余熱鍋爐培訓(xùn)講義

1、9E燃機(jī)余熱鍋爐基本原理介紹運(yùn)行部1.燃?xì)廨啓C(jī)余熱鍋爐的燃?xì)廨啓C(jī)余熱鍋爐的 發(fā)展現(xiàn)狀及特點(diǎn)發(fā)展現(xiàn)狀及特點(diǎn)2.燃?xì)廨啓C(jī)余熱鍋爐的分類燃?xì)廨啓C(jī)余熱鍋爐的分類3.余熱鍋爐組成及工作過(guò)程余熱鍋爐組成及工作過(guò)程4.余熱鍋爐的一些概念余熱鍋爐的一些概念5.我廠余熱鍋爐簡(jiǎn)介我廠余熱鍋爐簡(jiǎn)介第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)余熱鍋爐的 發(fā)展現(xiàn)狀及特點(diǎn) 燃?xì)? 蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電,因其熱效率高、啟動(dòng)速度快、環(huán)保條件好、安裝周期短、投資費(fèi)用低等一系列優(yōu)點(diǎn),加上近年來(lái)國(guó)內(nèi)電力需求缺口比較大的情況及西氣東輸項(xiàng)目的竣工及東海天然氣的綜合利用，沿海地區(qū)（廣東、浙江、江蘇及上海等地）的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電項(xiàng)目正在進(jìn)一步得到發(fā)展。 在全球范圍

2、內(nèi)，大型余熱鍋爐的制造商較多，目前在中國(guó)市場(chǎng)投用的制造商主要有比利時(shí)CMl公司、法國(guó)ALSTOM公司、英國(guó) JBE公司、荷蘭NEM公司、美國(guó)DELTAK公司、荷蘭STANDARD公司、日本川畸重工等。由于國(guó)內(nèi)大型余熱鍋爐生產(chǎn)技術(shù)的不斷成熟，我國(guó)大型余熱趨于國(guó)產(chǎn)化，主要有上海鍋爐廠，哈爾濱鍋爐廠，杭州鍋爐集團(tuán)，東方鍋爐廠等。 與普通鍋爐相比,聯(lián)合循環(huán)中HRSG煙氣流量更大，煙氣與蒸汽的質(zhì)量比在410 之間(普通鍋爐只在11. 2) ，且燃?xì)廨啓C(jī)排氣是完全處于紊流狀態(tài)， HRSG這種煙氣大流量、高流速和高紊流度的氣動(dòng)熱力特性，常引起煙道、擋板及受熱面等部件變形，甚至振動(dòng)。因此，在HRSG 構(gòu)件特別

3、是受壓部件的設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到上述這些主要熱力特性，采取一些有效措施來(lái)緩解和消除反復(fù)交變的熱應(yīng)力影響，以及必要的減振措施。 在燃?xì)? 蒸汽聯(lián)合循環(huán)中,余熱鍋爐回收燃?xì)廨啓C(jī)的排氣余熱,借以產(chǎn)生推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電所需蒸汽的換熱設(shè)備，是整個(gè)聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)中一個(gè)重要的有機(jī)組成部分。 隨著余熱鍋爐換熱面積增加，余熱鍋爐煙氣側(cè)阻力將有所提高， 即燃?xì)廨啓C(jī)排氣背壓將有所提高， 這將引起燃?xì)廨啓C(jī)功率和效率有所下降。 計(jì)算表明1KPa 壓降會(huì)使燃?xì)廨啓C(jī)功率和效率下降0.8%，因此在聯(lián)合循環(huán)設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)要綜合考慮這一因素。第二節(jié)第二節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)余熱鍋爐的分類燃?xì)廨啓C(jī)余熱鍋爐的分類燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)的余熱鍋爐的型式通?？梢园凑?/p>

4、以下幾種方法分類。一、按余熱鍋爐煙氣側(cè)熱源分類一、按余熱鍋爐煙氣側(cè)熱源分類 1無(wú)補(bǔ)燃的余熱鍋爐這種余熱鍋爐單純回收燃?xì)廨啓C(jī)排氣的熱量，產(chǎn)生一定壓力和溫度的蒸汽。 2有補(bǔ)燃的余熱鍋爐 由于燃?xì)廨啓C(jī)排氣中含有1418的氧，可在余熱鍋爐的恰當(dāng)位置安裝補(bǔ)燃燃燒器，充天然氣和燃油等燃料進(jìn)行燃燒，提高煙氣溫度，還可保持蒸汽參數(shù)和負(fù)荷穩(wěn)定，以相應(yīng)提高蒸汽參數(shù)和產(chǎn)量，改善聯(lián)合循環(huán)的變工況特性。 一般來(lái)說(shuō)，采用無(wú)補(bǔ)燃的余熱鍋爐的聯(lián)合循環(huán)效率相對(duì)較高。目前，大型聯(lián)合循環(huán)大多采用無(wú)補(bǔ)燃的余熱鍋爐。二、按余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽的壓力等級(jí)分類二、按余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽的壓力等級(jí)分類 目前余熱鍋爐采用有單壓、雙壓、雙壓再熱、三

5、 壓、三壓再熱等五大類的汽水系統(tǒng)。 1單壓級(jí)余熱鍋爐 余熱鍋爐只生產(chǎn)一種壓力的蒸汽供給汽輪機(jī)。 2雙壓或多壓級(jí)余熱鍋爐 余熱鍋爐能生產(chǎn)兩種不同壓力或多種不同壓力的蒸 汽供給汽輪機(jī)。三、按受熱面布置方式分類三、按受熱面布置方式分類 1臥式布置余熱鍋爐 2立式布置余熱鍋爐臥式布置立式布置四、按工質(zhì)在蒸發(fā)受熱面中的流動(dòng)特點(diǎn)四、按工質(zhì)在蒸發(fā)受熱面中的流動(dòng)特點(diǎn)(工作原理工作原理)分類分類1自然循環(huán)余熱鍋： 水汽在循環(huán)換熱過(guò)程中形成密度差，維持蒸發(fā)器中汽水混合物自然循環(huán)的動(dòng)力；2強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐： 采用強(qiáng)制循環(huán)泵進(jìn)行循環(huán)換熱，利用水泵壓頭和汽水密度差推動(dòng)工質(zhì)流動(dòng)；3.強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐： 直流余熱鍋爐靠給水

6、泵的壓頭將給水一次通過(guò)各受熱面變成過(guò)熱蒸汽。由于沒(méi)有汽包，在蒸發(fā)和過(guò)熱受熱面之間無(wú)固定分界點(diǎn)。三壓自然循環(huán)臥式余熱鍋爐三壓強(qiáng)制循環(huán)立式余熱鍋爐臥式與立式燃機(jī)余熱鍋爐對(duì)比臥式與立式燃機(jī)余熱鍋爐對(duì)比項(xiàng)目 水循環(huán)啟動(dòng)時(shí)間占地面積結(jié)構(gòu)操作運(yùn)行 廠用電 燃料適應(yīng)性初投資 立式強(qiáng)制 短小較復(fù)雜較復(fù)雜較多強(qiáng)較高 臥式自然較長(zhǎng)較大簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單少較弱低自然循環(huán)強(qiáng)制循環(huán)傳熱面積相同相同可用率99.9597.5燃機(jī)運(yùn)行范圍的實(shí)用性廣窄水循環(huán)平衡性有有限循環(huán)泵的設(shè)置無(wú)有外部耗功無(wú)循環(huán)泵功耗占地面積較多較少鋼結(jié)構(gòu)和管道輕而多重而少基礎(chǔ)及撐腳輕而多重而少安裝所需要設(shè)備輕重運(yùn)行維護(hù)較簡(jiǎn)單較難臥式與立式燃機(jī)余熱鍋爐對(duì)比臥式與立式

7、燃機(jī)余熱鍋爐對(duì)比第三節(jié)第三節(jié) 余熱鍋爐組成及工作過(guò)程余熱鍋爐組成及工作過(guò)程 通常余熱鍋爐由省煤器、蒸發(fā)器、過(guò)熱器以及聯(lián)箱和汽包等換熱管組和容器等組成，在有再熱器的蒸汽循環(huán)中，可以加設(shè)再熱器。在省煤氣中鍋爐的給水完成預(yù)熱的任務(wù)，使給水溫度升高到接近飽和溫度的水平；在蒸發(fā)器中給水相變成為飽和蒸汽；在過(guò)熱器中飽和蒸汽被加熱升溫成為過(guò)熱蒸汽；在再熱器中再熱蒸汽被加熱升溫到所設(shè)定的再熱溫度. 一、過(guò)熱器一、過(guò)熱器過(guò)熱器是將飽和蒸汽過(guò)熱到額定過(guò)熱溫度的熱交換器，在發(fā)電鍋爐中是不可缺少的組成部分。采用過(guò)熱器能夠使飽和蒸汽加熱至所需要的溫度，可以提高汽輪機(jī)的工作效率，減少汽輪機(jī)的蒸汽消耗量，減少蒸汽輸送過(guò)程中

8、的凝結(jié)損失，消除對(duì)汽輪機(jī)葉片的腐蝕。過(guò)熱器的作用是將蒸汽從飽和溫度加熱到一定的過(guò)熱溫度。它位于溫度最高的煙氣區(qū)，而管內(nèi)工質(zhì)為蒸汽，受熱面的冷卻條件較差，從而在余熱鍋爐各部件中最高的金屬管壁溫度。二、省煤器二、省煤器 常規(guī)鍋爐的省煤器分為沸騰式和非沸騰式兩種，前者允許產(chǎn)生蒸汽而后者不允許。通常不希望聯(lián)合循環(huán)中的余熱鍋爐在省煤器中產(chǎn)生蒸汽，因?yàn)檎羝赡軐?dǎo)致水擊或局部過(guò)熱，在機(jī)組剛起動(dòng)以及低負(fù)荷時(shí)，省煤器管內(nèi)工質(zhì)流動(dòng)速度很低，此時(shí)較容易產(chǎn)生蒸汽。采用省煤器再循環(huán)壁可以增加省煤器中水的質(zhì)量流量，從而解決這個(gè)問(wèn)題。還有些用戶布置煙氣旁路系統(tǒng)，在部分負(fù)荷時(shí)將部分省煤器退出運(yùn)行，這樣也可以增加省煤器的工質(zhì)流

9、速。l省煤器的作用 省煤器是利用煙氣的熱量來(lái)加熱鍋爐給水的熱交換設(shè)備。它裝在鍋爐垂直對(duì)流煙道的尾部，是鍋爐水汽系統(tǒng)中受熱面金屬溫度最低的承壓部件。 (1)吸收煙氣熱量以降低排煙溫度，提高鍋爐效率，節(jié)省燃料(因而得名省煤器)。(2)給水在進(jìn)入水冷壁之前先在省煤器中被加熱，可以減少水在蒸發(fā)受熱面中的吸熱量，因此省煤器取代了部分蒸發(fā)受熱面。(3)提高了進(jìn)入汽包的給水溫度，減小了給水與汽包壁之間的溫差，從而使汽包熱應(yīng)力減小，工作條件得到改善。三、蒸發(fā)器三、蒸發(fā)器在蒸發(fā)器內(nèi)，水吸熱產(chǎn)生蒸汽。通常情況下只有部分水變成蒸汽，所以管內(nèi)流動(dòng)的是汽水混合物。汽水混合物在蒸發(fā)器中向上流動(dòng)，進(jìn)入對(duì)應(yīng)壓力的汽包。受熱面

10、管聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐由于其進(jìn)口煙氣溫度較低即傳熱溫壓較低，為了獲取相同的傳熱量，其所需布置的受熱面較常規(guī)鍋爐大許多，常使用鰭片管使傳熱管小型化。四、汽包四、汽包 在自然循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)的余熱鍋爐中，汽包是必不可少的重要部件。汽包除了匯集省煤器給水和匯集從省煤器來(lái)的汽、水混合物外，還要提供合格的飽和蒸汽進(jìn)入過(guò)熱器或供給用戶。汽包內(nèi)裝有汽水分離設(shè)備，來(lái)自蒸發(fā)器的汽水混合物進(jìn)行分離，水回到汽包的水空間與省煤器的來(lái)水混合后從新進(jìn)入蒸發(fā)器，而蒸汽從汽包頂部引出。汽包的尺寸要大到足以容納必需的汽水分離器裝置，并能適應(yīng)鍋爐符合變化時(shí)所發(fā)生的水位變化，因此是很大的儲(chǔ)水容器，從而具有較大的水容量和較多熱慣性，對(duì)負(fù)荷

11、變化不敏感。汽包通常不受熱，因?yàn)樵诮咏柡蜏囟认逻\(yùn)行時(shí)抗拉和屈服強(qiáng)度是關(guān)鍵的。 （1）汽包與下降管、聯(lián)箱、水冷壁管等共同組成鍋爐的水循環(huán)回路：它接受省煤器來(lái)的給水，并向過(guò)熱器輸送飽和蒸汽。所以，汽包是生產(chǎn)過(guò)熱蒸汽的過(guò)程中加熱、蒸發(fā)、過(guò)熱這三個(gè)階段的連接樞紐或大致分界點(diǎn)。（2）汽包中儲(chǔ)存有一定的汽量、水量，因而汽包具有一定的儲(chǔ)熱能力。在運(yùn)行工況變化時(shí)，可以減緩汽壓變化的速度，對(duì)鍋爐運(yùn)行調(diào)節(jié)有利。（3）汽包中裝有各種裝置，能進(jìn)行汽水分離，清洗蒸汽中的溶鹽，排污，以及進(jìn)行鍋內(nèi)水處理等，從而可以改善蒸汽品質(zhì)。1、汽包的作用 2汽包的結(jié)構(gòu) 汽包本體是一個(gè)圓筒形的鋼質(zhì)受壓容器，由筒身(圓筒部分)和兩端的封

12、頭組成。筒身由鋼板卷制焊接而成，凸形封頭用鋼板沖壓而成，然后兩者焊接成一體。封頭上開(kāi)有人孔，以便進(jìn)行安裝和檢修，同時(shí)起通風(fēng)作用。人孔蓋一般由汽包里面向外關(guān)緊，封頭為了保證其強(qiáng)度，常制成橢球形的結(jié)構(gòu)，或制成半球形的結(jié)構(gòu)。 汽包外面有許多管座，用以連接各種管道，如給水管、下降管、汽水混合物引入管、蒸汽引出管、連續(xù)排污管、事故放水管、加藥管、連接儀表和自動(dòng)裝置的管道等。 (稱為管座)，安裝時(shí)只需將管子對(duì)焊在管座上即可。汽包內(nèi)部裝有各種提高蒸汽品質(zhì)的裝置，如汽水分離裝置、蒸汽清洗裝置、連續(xù)排污裝置、加藥裝置、分段蒸發(fā)裝置，還有給水分配裝置、事故放水管等。 五、減溫器五、減溫器 減溫器通常位于過(guò)熱器或再

13、熱器出口管組的進(jìn)口處，比如一、二級(jí)過(guò)熱器之間。減溫水一般來(lái)自鍋爐給水泵，為了能夠正常的工作，它的壓力要比蒸汽壓力高2.76Mpa左右。減溫水通過(guò)噴口霧化后噴入湍流強(qiáng)烈的蒸汽中，蒸汽的速度和霧化的水滴尺寸是確定減溫效果的兩個(gè)最重要因素。一個(gè)好的過(guò)熱器或再熱器設(shè)計(jì)，在燃機(jī)預(yù)選負(fù)荷排煙溫度比較高運(yùn)行時(shí)需要一定的噴水量，以保證蒸汽溫度不超溫。 六、聯(lián)箱六、聯(lián)箱 除蒸發(fā)設(shè)備外，過(guò)熱器、再熱器、省煤器等受熱面管束端部上也有聯(lián)箱，其作用是匯集、均衡分配各管束內(nèi)工質(zhì)。 現(xiàn)代鍋爐都采用圓形聯(lián)箱，實(shí)際上是直徑較大、兩端封閉的圓管，可用來(lái)連接兩部分相同或不同管數(shù)和管徑的管子，起匯集、混合和分配工質(zhì)的作用。 聯(lián)箱一般

14、布置在爐外不受熱，其材料常用20號(hào)碳鋼。其長(zhǎng)度由所需連接的管數(shù)決定。聯(lián)箱與管子的連接現(xiàn)在都采用焊接。 臥式余熱鍋爐，水冷壁有上下聯(lián)箱，下聯(lián)箱通常都裝有定期排污裝置和膨脹指示器，有的還裝有鍋爐啟動(dòng)時(shí)加強(qiáng)水循環(huán)用的蒸汽加熱裝置即循環(huán)推動(dòng)器。第四節(jié)第四節(jié) 余熱鍋爐的一些概念余熱鍋爐的一些概念過(guò)熱器端差 熱端溫差是指換熱過(guò)程中過(guò)熱器入口煙氣與過(guò)熱器出口過(guò)熱蒸汽之間的溫差。降低熱端溫差，可以得到較高的過(guò)熱度，從而提高過(guò)熱蒸汽品質(zhì)。但降低熱端溫差，同時(shí)也會(huì)使過(guò)熱器的對(duì)數(shù)平均溫差降低，也就是增大了過(guò)熱器的傳熱面積，加大了金屬耗量。大量計(jì)算表明，當(dāng)熱端溫差選擇在2060范圍內(nèi)，是比較合理的。窄點(diǎn)溫差窄點(diǎn)溫差

15、窄點(diǎn)溫差也叫節(jié)點(diǎn)溫差，是換熱過(guò)程中蒸發(fā)器出口煙氣與被加熱的飽和水汽之間的最小溫差，當(dāng)節(jié)點(diǎn)溫差減小時(shí)，余熱鍋爐的排氣溫度會(huì)下降，煙氣余熱回收量會(huì)增大，蒸汽產(chǎn)量和汽輪機(jī)輸出功都隨之增加，即對(duì)應(yīng)著高的余熱鍋爐熱效率，但平均傳熱溫差也隨之減小，這必將增大余熱鍋爐的換熱面積。顯然，是不允許等于零的，否則，余熱鍋爐的換熱面積將為無(wú)窮大，這是不現(xiàn)實(shí)的。此外，隨著余熱鍋爐換熱面積的增大，燃?xì)鈧?cè)的流阻損失也將增大，有可能使燃?xì)廨啓C(jī)的功率有所減小，導(dǎo)致聯(lián)合循環(huán)的熱效率有下降的趨勢(shì)。窄點(diǎn)越小，余熱利用越充分，但成本相應(yīng)增加。一般810。接近點(diǎn)溫差接近點(diǎn)溫差 接近點(diǎn)溫差是指余熱鍋爐省煤器出口壓力下飽和水溫度和出口水溫

16、之間的溫差。部分負(fù)荷下，接近點(diǎn)溫度變小。設(shè)計(jì)接近點(diǎn)溫度一般520。汽水分層汽水分層 當(dāng)汽水混合物在水平或微傾斜的管子中流動(dòng)時(shí)，由于汽水重度不同，水傾向于在下面流動(dòng)，汽傾向于在上部流動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)，汽水就會(huì)分開(kāi)出現(xiàn)一個(gè)清晰的分界面，這種現(xiàn)象就叫汽水分層。發(fā)生汽水分層后，管子上下管壁會(huì)出現(xiàn)溫差，產(chǎn)生熱應(yīng)力；同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生交變應(yīng)力，所以應(yīng)設(shè)法防止汽水分層現(xiàn)象的發(fā)生。 防止汽水分層現(xiàn)象的辦法是盡可能避免布置水平或傾斜度小于15度的沸騰管。如果不能保證安裝要求，可以通過(guò)提高管中汽水混合物的流速方法得到控制。逆流布置與順流逆流布置與順流 在受熱面管箱內(nèi)，如果熱流體（煙氣）與冷流體（水或汽）的流動(dòng)方向相反，稱為“

17、逆流”，相應(yīng)的傳熱方式稱為逆流傳熱；如果熱流體和冷流體的方向相同，稱為“順流”，相應(yīng)的傳熱方式稱為順流傳熱。 逆流布置的受熱面，兩種流體的高溫段位于受熱面的同一側(cè)，冷流體的出口溫度可能高于熱流體的出口溫度，且沿受熱面各處的溫差比較一致，其數(shù)值大，在所需的傳熱量一定的情況下，可減少傳熱面積，節(jié)省投資；但在強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)中，逆流傳熱不適合于被加熱介質(zhì)為汽液兩相的流體，容易形成汽塞，影響循環(huán)的安全性。順流傳熱逆流傳熱 低溫腐蝕低溫腐蝕 余熱鍋爐的排煙溫度較低，燃用重油的機(jī)組，布置在低溫段的受熱面比較容易被硫酸腐蝕，如果按重油含硫量1.5估算，按照經(jīng)驗(yàn)公式ts = 120 + 7(Syzs 0.6)C計(jì)

18、算，酸露點(diǎn)為120，為獲得較為經(jīng)濟(jì)的機(jī)組效率，鍋爐設(shè)計(jì)中所取的安全裕度較小。當(dāng)燃機(jī)注水運(yùn)行時(shí)，注水量按與燃料等量來(lái)考慮，排氣中H2O濃度會(huì)增加至11%左右，酸露點(diǎn)會(huì)升至124左右（排氣中的水蒸氣含量對(duì)酸露點(diǎn)的影響較SO3,弱得多）。雖然酸露點(diǎn)升高的并不多，但因?yàn)榕艢庵兴魵夂康脑黾?，使得尾部金屬的腐蝕加劇，因此余熱鍋爐的運(yùn)行和尾部受熱面腐蝕的檢測(cè)應(yīng)引起足夠的重視。水循環(huán)、循環(huán)倍率水循環(huán)、循環(huán)倍率 鍋爐水循環(huán)分兩種：一種是自然循環(huán)；另一種是強(qiáng)制循環(huán)。1、自然循環(huán) 自然循環(huán)是在鍋爐密閉的循環(huán)回路中因工質(zhì)密度差而形成的水循環(huán)稱自然水循環(huán)。 鍋水受熱后產(chǎn)生的汽水混合物密度變小，沿上升管進(jìn)入汽包。新進(jìn)

19、入汽包的水溫度低、密度大，便順下降管進(jìn)入下集箱來(lái)補(bǔ)充受熱后上升水的位置。這樣水在爐管內(nèi)不斷地流動(dòng)、不斷地吸收受熱面金屬壁的熱量同時(shí)冷卻金屬壁，使金屬壁不會(huì)超溫，保證水的正常循環(huán)。2、強(qiáng)制循環(huán) 從汽包下部引出的水借助于強(qiáng)制循環(huán)泵壓人蒸發(fā)器的管簇，水在蒸發(fā)器內(nèi)吸收煙氣熱量，部分水變成蒸汽，然后蒸發(fā)器內(nèi)的汽水混合物經(jīng)導(dǎo)管流人汽包。強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐通過(guò)循環(huán)泵來(lái)保證蒸發(fā)器內(nèi)循環(huán)流量的恒定。 3、循環(huán)倍率 所謂循環(huán)倍率是指進(jìn)入受熱面的循環(huán)水量G與受熱面產(chǎn)生的蒸汽量D之比，即進(jìn)入受熱面的循環(huán)水量經(jīng)過(guò)幾次循環(huán)才能完全變成蒸汽。循環(huán)倍率越大，循環(huán)流速越低。在自然循環(huán)的鍋爐中，水循環(huán)流速過(guò)低，就會(huì)造成水循環(huán)故障（

20、循環(huán)停滯、倒流、汽水分層即下降管帶汽等）。 汽包壓力（MPa）3.92-5.889.8-11.813.7-15.716.7-18.6鍋爐蒸發(fā)量（T/h）35-240160-420185-670800界限循環(huán)倍率8-1053受熱最強(qiáng)2.5推薦循環(huán)倍率燃油12-207-124-63.5-5燃煤15-258-155-84-6界限循環(huán)倍率及推薦循環(huán)倍率蒸汽凈化蒸汽凈化 鍋爐生產(chǎn)出的蒸汽的質(zhì)量，除了要求蒸汽參數(shù)；壓力、溫度符合規(guī)定外，還要求蒸汽品質(zhì)合格。蒸汽品質(zhì)即蒸汽的潔凈程度是指蒸汽中雜質(zhì)含量的多少。蒸汽中所含的雜質(zhì)為各種鹽類、堿類及氧化物等，其中絕大部分是鹽類，故通常多以蒸汽的含鹽量表示蒸汽含雜質(zhì)的

21、多少。l鍋爐用水指標(biāo) 1.懸浮物含量懸浮物的成分主要是不溶解的礦物質(zhì)和有機(jī)物2含氧量水中溶解氧對(duì)熱力設(shè)備有氧化腐蝕作用，必須把它除掉。3含鹽量含鹽量是指水中含有各種鹽類的總量 4. 硬度水中結(jié)垢性物質(zhì)的總含量。結(jié)垢性物質(zhì)主要包括鈣鹽和鎂鹽兩大類 5氫離子濃度 水的酸性和堿性常用氫離子濃度來(lái)表示而氫離子濃度又常用PH值來(lái)間接表示l蒸汽的污染蒸汽的污染 當(dāng)蒸汽中含有雜質(zhì)時(shí)稱為蒸汽被污染。造成蒸汽被污染有兩方面的原因：一方面是由于蒸汽攜帶有含鹽濃度大的鍋水水滴，這種因攜帶鍋水水滴而導(dǎo)致蒸汽帶鹽的現(xiàn)象稱為蒸汽的機(jī)械攜帶；在鍋水含鹽濃度一定的情況下，蒸汽的機(jī)械攜帶就決定于蒸汽的帶水量。另一方面是由于某些

22、鹽分能直接被高壓蒸汽所溶解，這種蒸汽帶鹽的現(xiàn)象稱為蒸汽溶鹽或蒸汽的溶解性攜帶，由于高壓蒸汽對(duì)鹽分的溶解具有選擇性，故蒸汽溶鹽又稱為蒸汽的選擇性攜帶。 l提高蒸汽品質(zhì)的途徑提高蒸汽品質(zhì)的途徑 要獲得潔凈的蒸汽，除了對(duì)給水進(jìn)行嚴(yán)格的爐外水處理，保證給水的品質(zhì)，以從根本上減少帶入鍋爐的雜質(zhì)數(shù)量以外，應(yīng)針對(duì)蒸汽被污染的原因和具體影響因素，從以下幾方面來(lái)提高蒸汽品質(zhì)：進(jìn)行汽水分離，即在汽包內(nèi)裝設(shè)汽水分離設(shè)備，以減少蒸汽對(duì)水分的機(jī)械攜帶；裝設(shè)蒸汽清洗裝置對(duì)蒸汽進(jìn)行清洗，以減少蒸汽對(duì)鹽分的選擇性攜帶；進(jìn)行鍋爐排污和實(shí)行分段蒸發(fā)，以降低鍋水的含鹽量。此外，還可對(duì)鍋水進(jìn)行鍋內(nèi)補(bǔ)充處理。 l汽水分離的基本原理汽水

23、分離的基本原理(1)重力分離 利用汽與水的密度不同，在重力作用下使水與汽分離。這種分離作用只要汽水混合物在定高度的空間中，由下向上流動(dòng)，就能自然地進(jìn)行分離，故又稱為自然分離。在汽包內(nèi)，飽和蒸汽從蒸發(fā)面向汽包頂部蒸汽引出管流動(dòng)的過(guò)程中，就利用了這種分離作用使較大的水滴從蒸汽中被分離下來(lái)。 (2)離心分離 利用汽水混合物作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力作用進(jìn)行分離。(3)慣性分離 利用汽水混合物改變流向時(shí)產(chǎn)生的慣性力作用進(jìn)行分離。(4)水膜分離 當(dāng)蒸汽帶著水滴沿金屬壁面流動(dòng)時(shí)，水滴因附著力作用粘附在金屬壁面上，形成水膜下流而與蒸汽分離。 汽包內(nèi)的汽水分離過(guò)程，通常分為兩個(gè)階段：一是粗分離階段(一次分離階段

24、)，在這個(gè)階段中將蒸汽中的大部分水分分離出來(lái)，并消除汽水混合物的動(dòng)能；二是細(xì)分離階段(二次分離階段)，在這一階段中，將蒸汽中的微細(xì)水滴作進(jìn)一步的分離以降低蒸汽的濕度使之符合規(guī)定。l鍋爐排污 鍋爐在運(yùn)行中排出一部分含鹽濃度大的和含水渣濃度大的鍋水，叫做鍋爐排污。 進(jìn)入汽包的給水中帶有鹽分，同時(shí)對(duì)鍋水進(jìn)行加藥處理后鍋水中的結(jié)垢性物質(zhì)要生成水渣，另外鍋水腐蝕鍋爐金屬也要產(chǎn)生一些腐蝕產(chǎn)物，因而鍋水中含有各種可溶性的和不溶解的雜質(zhì)，運(yùn)行中這些雜質(zhì)只有很少部分被蒸汽帶走，而絕大部分留在鍋水中。隨著鍋水的不斷蒸發(fā)、濃縮，鍋水中的這些雜質(zhì)的含量逐漸增多，鍋水的含鹽濃度不斷增加，水渣濃度也越來(lái)越大，這不但會(huì)影響

25、蒸汽品質(zhì)，而且還會(huì)造成受熱面結(jié)垢與腐蝕，影響鍋爐運(yùn)行的安全。因此必須將一部分鍋水排掉，以排出部分鹽分和水渣，才能保證鍋水中雜質(zhì)的含量維持在允許的范圍內(nèi)。所以，鍋爐排污是提高蒸汽品質(zhì)的一個(gè)重要方法。鍋爐排污分為定期排污和連續(xù)排污兩種。定期排污的主要目的是，定期地排除鍋水中不溶解的沉淀雜質(zhì)水渣。所以定期排污的地點(diǎn)應(yīng)選在沉淀雜質(zhì)聚積最多的地方，即水渣濃度最大的部位，一般是在蒸發(fā)設(shè)備系統(tǒng)的最低部位水冷壁下聯(lián)箱。定期排污量的多少及間隔時(shí)間，主要視水汽品質(zhì)由電廠化學(xué)車間來(lái)確定。當(dāng)補(bǔ)給水量很大、水質(zhì)較差時(shí)，排污量較大，排污的次數(shù)較多；若補(bǔ)給水的水質(zhì)較好，則排污量可以減小，排污的間隔時(shí)間也可加長(zhǎng)。連續(xù)排污的主

26、要目的是，連續(xù)地排除鍋水中溶解的部分鹽分，使鍋水的含鹽量不致超過(guò)規(guī)定，并維持一定的鍋水堿度。所以連續(xù)排污應(yīng)從鍋水含鹽濃度最大的部位通常是在汽包蒸發(fā)面附近引出。連續(xù)排污也能排出一些細(xì)粒水渣和懸浮物等。連續(xù)排污管布置在汽內(nèi)的蒸發(fā)面附近，排污管上沿長(zhǎng)度方向均勻地開(kāi)有一些小孔，排污水即從小孔流入排污管，然后通過(guò)引出管排走。引出管上裝有流量孔板和調(diào)節(jié)閥門(mén)等。調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度(連續(xù)排污量)同樣由化學(xué)車間根據(jù)水汽品質(zhì)來(lái)確定。 第五節(jié)第五節(jié) 我廠余熱鍋爐簡(jiǎn)介我廠余熱鍋爐簡(jiǎn)介l燃機(jī)電廠余熱鍋爐通過(guò)燃機(jī)排出的高溫?zé)煔?，依次流?jīng)鍋爐各個(gè)受熱面，加熱給水及其蒸汽，最后產(chǎn)生合格的蒸汽，送入相應(yīng)的汽輪機(jī)做功或向熱用戶供熱。

27、l我廠余熱鍋爐由杭州鍋爐廠生產(chǎn)，型號(hào)為三壓無(wú)補(bǔ)燃強(qiáng)制循環(huán)型（Q1153/526-174(33.9)-5.8(0.62)/500(254.8)）燃機(jī)余熱鍋爐，它與PG9171E型燃機(jī)相匹配，組成燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。l與本鍋爐相匹配的燃機(jī)為側(cè)向排氣型，帶有獨(dú)立的排氣煙囪，為有效的保證鍋爐出力及正常的運(yùn)行，旁通煙囪配置無(wú)泄漏煙氣擋板以及適合聯(lián)合循環(huán)發(fā)電所需的動(dòng)力控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)。l本鍋爐為塔式布置，全懸吊管箱結(jié)構(gòu)。它由入口轉(zhuǎn)角煙道、鍋爐本體受熱面管箱、出口煙道及煙囪、鋼架、平臺(tái)扶梯、高壓鍋筒、低壓鍋筒、除氧器及水箱、強(qiáng)制循環(huán)泵等所組成。其中鍋爐本體受熱面管箱，又可分為高壓過(guò)熱器管箱、高壓蒸發(fā)器管箱

28、、高壓省煤器（1）低壓過(guò)熱器管箱、高壓省煤器（2）管箱、低壓蒸發(fā)器管箱、高壓省煤器（3）低壓省煤器管箱、除氧蒸發(fā)器管箱、凝結(jié)水加熱器管箱。l鍋爐鋼架中心落地尺寸為30.314米。頂部標(biāo)高30.5米，高壓鍋筒中心線標(biāo)高24.8米，低壓鍋筒中心線標(biāo)高32米，除氧水箱中心線標(biāo)高為32.5米，煙囪出口標(biāo)高60米。l當(dāng)鍋爐進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)，需控制煙氣調(diào)節(jié)擋板。燃機(jī)排氣水平流向鍋爐底部的入口轉(zhuǎn)角煙道，依次流經(jīng)本體各受熱面，經(jīng)換熱后的煙氣最后從煙囪排向大氣。l本鍋爐的汽水系統(tǒng)由前述各受熱面管箱、高壓鍋筒、低壓鍋筒、除氧水箱、強(qiáng)制循環(huán)泵、減溫器、過(guò)熱器集汽集箱所組成。鍋爐的給水（凝結(jié)水）經(jīng)各自的給水操作臺(tái)進(jìn)入省

29、煤器（凝結(jié)水加熱器）加熱后，接近飽和溫度的水進(jìn)入鍋筒（除氧水箱），鍋筒內(nèi)的水經(jīng)下降管、強(qiáng)制循環(huán)泵后進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)受熱后成為汽水混合物又回到鍋筒（分離器）在鍋筒（分離器）內(nèi)進(jìn)行汽水分離，分離下來(lái)的水回到鍋筒（除氧水箱）的水空間，飽和蒸汽則通過(guò)飽和蒸汽引出管被送到過(guò)熱器（除氧器，供除氧用），飽和蒸汽在過(guò)熱器內(nèi)被加熱成過(guò)熱蒸汽，然后經(jīng)減溫器調(diào)溫，達(dá)到規(guī)定的蒸汽溫度后，經(jīng)主汽管被送入汽輪機(jī)。l高壓鍋筒及內(nèi)部裝置 高壓鍋筒外徑為2370mm，壁厚為85mm，筒體總長(zhǎng)度為9500mm，兩端相配橢球形封頭，并設(shè)有人孔裝置，總重約54頓（含鍋筒內(nèi)部裝置）。筒體和封頭的材料均為19Mn6。該鍋筒通過(guò)兩個(gè)

30、支座（一個(gè)活動(dòng)支座，一個(gè)固定支座）擱置在鋼架梁上，鍋筒的中心線標(biāo)高為24.8m。為保證鍋爐運(yùn)行時(shí)獲得良好的蒸汽品質(zhì)，同時(shí)又能適應(yīng)聯(lián)合循環(huán)快速啟動(dòng)及負(fù)荷變化的需要，本鍋爐的內(nèi)部裝置采用了大直徑、雙層結(jié)構(gòu)形式，即外殼為承壓殼體，內(nèi)膽為隔離殼體，當(dāng)鍋筒工作時(shí)，水從內(nèi)膽下部經(jīng)下降管引出，從蒸發(fā)器來(lái)的汽水混合物從鍋筒下部進(jìn)入內(nèi)外殼體之間的夾層，使汽水混合物強(qiáng)制通過(guò)該夾層，對(duì)外殼起到了均勻加熱的作用，從而使鍋筒筒壁（外殼）在鍋爐快速啟動(dòng)時(shí)能均衡的升溫。高壓汽包汽水分離器高壓汽包分汽水離器 為保證鍋爐正常運(yùn)行時(shí)獲得良好的蒸汽品質(zhì)，在鍋筒內(nèi)設(shè)置了二級(jí)汽水分離裝置。一級(jí)分離為內(nèi)外殼間夾層內(nèi)汽水混合物從鍋筒頂部向

31、下噴射，形成慣性，進(jìn)行重力分離。二級(jí)分離為設(shè)在鍋筒頂部蒸汽引出口前的波形板分離器及均汽孔板。 在鍋筒內(nèi)部還設(shè)置了給水分配管、加藥管和排污管。在鍋筒上還設(shè)有水位計(jì)、平衡容器、電接點(diǎn)液位計(jì)、壓力表和安全閥等裝置，以供鍋爐運(yùn)行時(shí)監(jiān)督、控制用。l低壓鍋筒及內(nèi)部裝置 低壓鍋筒外徑為1840mm，壁厚為20mm，筒體直段長(zhǎng)度為9080mm，兩端相配橢球形封頭，并設(shè)有人孔裝置。筒體和封頭的材料均為20g。該鍋筒也通過(guò)兩個(gè)支座（一個(gè)活動(dòng)支座，一個(gè)固定支座）擱置在鋼架梁上，鍋筒的中心線標(biāo)高為32m。為保證鍋爐正常運(yùn)行時(shí)獲得良好的蒸汽品質(zhì)，該鍋筒在其內(nèi)部也設(shè)置了二級(jí)汽水分離裝置。一級(jí)分離為汽水混合物從鍋筒底部引入

32、，經(jīng)水下孔板后，蒸汽均勻平穩(wěn)的進(jìn)入汽空間，在此進(jìn)行重力分離。二級(jí)分離為設(shè)在鍋筒頂部蒸汽引出口前的波形板分離器及均汽孔板。 在低壓鍋筒內(nèi)部也設(shè)有給水分配管、加藥管和排污管，同時(shí)在該鍋筒上還設(shè)有水位計(jì)、平衡容器、電接點(diǎn)液位計(jì)、壓力表和安全閥等裝置，供鍋爐運(yùn)行時(shí)監(jiān)督、控制用。低壓汽包汽水分離器l除氧器及水箱 本鍋爐配置的除氧裝置由除氧器、水箱和汽水分離器三大部分組成，除氧器和水箱即起到了對(duì)給水除氧和儲(chǔ)水的作用，同時(shí)又具備了蒸發(fā)系統(tǒng)中鍋筒的功能。 除氧裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)：分離器外經(jīng)1024mm，壁厚12mm,長(zhǎng)度2144mm,凈重855kg;除氧頭外經(jīng)2236mm,壁厚18mm,長(zhǎng)度4815mm,凈重677

33、5kg;水箱外經(jīng)3040mm,長(zhǎng)度11400mm,凈重25702kg。 除氧器立于除氧水箱之上，除氧器頂部設(shè)置配水管及25只10t/h噴頭，凝結(jié)水經(jīng)噴頭霧化成水滴與蒸汽充分接觸加熱，變成飽和水。使水中絕大部分氧氣等不凝氣體逸出，由頂部排氣管排出，達(dá)到一次除氧效果。經(jīng)一次除氧的水，由布水盤(pán)均勻地淋灑到亂堆的鮑爾環(huán)填料表面，使水滴和填料的接觸表面充分濕潤(rùn)，由除氧器下部進(jìn)入蒸汽充分接觸加熱，達(dá)到深度除氧的效果。最終水由除氧器下部進(jìn)入水箱。 水箱為臥式容器，雙鞍座結(jié)構(gòu)。水箱內(nèi)設(shè)置加藥管和沸騰管，在啟動(dòng)或低負(fù)荷時(shí)通入加熱蒸汽調(diào)節(jié)水溫和加藥調(diào)節(jié)水的容氧量及PH值，以保證鍋爐供水要求。除氧頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)除氧水箱

34、內(nèi)部結(jié)構(gòu)l本體受熱面管箱和吊掛 本體受熱面管箱和吊掛由以下部件所組成：高壓過(guò)熱器、高壓蒸發(fā)器（1）、高壓蒸發(fā)器（2）、高壓省煤器（1）低壓過(guò)熱器、高壓省煤器（2）、低壓蒸發(fā)器、高壓省煤器（3）低壓省煤器、除氧蒸發(fā)器、凝結(jié)水加熱器、本體受熱面管箱吊掛及止晃裝置。 本鍋爐由上述九個(gè)管箱組成了整臺(tái)鍋爐的換熱面系統(tǒng)。每個(gè)管箱由換熱面管子、集箱、管板、側(cè)板和密封箱組成一整體模塊結(jié)構(gòu)，換熱面管子采用水平錯(cuò)列布置的螺旋鰭片管結(jié)構(gòu)。為適應(yīng)燃用重油煙氣的需要，所采用的螺旋鰭片管節(jié)距為6.006.99mm。每個(gè)管箱有2塊管板和8塊隔板作為管子支撐，鰭片管穿在管板和隔板的管孔內(nèi)，鍋爐運(yùn)行時(shí)膨脹自由。 本體的吊掛由吊

35、桿、吊板和銷軸等組成，它與最上層凝結(jié)水加熱器管箱上的吊耳相接，最后將所有換熱面管箱的重量（其中還包括入口轉(zhuǎn)角煙道、出口煙道的重量）傳遞到鋼架的頂板梁上。l減溫器和過(guò)熱器出口集汽集箱 本鍋爐在高壓過(guò)熱器出口前均設(shè)置了減溫器，用以調(diào)節(jié)和控制過(guò)熱蒸汽的汽溫。高壓鍋爐減溫器的直徑與壁厚為32520mm。高壓鍋爐的減溫方式均采用噴水減溫，減溫器由笛形管和內(nèi)襯混合管組成，高壓鍋爐減溫器的混合管長(zhǎng)度為4m。以保證減溫器工作時(shí)，水和蒸汽在該區(qū)段內(nèi)充分混合，保護(hù)減溫器集箱，使其免受疲勞損壞。 高壓鍋爐的過(guò)熱器出口集汽集箱均布置在鍋爐靠汽機(jī)側(cè)，標(biāo)高為9.1m（高壓）和11.7m（低壓）。在高低壓過(guò)熱器集汽集箱上均

36、設(shè)置了安全閥、壓力表、溫度計(jì)與測(cè)量?jī)x表，供鍋爐運(yùn)行時(shí)監(jiān)督和控制用，在其上還布置有疏水管路和啟動(dòng)排汽管路，供鍋爐啟動(dòng)時(shí)用。l本體鋼架、主煙囪鋼架、平臺(tái)扶梯 本鍋爐鋼架采用雙框架全鋼結(jié)構(gòu)，按七度地震烈度設(shè)防。鋼架共有16根立柱，均采用大型H型鋼制成。鋼架中心線落地尺寸30.314m，頂部標(biāo)高30.5m。主煙囪鋼架裝在頂部鋼架上，主煙囪鋼架上標(biāo)高40.5m。本體鋼架和主煙囪鋼架均采用絎架式結(jié)構(gòu)，高強(qiáng)螺栓連接，主煙囪鋼架用以支撐和穩(wěn)定主煙囪，并將其允許載荷傳送到本體鋼架上。本體鋼架將支撐整臺(tái)鍋爐正常運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的允許載荷以及風(fēng)載、地震等載荷，并將其平穩(wěn)地傳遞至地面基礎(chǔ)，確保鍋爐在允許載荷范圍內(nèi)長(zhǎng)期安全

37、可靠的運(yùn)行。 本鍋爐在運(yùn)行操作及檢修所需的各部位均設(shè)置了平臺(tái)，檢修平臺(tái)采用不透孔的花鋼板結(jié)構(gòu)，其余平臺(tái)、步道及扶梯均采用適合露天布置的柵格結(jié)構(gòu)，步道寬度1000mm，扶梯寬度為800mm，斜度為45度，平臺(tái)的允許載荷為2kgPa(200kgf/m2)同時(shí)承載面積按不超過(guò)20平臺(tái)總面積計(jì)。 l煙道 煙道由以下部分組成：入口轉(zhuǎn)角煙道、出口煙道、主煙囪。 各煙道、煙囪均采用鋼制密封殼體形成，根據(jù)各煙道、煙囪所在部位的工作條件和工作特點(diǎn)，在外側(cè)采用了不同的鋼制加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，以承受鍋爐正常運(yùn)行時(shí)煙氣的內(nèi)壓和沖擊，特別是入口轉(zhuǎn)角煙道，殼體已采用厚度為8mm，材料為15Mo3的耐熱鋼板，還在該煙道的內(nèi)部還設(shè)置了

38、100mm厚的內(nèi)保溫，以緩解鍋爐啟動(dòng)時(shí)的熱沖擊的作用，使其能長(zhǎng)期安全可靠的工作。 入口轉(zhuǎn)角煙道的中心標(biāo)高為4.337m，它通過(guò)一非金屬膨脹節(jié)與旁通煙道出口相接，并與旁通煙道的中心標(biāo)高（4.287m）在冷態(tài)時(shí)預(yù)錯(cuò)位50mm，以減小鍋爐熱態(tài)運(yùn)行時(shí)入口轉(zhuǎn)角煙道與旁通煙道間的錯(cuò)位量，提高非金屬膨脹節(jié)的工作可靠性。l保溫和外護(hù)板 為了最大程度上減少鍋爐的散熱損失，提高鍋爐的熱效率和保證各部件在允許的溫度范圍內(nèi)正常的工作。本鍋爐在各煙道和各受熱面管箱的殼體外均敷設(shè)了必須的保溫，保溫材料采用重量輕、導(dǎo)熱系數(shù)小的長(zhǎng)纖維硅酸鋁棉、氈等優(yōu)質(zhì)材料，在工地現(xiàn)場(chǎng)用抓釘、鋼絲網(wǎng)等金屬件將其敷設(shè)于煙道、管箱等殼體的外表面。為了保證該保溫材料的使用壽命，免受日曬雨淋的侵蝕，在該保溫材料的外表面均設(shè)有彩色波形鋼板作為外護(hù)板。該外護(hù)板一方面起到了保護(hù)保溫層的作用，同時(shí)起到了美化鍋爐外觀的作用。 l柔性膨脹節(jié) 在本鍋爐入口煙道前設(shè)有一個(gè)非金屬柔性膨脹節(jié)，用以吸收本鍋爐熱態(tài)運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的向下及向前的雙向位移量，這種膨脹節(jié)具有萬(wàn)向補(bǔ)償和避免產(chǎn)生由熱膨脹引起的推力的功能，同時(shí)具有吸收膨脹量大