电厂《锅炉设备及运行》技能培训讲义

1、1锅炉设备及运行锅炉设备及运行华南理工大学电力学院华南理工大学电力学院2013年年5月月2纲要纲要3参考书目参考书目技能培训教材：锅炉设备运行技能培训教材：锅炉设备运行电站锅炉原理电站锅炉原理锅炉设备及系统锅炉设备及系统电厂锅炉原理及设备电厂锅炉原理及设备锅炉设备及运行锅炉设备及运行锅炉设备运行及事故处理锅炉设备运行及事故处理火力发电职业技能培训教材及题解火力发电职业技能培训教材及题解（1515本）本）中华人民共和国职业技能鉴定规范（中华人民共和国职业技能鉴定规范（2121本）本）职业技能鉴定指导书（职业技能鉴定指导书（职业标准，试题库）职业标准，试题库）火力发电厂技术培训与考工试题（青岛出版

2、社，火力发电厂技术培训与考工试题（青岛出版社，7 7本）本）电业工人技术问答丛书电业工人技术问答丛书（华东电业管理局（华东电业管理局7 7本）本）火力发电工人实用技术技术问答丛书火力发电工人实用技术技术问答丛书l锅炉设备运行技术问答锅炉设备运行技术问答l汽轮机运行技术问答汽轮机运行技术问答l汽轮发电机运行技术问答汽轮发电机运行技术问答4学习方法学习方法精读、研读本专业一本理论书精读、研读一套问答学会翻书与现场实际结合进行有关问题的研究，完成相应技术报告或论文561 1、我国电力发展历史、我国电力发展历史 19491949： 50MW 50MW 1954 1954： 100MW 100MW 高压

3、高压 19641964： 125/135MW, 200MW125/135MW, 200MW，超高压，超高压 19841984： 300MW300MW， 亚临界亚临界 19941994： 600MW/700MW 600MW/700MW 亚临界、超临界亚临界、超临界 20042004： 900MW900MW、1000MW 1000MW 超临界、超超临界超临界、超超临界2 2、我国电力发展形势、我国电力发展形势 高参数、大容量（高参数、大容量（超超临界机组）； 联合循环联合循环 流化床锅炉流化床锅炉 7 加快发展大容量、高参数机组加快发展大容量、高参数机组大容量、高参数机组可适应生产发展的需要，大容

4、量、高参数机组可适应生产发展的需要，电站热效率高，基建投资、设备和运行费用降低；电站热效率高，基建投资、设备和运行费用降低；但大机组可用率相对较低，综合考虑，单机容量稳定在但大机组可用率相对较低，综合考虑，单机容量稳定在500500800MW 800MW 1/1 强化煤电环境保护，发展洁净燃煤技术强化煤电环境保护，发展洁净燃煤技术 燃煤的燃气燃煤的燃气- -蒸汽联合循环蒸汽联合循环( (燃煤流化床燃烧联合循环及整体煤气化联合燃煤流化床燃烧联合循环及整体煤气化联合循环）和超临界压力蒸汽循环可满足燃煤、高效、低污染要求循环）和超临界压力蒸汽循环可满足燃煤、高效、低污染要求 提高运行可靠性和灵活性提

5、高运行可靠性和灵活性 锅炉的可靠性涉及到设计、设备制造及安装、运行维护和生产管理等锅炉的可靠性涉及到设计、设备制造及安装、运行维护和生产管理等各个方面；各个方面； 运行灵活性要求大力发展中间负荷机组，适应电网调峰需要（低负荷，运行灵活性要求大力发展中间负荷机组，适应电网调峰需要（低负荷，两班制运行）；提高机组的监控水平两班制运行）；提高机组的监控水平 8锅炉的类型锅炉的类型锅炉的分类根据不同的标准，可有多种分类方法，如表所示：9锅炉的类型锅炉的类型10锅锅炉炉锅炉本体锅炉本体辅助设备辅助设备锅炉机组锅炉机组锅炉的汽水系统，用以完成水变成蒸汽的吸热过程。由汽包，下降管，联箱，导管及各热交换受热面

6、等承压部件组成锅炉的燃烧系统，用以完成煤的燃烧过程。由炉膛，燃烧器，烟道，炉墙构架等非承压部件组成。送风机，引风机，燃料供应及制备、除灰、除渣 、测量与控制等。1/2112/21-1-汽包；汽包；2-2-下降管；下降管；3-3-分隔屏；分隔屏；4-4-后屏；后屏；5-5-高温过热器；高温过热器；6-6-高温再热器；高温再热器；7-7-水冷壁；水冷壁；8-8-燃烧器；燃烧器；9-9-燃烧带；燃烧带；10-10-空气预热器；空气预热器；11-11-省煤器进口集箱；省煤器进口集箱；12-12-省煤器；省煤器；13-13-低温再热器；低温再热器；14-14-低温过热器；低温过热器；15-15-折焰角；

7、折焰角；16-16-排渣装置排渣装置12 冷空气冷空气 烟气烟气 烟气烟气 烟气烟气 烟囱烟囱 引风机引风机 除尘器除尘器 空气预热器空气预热器 细微灰粒细微灰粒 飞灰飞灰 （二次风）（二次风） 灰渣沟灰渣沟 原煤原煤 排粉风机排粉风机 （一次风）（一次风） 烟气烟气 烟气烟气给煤机给煤机 磨煤机磨煤机 燃烧器燃烧器 炉膛炉膛 水平烟道水平烟道 尾部烟道尾部烟道 原煤原煤 风、粉风、粉 风、粉风、粉 未燃煤粒未燃煤粒 灰渣灰渣 灰渣灰渣 灰渣灰渣 灰渣沟灰渣沟 排渣装置排渣装置 冷灰斗冷灰斗 未燃煤粒未燃煤粒 未燃煤粒未燃煤粒 1/213汽机主凝结水汽机主凝结水 水水 水水 汽水混合物汽水混合

8、物 给水泵给水泵 省煤器省煤器 汽包汽包 汽水分离器汽水分离器 化学补充水化学补充水 汽水混合物汽水混合物 下降管下降管 下联箱下联箱 水冷壁水冷壁 上联箱上联箱 导汽管导汽管 水水 水水 水水 汽水混合物汽水混合物 汽水混合物汽水混合物饱和蒸汽饱和蒸汽 过热蒸汽过热蒸汽 过热器过热器 汽轮机调节级汽轮机调节级2/214 额定蒸发量额定蒸发量 在额定蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，保证热在额定蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，保证热效率时所规定的蒸发量，单位为效率时所规定的蒸发量，单位为t/ht/h（或（或kg/skg/s）最大连续蒸发量（大型锅炉）最大连续蒸发量（大型锅炉） 在额定

9、蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，长期连续运行所能在额定蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，长期连续运行所能达到的最大蒸发量，单位为达到的最大蒸发量，单位为t/h（或（或kg/s ）蒸汽锅炉额定蒸汽参数蒸汽锅炉额定蒸汽参数 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，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，额定蒸汽压力（对应规定的给水压力），单位是额定蒸汽压力（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额定蒸汽温度（对应额定蒸汽压力和额定给水温度 锅炉效率锅炉效率1/515 参参 数数 容容 量量 ( t.h( t.h-1-1)

10、 ) 发发 电电 功功 率率 MWMW 蒸汽压力蒸汽压力 Mpa Mpa 蒸蒸 汽汽 温度温度 给给 水水 温度温度 9.8 9.8 540 540 205 205225225 220 220； 410410 50 50； 100100 13.7 13.7 540/540 540/540 * * 555/555 555/555 * * 220 220250250 420 420； 670670 125 125；200200 16.7 16.7 541/541 541/541 * * 555/555 555/555 * * 250 250280280 1025 1025；1000 1000 30

11、0 30017.317.3；18.118.1；18.318.3 541/541 541/541 * * 260 260290290 1025 1025；20082008 300 300；60060024.224.2；25.325.3；26.426.4 541/566 541/566 * * 545/545 545/545 * * 270 270290290 1900 1900；16501650 600 6002/516173/53q4q 热效率热效率（90%90%） 净效率净效率 燃烧效率燃烧效率 式中式中 Q Q 1 1 锅炉有效利用热，锅炉有效利用热， kJ/kgkJ/kg； Q Q r

12、r 锅炉在单位时间内所消耗燃料的输入热量锅炉在单位时间内所消耗燃料的输入热量,kJ/kg,kJ/kg； 锅炉机组自身所需的热量，锅炉机组自身所需的热量，kJ/kgkJ/kg； 锅炉机组自身电耗对应的热量，锅炉机组自身电耗对应的热量，kJ/kgkJ/kg； 、 锅炉化学、机械未完全燃烧热损失，锅炉化学、机械未完全燃烧热损失，% % )21(,%BQQQQrpq1j )31(,%qq1143r qQpQ)11(,%100QQr1g 18 锅炉连续运行小时数锅炉连续运行小时数（50005000） 锅炉在两次检修之间的运行小时数锅炉在两次检修之间的运行小时数4/5 锅炉可用率锅炉可用率（约（约90%9

13、0%） （总运行小时数（总运行小时数 + + 总备用小时数）总备用小时数）/ / 统计期间总小时数（一年）统计期间总小时数（一年） 锅炉的事故率锅炉的事故率（约（约1%1%） 锅炉总事故停炉小时数锅炉总事故停炉小时数/ /（总运行小时数（总运行小时数 + + 事故停炉小时数）事故停炉小时数） 19项项 目目烟尘烟尘 /mg.m/mg.m-3-3 SO SO2 2 /mg.m/mg.m-3-3NONOX X( (以以NONO2 2计计)/)/ mg.m mg.m-3-3中国中国200200（城市）（城市）500 500 （其他）（其他）12001200（煤的含硫量（煤的含硫量1%1%时）时）21

14、00 (2100 (其他其他) )650(650(固态排渣炉固态排渣炉) )1000(1000(液态排渣炉液态排渣炉) )美国美国40 (PM40 (PM1010) )14801480560560620620德国德国5050400400200200日本日本100100K K值法确定值法确定410410英国英国1001004004006506505/52021不用高品位燃料：如天然气、燃油尽量燃用劣质煤等燃料：如煤矸石尽量燃用当地燃料：如坑口电厂电厂审批顺序：l优先坑口电厂l其次沿海电厂l再次沿江电厂l再沿线电厂22锅炉用燃料锅炉用燃料 1.固体固体:燃煤、油页岩燃煤、油页岩. 2.液体液体:重

15、油、渣油重油、渣油(石油炼制后的残余物石油炼制后的残余物)、 点火时用柴油、轻油、水煤浆点火时用柴油、轻油、水煤浆. 3.气体：天然气、高炉煤气、焦炉煤气气体：天然气、高炉煤气、焦炉煤气23点火用油点火用油主要指标l密度l粘度l凝固度l闪点l燃点l发热量l含灰量l含硫量24 煤的工业分析成分煤的工业分析成分 水分水分(M)(M)、灰分、灰分(A)(A)、挥发分、挥发分(V)(V)、固定碳、固定碳(FC)(FC) 煤的元素分析成分煤的元素分析成分: : 碳碳(C)(C)、氢、氢(H)(H)、氧、氧(0)(0)、硫、硫(S)(S)、氮、氮(N)(N)、水份、灰份、水份、灰份1/825 收到基（收到

16、基（arar） （原应用基（原应用基y y） 以入炉煤（包括煤的全部成分）以入炉煤（包括煤的全部成分） 为基准为基准 空气干燥基（空气干燥基（ad ad ） （原分析基（原分析基f f） 以风干状态煤（除外部水分）为基以风干状态煤（除外部水分）为基准准 干燥基（干燥基（d d） （原干燥基（原干燥基g g） 以去掉全部水分煤为基准以去掉全部水分煤为基准 干燥无灰基（干燥无灰基（dafdaf） （原可燃基（原可燃基r r）v 以去掉全部水分及灰分煤为基准以去掉全部水分及灰分煤为基准2/826 煤的发热量（煤的发热量（kJ/kg) kJ/kg) 单位质量的煤完全燃烧时所释放的热量单位质量的煤完全燃

17、烧时所释放的热量 低位发热量（低位发热量（Q Qnetnet） 烟气中的水蒸汽在锅炉中一般不会凝结，形成水烟气中的水蒸汽在锅炉中一般不会凝结，形成水蒸汽所吸收的汽化潜热无法被利用，使煤的发热量降低，降低后的发热蒸汽所吸收的汽化潜热无法被利用，使煤的发热量降低，降低后的发热量称为低位发热量。量称为低位发热量。低位发热量（燃料在锅炉中的实际发热量）小于高低位发热量（燃料在锅炉中的实际发热量）小于高位发热量位发热量 高位发热量高位发热量(Q(Qgrgr) ) 煤的理论发热量，由实验测得的煤的理论发热量，由实验测得的弹筒发热量（弹筒发热量（Q Qb b）减去校正值确定（式减去校正值确定（式2-102-

18、10）4/827 干燥基干燥基高、低位发热量之间的换算高、低位发热量之间的换算 式中式中 rr水的汽化潜热，通常取水的汽化潜热，通常取r = 2510 kJ/kg r = 2510 kJ/kg )142(H226Q100H9rQQdgr.ddgr.dnet.d 收到基收到基高、低位发热量之间的换算高、低位发热量之间的换算 )122(M1 .25H226Q100M100H9rQQarargr.ararargr.arnet.ar 5/828 标准煤标准煤 收到基低位发热量为收到基低位发热量为29270 kJ/kg29270 kJ/kg的燃料为标准煤的燃料为标准煤 标准煤耗量标准煤耗量 式中式中 、

19、 分别为标准煤耗量与实际煤耗量分别为标准煤耗量与实际煤耗量 29270QBBnet.arsb bBsB 折算成分折算成分 相对于每相对于每4182 kJ/kg4182 kJ/kg收到基低位发热量的煤中所含的收到基低位发热量的煤中所含的收到基水分、灰分和硫分，称为折算水分、折算灰分和折算硫分收到基水分、灰分和硫分，称为折算水分、折算灰分和折算硫分 )162(,%4182QMMnet.ararzs.ar )172(,%4182QAAnet.ararzs.ar )182(,%4182QSSnet.ararzs.ar 7/829煤的灰分特性煤的灰分特性 灰分特性影响因素灰分特性影响因素 煤灰的化学组成

20、煤灰的化学组成 煤灰中酸性氧化物使灰熔点提高；碱性氧化物使灰熔点降煤灰中酸性氧化物使灰熔点提高；碱性氧化物使灰熔点降低低 煤灰周围高温介质的性质煤灰周围高温介质的性质 氧化性介质中，灰熔点较高；还原性介质中，灰熔点较低氧化性介质中，灰熔点较高；还原性介质中，灰熔点较低 煤的灰分特性煤的灰分特性 用灰熔点表示，煤灰的角锥法确定用灰熔点表示，煤灰的角锥法确定 灰的变形温度灰的变形温度 DTDT（原（原t t1 1） 灰的软化温度灰的软化温度 STST（原（原t t2 2） 灰的流动温度灰的流动温度 FTFT（原（原t t3 3） 8/830 挥发分挥发分 V V V V的含量代表了煤的地质年龄，地

21、质年龄越短，煤的碳化程度越浅的含量代表了煤的地质年龄，地质年龄越短，煤的碳化程度越浅,V,V含量越多。含量越多。挥发分挥发分 V含量高含量高V V含量越多（含量越多（C C含量越少），含量越少），V V中含中含O O量亦多，其中的可燃成分相应减少，这时，量亦多，其中的可燃成分相应减少，这时，V V的热值低的热值低 V V含量越多，煤的着火温度低，易着火燃烧，含量越多，煤的着火温度低，易着火燃烧， V V 多，多，V V挥发使煤的孔隙多，反应表面积大，挥发使煤的孔隙多，反应表面积大，反应速度加快反应速度加快 V V 多，煤中难燃的固定碳含量便少，煤易于燃尽多，煤中难燃的固定碳含量便少，煤易于燃尽

22、 V V 多，多， V V着火燃烧造成高温，有利于碳的着火、燃烧快着火燃烧造成高温，有利于碳的着火、燃烧快过大易烧坏火嘴过大易烧坏火嘴易出现制粉系统爆炸易出现制粉系统爆炸挥发分挥发分 V含量低含量低着火困难，易出现锅炉灭火着火困难，易出现锅炉灭火1/331 水分水分M M、灰分、灰分A A M M、A A 高，煤中可燃成分相对减少，煤的热值低高，煤中可燃成分相对减少，煤的热值低 M M、A A 高，高，M M 蒸发、蒸发、A A熔融均要吸热，炉膛温度降低熔融均要吸热，炉膛温度降低 M M、A A 高，增加着火热或包裹碳粒，使煤着火、燃烧与燃尽困难；高，增加着火热或包裹碳粒，使煤着火、燃烧与燃尽

23、困难； M M、A A 高，高，q q2 2、q q3 3、q q4 4、q q6 6 增加，效率下降增加，效率下降 M M、A A 高，过热器易超温高，过热器易超温 M M、A A 高，受热面腐蚀、堵灰、结渣及磨损加重高，受热面腐蚀、堵灰、结渣及磨损加重 M M、A A 高，煤粉制备困难或增加能耗高，煤粉制备困难或增加能耗 2/332 含碳量含碳量 C C C C 高，热值高；但不易着火、燃烧困难高，热值高；但不易着火、燃烧困难 硫分硫分 S S 产生的硫化氢腐蚀水冷壁，高温腐蚀产生的硫化氢腐蚀水冷壁，高温腐蚀产生的产生的SO2,SO3SO2,SO3腐蚀锅炉尾部，腐蚀锅炉尾部，低温腐蚀，低温

24、腐蚀，易造成受热面的堵灰；易造成受热面的堵灰；形成酸雨，污染环境形成酸雨，污染环境燃料中的硫化铁加剧磨煤部件的磨损燃料中的硫化铁加剧磨煤部件的磨损自燃自燃提高脱硫成本提高脱硫成本可燃硫的热值低，含量少，对煤的着火、燃烧无明显影响可燃硫的热值低，含量少，对煤的着火、燃烧无明显影响3/333 灰熔点（灰熔点（ST） 灰分在熔融状态下粘结在锅炉受热面上造成灰分在熔融状态下粘结在锅炉受热面上造成结渣，危及锅炉运行的安全性和经济性。结渣，危及锅炉运行的安全性和经济性。 对于固态排渣炉，对于固态排渣炉， ST 1350 可能结渣可能结渣34 我国煤的主要分类指标我国煤的主要分类指标 干燥无灰基挥发分干燥无

25、灰基挥发分V Vdafdaf含量含量 可分为四大可分为四大类：类：褐煤（褐煤（ V Vdafdaf含量含量40% 40% ）烟煤（烟煤（ V Vdafdaf含量含量202040% 40% ）贫煤（贫煤（ Vdaf含量含量1020% ）无烟煤（无烟煤（ V Vdafdaf含量含量10% 10% ）1/535361、颗粒特性颗粒特性2、吸潮性、吸潮性3、自燃性、自燃性4、流动性、流动性371/3 煤粉的细度煤粉的细度R Rx x（D Dx x） 用具有标准筛孔尺寸的筛子进行筛分测定。如筛用具有标准筛孔尺寸的筛子进行筛分测定。如筛孔边长为孔边长为xmxm，煤粉过筛后，漏下去的煤粉质量为，煤粉过筛后，

26、漏下去的煤粉质量为b b，留在筛子上的煤粉，留在筛子上的煤粉质量为质量为a a，则煤粉细度可用筛子上的剩余率或通过率表示，即，则煤粉细度可用筛子上的剩余率或通过率表示，即 R Rx x 越小或越小或 D Dx x 越大，则煤粉越细越大，则煤粉越细)13(,%100baaRx )23(,%100babDx 或或 煤粉经济细度煤粉经济细度 热损失热损失 q q4 4、制粉电耗、制粉电耗 q qdhdh、磨煤设备金属部件磨损、磨煤设备金属部件磨损 q qms ms 之和为最小时的煤粉细度之和为最小时的煤粉细度)33(nV8 . 04Rdafzj90 其中其中 n n 是表示煤粉颗粒分布的均匀性系数是

27、表示煤粉颗粒分布的均匀性系数381、爆炸的条件、爆炸的条件l浓度、温度、密闭空间浓度、温度、密闭空间2、引起煤粉爆炸的因素、引起煤粉爆炸的因素l挥发份挥发份l煤粉浓度煤粉浓度l氧气浓度氧气浓度l煤粉细度煤粉细度l温度温度控制自燃或爆炸的措施控制自燃或爆炸的措施l控制磨煤机出口温度控制磨煤机出口温度l防止煤粉在管道沉积（流速、管道倾斜度）防止煤粉在管道沉积（流速、管道倾斜度）l加强原煤管理，防止易燃物混入加强原煤管理，防止易燃物混入39 普通筒式钢球磨普通筒式钢球磨的圆筒通过齿轮由电动机带动低速转动，燃料和干的圆筒通过齿轮由电动机带动低速转动，燃料和干燥剂（热空气）从一端进入圆筒，在圆筒内煤被干

28、燥、打碎并研磨成燥剂（热空气）从一端进入圆筒，在圆筒内煤被干燥、打碎并研磨成粉，随后被干燥剂从另一端带出。粉，随后被干燥剂从另一端带出。低速磨低速磨主要有普通筒式钢球磨、双进双出筒式钢球磨主要有普通筒式钢球磨、双进双出筒式钢球磨1/9402/941 原煤原煤经落煤管进入两组相对运动的碾磨件经落煤管进入两组相对运动的碾磨件之间，在压紧力的作用下被挤压、研磨成粉，之间，在压紧力的作用下被挤压、研磨成粉，被甩至四周风环处。被甩至四周风环处。8/9 中速磨中速磨主要有盘式中速磨（辊主要有盘式中速磨（辊- -盘式）、盘式）、碗式中速磨碗式中速磨( (辊辊- -碗式碗式RPRP、HPHP型型) )、环式中

29、速、环式中速磨磨( (辊辊- -环式环式MPSMPS型、球型、球- -环式环式E E型型) ) 热风热风经风环进入磨煤机，对煤粉进行干燥经风环进入磨煤机，对煤粉进行干燥并将煤粉带入粗粉分离器进行分离，不合格的并将煤粉带入粗粉分离器进行分离，不合格的煤粉返回磨煤机重磨，细粉则送出磨外。煤粉返回磨煤机重磨，细粉则送出磨外。 中速磨布置紧凑，投资省，单位电耗小，中速磨布置紧凑，投资省，单位电耗小，适宜变负荷运行；适宜变负荷运行；但结构复杂但结构复杂, ,不宜磨水分太不宜磨水分太大及太硬的煤种大及太硬的煤种42 高速磨高速磨由叶轮、带护甲的蜗壳和粗粉分离器组成，装有冲击板的叶轮由电由叶轮、带护甲的蜗壳

30、和粗粉分离器组成，装有冲击板的叶轮由电动机带动高速旋转。原煤和干燥剂一起被吸入磨煤机内，煤被转动的冲击板动机带动高速旋转。原煤和干燥剂一起被吸入磨煤机内，煤被转动的冲击板打碎，甩到护甲上再次被撞击成煤粉，在风机压头的作用下由干燥剂携带经打碎，甩到护甲上再次被撞击成煤粉，在风机压头的作用下由干燥剂携带经粗粉分离器带出。粗粉分离器带出。 高速磨结构简单，金属耗量小，负荷适应能力强，特别适宜磨水分高的煤高速磨结构简单，金属耗量小，负荷适应能力强，特别适宜磨水分高的煤种；种；但部件磨损大，不宜磨制较硬的煤种但部件磨损大，不宜磨制较硬的煤种9/943钢球磨中储式制粉系统钢球磨中储式制粉系统有有热风送粉热

31、风送粉和和乏气送粉乏气送粉两种两种1/8 空气经空气经送风机送风机空预器空预器一次一次风机风机一次风箱一次风箱混合器混合器（热气（热气与煤粉）与煤粉）一次风喷口一次风喷口 乏气经乏气经细粉分离器细粉分离器排粉机排粉机乏气风箱乏气风箱三次风喷口三次风喷口 适用无烟煤、贫煤及劣质煤适用无烟煤、贫煤及劣质煤 1-1-原煤仓；原煤仓；4-4-给煤机；给煤机；7-7-钢球磨；钢球磨；8-8-粗粉分离器；粗粉分离器；9-9-排粉机；排粉机；10-10-一次风箱；一次风箱；12-12-燃烧器；燃烧器；14-14-空预空预器；器；15-15-送风机；送风机；17-17-细粉分离器；细粉分离器；21-21-煤粉

32、仓；煤粉仓；22-22-给粉机；给粉机；23-23-混混合器；合器；24-24-乏气风箱；乏气风箱；25-25-三次风三次风喷口；喷口；28-28-一次风机；一次风机； 31-31-再循再循环管环管442/81-1-原煤仓；原煤仓；4-4-给煤机；给煤机；7-7-钢球钢球磨；磨；8-8-粗粉分离器；粗粉分离器；9-9-排粉机；排粉机；10-10-一次风箱；一次风箱；12-12-燃烧器；燃烧器；14-14-空预器；空预器；15-15-送风机；送风机；17-17-细粉分离器；细粉分离器；21-21-煤粉仓；煤粉仓；22-22-给粉机；给粉机；23-23-混合器；混合器；28-28-一次一次风机；风

33、机；31-31-再循环管再循环管 乏气经乏气经细粉分离器细粉分离器排排粉机粉机一次风箱一次风箱混合器混合器（乏气与煤粉）（乏气与煤粉） 一次风一次风喷口喷口 适用于烟煤等挥发分含适用于烟煤等挥发分含量高的煤种量高的煤种45 排粉风机装在排粉风机装在磨煤机出口，整磨煤机出口，整个系统在负压下个系统在负压下运行运行 煤粉不会向外煤粉不会向外泄漏，对环境污泄漏，对环境污染小染小 漏风大，排粉漏风大，排粉风机磨损严重，风机磨损严重，效率低，电耗大，效率低，电耗大，系统可靠性差。系统可靠性差。 4-4-磨煤机；磨煤机；6-6-次风箱；次风箱；10-10-送风机；送风机；12-12-空预空预器；器；15-

34、15-排粉风机排粉风机 4/8 中速磨直吹式制粉系统中速磨直吹式制粉系统有有正压正压和和负压负压系统；系统；正压系统正压系统又有又有热一次风热一次风和和冷一次风冷一次风系统系统46 正压系统：正压系统：一次风机布置在一次风机布置在磨煤机之前，系统处于正压状磨煤机之前，系统处于正压状态下工作态下工作 无漏风；叶片磨损小无漏风；叶片磨损小 煤粉易外泄，系统需设专门煤粉易外泄，系统需设专门的密封风机的密封风机 热一次风系统：热一次风系统：配置二分仓配置二分仓回转式空预器。一次风机布置回转式空预器。一次风机布置在空预器与磨煤机之间，输送在空预器与磨煤机之间，输送的是热空气的是热空气 空气温度高，比容大

35、，风机空气温度高，比容大，风机体积大，电耗高，易发生高温体积大，电耗高，易发生高温侵蚀，运行效率及可靠性低侵蚀，运行效率及可靠性低4-4-磨煤机；磨煤机；6-6-次风箱；次风箱；10-10-送风机；送风机；11-11-热一次风机；热一次风机；12-12-空预器；空预器；19-19-密封风机密封风机 5/847 冷一次风系统：冷一次风系统：配置配置三分仓回转式空预器。三分仓回转式空预器。一、二次风各自由单独一、二次风各自由单独风机输送，风机处于空风机输送，风机处于空预器之前，输送的是干预器之前，输送的是干净的冷空气净的冷空气 空气温度低，比容小，空气温度低，比容小，风机体积小，电耗低，风机体积小

36、，电耗低，效率高；高压头冷一次效率高；高压头冷一次风机可兼作密封风机，风机可兼作密封风机，简化系统；热风温度不简化系统；热风温度不受一次风机的限制，可受一次风机的限制，可满足磨制较高水分煤种满足磨制较高水分煤种的要求。的要求。 6/84-4-磨煤机；磨煤机；6-6-次风箱；次风箱；10- 10- 一次风一次风机；机； 10-10-二次风机；二次风机；12-12-空预器空预器 48 （a a）热风干燥；）热风干燥； （b b）热风）热风- -炉烟干燥炉烟干燥 l-l-原煤仓；原煤仓；3-3-给煤机；给煤机；4-4-下行干燥管；下行干燥管；5-5-磨煤机；磨煤机；6-6-煤粉煤粉分离器；分离器；7

37、-7-燃烧器；燃烧器；8-8-二次风箱；二次风箱；9-9-空预器；空预器；10-10-送风机；送风机；12-12-抽烟口；抽烟口；13-13-混合器混合器 7/8 磨制烟煤和水磨制烟煤和水分不高的褐煤分不高的褐煤 采用热风作为采用热风作为干燥剂干燥剂 磨制高水分的磨制高水分的褐煤褐煤 采用热风掺炉采用热风掺炉烟作为干燥剂烟作为干燥剂 49 直吹式系统直吹式系统系统简单、初投资和系统的建筑尺寸小，系统简单、初投资和系统的建筑尺寸小，设备部件少，管路短、设备部件少，管路短、阻力小，阻力小，输粉电耗较小；输粉电耗较小；但磨煤机的工作直接影响锅炉的运行，但磨煤机的工作直接影响锅炉的运行，可靠性差、备用

38、容量大可靠性差、备用容量大锅炉机组的可靠性相对低些锅炉机组的可靠性相对低些风粉比调节不灵活风粉比调节不灵活锅炉负荷变动时锅炉负荷变动时从改变给煤量开始，经过整个系从改变给煤量开始，经过整个系统才能改变煤粉量，惰性较大统才能改变煤粉量，惰性较大8/8 储仓式系统储仓式系统设有煤粉仓，磨煤机的工作对锅炉影响较小设有煤粉仓，磨煤机的工作对锅炉影响较小系统的可靠性高；系统的可靠性高；磨煤机可一直维持在经济工况下运行磨煤机可一直维持在经济工况下运行锅炉负荷变动时锅炉负荷变动时调节给粉机转数改变煤粉量，既调节给粉机转数改变煤粉量，既方便又灵敏方便又灵敏风粉比调节灵活风粉比调节灵活系统复杂、初投资及运行费用

39、高系统复杂、初投资及运行费用高设备部件多，设备部件多，输粉电耗较大；输粉电耗较大；阻力大阻力大50原煤斗原煤斗给煤机给煤机l刮板式刮板式l振动式振动式l胶带式胶带式l转盘式转盘式粗粉粉分离器粗粉粉分离器细粉分离器细粉分离器给粉机给粉机螺旋输粉机螺旋输粉机除木块器除木块器锁气器锁气器515253 预热干燥预热干燥 煤被加热至煤被加热至100100左右，煤粒表面及煤粒缝隙间的水被逐渐左右，煤粒表面及煤粒缝隙间的水被逐渐蒸发出来。蒸发出来。大量吸热大量吸热 1/1 挥发份析出并着火挥发份析出并着火 温度升至一定值，煤中挥发分析出，同时生成焦温度升至一定值，煤中挥发分析出，同时生成焦碳（固定碳）。挥发

40、分的释放量及成分主要取决于升温速度。不同的煤，碳（固定碳）。挥发分的释放量及成分主要取决于升温速度。不同的煤，开始析出挥发分的温度不同，达到一定温度，析出的挥发分就着火、燃烧。开始析出挥发分的温度不同，达到一定温度，析出的挥发分就着火、燃烧。对应的温度称煤的着火温度，不同煤的着火温度不同。对应的温度称煤的着火温度，不同煤的着火温度不同。少量吸热少量吸热 燃烧与燃烧与燃尽燃尽 挥发份挥发份首先首先燃烧造成高温，包围焦炭的挥发分基本烧完且燃烧造成高温，包围焦炭的挥发分基本烧完且燃烧产物离析后，碳开始着火、燃烧。燃烧产物离析后，碳开始着火、燃烧。大量放热大量放热残余的焦炭最后燃尽，成为灰渣。残余的焦

41、炭最后燃尽，成为灰渣。少量放热少量放热 上述各阶段实际是交叉进行的；其中着火和燃尽是最重要的两个阶段，上述各阶段实际是交叉进行的；其中着火和燃尽是最重要的两个阶段，着火是前提，燃尽放热是目的着火是前提，燃尽放热是目的 546/6 动力区动力区 燃烧反应的温度不高，燃烧反应的温度不高， k kC C很小，很小， k kD D非常大，焦碳燃烧处于非常大，焦碳燃烧处于化学动力控制下，化学动力控制下，反应速率常数反应速率常数k k= =k kC C 燃烧反应速度燃烧反应速度w w 取决于碳粒表面的化学反应速度取决于碳粒表面的化学反应速度, ,是随温度的升高按是随温度的升高按指数增大。指数增大。 强化燃

42、烧的措施是强化燃烧的措施是提高反应系统的温度提高反应系统的温度 扩散区扩散区 燃烧反应温度较高，燃烧反应温度较高， k kC C非常大，非常大， k kD D很小，焦碳燃烧处于扩很小，焦碳燃烧处于扩散控制下，散控制下，反应速率常数反应速率常数k k= =k kD D 燃烧反应速度燃烧反应速度w w 取决于氧气向碳粒表面的扩散速度。取决于氧气向碳粒表面的扩散速度。 强化燃烧的措强化燃烧的措施是强化扰施是强化扰动，减小煤粉颗粒动，减小煤粉颗粒 过渡区过渡区 动力区与扩散区之间区域，动力区与扩散区之间区域，强化燃烧的措施是强化燃烧的措施是同时提高炉膛同时提高炉膛温度和扩散速度温度和扩散速度根据燃烧条

43、件的不同，可将多相燃烧分为三种不同的区域根据燃烧条件的不同，可将多相燃烧分为三种不同的区域55 煤中含有水分煤中含有水分 煤的燃烧过程中，水蒸气很易和煤的燃烧过程中，水蒸气很易和C C及及燃烧产燃烧产物物COCO作用，生成作用，生成COCO2 2和和H H2 2，H H2 2再与再与COCO或或COCO2 2反应。这种催化作用，反应。这种催化作用，使燃烧反应更加复杂并改变化学反应速度使燃烧反应更加复杂并改变化学反应速度1/2 煤中含有挥发分煤中含有挥发分 挥发分对煤的着火燃烧有利；但另一方面，挥发分对煤的着火燃烧有利；但另一方面，挥发分析出燃烧，消耗了大量氧气，并增加了氧气向煤粒表面挥发分析出

44、燃烧，消耗了大量氧气，并增加了氧气向煤粒表面的扩散阻力，使燃烧过程的初期焦碳的燃烧速度下降的扩散阻力，使燃烧过程的初期焦碳的燃烧速度下降 煤中含有矿物杂质煤中含有矿物杂质 在燃烧过程会生成灰，灰层包裹着碳粒，在燃烧过程会生成灰，灰层包裹着碳粒，会妨碍氧向碳粒表面的扩散，或使碳粒反应表面减少，使燃烧会妨碍氧向碳粒表面的扩散，或使碳粒反应表面减少，使燃烧难以进行，燃尽困难难以进行，燃尽困难 煤是一种多孔性物质煤是一种多孔性物质 它受热时产生的水蒸气和挥发分，不但它受热时产生的水蒸气和挥发分，不但向煤粒表面四周的空间扩散，而且还会向煤粒的内部空隙扩散向煤粒表面四周的空间扩散，而且还会向煤粒的内部空隙

45、扩散56锅炉热平衡方程式锅炉热平衡方程式锅炉效率锅炉效率57锅炉热平衡方程式锅炉热平衡方程式)492(QQQQQQQ654321r )502(qqqqqq100654321 q q1 1 = Q = Qi i / Q / Qr r 100 100 式中式中 输入热量输入热量 Q Q1 1 有效利用热有效利用热 Q Q2 2 排烟损失排烟损失 Q Q3 3 化学不完全燃烧热损失化学不完全燃烧热损失 Q Q4 4 机械不完全燃烧热损失机械不完全燃烧热损失 Q Q5 5 散热损失散热损失 Q Q6 6 其他热损失其他热损失rQ1/758 对于燃煤锅炉，对于燃煤锅炉，若燃料和空气没有利用外界热量进若燃

46、料和空气没有利用外界热量进行预热，且燃煤水分满足行预热，且燃煤水分满足则则 630/QMnet.arar net.arrQQ 2/7)512(kg/kJ,QQhQQwhwrrnet.arr 式中式中 whwrrQQh燃料的物理显热；燃料的物理显热；外来热源加热空气时带入的热量；外来热源加热空气时带入的热量；雾化燃油所用蒸汽带入的热量雾化燃油所用蒸汽带入的热量5960 炉膛是燃料燃烧和热交换炉膛是燃料燃烧和热交换（主要是辐射能交换）（主要是辐射能交换）的场所的场所 保证燃料燃烧完全保证燃料燃烧完全（燃料在炉膛内有足够的停留时间）（燃料在炉膛内有足够的停留时间） 布置合适的受热面、合理组织炉内热交

47、换布置合适的受热面、合理组织炉内热交换 满足锅炉容量的要求；满足锅炉容量的要求；使烟气到达炉膛出口时被冷却到使其后的对流受热面不结渣和安全工作所允许使烟气到达炉膛出口时被冷却到使其后的对流受热面不结渣和安全工作所允许的温度的温度 炉膛出口的炉膛出口的NONOX X和和SOSOX X等排放量应符合环保要求等排放量应符合环保要求 炉膛结构紧凑，金属耗量少、炉膛结构紧凑，金属耗量少、制造、安装、检修方便制造、安装、检修方便1/2 影响炉膛设计的主要因素影响炉膛设计的主要因素 燃料特性、燃烧方式和排渣方式燃料特性、燃烧方式和排渣方式61炉膛及燃炉膛及燃烧器烧器布置方式布置方式型炉型炉切向燃切向燃烧烧半

48、开式半开式型炉型炉切向燃烧切向燃烧型炉型炉对冲（交错）对冲（交错）燃烧燃烧型炉型炉前墙燃前墙燃烧烧W型炉型炉W燃烧燃烧 炉膛炉膛 型式型式 排渣方式排渣方式固态固态液态液态固态固态固态固态固态固态燃烧器燃烧器型式型式直流式直流式直流式直流式旋流式旋流式旋流式旋流式旋流式旋流式直流式直流式2/2621/2 作用作用将燃料与燃烧所需空气按一定的比例、速度和混合方式经喷口送入炉膛将燃料与燃烧所需空气按一定的比例、速度和混合方式经喷口送入炉膛要求要求 保证燃料与空气充分混合、及时着火保证燃料与空气充分混合、及时着火 稳定燃烧和燃尽，燃烧效率较高稳定燃烧和燃尽，燃烧效率较高 能形成良好的炉内空气动力场，

49、火焰在炉内的充满程度好，且不冲墙、不贴壁、不结渣能形成良好的炉内空气动力场，火焰在炉内的充满程度好，且不冲墙、不贴壁、不结渣 有较好的燃料适应性有较好的燃料适应性 负荷调节范围宽负荷调节范围宽 能减少能减少NONOX X的生成，减少对环境的污染的生成，减少对环境的污染 结构简单，流动阻力较小结构简单，流动阻力较小63 进入煤粉炉燃烧器的空气不是一次集中送进的，按对着火、燃烧有进入煤粉炉燃烧器的空气不是一次集中送进的，按对着火、燃烧有利而合理组织、分批送入，按作用不同，可分为三种利而合理组织、分批送入，按作用不同，可分为三种 一次风一次风 携带煤粉送入燃烧器的空气。主要作用是输送煤粉和满足携带煤

50、粉送入燃烧器的空气。主要作用是输送煤粉和满足燃烧初期对氧气的需要燃烧初期对氧气的需要2/2 二次风二次风 待煤粉气流着火后再送入的空气。二次风补充煤粉继续燃待煤粉气流着火后再送入的空气。二次风补充煤粉继续燃烧所需要的空气，并起气流的扰动和混合的作用烧所需要的空气，并起气流的扰动和混合的作用 三次风三次风 对中间储仓式热风送粉系统，为充分利用细粉分离器排出的对中间储仓式热风送粉系统，为充分利用细粉分离器排出的含有含有10%10%15%15%细粉的乏气，由单独的喷口送入炉膛燃烧，这股乏气称为细粉的乏气，由单独的喷口送入炉膛燃烧，这股乏气称为三次风三次风641/165高温回流技术高温回流技术l钝体燃

51、烧器钝体燃烧器l船形燃烧器船形燃烧器浓淡分离技术浓淡分离技术l百叶窗燃烧器百叶窗燃烧器l分离器分离器大差速技术大差速技术卫燃带技术卫燃带技术66 影响影响NONOx x生成的主要因素生成的主要因素 温度温度 燃烧过程中，温度越高，生成的燃烧过程中，温度越高，生成的NONOx x量越大量越大 过剩空气系数过剩空气系数 =1.1=1.11.21.2范围内，范围内，NONOx x的生成量最大，偏离这个范围的生成量最大，偏离这个范围NONOx x的生成量明显减少的生成量明显减少 燃煤性质燃煤性质 燃煤中的含燃煤中的含N N 量越高，燃烧过程中转化为量越高，燃烧过程中转化为NONOx x也就越多也就越多

52、 低低NONOx x的燃烧技术的燃烧技术 主要有分级燃烧，再燃烧法，浓淡偏差燃烧，低氧燃烧和烟气再循环主要有分级燃烧，再燃烧法，浓淡偏差燃烧，低氧燃烧和烟气再循环等等 硫的脱除技术硫的脱除技术 主要有煤炭脱硫、燃烧过程脱硫和烟气脱硫主要有煤炭脱硫、燃烧过程脱硫和烟气脱硫 对于电站锅炉设备，炉内喷钙脱硫是一种较简便的方法对于电站锅炉设备，炉内喷钙脱硫是一种较简便的方法 1/567 空气分级燃烧空气分级燃烧 将燃烧所需的空气分两阶段从燃烧器送入将燃烧所需的空气分两阶段从燃烧器送入 第一级第一级 送入理论空气量的送入理论空气量的80%80%左右，使燃料在缺氧、富燃条件下燃左右，使燃料在缺氧、富燃条件

53、下燃烧烧 ，燃烧速度和炉膛温度降低，抑制了，燃烧速度和炉膛温度降低，抑制了NoNox x 的生成的生成 第二级第二级 以二次风形式送入剩余空气，使燃料在空气过剩区域燃尽，空以二次风形式送入剩余空气，使燃料在空气过剩区域燃尽，空气量虽多，但火焰温度较低，生成的气量虽多，但火焰温度较低，生成的NONOx x也较少也较少 总的总的NONOx x生成量降低生成量降低2/568 燃烧室中的分级燃烧燃烧室中的分级燃烧 主燃烧器上部设主燃烧器上部设OFAOFA空气喷口空气喷口 主燃烧器送入约主燃烧器送入约80%80%的的空气量（空气量（ 111），使燃料燃尽），使燃料燃尽 燃烧室沿高度分成富燃区和燃尽区燃烧

54、室沿高度分成富燃区和燃尽区3/5 燃烧器分级燃烧燃烧器分级燃烧 二次风分成两部分送入二次风分成两部分送入 一部分二次风在煤粉着火后及时送入一部分二次风在煤粉着火后及时送入( 111），形成了燃尽区，促进），形成了燃尽区，促进煤粉燃尽煤粉燃尽 69 炉内燃烧分成三个区域炉内燃烧分成三个区域 一次燃烧区（主燃烧区）一次燃烧区（主燃烧区） (8085)%的燃料以正常过剩空气系数的燃料以正常过剩空气系数（1 1）配置空气进行燃烧，为氧化性或稍还原性气氛配置空气进行燃烧，为氧化性或稍还原性气氛 4/5 再燃烧区（第二燃烧区）再燃烧区（第二燃烧区） 其余其余(1520)%的的燃料以再燃燃料（二次燃料）的形

55、式被喷入，形燃料以再燃燃料（二次燃料）的形式被喷入，形成富燃料成富燃料（1 1） 、还原性气氛。、还原性气氛。燃烧生成碳氢燃烧生成碳氢化合物基团，并与一次燃烧区内生成的化合物基团，并与一次燃烧区内生成的NONOX X 反应，反应， NONOX X 被还原为被还原为N N2 2 燃尽区燃尽区 送入二次风（顶部燃尽风），送入二次风（顶部燃尽风），保证保证燃料燃尽（燃料燃尽（1 1） 70 炉内钙基脱硫剂炉内钙基脱硫剂石灰石（石灰石（CaCOCaCO3 3） 石灰石进入炉膛后，受热分解的石灰石进入炉膛后，受热分解的CaOCaO和和COCO2 2，CaOCaO与炉内与炉内SOSO2 2 反应形成固体反

56、应形成固体CaSOCaSO4 4，经除尘器脱除，经除尘器脱除 炉内脱硫剂送入位置炉内脱硫剂送入位置 炉内温度为炉内温度为950950 12001200范围处，避免范围处，避免CaSOCaSO4 4在高在高温下分解温下分解 炉内脱硫剂送入方式炉内脱硫剂送入方式 从一次风或三次风喷口送入，从一次风或三次风喷口送入，脱硫剂在炉内停留的时间较长，脱硫剂在炉内停留的时间较长，有充分有充分的反应时间，的反应时间，但炉内高温区会使部分已形成的但炉内高温区会使部分已形成的CaSOCaSO4 4分解分解 从炉膛出口附近送入，从炉膛出口附近送入，温度较适合温度较适合CaOCaO与与SOSO2 2反应，生成的反应，

57、生成的CaSOCaSO4 4也不会也不会被分解，但反应时间较短，可导致反应减缓或终止被分解，但反应时间较短，可导致反应减缓或终止5/5 存在的主要问题存在的主要问题 烟气中含灰量增加，导致受热面沾污、结渣烟气中含灰量增加，导致受热面沾污、结渣与磨损加重；灰中的钙与酸液反应生成不溶于水的与磨损加重；灰中的钙与酸液反应生成不溶于水的CaSOCaSO4 4，造成，造成空预器堵塞空预器堵塞 717273水冷壁分类水冷壁分类： 光管壁、膜式壁光管壁、膜式壁两种两种 膜式壁优点：膜式壁优点： 炉膛气密性好炉膛气密性好, ,可减少漏风可减少漏风, ,降低热损失降低热损失, ,提高锅炉效率；提高锅炉效率； 有

58、较大的辐射受热面积，可降低受热面金属耗量；有较大的辐射受热面积，可降低受热面金属耗量； 炉墙重量轻，便于采用悬吊结构；炉墙重量轻，便于采用悬吊结构； 安装方便高效；安装方便高效； 可防止管壁超温。可防止管壁超温。1/274 内螺纹管水冷壁内螺纹管水冷壁 工质在管内流动时产生强烈的扰动。把液体压向壁面，强迫汽泡脱离工质在管内流动时产生强烈的扰动。把液体压向壁面，强迫汽泡脱离管壁被水带走，破坏膜态汽层。可有效防止膜态沸腾产生，避免管壁超管壁被水带走，破坏膜态汽层。可有效防止膜态沸腾产生，避免管壁超温。用于炉内高热负荷区域的膜式水冷壁，确保水冷壁安全可靠。温。用于炉内高热负荷区域的膜式水冷壁，确保水

59、冷壁安全可靠。2/275 作用作用 改善工质汽温特性；改善工质汽温特性； 降低锅炉金属耗量；降低锅炉金属耗量； 降低炉膛出口烟温，防止排列密集的对流受热面结渣；降低炉膛出口烟温，防止排列密集的对流受热面结渣； 消除气流的残余扭转，减少沿烟道宽度的热偏差；消除气流的残余扭转，减少沿烟道宽度的热偏差； 大节距的前屏可对炉膛出口烟气起阻尼和分割导流作用大节距的前屏可对炉膛出口烟气起阻尼和分割导流作用 改善受热面工作条件的措施改善受热面工作条件的措施 布置在远离火焰中心的炉膛上部；布置在远离火焰中心的炉膛上部； 作为低温级受热面；作为低温级受热面； 采用较高的质量流速采用较高的质量流速3/376锅炉负

60、荷锅炉负荷过量空气系数过量空气系数给水温度给水温度tgs燃料性质燃料性质受热面污染情况受热面污染情况燃烧器的运行方式燃烧器的运行方式77省煤器省煤器省煤器省煤器有铸铁式和钢管式有铸铁式和钢管式两种两种 1/1 钢管省煤器钢管省煤器由蛇形管及进出口联箱组成由蛇形管及进出口联箱组成 蛇形管在烟道中垂直于前墙布置蛇形管在烟道中垂直于前墙布置（a a） 管子支吊简单，水速较小；但对于倒管子支吊简单，水速较小；但对于倒U U 型锅型锅炉，所有蛇形管靠近后墙部分磨损严重炉，所有蛇形管靠近后墙部分磨损严重 蛇形管在烟道中平行于前墙布置（蛇形管在烟道中平行于前墙布置（b b） 只有后墙附近几根蛇形管磨损较大。