鍋爐概論第一章 緒論

任課教師:張維蔚E-mail:zhww@電廠鍋爐原理及設備1參考文獻馮俊凱，沈幼庭主編，《鍋爐原理及計算》（第二版），科學出版社，ISBN7-03-002731-0/TB.85，1992，1995，2002版范從振，《電廠鍋爐原理》，水利電力出版社，1986及以后版本陳學俊，陳聽寬，《鍋爐原理》，機械工業(yè)出版社，1986及以后版本其它鍋爐方面的著作2第一章緒論電廠鍋爐的作用及設備構(gòu)成電廠鍋爐設備的基本特征鍋爐的分類和型號鍋爐技術的發(fā)展3§1.1電廠鍋爐的作用及設備構(gòu)成發(fā)電方式火力發(fā)電水力發(fā)電核能發(fā)電風能、太陽能發(fā)電、地熱能發(fā)電、潮汐能發(fā)電等發(fā)電廠4火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程除氧器鍋爐汽輪機發(fā)電機凝汽器凝結(jié)水泵低壓加熱器高壓加熱器給水泵過熱蒸汽循環(huán)水泵冷卻水5電廠全貌67沁北電廠8一、鍋爐的作用燃燒熱交換

燃料的化學能煙氣的熱能蒸汽(或熱水)的熱能

火力發(fā)電廠能量轉(zhuǎn)換的基本過程:鍋爐汽輪機發(fā)電機

燃料的化學能蒸汽的熱能轉(zhuǎn)軸的機械能電能

電站鍋爐是火力發(fā)電廠三大主機之一。鍋爐的作用：使燃料在爐內(nèi)燃燒放熱，并將鍋內(nèi)的工質(zhì)由水加熱成具有足夠數(shù)量和一定質(zhì)量（汽溫、汽壓）的過熱蒸汽，供汽輪機使用。鍋爐內(nèi)實現(xiàn)下列能量轉(zhuǎn)換過程：9二、電廠鍋爐設備構(gòu)成鍋爐鍋爐本體輔助設備鍋爐機組10原煤斗給煤機磨煤機汽包過熱器下降管燃燒器空氣預熱器排粉風機排渣裝置送風機除塵器引風機煙囪煤粉鍋爐及輔助設備示意圖省煤器給水再熱器高壓缸排汽中壓缸汽輪機高壓缸11煤、風、煙系統(tǒng)空氣預熱器排粉風機給煤機磨煤機燃燒器爐膛水平煙道尾部煙道煙囪引風機除塵器灰渣溝冷灰斗排渣裝置灰渣溝冷空氣煙氣（二次風）風、粉(一次風)原煤原煤風、粉煙氣煙氣灰渣未燃煤粒未燃煤?；以鼰煔怙w灰細微灰粒煙氣灰渣未燃煤粒12汽、水系統(tǒng)過熱器汽輪機調(diào)節(jié)級過熱蒸汽①下降管下聯(lián)箱水冷壁上聯(lián)箱水汽水混合物導汽管水汽水混合物汽水混合物給水泵①汽機主凝結(jié)水汽包省煤器汽水分離器化學補充水水水汽水混合物電廠鍋爐13§1.2電廠鍋爐設備的基本特征一、電廠鍋爐的特性鍋爐容量

蒸發(fā)量表示

鍋爐在額定蒸汽參數(shù)（壓力、溫度），額定給水溫度和使用設計燃料，每小時的最大連續(xù)蒸發(fā)量，單位為t/h（或kg/s）電功率表示用與之配套的汽輪發(fā)電機組的電功率表示

，單位為MW；蒸汽參數(shù)

鍋爐出口處的蒸汽溫度和蒸汽壓力。燃燒方式

煤、油、氣體及其他可燃物等。

汽水流動方式

指推動汽水混合物流動的方式鍋爐整體布置

指爐膛、對流煙道以及各級受熱面之間的相對位置。14二、電廠鍋爐的安全和經(jīng)濟指標安全性指標

鍋爐連續(xù)運行小時數(shù)（>5000）

鍋爐在兩次檢修之間的運行小時數(shù)

鍋爐的事故率（約1%）

鍋爐事故停用小時數(shù)/（總運行小時數(shù)+事故停用小時數(shù)）×100％

鍋爐可用率（約90%）

（運行總時數(shù)+備用總時數(shù)）/統(tǒng)計期間總時數(shù)（一年）15經(jīng)濟性指標

鍋爐效率（>90%）

鍋爐有效利用熱量/輸入鍋爐的總熱量×100％16§1.3鍋爐的分類和型號一、鍋爐的分類

鍋爐容量小型（<400t/h）、中型（400－1000t/h）、大型（>1000t/h）。

鍋爐蒸汽參數(shù)低壓（p≤2.45MPa，表壓）、中壓（p=2.94~4.92MPa）、高壓（p=7.84~10.8MPa）、超高壓(p=11.8~14.7MPa)、亞臨界壓力(p=15.7~19.6MPa)、超臨界壓力(p≥22.1MPa)。

鍋爐燃燒方式

層燃爐、室燃爐、旋風爐、流化床鍋爐。層燃爐室燃爐旋風爐流化床爐17鍋爐的分類

鍋爐水循環(huán)方式

自然循環(huán)鍋爐、控制循環(huán)鍋爐和直流鍋爐。循環(huán)倍率：單位事件內(nèi)進入蒸發(fā)管的循環(huán)水量同生成汽量之比。18二、鍋爐的型號鍋爐型號由三部分組成，各部分之間用短橫線相連。

DG－670/13.7－540/540－M8第一組為符號，表示鍋爐制造廠家的漢語拼音縮寫；第二組為數(shù)字，分子是鍋爐容量，分母為鍋爐出口過熱蒸汽壓力；第三組為數(shù)字，分子和分母分別表示過熱蒸汽和再熱蒸汽出口溫度；第四組，符號表示燃料代號，數(shù)字表示設計序號。19鍋爐技術的發(fā)展歷史18世紀上半葉，英國煤礦使用的蒸汽機，包括1769年瓦特的初期蒸汽機在內(nèi)，

促進了蒸汽鍋爐的長足發(fā)展。此時期產(chǎn)生了最早的蒸汽鍋爐是一個盛水的大直徑圓筒形立式鍋殼，后來改用臥式鍋殼，在鍋殼下方磚砌爐體中燒火。1830年左右，隨著優(yōu)質(zhì)鋼管的生產(chǎn)和脹管技術的出現(xiàn)后出現(xiàn)了火管鍋爐。早期鍋殼鍋爐采用固定爐排，加煤和除渣均手工操作?！?.4

鍋爐技術的發(fā)展趨勢2021直水管鍋爐19世紀中葉，出現(xiàn)了水管鍋爐。鍋爐受熱面是鍋殼外的水管，取代了鍋殼本身和鍋殼內(nèi)的火筒、火管。此時鍋殼遂改名為鍋筒，或稱為汽包。直水管鍋爐出現(xiàn)后開始采用機械化爐排，其中鏈條爐排得到廣泛的應用。22彎水管鍋爐二十世紀初期，汽輪機開始發(fā)展，它要求配以容量和蒸汽參數(shù)較高的鍋爐。隨著制造工藝和水處理技術的發(fā)展，出現(xiàn)了彎水管式鍋爐。同時水冷壁、過熱器和省煤器得到應用，以及改進了鍋筒內(nèi)部汽、水分離元件，滿足了汽輪機發(fā)展的需要。此時期開始采用機械化爐排，其中鏈條爐排得到了廣泛的應用。23煤粉爐的興起1920年開始使用室燃爐，在燃燒方式上，比層燃爐結(jié)構(gòu)簡單，受熱面比較容易布置。室燃爐主要以煤粉和油作燃料。煤由磨煤機磨成煤粉后用燃燒器噴入爐膛燃燒。1930年左右出現(xiàn)了布置在爐膛四角且大多成切圓燃燒方式的直流燃燒器，促進了煤粉爐的大型化發(fā)展。24循環(huán)流化床鍋爐的應用與發(fā)展1921年12月德國人溫克勒發(fā)明了第一臺流化床。直到20世紀50年代末期，鼓泡流化床一直占主要地位1979年芬蘭奧斯龍（Ahlstrom）公司生產(chǎn)了20t/h的循環(huán)流化床鍋爐，1982年德國魯奇(Lurgi)

公司的第一臺50t/h的商用循環(huán)流化床鍋爐投入運行。我國對流化床技術的研究開始于20世紀40年代末，但循環(huán)流化床鍋爐的起步卻較晚。1986年中國科學院工程熱物理研究所與濟南鍋爐集團有限公司合作，成功研制了35t/h循環(huán)流化床鍋爐1991年11月75t/h循環(huán)流化床鍋爐于在錦西熱電廠投運供熱，使我國循環(huán)流化床技術向前跨越了一個容量等級。

25目前我國循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展

我國發(fā)電制造企業(yè)在引進消化吸收10萬千瓦循環(huán)流化床鍋爐技術（CFB）的基礎上，自主設計開發(fā)的30萬千瓦循環(huán)流化床鍋爐已進入投運階段。目前，東方電氣集團、西安熱工研究院、清華大學等產(chǎn)學研機構(gòu)也已陸續(xù)投入到自主開發(fā)60萬千瓦超臨界CFB鍋爐產(chǎn)品的研發(fā)工作中。相對于煤粉爐100萬千瓦超超臨界參數(shù)，大型循環(huán)流化床鍋爐機組的發(fā)展還有很大空間。26鍋爐技術的發(fā)展趨勢加快發(fā)展大容量、高參數(shù)機組強化煤電環(huán)境保護，發(fā)展清潔燃煤技術發(fā)展燃氣－蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組的鍋爐

整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IntegratedGasificationCombinedCyclePowerStation，簡稱IGCC），增壓流化床聯(lián)合循環(huán)，熱、電、煤氣三聯(lián)供技術。27思考題鍋爐的受熱面及作用鍋爐的主要系統(tǒng)按鍋爐燃燒方式及蒸發(fā)受熱面中工貭的流動方式來分，鍋爐的類型鍋爐的額定蒸發(fā)量及最大連續(xù)蒸發(fā)量鍋爐的熱效率及安全性指標28核能發(fā)電原理圖29