锅炉培训-锅炉原理

1、2022-5-5江苏常熟发电有限公司发电部1锅炉培训常熟发电有限公司发电部2010年江苏常熟发电有限公司发电部22022-5-5基本理论锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部32022-5-5基本部分江苏常熟发电有限公司发电部42022-5-5锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部52022-5-5能源利用及其在电力工业中能源利用及其在电力工业中的地位的地位电厂锅炉的作用及其设备构电厂锅炉的作用及其设备构成成电厂锅炉的设备及其特征电厂锅炉的设备及其特征锅炉的分类和型号锅炉的分类和型号锅炉技术的发展锅炉技术的发展主要内容主要内容 锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部62022-5-5 按照物质运动形式的不

2、同，能量可以分为按照物质运动形式的不同，能量可以分为机械机械能、热能、电能、化学能和辐射能。能、热能、电能、化学能和辐射能。 机械能机械能是指物体在作机械运动时所具有的宏观是指物体在作机械运动时所具有的宏观能量（包括宏观动能和宏观势能）。能量（包括宏观动能和宏观势能）。 热能热能是指组成物质的所有微粒作各种不规则的是指组成物质的所有微粒作各种不规则的热运动时的总能量。热运动时的总能量。1-0 1-0 能源利用及其在电力工业中的地位能源利用及其在电力工业中的地位 一、能量的形式一、能量的形式锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部72022-5-5二、能源的分类二、能源的分类可再生能源可再生能源：太阳

3、能、水力能、风力能、：太阳能、水力能、风力能、地热能、潮汐能等地热能、潮汐能等不可再生能源不可再生能源：化石燃料（原煤、原油、：化石燃料（原煤、原油、天然气）天然气）一次能源一次能源：天然燃料（原煤、原油、天然：天然燃料（原煤、原油、天然气）的化学能、太阳能、水力能、风力能、气）的化学能、太阳能、水力能、风力能、核能、地热能、潮汐能等核能、地热能、潮汐能等二次能源二次能源：人工燃料（焦碳、汽油、煤气）：人工燃料（焦碳、汽油、煤气）等的化学能、电能等等的化学能、电能等锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部82022-5-5三、发电的方式三、发电的方式 火（热）力发电、水力发电、核能发电、风火（热）力

4、发电、水力发电、核能发电、风力发电、太阳能发电、海洋能发电、地热发电等力发电、太阳能发电、海洋能发电、地热发电等四、热能的利用方式四、热能的利用方式直接利用直接利用：加热、采暖、蒸煮或烘干等：加热、采暖、蒸煮或烘干等 间接利用间接利用：热能转化为机械能，进一步转化为电能：热能转化为机械能，进一步转化为电能锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部92022-5-5五五 我国电力工业的发展我国电力工业的发展1987年发电装机1亿千瓦1995年发电装机2亿千瓦2000年发电装机3亿千瓦2004年发电装机4亿千瓦2005年发电装机5亿千瓦2008年 全国装机容量7.9253亿千瓦，其中火电6.0132亿千瓦

5、，占75.87%。2009年底全国装机容量达8.74亿千瓦，其中火电6.52亿千瓦，占74.60 % ； (一一)、我国发电总装机容量、我国发电总装机容量(二二)、单机容量、单机容量70年代，20万千瓦为主力机组80、90年代，30万、 60万千瓦为主力机组目前，60万、90万、100万千瓦为主力机组锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部102022-5-51-1 1-1 电厂锅炉的作用及其设备构成电厂锅炉的作用及其设备构成一、火力发电厂的生产过程一、火力发电厂的生产过程火力发电厂的组成火力发电厂的组成火力发电厂的三大设备火力发电厂的三大设备 锅锅 炉炉 汽轮机汽轮机 发电机发电机锅炉原理江苏常熟

6、发电有限公司发电部112022-5-5我国三大动力集团我国三大动力集团东方电气集团公司 东锅 DG哈尔滨电站设备集团公司 哈锅 HG上海电气集团有限公司 上锅 SG锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部122022-5-5火力发电厂的能量转换过程火力发电厂的能量转换过程燃料的化学能燃料的化学能 蒸汽的热能蒸汽的热能 机械能机械能 电能。电能。锅炉锅炉汽轮机汽轮机发电机发电机蒸汽的热能蒸汽的热能转子动能转子动能电电 能能机械能机械能热热 能能燃料的化学能燃料的化学能锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部132022-5-5二、火力发电厂的生产过程二、火力发电厂的生产过程锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部

7、142022-5-5 锅炉设备的组成：锅炉设备的组成：锅炉机组由锅炉机组由锅炉本体设备锅炉本体设备和和辅机设备辅机设备组成。组成。1.锅炉本体锅炉本体三、电厂锅炉的作用及组成三、电厂锅炉的作用及组成 锅炉的锅炉的主要作用主要作用使燃料在炉内燃烧放热，并将使燃料在炉内燃烧放热，并将锅内工质由水加热成具有足够数量和一定质量的过锅内工质由水加热成具有足够数量和一定质量的过热蒸汽，供汽轮机使用。热蒸汽，供汽轮机使用。锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部152022-5-5锅（汽水系统）：锅（汽水系统）：由省煤器、汽包（汽水由省煤器、汽包（汽水分离器）、下降管、联箱、水冷壁、过分离器）、下降管、联箱、水冷

8、壁、过热器和再热器等设备及其连接管道和阀热器和再热器等设备及其连接管道和阀门组成。门组成。炉（燃烧系统）：炉（燃烧系统）：由炉膛、燃烧器、点火由炉膛、燃烧器、点火装置、空气预热器、烟风道及炉墙、构装置、空气预热器、烟风道及炉墙、构架等组成。架等组成。锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部162022-5-5其它其它系统系统脱硫脱硫系统系统除灰除除灰除尘系统尘系统制粉制粉系统系统燃料运燃料运输系统输系统通风通风系统系统辅助设备辅助设备锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部172022-5-5四四 锅炉机组的工作过程锅炉机组的工作过程煤粉制备和燃烧过程煤粉制备和燃烧过程空气预热过程空气预热过程 给水加热、

9、汽化、过热（再给水加热、汽化、过热（再热）热过程热）热过程 排渣除灰过程排渣除灰过程锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部182022-5-5锅炉机组的工作过程示意图锅炉机组的工作过程示意图锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部192022-5-51、制粉系统、制粉系统 原煤原煤给煤机给煤机磨煤机磨煤机煤粉分离煤粉分离合格的合格的煤粉煤粉锅炉锅炉2、燃烧系统、燃烧系统 空气空气送风机送风机空气预热器空气预热器两路热风管道两路热风管道燃烧器二次风喷口燃烧器二次风喷口炉膛炉膛 空气空气一次风机一次风机空气预热器空气预热器两路热一次风两路热一次风管道管道输送煤粉输送煤粉燃烧器一次风喷口燃烧器一次风喷口炉膛炉

10、膛五、五、 锅炉各主要系统锅炉各主要系统锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部202022-5-53、汽水系统、汽水系统 给水给水低压加热器低压加热器除氧器除氧器给水泵给水泵高压高压加热器加热器省煤器省煤器汽包汽包水冷壁水冷壁过热器过热器4、除渣除灰系统、除渣除灰系统 大块熔渣（总灰量的大块熔渣（总灰量的1020）水冷壁冷水冷壁冷却却固态渣固态渣渣斗渣斗捞渣机捞渣机碎渣机碎渣机渣泵渣泵灰场灰场 烟气细灰（总灰量的烟气细灰（总灰量的8090）除尘器除尘器灰浆泵灰浆泵灰场灰场锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部212022-5-5本体设备：本体设备： 炉膛炉膛、燃烧器燃烧器、空气预热器空气预热器、省煤器

11、省煤器、水冷壁水冷壁、 锅筒锅筒、汽水分离器汽水分离器、过热器、再过热器、再热器热器等。等。辅机设备包括：辅机设备包括： 给煤机给煤机、磨煤机磨煤机、一次风机一次风机、送风机送风机、吸风机吸风机、给水泵给水泵、吹灰器吹灰器、捞渣机、碎渣捞渣机、碎渣机机、除尘器除尘器、灰浆泵灰浆泵等。等。锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部222022-5-51.锅炉容量： 额定蒸发量额定蒸发量：锅炉在额定蒸汽参数、：锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度、使用设计燃料时，并保证额定给水温度、使用设计燃料时，并保证效率时所规定的蒸汽产量。效率时所规定的蒸汽产量。t/h 最大连续蒸发量最大连续蒸发量：锅炉在额定蒸汽参：锅

12、炉在额定蒸汽参数、额定给水温度、使用设计燃料，长期数、额定给水温度、使用设计燃料，长期连续安全运行时所能达到的最大蒸发量。连续安全运行时所能达到的最大蒸发量。用用MCR表示。表示。 最大连续蒸发量最大连续蒸发量通常为通常为额定蒸发量额定蒸发量的的1.031.2倍倍一、电厂锅炉的特性一、电厂锅炉的特性1-2 1-2 电厂锅炉的设备及其特征电厂锅炉的设备及其特征锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部232022-5-5 中国电站锅炉的蒸汽参数及容量中国电站锅炉的蒸汽参数及容量 蒸汽压力蒸汽压力 (Pa) 蒸汽温度蒸汽温度 () 给水温度给水温度 () * (t/h)发电功率发电功率 () 9.9 54

13、0205225220, 410 50, 100 13.8540/540220250420, 670125, 20016.818.6 540/54025028010252008300, 600 17.5 540/540 25510251650300, 500 25.4541/566 286 1900 600 25.0545/54526727716502650500, 800注：注：*为最大连续蒸发量为最大连续蒸发量锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部242022-5-52.蒸汽参数蒸汽参数 电厂锅炉的蒸汽参数一般是指锅炉电厂锅炉的蒸汽参数一般是指锅炉过热器出过热器出口口过热蒸汽的温度和压力。如额定

14、蒸汽温度和额过热蒸汽的温度和压力。如额定蒸汽温度和额定蒸汽压力。定蒸汽压力。3.给水温度给水温度 电厂锅炉的给水温度是指给水进入电厂锅炉的给水温度是指给水进入省煤器入省煤器入口处口处的温度。的温度。锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部252022-5-5 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 锅炉可用率锅炉可用率（约（约90%90%） （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

15、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） 二、电厂二、电厂锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部262022-5-5电厂电厂 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 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； 、

16、 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(,%QQQQrpq1j )31(),%qq(143r )11(,%100QQr1g 3q4qqQpQ锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部272022-5-5 1-3 1-3 锅炉的分类和型号锅炉的分类和型号 一、锅炉的分类一、锅炉的分类 （1）按锅炉用途分）按锅炉用途分 ：工业锅炉工业锅炉(工业生产工艺用汽或工业生产工艺用汽或 供暖供暖 )，电站锅炉，电站锅炉(发电发电)，热水锅炉，热水锅炉(民用采暖或供热民用采暖或供热) （2）按电站锅炉容量分：）按电站锅炉容量分：按时代和技术进步，锅炉机按时代和技术进步，锅炉机

17、组容量以大、中、小的排序和分类在不断演变。组容量以大、中、小的排序和分类在不断演变。220t/h, 410t/h, 670t/h, 1000t/h, 2000t/h , 2650t/h （3）按蒸汽压力分）按蒸汽压力分: 低压低压(P22.1Pa)、超超临界压力、超超临界压力(P25Pa)锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部282022-5-5 （4）按燃用燃料分）按燃用燃料分 ：燃煤炉、燃油炉、燃气炉燃煤炉、燃油炉、燃气炉 （5）按燃烧方式分：）按燃烧方式分：层燃炉层燃炉 、室燃炉、旋风、室燃炉、旋风炉、流化床锅炉炉、流化床锅炉 （6）按煤粉炉的排渣方式分）按煤粉炉的排渣方式分: 固态排渣和液

18、态固态排渣和液态排渣排渣 （7）按蒸发受热面内工质的流动方式分）按蒸发受热面内工质的流动方式分: 自然自然循环、强制循环锅炉、直流锅炉循环、强制循环锅炉、直流锅炉锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部292022-5-5蒸发受热面内工质的流动方式（水的循环方式）蒸发受热面内工质的流动方式（水的循环方式）锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部302022-5-5自然循环锅炉自然循环锅炉 循环流动过程的推动力由下降管与上升管内循环流动过程的推动力由下降管与上升管内工质的密度差产生的，这种锅炉就叫自然循环锅工质的密度差产生的，这种锅炉就叫自然循环锅炉炉 循环倍率循环倍率：单位时间内进入蒸发管的循环水：单位时

19、间内进入蒸发管的循环水量与产生蒸汽量之比。量与产生蒸汽量之比。控制循环锅炉控制循环锅炉 循环流动过程的推动力不仅由下降管与上升循环流动过程的推动力不仅由下降管与上升管内工质的密度差产生，而且主要来自锅水循环管内工质的密度差产生，而且主要来自锅水循环泵，这种锅炉就叫控制循环锅炉。泵，这种锅炉就叫控制循环锅炉。自然循环锅炉与控制循环锅炉有许多相似之处，都自然循环锅炉与控制循环锅炉有许多相似之处，都有汽包。给水加热、蒸发、过热有明显分界。有汽包。给水加热、蒸发、过热有明显分界。直流锅炉直流锅炉：工质一次通过所有受热面。：工质一次通过所有受热面。锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部312022-5-5

20、/ / 第一组为符号，锅炉厂汉语拼音的缩写；第一组为符号，锅炉厂汉语拼音的缩写；第二组为数字，锅炉容量和过热蒸汽压力；第二组为数字，锅炉容量和过热蒸汽压力；第三组为数字，过热蒸汽和再热蒸汽出口温度；第三组为数字，过热蒸汽和再热蒸汽出口温度；第四组中，符号表示燃料，数字表示设计序号。第四组中，符号表示燃料，数字表示设计序号。 我公司锅炉型号：我公司锅炉型号： SG-1025/16.81 -M870二、锅炉型号二、锅炉型号锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部322022-5-51-4 1-4 锅炉技术的发展锅炉技术的发展 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

21、生产发展的需要，电站热效大容量、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率高，基建投资、设备和运行费用降低 提高运行可靠性和灵活性提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、运行维护和生产锅炉的可靠性涉及到设计、设备制造、运行维护和生产管理等各个方面管理等各个方面 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，适应电网调峰需要需要,同时考虑因燃用劣质煤带来的不利影响（结渣、积灰、同时考虑因燃用劣质煤带来的不利影响（结渣、积灰、磨损、腐蚀），提高锅炉煤种的适应性。提高机组的监控水磨损、腐蚀），提高锅炉煤种的适应

22、性。提高机组的监控水平平 。锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部332022-5-5锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部342022-5-5主要内容主要内容 锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部352022-5-52-0 2-0 锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部362022-5-5（1）碳(C)：主要的燃烧成分，约占2070%，燃料中的碳多以化合物形式存在.（2）氢(H)：重要的燃烧成分，煤中约占26%，十分容易着火，燃烧迅速，易爆。氢是煤中发热量最高的可燃元素，氢的含量（3）硫(S)：是燃料中的有害成分，约占可燃成分的8%，燃烧后的产物是 SO2SO3，与水蒸汽相遇会生成亚硫酸和硫酸。 1）SO

23、2、SO3排放造成大气污染 2）锅炉尾部受热面造成低温腐蚀（4）氧(O)和氮(N） 氧和氮是不可燃成分。约占40%，含氧量随煤化程度增高而明显减少。 氮主要以有机氮形态存在，约占0.52%。高温燃烧生成NOx，有害。（5）水分(M) ：燃料中的主要杂质，约占560%。 1） 水分进入炉内吸热汽化成水蒸汽，对燃烧不利； 2） 在烟气露点时，水蒸气与SO2、SO3生成亚硫酸和硫酸，造成低温腐蚀；锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部372022-5-5 硫分、灰分与水分对锅炉工作的影响1）降低煤的发热量2）降低燃烧温度，不利于燃料的着火与燃烧3）增加烟气容积，排烟温度升高，排烟损失增加， 锅炉效率下降

24、4）加剧锅炉受热面的低温腐蚀与积灰5）增加通风电耗。 锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部382022-5-5 煤中不可燃矿物杂质，成分十分复杂，大多数煤的灰分含量7%40%。 称为焦炭。锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部392022-5-5挥发份：挥发份的多少和组成与煤的年代有关热解程度随加热速率、加热温度和加热时间而变，须在统一条件下测定。挥发份的发热量取决于挥发份的成分挥发份的多少与组成影响到着火，是对动力用煤进行分类的重要依据。 与成煤条件、开采方式、运输条件有关。灰分增加可燃物减少，煤的低位发热量减少，着火困难，灰渣量增加，运行操作繁重；灰分的增加造成煤的软化温度下降，炉内易结渣，使受

25、热面传热恶化。锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部402022-5-5锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部412022-5-5araradadCM100M100C 例例: : 锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部422022-5-5锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部432022-5-5锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部442022-5-5煤的发热量煤的发热量高位发热量Qgr1kg煤完全燃烧时放出的全部热量，包括烟气中水蒸汽凝结时放出的热量。低位发热量Qnet在1kg煤完全燃烧时放出的全部热量中扣除水蒸汽汽化潜热后所得的热量。即煤中可燃质的一部分燃烧热量被用于水分的汽化，没有得到利用。 单位为kcal

26、/kg，或者kJ/kg，MJ/kg。锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部452022-5-5标准煤概念标准煤概念单纯以燃煤量的多少来比较不同锅炉的经济性不妥，须折算到统一标准，标准煤的概念，规定低位发热量为7000kcal/kg的煤为标准煤， 将发热量不是7000 kcal/kg的煤统一折算到7000 kcal/kg来进行比较。用于计算和比较标准煤耗等锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部462022-5-5灰的熔融性灰的熔融性炉膛内温度很高，煤中灰颗粒一般呈熔化或软化状态，对锅炉工作影响极大。对锅炉的主要危害是造成锅炉受热面结渣，传热恶化，掉渣灭火或事故。灰分成分不同，发生熔化的温度也不同。高熔点

27、成分+低熔点成分，无固定的熔点，壁面距壁面的距离温度高灰熔点煤低灰熔点煤锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部472022-5-5灰熔融性的测定灰熔融性的测定将灰制成特定形状的灰堆，加热升温1300C以上，采用三个特征温度来表示灰的熔融特性。nt1变形温度；nt2软化温度nt3熔化温度锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部482022-5-5结渣判别结渣判别一般认为，t21350，不易结渣；t21350，易结渣；t140%，水分与灰分高，发热量低，着火与燃烧容易。锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部502022-5-5无烟煤年代挥发份含量%贫煤烟煤褐煤锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部512022-5-

28、5锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部522022-5-5锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部532022-5-5 锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部542022-5-52-1 2-1 锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部552022-5-5锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部562022-5-5 0yV 锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部572022-5-5 100Car100Har100Sar 锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部582022-5-5 )100 O0.7 - 100 S 0.7 100 H5.56 100C866. 1(21. 01Vr ar ar ar a 0 0.0889(0.3

29、75)0.2650.333ararararCSHO 0V)(V 0VV)( 锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部592022-5-5 2-2 2-2 锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部602022-5-5222100,%ROOCON22100,%OgyVOV100,%COgyVCOV22100,%NgyVNV22100,%ROgyVROV 222NCOORO、锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部612022-5-52221,%1ORO max221,%1RO锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部622022-5-5 2max2RORO 22121 O OHgyy2VVV 321.866(0.375),

30、/arargyCSVNmkgROCO 2222100cosocogyVVVROOV锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部632022-5-5锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部642022-5-5主要内容主要内容 江苏常熟发电有限公司发电部652022-5-53-1 3-1 锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部662022-5-5锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部672022-5-5锅炉热平衡研究锅炉热平衡研究 燃料的热量在锅炉中利用的情况: 有多少被有效利用， 有多少变成了热量损失，表现在哪些方面,产生的原因。 研究的目的是为了有效地提高锅炉热效率锅炉热平衡锅炉热平衡 以lkg固体燃料或液体燃料(气

31、体燃料以1Nm3)为单位组成热量平衡。 1kg燃料带入炉内的热量及锅炉有效利用热量和损失热量之间的关系。锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部682022-5-5123456rQQQQQQQ123456100qqqqqq q q1 1 = Q = Q1 1 / 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rQ锅炉原理江苏常熟发电有限公司发

32、电部692022-5-5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行预热若燃料和空气没有利用外界热量进行预热且燃煤水分满足且燃煤水分满足则则 630/QMnet.arar net.arrQQ .,/rar netrwrwhQQhQQkJ kgwhwrrQQh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3-2 3-2 锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部702022-5-5 zrh zrh grh bsh )hh(DhhDhhDB1Qgsbspwzrzrzrgsgrgr1 Q,kJ

33、/kgB锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部712022-5-53-3 3-3 锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部722022-5-5 式中式中 - - 排烟焓排烟焓, , 取决于取决于 与与 ，kJ/kgkJ/kg - - 进入锅炉的冷空气焓进入锅炉的冷空气焓, , kJ/kgkJ/kg - - 排烟处过剩空气系数排烟处过剩空气系数 042100(),%pypylkrqqHHQ0lkHpy pyHpy py 由由q2、受热面低温腐蚀及金属耗量综合确定。、受热面低温腐蚀及金属耗量综合确定。电站锅炉电站锅炉 约在约在110110160160之间。之间。 取决于取决于 及烟道漏风及烟道漏风，后者同时

34、影响，后者同时影响 py py py py 对大中型锅炉对大中型锅炉 q q2 2 约为约为4 48%8%排烟热损失排烟热损失： 锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部732022-5-5影响因素：影响因素： 影响排烟热损失的主要因素是排烟温度和排烟容积1 1排烟温度排烟温度排烟温度越高，排烟热损失越大。排烟温度每提高1215，q2将提高1%。排烟温度过低经济上不合理，甚至技术上不允许。（1 1）烟气与工质的传热温差小，换热所需金属受热面就）烟气与工质的传热温差小，换热所需金属受热面就大大增加。大大增加。（2 2）为了避免尾部受热面的腐蚀，排烟温度也不宜过低）为了避免尾部受热面的腐蚀，排烟温度也不

35、宜过低。因此必须根据燃料与金属耗量进行技术经济比较来合理确定因此必须根据燃料与金属耗量进行技术经济比较来合理确定排烟温度。供热锅炉的排烟温度在排烟温度。供热锅炉的排烟温度在150200150200范围内。范围内。锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部742022-5-52 2、排烟容积、排烟容积锅炉最佳过量空气系数的确定锅炉最佳过量空气系数的确定锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部752022-5-5形成：形成： 影响因素影响因素 1 1炉子结构的影响炉子结构的影响2 2燃料特性的影响燃料特性的影响3 3燃烧方式的影响燃烧方式的影响锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部762022-5-5 锅炉原理江苏

36、常熟发电有限公司发电部772022-5-5形成：形成：灰渣损失灰渣损失 ：未参与燃烧未参与燃烧或或未燃尽的碳粒未燃尽的碳粒与灰渣与灰渣一同落入灰斗所造成的损失。一同落入灰斗所造成的损失。漏煤损失漏煤损失 ：部分燃料经炉排落入灰坑造成的损部分燃料经炉排落入灰坑造成的损失。对于煤粉炉，则失。对于煤粉炉，则飞灰损失飞灰损失 ：未燃尽的碳粒随烟气带走所造成未燃尽的碳粒随烟气带走所造成的损失。的损失。hzQ4lmQ4fhQ404lmQ锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部782022-5-51 1、燃料特性对、燃料特性对q q4 4的影响的影响锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部792022-5-53 34锅

37、炉运行工况对锅炉运行工况对q4的影响的影响 锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部802022-5-5 额定容量下锅炉的散热损失额定容量下锅炉的散热损失 DDqq55 55qq 、DD 、- - 6/7锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部812022-5-5保温系数保温系数555111qqQQQ烟气在烟道中放热量烟道中受热面吸热量锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部822022-5-5灰渣物理热损失 其它一些散热损失等锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部832022-5-53-4 3-4 热效率热效率 正平衡正平衡 反平衡反平衡,%100QQqr11g ),%qqqqq(10065432g 锅炉原理江苏

38、常熟发电有限公司发电部842022-5-5锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部852022-5-5燃料燃烧及燃烧设备燃料燃烧及燃烧设备锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部862022-5-5煤的着火、燃烧特性及其影煤的着火、燃烧特性及其影响响煤粉气流的着火和燃烧煤粉气流的着火和燃烧煤粉锅炉的燃烧设备煤粉锅炉的燃烧设备直流燃烧器直流燃烧器旋流燃烧器旋流燃烧器煤粉炉的点火装置煤粉炉的点火装置主要内容主要内容 锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部872022-5-5 一、一、 煤的常规特性及其影响煤的常规特性及其影响 通常把煤的挥发分、水分、灰分、发热量、灰熔点以及焦炭特性等称为煤的常规特性煤的常规特性。

39、这些特性表征了煤的基本性质，可以作为分析煤的着火，燃烧特性的依据。4-1 4-1 煤的着火、燃烧特性及其影响煤的着火、燃烧特性及其影响锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部882022-5-5二、煤的燃烧特性及其影响二、煤的燃烧特性及其影响煤的着火温度：煤的着火温度：不是一个物理常数。决定于燃烧过程中的热力条件，即加热（发热）条件和散热条件。 反应能力越强（即挥发分高、焦碳活化能小即挥发分高、焦碳活化能小）的煤，着火温度越低，就越容易着火。无烟煤的着火温度较高。煤的结渣性能指标煤的结渣性能指标： ST1350时，结渣可能性小时，结渣可能性小 ST 1350时，有可能结渣 煤灰成分的结渣指标：碱酸比

40、煤灰成分的结渣指标：碱酸比等锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部892022-5-5一、煤粉燃烧的特点一、煤粉燃烧的特点 燃烧过程的四个阶段： 预热干燥阶段 挥发分析出阶段 燃烧阶段 燃尽阶段 四个阶段往往是交错进行的。也可归纳为三大阶段：u着火准备阶段着火准备阶段u燃烧阶段燃烧阶段u燃尽阶段燃尽阶段 煤粉粒子在煤粉炉内的加热速度可达到104/s4-2 4-2 煤粉气流的着火和燃烧煤粉气流的着火和燃烧锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部902022-5-5u 对应于煤粉燃烧的三个阶段，可以在炉膛中划分出三个区，即着火区、燃烧区与燃尽区。由于燃烧的三个阶段不是截然分开的，对应的三个区也没有明确的分界

41、线。u 大致可以认为：燃烧器出口附近是着火区，炉膛中部及喷燃器同一水平的区域以及稍高的区域是燃烧区，高于燃烧区直至炉膛出口的区域都是燃尽区。其中着火区很短，燃烧区也不长，而燃尽区却较长。锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部912022-5-5二、燃烧速度及其影响因素二、燃烧速度及其影响因素煤粉的燃烧属于固体与气体之间进行的多相燃烧，包括如下几个过程：（1）参加燃烧的氧气从周围环境扩散到燃料表面；（2）氧气被燃料表面吸附；（3）在燃料表面进行燃烧化学反应；（4）燃烧产物由燃料表面解吸附；（5）燃烧产物离开燃料表面，扩散到周围环境。研究表面2、4是比较快的，燃烧速度主要决定于1、3两个过程中较慢的一

42、个。锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部922022-5-5三、影响煤粉气流着火与燃烧的主要因素三、影响煤粉气流着火与燃烧的主要因素u 煤粉气流着火所需吸热量的70%90%来源于卷吸高温烟气时的对流换热，10%30%来源于炉膛四壁及高温火焰的辐射。煤粉获得了足够的热量并达到着火温度后就开始着火燃烧。 燃烧的三要素燃烧的三要素u必须有可燃物质必须有可燃物质燃料燃料u具有能使可燃物着火燃烧的温度具有能使可燃物着火燃烧的温度u与氧气结合与氧气结合锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部932022-5-5四、着火热四、着火热 将煤粉气流加热到着火温度所需要的热量称为着火热，用Qzh表示。它主要用于加热煤粉加

43、热煤粉和空气空气以及使煤粉中水分水分蒸发蒸发和过热过热。 因此，着火热随燃料性质（着火温度、着火热随燃料性质（着火温度、燃料水分、灰分）和运行工况（煤粉气燃料水分、灰分）和运行工况（煤粉气流的初温、一次风量）的变化而变化流的初温、一次风量）的变化而变化。锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部942022-5-5影响因素（1）煤的挥发分与灰分；（2）煤粉细度、均匀性系数；（3）炉膛温度；（4）空气量；（5）一次风与二次风的配合；（6）燃烧时间。锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部952022-5-5五、燃烧良好的条件五、燃烧良好的条件 燃烧良好：即在保证炉内不结渣的前下，燃烧速度快，而且燃烧完全，得到

44、最高的燃烧效率。其原则性条件是：u适量的空气供应适量的空气供应 u相当高的炉膛温度相当高的炉膛温度 u足够的燃烧时间（合适的炉膛容积）足够的燃烧时间（合适的炉膛容积）u空气和煤粉的良好扰动和混合空气和煤粉的良好扰动和混合锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部962022-5-5 燃烧设备由炉膛（或燃烧室）、燃烧器和点火装置组成。 炉膛：炉膛：应有合理的形状和足够的空间尺寸，并与燃烧器共同组织好炉内的空气动力场，保证火焰烟气流在炉膛的充满度，火焰不贴墙、不冲墙。 燃烧器：燃烧器：旋流燃烧器、直流燃烧器。 点火装置：点火装置：在锅炉启动时点燃主燃烧器的煤粉气流。4-3 4-3 煤粉锅炉的燃烧设备煤粉锅

45、炉的燃烧设备锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部972022-5-5一、煤粉炉炉膛一、煤粉炉炉膛作用：既是燃烧空间，又是锅炉的换热部件。要求：(1)固态排渣炉需在炉膛四周布置足够的受热面，使炉膛出口处烟温低于灰熔点，以保证炉膛出口处受热面不结渣；2)炉膛应有一定的容积与良好的空气动力特性参数：炉膛容积热负荷、炉膛断面热负荷二、煤粉炉的结渣二、煤粉炉的结渣u在煤粉炉的炉膛中，熔融的灰粒粘结并积聚在受热面或炉墙上的现象，叫做结渣。u在水冷壁、防渣管和过热器管等处都可能发生结渣。锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部982022-5-5影响锅炉结渣的因素影响锅炉结渣的因素(1)灰熔点低。 (2)锅炉设计，

46、安装或检修不良。 (3)运行调节不当。锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部992022-5-5 直流燃烧器布置在炉膛四角，每个燃烧器的出口气流是不旋转的直流射流，但四角布置的直流燃烧器的出口气流轴线同切于炉膛中心的借想切圆，造成气流在炉膛内的强烈旋转，使得炉内都是强烈螺旋运动上升的气流，而中心是速度很低的微风区。4-4 4-4 直流燃烧器直流燃烧器锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部1002022-5-5一、紊流自由射流的动力特性一、紊流自由射流的动力特性锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部1012022-5-5二、直流燃烧器的结构二、直流燃烧器的结构锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部1022022

47、-5-5三、四角布置切圆燃烧的主要特点三、四角布置切圆燃烧的主要特点 煤粉气流着火所需要的热量，除依靠射流两侧卷吸高温烟气和接受炉膛火焰及炉墙的热辐射外，还依靠四角布置中来自正在剧烈燃烧的上游邻角横扫过来高温烟气的混合和加热作用（相互点燃作用），大大加强了湍流热交换。因此着火条件较为优越，着火稳定性好。四股射流一起强烈旋转，加速着火后燃料的燃尽。便于射流分段送风，组织分段燃烧，抑制NOx的产生。锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部1032022-5-5四、直流燃烧器的着火方案四、直流燃烧器的着火方案 一次风卷吸高温烟气和接受炉膛火焰及炉墙的热辐射，温度不断升高至着火点，开始着火燃烧（离喷口200

48、300mm）。着火是从外边界开始的。 二次风补充一次风中煤粉燃烧所需的氧气（离喷口500800mm） ，并加强射流扰动和混合，使燃烧过程得以稳定和强化。过早混入二次风会造成拖延着火和局部熄火。过迟混入不利于煤粉后期燃烧。锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部1042022-5-5五、直流燃烧器的配风方式五、直流燃烧器的配风方式1、均等配风方式2、分级配风方式 锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部1052022-5-5锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部1062022-5-5锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部1072022-5-5六、燃用劣质煤的有效措施六、燃用劣质煤的有效措施u劣质煤是指挥发分含量低，

49、或者多灰、多水以及发热量低的煤。劣质煤的着火、燃烧和燃尽大都比较困难，而且燃用劣质煤会给锅炉带来许多不利的影响，如结渣和低温受热面的积灰、腐蚀和飞灰磨损等。u要使劣质煤完全燃烧，主要从强化燃料的着火、燃烧和燃尽方面着手： （1）要有性能良好的燃烧器 （2）利用热风送粉和较高的预热空气温度 （3）提高燃烧器区域的温度 （4）采用较低的一次风率和一次风速 （5）采用较细的煤粉细度 （6）锅炉运行的负荷不能太低锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部1082022-5-5 一、旋流燃烧器的射流特性：旋流煤粉燃烧器喷出的气流在炉膛中旋转扩散，由于炉膛是充满高温烟气的有限空间，射流速度又较高，近似为紊流旋转射

50、流。与直流射流相比，主要特点： （1）具有中心回流区； （2）轴向速度衰减快、射程短； （3）旋转强度。4-5 4-5 旋流燃烧器旋流燃烧器锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部1092022-5-5锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部1102022-5-5二、旋流燃烧器的结构二、旋流燃烧器的结构旋流装置：蜗壳、切向叶片、轴向叶片直流蜗壳式双蜗壳式轴向可动叶轮式锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部1112022-5-5三、燃烧器的布置 及炉内空气动力特性锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部1122022-5-5 主要是在锅炉启动时，点燃主燃烧器的煤粉气流，及稳定燃烧或作为辅助燃烧设备。 1、带煤粉预燃室的点火装置 2、采用过渡燃料的点火装置 （气-油-煤三级系统和油-煤两级系统） 点火器（1）电火花点火器； （2）电弧点火装置； （3）电气引燃的高能点火装置油枪4-6 4-6 煤粉炉的点火装置煤粉炉的点火装置锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部1132022-5-5锅炉原理江苏常熟发电有限公司发电部1142022-5