300MW亚临界机组锅炉设备及运行.ppt

,300MW亚临界机组锅炉设备及运行,1.1电站锅炉的地位和作用,描述：火力发电厂的三大主机是锅炉、汽机、发电机，完成了电厂能量转换过程。,锅炉整体外观,锅炉的作用：,通过燃烧，将燃料的化学能转变为热能，并利用热能将管道内的水加热成具有一定压力和温度的过热蒸汽，供汽轮机使用。,1 锅炉的构成：,锅炉本体受热面结构示意,2 锅炉组成： .本体设备：由锅筒、受热面及其连接管道、炉 膛、燃烧器和空气预热器（包括烟道和风 道），构架（包括平台和扶梯），炉墙和 除渣设备等组成的整体。其中：“炉”指与燃烧有关的煤、风、烟气系统，称燃烧系统。“锅”指与汽水有关的受热面和管道系统，称汽水系统。.辅助设备：由送、引风机、给煤机、磨煤机、排 粉机、除尘器及烟囱等组成。3 电站锅炉工作过程 动画,电厂锅炉设备的组成：,锅炉本体：,锅炉工作过程：,给粉机,磨煤机,给煤机,煤粉,过热器,汽包,再热器,水冷壁,炉膛,省煤器,燃烧器,送风机,空预器,除尘器,引风机,烟囱,下降管,水冷壁下联箱,水平烟道,尾部烟道,4 电站锅炉的规范、型号锅炉的规范：1.锅炉容量：常用最大连续蒸发量表示。定义：锅炉在额定蒸汽参数（压力、温度）、额定给水温度并燃用设计燃料，能安全连续运行时每小时的最大连续蒸发量，简称BMCR。单位：t/h 或kg/s。如：国产300MW机组锅炉容量为1025 t/h 。2.锅炉蒸汽参数：指锅炉过热器出口处的过热蒸 汽额定压力和额定温度。 用P、t表示,单位为MPa, 。3.给水温度：给水进入省煤器入口处的温度,国产锅炉的型号：电站锅炉型号由三部分组成，其形式如下：例：HG1025/18.3M003，表示哈尔滨锅炉厂制造的，最大连续蒸发量1025t/h，介质出口压力为18.3MPa的电站锅炉，设计燃料为煤，第三次变型设计。,5 锅炉的主要类型描述：锅炉主要分类有7种分类法，按容量、按过 热蒸汽参数、按燃用燃料、按燃烧方式、 按排渣方式、按工质的流动方式、按燃烧 室分。特点：电站锅炉较多采用大容量、高参数、煤粉 锅炉。,典型锅炉示意：,锅炉本体组成示意图：,过热器,汽包,再热器,水冷壁,炉膛,省煤器,燃烧器,空预器,下降管,水冷壁下联箱,水平烟道,尾部烟道,1500,第一章 火电厂锅炉综述,第一节 火电厂锅炉的类型 按蒸汽压力分； 低压 P1.27 MPa 中压 P = 2。453。8 MPa 高压 P = 9。8 MPa 超高压 P = 13。7 MPa 亚临界压力 P = 16。718。6 MPa 超临界压力 P 22。1 MPa,一、火电厂锅炉的容量和参数 亚临界压力自然循环及控制循环锅炉的容量和参数见表1-1直流锅炉及低倍率循环锅炉的容量和参数如表1-2所示,二、火电厂锅炉的类型 1、按燃烧方式来看，国内现有的300、600MW 级亚临界参数锅炉主要有三种技术形式：第一种是四角切圆燃烧方式四角燃烧锅炉多数 采用摆动式燃烧器调节再热汽温，也可采 用烟气挡板和其他调温方式，第二种是对冲燃烧方式， 对冲燃烧锅炉采用旋流 式燃烧器，多数采用烟气挡板调节再热汽温。 第三种是W型火焰燃烧方式。,2、按循环方式来看：主要有四种形式：自然循 环；控制循环；复合循环或低倍率循环方 式；纯直流方式。 四角燃烧锅炉的循环方式趋于多样化，上述四种 形式都占相当数量。对冲燃烧锅炉，多数采用自然循环方式。,5、按工质的流动方式分：自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉。,自然循环炉,强制循环炉,直流锅炉,给水泵,省煤器,汽包,下降管,联箱,蒸发器,过热器,循环泵,循环倍率：单位时间进入水冷壁的给水量与生成的蒸汽量之比。（自然循环炉为4-30；强制循环炉为4-8；直流炉为1）,3、按受热面系统布置来看， 对于采用摆动式燃烧器调温的锅炉，除了水平烟道和尾部烟道的贴墙管过热器外，烟道中的主受热面系统布置大致上形成了两种形式：一种是过热器和再热器都采用辐射 对流式的系 统：另一种是过热器采用辐射对流式的系统， 再热器采用对流式系统。,4、从锅炉炉型结构看，有型布置、倒U 型布置、塔型布置、W型火焰炉型布置。5、从工作参数看，目前发展的主要是亚临 界和超临界参数机组。,第二节 自然循环锅妒,一、采用对冲燃烧方式的300MW自然循环锅炉 图1-1是北京巴威公司采用Bw技术设计制造的亚临界压力300MW锅炉。采用双调风旋流式燃烧器对冲燃烧、自然循环、烟气挡板调温方式。炉膛由膜式水冷壁组成。炉膛的宽度、深度、高度(前后墙水冷壁下联箱到顶棚管中心线的距离)分别为13350、 12300、46400。燃用山西 晋中贫煤，炉膛容积热负荷为440.2×10kj/(m3h)， 炉膛断面热负荷为18.24×106。kJ(m2h)。 在炉膛的前后墙各布置三层双调风旋流式燃烧器每层四只，共24只。燃烧器射出的煤粉气流对冲燃烧，形成双 “L”，形火焰。,板,双调风旋流式燃烧器对冲燃烧、自然循环 ，烟气挡板调温 前后墙各布置三层双调旋流式燃烧器每层四只，共24只,水冷壁管总数为680根，内螺纹管和光管 ，4根大直径下降管 ，供水分配管92根 ，汽水引出管124根,水冷壁管总数为680根，管子节距为75mm管子规格为60mm x 7mm的内螺纹管和60mm×7.5mm 的光管，管子材料为20G。4根大直径下降管分别布置在汽包的两端封头下部和汽包底部靠近端头的部位。汽包封头部位的下降管规格为4572mm×50mm，汽包底部的下降管规格为5334mm ×55mm。供水分配管92根，133mm×l6mm，20G。汽水引出管124根123mm×16mm。20G。,炉膛上部布置屏式过热器，折焰角上部布置高温过热器。 水平烟道末端布置高温再热器，尾部竖井由分割墙分成前后两个烟道，前部布置低温再热器，后部布置低温过热器和省煤器。 在两个分烟道底部设置烟气挡板，两个烟道在挡板后部又合并在一起，又经两个烟道引入两台回转式空气预热器。,一级过热器布置在尾部竖井烟道的后部，由三个水平管组和一个垂直管组组成。 水平管组的管子外径为51mm，壁厚为68mm、，材质为20G、15CrMo及部分12CrlMoV，3管圈并绕，沿炉宽布置118片，管组横向节距为Sll125mm，由省煤器管悬吊。垂直布置的出口管组由5lmm × 8mm，12 CrlMoV，S1225mm六管圈并绕，沿炉宽布置8片，分前后两束布置。,大屏过热器位于炉膛上部，由外径5lmm，壁厚69mm，材质15CrMo 、12CrlMov、12Cr2MoWVTiB及部分壁厚7.5mm的SA213TP304H钢管组成，36管圈并绕S11350mm，分前后两束，沿炉宽布置8片。采用大节距布置可增强受热面的辐射传热能力，并防止相邻管屏搭接渣桥。 为保证管屏横向节距，从大屏入口联箱引出两根5lmm的管子伸进炉膛，在管组下部将8片屏固定，定位管引出顶棚后直接进入二级过热器出口集箱。,二级过热器布置在折焰角上方，由后屏和高温过热器两个管组组成。后屏管组由管径5lmm，壁厚69mm，15CrMo 、12CrlMov、 12Cr2MoWVTiB等材质的钢管组成。14管圈并绕，沿炉宽布置22片，S1600mm，顺流传热。 后屏过热器的固定装置是一根从进口联箱引出的5lmm 的管子，此管出顶棚后进入二级过热器出口联箱。 高温过热器管组由外径5lmm，壁厚8一10mm，12CrlM0v、12Cr2MoWVTiB和部分壁厚75mm的SA-213TP304H钢管组成。7管圈并绕，S1300mm，出口管束的蒸汽温度较高，为了减少辐射热量，保护高温管束，故将出口管束央在中间。高温过热器管组沿炉膛宽度布置22片。,过热汽温的调节采用两级喷水减温,第一级减温器布置在一级过热器和大屏过热器的连接管道内二级减温器布置在大屏过热器出口联箱和后屏过热器进口联箱之间。 低温再热器有四个水平管组。由60mm× 5mm，20G和少量15CrMo钢管组成，S1115.2mm，4管圈并绕，沿炉宽布置118片。 过渡管组内60mm× 45mm、15CrMo钢管组成，Sl225mm，8管圈并绕，沿炉宽布置59片，与垂直布置的高温再热器相连。,高温再热器由直径60mm，壁厚456mm的15CrMo、12CrlMov、SA213T22、12Cr2MowTiB、SA213TP304H钢管组成，Sl225mm，8管圈并绕，沿炉宽布置59片。 低温再热器最下方的一组管束与高温再热器烟气进口处的一组对应连接，其余依次连接。,省煤器布置在尾部竖井烟道的一级过热器之后，与烟气流成逆流布置。水平管组由51mm× 6mm，20G组成，S1l125mm 二管圈并绕沿炉宽布置118片，由水平管组向上延伸的两排垂直悬吊管由60 ×9mm，15CrMo、的钢管组成，穿过顶棚，分别进入省煤器前后上联箱。给水由给水管道从锅炉左侧引入省煤器下联箱、省煤器出口水经出口联箱由左右两根导水管引入汽包。 空气预热器为三分仓回转式，转子直径为l0330mm。,前墙布置（L）,两侧布置（双L）,炉底布置,炉顶布置,前墙布置：L形火焰，火焰长度大，但充满程度差，气流冲刷后墙水冷壁，易引起结渣。,双侧布置：双L形火焰，火火焰在炉膛中心处对撞，能改善燃料的着火和燃烧。,DG1000MW超超临界对冲燃烧锅炉图,新疆库车锅炉：厂 家：北京巴布科克·威尔科克斯有限公司型 号：B&WB-1192/17.5-M型 式：亚临界、自然循环、单汽包、单炉膛、一次中间再热、平衡通风、紧身封闭、全钢构架（主副双钢架）、固态排渣、前后墙对冲燃烧、煤粉炉，空气预热器采用三分仓回转式预热器。燃烧器：前后墙对冲，低氮燃烧器。汽温调节方式：过热蒸汽，两级喷水减温；再热器采用尾部烟道挡板调温。,二、采用四角燃烧方式的300Mw自然循环锅炉 图1-2是东方锅炉厂根据CE技术设计制造的亚临界压力300Mw锅炉，采用四角切圆燃烧、自然循环、摆动式燃烧器调温方式。炉膛的宽、深、高分别为13335mm、12829mm、54300mm，燃用西山贫煤和洗中煤的混煤。炉膛容积热负荷为389×l03kj(m3h)，炉膛断面热负荷为1713×106kj(m2h)。在炉膛四角布置4只摆动式直流燃烧器，燃烧器有6层一次风喷口，4层油喷口，6层二次风喷口，气流射出喷口后，在炉膛中央形成700mm和l000mm的两个切圆 。,炉膛四壁由膜式水冷壁组成，水冷壁管内螺纹管和光管组成，662根管子分为24组，前后墙和两侧墙各布置6组，与6根大直径下降管连接，形成6个独立的循环回路。 锅炉的顶棚、水平烟道的两侧墙、尾部竖并烟道都由过热器管包覆。 在炉膛上部的前墙和部分两侧墙水冷壁的向火面上紧贴壁式再热器，前墙布置239根，两侧墙各布置122根，节距508mm，切角处不布置。,炉膛上部空间悬吊着大屏过热器和后屏过热器，大屏过热器采用大节距布置，相邻两片屏的间距为27432mm，纵向节距为61mm，沿炉宽布置4片。为了减小热偏差，每片屏分4个小屏14管圈并绕。后屏过热器的横向节距为6858mm，纵向节距为64mm，13圈并绕，沿炉宽布置19片。 折焰角上部的水平烟道中布置中温再热器，管子横向节距为4572mm，纵向节距为70mm，14管圈并绕，沿炉宽布置29片。,高温再热器布置在中温再热器之后的水平烟道中，其横向节距为2286mm，纵向节距120mm共64片，7管圈并绕。 高温过热器位于水平烟道的末端，共84片，横向节距为17145mm，纵向节距为102mm6管圈并绕。 锅炉尾部竖井烟道中布置低温过热器，沿炉宽布置102排，由三个水平管组和一个垂直管组组成横向节距为130mm，纵向节距为114mm，5管圈并绕。,省煤器布置在低温过热器之后，横向排数为92排，顺列布置，横向节距为128mm，纵向节距为102mm，三管圈并绕。 锅炉配置两台三分仓空气预热器，转子直径10320mm。 过热汽温的调节采用三级喷水减温。第一级布置在低温过热器和大屏过热器的连接管道上，第二级布置在大屏出口联箱和后屏进口联箱的左右连接管道上第三级布置在后屏出口联箱和高温过热器左右连接管道上。 一级喷水用于粗调，当高加切除时，喷水量剧增，此时应增大一级减温水量防止大屏和后屏以及高温过热器超温。二级喷水作为微调和调节过热汽温的左右偏差。二级喷水作为备用。,为了保证管屏间距和管子的自由膨胀在管屏间设置定位管和滑块，定位管由蒸汽冷却。 锅炉各部分受热面的材料见表13。,三、FW300MW级W型火焰锅炉 FW300MW级W型火焰锅炉是我国东方锅炉厂采用引进技术生产制造的亚临界自然循环锅炉，见图1-3。 由图可见，W火焰炉膛是由下部燃烧室和上部冷却室所组成下部燃烧室容积扩大将近一倍左右，燃料燃烧过程基本上是在下部燃烧室内完成的。上下炉膛之间有一缩腰，燃烧器布置在缩腰上，煤粉气流从缩腰处的拱顶上向下喷射并着火燃烧、到达炉膛下部后，煤粉重量减轻，此时火焰受到分级风的托起作用，向上转折流动，在下部燃烧室内形成w型火焰：对于低反应燃料，上部冷却室实际上也可充当燃尽室的作用。因此缩腰位置不仅对燃尽起重要作用，而且严重影响着锅炉汽温特性和结渣程度。,汽包顶棚过热器一路引入后包墙由上向下流前包墙中隔墙低过 另一路蒸汽引入侧包墙水平烟道由下向上流中隔墙低过大屏过热器高温级过热器,蒸汽流程：蒸汽从汽包经30根连接管（133mm ×16mm，SA-106B)进入顶棚入口联箱，通过顶棚过热器(389根42mn× 6mm，15 CrMo)进入顶棚出口连箱。此后蒸汽分为两路引出。 一路蒸汽向下流入热回收区的后包墙过热器。向下流动到后墙出口联箱，经80根导汽管(76mm×9mm，SA210C) 进入的包墙下联箱，向上流动到前包墙上联箱，再通过24根连接管(4133mmx16mm，SA-106B)进入中隔墙过热器上联箱。,另一路蒸汽由18根连接管(133mm×16mm，SAl06B)引入热回收区侧包墙上联箱，向下流动到下联箱，再通过12根连接管(133mm ×16mm，SAl06B)引至水平烟道下联箱，向上流动到上联箱，然后由12根连接管(133mmx×16mm，SAl06B)引至中隔墙上联箱。两路蒸汽在中隔墙上联箱汇集后，沿中隔墙向下流动到低温级过热器进口联箱。 为了避免蒸汽在顶棚及热回收区向下流动的过程中可能出现分配不均和多值性现象，在蒸汽向下流动的进口处均装设节流圈。,蒸汽从低温过热器进口联箱之后的流程为；低温级过热器大屏过热器高温级过热器。 低温过热器位于尾部竖井后烟道内，主要吸收对流热。由三部分水平管组和一组垂直管段组成。 屏式过热器位于炉膛上部，主要吸收辐射热。高温过热器位于折焰角上部的烟道内，既吸收辐射热，又吸收对流热。,过热汽温的调节采用两级喷水减温。第一级减温器布置在低温过热器出口联箱和屏式过热器进口联箱之间的连接管道上。左右侧各一只，每只减温器有两个喷嘴，一个为大流量喷嘴，另一个为小流量喷嘴，每个喷嘴的喷水量由调节阀控制。 第二级减温器布置在大屏过热器出口至高温过热器之间。减温器形式与第一级相同，但在喷嘴前沿蒸汽流动方向上设有节流孔板。 再热器为对流式，低温级再热器布置在尾部竖井的前烟道中，高温再热器布置在水平烟道末端，两级再热器之间直接由过渡管相连接，以减小流动阻力。 再热汽温的调节采用烟气挡板，并设事故喷水减温。,第三节 控制循环锅炉,一、300MW控制循环锅炉 图1-5表示了上海锅炉厂按CE技术设计制造的300Mw控制循环锅炉的整体布置。其受热面布置与自然循环锅炉大致相同，不同的是水循环系统中增加了循环泵和水冷壁管径减小。因此，本章不再对其受热面布置进行叙述，仅介绍炉水循环泵及其工作系统。,循环泵,泵与电机结合成一体，避免了泵的泄漏，配有冷却水系统,KSB型球体内腔大，结构比较笨重。但泵壳体壁薄，热应力较小。,Tyler型结构比较紧凑,图1-6(a)为德国KSB泵的剖视图，图1-6(b)为英国Tyler泵的剖视图。 循环泵结构的主要待点是将泵的叶轮和电机转子装在同一主轴上，置于相互连通的密封压力壳体内，使泵与电机结合成一体，避免了泵的泄漏问题。电机运行中产生的热量由高压冷却水带走，因此，泵体内的电机必须配有冷却水系统；从图l-6中可以看出，两种泵的出口管结构不相同，KSB型泵出口管两侧沿径向对称布置，泵壳为球体，球体内腔大，与叶轮流向不吻合，结构比较笨重。但泵壳体壁薄，热应力较小。Tyler型泵出口管两侧切向市置，泵壳体内腔与叶轮流向紧密吻合，结构比较紧凑。,二、600MW控制循环锅炉 图1-7是由哈尔滨锅炉厂采用CE技术制造的600MW亚临界控制循环锅炉，采用四角燃烧摆动式直流燃烧器调温方式：炉膛宽、深、高度分别为18542m、16432m、65354m。燃用烟煤，断面热负荷为564×106Wm2，容积热负荷力9625×103Wm3。 600MW控制循环锅炉的受热面系统布置类似于300MW控制循环锅炉,第四节 直 流 锅 炉,一、超临界压力600Mw锅炉 600MW超临界压力锅炉为型布置，如图1-8所示。炉膛下部螺旋管圈水冷壁，炉膛上部布置垂直管屏水冷壁。 螺旋管圈水冷壁通过焊接在翅片管上的张力板悬吊于炉顶钢架上，螺旋管圈水冷壁的重量负载传递给张力板，再由张力板把重量负载均匀地传递给炉膛上部的垂直管屏，从而实现螺旋管圈的悬吊。,600Mw超临界锅炉水冷壁实现了全悬吊结构，因而可自由向下膨胀。 下辐射区和上辐射区水冷壁的连接部位称为过波段；过渡段的结构比较复杂如图1-10、图1-11所示。 沿烟气流程方向布置前屏过热器、后屏过热器、高温再热器、高温过热器、低温再热器、省煤器、两台三分仓空气预热器。,2. 水冷壁,采用螺旋管圈垂直管圈方式 对于超临界变压运行锅炉，螺旋管圈水冷壁是首先应用于超临界变压运行锅炉的水冷壁型式。 炉膛水冷壁采用螺旋管圈垂直管圈方式【即下部炉膛的水冷壁采用螺旋管圈（内螺纹管），上部炉膛的水冷壁为垂直】，保证质量流速符合要求。 水冷壁采用全焊接的膜式水冷壁 水冷壁采用一次中间混合联箱来实现螺旋管至垂直水冷壁管的过渡,过渡段水冷壁,螺旋水冷壁前墙、两侧墙出口管全部抽出炉外后墙出口管则是4抽1根管子直接上升成为垂直水冷壁后墙凝渣管，另3根抽出到炉外抽出炉外的所有管子均进入24根螺旋水冷壁出口集箱，由22根连接管从螺旋水冷壁出口集箱引入位于锅炉左右两侧的两个混合集箱（444.5×95，SA335P12）混合后，再通过22根连接管从混合集箱引入到24根垂直水冷壁进口集箱，然后由垂直水冷壁进口集箱引出光管形成垂直水冷壁管屏，垂直光管与螺旋管的管数比为3：1。这种结构的过渡段水冷壁可以把螺旋水冷壁的荷载平稳地传递到上部水冷壁。,中间过渡水冷壁,过渡段水冷壁厂内组装,600MW超临界参数锅炉的过热器和再热器的吸热比例比较大，约占工质总吸热量的46%左右，需要较多的过热器和再热器受热面。 为了增强摆动式燃烧器调节再热汽温的效果和增强传热，高温再热器受热面布置在靠近炉膛的部位。 过热汽温的调节是由煤水比进行粗调，两级喷水减温进行细调。 此外，对于本台锅炉，多层燃烧器的不同组合运行，也能调节过热汽温和再热汽温。 各受热面的金属材料和允许的最高工作温度见表14。,二、300Mw亚临界压力直流锅炉 图1-12是上海锅炉厂设计制造的300Mw亚临界压力直流锅炉 锅炉采用单炉膛结构，一次垂直上升、三级混合型水冷壁，烟气挡板调节再热汽温。炉膛宽度为13035m，炉膛深度为12195m、四角为45。切角，切角边长为0980m，冷灰斗下联箱至顶棚管中心线高度为52100m。炉膛容积热负荷为39678×103kj(m3h)，炉膛断面热负荷为1851×l06kj(m2h)，水冷壁平均热负荷为49496×l03kj(m2h)。平均质量流速为2020 kg(m2s)。采用直流式燃烧器、四角双切圆燃烧方式、两个切圆直径分别为730mm和886mm燃烧器喷口可上下摆动±15。,水冷壁由1396根管子组成节距为35mm、材料为20号碳钢膜式壁结构。冷灰斗采用22mm × 55mm光管，下辐射区和中辐射区采用22mm×55mm四头内螺纹管，下辐射区切角处采用下辐射区切角处采用22mm x 7mm四头内螺纹管，上辐射区采用22mm× 6mm光管。 水冷壁系统中还有过滤器、可调节流阀、混合器。 过滤器布置在省煤器出口的两根下降管底部，外径为426mm× 45mm，材料为12CrlMov，结构如图ll 3所示。其作用是由过滤器内部的不锈钢丝网将水中的杂质过滤掉。,在水冷壁下辐射区管屏进口管道中装设了52只可调节流阀。其作用是在水动力调整试验中调节水冷壁各管屏的流量，减小阻力偏差，按热负荷分布调节各水冷壁管屏的流量，改善水动力特性提高水冷壁的安全性。 混合器分别装在冷灰斗水冷壁出口级 、下辐射区水冷壁出口(级)和中辐射区水冷壁出口(级)，总数为10只。I级混合器2只简体直径为406mm×5mm，13Gmo44。结构如图115所示。级混合器4只，筒体直径为324mm× 40mm，13Gmo44；级混合器4只，简体直径为324mm× 40mm，13GM44。混合器的作用是：使上一级受热面中流出的汽水混合物得到充分混合，再均匀分配到下一级受热面中，以减小各水冷壁管屏间的温差,第二章 燃料及其燃烧特性,第一节 火电厂锅炉燃料的分类 火电厂锅炉是将燃料的化学能转换为蒸汽热能的设备。燃料：在工程上将加热至一定温度后能与氧发生 强烈的化学反应，并放出大量热量的碳氢 化合物和炭化物称为燃料。 燃料的种类和特性对锅炉的安全性和经济性有密切关系。在锅炉的设计和运行中，由于燃料的不同、锅炉受热面积的大小、炉膛高矮、燃烧器型式、空气预热器面积的大小、受热面的污染、磨损、腐蚀等情况均会不同。因此，研究燃料的分类和特性是非常必要的。,1、根据燃料在自然界所处的状态：可将燃料分为固体燃料、液体燃料和气体燃料。其中固体燃料主要以煤为主；液体燃料以重油和渣油为主；气体燃料以煤气为主。2、根据获得燃料的方法：可将直接从自然界取得未经工艺加工的燃料称为天然燃料，如原煤、原油及天然气。而将经过工艺加工后的木炭、焦炭和石油制品则称为人工燃料。3、根据用途：将用于炼焦、锻造和化工的焦结性好、含杂质少的燃料称为工艺燃料。对不适于做工艺燃料的锅炉燃用的燃料称为动力燃料。,我国的燃料政策是，尽量不烧油和天然气，电力工业以烧煤为主；尽量不使用工艺燃料；为减少运输，应尽量使用当地出产的煤；由于煤对环境的污染大于其他燃料，在使用过程中应尽量采取措施减少污染。 我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，占世界煤产量的25。1996年，我国煤炭产量达138亿t，而煤炭占我国一次能源消费量的75。我国煤炭资源相对较为丰富，分布也广，而石油和天然气资源相对不足，预计到21世纪中叶，我国能源消耗仍会以煤为主。,煤是由多种有机物和无机物混合组成的复杂的固体碳氢燃料。它是远古植物遗体随地壳的变动被埋入地下。长期在地下温度、压力较高的环境中，植物中的纤维素、木质素经脱水腐蚀，含氧量不断减少碳质不断增加，逐渐形成化学稳定性强、含碳量高的固体碳氢燃料。由于埋入地下深度和时间不同、地质作用的强弱不同，就会形成不同的煤种，即分为褐煤、烟煤和无烟煤三大类,国电库车发电有限公司二期（2×330MW）扩建工程2×1192t/h亚临界自然循环,1、锅炉运行方式带基本负荷并具有调峰运行能力。2、机组运行小时数 锅炉在投产后的第一年内年利用小时数大于6500小时，年运行小时数大于7500小时。机组可用率不低于98%。3、强迫停机率 锅炉运行一年后，强迫停机率小于2%，且能连续运行大于一年的时间。强迫停机率=强迫停运小时数/（运行小时数+强迫停运小时数）×100%。,4、锅炉型号、型式型号： B&WB-1192/17.5-M型式：亚临界、自然循环、单汽包、单炉膛、一 次中间再热、平衡通风、紧身封闭、全钢构 架（主副双钢架）、固态排渣、前后墙对冲 燃烧、煤粉炉，空气预热器采用三分仓回转 式预热器。,5、锅炉容量及主要技术参数,6、燃烧室（炉膛）,7、燃烧器,8、过热器,并联根数 6 3,九、再热器,十、省煤器,十一、空气预热器,十二、制粉系统型式及煤粉细度,中速磨煤机、冷一次风机、正压直吹式制粉系统。 每台锅炉配置5台中速磨煤机（每台中速磨煤机引出四根送粉管道，对应锅炉一层燃烧器一次风喷口），其中4台运行，1台备用。煤粉细度R90=23%。,十三、除灰渣方式,除渣系统采用风冷钢带排渣机+高位渣库系统的机械除渣方案：炉底渣经过渡渣斗及液压关断破碎装置落在风冷式钢带排渣机的输送钢带上，通过炉膛负压形成的流动自然冷风冷却成可以直接储存和运输的冷渣，进入碎渣机破碎后经斗式提升机输送至渣库，然后装车外运，渣库布置在锅炉房外。 本期工程省煤器灰斗下暂不设气力除灰系统，保留省煤器灰斗，预留接口。,第二节 煤的元素分析和工业分析,一、元素分析 全面测定煤中所含化学成分的分析叫元素分析。 根据分析，煤中元素达三十几种。一般将不可燃物质都归入灰分。这样，对燃烧有影响的成分包括：碳、氧、氧、氮、硫、灰分和水分，各化学元素成分用质量百分数表示，即 C十H十O十N十S十A十M100其中：C、H和部分S可燃，其余都不可燃,碳是煤中含量最多的可燃元素，也是发热量的主要来源。每千克纯碳的发热量为3.27×l04kj。煤中的碳一部分与氢、氧、氮和硫结合成挥发性 有机化合物，其燃点较低； 而其余呈单质状态的，为固定碳，其燃 点高，不易着火和燃尽，但发热量大。氢是煤中发热量最高的物质，完全燃烧时，纯氢的发热量为1.2×105 kJ/kg。氢燃点低，易点燃是有利元素。但煤中氢的含量较少，一般约占3一6。,C:一部分与H、O2、N和S结合成挥发性有机化合物，燃点低 易着火 单质状态称固定碳，其燃点高，不易着火，难燃尽,H:一部分与O2结合成稳定化合物不能燃烧 一部分存在于可燃有机物中称游离氧极易着火，燃烧 迅速，易燃尽,煤中的氧和氮是不可燃物质，其含量也较少。煤中的氮在高温条件下易生成污染大气的NOx，被视为有害元素。 硫虽然在燃烧时也放出热量，但其燃烧产物SO2和SO3会造成锅炉金属的腐蚀并污染大气。煤中的硫常以三种形式存在， 有机硫和硫化铁硫：前两种可燃，称为挥发硫，硫酸盐硫：后一种归入灰分。一般在计算含硫量时应采用全硫分。,O与N不可燃,有机硫与C、H、O等元素结合成化合物能燃烧 黄铁矿中硫（Fes) 能燃烧 硫酸盐中硫（与钙、镁等组成盐类）不能燃烧,煤中灰分和水分均为不可燃物质。灰分存在不仅使燃料发热量减少，而且影响燃料着火燃尽，也是造成积灰、结渣、磨损的主要因素。水分会使炉内温度下降，影响着火，并增大排烟热损失。还会加剧尾部受热面腐蚀和堵灰。 煤中的水分在自然干燥条件下失去的部分，称为外部水分，而剩余部分称为内部水分，两部分之和称为全水分。,A和M不可燃，有害杂质,二、工业分析 在一定的实验室条件下的煤样，分析得出水分、挥发分、固定碳和灰分这四种成分的质量百分数的过程，称为工业分析。 取lg左右的自然干燥后的煤粉样放入预先加热至145十5的干燥箱中，干燥lh后，试样质量减轻的量占原质量的百分数即为空气干燥基水分。此数值与外部水分值相加即为全水分：,将失去水分的煤样在隔绝空气条件下，放入920电炉中加热7min后，放入干燥器内冷却至室温后称重，可得出空气干燥基挥发分Vad，即Vad（GG1）/G×100Mad （21）式中 G原煤样质量，g， Gl加热以后剩余质量，g， Mad空气干燥基水分，。,挥发分是煤在加热过程中有机质分解而析出的 气体物质。组成：它主要是由各种碳氢化合物、氢、一氧化 碳、硫化氢等可燃气体组成的。 另外还有少量的氧、二氧化碳、氮等不可 燃气体。 随着碳化程度不同，挥发分的析出温度以及挥发分的含量也不同。由于挥发分燃点低，易于着火燃烧，对锅炉工作影响较大，其含量常做为煤的分类的重要依据。,焦碳：煤在失去水分和挥发分后剩余部分即为焦 碳它包括固定碳和灰分。灰分：将煤粉样放在高温炉中，按规定方法升温 至815±10 ，并加热1h，冷却至室温后 称重、剩余重量占原煤样重量的质量百分数 即为空气干燥基灰分的含量。固定碳：将原煤 样中水分、灰分、挥发分扣除 后，即为空气干燥基固定碳的质量百分数。 发电厂中均可做煤的工业分析。,三、煤的成分计算基准 由于煤中灰分和水分含量容易受外界条件的影响而发生变化，所以单位质量的煤中其他可燃物质的质量百分数也会随之而变化。即使足同一种煤，也会出现上述情况。因此，需要根据煤存在的条件或根据需要而规定的“成分组合”作为基准，才能正确地反映煤的性质。常用下列4种基准。 1收到基(原应用基) 以收到状态的煤为基准计算煤中全部成分的组合称为收到基，其个包括全部水分。收到基以下角标ar表示，即Car十Har十Oar十Nar十Sar十Aar十Mar100 (22),2空气干燥基(原分析基) 煤样在实验室规定温度下，自然干燥，失去外部水分后其余的成分组合便是空气干燥基，以厂角标ad表示，即Cad十Had十Oad十Nad十Sad十Aad十Mad100 (2-3) 3干燥基 以假想无水状态煤为基准，以下角标d表示。由于已无水分的影响，灰分含量百分数比较稳定、可用于比较两种煤的含灰量，即 Cd十Hd十O d十Nd十Sd十Ad100 (24),4干燥天灰基(原可燃基) 以假想无水、无灰状态的煤为基准，以下角标daf表示。 由于不受水分、灰分影响常用于比较两种煤中的碳、氢、氧、氮、硫成分含量的多少，即Cdaf十Hdaf十Odaf十Ndaf十Sdaf100 (2-5) 4种基准同样也可以用于煤的工业分析。元素分析成分和工业分析成分的关系如图2-l所示。,对同一种煤，各基准间可进行换算、其换算系数K如表2-l所示，换算公式为 xKxo (26) 表21中换算系数K不仅可以用于各基准间百分数的换算，也可以用于各基准发热量之间换算。 但是，不能用于水分间的换算。水分之间换算可用下式MarMfMad(100Mf) /100 (27)式中 Mf外部水分 。,四、煤的发热量 煤的发热量是指单位质量的煤在完全燃烧时放出的热量。在实际应用中，煤的发热量有高位发热量和低值发热量之分，发热量的单位目前用kjkg 。 当发热量中包括煤燃烧后所产生的水蒸气凝结放出的汽化潜热时，称为高位发热量，用Qgr表示。 当发热量中不包括水蒸气凝结放出的汽化潜热时，称为低位发热量，用Qnet表示。,现代大容量锅炉为防止尾部受热面低温腐蚀，排烟温度一般均在120以上，烟气中的水蒸气在常压下不会凝结，汽化潜热未被利用。因此，我国在锅炉的有关计算中采用低位发热量： 高位发热量与低位发热量之间的关系为Qar，netQar，gr一206Har十23Mar (2-8) 煤的高位发热量可由氧弹式量热仪先测得弹筒发热量Qad,b，再由下式换算为高位发热量,Qad,grQad,b一(95Sad,b十 Qad,b) (2-9)式中 Qad,gr空气干燥基高位发热量，kJ/kg Qad,b空气干燥基弹筒发热量，kJ/kg； Sad,b弹筒洗液中测得的含硫量，； 硝酸生成热的比例系数。 由式(2-9)得到的空气干燥基高位发热量，可根据表2-1的换算系数换算成收到基高位发热量，即Qar,grQad,gr×(100十 Mar)/ (100十 Mad),五、折算成分和标准煤 1折算成分 在锅炉的设计和运行中，为了更好地鉴别煤的性质，更准确地比较煤中硫、水分、灰分对锅炉工作的影响，常用折算成分的概念来考虑。规定每送入锅炉4182kj/kg热量(即1000kcal/kg)，带入锅炉的水分、灰分和硫分并用下列各式计算折算水分 Mzr,zsMar/Qar,net× 4182 (211)折算灰分 Azr,zsAar/Qar,net× 4182 (212),折算水分 Szr,zsSar/Qar,net× 4182 (213)当煤中的Mar,zs8时，称为高水分煤；当A ar,zs4时、称为高灰分煤；当Szr,zs02时，称为高硫分煤。,2标准煤 为准确地比较煤的消耗量，便于比较和管理，采用收到基发热量为29270kjkg(7000kcal/kg)的煤为标准煤。即可用下式计算标准煤耗Bb BbBQar,net / 29270kg/kg (2-14)式中 B电厂实际煤耗值。 在比较两个电厂的煤耗时，可用式(2-14)先折算为标难煤耗后再比较。,