電站鍋爐原理PPT課件

1、第1頁/共39頁更多的參考書目（TK類） 鍋爐原理 電廠鍋爐原理 鍋爐原理及計(jì)算 鍋爐手冊 電廠燃料 鍋爐燃料設(shè)備 國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T3715-1996）第2頁/共39頁鍋爐原理課程目的 了解鍋爐工作原理，基本結(jié)構(gòu) 掌握進(jìn)行鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，確定鍋爐結(jié)構(gòu)和工作狀況的重要方法 為鍋爐設(shè)計(jì)、性能試驗(yàn)研究、運(yùn)行和調(diào)試打下必要的理論基礎(chǔ) 為有關(guān)后續(xù)課程和教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)創(chuàng)造必要的條件第3頁/共39頁鍋爐原理課程內(nèi)容 掌握鍋爐的工作原理與爐內(nèi)燃燒過程、鍋內(nèi)過程的基本概念，初步具有從燃燒的穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性、受熱面工作的安全性、蒸汽清洗、汽溫調(diào)節(jié)、鍋爐效率等幾個(gè)主要方面分析鍋爐機(jī)理的性能與運(yùn)行問題的能力 了解燃料特性

2、、煤的性質(zhì)；掌握燃燒產(chǎn)物與鍋爐機(jī)組熱平衡的計(jì)算方法，了解鍋爐熱平衡試驗(yàn)方法； 掌握煤粉特性以及制粉系統(tǒng)的運(yùn)行 掌握有關(guān)鍋爐整體設(shè)計(jì)的基本知識；掌握鍋爐的熱力計(jì)算的基本方法，包括鍋爐爐膛和對流受熱面的計(jì)算方法；并學(xué)會使用計(jì)算中有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、圖表及手冊；在掌握鍋爐熱力計(jì)算基本方法的基礎(chǔ)上，能夠初步編寫鍋爐熱力計(jì)算程序 了解鍋爐水循環(huán)計(jì)算的基本方法，并學(xué)會使用計(jì)算中有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、圖形及手冊 了解有關(guān)鍋爐整體設(shè)計(jì)的基本知識和鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一般知識，大致了解國外鍋爐的技術(shù)水平及發(fā)展方向 第4頁/共39頁鍋爐原理課程分布化學(xué)能轉(zhuǎn)化裝置熱電燃料（第3章）核固體液體氣體有機(jī)燃料煤鍋爐*本體布置設(shè)計(jì) （第13章

3、）*爐膛傳熱（第14章）*對流受熱面（第15章）物質(zhì)平衡，熱平衡（第4章）第5頁/共39頁鍋爐 利用燃料燃燒釋放的熱能或其他熱能加熱給水，以獲得規(guī)定參數(shù)（溫度、壓力）和品質(zhì)的蒸汽的設(shè)備 是進(jìn)行燃料燃燒、熱量傳遞和水汽化過程的綜合裝置 是火力發(fā)電廠的三大主要設(shè)備之一（鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)）第6頁/共39頁鍋爐發(fā)展簡史 第一臺鍋爐（蒸汽發(fā)生裝置）是公元一世紀(jì)由亞力山大石的HERO發(fā)明的，沒有用于生產(chǎn)中，僅處于玩具階段； 1698年英國人Thoms Savery獲得蒸汽帶動水泵的發(fā)明專利，蒸汽發(fā)生裝置是部分裝水，下面燒火的大汽鍋； 發(fā)展經(jīng)歷過水管式鍋爐和火管式鍋爐兩類 火管式：煙氣在管內(nèi)流動，管子浸

4、在水中 水管式：水在管內(nèi)流動，煙氣在水管外流動傳熱第7頁/共39頁鍋爐簡史 水管式安全可靠，易高壓，放大； 目前主要是水管式鍋爐 國外主要產(chǎn)商：B & W, ABB, Fosterwheeler, Alstom，三凌等公司 國內(nèi)：哈鍋、東鍋、上鍋等第8頁/共39頁鍋爐工作過程： 燃料與空氣中氧燃燒放熱 高溫?zé)煔馔ㄟ^受熱面?zhèn)鬟f給水 水在省煤器預(yù)熱 在水冷壁等蒸發(fā)受熱面中蒸發(fā)氣化 在過熱器中過熱 在再熱器中再熱第9頁/共39頁鍋爐工作過程以煤粉爐電站為例n燃燒系統(tǒng)n空氣系統(tǒng)n汽水系統(tǒng)n灰渣系統(tǒng)第10頁/共39頁鍋爐容量及參數(shù) 鍋爐容量：即蒸發(fā)量，鍋爐每小時(shí)產(chǎn)生的蒸汽量，kg/h (kg/s

5、) 額定蒸發(fā)量：在額定的蒸汽參數(shù)，額定給水溫度和使用設(shè)計(jì)燃料，并保證熱效率時(shí)所規(guī)定的蒸發(fā)量 最大連續(xù)蒸發(fā)量：在額定的蒸汽參數(shù)，額定給水溫度和使用設(shè)計(jì)燃料，長期運(yùn)行所達(dá)到的最大的蒸發(fā)量 額定蒸汽參數(shù)：額定蒸汽壓力和額定蒸汽溫度 額定蒸汽壓力：在規(guī)定的給水壓力和規(guī)定的負(fù)荷范圍內(nèi)，長期連續(xù)運(yùn)行時(shí)應(yīng)予保證的出口蒸汽壓力，MPa 額定蒸汽溫度：在規(guī)定的負(fù)荷范圍內(nèi)、額定蒸汽壓力和額定給水溫度下，長期連續(xù)運(yùn)行時(shí)應(yīng)予保證的出口蒸汽溫度，C (額定過熱蒸汽溫度，額定再熱蒸汽溫度)第11頁/共39頁鍋爐分類鍋爐分類n 1、加熱方式：水管式、火管式n 9、按燃料不同：燃煤、油、氣、余熱、特種燃料（垃圾、廢渣、廢水）

6、n 2、鍋爐用途：工業(yè)（2.45Mpa、65t/h,小機(jī)組）、電站、熱水n 3、鍋爐容量220t/h（小、670（大）、n 4、蒸汽壓力參數(shù)2.45, 2.94-4.9,810,1215,1620,22.1n 5、燃燒方式: 火床爐（鏈條爐）、火室爐（煤粉爐）、cfb沸騰燃燒n 6、受熱面內(nèi)工質(zhì)流動方式（自然、控制、直流、復(fù)合循環(huán)鍋爐）n 7、鍋爐排渣相態(tài)：固態(tài)、液體排渣鍋爐（旋風(fēng)爐）n 8、鍋爐燃燒室壓力：負(fù)壓、微正壓（比大氣壓多處1.964.9kpa）、壓力（較大）第12頁/共39頁按加熱方式分 水管式n火管式第13頁/共39頁按鍋爐用途分類 電站鍋爐：蒸汽發(fā)電 工業(yè)鍋爐：工業(yè)生產(chǎn)，生活、

7、采暖 表壓2.45 MPa, 最大連續(xù)蒸發(fā)量65 t/h 熱水鍋爐：熱水第14頁/共39頁鍋爐容量分類 大型鍋爐： 300 MW、MCR670t/h 中型鍋爐 小型鍋爐MCR220t/h第15頁/共39頁按蒸汽壓力分類 低壓鍋爐：2.45 MPa 中壓鍋爐：2.944.90 MPa 高壓鍋爐： 7.8410.8 MPa 超高壓鍋爐：11.814.7 MPa 亞臨界壓力鍋爐： 15.719.6 MPa 超臨界壓力鍋爐：絕對壓力大于22.1 MPa 超超臨界壓力鍋爐：27 MPa以上第16頁/共39頁按燃燒方式分類 火床燃燒方式及火床爐 火室燃燒方式和室燃爐 旋風(fēng)燃燒方式和旋風(fēng)爐 流化床燃燒方式和

8、流化床鍋爐第17頁/共39頁火床燃燒方式及火床爐n固體燃料以一定厚度分布在爐排上進(jìn)行燃燒的方式n用火床燃燒方式來組織燃燒的鍋爐-鏈條爐、人工爐、爐排爐等n爐排結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，金屬耗量大，熱效率偏低，不易放大，污染排放嚴(yán)重第18頁/共39頁鏈條爐第19頁/共39頁火室燃燒方式和室燃爐 火室燃燒方式：燃料以粉狀、霧狀或氣態(tài)隨同空氣噴入燃燒室中進(jìn)行燃燒的方式 細(xì)顆粒燃料隨空氣-煙氣流作連續(xù)運(yùn)動，連續(xù)流過燃燒空間，在懸浮狀態(tài)下著火燃燒、燃燼第20頁/共39頁典型的火室爐-煤粉鍋爐 效率高，體積小，易大型化 燃料適應(yīng)性差，需FGD，負(fù)荷調(diào)節(jié)稍差第21頁/共39頁旋風(fēng)燃燒方式和旋風(fēng)爐 燃料和空氣在高溫旋

9、風(fēng)筒內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，細(xì)顆粒在筒內(nèi)燃燒，粗顆粒被甩向壁面液態(tài)渣膜上燃燒的方式 效率高，體積小，不需粉煤機(jī) 負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍小，溫度高，有些燃料不適合，NOx高第22頁/共39頁流化床燃燒方式和流化床鍋爐 燃料顆粒在大于臨界風(fēng)速的空氣流下，在流化床內(nèi)呈流化狀態(tài)的燃燒方式 流態(tài)化：固體顆粒在與流動著的流體混合后，能像流體那樣自由流動的現(xiàn)象 鼓泡流化床和循環(huán)流化床鍋爐 燃料適應(yīng)廣，爐內(nèi)脫硫，低氮氧化物，負(fù)荷調(diào)節(jié)好 磨損問題，目前大型化不夠第23頁/共39頁第24頁/共39頁典型的循環(huán)流化床鍋爐第25頁/共39頁按蒸發(fā)受熱面內(nèi)工質(zhì)流動來分 自然循環(huán)鍋爐 強(qiáng)制循環(huán)鍋爐 直流鍋爐 復(fù)合循環(huán)鍋爐第26頁/共39頁自然

10、循環(huán)鍋爐 蒸發(fā)受熱面內(nèi)工質(zhì)依靠下降管內(nèi)水與上升管內(nèi)的汽水混合物的密度差所產(chǎn)生的壓力差進(jìn)行循環(huán)的鍋爐 壓力越低，越可靠 可以應(yīng)用到亞臨界鍋爐 小于18.15MPa第27頁/共39頁自然循環(huán)的煤粉鍋爐第28頁/共39頁強(qiáng)制循環(huán)鍋爐n壓力的升高，使汽水密度差非常小，自然循環(huán)不可能n借助循環(huán)泵使汽水混合物循環(huán)n小于19.62MPa可用第29頁/共39頁強(qiáng)制循環(huán)煤粉鍋爐第30頁/共39頁直流鍋爐n接近臨界壓力（22.12MPa)或超臨界壓力時(shí),汽水混合物密度幾乎一樣，汽水分離很難實(shí)現(xiàn)，只能采用直流鍋爐n沒有汽包，防止膜態(tài)沸騰第31頁/共39頁直流鍋爐第32頁/共39頁復(fù)合循環(huán)鍋爐 依靠鍋爐水循環(huán)泵將蒸發(fā)受熱面出口的部分或全部工質(zhì)進(jìn)行再循環(huán)的鍋爐 是由直流鍋爐和強(qiáng)制循環(huán)鍋爐綜合發(fā)展起來的鍋爐第33頁/共39頁按鍋爐排渣的相態(tài)分類 固態(tài)排渣鍋爐 液態(tài)排渣鍋爐（如旋風(fēng)爐等） 美國：臥式，前蘇聯(lián)：BTH立式，德國KSG立式第34頁/共39頁按燃燒室內(nèi)壓力分類 負(fù)壓燃燒 微壓：1.964.96kpa 壓力燃燒第35頁/共39頁鍋爐安全和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)第36頁/共39頁經(jīng)濟(jì)指標(biāo)-鍋爐效率 鍋爐有效利用熱和入爐熱量的比值 反應(yīng)燃燒和傳熱過程的完善程度%1001rglQQ1. 鍋爐效率2. 鍋爐凈效率