華北電力大學(xué)鍋爐原理

第一章緒論

第一節(jié)鍋爐機(jī)組的工作過(guò)程一、火力發(fā)電廠生產(chǎn)的電能需要經(jīng)過(guò)多次能量轉(zhuǎn)換過(guò)程

首先由鍋爐將燃料燃燒釋放的化學(xué)能通過(guò)受熱面使給水加熱、蒸發(fā)、過(guò)熱，轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝臒崮?；再由汽輪機(jī)將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚傩D(zhuǎn)的機(jī)械能，然后由汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)樵丛床粩嗟南蛲饨巛斔偷碾娔堋?/p>

二、鍋爐機(jī)組的工作過(guò)程

1.原煤破碎→原煤干燥→磨制煤粉→輸送煤粉→組織燃燒；2.空氣加熱→燃料燃燒配風(fēng)；3.鍋爐給水由省煤器受熱面加熱升溫→由蒸發(fā)受熱面(水冷壁)吸熱將給水轉(zhuǎn)變?yōu)槠旌衔锘蛑苯愚D(zhuǎn)變?yōu)檎羝蛇^(guò)熱器受熱面將蒸汽進(jìn)一步加熱達(dá)到過(guò)熱狀態(tài)；4.排渣、清灰、除灰、煙氣排放。

第二節(jié)鍋爐機(jī)組的系統(tǒng)及組成部件

一、鍋爐機(jī)組的系統(tǒng)

1、制粉系統(tǒng)原煤輸送系統(tǒng)將破碎后的原煤送入原煤倉(cāng)→給煤機(jī)→磨煤機(jī)→煤粉分離→合格的煤粉→由空氣送入爐內(nèi)燃燒。2、燃燒系統(tǒng)

燃燒所需要的空氣→送風(fēng)機(jī)→空氣預(yù)熱器→→燃燒器二次風(fēng)噴口→燃燒室?！鷥陕窡犸L(fēng)管道→制粉系統(tǒng)輸送煤

粉→燃燒器一次風(fēng)噴口→燃燒室。

3、汽水系統(tǒng)

給水(凝結(jié)水和少量補(bǔ)給水)→水處理設(shè)備除去大部分雜質(zhì)

→汽輪機(jī)低壓蒸汽抽汽加熱并經(jīng)除氧器去除給水中的氧和不溶解性氣體

→由給水泵提高給水壓力

→汽輪機(jī)高壓蒸汽抽汽加熱→鍋爐省煤器加熱

→水冷壁蒸發(fā)

→過(guò)熱器升溫至汽機(jī)要求的進(jìn)汽溫度。

4、除渣、除灰和清灰系統(tǒng)燃燒產(chǎn)生的大塊熔渣（約占總灰量的5~10%），經(jīng)水冷壁冷卻形成固態(tài)渣由爐底排放

→經(jīng)碎渣機(jī)破碎；

煙氣中攜帶的細(xì)灰粒（約占總灰量的90~95%），經(jīng)除塵器將細(xì)灰從煙氣中分離出來(lái)，由除灰系統(tǒng)送往灰場(chǎng)；鍋爐運(yùn)行中沉積到受熱面上的細(xì)灰由吹灰器清除進(jìn)入除灰系統(tǒng)。

5、煙氣排放系統(tǒng)

燃燒產(chǎn)生的煙氣由鍋爐尾部的空氣預(yù)熱器出口排出后，經(jīng)過(guò)除塵器，將煙氣中的大部分細(xì)灰分離出來(lái)，排往除灰系統(tǒng)，以防止粉塵粒子對(duì)大氣產(chǎn)生污染。

二、鍋爐機(jī)組的組成部件

鍋爐機(jī)組的組成部件分為兩部分，即本體設(shè)備和輔機(jī)設(shè)備，本體設(shè)備包括：爐膛、燃燒器、空氣預(yù)熱器、省煤器、水冷壁、鍋筒或啟動(dòng)用汽水分離器、過(guò)熱器、再熱器等；輔機(jī)設(shè)備包括：設(shè)備給煤機(jī)、磨煤機(jī)、送風(fēng)機(jī)、吸風(fēng)機(jī)、給水泵、吹灰器、碎渣機(jī)、除塵器、灰漿泵。第三節(jié)鍋爐的容量、參數(shù)及其分類

一、電站鍋爐的蒸汽參數(shù)及容量

二、、鍋鍋爐爐的的分分類類1、、按按鍋鍋爐爐用用途途分分類類電站站鍋鍋爐爐(發(fā)電電)、工工業(yè)業(yè)鍋鍋爐爐(工業(yè)業(yè)生生產(chǎn)產(chǎn)工工藝藝用用汽汽或或供供暖暖)、熱熱水水鍋鍋爐爐(民用用采采暖暖或或供供熱熱)2、、按按鍋鍋爐爐容容量量分分類類按時(shí)時(shí)代代和和技技術(shù)術(shù)進(jìn)進(jìn)步步，，鍋鍋爐爐機(jī)機(jī)組組容容量量以以大大、、中中、、小小的的排排序序和和分分類類在在不不斷斷演演變變，，目目前前300MW以上上的的機(jī)機(jī)組組配配置置的的鍋鍋爐爐為為大大容容量量鍋鍋爐爐。。3、、按按蒸蒸汽汽壓壓力力分分類類低壓壓(P<2.5ＭPa)、中中壓壓(P3.9ＭPa)、高高壓壓(P10.8ＭPa)、超超高高壓壓(P14.7ＭPa)、亞亞臨臨界界壓壓力力(P16.8～18.6ＭPa)、超超臨臨界界及及超超超超臨臨界界壓壓力力(P25～40ＭPa)。4、、按按燃燃燒燒方方式式分分類類火床床爐爐、、煤煤粉粉爐爐(四角角燃燃燒燒、、對(duì)對(duì)沖沖燃燃燒燒、、ＷＷ型型火火焰焰燃燃燒燒)、旋旋風(fēng)風(fēng)爐爐、、流流化化床床鍋鍋爐爐。。5、、按按蒸蒸發(fā)發(fā)受受熱熱面面循循環(huán)環(huán)方方式式分分類類自然然循循環(huán)環(huán)、、控控制制循循環(huán)環(huán)、、直直流流鍋鍋爐爐、、低低倍倍率率或或復(fù)復(fù)合合循循環(huán)環(huán)第四四節(jié)節(jié)大大容容量量鍋鍋爐爐的的主主要要型型式式一、、采用用對(duì)對(duì)沖沖燃燃燒燒方方式式的的300ＭＭＷＷ自自然然循循環(huán)環(huán)鍋鍋爐爐圖1-4是是北北京京巴巴威威公公司司采采用用ＢＢ＆＆ＷＷ技技術(shù)術(shù)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)制制造造的的亞亞臨臨界界壓壓力力300ＭＭＷＷ鍋鍋爐爐。。采采用用雙雙調(diào)調(diào)風(fēng)風(fēng)旋旋流流式式燃燃燒燒器器對(duì)對(duì)沖沖燃燃燒燒、、自自然然循循環(huán)環(huán)、、煙煙氣氣擋擋板板調(diào)調(diào)溫溫方方式式。。爐爐膛膛由由膜膜式式水水冷冷壁壁組組成成。。爐爐膛膛的的寬寬度度、、深深度度、、高高度度(前前后后墻墻水水冷冷壁壁下下聯(lián)聯(lián)箱箱到到頂頂棚棚管管中中心心線線的的距距離離)分分別別為為13.350m、、12.300m、、46.400m。。燃燃用用山山西西晉晉中中貧貧煤煤,爐爐膛膛容容積積熱熱強(qiáng)強(qiáng)度度為為440.2××103kJ/(m3h)，，爐爐膛膛斷斷面面熱熱強(qiáng)強(qiáng)度度為為18.24××106kJ/(m2h)。。在在爐爐膛膛的的前前后后墻墻各各布布置置三三層層雙雙調(diào)調(diào)風(fēng)風(fēng)旋旋流流式式燃燃燒燒器器，，每每層層四四只只，，共共24只只。。燃燃燒燒器器射射出出的的煤煤粉粉氣氣流流對(duì)對(duì)沖沖燃燃燒燒，，形形成成雙雙““L””形形火火焰焰。。二、、采采用用四四角角燃燃燒燒方方式式的的300ＭＭＷＷ自自然然循循環(huán)環(huán)鍋鍋爐爐圖1-5是是東東方方鍋鍋爐爐廠廠根根據(jù)據(jù)ＣＣＥＥ技技術(shù)術(shù)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)制制造造的的亞亞臨臨界界壓壓力力300ＭＭＷＷ鍋鍋爐爐，，采采用用四四角角切切圓圓燃燃燒燒、、自自然然循循環(huán)環(huán)、、擺擺動(dòng)動(dòng)式式燃燃燒燒器器調(diào)調(diào)溫溫方方式式。。爐爐膛膛的的寬寬、、深深、、高高分分別別為為13.335m、、12.829m、、54.300m，，燃燃用用西西山山貧貧煤煤和和洗洗中中煤煤的的混混煤煤。。爐爐膛膛容容積積熱熱強(qiáng)強(qiáng)度度為為389××103kJ/(m3h)，，爐爐膛膛斷斷面面熱熱強(qiáng)強(qiáng)度度為為17.13××106kJ/(m2h)。。在在爐爐膛膛四四角角布布置置四四只只擺擺動(dòng)動(dòng)式式直直流流燃燃燒燒器器，，燃燃燒燒器器有有6層層一一次次風(fēng)風(fēng)噴噴口口，，四四層層油油噴噴口口，，6層層二二次次風(fēng)風(fēng)噴噴口口，，氣氣流流射射出出噴噴口口后后，，在在爐爐膛膛中中央央形形成成ΦΦ700和和ΦΦ1000的的兩兩個(gè)個(gè)切切圓圓。。三、ＦＦＷ亞亞臨界界壓力力600ＭＭＷ自自然循循環(huán)鍋鍋爐ＦＷ亞亞臨界界壓力力600ＭＭＷ自自然循循環(huán)鍋鍋爐的的最大大蒸發(fā)發(fā)量為為2020t/h，，采用用24只低低NOx旋旋流式式燃燒燒器對(duì)對(duì)沖燃燃燒方方式，，配置置6臺(tái)臺(tái)雙進(jìn)進(jìn)雙出出磨煤煤機(jī)直直吹式式制粉粉系統(tǒng)統(tǒng)，兩兩臺(tái)三三分倉(cāng)倉(cāng)空氣氣預(yù)熱熱器，，兩臺(tái)臺(tái)離心心式一一次風(fēng)風(fēng)機(jī)，，兩臺(tái)臺(tái)動(dòng)葉葉可調(diào)調(diào)軸流流式二二次風(fēng)風(fēng)機(jī)，，兩臺(tái)臺(tái)動(dòng)葉葉可調(diào)調(diào)軸流流式吸吸風(fēng)機(jī)機(jī)，再再熱汽汽溫調(diào)調(diào)節(jié)采采用煙煙氣擋擋板，，過(guò)熱熱汽溫溫調(diào)節(jié)節(jié)以噴噴水減減溫為為主。。由鍋筒引出出的飽和蒸蒸汽依次進(jìn)進(jìn)入頂棚過(guò)過(guò)熱器、包包墻管過(guò)熱熱器、一級(jí)級(jí)過(guò)熱器、、大屏過(guò)熱熱器、末級(jí)級(jí)過(guò)熱器。。過(guò)熱汽溫的的調(diào)節(jié)采用用兩級(jí)噴水水減溫。第第一級(jí)減溫溫器布置在在一級(jí)過(guò)熱熱器和大屏屏過(guò)熱器的的連接管道道內(nèi)，二級(jí)級(jí)減溫器布布置在大屏屏過(guò)熱器出出口聯(lián)箱和和后屏過(guò)熱熱器進(jìn)口聯(lián)聯(lián)箱之間。。四、ＦＷ600ＭＷＷ級(jí)和300ＭＷ級(jí)級(jí)Ｗ型火焰焰鍋爐ＦＷ660ＭＷ級(jí)ＷＷ型火焰鍋鍋爐是亞臨臨界參數(shù)自自然循環(huán)鍋鍋爐水冷壁由鰭鰭片管或光光管組成，，前后墻水水冷壁向內(nèi)內(nèi)彎曲形成成爐拱。前前后拱各布布置18只只雙旋風(fēng)筒筒燃燒器。。爐拱下部部為燃燒室室，為了保保證低反應(yīng)應(yīng)煤的穩(wěn)定定燃燒，燃燃燒室內(nèi)部部分區(qū)域的的水冷壁上上敷設(shè)了衛(wèi)衛(wèi)燃帶。過(guò)熱蒸汽溫溫度的調(diào)節(jié)節(jié)采用兩級(jí)級(jí)噴水減溫溫，一級(jí)減減溫器布置置在低溫過(guò)過(guò)熱器和屏屏式過(guò)熱器器之間。一一級(jí)減溫水水量占過(guò)熱熱器總噴水水量的2/3，為滿滿足大流量量需要，每每個(gè)減溫器器有兩個(gè)減減溫水噴嘴嘴，容量分分別為25％和75％，正常常運(yùn)行時(shí)，，只投75％容量噴噴。二級(jí)減減溫器布置置在屏式過(guò)過(guò)熱器和高高溫過(guò)熱器器之間。再再熱汽溫的的調(diào)節(jié)采用用煙氣擋板板并設(shè)置事事故噴水減減溫裝置,事故噴水水減溫裝置置裝在再熱熱器進(jìn)口的的管道中。。五、Ｂ＆ＷＷ360ＭＭＷ級(jí)Ｗ型型火焰鍋爐爐Ｂ＆Ｗ360ＭＷ級(jí)級(jí)Ｗ型火焰焰鍋爐是我我國(guó)湖南岳岳陽(yáng)電廠引引進(jìn)的亞臨臨界自然循循環(huán)鍋爐。。鍋爐整體體布置如圖圖1-8。。沿?zé)煔饬髁鞒滩贾闷疗潦竭^(guò)熱器器、高溫過(guò)過(guò)熱器，水水平煙道中中布置高、、低溫再熱熱器（即再再熱器為單單級(jí)布置）），尾部豎豎井煙道中中布置低溫溫過(guò)熱器和和省煤器。。過(guò)熱汽溫溫調(diào)節(jié)采用用兩級(jí)噴水水減溫，再再熱汽溫調(diào)調(diào)節(jié)采用爐爐底供熱風(fēng)風(fēng)的方式。。爐底注入入熱風(fēng)還可可以使冷灰灰斗區(qū)域的的爐渣凝聚聚體積減小小，以利于于排渣和減減輕受熱面面的磨損。。六、600ＭＷ控控制循環(huán)鍋鍋爐哈爾濱鍋爐爐廠采用ＣＣＥ技術(shù)設(shè)設(shè)計(jì)制造的的600ＭＭＷ亞臨界界控制循環(huán)環(huán)鍋爐，采采用四角燃燃燒，擺動(dòng)動(dòng)式直流燃燃燒器調(diào)溫溫方式。爐爐膛寬、深深、高度分分別為18.542m、16.432m、65.354m。燃用煙煤，，爐膛斷面面熱強(qiáng)度為為20.304×106kJ/(m2h)，爐爐膛容積熱熱強(qiáng)度為346.5×103kJ/(m3h)。七、低倍率率循環(huán)鍋爐爐1、水循環(huán)環(huán)系統(tǒng)水循環(huán)系統(tǒng)統(tǒng)采用低倍倍率循環(huán)方方式，循環(huán)環(huán)倍率為1.25～～1.4。。汽水流程程設(shè)置為兩兩個(gè)獨(dú)立的的流路，每每個(gè)流路設(shè)設(shè)一組汽水水分離器。。水冷壁出口口的汽水混混合物進(jìn)入入汽水分離離器，分離離器分離出出來(lái)的水經(jīng)經(jīng)循環(huán)泵加加壓后，送送入三通混混合器。分分離器分離離出來(lái)的飽飽和蒸汽進(jìn)進(jìn)入一級(jí)過(guò)過(guò)熱器。給給水經(jīng)省煤煤器加熱后后，通過(guò)三三通混合器器，與來(lái)自自分離器出出口的飽和和水混合后后，進(jìn)入水水冷壁。2、塔型布布置鍋爐的的主要特點(diǎn)點(diǎn)(1)過(guò)熱器和再再熱器水平平布置，易易于疏水，，可減輕停停爐后因蒸汽凝凝結(jié)導(dǎo)致的的管子內(nèi)壁壁腐蝕，并并且在啟動(dòng)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)造造成水塞。。（2）煙煙氣向上上流動(dòng)過(guò)程程中，大顆顆粒的飛灰灰受重力作作用，灰粒速度低于于氣流速度度，（3）占占地面積積小，但鍋鍋爐高度提提高，安裝裝、運(yùn)行、、檢修費(fèi)用將提高。。八、超臨界界壓力600ＭＷ機(jī)機(jī)組鍋爐600ＭＷＷ機(jī)組超臨臨界壓力鍋鍋爐為∏型型布置，如如圖1-12所示。。爐