鍋爐原理及運行鍋爐原理及運行1《鍋爐原理及運行》內(nèi)容教材：王世昌主編《鍋爐原理基礎》內(nèi)容：煤粉鍋爐的結構、原理、性能、計算《鍋爐原理及運行》內(nèi)容教材：王世昌主編《鍋爐原理基礎》2第一章導讀1，基本要求：掌握傳熱學、工程熱力學、工程流體力學基本知識；掌握異相反應動力學理論；掌握氣固兩相流動的基本概念；2，重點：鍋爐機組與基本理論之間的關系3，難點：鍋爐機組3，關鍵詞：本體、輔機第一章導讀1，基本要求：掌握傳熱學、工程熱力學、工程流體力3第一章理論基礎概述第一節(jié)傳熱學基礎第二節(jié)工程熱力學基礎第三節(jié)工程流體力學基礎第四節(jié)異相反應動力學基礎第五節(jié)蒸汽凈化理論第六節(jié)氣固兩相流動理論基礎第七節(jié)電站鍋爐機組構成與工作原理第一章理論基礎概述第一節(jié)傳熱學基礎4§1.1傳熱學基礎1，導熱2，對流3，輻射4，換熱器§1.1傳熱學基礎1，導熱5§1.1傳熱學基礎1，導熱傅立葉定律δt2t1qλ當兩側壁溫恒定時，垂直于溫度場方向上的，單位面積上的導熱量與兩側壁溫之差Δt、材料的導熱系數(shù)λ、壁厚的倒數(shù)1/δ三者的乘積成正比。一般來說，導熱系數(shù)隨著溫度的變化非線性地變化§1.1傳熱學基礎1，導熱δt2t1qλ當6§1.1傳熱學基礎2，對流換熱牛頓冷卻定律tf假設流體的溫度為常數(shù)tf，壁面的溫度為tb，Δt=tf-tb〉0。在溫度場法線方向上，單位面積上對流換熱量與溫差Δt、對流換熱熱系數(shù)α的倒數(shù)的乘積成正比。tbq§1.1傳熱學基礎2，對流換熱t(yī)f假設流體7§1.1傳熱學基礎2，對流換熱牛頓冷卻定律tf煙氣側對流換熱系數(shù)α1與煙氣速度的n次冪成正比，n=0.6~0.8。由于水和水蒸汽的對流換熱系數(shù)α2>>α1

，因此，鍋爐鍋側受熱面的主要熱阻集中在煙氣一側。tbq§1.1傳熱學基礎2，對流換熱t(yī)f煙氣側對8§1.1傳熱學基礎3，輻射換熱斯蒂芬-玻爾茲曼定律tf

假設熱源溫度為T1(K)，冷源溫度為T2(K)，單位面積上輻射換熱量與斯蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)σ0、系統(tǒng)黑度ε、(T41-T42)的乘積成正比。tbq斯蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)σ0=5.67×10-8W/(m2·K4)§1.1傳熱學基礎3，輻射換熱t(yī)f假設熱源9§1.1傳熱學基礎4，換熱器定義：進行熱交換的工業(yè)裝置。換熱器的類型：（1）間壁式換熱器；（2）混合式換熱器；（3）蓄熱式換熱器鍋爐：燃燒微分反應器與換熱器的一體化蒸汽發(fā)生工業(yè)裝置。鍋爐中使用的的換熱器：爐側：空氣預熱器鍋側：水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器§1.1傳熱學基礎4，換熱器10§1.1傳熱學基礎4，換熱器裝置間壁式混合式蓄熱式備注水冷壁√鍋爐過熱器√鍋爐再熱器√鍋爐省煤器√鍋爐空預器√√鍋爐除氧器√汽輪機§1.1傳熱學基礎4，換熱器裝置間壁式混合式蓄熱式備注水冷11§1.1傳熱學基礎4，換熱器主要傳熱形式備注輻射對流水冷壁√過熱器√√前屏（中過）：輻射再熱器√√壁式再熱器（低再）：輻射省煤器√空預器√說明：空氣預熱器是爐側受熱面?！?.1傳熱學基礎4，換熱器主要傳熱形式備注輻射對流水冷壁12§1.2工程熱力學基礎1，理想氣體狀態(tài)方程2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)3，鍋爐涉及的水和水蒸汽的熱力過程4，汽包與直流鍋爐的工質熱力過程區(qū)別§1.2工程熱力學基礎1，理想氣體狀態(tài)方程13§1.2工程熱力學基礎1，理想氣體狀態(tài)方程p——壓力，PaV——容積，m3n——摩爾數(shù)T——絕對溫度，KR——通用氣體常數(shù)，J/(mol·K)§1.2工程熱力學基礎1，理想氣體狀態(tài)方程p——壓力，Pa14§1.2工程熱力學基礎1，理想氣體狀態(tài)方程理想氣體：分子之間發(fā)生彈性碰撞的氣體?？梢员唤飘斪骼硐霘怏w的氣體：（1）空氣：79%N2+21%O2二次風（2）煙氣： N2,CO2,O2,H2O,SO2,NOx,飛灰顆?！?.2工程熱力學基礎1，理想氣體狀態(tài)方程15§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)鍋爐HPIPLPLP§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)鍋爐HPIP16§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)省煤器：是高壓加熱器在鍋爐側的延伸；亞臨界鍋爐省煤器出口水溫沒有達到飽和溫度，超臨界鍋爐省煤器出口水溫沒有達到374.15℃。低壓加熱器、除氧器、高壓加熱器是省煤器在汽輪機一側的延伸。低壓加熱器、除氧器、高壓加熱器、省煤器都是加熱給水的設備?！?.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)17§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)（1）水的臨界參數(shù)：臨界壓力pcr=22.125MPa臨界溫度tcr=374.15℃（2）亞臨界與超臨界熱力循環(huán)過程見下面的幻燈片。§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)18§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)亞臨界鍋爐熱力過程：過程7-8：低壓加熱器、除氧器、高壓加熱器過程8-1：省煤器過程1-2：水冷壁過程2-3：過熱器過程4-5：再熱器亞臨界鍋爐：流過水冷壁時，一部分工質被加熱成飽和蒸汽，循環(huán)倍率K=4.3左右§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)亞19§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)超臨界鍋爐熱力過程：過程6-1：低壓加熱器、除氧器、高壓加熱器過程1-2：省煤器、水冷壁、過熱器過程3-4：再熱器超臨界鍋爐：流過水冷壁時，所有工質被加熱成超臨界壓力蒸汽，循環(huán)倍率K=1.0§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)超20§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)在T-s圖上，給水加熱過程線在飽和水線的左側，偏移量非常小?！?.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)在21§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)在T-s圖上，壓力越高，給水加熱過程線距離飽和水線左側偏移量越大?！?.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)在22§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)飽和水線、飽和蒸汽線、擬臨界溫度線?！?.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)飽23§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)i-p圖飽和水線、飽和蒸汽線§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)i24§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)i-p圖飽和水線、飽和蒸汽線亞臨界直流鍋爐過熱蒸汽（FirstSteam）和再熱蒸汽（SecondSteam）§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)i25§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)i-p圖飽和水線、飽和蒸汽線亞/超臨界直流鍋爐過熱蒸汽（FirstSteam）和再熱蒸汽（SecondSream）§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)i26§1.3工程流體學基礎不可壓縮單相流體總流能量方程伯努力方程的意義：流速高的位置靜壓低p——靜壓，Paρ——流體密度，kg/m3w——流體速度，m/sh——高度，mg——重力加速度，9.80665m/s2§1.3工程流體學基礎不可壓縮p——靜壓，Pa27§1.4異相反應動力學基礎1，質量作用定律2，阿累尼烏斯定律3，氣體、液體、固體燃料火焰的特點4，燃燒所處的區(qū)域5，煤塊、煤粉燃燒反應、脫硫脫硝反應§1.4異相反應動力學基礎1，質量作用定律28§1.4異相反應動力學基礎1，質量作用定律化學反應

aA+bB=gH+hHkA——反應速率常數(shù)CA——反應物A的濃度質量作用定律的意義：反應物濃度越高，反應速率越快。§1.4異相反應動力學基礎1，質量作用定律kA——反應速率29§1.4異相反應動力學基礎2，阿累尼烏斯定律化學反應aA+bB=gH+hHkB——反應速率常數(shù)；CB——反應物A的濃度fA——固體反應物參與反應的表面積質量作用定律的意義：固體反應物表面積越大，反應速率越快。因此，要將原煤磨制成煤粉，將煤塊的體相盡可能多地轉化成表面相，煤粉鍋爐的燃燒原理就在于此?！?.4異相反應動力學基礎2，阿累尼烏斯定律kB——反應速30§1.4異相反應動力學基礎3，氣體、液體、固體燃料火焰的特點（1）氣體燃料火焰：預混火焰部分預混火焰擴散火焰§1.4異相反應動力學基礎3，氣體、液體、固體燃料火焰的特31§1.4異相反應動力學基礎氣體燃料火焰的類型當量空然比r預混火焰部分預混火焰擴散火焰空氣流量:燃料流量1.00<r<1.00空氣與燃料在燃燒前混合部分空氣與燃料在燃燒前混合燃料與空氣在火焰面上相遇§1.4異相反應動力學基礎氣體燃料火焰的類型當量空然比r32§1.4異相反應動力學基礎3，氣體、液體、固體燃料火焰的特點（2）液體、固體燃料火焰的類型擴散火焰O2CO2C§1.4異相反應動力學基礎3，氣體、液體、固體燃料火焰的特33§1.4異相反應動力學基礎4，燃燒所處的區(qū)域（1）動力區(qū)：低溫下：燃燒反應速度<氣體擴散速度（2）過渡區(qū)：中溫下：燃燒反應速度≈氣體擴散速度（3）擴散區(qū)高溫下：燃燒反應速度>氣體擴散速度§1.4異相反應動力學基礎4，燃燒所處的區(qū)域34§1.4異相反應動力學基礎5，煤塊、煤粉燃燒反應、脫硫脫硝反應（1）煤塊反應：中溫：過渡燃燒，著火熱低（2）煤粉燃燒：高溫：擴散燃燒，著火熱高燃盡時間：1.8~2.5s（3）脫硫反應：低溫：反應速度非常慢。對于濕法煙氣脫硫工藝，隨著反應的進行，脫硫劑顆粒粒徑增加。§1.4異相反應動力學基礎5，煤塊、煤粉燃燒反應、脫硫脫硝35§1.4異相反應動力學基礎5，煤塊、煤粉燃燒反應、脫硫反應（4）煙氣脫硝反應：均相（氣相）反應：煙氣脫硝工藝需要消耗液氨?！?.4異相反應動力學基礎5，煤塊、煤粉燃燒反應、脫硫反應36§1.5蒸汽凈化理論1，亨利定律揮發(fā)性溶質的稀溶液中，溶質在稀溶液中的分壓與溶質在溶液中的濃度成正比。要降低蒸汽中的含鹽量，必須對給水進行凈化。除去給水中的各種雜質，從而使蒸汽含鹽量降低。2，分配定律鹽在蒸汽中的溶解度與飽和水中的溶解度之比等于常數(shù)?！?.5蒸汽凈化理論1，亨利定律37§1.5蒸汽凈化理論3，蒸汽凈化原理用來自省煤器的含鹽量很低的清潔水清洗含鹽的飽和蒸汽，就可以使蒸汽中的大部分鹽轉移到水中。汽包鍋爐通過在汽包內(nèi)設置連續(xù)排污管降低汽包中水的鹽濃度?！?.5蒸汽凈化理論3，蒸汽凈化原理38§1.6氣固兩相流動理論基礎背景介紹：循環(huán)流化床（CFB）鍋爐已經(jīng)成為燃燒無煙煤和各種生物質的電站鍋爐爐型之一。1，基本概念2，氣固兩相流動的類型3，床層阻力特性4，大型CFB鍋爐容易出現(xiàn)的故障§1.6氣固兩相流動理論基礎背景介紹：39§1.6氣固兩相流動理論基礎1，基本概念臨界流化速度GeldartA類顆粒20~90微米循環(huán)流化床內(nèi)循環(huán)分離器回料器§1.6氣固兩相流動理論基礎1，基本概念40§1.6氣固兩相流動理論基礎2，氣固兩相流動的類型（1）固定床（2）鼓泡床（3）湍流流態(tài)化（4）快速流態(tài)化 CFB鍋爐（5）氣力輸送 煤粉鍋爐§1.6氣固兩相流動理論基礎2，氣固兩相流動的類型41§1.6氣固兩相流動理論基礎3，床層阻力特性窄篩分物料：存在解鎖現(xiàn)象寬篩分物料：不存在解鎖現(xiàn)象ug(m/s)Δp(Pa)§1.6氣固兩相流動理論基礎3，床層阻力特性ug(m/s)42§1.6氣固兩相流動理論基礎4，大型CFB鍋爐容易出現(xiàn)的故障4.1溝流；4.2節(jié)涌；4.3翻床CFB鍋爐可以設計成燃用任何固體燃料。對于某一臺現(xiàn)役CFB鍋爐來說，燃料適應性也是存在局限性的?！?.6氣固兩相流動理論基礎4，大型CFB鍋爐容易出現(xiàn)的故43§1.7電站鍋爐機組構成與工作原理1，電站鍋爐基本結構和工作原理原煤經(jīng)過制粉系統(tǒng)被磨成煤粉煤粉+空氣燃燒形成高溫煙氣高溫煙氣加熱給水，成為溫度、壓力、流量合格的過熱蒸汽；同時加熱來在中壓缸的低壓低溫蒸汽，成為溫度、壓力、流量合格的再熱蒸汽；§1.7電站鍋爐機組構成與工作原理1，電站鍋爐基本結構和工44§1.7電站鍋爐機組構成與工作原理2，電站鍋爐的熱源分類2.1煤粉鍋爐：大約占95%2.2CFB鍋爐：大約占2~3%2.3余熱鍋爐：大約占0.5~1%§1.7電站鍋爐機組構成與工作原理2，電站鍋爐的熱源分類45§1.7電站鍋爐機組構成與工作原理3，電站鍋爐的蒸發(fā)受熱面工質流動方式分類3.1自然循環(huán)鍋爐3.2控制循環(huán)鍋爐3.3低倍率循環(huán)鍋爐3.4復合循環(huán)鍋爐3.5直流鍋爐（本生鍋爐，超臨界鍋爐唯一形式）4，鍋爐機組鍋爐本體+鍋爐輔助機械§1.7電站鍋爐機組構成與工作原理3，電站鍋爐的蒸發(fā)受熱面46§1.7電站鍋爐機組構成與工作原理G§1.7電站鍋爐機組構成與工作原理G47§1.7電站鍋爐機組構成與工作原理sT123456789亞臨界自然循環(huán)鍋爐的水和水蒸汽加熱過程臨界點C.P.x0=0.23部分水被加熱成飽和蒸汽§1.7電站鍋爐機組構成與工作原理sT123456789亞48§1.7電站鍋爐機組構成與工作原理sT123456789亞臨界控制循環(huán)鍋爐的水和水蒸汽加熱過程臨界點C.P.x0=0.36部分水被加熱成飽和蒸汽§1.7電站鍋爐機組構成與工作原理sT123456789亞49§1.7電站鍋爐機組構成與工作原理sT1234567超臨界鍋爐的水和水蒸汽加熱過程臨界點C.P.全部水被加熱成超臨界蒸汽§1.7電站鍋爐機組構成與工作原理sT1234567超臨界50§1.7電站鍋爐機組構成與工作原理4，鍋爐機組鍋爐本體：空氣與熱器、燃燒器、爐膛、煙道鍋爐輔助機械設備：送風機、引風機、給粉機、給水泵、磨煤機、制粉系統(tǒng)、除渣裝置、除塵裝置、脫硫、脫硝設備、煙囪等。§1.7電站鍋爐機組構成與工作原理4，鍋爐機組51鍋爐原理及運行鍋爐原理及運行52《鍋爐原理及運行》內(nèi)容教材：王世昌主編《鍋爐原理基礎》內(nèi)容：煤粉鍋爐的結構、原理、性能、計算《鍋爐原理及運行》內(nèi)容教材：王世昌主編《鍋爐原理基礎》53第一章導讀1，基本要求：掌握傳熱學、工程熱力學、工程流體力學基本知識；掌握異相反應動力學理論；掌握氣固兩相流動的基本概念；2，重點：鍋爐機組與基本理論之間的關系3，難點：鍋爐機組3，關鍵詞：本體、輔機第一章導讀1，基本要求：掌握傳熱學、工程熱力學、工程流體力54第一章理論基礎概述第一節(jié)傳熱學基礎第二節(jié)工程熱力學基礎第三節(jié)工程流體力學基礎第四節(jié)異相反應動力學基礎第五節(jié)蒸汽凈化理論第六節(jié)氣固兩相流動理論基礎第七節(jié)電站鍋爐機組構成與工作原理第一章理論基礎概述第一節(jié)傳熱學基礎55§1.1傳熱學基礎1，導熱2，對流3，輻射4，換熱器§1.1傳熱學基礎1，導熱56§1.1傳熱學基礎1，導熱傅立葉定律δt2t1qλ當兩側壁溫恒定時，垂直于溫度場方向上的，單位面積上的導熱量與兩側壁溫之差Δt、材料的導熱系數(shù)λ、壁厚的倒數(shù)1/δ三者的乘積成正比。一般來說，導熱系數(shù)隨著溫度的變化非線性地變化§1.1傳熱學基礎1，導熱δt2t1qλ當57§1.1傳熱學基礎2，對流換熱牛頓冷卻定律tf假設流體的溫度為常數(shù)tf，壁面的溫度為tb，Δt=tf-tb〉0。在溫度場法線方向上，單位面積上對流換熱量與溫差Δt、對流換熱熱系數(shù)α的倒數(shù)的乘積成正比。tbq§1.1傳熱學基礎2，對流換熱t(yī)f假設流體58§1.1傳熱學基礎2，對流換熱牛頓冷卻定律tf煙氣側對流換熱系數(shù)α1與煙氣速度的n次冪成正比，n=0.6~0.8。由于水和水蒸汽的對流換熱系數(shù)α2>>α1

，因此，鍋爐鍋側受熱面的主要熱阻集中在煙氣一側。tbq§1.1傳熱學基礎2，對流換熱t(yī)f煙氣側對59§1.1傳熱學基礎3，輻射換熱斯蒂芬-玻爾茲曼定律tf

假設熱源溫度為T1(K)，冷源溫度為T2(K)，單位面積上輻射換熱量與斯蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)σ0、系統(tǒng)黑度ε、(T41-T42)的乘積成正比。tbq斯蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)σ0=5.67×10-8W/(m2·K4)§1.1傳熱學基礎3，輻射換熱t(yī)f假設熱源60§1.1傳熱學基礎4，換熱器定義：進行熱交換的工業(yè)裝置。換熱器的類型：（1）間壁式換熱器；（2）混合式換熱器；（3）蓄熱式換熱器鍋爐：燃燒微分反應器與換熱器的一體化蒸汽發(fā)生工業(yè)裝置。鍋爐中使用的的換熱器：爐側：空氣預熱器鍋側：水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器§1.1傳熱學基礎4，換熱器61§1.1傳熱學基礎4，換熱器裝置間壁式混合式蓄熱式備注水冷壁√鍋爐過熱器√鍋爐再熱器√鍋爐省煤器√鍋爐空預器√√鍋爐除氧器√汽輪機§1.1傳熱學基礎4，換熱器裝置間壁式混合式蓄熱式備注水冷62§1.1傳熱學基礎4，換熱器主要傳熱形式備注輻射對流水冷壁√過熱器√√前屏（中過）：輻射再熱器√√壁式再熱器（低再）：輻射省煤器√空預器√說明：空氣預熱器是爐側受熱面?！?.1傳熱學基礎4，換熱器主要傳熱形式備注輻射對流水冷壁63§1.2工程熱力學基礎1，理想氣體狀態(tài)方程2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)3，鍋爐涉及的水和水蒸汽的熱力過程4，汽包與直流鍋爐的工質熱力過程區(qū)別§1.2工程熱力學基礎1，理想氣體狀態(tài)方程64§1.2工程熱力學基礎1，理想氣體狀態(tài)方程p——壓力，PaV——容積，m3n——摩爾數(shù)T——絕對溫度，KR——通用氣體常數(shù)，J/(mol·K)§1.2工程熱力學基礎1，理想氣體狀態(tài)方程p——壓力，Pa65§1.2工程熱力學基礎1，理想氣體狀態(tài)方程理想氣體：分子之間發(fā)生彈性碰撞的氣體?？梢员唤飘斪骼硐霘怏w的氣體：（1）空氣：79%N2+21%O2二次風（2）煙氣： N2,CO2,O2,H2O,SO2,NOx,飛灰顆粒§1.2工程熱力學基礎1，理想氣體狀態(tài)方程66§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)鍋爐HPIPLPLP§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)鍋爐HPIP67§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)省煤器：是高壓加熱器在鍋爐側的延伸；亞臨界鍋爐省煤器出口水溫沒有達到飽和溫度，超臨界鍋爐省煤器出口水溫沒有達到374.15℃。低壓加熱器、除氧器、高壓加熱器是省煤器在汽輪機一側的延伸。低壓加熱器、除氧器、高壓加熱器、省煤器都是加熱給水的設備?！?.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)68§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)（1）水的臨界參數(shù)：臨界壓力pcr=22.125MPa臨界溫度tcr=374.15℃（2）亞臨界與超臨界熱力循環(huán)過程見下面的幻燈片?！?.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)69§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)亞臨界鍋爐熱力過程：過程7-8：低壓加熱器、除氧器、高壓加熱器過程8-1：省煤器過程1-2：水冷壁過程2-3：過熱器過程4-5：再熱器亞臨界鍋爐：流過水冷壁時，一部分工質被加熱成飽和蒸汽，循環(huán)倍率K=4.3左右§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)亞70§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)超臨界鍋爐熱力過程：過程6-1：低壓加熱器、除氧器、高壓加熱器過程1-2：省煤器、水冷壁、過熱器過程3-4：再熱器超臨界鍋爐：流過水冷壁時，所有工質被加熱成超臨界壓力蒸汽，循環(huán)倍率K=1.0§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)超71§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)在T-s圖上，給水加熱過程線在飽和水線的左側，偏移量非常小?！?.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)在72§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)在T-s圖上，壓力越高，給水加熱過程線距離飽和水線左側偏移量越大?！?.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)在73§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)飽和水線、飽和蒸汽線、擬臨界溫度線?！?.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)飽74§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)i-p圖飽和水線、飽和蒸汽線§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)i75§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)i-p圖飽和水線、飽和蒸汽線亞臨界直流鍋爐過熱蒸汽（FirstSteam）和再熱蒸汽（SecondSteam）§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)i76§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)i-p圖飽和水線、飽和蒸汽線亞/超臨界直流鍋爐過熱蒸汽（FirstSteam）和再熱蒸汽（SecondSream）§1.2工程熱力學基礎2，水和水蒸汽的熱力循環(huán)：朗肯循環(huán)i77§1.3工程流體學基礎不可壓縮單相流體總流能量方程伯努力方程的意義：流速高的位置靜壓低p——靜壓，Paρ——流體密度，kg/m3w——流體速度，m/sh——高度，mg——重力加速度，9.80665m/s2§1.3工程流體學基礎不可壓縮p——靜壓，Pa78§1.4異相反應動力學基礎1，質量作用定律2，阿累尼烏斯定律3，氣體、液體、固體燃料火焰的特點4，燃燒所處的區(qū)域5，煤塊、煤粉燃燒反應、脫硫脫硝反應§1.4異相反應動力學基礎1，質量作用定律79§1.4異相反應動力學基礎1，質量作用定律化學反應

aA+bB=gH+hHkA——反應速率常數(shù)CA——反應物A的濃度質量作用定律的意義：反應物濃度越高，反應速率越快?！?.4異相反應動力學基礎1，質量作用定律kA——反應速率80§1.4異相反應動力學基礎2，阿累尼烏斯定律化學反應aA+bB=gH+hHkB——反應速率常數(shù)；CB——反應物A的濃度fA——固體反應物參與反應的表面積質量作用定律的意義：固體反應物表面積越大，反應速率越快。因此，要將原煤磨制成煤粉，將煤塊的體相盡可能多地轉化成表面相，煤粉鍋爐的燃燒原理就在于此?！?.4異相反應動力學基礎2，阿累尼烏斯定律kB——反應速81§1.4異相反應動力學基礎3，氣體、液體、固體燃料火焰的特點（1）氣體燃料火焰：預混火焰部分預混火焰擴散火焰§1.4異相反應動力學基礎3，氣體、液體、固體燃料火焰的特82§1.4異相反應動力學基礎氣體燃料火焰的類型當量空然比r預混火焰部分預混火焰擴散火焰空氣流量:燃料流量1.00<r<1.00空氣與燃料在燃燒前混合部分空氣與燃料在燃燒前混合燃料與空氣在火焰面上相遇§1.4異相反應動力學基礎氣體燃料火焰的類型當量空然比r83§1.4異相反應動力學基礎3，氣體、液體、固體燃料火焰的特點（2）液體、固體燃料火焰的類型擴散火焰O2CO2C§1.4異相反應動力學基礎3，氣體、液體、固體燃料火焰的特84§1.4異相反應動力學基礎4，燃燒所處的區(qū)域（1）動力區(qū)：低溫下：燃燒反應速度<氣體擴散速度（2）過渡區(qū)：中溫下：燃燒反應速度≈氣體擴散速度（3）擴散區(qū)高溫下：燃燒反應速度>氣體擴散速度§1.4異相反應動力學基礎4，燃燒所處的區(qū)域85§1.4異相反應動力學基礎5，煤塊、煤粉燃燒反應、脫硫脫硝反應（1）煤塊反應：中溫：過渡燃燒，著火熱低（2）煤粉燃燒：高溫：擴散燃燒，著火熱高燃盡時間：1.8~2.5s（3）脫硫反應：低溫：反應速度非常慢。對于濕法煙氣脫硫工藝，隨著反應的進行，脫硫劑顆粒粒徑增加?！?.4異相反應動力學基礎5，煤塊、煤粉燃燒反應、脫硫脫硝86§1.4異相反應動力學基礎5，煤塊、煤粉燃燒反應、脫硫反應（4）煙氣脫硝反應：均相（氣相）反應：煙氣脫硝工藝需要消耗液氨?！?.4異相反應動力學基礎5，煤塊、煤粉燃燒反應、脫硫反應87§1.5蒸汽凈化理論1，亨利定律揮發(fā)性溶質的稀溶液中，溶質在稀溶液中的分壓與溶質在溶液中的濃度成正比。要降低蒸汽中的含鹽量，必須對給水進行凈化。除去給水中的各種雜質，從而使蒸汽含鹽量降低。2，分配定律鹽在蒸汽中的溶解度與飽和水中的溶解度之比等于常數(shù)?！?.5蒸汽凈化理論1，亨利定律88§1.5蒸汽凈化理論3，蒸汽凈化原理用來自省煤器的含鹽量很低的清潔水清洗含鹽的飽和蒸汽，就可以使蒸汽中的大部分鹽轉移到水中。汽包鍋爐通過在汽包內(nèi)設置連續(xù)排污管降低汽包中水的鹽濃度?！?.5蒸汽凈化理論3，蒸汽凈化原理89§1.6氣固兩相流動理論基礎背景介紹：循環(huán)流化床（CFB）鍋爐已經(jīng)成為燃燒無煙煤和各種生物質的電站鍋爐爐型之一。1，基本概念2，氣固兩相流動的類型3，床層阻力特性4，大型CFB鍋爐容易出現(xiàn)的故障§1.6氣固兩相流動理論基礎背景介紹：90§1.6氣固兩相流動理論基礎1，基本概念臨界流化速度GeldartA類顆粒20~90微米循環(huán)流化床內(nèi)循環(huán)分離器回料器§1.6氣固兩相流動理論基礎1，基本概念91§1.6氣固兩相流動理論基礎2，氣固兩相流動的類型（1）固定床（2