过吊杆悬吊在炉顶钢架上的，炉顶钢架再通过钢筋混凝土立柱把全部重量传递到基础上,10.锅炉钢架,48,深层分析,第三节 锅炉辅助设备,磨煤机,送风机,引风机,除尘器,脱硫装置,49,深层分析,1.磨煤机,磨煤机用于将煤磨制成煤粉，是煤粉炉的重要辅机,50,深层分析,磨煤机筒身是由钢板卷制的圆筒(直径2.54m，长度310m)，两端为锥形封头；封头上连接空心管，既作为筒身的旋转轴，又是煤和风的进出口通道。筒身

14、外的一端装有大齿轮，通过小齿轮和减速器与电动机相连。筒身内装有直径4070mm的钢球，钢球体积约占筒身体积的2535。 磨煤机的圆筒是由厚1825毫米的钢板制成，筒内衬有护板，护板由锰钢铸成，以增强其抗磨性，护板的表面呈波浪形(或锯齿形)，其作用是使钢球易于被带到一定高度，并且可以保护筒身，护板磨损后可以更换，这些护板用螺栓固定在筒身上，在护板与筒壁之间有1015毫米厚的绝热石棉衬垫，筒身外包有4070毫米厚的毛毡，它起着隔音作用，最外层是2毫米厚的钢板做成的保护壳。圆筒的两端各有一空心的轴颈，轴颈内有带螺纹的轴套，以防止煤在轴颈处堆积，有的磨煤机用锥形轴套达到上述目的。 旋转的圆筒和固定连接

15、管之间有密封装置，以防止空气漏入，常用的密封装置有径向密封和端向密封两种,低速筒式磨煤机的结构,51,深层分析,52,深层分析,钢球磨波浪形护板,53,深层分析,54,深层分析,返回,55,深层分析,返回,56,深层分析,返回,57,深层分析,58,深层分析,返回,59,深层分析,向锅炉内输送空气的风机称为送风机。 送风机的作用：是将燃烧所需的空气升高压力后，先送入空预器加热，再送往磨煤机(干燥风)和燃烧器(助燃二次风)。 送风机的风量应满足煤粉燃烧的需要，以保证煤粉能完全燃烧,2送风机,60,深层分析,送风机,61,深层分析,从锅炉内抽出烟气的风机称引风机。 引风机的作用：是将燃烧产生的烟气

16、从炉膛中抽出，经烟道中各换热设备进行放热，再经除尘器除去飞灰，然后升高压力后送人烟囱，并由烟囱排人大气中。在排走烟气的同时，维持炉膛内烟气压力略低于大气压力，以免烟气从炉膛和烟道的缝隙处向外泄漏,3引风机,62,深层分析,目前在我国电厂使用的锅炉送、引风机有离心式和轴流式两种。离心式风机用得较多，轴流式风机用在大型机组(如1000th锅炉)中。 离心式风机效率高、流量大、输出流量均匀、结构简单、操作方便、噪音小等特点。 轴流式风机与离心式风机相比较，在同样流量下，轴流式风机体积小；轴流式风机的高效工况区比离心式风机高效工况区宽,引、送风机类型,63,深层分析,除尘器用于除去烟气中的飞灰，以减轻

17、对环境的污染。 一个1000MW的燃煤电厂每小时耗煤约400吨，产生的飞灰约80吨，每天产生的飞灰约1600吨。 除尘器的种类较多，目前大型电厂都采用电气除尘器,4除尘器,64,深层分析,电除尘器,65,深层分析,66,深层分析,电气除尘器的适应性强，可置于300以上的烟气中，可处理飞灰粒度为0.0520m，除尘效率基本上不受负荷变化的影响，阻力小，约为100150Pa 一台锅炉一般布置24组电气除尘器，各组自有单独的烟气通道。 当除尘效果要求特别高时，还可采用二级除尘方式，即以旋风险尘作为第一级除尘，电气除尘作为第二级除尘,67,深层分析,火电厂使用的煤中，一般都含有可以燃烧的硫，煤在锅炉中

18、燃烧时，煤中硫与氧发生反应，生成二氧化硫和少量三氧化硫。这些二氧化硫和三氧化硫气体，如果直接由烟囱排入大气会造成环境污染。因此，要求二氧化硫排放量较大的火电厂要加装脱硫设备，以减少烟气中的二氧化硫和三氧化硫气体,5脱硫装置,68,深层分析,目前应用的脱硫技术可以分为三类，即燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫即烟气脱硫(FGD)。 烟气脱硫是目前控制燃煤电厂S02气体排放最有效和应用最广的技术,69,深层分析,珞璜电厂脱硫装置,70,深层分析,第四节 锅炉制粉系统,一、制粉系统 制粉系统的工作任务是将煤进行干燥和磨细，生产细度和水分合格的煤粉，保证锅炉燃烧需要。 煤粉细度就是煤粉颗粒的大小，是煤

19、粉的重要特性之一。煤粉中含小颗粒愈多，就愈容易燃烧，但相应磨煤所需要的电能也愈多,71,深层分析,制粉系统的分类,磨出的煤粉先贮存于煤粉仓里，然后根据锅炉的需要再从煤粉仓送往炉膛,磨出的煤粉直接吹入炉膛燃烧,72,深层分析,在贮仓式制粉系统中，磨煤机出口的煤粉和空气混合物经过分离粗粉后，进入细粉分离器，利用离心力将煤粉从空气中分离出来，贮存在煤粉仓中，再根据燃烧需要由给粉机将煤粉送人炉膛。 中间贮仓式系统的优点是工作可靠性高，系统中发生故障不立即影响锅炉的运行，磨煤机的工作与锅炉工况不相牵制，因此，磨煤机经常可以保持满负荷工作，以减少电能消耗。此外运行比较灵活，锅炉负荷调节的滞延性小；另外对煤

20、种适应性较广，可采用热风送粉，能保证低质煤的着火和燃烧稳定。 中间贮仓式系统的缺点是系统复杂，投资、钢材消耗，运行费用都比直吹式多,1贮仓式制粉系统,73,深层分析,74,深层分析,中间储仓式制粉系统,75,深层分析,原煤斗中原煤由给煤机根据锅炉负荷的要求，送人磨煤机中；同时由空气预热器来的热空气进入磨煤机对煤进行干燥。煤在磨煤机中被干燥和磨细后，进入粗粉分离器将不合格的粗粉分离出来，送回磨煤机继续磨制；合格的煤粉则随干燥风一起经燃烧器直接送人炉膛内燃烧。 直吹式系统比较简单，设备投资和占地面积少，但要求磨煤机随时满足锅炉负荷的要求，同时对煤种有一定限制，目前在大型机组上采用较多,2直吹式系统

21、,76,深层分析,77,深层分析,1粗粉分离器,2细粉分离器,3给煤机,4给粉机,5排粉机,7螺旋输粉机,6锁气器,二、制粉系统的主要设备,磨煤机,78,深层分析,从磨煤机被干燥剂带出的煤粉的颗粒是不均匀的，其中含有一部分不合格的粗粉和煤粒，粗粉分离器的作用就是将这些粗粉从气粉混合物中分离出来。经回粉管重新送回磨煤机再行磨碎,1粗粉分离器,79,深层分析,2细粉分离器,细粉分离器也称为旋风分离器，它的作用是将空气煤粉混合气流中的煤粉分离出来，贮存在煤粉仓内。 工作原理：气粉混合物由入口管切向引入，在外圆筒与中心管之间高速旋转，由于离心力的作用使煤粉集中于圆筒壁，并沿壁落至筒底出口，然后进入煤粉

22、仓或螺旋输粉机，气流则经中心管至出口管，再引往排粉机,80,深层分析,细粉分离器,81,深层分析,给煤机装在原煤斗的下部，用来调节从原煤斗进入磨煤机的煤量，目前火电厂常用的给煤机为刮板式。 刮板式给煤机可以通过煤层厚度调节板调节给煤量，也可改变链轮转速的方法进行调节,3给煤机,82,深层分析,83,深层分析,给粉机的作用是把粉仓里的煤粉按照锅炉的需要均匀地送入一次风管，经燃烧器喷入炉膛。 给粉量是借改变给粉机的转速来调节的,4给粉机,84,深层分析,给粉机,85,深层分析,排粉风机是布置在中间贮仓式制扮系统中的一个重要设备，在中间贮仓式负压制扮系统中，利用排粉机产生的抽力，形成制粉制扮系统负压

23、。 排粉风机一般是采用的离心风机,5排粉机,86,深层分析,锁气器的作用是只允许煤粉通过而不准许空气流过的设备。有平板活门锁气器和锥形活门锁气器两种，它们的工作都是利用杠杆原理。当平板或锥形体上的煤粉超过一定数量时，它们就自动打开，煤粉落下，当煤粉减少到一定程度时，平板或锥形体又因重锤的作用而关闭,6锁气器,87,深层分析,7螺旋输粉机,螺旋输粉机的作用是邻炉或粉仓之间相互输送煤粉,88,深层分析,第五节 锅炉燃烧系统,锅炉燃烧系统由空气系统和烟气系统两部分组成。 空气系统由送风机、空气预热器、暧风器、冷热风管道等组成，其任务是为锅炉燃烧提供足够的热空气和为制粉系统磨制煤粉提供热空气,89,深

24、层分析,空预器,炉膛,煤仓,冷空气,一次风,二次风,三次风,排粉机,磨煤机,送风机,空气系统,热空气,制粉系统,90,深层分析,烟气系统任务是将炉膛中燃烧产生的烟气引出，排入大气。 烟气系统大多采用负压系统，炉膛及烟道内的负压由引风机的抽力产生。锅炉正常运行时炉膛的压力一般维持在负2050Pa ，从炉膛出来的烟气依次通过水平烟道、竖井烟道、尾部烟道，在此过程中烟气的热量逐步传递给工质，烟气温度下降到120140左右，从锅炉尾部烟道出来的烟气再经除尘器、引风机、脱硫设备、烟囱排入大气,烟气系统,91,深层分析,二锅炉除渣、除尘系统,煤燃烧后会生成大量的灰渣。通常把锅炉炉膛下部排出的大颗粒灰称为炉

25、渣或大灰；而由除尘器下部排出的细颗粒灰称为飞灰或细灰。 炉渣和飞灰可单独设置系统排送，也可将炉渣和飞灰用同一系统排送。 除灰渣的方式： 机械除灰（小锅炉） 水力除灰 气力除灰,92,深层分析,灰渣混除灰渣分除,93,深层分析,1水力除灰,除渣系统 除渣系统有连续除渣和定期除渣两种， 定期除渣锅炉冷灰斗下安装有碎渣机，锅炉灰渣在水浸式渣斗中被冷却后，在出渣口处粗渣被碎渣机破碎成小颗粒，落入灰渣沟中，渣沟沿途每隔一定距离设置有激流喷嘴，用高压的冲灰水将炉渣冲入到灰浆泵房中的灰渣池中。由灰渣泵升压后，经输渣管送到储灰场。 连续除渣系统一般采用刮(捞)渣机，通过刮(捞)渣机将渣斗中被水冷却后的炉渣捞出

26、，用卡车运走，或用皮带运输机等输送到渣场,94,深层分析,除尘系统 采用水膜除尘器的除尘系统： 由除尘器除下的飞灰被冲灰水排人冲灰沟，在激流喷嘴的作用下被排至灰浆泵房，由灰浆泵升压后，经输灰管送往储灰场。 采用静电除尘器的除尘系统： 静电除尘器分离出来的飞灰既可采用水力除灰方式也可采用气力除灰方式,95,深层分析,2气力除灰,在缺水地区或由于综合利用的原因需要干灰时，可采用气力除灰系统，即将除尘器除下的飞灰以干态进行收集和输送。 气力除灰可分为正压及负压气力除灰系统，上述两种气力除灰系统均需在灰的使用地点安装分离器，将灰从输送气流中分离出来,96,深层分析,第六节 汽水系统,锅炉汽水系统由给水

27、系统、蒸发系统、和过热及再热蒸气系统组成。 锅炉汽水系统流程： （给水） 给水操作台 省煤器 汽包 下降管 下联箱水冷壁 汽包 过热器 集汽联箱（高压缸）再热器（中压缸,97,深层分析,汽水系统,98,深层分析,一、锅炉给水,在给水系统中，给水由给水泵送到锅炉房来，经过给水操作台，后引入省煤器，在其中被加热提高温度后，送进汽包。 给水操作台组成：给水大旁路，给水小旁路，主给水管路，电动调节门，反冲洗管组成。 给水大旁路是当主给水管道出现故障时用。 给水小旁路是给水大旁路需要检修时用。 电动调节门是调节锅炉给水用,99,深层分析,二、蒸发设备及系统,1蒸发设备组成 蒸发设备由汽包，下降管，水冷壁组成。水冷壁布置在炉膛的四周，汽包悬吊在炉顶大梁上；下降管布置在炉膛外不受热。 在蒸发系统中，炉水沿着下降管流至水冷壁下联箱，再进入水冷壁，在水冷壁管内吸收燃烧室中高温火焰和烟气的辐射热，一部分化为蒸汽，使水冷壁管内的工质变成蒸汽与水的混合物，汽水混合物沿水冷壁上升又送回汽包。在汽包中利用汽水分离设备对汽水混合物进行汽水分离，分离出来的水又沿着下降管进入水冷壁中继续吸热，如此循环,100,深层分析,三、过热蒸汽、再热蒸汽系