发电厂-锅炉原理.ppt
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1、主主 讲:周讲:周 守守 军军山东建筑大学热能工程学院山东建筑大学热能工程学院2锅炉原理锅炉原理课程简介课程简介一、课程的性质和任务一、课程的性质和任务 本课程是热能与动力工程专业的主要专业课之一,通过本课程是热能与动力工程专业的主要专业课之一,通过本门课程的学习,使学生掌握锅炉的工作原理以及炉内和锅本门课程的学习,使学生掌握锅炉的工作原理以及炉内和锅内过程的基本理论;对锅炉结构和工作状况有一定的分析能内过程的基本理论;对锅炉结构和工作状况有一定的分析能力。培养训练学生具有一定的计算能力和实验技能,掌握锅力。培养训练学生具有一定的计算能力和实验技能,掌握锅炉机组安全,经济运行的基本知识,并为学
2、习热力发电厂、炉机组安全,经济运行的基本知识,并为学习热力发电厂、热工仪表等课程提供必要的专业知识。热工仪表等课程提供必要的专业知识。二、课程的教学内容二、课程的教学内容 以电站煤粉锅炉为主干,全面系统地阐述了锅炉的工作以电站煤粉锅炉为主干,全面系统地阐述了锅炉的工作原理:包括锅炉的构成和工作过程,锅炉用燃料,煤粉制备,原理:包括锅炉的构成和工作过程,锅炉用燃料,煤粉制备,燃烧基本理论及燃烧设备,各对流受热面的主要运行问题,燃烧基本理论及燃烧设备,各对流受热面的主要运行问题,各类型锅炉的水动力工况,蒸汽净化,锅炉机组的布置及热各类型锅炉的水动力工况,蒸汽净化,锅炉机组的布置及热力计算方法等。力
3、计算方法等。3锅炉原理锅炉原理课程简介课程简介三、考核形式三、考核形式 闭卷笔试闭卷笔试四、教材与参考书目四、教材与参考书目1 1锅炉原理锅炉原理,樊泉桂主编,中国电力出版社,樊泉桂主编,中国电力出版社,2008;,2008;2 2电站锅炉原理电站锅炉原理,容銮恩等合编,中国电力出版社,容銮恩等合编,中国电力出版社,1997,1997;3 3锅炉原理锅炉原理(第二版),周强泰主编,中国电力出版社,(第二版),周强泰主编,中国电力出版社,20092009;4 4锅炉原理锅炉原理,陈学俊、陈听宽主编,机械工业出版社。,陈学俊、陈听宽主编,机械工业出版社。4v 锅炉机组的工作过程及组成锅炉机组的工作
4、过程及组成v 锅炉机组的容量、参数锅炉机组的容量、参数v 锅炉的分类锅炉的分类v 锅炉的主要型式锅炉的主要型式 第一章第一章 概述概述56冷空气冷空气烟气烟气烟气烟气烟气烟气烟囱烟囱引风机引风机除尘器除尘器空气预热器空气预热器细微灰粒细微灰粒(二次风)(二次风)灰渣沟灰渣沟原煤原煤排粉风机排粉风机(一次风)(一次风)烟气烟气烟气烟气给煤机给煤机磨煤机磨煤机燃烧器燃烧器炉膛炉膛水平烟道水平烟道尾部烟道尾部烟道原煤原煤风、粉风、粉风、粉风、粉未燃煤粒未燃煤粒灰渣灰渣灰渣灰渣灰渣灰渣灰渣沟灰渣沟排渣装置排渣装置冷灰斗冷灰斗未燃煤粒未燃煤粒未燃煤粒未燃煤粒锅炉的工作过程及系统锅炉的工作过程及系统煤、风
5、、烟系统煤、风、烟系统7汽机主凝结水汽机主凝结水水水水水汽水混合物汽水混合物给水泵给水泵省煤器省煤器汽包汽包汽水分离器汽水分离器化学补充水化学补充水汽水混合物汽水混合物下降管下降管下联箱下联箱水冷壁水冷壁上联箱上联箱导汽管导汽管水水水水水水汽水混合物汽水混合物汽水混合物汽水混合物饱和蒸汽饱和蒸汽过热蒸汽过热蒸汽过热器过热器汽轮机调节级汽轮机调节级锅炉的工作过程及系统锅炉的工作过程及系统汽汽 水水 系系 统统8锅锅炉炉锅炉本体锅炉本体辅助设备辅助设备锅炉机组锅炉机组锅炉的组成锅炉的组成送风机、引风机、燃料供应送风机、引风机、燃料供应及制备、除灰、除渣、测量及制备、除灰、除渣、测量与控制等与控制等
6、锅炉的燃烧系统,用以完成煤的锅炉的燃烧系统,用以完成煤的燃烧过程。由炉膛、燃烧器、烟燃烧过程。由炉膛、燃烧器、烟道、炉墙构架等非承压部件组成道、炉墙构架等非承压部件组成锅炉的汽水系统,用以完成水变锅炉的汽水系统,用以完成水变成蒸汽的吸热过程。由汽包、下成蒸汽的吸热过程。由汽包、下降管、联箱、导管及各热交换受降管、联箱、导管及各热交换受热面等承压部件组成热面等承压部件组成9额额定定蒸蒸发发量量(BRL-boilerratedload)在在额额定定蒸蒸汽汽参参数数,额额定定给给水水温温度度和和使使用用设设计计燃燃料料,保保证证热热效率效率时所规定的蒸发量,单位为时所规定的蒸发量,单位为t/ht/h
7、(或(或kg/skg/s)注注:热热水水锅锅炉炉容容量量为为单单位位时时间间的的产产热热量量。单单位位为为MWMW(或或万大卡万大卡/时)时)最最大大连连续续蒸蒸发发量量(BMCR-boiler maximumcontinuousrating)在在额额定定蒸蒸汽汽参参数数,额额定定给给水水温温度度和和使使用用设设计计燃燃料料,长长期期连连续续运运行行所所能能达达到到的的最大蒸发量,单位为最大蒸发量,单位为t/ht/h(或(或kg/s kg/s)锅炉容量锅炉容量锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数10 在规定负荷范围内在规定负荷范围内长期连续运行长期连续运行应能保证的出应能保证的出口蒸汽参数。口蒸汽
8、参数。额定蒸汽压力额定蒸汽压力(对应规定的给水压力),单位(对应规定的给水压力),单位是是MPaMPa;额定蒸汽温度额定蒸汽温度(对应额定蒸汽压力和额定给水(对应额定蒸汽压力和额定给水温度),单位是温度),单位是0 0C C锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数额定蒸汽参数额定蒸汽参数11压力级别压力级别参参 数数锅炉容量锅炉容量BMCRBMCR(t/ht/h)发电功率发电功率(MWMW)蒸汽压力蒸汽压力(MPaMPa)蒸汽温度蒸汽温度()给水温度给水温度()中压中压3.93.94504501501501721723535,65651301306 6,12122525高压高压9.99.9540540
9、205-225205-225220220,4104105050,100100超高压超高压13.813.8540/540540/540220-250220-250420420,670670125125,200200亚临界亚临界16.8-18.616.8-18.6540/540540/540250-280250-2801025102520082008300300600600超临界超临界25-27.625-27.6545545545-545-605605605605267-302267-3021900-30331900-3033600600100010002525545/545545/545267-
10、277267-2771650-26501650-2650500500,800800锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数我国电站锅炉参数、容量系列我国电站锅炉参数、容量系列锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数亚临界压力自然、控制循环锅炉参数亚临界压力自然、控制循环锅炉参数机组功率机组功率300300300600600MWMWMWMWMWMW循环方式循环方式自然循环自然循环控制循环控制循环自然循环自然循环自然循环自然循环控制循环控制循环过热蒸汽流量过热蒸汽流量 MCR1025102510252026.82008再热蒸汽流量,再热蒸汽流量,t/h860834.8823.81704.21634过热蒸汽压力,过
11、热蒸汽压力,MPa18.218.318.318.1918.22再热蒸汽压力,再热蒸汽压力,MPa4/3.793.83/3.623.82/3.664.176/4.33.49/3.31锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数亚临界压力自然、控制循环锅炉参数亚临界压力自然、控制循环锅炉参数机组功率机组功率300300300600600MWMWMWMWMWMW过热蒸汽温度,过热蒸汽温度,540541540540.6540.6再热蒸汽温度,再热蒸汽温度,330/540322/541316/540313/540313.3/540.6给水温度,给水温度,276281278276278.33燃煤量,燃煤量,t/h13
12、6.61139.89122.6264.4269.9燃烧方式燃烧方式四角燃烧四角燃烧四角燃烧四角燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧四角燃烧四角燃烧锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数超临界、超超临界直流锅炉参数超临界、超超临界直流锅炉参数机组功率,机组功率,MW600500800500过热蒸汽流量过热蒸汽流量 MCR1900165026501650再热蒸汽流量,再热蒸汽流量,t/h161314812151.51481过热蒸汽压力,过热蒸汽压力,MPa25.4252517.46再热蒸汽压力,再热蒸汽压力,MPa4.77/4.574.15/3.93.86/3.624.21/4过热蒸汽温度,过热蒸汽温度
13、,541545545540锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数超临界、超超临界直流锅炉参数超临界、超超临界直流锅炉参数机组功率,机组功率,MW600500800500再热蒸汽温度,再热蒸汽温度,338/566295/545283/545333/540给水温度,给水温度,286270277255燃煤量,燃煤量,t/h-208336.5-燃烧方式燃烧方式四角燃烧四角燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧水冷壁型式水冷壁型式螺旋管圈螺旋管圈垂直管屏垂直管屏垂直管屏垂直管屏垂直管屏垂直管屏锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数国外超临界参数机组的发展方向国外超临界参数机组的发展方向主蒸汽压力,主蒸
14、汽压力,bar290305335400主蒸汽温度,主蒸汽温度,582582610700再热蒸汽压力,再热蒸汽压力,bar807493112再热蒸汽温度,再热蒸汽温度,580600630720循环热效率,循环热效率,%4749505255分类方式分类方式锅炉类型锅炉类型简要说明简要说明按出口工质按出口工质物态物态蒸汽锅炉蒸汽锅炉锅炉出口工质为蒸汽锅炉出口工质为蒸汽热水锅炉热水锅炉锅炉出口工质为热水锅炉出口工质为热水有机热载体炉有机热载体炉有机热载体(导热油)有机热载体(导热油)锅炉工质按锅炉工质按用途用途电站锅炉电站锅炉发电厂带动汽轮机发电发电厂带动汽轮机发电工业锅炉工业锅炉用于工业生产用于工业
15、生产生活锅炉生活锅炉用于日常生活用于日常生活按锅炉的燃按锅炉的燃烧方式烧方式火床炉火床炉采用火床燃烧方式采用火床燃烧方式室燃炉室燃炉采用火室燃烧方式采用火室燃烧方式流化床锅炉流化床锅炉采用流化床燃烧方式采用流化床燃烧方式旋风炉旋风炉采用旋风燃烧方式采用旋风燃烧方式锅炉的分类锅炉的分类18按燃料按燃料的种类的种类燃煤锅炉燃煤锅炉锅炉中使用的燃料为煤锅炉中使用的燃料为煤燃油锅炉燃油锅炉锅炉中使用的燃料为燃油锅炉中使用的燃料为燃油燃气锅炉燃气锅炉锅炉中使用的燃料为燃气锅炉中使用的燃料为燃气其他燃料其他燃料木材、垃圾木材、垃圾按工质按工质循环方循环方式式自然循环锅炉自然循环锅炉利用下降管与上升管之间的
16、介质密度利用下降管与上升管之间的介质密度差建立循环。差建立循环。控制循环锅炉控制循环锅炉主要依靠主要依靠锅水循环泵锅水循环泵的压头进行循环的压头进行循环直流锅炉直流锅炉给水靠给水泵的压头,给水靠给水泵的压头,一次一次通过锅炉通过锅炉各受热面产生蒸汽各受热面产生蒸汽低倍率复合循低倍率复合循环锅炉环锅炉依靠锅水循环泵将蒸发受热面出口的依靠锅水循环泵将蒸发受热面出口的全部或部分工质进行再循环的锅炉。全部或部分工质进行再循环的锅炉。分为:分为:全负荷复合循环锅炉和部分负全负荷复合循环锅炉和部分负荷复合循环锅炉荷复合循环锅炉锅炉的分类锅炉的分类19锅炉的分类锅炉的分类1 1给水泵给水泵2 2省煤器省煤器
17、3 3汽包汽包4 4下降管下降管5 5联箱联箱6 6蒸发受蒸发受热面热面7 7过热器过热器8 8循环泵循环泵9 9节流圈节流圈 20分类方式分类方式锅炉类型锅炉类型简要说明简要说明按燃烧室按燃烧室内的压力内的压力负压燃烧锅炉负压燃烧锅炉炉膛出口烟气静压小于大气压力炉膛出口烟气静压小于大气压力压力(和微正压力(和微正压)燃烧锅炉压)燃烧锅炉炉膛出口烟气静压大于大气压力炉膛出口烟气静压大于大气压力按排渣方按排渣方式式固态排渣锅炉固态排渣锅炉燃料燃烧后生成的灰渣呈固态排除燃料燃烧后生成的灰渣呈固态排除液态排渣锅炉液态排渣锅炉燃料燃烧后生成的灰渣呈液态从渣燃料燃烧后生成的灰渣呈液态从渣口流除口流除按锅
18、炉的按锅炉的蒸汽压力蒸汽压力低压锅炉低压锅炉不大于不大于2.45MPa 2.45MPa 中压锅炉中压锅炉2.94-4.90 MPa 2.94-4.90 MPa 高压锅炉高压锅炉7.84-10.8 MPa 7.84-10.8 MPa 超高压锅炉超高压锅炉11.8-14.7 MPa 11.8-14.7 MPa 亚临界锅炉亚临界锅炉15.7-19.6 MPa 15.7-19.6 MPa 超临界锅炉超临界锅炉绝对压力超过临界压力绝对压力超过临界压力22.1 MPa 22.1 MPa 锅炉的分类锅炉的分类21锅炉的分类锅炉的分类当压力升高到当压力升高到22.1MPa22.1MPa时,时,t t373.9
19、9373.99,如图中,如图中C C点点所示。此时饱和水和饱和所示。此时饱和水和饱和蒸汽已不再有分别,此点蒸汽已不再有分别,此点称为水的临界点,其压力,称为水的临界点,其压力,温度和比容分别称为临界温度和比容分别称为临界压力,临界温度和临界比压力,临界温度和临界比容。容。水定压汽化过程的水定压汽化过程的T-sT-s图图当温度大于临界温度时,不论压力多大,再也不能当温度大于临界温度时,不论压力多大,再也不能使蒸汽液化。使蒸汽液化。哈锅哈锅330MW330MW亚临界自然循环锅炉亚临界自然循环锅炉亚临界自然循环锅炉亚临界自然循环锅炉 型号:型号:HG-1065/18.5-YM1HG-1065/18.
20、5-YM1。亚临界参数、一次中间。亚临界参数、一次中间再热、紧身封闭、自然循环汽包炉,采用平衡通风、再热、紧身封闭、自然循环汽包炉,采用平衡通风、直流燃烧器、四角切圆燃烧方式。炉膛断面尺寸:宽直流燃烧器、四角切圆燃烧方式。炉膛断面尺寸:宽深深=14048=1404814019 mm14019 mm;炉架外形尺寸:宽;炉架外形尺寸:宽深深=35600=3560044500 mm44500 mm。过热蒸汽出口温度。过热蒸汽出口温度543543,压力,压力18.5Mpa18.5Mpa;再热蒸汽进口;再热蒸汽进口/出口蒸汽压力出口蒸汽压力4.53/4.3MPa4.53/4.3MPa,进口进口/出口蒸汽
21、温度出口蒸汽温度345.83/543345.83/543;锅炉最大连续蒸发;锅炉最大连续蒸发量量1065t/h1065t/h。23锅炉汽水流程省煤器水平低过省煤器悬吊管汽包下水管前水冷壁侧水冷壁后水冷壁分隔屏后屏过垂直低过屏再末过侧包墙低过入口集箱汽机房墙再末再水冷壁下集箱东锅东锅1000MW1000MW超超临界直流锅炉超超临界直流锅炉超(超)临界直流锅炉超(超)临界直流锅炉超(超)临界直流锅炉超(超)临界直流锅炉1 1、试述电站燃煤锅炉的主要工作过程。、试述电站燃煤锅炉的主要工作过程。2 2、什么是最大连续蒸发量?、什么是最大连续蒸发量?300MW300MW机组和机组和600MW600MW机
22、组对应的锅炉最大连续蒸发量是多机组对应的锅炉最大连续蒸发量是多少?少?3 3、自学第、自学第4 4、5 5节的内容,了解各种亚临界和节的内容,了解各种亚临界和超临界锅炉的主要特点和组成。超临界锅炉的主要特点和组成。复习思考题复习思考题第二章第二章 燃料及其燃烧特性燃料及其燃烧特性v 电站锅炉燃料电站锅炉燃料v 煤的常规特性煤的常规特性v 煤的常规特性对锅炉工作的影响煤的常规特性对锅炉工作的影响v 煤的分类煤的分类v 燃油和燃气的特性燃油和燃气的特性v 习题习题29 燃料分类燃料分类 在在自自然然界界所所处处的的状状态态:固固体体(煤煤);液液体体(原原油、重油和渣油);气体(煤气和天然气)油、
23、重油和渣油);气体(煤气和天然气)获获得得方方法法:天天然然燃燃料料(未未加加工工);人人工工燃燃料料(木炭、焦炭和石油制品)(木炭、焦炭和石油制品)用用途途:工工艺艺燃燃料料(炼炼焦焦、锻锻造造和和化化工工,焦焦结结性性好,杂质少);动力燃料好,杂质少);动力燃料电站锅炉燃料电站锅炉燃料通过燃烧释放热能的可燃物质通过燃烧释放热能的可燃物质30 可可燃燃元元素素 C C(固固定定碳碳和和挥挥发发分分中中的的C C)、H H、S S(可燃硫(可燃硫 和硫酸盐硫和硫酸盐硫 )不可燃元素(内部杂质)不可燃元素(内部杂质)O O、N N 不可燃成分(外部杂质)不可燃成分(外部杂质)M M(内、外)、(
24、内、外)、A A 可燃气体可燃气体 挥发分挥发分 煤的常规特性煤的常规特性煤中的氢、氧、氮、硫煤中的氢、氧、氮、硫与部分碳所组成的有机与部分碳所组成的有机化合物加热后分解化合物加热后分解,形成形成气体挥发出来气体挥发出来 煤的元素煤的元素 分析成分分析成分碳碳(C)(C)、氢、氢(H)(H)、氧、氧(0)(0)、氮、氮(N)(N)、硫、硫(S)(S)水分水分(M)(M)、灰分、灰分(A)(A)煤的工业煤的工业 分析成分分析成分水分水分(M)(M)、挥发分、挥发分(V)(V)、灰分、灰分(A)(A)、固定碳固定碳(FC)(FC)煤的元素分析与工业分析煤的元素分析与工业分析31 收到基(收到基(a
25、rar)(原应用基(原应用基y y)以以入入炉炉煤煤(包包括括煤煤的的全全部部成成分分)为为基基准准 空气干燥基(空气干燥基(adad)(原分析基(原分析基f f)以风干状态煤(除外部水分)为基准以风干状态煤(除外部水分)为基准 干燥基(干燥基(d d)(原干燥基(原干燥基g g)以去掉全部水分煤为基准以去掉全部水分煤为基准 干燥无灰基(干燥无灰基(dafdaf)(原可燃基(原可燃基r r)以去掉全部水分及灰分煤为基准以去掉全部水分及灰分煤为基准煤的常规特性煤的常规特性煤的成分计算基准煤的成分计算基准32例题例题:已知已知MarMar、Mad,Mad,试将空气干燥基的各种成分试将空气干燥基的各
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