锅炉设备及系统课件

《锅炉设备及系统》第一章

概

述第一节超临界锅炉的发展现状与趋势一、国内外超临界机组发展情况1．国外超临界机组发展情况60

年代初，美国、俄罗斯和日本就开始发展超临界大型机组80

年代以后，随着金属材料技术的发展，辅机及系统方面的成熟，超临界技术得以迅速发展2．国内超临界机组发展情况80年代开始引进超临界压力机组，600MW超临界机组在上海石洞口第二发电厂于1992年投入运行以来，效益良好目前，国外超临界一次再热机组热效率一般可达40%～42%，先进的则高达45%以上，供电煤耗大多在300g/（kW·h）左右玉环发电厂（100MW超超临界机组）业绩：锅炉效率：93.88%机组热效率:

45.4%发电煤耗:

270g/（kW·h）左右NOX排放：270mg/Nm3SOX排放：17.6mg/Nm3二、超临界火电技术的发展趋势展望三、超临界火电机组技术国产化的关键超临界参数带来了一些新的问题：超临界参数下材料特性，锅炉传热、水动力、热偏差和动态特性，汽轮机关键部件的结构设计与转子的冷却技术、汽流激振、固体颗粒侵蚀机组的轴系稳定性及汽轮机末级长叶片的开发在国产化的条件下尚需要解决的一些技术问题机组大型化而带来的技术问题发电机的设计、制造和大件运输等方面锅炉纵剖面图一“600MW超临界火电机组研制”项目主要关键技术和攻关内容：（1）600MW超临界机组系统优化及提高运行性能超临界机组材料和铸锻件国产化超临界机组自控系统及仪表研究（4）600MW超临界汽轮机研制（5）600MW超临界锅炉研制超临界机组辅机设备研制超超临界火电机组技术开发第二节本厂超临界锅炉概况本厂采用的DG1900/25.4-II1

型锅炉是东方锅炉（集团）股份有限公司与日本巴布科克-日立公司及东方-日立锅炉有限公司合作设计、联合制造的600MW超临界本生直流锅炉该锅炉为超临界参数变压直流本生型锅炉，一次再热，前后墙对冲燃烧，单炉膛，尾部双烟道结构，采用挡板调节再热汽温，固态排渣，全钢构架，全悬吊结构，平衡通风，露天布置主厂房规划图一主厂房规划图2锅炉纵剖面图3主厂房规划图3锅炉示意图锅炉纵剖面图二一、锅炉主要参数和设计条件1．主要参数BMCR

-

Boiler

maximum

continuous

rating

ECR

-

Economical

continuous

ratingBRL

-

Boiler

reliable

limit2．燃料特性锅炉设计贫顶山混合煤种。点火和助燃用油种为#0轻柴油3．锅炉给水及蒸汽品质锅炉给水质量标准：补给水量：补给水量：正常时

20.3

t/h冷态启动或清洗时

507.5

t/h补给水制备方式：一级除盐加混床系统4．锅炉基本性能要求不投油最低稳燃负荷不大于45%B-MCR锅炉采用定压运行或定-滑-定运行方式，锅炉负荷连续变化率可按以下数值：30%B-MCR以下：

±2%

B-MCR

/分钟30%～50%B-MCR：

±3%

B-MCR

/分钟50%～100%B-MCR：±5%

B-MCR

/分钟负荷阶跃： 大于10%汽机额定功率/分钟锅炉从点火到带满负荷所需时间为：冷态启动：7～8小时温态启动：2～3小时热态启动：1～1.5小时极热态启动：＜1小时锅炉主要承压部件设计使用寿命为30年。在机组预期寿命能满足以下要求：冷态启动（停机超过72小时）：＞200次温热态启动（停机72小时内）：＞1200次热态启动（停机10小时内）：＞5000次整台锅炉在30年寿命期内，在上述启停和负荷变化工况下，锅炉的寿命损耗不超过寿命的70%二、主要设备1．炉膛和水冷壁炉膛宽为19419.2

mm

，深度为15456.8

mm

，高度为67000mm，整个炉膛四周为全焊式膜式水冷壁炉膛由下部螺旋盘绕上升水冷壁和上部垂直上升水冷壁两个不同的结构组成炉膛冷灰斗的倾斜角度为55°

，除渣口的喉口宽度为1.2432m上炉膛水冷壁采用垂直管屏。水冷壁出口工质汇入上部水冷壁出口集箱，后由连接管引入水冷壁出口汇集集箱，再由连接管引入启动分离器2．过热器过热器：顶棚、竖井烟道四壁及竖井分隔墙、低温对流过热器、屏式过热器、末级过热器。蒸汽流程：顶棚过热器、包墙过热器/分隔墙过热器、低温过热器、屏式过热器及末级过热器。设有两级四点喷水减温低温过热器布置在后竖井后烟道内，分为水平段和垂直出口段。屏式过热器布置在炉膛上部区域，在炉深方向布置了2

排，两排屏之间紧挨着布置，每一排管屏沿炉宽方向布置13片屏，共26片。高过蛇形管位于折焰角上部，沿炉宽方向布置有31

片。管屏内外圈管采用不同规格的管子3．省煤器省煤器位于低温过热器的下方，沿烟道深度方向顺列布置省煤器上组布置在后竖井下部环形集箱以上包墙区域下组布置在后竖井环形集箱以下护板区域4．锅炉启动系统启动系统由启动分离器、贮水罐、水位控制阀等组成启动分离器布置在炉前，垂直水冷壁混合集箱出口，采用旋风分离形式，数量为两个水冷壁加热以后的工质分别由6

根连接管沿切向向下倾斜15

°进入两分离器，分离出的水通过连接管进入分离器下方的贮水罐5．再热器低再蛇形管由水平段和垂直段两部分组成，水平段分三组水平布置于后竖井前烟道内，由6根管子绕制而成，每组之间留有足够的空间便于检修使用低再水平段由过热器悬吊管悬挂高温再热器布置于末级过热器后的水平烟道内6．燃烧设备中速磨直吹式制粉系统，每炉配6台磨，1台备用燃烧器采用前后墙对冲燃烧方式，36

只HT

－NR3

燃烧器分三层布置在炉膛前后墙上燃烧器上部布置有燃尽风(OFA)风口，16只燃尽风风口分别布置在前后墙上燃烧器区域设有大风箱，大风箱被分隔成单个风室，每个燃烧器一个风室设36只简单机械雾化点火油枪，18只蒸汽雾化启动油枪，点火油枪位于三次风通道中，启动油枪位于煤粉燃烧器的中心每只燃烧器均设置火检装置。煤火检采用红外线光纤型；点火油枪火检采用紫外线+红外线非光纤型；启动油枪采用红外线光纤型7．空气预热器采用32#VI型三分仓回转式空气预热器，每台锅炉配置两台预热器采用反转方式，即一次风温低，二次风温高，受热面自上而下分为三层热端和中间段蓄热元件由定位板和波形板交替叠加而成，钢板厚度

0.6

mm

。 冷端蓄热元件由

1.2

mm

厚垂直大波纹的和平板构成，高度为300mm，冷端用低合金耐腐蚀钢板预热器采用先进的径向、轴向和环向密封系统，径向、轴向密封采用双密封。并配有性能可靠的带电子式敏感元件的具有自动热补偿功能的密封间隙自动跟踪调节装置屏式过热器第二章 燃料成分及特性第一节 燃煤的成份及特性一、概述二、煤的元素分析成分三、煤的工业分析成分四、煤的分析基准表示方法1．煤的分析基准收到基。用下标ar表示空气干燥基。以下角码ad表示干燥基。以下角码d表示干燥无灰基。以下角码daf表示2．各种基准的换算五、发热量煤的发热量分为高位发热量和低位发热量Qnet.ar

=

Qgr,ar－25（9Har＋Mar）

KJ/kg标准煤Bbz

=

BQar,net

/29270

KJ/kg式中Bbz—标准煤耗量Kg/hB—实际煤耗量Kg/h六、煤的其他性能灰的性质灰的性质：熔化性和烧结性。熔化性影响炉内；烧结性影响对流受热面结渣：渣粒以液体或半液体粘附受热面管壁或炉墙上形成一层紧密的灰渣层灰的熔融性：常用变形温度DT，软化温度ST，熔化温度FT来表示当温度间隔值在200~400℃

时，固相和液相共存的温度区间较宽，煤灰的粘度随温度变化慢，冷却时在较长时间保持一定粘度，在炉膛中易于结渣，这样的灰渣称为长渣，可用于液态排渣炉当温度间隔值在100~200℃时为短渣，此灰渣粘度随温度急剧变化，凝固快，适用于固态排渣炉如果灰熔点温度很高(ST>1350℃)，一般认为不会发生结渣如果灰熔点较低(ST<1200℃)，容易结渣2．粘结性所谓煤的粘结性指的是粉碎后的煤在隔绝空气的情况下加热到一定温度时，煤的颗粒相互粘结形成焦块的性质。煤的粘结性的测定方法以坩锅法最为普遍，分为七个等级1—焦炭残留物均为粉状2—焦炭残留物粘着，以手轻压即成粉状3—焦碳残留物粘结，以手轻压即碎成小块4—不熔化粘结，用手指用力压裂成小块5—不膨胀熔化粘结，成浅平饼状，表面有银白色金属光泽6—膨胀熔化粘结，表面有银白色金属光泽，且高度超过15mm7—强膨胀熔化粘结，表面有银白色金属光泽，且高度大于15mm煤的耐热性煤的耐热性是指煤在加热时是否易于破碎而言。耐热性的强弱能直接影响煤的燃烧和气化效果。耐热性差的煤（主要是无烟煤和褐煤），气化和燃烧时容易破碎成碎片无烟煤耐热性低的原因主要是由于其结构致密褐煤的耐热性差主要是由于内部水分大量蒸发所致反应性和可燃性煤的反应性是指煤的反应能力，也就是燃料中的碳与二氧化碳及水蒸气进行还原反应的速度。反应性的好坏是用反应产物中CO的生成量和氧化层的最高温度来表示。CO的生成量越多，氧化层的温度越低，则反应性就越好煤的可燃性指的是燃料中的碳与氧发生氧化反应的速度，即燃烧速度。煤的碳化程度越高，则反应性和可燃性就越差七、折算成分和标准煤折算成分所谓燃料的折算成分，就是相对于每4182

KJ/kg

热量的煤，所带入锅炉的水分、灰分和硫分折算水分：折算灰分：折算硫分：当煤中的Mar,zs>8%时，称为高水分煤；当Aar,zs>4%时，称为高灰分煤；当时，Sar,zs>0.2%称为高硫分煤。标准煤八、发电用煤分类无烟煤：挥发分含量低（在10%

以下）；呈黑色而有金属光泽；重度较大，质硬不易研磨烟煤：挥发分含量范围（约为20~40%）贫煤：挥发分含量较低（约为10~20%）4

．褐煤：褐煤的形成年限较短，外观呈棕褐色，无光泽，质软易碎。其挥发物可达40%或更高5．低质煤：单独燃用有困难，燃烧不稳定，燃烧经济性较差，或煤中有害杂质含量较高的煤，称为低质煤（或劣质煤）。它

们又分为五小类：低发热量煤、超高灰分煤、超高水分煤、高

硫煤、易结渣煤第二节点火及助燃用油（略）第三节燃煤的着火及燃烧特性分析一、影响煤粉气流着火的因素燃料的性质炉内散热条件煤粉气流的初温一次风量和一次风速燃烧器结构特性锅炉负荷二、燃煤的燃烧特性碳氢比C/H燃料比FC/Vdaf反应指数T15燃烧分布曲线热解曲线煤的燃尽率曲线四、煤的热重分析煤的热重分析是在程序温度控制下测量物质的质量与温度关系并进行分析的一种方法，测量仪器为热天平。五、煤的着火和燃烬指标利用煤的热重分析方法可得到煤的各种热分析曲线，例如热重分析曲线（TGA），微商热重曲线（DTA），差热分析曲线（DTA）等1．着火稳燃性指标用燃料着火稳定性指数Rw来代表，计算公式如下Rw＝560

/

Ti

+

650

/

T1max

+

0.27W1max式中

Ti

—着火温度，℃T1max

—最大失重速度时对应的温度，℃W1max

—最大失重速度，mg/min2．燃烬指标燃烬指标用燃烬特性综合判别指数Rj

来代表，其计算公式如下N

＝

0.55G2

+

0.0043

T2max

+

0.14

τ98

+

0.27

τ98’

–

3.7Rj

=1/

N式中

τ98，τ98’

—

煤和煤焦烧掉98

%

时所需时间，minT2max

—难燃峰最大反应速度时对应的温度，℃G2—

难燃峰下烧掉的燃料量，mg第四节燃煤的结渣和沾污特性一、燃煤的结渣机理定义影响结渣的因素燃煤灰分特性炉内空气动力特性炉膛的设计特性锅炉运行负荷

3．结渣的危害二、煤灰的结渣和积灰特性1．煤灰结渣性的常规判别准则（1）煤灰成分结渣指数1

）碱酸比。灰中铁和钙会增强结渣。还原性气氛中，熔融的铁促进渣的早期形成；氧化性气氛中，钙可降低硅酸盐玻璃体的粘度。而钾会促进玻璃体形成，褐煤灰中K2O含量大于1%，结渣性较严重。小于0.2%时，次烟煤的结渣性较轻。硅可减轻结渣性。但硅含量过高时会产生无定型玻璃质，反而使结渣性增强。Al2O3含量增加可减轻结渣性。常用碱酸比来作为判别指数式中B—煤灰中碱性成分含量；A—煤灰中酸性成分含量固态排渣煤粉炉，B/A=0.4~0.7

时，为结渣煤；B/A=0.1~0.4

时，为轻微结渣煤；B/A<0.1时，为不结渣煤；一般认为B/A<0.5为宜。液态排渣炉和旋风炉，

B/A<0.27时，灰渣的流动性较差2）硅铝比。煤灰中2SiO2/Al2O3的比值。研究表明，2SiO2/Al2O3=1.18时，不会结渣；2SiO2/Al2O3>1.18时，有自由SiO2存在并可能与CaO，MgO，FeO形成共晶体，使煤灰的熔化温度下降，有可能出现结渣3）硅比SR

。研究表明，较大的硅比意味着灰渣有较高的粘度。当SR>72时不易发生结渣，当SR<65时，有可能发生严重结渣，因为灰中铁和钙的含量增加会使粘度降低4）铁钙比。Fe2O3/CaO的比值。这是因为铁的化合物熔点不高，在炉内易熔化并形成阻力较小的球状颗粒，在炉内气流作用下容易运动到水冷壁附近而造成结渣。对Fe2O3>（CaO+MgO）的煤，Fe2O3/CaO<0.3时，为不结渣煤，

Fe2O3/CaO=0.3~3.0时为中等结渣煤，Fe2O3/CaO>3.0时为结渣煤。所以铁钙比越大，结渣的可能性也越大5）结渣指标Rt和RS。美国常用Rt和RS作判别指标。Fe2O3/（CaO+MgO）>1，为烟煤型灰，Fe2O3/（CaO+MgO）<1，且（CaO+MgO）>20%，则称褐煤型煤灰，对烟煤型煤灰用下式计算式中Sd—干燥基硫分，%R

S

的分级界限为：R

S

<0.6

时，为不结渣煤；R

S

=0.6~2.0

时，为中等结渣煤；RS

=2.0~2.6时，为强结渣煤；RS

>2.6时，为严重结渣煤对褐煤型煤灰用下式计算式中STmax—在氧化性气氛和还原性气氛两种测量值中较高的软化温度；

DTmin—在氧化性气氛和还原性气氛两种测量值中较低的变形温度。

Rt>1343℃时，为不结渣煤；Rt=1149~1343℃时，为中等结渣煤；Rt<1149℃时，为严重结渣煤煤灰熔融结渣指数（略）煤灰粘度结渣指数（略）2．煤灰沾污性的常规判别准则（略）煤灰成分沾污指数（略）煤灰和飞灰烧结强度（略）三、本机组燃煤的结渣和积灰特性分析（略）第三章 煤粉制备及设备第一节煤粉的性质一、煤粉的流动性煤粉颗粒大小在0～1000μm间，其中20～50的煤粉颗粒居多二、煤粉细度1．煤粉细度的表示方法2．煤粉的经济细度三、煤粉的颗粒组成煤粉的粒径分布，符合下列方程：若为R200

和R90已知，则：n越大，则过细和过粗的煤粉就越少，其煤粉颗粒分布就越均匀，

n越小，则过细和过粗的煤粉就越多，煤粉颗粒分布就不理想，一般n在0.8～1.3之间四、煤粉的水分（略）煤粉内水分过高，在煤粉管道内容易结块，煤粉输送困难及着火推迟等，因此应将煤粉进行充分的干燥而保持其流动性。水分过低时，煤粉又易自燃甚至引起爆炸。所以煤粉中水分的大小应根据它的输送

的可靠性及制粉系统的经济性综合考虑五、煤粉的爆炸性（略）煤粉和空气混合物在一定条件下会发生爆炸，引起设备和人生事故。煤粉的爆炸性与许多因素有关，如煤粉的挥发分、水分和灰分的大小，煤粉细度，气粉混合物的温度，混合物中煤粉浓度和氧的浓度等。挥发分越高，产生爆炸的可能性就越大。煤粉水分和灰分增加，将使爆炸可能性降低。煤粉越细，可爆性越大。对于烟煤煤粉，当粒径大于100μm时，几乎不会发生爆炸第二节煤的可磨性系数在风干状态下，将同一质量的标准煤样和试验煤样由相同的初始粒度磨碎到相同的煤粉细度时所所消耗的能量之比。可磨性系数可用下式表示，即可磨性系数数值大则表示该煤种容易被磨制，单位耗能少；反之，则表示该煤难于磨制，单位耗能多煤的可磨性指数的测定有各种方法，除前苏联和东欧某些国家外，世界上普遍采用Hardgrove法，简称哈氏法。我国于1981年制定的《煤的可磨性试验方法》里采用的是Hardgrove法，前苏联所采用的测量煤的可磨性指数的方法为BTИ法哈氏可磨性系数的测定：将50

g

空气干燥的煤样，放入哈氏可磨性试验仪中旋转60转进行破碎。施加在钢球上的总作用力为284N，将所得的煤粉进行筛分，根据筛余量的多少，利用下式计算哈氏可磨性指数HGI：HGI=13+6.93G71式中

G71——通过孔径为0.071mm筛的试样质量，g。测定可磨性系数的目的：制粉系统运行时，利用它能预计磨煤机的磨煤出力和电能消耗；设计锅炉制粉系统时，根据它来选择磨煤机的型式，计算磨煤出力和电能消耗第三节制粉系统中速磨煤机冷一次风机正压直吹式制粉系统一、制粉系统的布置

在制粉间的顶层布置二条输煤皮带

运转层（17.6m）布置六台电子称重皮带式给煤机

给煤机与输煤皮带之间通过六只原煤斗连接

系统布置了六台HP1003型中速碗式磨煤机

通过调节给煤机电机的转速可以控制供给磨煤机的煤量

磨煤机磨制好的煤粉由煤粉管道输送给锅炉燃烧器

每台磨煤机各有六根出粉管道分别供应六个燃烧器二、制粉系统的工质流程煤的流程一次风流程两台一次风机。空气在一次风机出口分成两路。一路为冷一次风；另一路去空气预热器，经空预器加热后成为热一次风。冷、热一次风在磨煤机进口处按一定比例混合，以控制进入磨煤机的一次风温。一次风温由风门挡板调节风粉混合物流程密封风流程两台密封风机，一台运行，一台备用。从冷一次风管引出一路冷风，经滤网过滤后送往密封风机，升压后用作磨煤机磨辊、磨煤机轴承、热一次风风门、磨煤机出粉管阀门及给煤机的密封风三、制粉系统的控制系统

磨煤机出力是通过给煤量来控制的

给煤量的多少由控制给煤机电机的转速来实现

给煤机配备有给煤量自动称量装置

给煤机配备有断煤信号发送装置第四节磨煤机上海重型机器厂制造的中速碗式磨煤机，六台一、型号和参数1．磨煤机HP1003型中速碗式磨煤机2．磨煤机的电动机转速：3．磨煤机齿轮减速机1000rpm输入转速:1000rpm输出转速:4．磨煤机润滑435．密封风机rpm6．一次风机二、磨煤机的结构与工作原理1．磨煤机的结构该型磨煤机是一种上部带有分离器的浅碗磨,型号为HP1003

（个位上的数表示磨辊的个数；十位上的数为奇数时表示深碗磨，为偶数时表示浅碗磨；百位上的数和千位上的数联合组成的数表示磨碗的名义尺寸）磨煤机主要由机体和分离器两部分组成。磨煤机部件主要有：落煤管、分离器顶盖、内锥体、分离器体、叶轮装置、行星齿轮减速器、排出阀、折向门调节装置、文丘里管、弹簧加载装置、侧机体装置、磨碗装置、磨辊装置、密封空气集管、石子煤排出口等落煤管、分离

器顶盖、内锥

体、分离器体、叶轮装置、行

星齿轮减速器、排出阀、折向

门调节装置、

文丘里管、弹

簧加载装置、

侧机体装置、

磨碗装置、磨

辊装置、密封

空气集管、石

子煤排出口等碗式磨具有结构新颖、运行可靠、维修方便、单位电耗小、金属磨损少、使用寿命长、应用广泛等优点外，传动机构采用集中润滑，煤粉细度均匀性好且可作线性调节。还采用了一些先进技术，包括：新型的螺旋伞齿轮行星二级减速立式传动，传动装置上部采用液压滑动止推轴承，构成了独立的减速箱，既便于检修，隔热与密封；磨辊堆焊工艺技术和大直径锥形磨辊，对一般的煤种磨辊的设计寿命12000小时，实际寿命可保证10000小时，磨辊磨损后可重复堆焊使用；随磨碗一起转动的叶轮装置来改变一次风的流向和流速，使通过磨煤机的空气分配得更为均匀，增强了煤粉的分离效果，降低了磨煤机内部的磨损及一次风阻力损失，提高了对石子煤排量的调控能力；磨辊与磨碗衬板无直接金属接触，运行时可空载起动，起动力矩小，运行平稳，停机时磨碗中的存煤便于清除；磨煤机的出力是由给煤量和一次风量来控制的，出力调节范围大，最小出力为最大出力的25%2．磨煤机的工作原理原煤（直径

35mm）经中心给煤管送入落到旋转的磨碗上，在离心力的作用下，向磨碗的周缘移动，在磨碗上形成一层煤床。三个独立的弹簧加载磨辊按相隔120°分布，安装于磨碗之上，磨辊与磨碗之间保持一定的间隙。磨辊利用弹簧加压装置施以必要的研磨压力。煤在磨碗衬板与磨辊之间被研磨成粉。磨煤机主要是利用磨辊与磨碗对它们之间的煤的压碎和研磨两种方法来实现磨煤的。煤粉在离心力的作用下向外移动，沿磨碗周缘溢出热空气从侧机体进入，然后沿着旋转的磨碗外径上升。装在磨碗上的叶片（叶轮）使气流趋于垂直方向。在磨碗外缘上较小较轻的煤粒被气流携带向上，而重的不易磨碎的外来杂物穿过气流落入侧机体区域煤粉颗粒经历了三级分离过程：第一级：安装在分离器体上的固定气体折向器使得最重的煤粉颗粒突然改变方向，失去动量并直接回到磨碗上重磨。第二级：弯曲的可调叶片使风粉混合物产生旋转运动使一部分较粗的颗粒从煤粉气流中分离，返回磨碗重磨。第三级：较细的煤粉气流通过折向门进入内锥体，折向叶片使风粉混合物在内锥体内产生旋转，由于离心力的作用，煤粉被进一步分离磨煤机的干燥是在磨碗上方的空间内进行，在磨碗上的干燥作用不大。因此，这种磨煤机对原煤水分的变化比较敏感，水分过多的煤会被压成煤饼而使磨煤机的出力大幅度下降。煤中的石子、矸石和铁块等从磨碗边缘溢出后，由于较重，从风环处落下。磨碗毂上装有可转动的刮板，把上述杂物扫入石子煤排出口，进入石子煤收集斗中。石子煤排出口装有阀门，正常运行时，阀门保持打开，只有在清理石子煤收集斗时才关闭阀门。平时不要关闭阀门，否则杂物留在机体内，被刮板支架和衬板研磨，会造成这些部件的额外磨损，并存在着火隐患。如果有煤排到石子煤收集斗中，这表明：给煤量过多，或磨辊压力过小，或一次风流量太小，或磨煤机出口工质温度过低。磨煤机零件磨损过多或调整不当也会造成煤的排出。磨煤机在正压下运行，密封空气系统向磨碗毂周围提供清洁空气，用以防止热空气和煤粉逸出而污染蜗轮箱；同时，也向磨辊耳轴提供密封空气以免煤粉进入磨辊轴承三、磨煤机的主要部件磨辊磨辊由磨辊轴、上下轴承、磨辊、耳轴和壳体等组成。耳轴的作用是在装卸磨辊时，用作翻转磨辊的支点。通过磨辊装卸门，可以很方便地对磨辊进行安装与检修。通过调整预载压力螺栓，可以调节该压力的大小。

通过调节磨辊定位螺栓，可以控制磨辊与磨碗的间隙磨碗磨碗装在磨碗毂上，磨碗部件由磨碗和衬板等组成。碗式磨煤机的一大特点是磨煤机的粉碎能力较高。这是因为磨碗面是倾斜的，煤的重力产生的沿斜面的分力抵消了部分离心力的作用，使煤向磨碗周缘移动的速度变慢，增加了煤在磨碗上的停留时间3．煤粉分离器由分离器顶、折向门和内锥体等组成。煤粉气流经折向门叶片后，在内锥体内产生旋转气流，粗粉被分离出来，沿内锥体壁返回磨碗重磨。合格的煤粉经文丘里管分配，被送往六根出粉管道。内锥体壁面衬有陶瓷衬片。

4．落煤管与文丘里管中心落煤管是将原煤送往磨碗处磨制。文丘里管的作用是将磨好的煤粉分配给六根出粉管，分配任务是靠文丘里管六块隔板来完成的。在出粉管和文丘里管等都加装了防磨衬板。

5．出粉管阀门由阀体、气控圆筒、阀门操纵杆、阀门圆盖和限位开关等组成。它的作用之一是参与调节燃烧器的给煤量，一次风速一定时，出粉管阀门的开度决定了燃烧器的给煤量。另一个作用是在检修或事故时，将磨煤机与煤粉管道隔离第五节给煤机一、设备规范型号:

CS2024型电子称重给煤机数量:

6台给煤机（5台运行，1台备用）给煤出力:给煤率控制精度:8～100t/h0.5%进煤口法兰内径:610mm出煤口法兰内径:610mm皮带宽度:840mm进料口与出料口距离:2134mm皮带驱动电机:变频电机：380

V，3KW清扫电机:380

V，0.25

KW二、给煤机的结构与工作原理给煤机由机座，给料皮带机构，链式清理刮板称重机构，清煤及断煤信号装置，润滑及电气管路及微机控制柜等组成。1．给煤机的结构（1）机座机座由机体，进料口和排料端门体，侧门和照明灯等组成。机体为一密封的焊接壳体，能承受0.34Mpa的爆炸压力。机体的进料口处设有导向板和挡板，使煤进入机器后能在皮带上引成一定断面的煤流，均由不锈钢制成。进料口排料端门体用螺钉紧密压紧于机体上，以保持密封。门体可以选用向左或向右开启。在所有门体上均设有观察窗，在窗内装有喷头，当窗孔内侧积有煤灰时，可以通过喷头用压缩空气或水予以清洗。密封结构的照明灯供观察机器内部运行情况时照明使用。可承收0.35Mpa的抗爆压力。坚固的机壳既保持整体密封，又起支撑作用。（2）给料皮带机构由电动机、减速机、皮带驱动滚筒，张紧滚筒，张力滚筒，皮带支撑板以及给料胶带等组成。胶带带有边缘，内侧中间有凸筋，各滚筒有相应的凹槽。在驱动滚筒端，装有皮带清洁刮板。胶带中部安装的张力滚筒，使胶带保持一定的张力，胶带的张力随着温度和湿度的变化而有所改变，可用张紧拉杆来调节胶带的张力。在机座侧门内，装有指示板，张力滚筒的中心应调整在指示板的中心刻线。给料机构的驱动电动机采用变频调速电动机（含测速发电机），通过变频控制器，组成具有自动调节功能的交流无级调速装置，它能在较宽广的范围内，进行平滑的无级调速。给料皮带减速机为圆柱齿轮及涡轮两极减速装置，涡轮采用油浴润滑，齿轮则通过减速箱内的摆线油泵，使润滑油通过蜗杆轴孔后进行润滑，蜗轮轴端通过柱销联轴器带动皮带驱动滚筒。（3）断煤信号装置安装在胶带上方，当胶带上无煤时，由于信号装置上挡板的摆动，使信号装置轴上的凸轮触动限位开关从而控制皮带驱动电机，或起动煤仓振动器，或者返向控制室表示胶带上无煤，断煤信号也可提供停止给煤量累计以及防止在胶带上有煤的情况下定度给煤机。堵煤信号装置安装在给煤机出口处，其结构与断煤信号装置相同，当煤流堵塞至排出口时，限位开关发出信号，并停止给煤机。（4）称重机构位于给煤机进料口与驱动滚筒之间，共3

个。一对固定于机体上，构成称重跨距，另外一个称重托棍，则悬挂于一对负荷传感器上，胶带上煤重由负荷传感器送出讯号。负荷传感器的输出讯号，表示单位长度上煤的重量；测速发电机输出的频率信号，则表示为胶带的速度，微机控制系统把这两者综合，就可以得到机器的给煤率。在负荷传感器及称重托棍的下方，装有称重校准量块。在机器工作时，校准量块支承在称重臂和偏心盘上而与称重棍脱开，当需要定度时，转动校重杆手柄使偏心盘转动，称重校准量块即悬挂在负荷传感器上，从而检查重量讯号是否准确。图3-5 称重组件结构图（5）链式清理刮板链式清理刮板供清理给煤机机体内底部积煤用，在机器工作时，胶带上粘结的煤通过皮带清洁刮板刮落，胶带内侧如有粘结煤灰，则通过自洁式张紧滚筒后由滚筒端面落下，同时密封风的存在，也会使煤灰产生，这些煤灰堆积在机体底部，如不及时清除，往往有可能引起自燃。刮板链条由电动机通过减速机带动链轮拖动。带翼的链条，将煤灰刮至给煤机出口排出。链式清理刮板推荐随着给料皮带的运转而连续运行。采用这种运行方式，可以使机体内积煤最少。同时，连续清理可以减少给煤率误差。连续的运转，也可以防止链销粘结和生锈。清理刮板机构驱动电动机采用精确的电子式电流继电器进行过载保护，当清理刮板机构过载时，在电流继电器作用下最后切断电动机供电电源，使减速机停止转动。（6）密封空气密封空气的进口位于给煤机机体进口处的下方，法兰式接口供用户接入密封空气用。在正压运行系统中，给煤机需要通过密封空气来防止磨煤机热风通过排料口回入给煤机。密封空气压力为磨煤机进口压力加上60～245Pa的压力，所需密封空气量则为通过进料落煤管由煤斗部分的空气泄漏量，加上形成给煤机和磨煤机进口间的压力差所需的空气量。给煤机本身密封可靠，可以认为无泄漏。在给煤机机体进口处附近，装有内螺纹接口，可以在此接上压力表来测定机内的压力数值，在不接压力表时则以螺塞密封。密封空气压力过低会导致热风从磨煤机回入给煤机内，这样，煤灰将容易积滞在门框或其它凸出部分，从而引起自燃。密封空气压力过高和风量过大，又会将煤粒从胶带上吹落，从而使称量精度下降，并增加清理刮板的负荷，密封空气量过大也容易使观察孔内产生尘雾的不利于观察，因此应当适当调整密封空气的压力。机器的润滑机器的润滑除减速机采用润滑油浸油润滑外，其余润滑均采用润滑脂。机器内部的润滑依靠利用软管接至机体外，所以不需打开机器门体即可在运行中进行润滑。控制系统CS2024型给煤机的控制原理并不复杂，它通过称重传感器测量单位皮带长度上煤的重量，同时通过测速发电机测量并换算出皮带的转动速度，二者的积分得出实际给煤率，与要求给煤率进行比较，然后调节皮带电机的速度，使给煤率控制在所要求的指令值上。由微机板、电源板、输入通道板、输出通道板、速度控制器等模块构成整个给煤机控制系统（9）断堵煤报警开关在给煤机称重平台外侧与驱动轮之间的皮带上方设置有断煤挡板，当皮带上的煤层顶起挡板后，通过转轴上的凸轮开关，发出有煤信号。同理设置在给煤机出口的堵煤挡板，在落煤管堵煤时堆煤推动堵煤挡板，堵煤开关发出堵煤信号。有煤、堵煤信号将参与逻辑控制，必要时会自动停止给煤机运行。图3-7表示的是断堵煤报警开关。三、给煤机的运行1．启动前的准备工作原煤斗进煤之前，开、关原煤斗出口阀门以排出原煤斗中杂物；进入给煤机内清扫杂物；）安装好皮带和重量传感器；检查减速箱油位是否正常；校正称重辊，检查称重跨距和称重辊的自由旋转性；调整清扫装置链条张力，应调整到要求的5cm的垂度；正确安装微机控制装置，所有的PC卡及电缆插头都紧固地插到了插座上；关于电动机转速控制，将最大转速电位差计（RS）设置在逆时针方向满负荷处，将减速电位差计设置在调节范围中点处；测量给煤机进口主断路开关电压，如果电压正常，则接通电源，绿色指示灯READY亮。2．给煤机的运行方式从计量的角度而言，给煤机有称重式和容积式两种运行方式。前者给煤以每小时吨数给出，后者则以皮带驱动滚筒每分钟转数来代表给煤机的出力。从控制角度划分，给煤机有遥控、本机（就地）等运行方式，由选择开关SSF选定。在“遥控”方式时，由炉膛安全监控系统（

FSSS

）的启动指令控制给料皮带机构运转。启动时给煤机先以容积方式运行，并受给料皮带驱

动电机的直接反馈信号控制，给煤机上的给煤率显示器FRI上显示出电机转速。当断煤信号装置检测到皮带上有煤并且电子控制信号正常时，即自动切换为称重式运行，FRI显示出每小时给煤吨数。如果电子信号不正常，则给煤机仍按容积方式运行。给煤机的“本机”运行方式仅用于对给煤机的标定或空载检查。如果皮带上有煤，则“本机”运行方式不能建立，给煤机会自动停机。3．给煤机的标定由于给煤机的运行方式有两种，所以其标定种类也有两种：（1）按称重方式标定：根据所要求给煤率与给煤机最大给煤率的比值，决定出给煤率，在电子线路板上，利用拔码开关预先调整好；（

2

）按容积方式标定：将给煤机的最大给煤率转换成每分钟给煤容积，再将此数值除以皮带驱动滚筒每转一周能输送的容积，然后再乘以减速机的总速比，即为容积方式工作时电机的最大转速。第六节制粉系统的启动和停运一、制粉系统启动前的检查和准备工作启动磨煤机前彻底检查系统中的所有元件，确保清洁。检查所有必须的回路断路器的闭合。检查磨煤机机壳及分离器无漏焊、破裂之处。各机械装置连接可靠，螺丝固定好，密封完善不漏。检查顶轴和润滑系统中油箱油位正常，油箱内清洁无杂物，且润滑系统准备投运，各个阀门处在正确的位置。清洗滤网。检查驱动齿轮润滑系统并准备投运。检查齿轮有无充分的润滑，系统是否有充足的润滑油。系统中有无适当的空气压力。检查并吹扫磨煤机的控制管。其液压机构的功能应符合要求，动作正常。取样煤管及旋塞开关要处在全关位置。密封良好观察孔清洁。检查马达，轴承有足够的润滑油。减速齿轮和轴承润滑恰当。检查一次风机及其轴承有足够的油润滑及可靠的冷却介质。检查燃烧器和油枪，准备投运。检查所有一次风及调温风的电动和汽动阀门，一次风隔离挡板，一次风流量调节，辅助风及密封风挡板，燃烧器隔离阀门及所有的挡板起跳正常并处在合适的开度位置。检查手动，给煤机密封风调节挡板应该同第一次整定时一样的开度。检查惰化消防系统处在合适的位置，并处在备用状态。检查给煤机内部无杂物，调节挡板灵活，传动装置及各部件完整。皮带给煤机的托辊完整，皮带无损坏，接头良好。检查原煤仓中有足够的煤，进煤管和落煤管阀门处在合适的位置。检查监测仪表，报警、跳闸信号装置应该完好，试验正常确认无误。各部油压、油量、油位、油质正常，符合设计值。各检查完毕后，检查试运转一次风机、密封风机。并经过８小时试运，各部件合格。检查试运转给煤机，并调整分步试运转。各检查一切正常后，按规定启动一次风机、密封风机进行有关风压试验。检查各部无漏风无漏粉现象，符合要求。对检修后的制粉系统启动前应做下面的试验：拉合闸试验、故障按钮试验、连锁装置试验、各旋转部件试运行。二、制粉系统的启动启动制粉系统的条件启动一次风机启动润滑油泵启动密封风机启动磨煤机打开热一次风风门启动给煤机三、制粉系统的停止正常停机磨煤机停机前，应先将自动改为手动，并做好停止制粉系统的准备。在正常停机期间，要求将磨煤机冷却到正常运行温度以下，并走空磨煤机内的煤，停机前的冷却温度为60℃。将给煤机出力减少到最低值以减少磨煤机负荷。给煤量以10%的速率递减。在每次给煤量减少之后，需进行下一次递减之前，应让磨煤机出口温度回复到设定值。磨煤机一次风控制投自动。监测磨煤机出口温度，不允许其超过设定值8℃。需要注意的是，火焰着火能量的大小必须可调以保证煤粉气流着火稳定。当给煤量达到最小值时，关闭热一次风门以降低磨煤机出口温度。冷一次风风门应自动打开以维持所需的一次风量。当磨煤机分离器出口温度降到60℃时，停掉给煤机。提升磨辊，让磨煤机至少再运行10分钟以消除磨盘上的煤。停磨煤机，磨辊下降复位。关小冷一次风风门，留下约5%的开度，让一部分冷风继续吹扫和冷却磨煤机。磨煤机出粉管阀门仍然保持打开状态。要注意的是，在机组初次启动期间，必须设置一个自动停止装置，使冷一次风风门停在最小开度位置上。在磨煤机启停整个期间，必须始终保持最小冷一次风量。保持系统润滑油。如果冬天磨煤机停运时需要关闭润滑油系统，则冷油器中冷却水必须关闭。如果管子结冰，则在启动时必须仔细检查以确保管子没有破裂，油没有被冷却水污染。2．紧急停机发生下列情况时应紧急停机：锅炉安全保护动作；一次风量小于最低风量的85%；）磨煤机分离器出口温度≤55℃或≥120℃；磨辊油温≥120℃；电动机停止转动。紧急停机时，下列设备必须同时操作：紧急关闭磨煤机进口热风隔绝门；关闭冷热风调节门；停止给煤机；停磨煤机；开防爆蒸汽。磨煤机紧急停机后必须打开冷却至环境温度，并进行手工清扫。如果紧急停机1

小时后，仍无法排除故障，要进行以下操作：1

）磨煤机空载运行，将磨盘上积煤燃尽，避免自燃；2）关闭密封风、润滑油站、高压油站。3．紧急停机后的启动紧急停机之后，磨煤机冷却至环境温度，并打开进行了清扫，磨煤机的再次启动要进行以下操作：1）检查磨煤机及辅助设备；2）排渣，然后按正常启动程序进行。紧急停机后重新启动磨煤机时，出粉管阀门必须关闭，否则炉膛烟气会贯入煤粉管道而进入磨煤机；重新启动磨煤机时，尽可能一次一台，先至少开足十分钟以吹扫人工清扫时未清理的煤粉；当磨煤机重新启动吹扫残余煤粉时，出粉管阀门必须打开以便气流通过。第七节制粉系统运行中的检查和调整一、磨煤机运行中的监视和检查二、设备在运行中的调整制粉系统在运行中调整的主要任务是：使系统所磨制的煤粉量满足锅炉运行的需要；保持合格的煤粉细度与水分；维持正常的风温和风压，防止制粉系统发生堵塞和爆炸；尽量降低制粉系统的耗电量。为了降低电耗，制粉系统应保持在最大出力下运行，并应该做到：连续均匀给煤，保持磨煤机内煤量合适；保持合适的通风量；保持气粉混合物出口温度正常。运行中应即时调整给煤机转速，供给足够的煤量来适应磨煤机的出力，同时应特别注意原煤中大块煤矸石、铁件及木块等进入卡坏机件。增加或减少磨煤机的给煤时，应缓慢进行。磨煤机的出力，可根据出

入口压差、温度、磨煤机电流及制粉系统风压等进行调整。1．煤粉细度的调整煤粉细度的变化和分离器折向门开度、磨辊研磨力、给煤量、一次风量大小等因素有关。煤粉细度的调整主要是通过改变分离器折向门叶片的开度来完成的，折向门叶片开度从大到小，煤粉细度由粗变细。当折向门叶片开度最大（半径方向）时，煤粉还太细，就需要减少磨辊弹簧压力；反之，当折向门叶片开度最小时，煤粉仍然很粗，则需要加大磨辊弹簧的压力。需要注意的是，磨煤机的一次风量也影响煤粉的细度。但是，一次风量的大小取决于使炉内保

持良好燃烧的一次风比例，不能将其作为调节煤粉细度的手段。磨煤机在初次运行时，折向门开度暂定为45°。经过1000小时以上的运行后，通过性能试验可以得出磨煤机运行的最佳工况，即满足锅炉燃烧的经济煤粉细度。试验主要包括以下内容：调整最佳折向门开度、最佳研磨力和适当的一次风量等。磨在运行过程中，如果折向门磨损严重，回粉挡板关闭不严或挂有杂物都会影响煤粉的分离，故要经常维护和检查。

2．磨煤机出力及磨辊加载性能的调整根据磨煤机出力的大小调整磨辊的加载力3．风煤比的控制磨煤机的给煤量和一次风量根据一次风与煤粉出力变化曲线操作。可以根据锅炉厂和设计院的要求来制定“标准空气曲线”，以确保磨煤机一次风量与系统要求相匹配。建立正确的给煤量和一次风量的比率是很重要的，如果标定的一次风量、给煤量不准，不仅影响锅炉的负荷调节，而且影响磨煤机的运行。故在磨煤机初次运行前，应对照标准空气曲线校对给煤量和一次风量的比率，认真检查标定的给煤量和一次风量是否准确。运行期间应定期校对测量装置，防止测量装置出现质量问题而使标定的给煤量和一次风量失准。在磨煤机运行初期，一次风量自动调节尚未投入，由运行人员手动调节磨煤机出力时，应做到增加磨的出力时，先加风量，后加煤量。降低出力时，先减煤量，后减风量，以防止一次风量调节过快或风量过小造成石子煤量过多，甚至堵煤。4．排渣排渣是通过液压控制关断门的开与关，由人工定时清理排渣箱内的石子煤。清理排渣箱内的石子煤必须在滑板关断门关闭时清理。清理的间隔时间应根据运行情况来决定。运行初期应间隔半小时检查一次排渣箱，但是每次启磨和停磨时必须检查或清理排渣箱，正常运行时应1～2小时检查一次排渣箱。在正常运行时石子煤很少，石子煤较多时主要是出现在以下情况：1）磨煤机启动后；2）紧急停磨；3）煤质较差；4）运行后期磨辊、衬瓦、喷嘴磨损严重；5）运行时磨出力增加过快，一次风量偏少（即风煤比失调）。其中启动磨煤机和紧急停磨引起的石子煤增多属正常情况。对于由喷嘴喉口磨损引起的石子煤增多，应更换喷嘴。排渣应注意以下问题：1）初次运行时，排渣箱滑板关断门应先不开；2）排渣箱滑板关断门未完全关闭，不得打开排渣门，以防止人员烫伤；3）清理排渣箱后，应及时关闭排渣门，打开滑板关断门，以避免一次风室积渣过多损坏刮板和石子煤跑到机座炭精密封室内。第八节制粉系统的事故及故障处理一、制粉系统的自燃及爆炸二、制粉系统的断煤三、落煤管的堵塞四、转动机械故障五、用电中断或者掉闸六、磨煤机的运行故障及处理第四章煤粉燃烧及设备第一节燃烧设备一、炉膛炉膛的设计应满足下列要求：合理布置燃烧器，使燃料能迅速着火，并有良好的炉内空气动力场，使各壁面热负荷均匀，即要使火焰在炉膛的充满程度好，减少气流的死滞区和旋涡区，且要避免火焰冲墙，避免结渣。炉膛要有足够的容积和高度，保证燃料在炉内的停留时间，完全燃烧。能够布置合适的蒸发受热面，满足锅炉容量的需要；同时保证炉膛出口温度合适，炉膛出口及以后的受热面不结渣和安全工作。

3）炉膛结构紧凑，金属材料用量少；便于制造、安装、检修和运行。容积热负荷:每小时送入锅炉单位容积的平均热量炉膛截面热负荷:按燃烧器区域炉膛横界面计算，每小时送入炉膛的平均热量燃烧器区域壁面热负荷:按照燃烧器区域炉膛单位炉壁面积折算，每小时送入炉膛的平均热量二、燃烧器对燃烧器的基本要求有：保证送入炉内的煤粉气流能迅速、稳定地着火燃烧；供应合理的二次风，使它与一次风能及时良好地混合，确保较高的燃烧效率；

3）火焰在炉膛的充满程度较好，且不会冲墙贴壁，避免结渣；有较好的燃料适应性和负荷调节范围；流动阻力较小，污染物生成量小；能减少NOX的生成，减少对环境的污染。旋转射流具有如下特点：旋转射流不但具有轴向速度，而且有较大的切向速度，因此，气流的初期扰动非常强烈。由于射流不断卷吸周围气体，而且不断扩展，其切向速度的旋转半径也不断增大，切向速度衰减得很快，所以射流的后期扰动不够强烈。因而使旋转射流的射程相对较短。旋转射流在燃烧器出口存在一个中心回流区，能回流高温烟气，加热煤粉气流，使之快速着火。因此，旋转射流是从两方面卷吸周围高温烟气的，一方面从回流区的高温烟气；另一方面旋转射流也从射流的外边界卷吸周围的高温烟气。旋转射流的扩展角较大。旋流强度对旋转射流的影响：随着旋流强度的不同，旋转射流的气流结构型式不同。随着旋流强度的增加，中心回流区的回流量加大，回流区的长度是先增加后又缩短。当旋流强度过低时，回流区的长度和回流量都较小，对着火不利。如旋流强度过大，虽然回流量增大，当回流区缩短，对着火也不利。旋流强度太大还会形成全扩散气流，造成飞边。3

）扩展角随着气流旋流强度的增大而增大。气流的射程随着旋流强度的增大而减小。第二节HT-NR3旋流煤粉燃烧器一、燃烧器本体

4-1

HT-NR3旋流煤粉燃器示意二、燃烧系统燃烧器采用前后墙对冲燃烧，采用新型的HT

－NR3

低NOx

燃烧器。布置有16只燃尽风喷口，36只HT－NR3燃烧器喷口，共52个喷口。煤粉燃烧器分3层，每层共6只，前后墙各布置18只HT－NR3燃烧器；在前后墙距最上层燃烧器喷口一定距离处布置有一层燃尽风喷口，每层

16只，前后墙各布置8只。在燃烧器中，助燃空气被分为三股，它们是：直流一次风、直流二次风和旋流三次风。一次风由一次风机提供。它首先进入磨煤机干燥

原煤并携带磨制合格的煤粉通过燃烧器的一次风入口弯头组件进入HT-NR3燃烧器，再流经燃烧器的一次风管，最后进入炉膛。一次风管内

靠近炉膛端部布置有一个锥形煤粉浓缩器，用于在煤粉气流进入炉膛

以前对其进行浓缩。浓缩后的一次风和二次风、三次风调节协同配合，以达到低负荷稳燃和在燃烧的早期减少NOx的目的。三、燃尽风(OFA)燃尽风采用优化的双气流结构和布置形式。燃尽风包含两股独立的气流：中央部位的气流是非旋转的气流，它直接穿透进入炉膛中心；外圈气流是旋转气流，用于和靠近炉膛水冷壁的上升烟气进行混合。外圈气流的旋流强度和两股气流之间的分离程度由一个简单的调节杆来控制。调节杆的最佳位置在锅炉试运行期间燃烧调整时设定。这样，可通过燃烧调整，使燃尽风沿膛宽度和深度同烟气充分混合，既可保证水冷壁区域呈氧化性特性，防止结渣；同时可保证炉膛中心不缺氧，达到高燃烧效率。前后墙的燃尽风口均布置8个，使燃尽风沿炉宽方向燃尽风覆盖了整个一次风。这种布置可有效的防止出现煤粉颗粒逃逸现象，有利于降低飞灰可燃物，同时又可防止燃烧器区域靠近两侧墙处结焦。四、燃烧器配风控制燃烧器每层风室的入口处均设有风门挡板，所有风门挡板均配有执行器，可程控调节。全炉共配有8个风门用执行器，执行器上配有位置反馈装置，执行器具有故障自锁保位功能。为使每个燃烧器的空气分配均匀，在燃烧器区域设有大风箱，大风箱被分隔成单个风室，每个燃烧器一个风室。大风箱对称布置于前后墙，设计入口风速较低，可以将大风箱视为一个静压风箱，风箱内风量的分配取决于燃烧器自身结构特点及其风门开度，这样就可以保证的燃烧器在相同状态下自然得到相同风量，利于燃烧器的配风均匀。大风箱和燃烧器的载荷通过风箱的壳体，传递给支撑梁；支撑梁的一端与壳体相连，另一端与固定在钢结构上的恒力弹簧吊架相连。风箱简图见图4-4。这样，大风箱和燃烧器的载荷不由螺旋水冷壁支撑，避免了对螺旋水冷壁造成损坏。五、燃烧器喉口旋流燃烧器的喉口设计对燃烧器性能(火焰稳定性、燃烧器区域结渣的控制等)和整个炉膛都有十分重要的影响。HT-NR燃烧器都安装有一只专门设计的喉口。这个喉口有合理的旋角；喉口前缘由炉膛水冷壁管环绕；喉口表面镶衬光洁的、导热性能良好的陶瓷材料，不仅耐高温、耐磨，而且与普通耐

火材料相比能够大大降低喉口表面的温度，有助于防止喉口部

位结渣。大量运行经验表明，采用这种结构的喉口可以完全消除燃烧器喉口区域的结渣。第四节煤粉炉的点火装置一、油燃烧器及其点火器为了使煤粉燃烧器和油燃烧器可靠的点燃，本锅炉共设36只简单机械雾化点火油枪，18只蒸汽雾化启动油枪。点火油枪位于三次风通道中，其出力～

250kg/h；启动油枪位于煤粉燃烧器的中心，其出力～

2200

kg/h

。每只HT-NR3

燃烧器装有1支点火油枪用于点火。在锅炉前墙中、下层和锅炉后墙中

层共装有18只启动油枪用于暖炉和低负荷稳燃。每只油枪配有自身的高能点火器。高能点火器、油枪及其各自的推进器设计成组合一体型式，结构紧凑，并且能够完全满足程控点火的要求。根据BHK

的设计经验，如果采用机械雾化油枪，在燃烧器中心具有如图4-7所示的油锥体。采用机械雾化应用于低NOx燃烧器，油锥体将被沿直线前进的一次风气流吹离喷口，火焰的稳定性得不到维持。在锅炉启动和低负荷稳燃时将耗费更多的油，根据BHK长期设计燃烧器的经验，从经济性和可靠性的角度考虑，低

NOx燃烧器HT－NR3燃烧器配36只机械雾化油枪的形式不可取。采用蒸汽雾化油枪可以很好地同低NOx的HT－NR燃烧器匹配。蒸汽雾化油枪具有很强的喷射角，可以穿透几乎

沿直线前进的一次风气流到达如图4-8所示的火焰稳燃环附近。在火焰稳燃环附近有强烈的回流区，这样在锅炉启动

和通常的运行中就得到了稳定、可靠的火焰。当锅炉启动

时，通过点火油枪点燃启动油枪。锅炉输入热量随投运启

动油枪的数量的增加而增加，当达到30％MCR，开始投入上层煤粉燃烧器；在随锅炉负荷的增加，投运油枪的数量

逐渐减少至到油枪完全退出。当低负荷稳燃时，仅需要

250kg/h出力的点火油枪既可满足要求。二、火焰检测装置日立公司建议每只HT-NR燃烧器设置2套火焰检测装置：一套用于煤火焰检测，另一套用于油

火焰检测。火焰检测装置应当选用成熟、可靠的产品，以满足炉膛安全监控的要求。燃烧器上预留有火焰检测探头的安装位置。第五节燃烧器的运行操作一、燃油系统的运行燃油系统投运前的检查启动火检冷却风机燃油系统投入前阀门准备点火油系统的投入启动油系统的投入投入启动油雾化和吹扫蒸汽系统燃油系统油泄漏试验启动炉膛吹扫开启燃油跳闸阀检查点火油枪允许点火条件建立A12点火油枪点火许可条件点火油枪的启动A12点火油枪的点火启动步骤（其他点火油枪对相同）。点火油枪投入后，投入点火油供油压力自动检查启动油点火允许条件建立启动油枪的投入启动油枪投入后，投入启动油压力自动点火油枪的退出油枪的运行及检查二、制粉系统的运行第六节炉内结渣及防治结渣是锅炉较普遍的现象，尤其当烧劣质煤时，结渣的情况更显著，为此，对结渣的危害、原因及预防和消除方法等应充分了解。—、结渣对锅炉运行的危害

1．渣会引起过热汽温升高，甚至会招致汽水管爆破结渣会使锅炉出力降低，严重时造成被迫停炉结渣会缩短锅炉设备的使用寿命排烟损失增大，锅炉效率降低引风机消耗电能增加水冷壁结渣还会对锅炉水冷壁的热偏差带来不利的影响。二、焦渣的形成三、结渣的原因燃烧过程中空气量不足与空气混合不良燃料和空气分布不均造成火焰偏斜炉膛热负荷运行操作锅炉设计或检修质量不佳燃料质量四、预防和消除结渣的方法1．降低炉膛出口烟气温度（1）合理使用一次风;（2）减少炉膛热强度;（3）降低火焰中心位置;（4）加速燃煤着火;（5）保持适当的过剩空气量组织良好的炉内空气动力场保证合适的煤粉细度和均匀度加强运行中监视，及时清焦吹灰，保持受热面清洁保证燃煤质量除去多余的卫燃带其他原因本锅炉旋流燃烧器设计特点利用火焰中NOx还原技术利用稳燃环实现快速点火和高火焰温度性能优越的煤粉浓缩器燃烧系统设计指导思想燃烧系统设计时将炉膛分为三各区域，即主燃区、NO还原区和燃烬区。HT-NR

燃烧器稳燃的主要措施有：利用煤粉浓缩器实现煤粉浓淡燃烧，利用煤粉浓淡燃烧技术加强煤粉气流的着火；在一次风出口处设置稳燃环，利用稳燃环进一步加强煤粉气流的着火；利用双通道技术降低二次风与一次风的混合速度，确保煤粉气流的着火。在燃烧器一次风出口处存在高温烟气的回流区，回流区的存在对煤粉气流的着火是非常重要的。对不同的煤种应选用回流区的大小。由于采用双通道和稳燃环的存在，可降低回流区中氧浓度，因而可减少NO的生成量。在主燃区的上方设置一段还原区。由于还原区内氧浓度较低，这对进一步分解主燃区中生成的NO的浓度。在还原区的上方为燃烬区。在该区，燃烧所要求的一部分空气由燃烬风喷嘴喷入炉内，使未燃烬的焦碳进一步燃烧。此时，由于煤燃烧产生的烟气中的一部分NO已还原成N2，再加入空气对NO生成量的影响不大。从而实现低NO燃烧的目的。第五章超临界锅炉的工作原理和基本型式第一节 超临界锅炉的工作原理一、直流锅炉的工作原理直流锅炉依靠给水泵的压头将锅炉给水一次通过预热、蒸发、过热各受热面而变成过热蒸汽。直流锅炉的工作原理:图5-1直流锅炉的工作原理示意图二、直流锅炉的特点结构特点直流锅炉无汽包，工质一次通过各受热面，且各受热面之间无固定界限适用于压力等级较高的锅炉可采用小直径蒸发受热面管且蒸发受热面布置自由采用小管径水冷壁且不用汽包。直流锅炉通常可节省约20%~30%的钢材。采用小直径管后流动阻力增加，给水泵电耗增加。

4．给水品质要求高自动控制系统要求高启停和变负荷速度快第二节 直流锅炉的基本型式一、早期直流锅炉的型式本生式苏尔寿式拉姆辛式二、现代直流锅炉的型式三种主要型式：一次垂直上升管屏式（

UP型）；炉膛下部多次上升、炉膛上部一次上升管屏式（FW型）；螺旋围绕上升管屏式。一次垂直上升管屏式直流锅炉（通用压力锅炉）螺旋式水冷壁直流锅炉炉膛下部多次上升、上部一次上升管屏式直流锅炉(FW型)锅炉主要界限尺寸锅炉深度mm44500锅炉宽度(外侧柱)mm44000锅炉宽度(内侧柱)mm25000锅筒大板梁标高mm82800炉膛宽度mm19419.2炉膛深度mm15456.2顶棚拐点标高mm72800水平烟道深mm5486.4后竖井低温再热器烟道深度mm6604后竖井低温过热器烟道深度mm8331.2水冷壁下集箱标高mm5800第六章超临界锅炉的构造第一节蒸发受热面一、水冷壁结构本工程水冷壁具有如下特点：按日立-巴布科克壁温计算、应力分析计算结果选用受热面管及膜式扁钢材质并留有裕度；包括冷灰斗在内的炉膛下部采用螺旋盘绕水冷壁，上部采用垂直水冷壁，适于变压运行及锅炉调峰；水冷壁为全膜式结构，并采用微负压炉膛设计，炉内烟气不泄漏；下部螺旋盘绕水冷壁管全部采用内螺纹管，可防止水循环不稳定现象的发生，降低最低质量流速，减小水冷壁流动阻力；下部水冷壁与上部水冷壁之间设有过渡段，并设有混合分配集箱，以及下部螺旋盘绕内螺纹管的采用，水冷壁出口工质温度偏差小；采用不同的刚性梁支撑结构，刚性梁与水冷壁可相对滑动，自由膨胀炉膛水冷壁的设计主要考虑以下几点：随负荷降低，工作条件恶劣的水冷壁中，质量流速也按比例下降。在直流方式下，工质流动的稳定性受到影响，为了防止出现流动的多值性不稳定现象，须限定最低直流运行负荷时的质量流速；在临界压力点以下负荷运行时，与亚临界机组一样，必须重视水冷壁管内两相流的传热和流动，要防止发生膜态沸腾；低负荷时，炉膛水冷壁的吸热不均将加大，须防止它引起水冷壁管圈吸热不均导致温度偏差增大；在变压运行中，蒸发点的变化，使单相和两相区水冷壁金属温度将变化，须注意水冷壁及其刚性梁体系的热膨胀设计，防止频繁变化引起承压件上出现疲劳破坏；由于降低负荷后，省煤器段的吸热量减少，按B-MCR工况设计布置的省煤器在低负荷时有可能出现出口处汽化，它将影响水冷壁流量分配，导致流动工况恶化。螺旋管圈的设计，是为了在直流炉中负荷减少时，既减少了工质流量又能充分冷却炉膛水冷壁，螺旋管圈炉膛的基本原理就是减少组成炉膛水冷壁管子的数量，保持较高的质量流速，又不加大管子之间的节距，使管子和肋片的金属壁温在任何工况下都安全，于是将管子以一定倾角沿炉膛四周向上盘绕就能做到这一点。因此螺旋管圈水冷壁设计达到这样两个目的：（1）减少各管屏的管子数量，提高管内质量流速，避免管壁金属发生过热和超温。（2）使每根管子都经过炉膛的四面墙就可把管子间的吸热偏差减至最小程度。所有的水冷壁管都是按工质向上流动而布置。对大容量锅炉水冷壁，螺旋盘绕管和垂直上升管两种布置都是可行的。在本锅炉设计中，炉膛由下部螺旋盘绕上升水冷壁和上部垂直上升水冷壁两个不同的结构组成，都采用膜式结构，两者间由过渡水冷壁转换连接。图6-1不同的水冷壁形式下出口工质温度偏差比较图6-2水冷壁总体布置图炉膛宽度为22162.4mm，深度为15456.8mm，高度为

62000mm的炉膛。水冷壁中介质流向朝上。冷灰斗的角度为55°，除渣口的喉口宽度约为1.240m。炉膛中下部都采用螺旋盘绕管圈，管子倾角约19.5°，管子规格Φ38.1，管子节距50.8，上炉膛采用垂直管屏，垂直管屏管子规格为

Φ31.8，节距50.8。上下炉膛之间采用Ф191，材质为SA335P12的中间集箱过渡连接。经省煤器加热后的给水，通过单根下水连接管（φ457.2×62，SA-106C）引至两个下水连接管分配集箱（φ368.3×68，SA106C），再由32根螺旋水冷壁引入管（φ127×19，SA106C）引入两个螺旋水冷壁入口集箱（φ190.7×38，SA106C）。螺旋水冷壁管屏螺旋水冷壁管均为六头、上升角60°的内螺纹管，456根，管子规格Φ38.1×7.5，材料

SA-213T2。冷灰斗的倾斜角度为55°，除渣喉口宽度为1.2432米。冷灰斗处管子节距为50.8、49.827mm，中部螺旋管倾角为19.471°，管子节距50.8mm。螺旋水冷壁管屏膜式采用双面坡口扁钢，厚度δ6.4，材料15CrMo。冷灰斗螺旋水冷壁：40片屏，屏宽均控制在2700mm以内。为便于车间生产，每一片屏分成若干工艺小屏，再厂内生产后组装出厂。为减少工地焊口，角部弯头均带在管屏上出厂。中部螺旋水冷壁屏：前（后）墙各分28片，管屏宽度3200m以内，长度均小于

14米。侧墙各分14片，管屏宽度3200m以内，最长的管屏长16.72米。角部弯头均带在管屏上。燃烧器、吹灰器等大开孔管屏均设计成通用件形式。渡段水冷壁：螺旋水冷壁抽出炉外（前、两管全 部，后管4抽1成后凝渣管，另3 根抽出到炉外），完全混合后引入形成 垂直水冷壁。渡段水冷壁分屏：管子格Φ38.1×7.5和Φ31.8×9.1，材料SA-213T2。每屏均包括螺旋水冷壁出口段、垂直水冷壁入口段、螺旋水冷壁出口集箱、垂直水冷壁出口集箱四部分。渡段水冷壁连接管：螺旋水冷壁出口集箱：

Φ190.7×43，SA106C，24根混合段引出连接管：

Φ141.3×24/Φ127×22，SA335P12，22根混合集箱：Φ444.5×95，SA335P12，2根混合段引入连接管：

Φ141.3×24/Φ127×22，SA335P12，22根垂直水冷壁进口集箱：

Φ190.7×43，SA335P12，24根垂直水冷壁管屏：垂直管屏管：规格

Φ31.8×9.1，节距50.8

mm；膜式扁钢厚δ6.4，材料为

15CrMo，不开坡口。垂直水冷壁前墙分屏：共380根管，分成7屏，每屏宽2692.4，上集箱标高

73800，下部标高54450

，分成2段：73800-65700=810065700-54450=11250垂直水冷壁侧墙分屏：共680根管子，各分成10屏，最大屏

3048，上集箱高

73500，下部标高54450

，分成2段：73500-65700=780065700-54450=11250水平烟道水冷壁侧墙分屏：共82根管子，各分1屏，屏2540，屏长14250，1段：后折焰角水冷壁分屏：垂直水冷壁后墙凝渣管从后墙螺旋水冷壁管4抽1管相接，垂直上升，起支吊后墙水冷壁作用。共338根，分成7屏，每屏宽为2686.1，1段凝渣管均为散管水平烟道底部水冷壁分屏：折焰角水冷壁管向水平烟道沿伸形成水平烟道底部共338根，分成7屏，每屏宽为2686.1，1段出口集箱管接

。下水连接管：φ457.2×62,

SA-106C，1根下水连接管分配集箱：φ368.3×68，SA106C，2根螺旋水冷壁引入管：φ127×19，SA106C，32根螺旋水冷壁入口集箱：φ190.7×38，SA106C，2根螺旋水冷壁出口集箱：Φ190.7×43，SA106C，24根混合段引出连接管：Φ141.3×24/Φ127×22，SA335P12，22根混合集箱：Φ444.5×95，SA335P12，2根混合段引入连接管：Φ141.3×24/Φ127×22，SA335P12，22根垂直水冷壁进口集箱：Φ190.7×43，SA335P12，24根上部水冷壁出口集箱：Φ190.7×42，SA335P12汽水连接管：Φ141.3×25/Φ88.9×19，SA335P12，22根水冷壁出口汇集集箱：Φ584.2×106，SA335P12，1根水冷壁连接管及集箱汇总刚性梁••••每面墙的每层刚性梁水平上均设有膨胀中心，以此为固定端，即导向点。炉膛侧墙固定端距后水冷壁中心线

3232.6后竖井侧墙固定端距前包墙中心线

1320.8炉膛及后竖井前后墙的固定端设定在锅炉中心线上。刚性梁两端与锅炉水冷壁间可相互安全滑动。螺旋管水冷壁和垂直水冷壁具有不同的刚性梁结构。垂直水冷壁刚性梁设计同常规亚临界锅炉图4-3-2

螺旋水冷壁刚性梁的布置（在后墙上，从螺旋水冷壁到上部水冷壁的转折点）垂直膜式水冷壁炉膛后墙出口集箱螺旋膜式水冷壁水平刚性梁垂直刚性梁垂直搭接板螺旋水冷壁刚性梁刚性梁由垂直刚性梁和水平刚性梁构成网格结构，刚性梁体系及炉墙等的自重荷载完全由垂直搭接板支吊。作用在水冷壁上的炉膛压力被传递到垂直搭接板上，反作用力通过大、小接头传递给垂直刚性梁，最后从垂直刚性梁的顶端和底端传到水平刚性梁上。螺旋水冷壁刚性梁垂直搭接板滑道耳板可固定垂直搭接板，又可使其上下滑动，保证垂直搭接板和螺旋水冷壁间相对滑动。垂直搭接板与垂直刚性梁之间用大、小接头连接，保证了垂直刚性梁与垂直搭接板间的相对滑动。在大接头附近端的垂直刚性梁与该附

近的水平刚性梁焊接固定，而垂直刚

性梁另一端与另一层水平刚性梁之间，通过焊接在该层水平刚性梁上的滑动

导向槽连接，垂直刚性梁可在此槽内

滑动，保证垂直刚性梁与水平刚性梁

间的相对滑动。垂直搭接板最上端与垂直水冷壁焊接固定，从而把下部全部荷载传递到上部水冷壁。螺旋水冷壁刚性梁炉墙结构第二节过热器及再热器一、概述在过热器和再热器的设计及