電站鍋爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課件

1、電站鍋爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)7/28/20221 鍋爐由本體設(shè)備、輔助設(shè)備和附件等購成。鍋爐本體設(shè)備由“鍋”和“爐”兩部分組成。7/28/202227/28/202237/28/202247/28/202257/28/20226 “鍋”指鍋爐的汽水系統(tǒng)，用于盛放工質(zhì)，并接受燃料燃燒放出的熱量，使工質(zhì)由水逐漸被加熱至合乎要求的過熱蒸汽。主要由汽包（鍋筒）、下降管、聯(lián)箱、水冷壁、省煤器、過熱器、再熱器和連接管道等組成。主要由受熱面組成。7/28/20227鍋內(nèi)設(shè)備汽包：存放工質(zhì)和產(chǎn)生合格要求的飽和蒸汽水冷壁：位于爐膛的四壁，吸收輻射熱，使水受熱蒸發(fā)，保護(hù)爐墻。過熱器.：加熱飽和蒸汽至過熱蒸汽，供給高壓缸再熱器

2、：重新加熱已經(jīng)部分作功、壓力和溫度都已降低的蒸汽，供給汽輪機(jī)的中低壓缸作功省煤器：提高鍋爐效率，降低鍋爐的排煙溫度，節(jié)約燃料7/28/20228“爐”即燃燒系統(tǒng)，其任務(wù)是使燃料在其內(nèi)部快速、穩(wěn)定、完全地燃燒，放出熱量，產(chǎn)生高溫火焰和煙氣。燃燒系統(tǒng)主要由爐膛、燃燒器、空氣預(yù)熱器和煙道等組成。7/28/20229爐內(nèi)設(shè)備爐膛：由水冷壁和爐墻圍成，燃料在爐膛進(jìn)行合理的燃燒燃燒器：安裝在爐墻上面，其作用是將燃料和空氣以一定的速度送入爐膛內(nèi)部，使燃料能夠適時地著火，并迅速完全地燃燒。空氣預(yù)熱器：安裝在鍋爐的最末端，進(jìn)一步降低排煙溫度，提高鍋爐效率。7/28/202210鍋爐的輔助設(shè)備給水設(shè)備：包括給水泵

3、、管道閥門等通風(fēng)設(shè)備：送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、煙風(fēng)道、煙囪等制粉設(shè)備：原煤倉、給煤機(jī)、磨煤機(jī)、粗粉分離器、細(xì)粉分離器和排粉風(fēng)機(jī)除塵設(shè)備：分離除去煙氣中的飛灰顆粒，減輕飛灰對環(huán)境的污染和對引風(fēng)機(jī)的磨損。除灰設(shè)備：除去鍋爐底部的大渣和除塵器分離下來的細(xì)灰 7/28/202211一、電站鍋爐受熱面鍋爐受熱面包括爐膛水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器等受熱面受熱面中完成給水經(jīng)過預(yù)熱、蒸發(fā)、過熱、再熱加熱過程預(yù)熱：省煤器 蒸發(fā)：水冷壁過熱：過熱器 再熱：再熱器7/28/202212受熱面的整體布置型式(a) 型； (b) 型； (c) T型； (d) 塔型； (e) 半塔型； (f) 箱型 7/28/2

4、02213（1）水冷壁鍋爐爐墻四周，輻射換熱蒸發(fā)受熱面。 水冷壁的作用：強(qiáng)化傳熱，節(jié)省金屬消耗量； 形成爐墻，起保護(hù)爐墻作用；能有效地防止?fàn)t壁結(jié)渣。受熱面聯(lián)箱：為分配流體的裝置。7/28/2022147/28/202215膜式水冷壁銷釘焊膜式水冷壁給料口 水冷壁折煙角 水冷壁集箱 7/28/202216水冷壁磨損7/28/202217（2）過熱器受熱面和再熱器受熱面 過熱受熱面有過熱器和再熱器 過熱器和再熱器的作用 將飽和蒸汽或低溫蒸汽加熱成為達(dá)到合格溫度的過熱蒸汽按傳熱方式分類：對流過熱器；半輻射式過熱器（即屏式過熱器）；輻射式過熱器。 7/28/202218對流過熱器：屏式過熱器7/28/

5、202219輻射式過熱器7/28/2022207/28/202221對流過熱器屏式過熱器7/28/202222包墻管過熱器在水平煙道和尾部豎井煙道內(nèi)壁像布置水冷壁那樣布置過熱器，稱為包墻管過熱器或包覆壁過熱器。它主要用于懸吊爐墻，傳熱效果差，不能作為主要受熱面。7/28/202223工業(yè)鍋爐過熱器型式7/28/202224輻射過熱器結(jié)構(gòu)：與水冷壁相同；輻射過熱器為低溫受熱面，較低溫度蒸汽流過，改善管子工作條件。7/28/202225（3） 省煤器省煤器主要作用降低排煙溫度，提高鍋爐效率，節(jié)省燃料由于給水先在省煤器內(nèi)加熱，代替部分造價較高的蒸發(fā)受熱面；減少了給水與汽包壁之間的溫差，使汽包熱應(yīng)力降

6、低7/28/202226省煤器分類鋼管式大型電站鍋爐鑄鐵式(壓力 4 MPa)鑄鐵式用在小容量鍋爐7/28/202227鑄鐵式：體積、重量大，價格貴，法蘭多，易泄露；7/28/202228鋼管式省煤器材質(zhì)：鍋爐無縫鋼管。優(yōu)點：體積小，重量輕，價格低廉。7/28/202229（a）鰭片管省煤器； (b) 膜式省煤器 鰭片管省煤器和膜式省煤器示意圖7/28/2022307/28/202231（4） 空氣預(yù)熱器空氣預(yù)熱器是利用煙氣的熱量來加熱燃燒所需空氣的熱交換設(shè)備作用：在煙氣溫度最低的區(qū)域回收了煙氣的熱量；提高了鍋爐效率；同時預(yù)熱空氣強(qiáng)化了著火燃燒過程分類：按照換熱方式，空氣預(yù)熱器分為傳熱式和蓄熱

7、式 7/28/202232管式空氣預(yù)熱器7/28/2022331轉(zhuǎn)子；2軸；3齒條；4齒輪；5煙氣入口； 6煙氣出口；7空氣人口；8空氣出口；9隔板；10過渡區(qū)；11密封 圖 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器容克式）7/28/202234 裝傳熱元件的轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)而成靜子，旋轉(zhuǎn)的是空氣的風(fēng)罩，或稱上下風(fēng)罩。7/28/2022357/28/202236三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器典型布置7/28/202237二、鍋爐汽水系統(tǒng)及其設(shè)備汽水系統(tǒng)是指給水和蒸汽流經(jīng)的設(shè)備及其管道所組成的系統(tǒng)。汽水系統(tǒng)及其設(shè)備的連接情況如下圖所示7/28/202238汽水系統(tǒng)及其設(shè)備的連接情況1省煤器；2汽包；3下降管；4聯(lián)箱；5上升管；6過熱

8、器；7除氧器；8給水泵；9再熱器；10汽輪機(jī)高壓缸11汽輪機(jī)中壓缸；12汽輪機(jī)低壓缸；13發(fā)電機(jī)；14凝汽器；15凝結(jié)水泵；16高壓加熱器7/28/2022397/28/202240鍋爐給水系統(tǒng)及其設(shè)備組成：由除氧器水箱經(jīng)給水泵、高壓加熱器到省煤器的全部給水管道、閥門、附件等組成作用是向鍋爐提供連續(xù)不斷的給水7/28/202241按其壓力不同可分為低壓和高壓給水系統(tǒng)低壓給水系統(tǒng) ：由除氧器到給水泵進(jìn)口側(cè)之間的管道、閥門及附件組成的系統(tǒng)稱低壓給水 高壓給水系統(tǒng)；由給水泵出口經(jīng)高壓加熱器至鍋爐省煤器的管道、閥門及附件組成的系統(tǒng)稱為高壓給水系統(tǒng)。 7/28/202242水循環(huán)系統(tǒng)部件(1）汽包7/2

9、8/202243汽包特點汽包是鍋爐的加熱、蒸發(fā)、過熱三個過程的連接樞紐。汽包中存有一定的汽、水，因而它有一定的蓄熱能力。在負(fù)荷變化時起蓄熱器和蓄水器的作用，可以減緩汽壓變化的速度。汽包中設(shè)有蒸汽凈化裝置，它可保證蒸汽品質(zhì)汽包上還裝有壓力表、水位計和安全閥等，從而保證鍋爐的安全工作。 7/28/202244（2）下降管7/28/202245（3）聯(lián)箱7/28/2022467/28/2022473. 鍋內(nèi)裝置及其蒸汽凈化 （1）基本概念蒸汽污染：蒸汽中含有雜質(zhì)的現(xiàn)象稱為蒸汽污染。 排污：從鍋爐中放出部分鍋水并補充部分新鮮給水的方法叫排污。（2）解決方法在汽包內(nèi)安裝汽水分離設(shè)備，可提高蒸汽品質(zhì) 7/

10、28/202248汽包內(nèi)部裝置 1汽包；2旋風(fēng)分離器；3給水管；4清洗裝置；5百葉窗分離；6均汽孔板 定期排污是定時地從鍋爐水冷壁的下聯(lián)箱排放出部分鍋水的方法。連續(xù)排污的目的是不斷地排除鍋水中溶解的部分鹽類物質(zhì)。鍋爐連續(xù)排污不僅是工質(zhì)損失，而且伴有熱量損失。 7/28/202249三 鍋爐的主要輔助設(shè)備及系統(tǒng)鍋爐的輔助設(shè)備較多，顯然有些設(shè)備不直接屬于電廠鍋爐車間管理，但都是鍋爐的輔助設(shè)備。它們有：煤粉制備系統(tǒng)；鍋爐通風(fēng)系統(tǒng)；煙塵處理系統(tǒng)；鍋爐水處理系統(tǒng)；燃料運輸系統(tǒng)；除灰系統(tǒng)；給水系統(tǒng)和供水系統(tǒng)等。 7/28/2022501. 煤粉制備系統(tǒng)煤粉的性質(zhì)良好的流動性可以很方便地用管道進(jìn)行輸送易發(fā)生

11、自燃 煤粉與空氣的接觸表面積很大，如果長期積存，很容易發(fā)生自然而引起氣粉混合物爆炸。運行中要防止管道積粉。 煤粉細(xì)度 煤粉越細(xì)，燃燒越易完全，但制粉系統(tǒng)所消耗的廠用電就要增多。 7/28/202251磨煤機(jī) 制粉系統(tǒng)主要設(shè)備，其作用是將具有一定尺寸的煤塊干燥、破碎并磨制成煤粉。 磨煤機(jī)分類（轉(zhuǎn)速）低速磨：1525 r/min,如：筒式鋼球磨中速磨：50300 r/min ,如：中速平盤磨、中速球式磨或E型磨、 中速碗式磨、MPS磨等高速磨：5001500/min ,如：風(fēng)扇磨、錘擊磨7/28/202252制粉系統(tǒng) 制粉系統(tǒng)有直吹式和中間儲倉式兩類。直吹式制粉系統(tǒng)是將磨煤機(jī)磨制的煤粉直接送入爐膛

12、燃燒，因此要求磨煤量必須與鍋爐燃煤量一致，配用中速磨煤機(jī)或風(fēng)扇式磨煤機(jī)中間儲倉式制粉系統(tǒng)，先將磨制的煤粉儲存在煤粉倉里，然后再根據(jù)鍋爐負(fù)荷的需要，經(jīng)給粉機(jī)將煤粉送入爐膛，這種系統(tǒng)一般配用筒式鋼球磨煤機(jī)。7/28/202253制粉系統(tǒng)的其他部件粗細(xì)粉分離器整體外觀、給粉機(jī)外觀7/28/2022542. 鍋爐通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)的作用供給燃料燃燒所需要的空氣，排走燃料燃燒所生成的煙氣，維持鍋爐燃燒連續(xù)不斷進(jìn)行。通風(fēng)方式有兩種：自然通風(fēng)和強(qiáng)制通風(fēng)。通風(fēng)設(shè)備：送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、煙風(fēng)道、煙囪等7/28/202255通風(fēng)方式自然通風(fēng)在煙囪高度范圍內(nèi)，冷、熱氣流的密度差產(chǎn)生的自生吸力，稱為自然通風(fēng)。煙囪越高則通風(fēng)

13、能力越大。只適用于流動阻力很小的小容量鍋爐強(qiáng)制通風(fēng)采用專門的通風(fēng)機(jī)械來實現(xiàn)強(qiáng)制通風(fēng)，強(qiáng)制通風(fēng)有負(fù)壓通風(fēng)、正壓通風(fēng)和平衡通風(fēng)三種形式。平衡通風(fēng)是電站鍋爐中應(yīng)用最廣泛的一種通風(fēng)方式7/28/202256電廠鍋爐平衡通風(fēng)系統(tǒng) 送風(fēng)機(jī)向鍋爐送入燃料燃燒需要的新鮮空氣；引風(fēng)機(jī)將燃燒后的煙氣吸出并送往煙囪，排入大氣。 7/28/202257鍋爐引風(fēng)機(jī)7/28/202258四煙塵處理系統(tǒng)煙氣組成：中除了空氣中原有的氮氣、氧氣外，其它均為污染氣體，煙塵污染會直接危害人民群眾的健康。除塵器分類：主要有離心式水膜除塵器、文丘里管濕式除塵器和靜電除塵器等。由于靜電除塵器的除塵效率較高，因此靜電除塵器在火電廠得到廣泛

14、地應(yīng)用。7/28/202259除塵系統(tǒng)設(shè)備布袋除塵 電除塵 7/28/202260脫硫方法脫硫方法：煙氣脫硫。煙氣脫硫技術(shù)是利用脫硫劑或SO2氣體吸著劑與煙氣中的SO2反應(yīng)，并將其轉(zhuǎn)化為較穩(wěn)定的硫化合物或單質(zhì)硫。7/28/202261煙氣脫硫7/28/202262生成氮氧化物的途徑主要有三種：一是煤中的氮化物在火焰中熱分解，然后氧化生成，“燃料型”NOx 二是空氣中的氮在高溫下與氧反應(yīng)生成，“熱力型”NOx 三是空氣氮與煤中的碳、氫離子團(tuán)發(fā)生反應(yīng)生成，“快速型”NOx“快速型”NOx所占比例不到5%；在溫度低于1350時，幾乎沒有“熱力型”NOx。NOx主要是通過“燃料型”的生成途徑而產(chǎn)生的。

15、因此，控制和減少煤燃燒產(chǎn)生的NOx，主要是控制“燃料型”NOx的生成。 7/28/202263氮氧化物減少排放的方法一是在燃燒中進(jìn)行控制，控制火焰溫度峰值其主要措施有：空氣分級、低過量空氣系數(shù)、燃料分級、煙氣再循環(huán)等。二是在燃燒后中通過催化劑選擇法或者非催化劑選擇法，將煙氣中的NOx還原。 7/28/202264選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝技術(shù)7/28/202265五鍋爐水處理系統(tǒng) 保證一定數(shù)量和品質(zhì)的水的循環(huán)鍋爐運行時只要在短時間里存水量不足或汽水品質(zhì)惡化，都會給熱力設(shè)備帶來極大的危害，從而影響正常發(fā)電或供熱。 7/28/202266天然水中的雜質(zhì) 天然水中的雜質(zhì)按顆粒大小不同可以分為懸

16、浮物、膠體和溶解物質(zhì)三大類。 懸浮物是顆粒直徑約在10-4 mm以上的雜質(zhì)，是使水產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象的主要原因。膠體是顆粒直徑在10-610-4 mm之間的微粒雜質(zhì)，是許多分子和離子的集合體，是使水產(chǎn)生色、味、臭的主要原因之一。有機(jī)膠體還會引起鍋水發(fā)泡，當(dāng)濃縮到一定程度時，就會產(chǎn)生汽水共騰。 7/28/202267溶解物質(zhì)主要是離子和一些溶解氣體，其顆粒直徑10-6 mm。天然水中的離子雜質(zhì)幾乎都是無機(jī)鹽溶于水后電離形成的。其中陽離子主要有Ca2+、Mg2+、Na+、K+、此外還含有少量的Fe2+、Mn2+、NH4+等；陰離子主要有HCO-、SO42、Cl三種，此外還含有少量HSiO3-、CO3-及

17、NO-等。 7/28/202268常用水質(zhì)指標(biāo) 火力發(fā)電廠機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB/T12145-1999）對鍋爐給水、補給水、鍋水、凝結(jié)水等的水質(zhì)都做了具體規(guī)定。常用的水質(zhì)指標(biāo)（1）懸浮物 ，毫克/升（mg/L） （2）含鹽量 ，毫克/升 （3）硬度 ，毫摩爾/升（mmol/L） （4）堿度 ，毫摩爾/升 （5）pH值 ，鍋水的pH值通?？刂圃?012（6）耗氧量，表示水中有機(jī)物的數(shù)量。 7/28/202269鍋外水處理工藝 鍋外水處理系統(tǒng)包括預(yù)處理和后階段處理兩部分組成經(jīng)沉淀和過濾處理除去水中懸浮物、膠體雜質(zhì)和有機(jī)物的工藝過程稱為水的預(yù)處理將預(yù)處理后的水進(jìn)一步處理到滿足補給水水

18、質(zhì)的要求，稱為后階段處理后階段處理分為軟化和除鹽兩種工藝軟化是將水中高價的金屬離子（如Ca2、Mg2）去掉，讓硬水變?yōu)檐浰?。而除鹽則是將水中所有金屬陽離子和陰離子全部除去的工藝。通過采用離子交換，將水中各種陽離子交換成H，各種陰離子交換成OH，然后中和成為水。 7/28/202270鍋內(nèi)水處理工藝 向鍋內(nèi)的水加藥，使其殘余的鈣、鎂等雜質(zhì)不產(chǎn)生水垢，而形成水渣，再通過定期排污排除，這種方法叫做鍋內(nèi)水處理鍋內(nèi)水處理一般采用磷酸鹽處理或者協(xié)調(diào)pH磷酸鹽處理鍋水中的鈣、鎂離子與磷酸根化合，生成更難溶的磷酸鈣和磷酸鎂沉淀物，這些沉淀物不易粘附在鍋爐受熱面上，而是以流動性很好的水渣形式存在，可借鍋爐排污水排出，從而達(dá)到防止鈣鹽水垢（CaSO4、CaSiO3等）的目的。同時，加入的磷酸鹽可在鍋爐管壁表面上生成磷酸鹽保護(hù)膜，防止鍋爐金屬腐蝕。 7/28/202271六、鍋爐的主要安全附件 1安全閥 作用：防止鍋爐超壓。它是一種自動閥門，無需人為操作。 2壓力表 壓力表是測量鍋爐汽壓大小的儀表，是鍋爐不可缺少