锅炉培训课件.pptx
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1、.现代电站锅炉最为庞大、复杂,技术成套性强,是多学科、多门类工业产品综合而成的蒸汽发生装置。火力发电厂能量转换的基本过程火力发电厂能量转换的基本过程 锅炉锅炉锅炉锅炉 汽轮机汽轮机汽轮机汽轮机 发电机发电机发电机发电机 燃料的化学能燃料的化学能燃料的化学能燃料的化学能 蒸汽的热能蒸汽的热能蒸汽的热能蒸汽的热能 转轴的机械能转轴的机械能转轴的机械能转轴的机械能 电能电能电能电能第1页/共72页电站锅炉型号 /设计次序 燃料代号 额定蒸汽压力 额定蒸发量 制造厂代号例 DGJ-75/3.82-IV2 东方锅炉厂制造,额定蒸发量75t/h,额定蒸汽压力 3.82Mpa 秸杆锅炉(第二次设计)第2页/
2、共72页.第3页/共72页电站锅炉电站锅炉:火电厂三大主机之一,火室燃烧。生产高温高压蒸气,适用各种燃料,热效率高、受热面复杂,向大容量、高参数发展。工业锅炉工业锅炉:适于各行业,火床燃烧,热效率低,容量较小。生产蒸汽(或热水)供给工业和民用所需热能,或通过蒸汽动力机械转换为机械能。船用锅炉船用锅炉:作为船舶动力,体积小,重量轻,启停方便,变负荷能力强。一般采用低中压参数,炉膛容积热负荷高,水循环高度小的燃油锅炉。生活锅炉生活锅炉:居民生活所需的蒸汽或热水之用。第4页/共72页锅 炉 类 型 按用途分按用途分:电站锅炉:电站锅炉:用于发电,参数高、容量大;工工业业锅锅炉炉:用于工业生产和供热,
3、参数低、容量小。其中,又有蒸汽锅炉和热水锅炉。方式 层燃炉 室燃炉 流化床炉 旋风炉燃料 块状 粉状、雾状、气态 固体颗粒 固体颗粒 按锅炉燃烧方式分按锅炉燃烧方式分:层燃炉、室燃炉、层燃炉、室燃炉、流化床炉、旋风炉流化床炉、旋风炉 第5页/共72页层燃炉层燃炉:煤块在炉排上燃烧,燃烧所需空气从炉排低下送入。炉排在旋转。旋风炉旋风炉:燃料和空气在高温旋风筒内高速旋转,细小的燃料颗粒 在其中悬浮燃烧,较大的颗粒被抛向筒壁液态渣膜上进行燃烧。流化床炉流化床炉:固体燃料在高速气流作用下,在布风板上的床料层 上下翻滚,呈流化状态燃烧。室燃炉室燃炉:燃料以粉状、雾状或气态随空气喷入炉膛,悬浮燃烧。第6页
4、/共72页 按锅炉蒸发受热面中工质流动方式分:按锅炉蒸发受热面中工质流动方式分:自然循环汽包锅炉自然循环汽包锅炉 具有汽包,利用下降管和上升管(水冷壁)中工质密度差产生工质循环。循循环环倍倍率率约为410,是亚临界压力以下锅炉的主要形式。强制循环强制循环强制循环强制循环汽包汽包锅炉锅炉锅炉锅炉 具有汽包和循环泵,利用循环回路中工质密度差和循环泵压头使工质循环。循循环环倍倍率率约为35,只能在临界压力以下应用。泵汽包联箱下降管受热面第7页/共72页直流锅炉直流锅炉 无无汽汽包包,给给水水靠靠给给水水泵泵压压头头一一次次通通过过各各受受热热面面产产生生蒸蒸汽汽,循循环环倍倍率率约约为为1 1,可可
5、在在高高压压以以上上任任何压力下应用何压力下应用 低倍率循环锅炉低倍率循环锅炉 无无汽汽包包,具具有有汽汽水水分分离离器器和和再再循循环环泵泵,靠靠再再循循环环泵泵实实现现工工质质再再循循环环,循循环环倍倍率率约约为为1.21.22 2,多用于亚临界压力多用于亚临界压力泵汽包联箱下降管受热面第8页/共72页按按锅锅炉炉参参数数分分:低低压压(表压2.4MPa)、中中压压(表压2.94.9MPa)、高高压压(表压7.8410.8MPa)、超超高高压压(表压11.814.7MPa)、亚亚临临界界压压力力(表压15.719.6MPa)、超临界压力、超临界压力(超过临界压力22.1MPa)、超超临界压
6、力锅炉。、超超临界压力锅炉。22.1-15.7-19.611.8-14.77.84-10.82.94-4.9超临界亚临界超高压高压中压自然循环强制循环直流低倍率-2.45低压第9页/共72页 自然循环锅炉的优点是可以将汽包内含杂质浓度较高的水连续排去一部分(连续排污),还可以在水冷壁下部定期放水,除去沉淀的水渣(定期排污),对给水质量要求稍低,自动调节系统较简单.目前我国火电厂采用的锅炉绝大部分是自然循环锅炉.锅炉的汽压越高,饱和蒸汽与饱和水的比重就越接近,使炉水自然循环的动力也越小.如果设计,运行不当,就容易发生水循环不良,引发爆管管事故.一般汽压超过16.6MPa(170大气压)时不宜采用
7、此种锅炉.直流锅炉的特点是没有汽包,水在给水泵的下,一直流过锅炉的蒸发部分,不往返循环,如图2-5所示.直流锅炉的优点是没有汽包,比较容易制造,钢材耗量少,缺点是不能排污,对水质要求高,自动调节也比较复杂.直流锅炉可用于任何蒸汽参数参数,特别适用于超高压以上的电厂.第10页/共72页我国电站锅炉参数、容量我国电站锅炉参数、容量30030010251025;10001000250280250280540/540540/54016.716.7125125;200200420670420670220250220250540/540540/54013.713.75050;100100220220;41
8、04102052252052255405409.89.86 6;121225253535;65651301301451551451551651751651754504503.83.88 820201051054004002.52.5蒸汽温度蒸汽温度给水温度给水温度蒸汽压力蒸汽压力发电功率发电功率MWMW容容 量量 (t/h)t/h)参参 数数300300;60060010251025;20082008260290260290540/540540/54017.517.5.第11页/共72页工质吸热量分配比例第12页/共72页生物质定义生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体,
9、即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。广义概念:生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。狭义概念:生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素(简称木质素)、农产品加工业的下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。第13页/共72页1414.生物质燃料的主要特性第14页/共72页1515.1 1、灰溶点低、灰溶点低 典型生物质灰溶点典型生物质灰溶点 玉米玉米小麦小麦棉花棉花果木枝条果木枝条变形温度变形温度1080
10、1080760760660660650650软化温度软化温度11301130780780820820670670溶化温度溶化温度11601160790790830830790790第15页/共72页1616.2 2、碱金属腐蚀、碱金属腐蚀 生物质灰中富含钾和钠等碱金属生物质灰中富含钾和钠等碱金属,熔点低熔点低,在炉膛在炉膛内内 为汽相为汽相,在在500500左右以左右以灰污形式灰污形式凝结于高温过热凝结于高温过热器器 受热面上受热面上玉米玉米小麦小麦棉花棉花果木枝条果木枝条氧化钾氧化钾(%)13.8413.8426.0526.0531.7631.7613.0313.03氧化纳氧化纳(%)2.2
11、72.272.442.445.825.820.980.98第16页/共72页1717.3 3、灰份低、灰份低 木材类原料的灰分含量极低,只有木材类原料的灰分含量极低,只有1 13%3%,秸秆,秸秆类原料较高,为类原料较高,为5-105-10。玉米玉米小麦小麦棉花棉花果木枝条果木枝条灰分(灰分(%)8.148.148.908.905.65.62.102.10硫分(硫分(%)0.220.220.230.230.290.290.050.05第17页/共72页1818.4 4、重量轻、重量轻 真密度及压制成型后的密度真密度及压制成型后的密度玉米玉米小麦小麦棉花棉花果木枝条果木枝条真密度(真密度(t/m
12、t/m3 3)1.611.611.611.611.661.661.581.58压块密度(压块密度(t/mt/m3 3)0.90.91.41.4堆积密度堆积密度(t/m3t/m3)0.60.6第18页/共72页19195 5、挥发份高、挥发份高生物质原料的挥发分远高于固定碳的含量,与煤生物质原料的挥发分远高于固定碳的含量,与煤正正好相反好相反玉米玉米玉米玉米小麦小麦小麦小麦棉花棉花棉花棉花果木枝条果木枝条果木枝条果木枝条挥发份挥发份挥发份挥发份(%)73.1673.1673.1673.1672.0472.0472.0472.0472.7872.7872.7872.7879.8579.8579.8
13、579.85固定碳固定碳固定碳固定碳(%)17.1417.1417.1417.1417.5017.5017.5017.5019.6719.6719.6719.6716.816.816.816.8.第19页/共72页2020.6 6、硫份低、硫份低 大部分生物质含硫量极少或不含硫大部分生物质含硫量极少或不含硫玉米玉米玉米玉米小麦小麦小麦小麦棉花棉花棉花棉花果木枝条果木枝条果木枝条果木枝条灰分(灰分(灰分(灰分(%)8.148.148.148.148.908.908.908.905.65.65.65.62.102.102.102.10硫分(硫分(硫分(硫分(%)0.220.220.220.220.
14、230.230.230.230.290.290.290.290.050.050.050.05第20页/共72页2121.7 7、热值相当于中等烟煤、热值相当于中等烟煤典型生物质低位发热量典型生物质低位发热量玉米玉米小麦小麦棉花棉花果木枝条果木枝条低位发热量低位发热量 (MJ/KgMJ/Kg)15.6815.6815.4715.4718.2718.2716.5916.59低位发热量低位发热量(Kcal/KgKcal/Kg)37453745369536954364436439633963第21页/共72页2222.8 8、氧含量高、氧含量高 典型生物质氧含量典型生物质氧含量 生物质中氧含量远高于煤
15、,燃烧时空气需求量小于生物质中氧含量远高于煤,燃烧时空气需求量小于煤煤 应充分考虑烟气量的变化对锅炉热力性能的综合影应充分考虑烟气量的变化对锅炉热力性能的综合影响响玉米玉米玉米玉米小麦小麦小麦小麦棉花棉花棉花棉花果木枝条果木枝条果木枝条果木枝条氧氧氧氧 (%)42.942.942.942.943.4843.4843.4843.4843.7143.7143.7143.7145.2245.2245.2245.22第22页/共72页2323.9 9、环保性能好、环保性能好 SOSO2 2排放低排放低 生物质中硫含量低生物质中硫含量低 碱金属与硫反应生成硫酸盐碱金属与硫反应生成硫酸盐,起固硫剂作用起固
16、硫剂作用 生物质灰中的生物质灰中的CaOCaO含量高含量高,自脱硫能力强自脱硫能力强 NONOx x的排放低于燃煤的排放低于燃煤 生物质燃烧排放的生物质燃烧排放的C0C02 2与生长过程吸收的相同与生长过程吸收的相同,C0,C02 2净排放为净排放为零零玉米玉米玉米玉米小麦小麦小麦小麦棉花棉花棉花棉花果木枝条果木枝条果木枝条果木枝条CaO CaO CaO CaO(%)8.18.18.18.16.556.556.556.5518.9218.9218.9218.9239.8239.8239.8239.82第23页/共72页生物质发电生物质发电是利用生物质所具有的生物质能进行的发电,是可再生能源发电
17、的一种,包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。第24页/共72页燃料的燃烧原理燃料的燃烧原理燃料的燃烧原理燃料的燃烧原理 阿累尼乌斯定律:燃烧化学反应速度主要取决于反应过程的温度及活化能的大小。什么是燃料的“活性”呢?可以简单地理解为燃料着火与燃尽的难易程度。例如,气体燃料比固体燃料容易着火,也容易燃尽。而不同的固体燃料,“活性”也不同,烟煤比无烟煤容易着火,也容易燃尽。因此,燃料的“活性”也表现为燃料燃烧时的反应能力。燃料的活性程度可用活化能来表示。燃料的燃烧及燃烧设备燃料的燃烧及燃烧设备第25页/共72页1.活化能:燃料品种2.温度:空气预
18、热器3.气流扩散速度:燃烧方式燃烧速度影响因素 完全燃烧的条件:完全燃烧的条件:1.炉膛温度;2.供应充分的空气;3.燃料与空气的充分混合;4.足够的燃烧空间和时间。动力燃烧与扩散燃烧问题:第26页/共72页 燃料燃烧过程的四个阶段:燃料燃烧过程的四个阶段:预热干燥阶段预热干燥阶段 加热、析出水分,大量吸热;挥发份析出阶段挥发份析出阶段 CmHn、CO、H2等可燃气体析出,少量吸热;着火、燃烧阶段着火、燃烧阶段 挥发份首先燃烧,造成高温促使碳着火燃 烧,大量放热;燃尽阶段燃尽阶段 碳粒燃尽形成灰渣,少量放热。第27页/共72页锅炉受热面 锅炉受热面锅炉受热面:是吸收炉内热量来加热工质的表面式换
19、热器。主要包括蒸发受热面(包括水冷壁、对流管束)、过热器、再热器、省煤器及空气预热器。以完成水的加热、蒸发和过热,蒸汽的再热及空气的预热。蒸发受热面过热器再热器空气预热器水蒸汽空气水冷壁对流管束凝渣管束辐射对流对流对流对流辐射省煤器水对流第28页/共72页蒸发受热面的作用与结构蒸发受热面的作用与结构:蒸发受热面是指工质在其中吸热、汽化的受热面。主要是指敷设在炉膛四周炉墙上的水冷壁,用以吸收炉膛中的辐射热。为了降低炉膛出口温度,保护炉墙、防止炉壁结渣。现代大型锅炉的水冷壁已成为锅炉的主要受热面,因为炉内温度高,水冷壁吸收辐射热的能力很强,这样可减少受热面积,节约钢材;同时可降低高温,保护炉墙和防
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