鍋爐設(shè)備及系統(tǒng)2/24/20251本章內(nèi)容第一節(jié)電廠鍋爐概述第二節(jié)燃料及燃燒第三節(jié)鍋爐受熱面第四節(jié)鍋爐汽水系統(tǒng)及其設(shè)備第五節(jié)鍋爐的主要輔助設(shè)備及系統(tǒng)第六節(jié)典型鍋爐及其平安附件2/24/20252第一節(jié)電廠鍋爐概述2/24/20253一.電廠鍋爐的組成(鍋側(cè)、爐側(cè))鍋爐由本體設(shè)備、輔助設(shè)備和附件等購(gòu)成。鍋爐本體設(shè)備由“鍋〞和“爐〞兩局部組成。2/24/202542/24/20255煤粉鍋爐及輔助設(shè)備2/24/202562/24/20257循環(huán)流化床鍋爐及其附屬設(shè)備2/24/20258循環(huán)流化床鍋爐2/24/20259“鍋〞指鍋爐的汽水系統(tǒng)，用于盛放工質(zhì)，并接受燃料燃燒放出的熱量，使工質(zhì)由水逐漸被加熱至符合要求的過(guò)熱蒸汽。它主要由汽包〔鍋筒〕、下降管、聯(lián)箱、水冷壁、省煤器、過(guò)熱器、再熱器和連接管道等組成。2/24/202510

1、鍋內(nèi)設(shè)備(詳見(jiàn)第4節(jié))汽包：存放工質(zhì)和產(chǎn)生合格要求的飽和蒸汽水冷壁：位于爐膛的四壁，吸收輻射熱，使水受熱蒸發(fā)，保護(hù)爐墻。過(guò)熱器.：加熱飽和蒸汽至過(guò)熱蒸汽，供給高壓缸再熱器：重新加熱已經(jīng)局部作功、壓力和溫度都已降低的蒸汽，供給汽輪機(jī)的中低壓缸作功省煤器：提高鍋爐效率，降低鍋爐的排煙溫度，節(jié)約燃料2/24/202511“爐〞2/24/2025122、爐內(nèi)設(shè)備(詳見(jiàn)第2節(jié))2/24/2025132/24/202514鍋爐的輔助設(shè)備

給水設(shè)備：包括給水泵、管道閥門(mén)等通風(fēng)設(shè)備：送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、煙風(fēng)道、煙囪等制粉設(shè)備：原煤倉(cāng)、給煤機(jī)、磨煤機(jī)、粗粉別離器、細(xì)粉別離器和排粉風(fēng)機(jī)除塵設(shè)備：別離除去煙氣中的飛灰顆粒，減輕飛灰對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)引風(fēng)機(jī)的磨損。除灰設(shè)備：除去鍋爐底部的大渣和除塵器別離下來(lái)的細(xì)灰2/24/202515二.鍋爐的標(biāo)準(zhǔn)、型號(hào)及分類(lèi)鍋爐的標(biāo)準(zhǔn)鍋爐的標(biāo)準(zhǔn)包括：鍋爐容量、鍋爐蒸汽參數(shù)、給水溫度等，用來(lái)說(shuō)明鍋爐的根本工作特性。鍋爐容量(額定蒸發(fā)量)：鍋爐每小時(shí)的最大連續(xù)蒸發(fā)量，簡(jiǎn)稱(chēng)BMCR。De表示，單位：噸/小時(shí)鍋爐蒸汽參數(shù)：鍋爐過(guò)熱器出口處的過(guò)熱蒸汽壓力〔兆帕〕和溫度〔℃〕。給水溫度：省煤器入口處的溫度。不同蒸汽參數(shù)的鍋爐其給水溫度也不相同。2/24/202516鍋爐型號(hào)反映鍋爐的根本特征高壓鍋爐用三組字碼表示其型號(hào)如：型號(hào)HG-410/9.8-1制造廠-蒸發(fā)量t/h/額定壓力MPa.－設(shè)計(jì)序號(hào)超高壓及以上的鍋爐裝有再熱器其型號(hào)型號(hào)：DG-1000/16.7-555/555-1制造廠-蒸發(fā)量t/h/額定壓力MPa.-過(guò)熱蒸汽和再熱蒸汽溫度-設(shè)計(jì)序號(hào)2．鍋爐的型號(hào)2/24/2025173.鍋爐的分類(lèi)〔1〕按鍋爐容量分類(lèi)小型鍋爐〔De<220噸/小時(shí)〕中型鍋爐〔De=220～410噸/小時(shí)〕大型鍋爐〔De≥670噸/小時(shí)〕2/24/202518〔2〕按蒸汽壓力分類(lèi)：低壓鍋爐p≤1.27兆帕中壓鍋爐p＝2.45～3.82兆帕高壓鍋爐p＝9.8兆帕超高壓鍋爐p＝13.7兆帕亞臨界壓力鍋爐p＝16.7，18.3兆帕超臨界壓力鍋爐p≥22.1兆帕2/24/202519〔3〕按燃用燃料分類(lèi)燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃?xì)忮仩t。〔4〕按燃燒方式分類(lèi)層燃爐室燃爐〔煤粉爐、燃油爐等〕流化床鍋爐旋風(fēng)爐2/24/202520〔5〕按水循環(huán)特性分為：自然循環(huán)鍋爐直流鍋爐〔6〕按煤粉爐的排渣方式分為：固態(tài)排渣爐和液態(tài)排渣鍋爐2/24/202521我國(guó)電廠鍋爐系列容量（噸/小時(shí)）蒸汽壓力（MPa）過(guò)熱/再熱溫度（℃）給水溫度（℃）配用汽輪發(fā)電機(jī)組功率（MW）鍋爐類(lèi)型3565751101303.8450150150150170170612122525中壓自然循環(huán)鍋爐，有層燃爐、煤粉爐和流化床鍋爐多種形式2202304109.85405105402155050100高壓自然循環(huán)鍋爐，有煤粉爐、燃油爐和流化床鍋爐多種形式40067013.7555/555540/540240125200超高壓自然循環(huán)鍋爐，再熱，燃煤粉或油，主要是室燃，目前有流化床鍋爐935100016.7570/570555/555260265300亞臨界壓力自然循環(huán)、強(qiáng)制循環(huán)鍋爐，再熱，燃煤粉200818.3541/541278.3600亞臨界壓力自然循環(huán)、強(qiáng)制循環(huán)鍋爐，再熱，燃煤粉295027.56605/603292.51000超超臨界參數(shù)變壓垂直管圈直流爐，再熱，燃煤粉2/24/202522第二節(jié)燃料及燃燒鍋爐燃料、有固體燃料、液體燃料和氣體燃料三大類(lèi)。鍋爐燃料以煤為主，電站鍋爐更是如此。本課將主要介紹煤及其燃燒2/24/202523一.煤的成分煤是遠(yuǎn)古植物遺體隨著地殼變動(dòng)被埋入地下，長(zhǎng)期處在地下溫度、壓力較高的環(huán)境中，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的生物、化學(xué)變化逐漸形成的。

煤的成分可燃成分硫氮氧氫碳水分灰分2/24/2025241.煤的元素分析成分概念：煤中的碳〔C〕、氫〔H〕、氧〔O〕、氮〔N〕、硫〔S〕等元素的重量占燃料重量的百分?jǐn)?shù)。碳(C〕：主要的可燃物質(zhì)，含量越多煤燃燒能產(chǎn)生的熱量越大，含量隨煤的變質(zhì)程度的加深而增加。2/24/202525氫〔H〕重要的可燃物質(zhì)，發(fā)熱量高每120kJ/kg，隨煤的變質(zhì)程度加深而減少氧〔O〕和氮〔N〕氧為煤中的不可燃元素，含量較少，含量隨變質(zhì)程度加而減少氮為煤中的有害元素，含量較少，氮的氧化產(chǎn)物為NO或者NO2，排放到大氣中都對(duì)環(huán)境有害。2/24/2025262/24/202527表4.2燃料各種分析基準(zhǔn)及其元素成分角碼碳C氫H氧O氮N可燃硫Sdaf雜質(zhì)水分M有機(jī)硫So硫化鐵硫Sp硫酸鹽硫Ss灰分A內(nèi)在水分Minh外在水分Mfdaf干燥無(wú)灰基d干燥基ad空氣干燥基ar收到基2/24/2025282.煤的工業(yè)分析為了更有利于統(tǒng)一煤質(zhì)計(jì)量、煤種劃分、煤質(zhì)評(píng)估、用途選擇、商品計(jì)價(jià)等，實(shí)用中常用工業(yè)分析方法確定煤的成分。工業(yè)分析成分包括水分、灰分、揮發(fā)分和固定碳四種成分，這四種成分總量為100%。2/24/2025292.煤的工業(yè)分析主要概念揮發(fā)分〔Vdaf〕主要成分：可燃?xì)怏wH2、CH4、H2S、CmHn等不可燃?xì)怏wO2、N2、CO2等固定碳〔FC〕焦炭：灰份+固定碳固定碳：以單質(zhì)形式存在的碳2/24/202530二.煤的性質(zhì)1．發(fā)熱量發(fā)熱量：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的煤完全燃燒時(shí)釋放的熱量，符號(hào)為Q，單位為：千焦/公斤〔kJ/kg〕。煤的高位發(fā)熱量Qgr：1公斤煤完全燃燒后產(chǎn)生的熱量，包括燃燒產(chǎn)物〔煙氣〕中水分的汽化潛熱。煤的低位發(fā)熱量Qnet：從高位發(fā)熱量中扣除了水蒸氣的汽化潛熱后的熱量。規(guī)定以Qnet,ar＝29308千焦/公斤的煤作為標(biāo)準(zhǔn)煤。2/24/202531折算標(biāo)準(zhǔn)煤2/24/202532折算成分指對(duì)應(yīng)于4190kJ/kg收到基低位發(fā)熱量的收到基成分含量，即：折算灰分AZS＞4.0％的煤稱(chēng)為高灰分煤、折算水分MZS＞8.0％的煤稱(chēng)為高水分煤、折算硫分SZS＞0.2％的煤稱(chēng)為高硫分煤。2/24/2025332.煤灰熔融性2/24/2025342.煤灰熔融性(a)未加熱的試樣；(b)開(kāi)始變形溫度DT；(c)開(kāi)始軟化溫度ST；(d)開(kāi)始流動(dòng)溫度FT；2/24/202535灰的熔點(diǎn)當(dāng)灰分所處溫度到達(dá)軟化溫度ST值時(shí)，就開(kāi)始具有結(jié)渣的可能性，習(xí)慣上將ST用以代表灰的熔點(diǎn)。通常:ST＞1400℃稱(chēng)為難熔灰；ST＝1200～1400℃稱(chēng)為中熔灰；ST＜1200℃稱(chēng)為易熔灰。ST值越高，越不易造成結(jié)渣。2/24/202536三.煤的分類(lèi)煤的成分隨著地質(zhì)年代的長(zhǎng)短有所變化。埋藏年代越久，碳化程度越深，揮發(fā)物含量越少，碳的含量越多。主要根據(jù)揮發(fā)分并參考水分、灰分的含量來(lái)分類(lèi)：無(wú)煙煤(anthracite)：Vdaf＜10％貧煤：Vdaf=l0～20％煙煤(bituminous)：Vdaf＝20～45％褐煤(browncoal)：Vdaf＝40～50％，甚至達(dá)60％。2/24/202537無(wú)煙煤(anthracite)1．無(wú)煙煤無(wú)煙煤的揮發(fā)分含量最低；含碳量很高，一般C＞40％，最高可達(dá)90％；灰分不高，一般A＝6～25％；水分很低，M＝1～5％。發(fā)熱量較高，不易點(diǎn)燃，燃盡也不容易，焦炭無(wú)粘結(jié)性2/24/2025382/24/2025392/24/202540四.鍋爐的熱平衡計(jì)算鍋爐熱平衡：送入鍋爐的熱量等于鍋爐輸出的熱量。熱平衡方程Qr——1公斤燃料的輸入熱量;

Q1——鍋爐的有效利用熱；Q2——排煙帶走的熱損失；Q3——?dú)怏w未完全燃燒損失；Q4——固體未完全燃燒損失Q5——鍋爐散熱損失；Q6——灰渣物理熱損失。熱平衡方程也用送入熱量的百分比表示2/24/202541正平衡效率：從熱量的有效利用角度出發(fā)計(jì)算得出，即鍋爐的熱效率反平衡效率：從熱損失角度看，鍋爐效率還可以按下式計(jì)算：2/24/2025421．鍋爐輸入熱量燃料的收到基低位發(fā)熱量燃料的物理熱用外部熱源加熱空氣時(shí)帶入鍋爐的熱量2/24/2025432．鍋爐的有效利用熱量鍋爐有效利用熱量包括過(guò)熱蒸汽的吸熱再熱蒸汽的吸熱飽和蒸汽的吸熱和排污水的吸熱。也即是鍋爐的熱效率，也稱(chēng)為鍋爐的正平衡效率。2/24/2025443.排煙損失q2排煙熱損失是現(xiàn)代電廠鍋爐熱損失中最大的一項(xiàng)熱損失，煤粉爐的排煙熱損失通常可達(dá)5～8％一般排煙溫度每增高約10℃，q2約增大1％。降低排煙溫度，不得不大大增加尾部受熱面面積，因而相應(yīng)增加鍋爐的金屬消耗量。低溫受熱面的壁面可能到達(dá)露點(diǎn)溫度，導(dǎo)致低溫腐蝕。大、中型電廠鍋爐的排煙溫度通?？刂圃?10～160℃的范圍內(nèi)。2/24/2025454.氣體未完全燃燒熱損失q3氣體未完全燃燒熱損失是由于煙氣中含有可燃?xì)怏w造成的熱損失，這些氣體主要是一氧化碳〔有時(shí)也含少量的氫和甲烷等可燃?xì)怏w〕，最終未能發(fā)生燃燒而造成的。煤粉爐的q3一般不超過(guò)0.5％2/24/2025465.固體未完全燃燒損失q4q4是由于灰中含有未燃盡的殘?zhí)吭斐傻臒釗p失，是鍋爐熱損失中的主要局部，通常僅次于排煙熱損失。影響q4的主要因素有：燃料品質(zhì)、煤粉細(xì)度、爐內(nèi)燃燒條件、噴燃器的工作性能以及運(yùn)行情況等。多數(shù)煤粉爐的q4一般1～5％2/24/2025476．灰渣的物理熱損失q5q5是鍋爐在運(yùn)行中，汽包、聯(lián)箱、汽水管道、爐墻等的溫度均高于外界空氣的溫度，因而一局部熱量會(huì)散失到空氣中去，形成鍋爐的散熱損失。鍋爐的散熱損失與爐型、爐墻質(zhì)量、水冷壁敷設(shè)情況和管道的絕熱情況等因素有關(guān)。按照經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，大容量電廠鍋爐的q5約占0.2～0.6％2/24/2025487．灰渣的物理熱損失q6鍋爐爐渣排出爐外時(shí)帶出的熱量，形成灰渣物理熱損失。q6的大小主要決定于排渣量和排渣溫度。多數(shù)固態(tài)排渣煤粉爐，q6大致為0.5～1％；液態(tài)排渣爐的此項(xiàng)熱損失自然要顯著增大。2/24/202549五.燃料的燃燒2/24/202550燃燒方式層狀燃燒懸浮燃燒〔室燃〕流化床燃燒2/24/202551六.煤粉燃燒方式和設(shè)備煤種揮發(fā)分，Vdaf×100煤粉氣流著火溫度℃，Ti/℃褐煤50550煙煤403020650750840貧煤14900無(wú)煙煤410002/24/2025522/24/2025532.煤粉燃燒要組織良好的燃燒過(guò)程，其標(biāo)志就是盡量接近完全燃燒，也就是在爐內(nèi)不結(jié)渣的前提下，燃燒速度快而且燃燒完全。2/24/202554燃燒器爐膛內(nèi)部的直流燃燒器2/24/2025552/24/2025562/24/202557直流煤粉燃燒器的布置方式2/24/202558不同配風(fēng)直流燃燒器2/24/202559空氣氣流2/24/202560不同配風(fēng)直流燃燒器2/24/202561旋流燃燒器出口氣流包含有旋流射流的燃燒器；其出口氣流可為幾個(gè)同軸旋流射流組合，也可是旋流射流與直流射流的組合。

旋流燃燒器的原理圖2/24/202562旋流燃燒器的布置方式

(a)前墻布置；〔b〕兩面墻對(duì)沖或交錯(cuò)布置；〔b-1〕兩面墻交錯(cuò)布置；〔b-2〕兩面墻對(duì)沖布置；〔c〕半開(kāi)式爐膛對(duì)沖布置；〔d〕爐底布置；〔e〕爐頂布置2/24/202563七.流化床燃燒方式和設(shè)備流化床：固體顆粒、流體以及完成流態(tài)化的設(shè)備流態(tài)化：固體顆粒在流體作用下表現(xiàn)出類(lèi)似流體狀態(tài)的一種現(xiàn)象氣固流態(tài)化：流體作為流化介質(zhì)，在鍋爐燃燒中，流化介質(zhì)為空氣，固體煤顆粒以及煤燃燒后的灰渣被流化流化床鍋爐與其他類(lèi)型燃燒鍋爐的根本區(qū)別在于燃料處于流態(tài)化運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并在流態(tài)化過(guò)程中進(jìn)行燃燒。2/24/202564典型的循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)系統(tǒng)2/24/202565典型的循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)系統(tǒng)2/24/202566循環(huán)流化床鍋爐的組成局部第一局部由爐膛〔流化床燃燒室〕、氣固別離設(shè)備〔別離器〕、固體物料再循環(huán)設(shè)備〔也稱(chēng)返料裝置、返料器〕和外置換熱器〔有些循環(huán)流化床鍋爐沒(méi)有該設(shè)備〕等組成，第二局部為尾部對(duì)流煙道，布置有過(guò)熱器、再熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器等，與常規(guī)煤粉燃燒鍋爐相近。2/24/202567循環(huán)流化床鍋爐獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)①燃料適應(yīng)性廣②燃燒效率高③高效脫硫④氮氧化物〔NOx〕排放低⑤燃燒強(qiáng)度高，爐膛截面積?、奕剂项A(yù)處理及給煤系統(tǒng)簡(jiǎn)單⑦負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，調(diào)節(jié)速度快⑧易于實(shí)現(xiàn)灰渣綜合利用2/24/202568FBC鍋爐布風(fēng)裝置典型風(fēng)帽式布風(fēng)裝置結(jié)構(gòu)水冷布風(fēng)板2/24/202569氣固別離器高溫絕熱式旋風(fēng)別離器水冷別離器2/24/202570返料裝置2/24/202571鍋爐受熱面包括爐膛水冷壁、過(guò)熱器、再熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器等受熱面受熱面中完成給水經(jīng)過(guò)預(yù)熱、蒸發(fā)、過(guò)熱、再熱加熱過(guò)程預(yù)熱：省煤器蒸發(fā)：水冷壁過(guò)熱：過(guò)熱器再熱：再熱器第三節(jié)鍋爐受熱面2/24/202572一.受熱面的整體布置型式(a)Π型；(b)Γ型；(c)T型；(d)塔型；(e)半塔型；(f)箱型2/24/202573水冷壁是以輻射換熱為主的蒸發(fā)受熱面。1、水冷壁的作用：〔l〕強(qiáng)化傳熱，強(qiáng)化傳熱，減少鍋爐受熱面面積，節(jié)省金屬消耗量〔2〕降低高溫對(duì)爐墻的破壞作用，起保護(hù)爐墻作用〔3〕能有效地防止?fàn)t壁結(jié)渣?！?〕懸吊爐墻?！?〕鍋爐主要的蒸發(fā)受熱面，產(chǎn)生鍋爐的全部或絕大局部飽和蒸汽，是不可缺少的重要受熱面。二．蒸發(fā)受熱面2/24/202574受熱面聯(lián)箱2/24/2025752/24/202576過(guò)熱受熱面有過(guò)熱器和再熱器1、過(guò)熱器和再熱器的作用將飽和蒸汽或低溫蒸汽加熱成為到達(dá)合格溫度的過(guò)熱蒸汽2、按傳熱方式分類(lèi)：對(duì)流過(guò)熱器、半輻射式過(guò)熱器〔即屏式過(guò)熱器〕輻射式過(guò)熱器三.過(guò)熱器受熱面和再熱器受熱面2/24/2025772/24/202578包墻管過(guò)熱器在水平煙道和尾部豎井煙道內(nèi)壁像布置水冷壁那樣布置過(guò)熱器，稱(chēng)為包墻管過(guò)熱器或包覆壁過(guò)熱器。它主要用于懸吊爐墻，傳熱效果差，不能作為主要受熱面。2/24/2025792/24/202580四.再熱器受熱面的特殊問(wèn)題再熱器鍋爐中重新加熱蒸汽的部件。將汽輪機(jī)高壓缸排汽引入鍋爐，重新加熱至高溫，然后再引入中壓缸膨脹作功。再熱器工作的特殊性當(dāng)汽輪機(jī)甩負(fù)荷或機(jī)組起、停時(shí)，再熱器無(wú)蒸汽冷卻，需將過(guò)熱蒸汽通過(guò)快速減溫、減壓裝置引入再熱器。2/24/202581特殊性：首先當(dāng)負(fù)荷變動(dòng)時(shí)，再熱汽溫比過(guò)熱汽溫變化劇烈、幅度大。其次由于噴入水只在中、低壓缸作功，再熱器采用噴水調(diào)節(jié)會(huì)使機(jī)組循環(huán)效率降低。計(jì)算說(shuō)明，假設(shè)再熱蒸汽內(nèi)噴入1％的水，循環(huán)效率降低0.1～0.25％，因此噴水減溫不再是再熱汽溫調(diào)節(jié)的主要手段。有：煙氣再循環(huán)、煙氣擋板、擺動(dòng)燃燒器等方法。2/24/2025821、煙氣再循環(huán)調(diào)節(jié)方式用煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)從省煤器后抽出一局部溫度為300～350℃的煙氣，送回至爐子底部〔如冷灰斗下部〕，形成煙氣再循環(huán)。優(yōu)點(diǎn)：爐內(nèi)輻射傳熱量減少，對(duì)流受熱面吸熱量增加，處于低溫區(qū)的對(duì)流受熱面吸熱量變化大缺點(diǎn)：需要能承受高溫和耐磨的再循環(huán)風(fēng)機(jī)，加速了受熱面的磨損；對(duì)燃燒不利；2/24/2025832、煙道擋板調(diào)節(jié)方式當(dāng)再熱器布置在鍋爐對(duì)流煙道內(nèi)時(shí)，為了調(diào)節(jié)再熱汽溫，有時(shí)將對(duì)流煙道用隔墻分開(kāi)，將再熱器和過(guò)熱器分別布置兩個(gè)煙道中，其后布置省煤器，出口處設(shè)有可調(diào)煙道擋板如下圖。特點(diǎn)：調(diào)節(jié)這些煙道擋板，可以改變流經(jīng)兩個(gè)煙道的煙氣流量，也就是改變2個(gè)并聯(lián)煙道中的煙氣分配比率，從而調(diào)節(jié)再熱汽溫會(huì)影響到過(guò)熱汽溫2/24/202584采用分隔煙道擋板調(diào)節(jié)法的受熱面布置2/24/202585五.省煤器1、省煤器主要作用降低排煙溫度，提高鍋爐效率，節(jié)省燃料由于給水先在省煤器內(nèi)加熱，代替局部造價(jià)較高的蒸發(fā)受熱面；減少了給水與汽包壁之間的溫差，使汽包熱應(yīng)力降低2/24/2025862、省煤器分類(lèi)鋼管式、鑄鐵式(壓力<4MPa)鑄鐵式用在小容量鍋爐非沸騰式、沸騰式非沸騰式省煤器是出口水溫低于飽和溫度沸騰式省煤器是當(dāng)水被加熱到飽和溫度并產(chǎn)生局部蒸汽2/24/202587六.空氣預(yù)熱器2/24/2025881、管式空氣預(yù)熱器傳熱式空氣預(yù)熱器，通過(guò)煙氣在管內(nèi)流動(dòng)縱向沖刷管壁，空氣在管外橫向沖刷管壁，進(jìn)行熱交換過(guò)程。特點(diǎn)：管徑越小，那么傳熱效果越好布置更加緊湊但管徑過(guò)小那么容易堵灰由許多直管組成，通常呈錯(cuò)列布置，管子兩端焊接在上下管板上，外加密封墻板。2/24/202589蓄熱式:利用煙氣和空氣交替地通過(guò)金屬受熱面來(lái)加熱空氣。廣泛采用二分倉(cāng)或三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。三分倉(cāng)結(jié)構(gòu)，就是把流通工質(zhì)分為煙氣〔負(fù)壓〕、一次風(fēng)〔高壓〕和二次風(fēng)〔低壓〕三個(gè)通道，三個(gè)通道之間采用可靠的密封裝置分隔優(yōu)點(diǎn)：外形小，重量輕；傳熱元件允許有較大的磨損，特別適用于大容量鍋爐。缺點(diǎn)是：漏風(fēng)大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。2、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器2/24/202590三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器典型布置2/24/202591回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器蓄熱板2/24/202592第四節(jié)鍋爐汽水系統(tǒng)及其設(shè)備汽水系統(tǒng)是指給水和蒸汽流經(jīng)的設(shè)備及其管道所組成的系統(tǒng)。汽水系統(tǒng)及其設(shè)備的連接情況如以下圖所示2/24/202593汽水系統(tǒng)及其設(shè)備的連接情況1－省煤器；2－汽包；3－下降管；4－聯(lián)箱；5－上升管；6－過(guò)熱器；7－除氧器；8－給水泵；9－再熱器；10－汽輪機(jī)高壓缸11－汽輪機(jī)中壓缸；12－汽輪機(jī)低壓缸；13－發(fā)電機(jī)；14－凝汽器；15－凝結(jié)水泵；16－高壓加熱器2/24/202594一.鍋爐給水系統(tǒng)及其設(shè)備組成：由除氧器水箱經(jīng)給水泵、高壓加熱器到省煤器的全部給水管道、閥門(mén)、附件等組成作用是向鍋爐提供連續(xù)不斷的給水2/24/202595按其壓力不同可分為低壓和高壓給水系統(tǒng)低壓給水系統(tǒng)：由除氧器到給水泵進(jìn)口側(cè)之間的管道、閥門(mén)及附件組成的系統(tǒng)稱(chēng)低壓給水高壓給水系統(tǒng)；由給水泵出口經(jīng)高壓加熱器至鍋爐省煤器的管道、閥門(mén)及附件組成的系統(tǒng)稱(chēng)為高壓給水系統(tǒng)。2/24/202596給水泵給水泵是鍋爐的重要輔助設(shè)備之一，其作用是向鍋爐連續(xù)給水，要求給水可靠，并且在鍋爐負(fù)荷變化時(shí)，調(diào)整給水量給水壓力變化要很小。2/24/202597二．鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)及設(shè)備1、水循環(huán)方式自然循環(huán)鍋爐－－水冷壁中汽水混合物的流動(dòng)靠汽、水密度不同而產(chǎn)生的壓差來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制流動(dòng)鍋爐－－水冷壁中汽水混合物的流動(dòng)靠水泵所產(chǎn)生的推力來(lái)實(shí)現(xiàn)2/24/202598水循環(huán)動(dòng)力的產(chǎn)生鍋爐冷態(tài)時(shí)下降管和上升管中的工質(zhì)為相同溫度的水，不流動(dòng)鍋爐運(yùn)行時(shí)，上升管接受爐膛輻射傳熱，水逐漸汽化變成蒸汽，此時(shí)管中的工質(zhì)變?yōu)槠旌衔?，而下降管因在爐外不受熱，其內(nèi)部仍為水。由于汽水混合物的密度小于水的密度，于是就產(chǎn)生了一個(gè)流動(dòng)壓頭，這個(gè)流動(dòng)壓頭稱(chēng)為水循環(huán)動(dòng)力，使管內(nèi)工質(zhì)產(chǎn)生流動(dòng)。2/24/202599自然循環(huán)原理2/24/2025100水循環(huán)回路汽水混合物向上流動(dòng)，經(jīng)上聯(lián)箱和汽水混合物引出管進(jìn)入汽包。汽水混合物中的蒸汽進(jìn)入汽包上部的汽空間，水流入汽包下部的水空間，并與送入汽包的給水一道再次進(jìn)入下降管經(jīng)下聯(lián)箱分配到水冷壁內(nèi)，完成一次循環(huán)，這種水循環(huán)稱(chēng)為自然循環(huán)。自然循環(huán)鍋爐：水和汽水混合物在蒸發(fā)設(shè)備的循環(huán)回路中的連續(xù)流動(dòng)，利用自然循環(huán)原理設(shè)計(jì)制造的鍋爐，稱(chēng)為自然循環(huán)鍋爐。2/24/2025101自然循環(huán)鍋爐特點(diǎn)

主要特征是有一個(gè)直徑較大的汽包1汽包使鍋爐中各個(gè)受熱面有明顯的分界，汽水流動(dòng)特性相應(yīng)比較簡(jiǎn)單2推動(dòng)力主要依靠水汽的密度差，蒸發(fā)受熱面由許多垂直管子組成的水冷壁，可以盡量減少?gòu)濐^減少流動(dòng)阻力3汽包內(nèi)部裝有汽水別離裝置，減少飽和蒸汽帶水。4當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，汽包水位及蒸汽壓力的變化速度較慢，對(duì)機(jī)組的調(diào)節(jié)要求低一些但鍋爐的啟、停速度受到限制2/24/2025102強(qiáng)制流動(dòng)原理強(qiáng)制循環(huán)鍋爐原理圖1－汽包及內(nèi)部裝置；2－下降管；3－循環(huán)泵；4－下聯(lián)箱；5－節(jié)流圈；6－水冷壁；7－省煤器；8－過(guò)熱器2/24/2025103強(qiáng)制循環(huán)鍋爐特點(diǎn)類(lèi)型：控制循環(huán)鍋爐、直流鍋爐、復(fù)合循環(huán)鍋爐除在自然循環(huán)的根底上依靠水與汽水混合物之間密度差以外，還在下降管和上升管之間裝有循環(huán)泵，提高循環(huán)回路的流動(dòng)壓力直流鍋爐無(wú)汽包，蒸發(fā)受熱面中工質(zhì)的流動(dòng)是依靠給水泵的壓頭來(lái)完成，給水一次通過(guò)加熱、蒸發(fā)受熱面，工質(zhì)均為強(qiáng)制流動(dòng)2/24/2025104直流鍋爐〔豎管水冷壁〕KWU990045e22/24/2025105直流鍋爐有以下特點(diǎn)：直流鍋爐給水泵壓頭比汽包鍋爐的高，流動(dòng)阻力那么完全由給水泵壓頭克服，給水泵電耗相應(yīng)也較大，但直流鍋爐可不受工質(zhì)壓力的限制，直流鍋爐水冷壁允許有較大的壓力降。運(yùn)行特性和汽包鍋爐有明顯的差異。直流鍋爐在結(jié)構(gòu)上雖然有省煤器、水冷壁和過(guò)熱器，但在運(yùn)行工況下，水、汽水混合物、過(guò)熱汽的分界點(diǎn)在受熱面上的位置隨不同工況而變化2/24/2025106復(fù)合循環(huán)鍋爐復(fù)合循環(huán)鍋爐是在直流鍋爐和控制循環(huán)鍋爐的根底上開(kāi)展起來(lái)的，適合亞臨界和超臨界參數(shù)，它依靠鍋水循環(huán)泵的壓頭使局部工質(zhì)在水冷壁中進(jìn)行再循環(huán)。2/24/2025107水循環(huán)系統(tǒng)部件(1〕汽包2/24/2025108汽包特點(diǎn)汽包是鍋爐的加熱、蒸發(fā)、過(guò)熱三個(gè)過(guò)程的連接樞紐。汽包中存有一定的汽、水，因而它有一定的蓄熱能力。在負(fù)荷變化時(shí)起蓄熱器和蓄水器的作用，可以減緩汽壓變化的速度。汽包中設(shè)有蒸汽凈化裝置，它可保證蒸汽品質(zhì)汽包上還裝有壓力表、水位計(jì)和平安閥等，從而保證鍋爐的平安工作。2/24/2025109〔2〕下降管2/24/2025110〔3〕聯(lián)箱2/24/2025111三.鍋內(nèi)裝置及其蒸汽凈化

1、根本概念蒸汽污染：蒸汽中含有雜質(zhì)的現(xiàn)象稱(chēng)為蒸汽污染。排污：從鍋爐中放出局部鍋水并補(bǔ)充局部新鮮給水的方法叫排污。2、解決方法在汽包內(nèi)安裝汽水別離設(shè)備，可提高蒸汽品質(zhì)2/24/2025112汽包內(nèi)部裝置1－汽包；2－旋風(fēng)別離器；3－給水管；4－清洗裝置；5－百葉窗別離；6－均汽孔板定期排污是定時(shí)地從鍋爐水冷壁的下聯(lián)箱排放出局部鍋水的方法。連續(xù)排污的目的是不斷地排除鍋水中溶解的局部鹽類(lèi)物質(zhì)。鍋爐連續(xù)排污不僅是工質(zhì)損失，而且伴有熱量損失。2/24/2025113第五節(jié)鍋爐的主要輔助設(shè)備及系統(tǒng)鍋爐的輔助設(shè)備較多，顯然有些設(shè)備不直接屬于電廠鍋爐車(chē)間管理，但都是鍋爐的輔助設(shè)備。它們有：煤粉制備系統(tǒng)；鍋爐通風(fēng)系統(tǒng)；煙塵處理系統(tǒng)；鍋爐水處理系統(tǒng)；燃料運(yùn)輸系統(tǒng)；除灰系統(tǒng)；給水系統(tǒng)和供水系統(tǒng)等。

已在第三章介紹2/24/2025114一.煤粉制備系統(tǒng)1.煤粉的性質(zhì)良好的流動(dòng)性可以很方便地用管道進(jìn)行輸送易發(fā)生自燃煤粉與空氣的接觸外表積很大，如果長(zhǎng)期積存，很容易發(fā)生自然而引起氣粉混合物爆炸。運(yùn)行中要防止管道積粉。煤粉細(xì)度煤粉越細(xì)，燃燒越易完全，但制粉系統(tǒng)所消耗的廠用電就要增多。2/24/2025115煤粉細(xì)度采用具有標(biāo)準(zhǔn)篩孔尺寸的篩子來(lái)測(cè)定。假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)篩孔邊長(zhǎng)〔孔徑〕為x〔微米〕，煤粉經(jīng)篩分后，過(guò)篩量為b，篩余量為a，那么該煤粉的細(xì)度Rx為：對(duì)確定的篩子言，Rx愈小，說(shuō)明煤粉愈細(xì)。2/24/20251162.磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)主要設(shè)備，其作用是將具有一定尺寸的煤塊枯燥、破碎并磨制成煤粉。磨煤機(jī)分類(lèi)〔轉(zhuǎn)速〕低速磨：15~25r/min,如：筒式鋼球磨中速磨：50~300r/min,如：中速平盤(pán)磨、中速球式磨或E型磨、中速碗式磨、MPS磨等高速磨：500~1500/min,如：風(fēng)扇磨、錘擊磨2/24/2025117中速磨煤機(jī)〔輾輥式〕2/24/20251183．制粉系統(tǒng)制粉系統(tǒng)有直吹式和中間儲(chǔ)倉(cāng)式兩類(lèi)。直吹式制粉系統(tǒng)是將磨煤機(jī)磨制的煤粉直接送入爐膛燃燒，因此要求磨煤量必須與鍋爐燃煤量一致，配用中速磨煤機(jī)或風(fēng)扇式磨煤機(jī)中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)，先將磨制的煤粉儲(chǔ)存在煤粉倉(cāng)里，然后再根據(jù)鍋爐負(fù)荷的需要，經(jīng)給粉機(jī)將煤粉送入爐膛，這種系統(tǒng)一般配用筒式鋼球磨煤機(jī)。2/24/20251194.制粉系統(tǒng)的其他部件

粗細(xì)粉別離器整體外觀、給粉機(jī)外觀2/24/2025120二.鍋爐通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)的作用供給燃料燃燒所需要的空氣，排走燃料燃燒所生成的煙氣，維持鍋爐燃燒連續(xù)不斷進(jìn)行。通風(fēng)方式有兩種：自然通風(fēng)和強(qiáng)制通風(fēng)。通風(fēng)設(shè)備：送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、煙風(fēng)道、煙囪等2/24/2025121通風(fēng)方式1．自然通風(fēng)在煙囪高度范圍內(nèi)，冷、熱氣流的密度差產(chǎn)生的自生吸力，稱(chēng)為自然通風(fēng)。煙囪越高那么通風(fēng)能力越大。只適用于流動(dòng)阻力很小的小容量鍋爐2．強(qiáng)制通風(fēng)采用專(zhuān)門(mén)的通風(fēng)機(jī)械來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制通風(fēng)，強(qiáng)制通風(fēng)有負(fù)壓通風(fēng)、正壓通風(fēng)和平衡通風(fēng)三種形式。平衡通風(fēng)是電站鍋爐中應(yīng)用最廣泛的一種通風(fēng)方式2/24/2025122電廠鍋爐平衡通風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)機(jī)向鍋爐送入燃料燃燒需要的新鮮空氣；引風(fēng)機(jī)將燃燒后的煙氣吸出并送往煙囪，排入大氣。2/24/2025123通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備送風(fēng)機(jī)2/24/2025124鍋爐引風(fēng)機(jī)2/24/2025125三．煙塵處理系統(tǒng)2/24/2025126除塵系統(tǒng)設(shè)備2/24/2025127靜電除塵器除去煙氣中的飛灰，減小對(duì)環(huán)境的污染。目前常用種類(lèi)：靜電除塵器、布袋除塵器。水膜除塵器由于除塵效率太低〔88～90％〕已被淘汰。2/24/2025128靜電除塵器除塵原理靜電除塵器利用電暈放電，使氣體中的塵粒帶有電荷，通過(guò)靜電作用使其從氣體中別離出來(lái)通常負(fù)極稱(chēng)為放電極或電暈極，正極為集塵極。2/24/2025129當(dāng)放電極電壓到達(dá)數(shù)萬(wàn)伏或十幾萬(wàn)伏時(shí)，產(chǎn)生電暈，煙氣發(fā)生電離，產(chǎn)生大量的離子和電子。負(fù)離子和電子在電場(chǎng)的作用下向正極移動(dòng)。途中和煙氣中浮懸的塵?；ハ嘧矒魧㈦姾蓚鹘o塵粒，從而使帶電的塵粒向正極運(yùn)動(dòng)，并沉積在集塵極上。當(dāng)集塵極上的灰層到達(dá)一定厚度時(shí)，振擊電極板，使灰落入灰斗中。靜電除塵器的除塵效率可達(dá)99.9％。靜電除塵器除塵原理2/24/2025130靜電除塵器結(jié)構(gòu)靜電除塵器的特點(diǎn)是體積龐大、造價(jià)高昂。2/24/20251312/24/2025132脫硫方法2/24/2025133生成氮氧化物的途徑2/24/2025134氮氧化物減少排放的方法2/24/2025135四．鍋爐水處理系統(tǒng)保證一定數(shù)量和品質(zhì)的水的循環(huán)鍋爐運(yùn)行時(shí)只要在短時(shí)間里存水量缺乏或汽水品質(zhì)惡化，都會(huì)給熱力設(shè)備帶來(lái)極大的危害，從而影響正常發(fā)電或供熱。2/24/20251361．天然水中的雜質(zhì)天然水中的雜質(zhì)按顆粒大小不同可以分為懸浮物、膠體和溶解物質(zhì)三大類(lèi)。懸浮物是顆粒直徑約在10-4

mm以上的雜質(zhì)，是使水產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象的主要原因。膠體是顆粒直徑在10-6～10-4

mm之間的微粒雜質(zhì)，是許多分子和離子的集合體，是使水產(chǎn)生色、味、臭的主要原因之一。有機(jī)膠體還會(huì)引起鍋水發(fā)泡，當(dāng)濃縮到一定程度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生汽水共騰。溶解物質(zhì)主要是離子和一些溶解氣體，其顆粒直徑≦10-6

mm。天然水中的離子雜質(zhì)幾乎都是無(wú)機(jī)鹽溶于水后電離形成的。其中陽(yáng)離子主要有Ca2+、Mg2+、Na+、K+、此外還含有少量的Fe2+、Mn2+、NH4+等；陰離子主要有HCO-、SO42－、Cl－三種，此外還含有少量HSiO3-、CO3-及NO-等。2/24/20251372．常用水質(zhì)指標(biāo)2/24/20251383．鍋外水處理工藝鍋外水處理系統(tǒng)包括預(yù)處理和后階段處理兩局部組成經(jīng)沉淀和過(guò)濾處理除去水中懸浮物、膠體雜質(zhì)和有機(jī)物的工藝過(guò)程稱(chēng)為水的預(yù)處理將預(yù)處理后的水進(jìn)一步處理到滿(mǎn)足補(bǔ)給水水質(zhì)的要求，稱(chēng)為后階段處理后階段處理分為軟化和除鹽兩種工藝軟化是將水中高價(jià)的金屬離子〔如Ca2＋、Mg2＋〕去掉，讓硬水變?yōu)檐浰６}那么是將水中所有金屬陽(yáng)離子和陰離子全部除去的工藝。通過(guò)采用離子交換，將水中各種陽(yáng)離子交換成H＋，各種陰離子交換成OH－，然后中和成為水。2/24/20251394．鍋內(nèi)水處理工藝向鍋內(nèi)的水加藥，使其剩余的鈣、鎂等雜質(zhì)不產(chǎn)生水垢，而形成水渣，再通過(guò)定期排污排除，這種方法叫做鍋內(nèi)水處理鍋內(nèi)水處理一般采用磷酸鹽處理或者協(xié)調(diào)pH－磷酸鹽處理鍋水中的鈣、鎂離子與磷酸根化合，生成更難溶的磷酸鈣和磷酸鎂沉淀物，這些沉淀物不易粘附在鍋爐受熱面上，而是以流動(dòng)性很好的水渣形式存在，可借鍋爐排污水排出，從而到達(dá)防止鈣鹽水垢〔CaSO4、CaSiO3等〕的目的。同時(shí)，參加的磷酸鹽可在鍋爐管壁外表上生成磷酸鹽保護(hù)膜，防止鍋爐金屬腐蝕。2/24/2025140第六節(jié)典型鍋爐及其平安附件一．典型鍋爐及其特點(diǎn)2/24/2025141125MW級(jí)鍋爐125