鍋爐原理竇文宇版上課件

電站鍋爐概述中國特種設(shè)備檢測(cè)研究院

竇文宇

電站鍋爐概述

目錄

第一章緒論

第二章鍋爐類別、參數(shù)及型號(hào)

第三章電站鍋爐的基本組成及一般工作過程

第四章鍋筒以及鍋爐各種受熱面的作用及結(jié)構(gòu)

第五章減溫器

第六章鍋爐爐墻與構(gòu)架電站鍋爐概述第一章緒論

電站鍋爐概述我們來回顧一下水的性質(zhì)。水在自然界中有固態(tài)(冰)、液態(tài)(水)、氣態(tài)(水蒸汽)三種形態(tài)。在一定的壓力下，水被加熱，吸收熱量以后，溫度就逐漸升高，到一定溫度時(shí)，水便開始沸騰。水沸騰時(shí)的溫度，叫做沸點(diǎn)。沸點(diǎn)狀態(tài)下的水稱為飽和水。沸點(diǎn)也叫飽和溫度。1kg的水由0℃加熱至飽和溫度，所吸收的熱量稱為水的液體熱。通俗的說法：鍋爐=“鍋”+“爐”電站鍋爐概述水達(dá)到飽和溫度后，繼續(xù)加熱，水便開始汽化，水溫不再升高，所加入的熱量使部分水轉(zhuǎn)化為蒸汽。沸騰現(xiàn)象即水中形成大量的汽泡并上升至水面的過程。沸騰時(shí)所生成蒸汽的溫度仍維持飽和溫度，這種蒸汽叫飽和蒸汽。使lkg飽和水完全汽化為飽和蒸汽所需的熱量稱為汽化潛熱。在等壓下繼續(xù)加熱飽和蒸汽，蒸汽溫度便會(huì)逐漸升高，這種溫度高于飽和溫度的蒸汽叫過熱蒸汽。超出飽和溫度的度數(shù)稱為過熱度。蒸汽過熱所吸收的熱量稱過熱熱量。電站鍋爐概述在不同的壓力下，水的飽和溫度、液體熱、汽化潛熱是不同的，表1-1中列出了幾種壓力下，它們的相應(yīng)值。蒸汽過熱熱量則與過熱度和壓力有關(guān)。汽化潛熱為零的狀態(tài)稱為臨界狀態(tài)，相應(yīng)的各項(xiàng)參數(shù)稱為臨界參數(shù)。表1-1不同壓力下水的熱物理量絕對(duì)壓力(MPa)0.111022.12飽和溫度（℃）99.6179.9310.9374.15液體熱(kJ/kg)417.5762.614092095汽化潛熱(kJ/kg)2258201413160電站鍋爐概述鍋爐的科學(xué)定義：在我國，根據(jù)《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》中的定義，亦即監(jiān)察的對(duì)象以及范圍，鍋爐是指利用各種燃料、電或者其他能源，將所盛裝的液體加熱到一定的參數(shù)，并承載一定壓力的密閉設(shè)備，其范圍規(guī)定為容積大于或者等于30L的承壓蒸汽鍋爐；出口水壓大于或者等于0.1MPa（表壓），且額定功率大于或者等于0.1MW的承壓熱水鍋爐；有機(jī)熱載體鍋爐。電站鍋爐概述鍋爐的用途火力發(fā)電和工業(yè)生產(chǎn)需要燃燒燃料，也就需要鍋爐。鍋爐是火力發(fā)電廠三大主機(jī)之一，火力發(fā)電的發(fā)展要求鍋爐工業(yè)以相應(yīng)的速度發(fā)展。在各種工業(yè)企業(yè)的動(dòng)力設(shè)備中，鍋爐也是重要的組成部分。鍋爐生產(chǎn)的蒸汽供工業(yè)生產(chǎn)直接需用，還供取暖使用。還有用于生活熱水供應(yīng)、洗浴和采暖的所謂生活鍋爐。用于工業(yè)生產(chǎn)和生活的鍋爐數(shù)量大、分布廣。隨著人民生活水平的提高，對(duì)能源的需求量急劇增大，鍋爐的數(shù)量也就越來越多（產(chǎn)業(yè)狀況：1555個(gè)鍋爐制造廠家；3888個(gè)安裝改造維修企業(yè)，143個(gè)境外企業(yè)，產(chǎn)品狀況：57.82萬臺(tái)（電站0.93萬、工業(yè)35.02萬、生活21.86萬）,2008年統(tǒng)計(jì)）。電站鍋爐概述電站鍋爐主要提供高溫高壓蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)，汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。電站鍋爐概述2002年底5000千瓦及以上火力發(fā)電機(jī)組分布單機(jī)容量（MW）總臺(tái)數(shù)（臺(tái)）總裝機(jī)容量（MW）≥300313110753≥200－<30020541850≥100－<20034339798.7≥50－<10037519491.2≥25－<5047212175.3≥12－<2598012470.0≥5－<1212967930.4總計(jì)3984244468.6電站鍋爐概述2002年至今，火力發(fā)電井噴式發(fā)展（截止到2005年底，全國共有在役電站鍋爐為7983臺(tái)，其中，300MW以上的電站鍋爐為394臺(tái)，600MW及以上機(jī)組電站鍋爐43臺(tái)）發(fā)展趨勢(shì)：SC超臨界USC超超臨界（僅2004年1月至2005年底，國家新核準(zhǔn)和開工的火電項(xiàng)目達(dá)12840.40萬千瓦，其中，300MW級(jí)以上的電站鍋爐256臺(tái)，600MW及以上機(jī)組電站鍋爐129臺(tái)，參數(shù)多為超臨界，部分為超超臨界）2010年前預(yù)計(jì)建造：600MW超臨界機(jī)組約150多臺(tái)，660MW超超臨界機(jī)組14臺(tái)，1000MW超超臨界機(jī)組42臺(tái)；全世界大多數(shù)超超臨界機(jī)組集中在中國喜？憂？電站鍋爐概述大容量高參數(shù)發(fā)展趨勢(shì)總體設(shè)計(jì)問題——爐型（塔式或倒U）問題，受熱面結(jié)構(gòu)與布置問題（水冷壁管圈）具體設(shè)計(jì)問題——水動(dòng)力，燃燒，傳熱，啟動(dòng)特性材料問題——超超臨界鍋爐耐熱新鋼種（T92/P92、T122/P122、SUPER304H、HR3C）原材料和焊接接頭常溫和高溫性能、微觀組織結(jié)構(gòu)特征和耐熱鋼的強(qiáng)化機(jī)理、蒸汽側(cè)氧化、氧化皮剝離電站鍋爐概述學(xué)好鍋爐、檢好鍋爐，對(duì)保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)、促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展、建設(shè)和諧社會(huì)意義重大，具有重大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

電站鍋爐概述第二章鍋爐類別、參數(shù)及型號(hào)

電站鍋爐概述本章內(nèi)容§2-1鍋爐的分類及主要型式§2-2鍋爐的容量、參數(shù)和型號(hào)§2-3鍋爐發(fā)展簡史§2-4鍋爐的性能指標(biāo)電站鍋爐概述鍋爐的分類Ⅱ按循環(huán)方式

自然循環(huán)鍋爐:控制（強(qiáng)制）循環(huán)鍋爐:直流鍋爐:

具有鍋筒，利用下降管和上升管中工質(zhì)密度差產(chǎn)生工質(zhì)循環(huán)，只能在臨界壓力以下應(yīng)用.

無鍋筒，給水靠水泵壓頭一次通過受熱面，適用于各種壓力。

在循環(huán)回路的下降管與上升管之間設(shè)置循環(huán)泵用以輔助水循環(huán)并作強(qiáng)制流動(dòng)，又稱輔助循環(huán)鍋爐，只能在臨界壓力以下應(yīng)用。

具有再循環(huán)泵。鍋爐負(fù)荷低時(shí)按再循環(huán)方式運(yùn)行，負(fù)荷高時(shí)按直流方式運(yùn)行。可應(yīng)用于亞臨界壓力和超臨界壓力復(fù)合循環(huán)鍋爐：電站鍋爐概述電站鍋爐概述鍋爐的分類Ⅲ按出口工質(zhì)壓力常壓鍋爐:表壓為零

微壓鍋爐:表壓為幾十個(gè)Pa

低壓鍋爐:壓力一般<1.275MPa

中壓鍋爐:壓力為3.825MPa

高壓鍋爐:壓力一般為9.8MPa

超高壓鍋爐：壓力一般為13.73MPa

亞臨界壓力鍋爐：壓力一般為16.67MPa超臨界壓力鍋爐：壓力23～25MPa

超超臨界壓力鍋爐：壓力一般>27MPa

電站鍋爐概述按所用燃料或能源固體燃料鍋爐液體燃料鍋爐氣體燃料鍋爐余熱鍋爐原子能鍋爐？廢料鍋爐按排渣方式固態(tài)排渣鍋爐:液態(tài)排渣鍋爐:燃料燃燒后生成的灰渣呈固態(tài)排出燃料燃燒后生成的灰渣呈液態(tài)從渣口流出燃煤鍋爐的主要排渣方式在裂化箱的冷卻水中裂化成小顆粒后排入水溝中沖走電站鍋爐概述鍋爐的分類Ⅴ按爐膛煙氣壓力負(fù)壓鍋爐:微正壓鍋爐:增壓鍋爐:爐膛壓力保持負(fù)壓，有送、引風(fēng)機(jī)，爐膛表壓力為2～5kPa，不需引風(fēng)機(jī)，爐膛表壓力大于0.3MPa燃煤鍋爐主要型式宜于低氧燃燒用于配蒸汽-燃?xì)饴?lián)合循環(huán)按鍋筒數(shù)目單鍋筒雙鍋筒鍋爐現(xiàn)代鍋筒型電站鍋爐:單鍋筒型式;工業(yè)鍋爐:單鍋筒或雙鍋筒型式。電站鍋爐概述§2—2鍋爐的容量、參數(shù)和型號(hào)

鍋爐的大小和鍋爐單位時(shí)間內(nèi)所傳遞的熱量的多少密切相關(guān)。產(chǎn)生蒸汽的鍋爐需要用如下四個(gè)參數(shù)來描述：蒸發(fā)量

t/h,kg/s

出口蒸汽壓力

MPa出口蒸汽溫度

℃給水溫度

℃

電站鍋爐概述鍋爐參數(shù)產(chǎn)生熱水的鍋爐需要用如下四個(gè)參數(shù)來描述：

熱功率

MW出口熱水壓力

MPa出口熱水溫度

℃給水溫度（回水溫度）

℃

鍋爐參數(shù):一般指:蒸發(fā)量、蒸汽壓力、蒸汽溫度和給水溫度或者:熱功率、出口熱水壓力、出口熱水溫度和給水溫度（回水溫度）。電站鍋爐概述鍋爐的參數(shù)——鍋爐的蒸發(fā)量Ⅰ鍋爐的蒸發(fā)量:

鍋爐在確保安全的前提下長期連續(xù)運(yùn)行、每小時(shí)所產(chǎn)生蒸汽的數(shù)量。又稱為“出力”或“容量”符號(hào):D常用的單位:t／h分類：額定蒸發(fā)量經(jīng)濟(jì)蒸發(fā)量最大蒸發(fā)量

電站鍋爐概述鍋爐的參數(shù)——鍋爐的蒸發(fā)量Ⅱ額定蒸發(fā)量：鍋爐在額定壓力，蒸汽溫度、額定給水溫度下，使用設(shè)計(jì)燃料和保證設(shè)計(jì)效率的條件下連續(xù)運(yùn)行所應(yīng)達(dá)到的每小時(shí)蒸發(fā)量。新鍋爐出廠時(shí)，銘牌上所標(biāo)示的蒸發(fā)量就是這臺(tái)鍋爐的額定蒸發(fā)量。經(jīng)濟(jì)蒸發(fā)量（ECR）：在保證安全的前提下，鍋爐連續(xù)運(yùn)行，熱效率最高時(shí)的蒸發(fā)量。鍋爐的經(jīng)濟(jì)蒸發(fā)量應(yīng)在額定蒸發(fā)量的80％～100％范圍內(nèi)。鍋爐最大蒸發(fā)量（MCR）：指在規(guī)定的工作壓力下或低于工作壓力下，連續(xù)運(yùn)行，不考慮其經(jīng)濟(jì)效果，每小時(shí)能產(chǎn)生的最大蒸發(fā)量。最大時(shí)可大于額定蒸發(fā)量的20％。電站鍋爐概述鍋爐的參數(shù)——鍋爐的蒸發(fā)量Ⅱ國外鍋爐功率的單位還有馬力（Hp）和鍋爐馬力（BHp）。1Hp=0.745kw,1BHp=9.81kw

歐美蒸汽鍋爐蒸發(fā)量標(biāo)示中常注有：“at212”字樣，是說它的蒸發(fā)量是指212華氏度的水蒸發(fā)為212華氏度

的蒸汽量，也就是100℃的水蒸發(fā)為100℃的蒸汽量。這樣1kg蒸發(fā)量相當(dāng)于540kcal熱量，我們把它稱作“當(dāng)量蒸發(fā)量”，即：1T/h=54萬kcal/h。

顯然，1T/h“當(dāng)量蒸發(fā)量”比我國的1T/h蒸發(fā)量小。這就是歐洲燃燒器與歐洲鍋爐匹配合適，而與我國相同蒸發(fā)量鍋爐匹配則常常出力不足的主要原因。電站鍋爐概述鍋爐的參數(shù)——壓力和溫度鍋爐蒸汽壓力和溫度：指過熱器主汽閥出口處的過熱蒸汽壓力和過熱蒸汽溫度。對(duì)于無過熱器的鍋爐，用主汽閥出口處的飽和蒸汽壓力和溫度表示。鍋爐給水溫度：指進(jìn)省煤器的給水溫度對(duì)無省煤器的鍋爐指進(jìn)鍋爐鍋筒的水的溫度。對(duì)產(chǎn)生飽和蒸汽的鍋爐，蒸汽的溫度和壓力存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。

電站鍋爐概述鍋爐的容量熱水鍋爐的容量也用額定供熱量表示。

嚴(yán)格地講，容量和壓力及溫度是相互獨(dú)立的量。但為了組織社會(huì)化生產(chǎn)，各國都制訂了鍋爐的參數(shù)系列。我國的鍋爐參數(shù)系列分別見表2-1、表2-2和表2-3.GB/T3166《熱水鍋爐參數(shù)系列》及GB/T1921《工業(yè)蒸汽鍋爐參數(shù)系列》、GB/T753《電站鍋爐蒸汽參數(shù)系列》

注意：隨著生產(chǎn)的發(fā)展，系列是可變動(dòng)的。受材料強(qiáng)度的限制，鍋爐的壓力和溫度都有限。電站鍋爐概述表2-1中國工業(yè)蒸汽鍋爐參數(shù)系列

額定蒸發(fā)量額定出口蒸汽壓力MPa0.40.71.01.251.62.5額定出口蒸汽溫度℃飽和飽和飽和飽和250350飽和350飽和3504000.1△0.2△△0.5△△1△△△2△△△△4△△△△6△△△△△△△8△△△△△△△△△10△△△△△△△△△15△△△△△△△△20△△△△△△△35△△△△△△65△△電站鍋爐概述表2-2熱水鍋爐參數(shù)系列

額定熱功率額定出口熱水溫度℃95/70115/70130/70150/90180/110額定出口熱水壓力MPa0.40.71.00.71.01.01.251.251.62.50.1△0.2△0.35△△0.7△△△1.4△△△2.8△△△△△△△△4.2△△△△△△△7.0△△△△△△△10.5△△△14.0△△△△29.0△△△△46.0△△58.0△△116.0△△電站鍋爐概述表2-3中國電站鍋爐參數(shù)系列

額定蒸發(fā)量T/H額定蒸汽壓力MPa機(jī)組功率

MW3.829.813.716.7>22.13545056545010130450252205405405041054054010067054020010005505553002000550555600電站鍋爐概述我國工業(yè)鍋爐的型號(hào)表示法為了規(guī)范鍋爐的表示方法，我國制訂了鍋爐產(chǎn)品的型號(hào)表示法。我國工業(yè)鍋爐產(chǎn)品型號(hào)由三部分組成，各部分用短橫線相連。見圖2-1和圖2-2。

電站鍋爐概述圖2-1工業(yè)蒸汽鍋爐型號(hào)形式

電站鍋爐概述圖2-2熱水鍋爐型號(hào)形式

電站鍋爐概述工業(yè)鍋爐的型號(hào)表示法Ⅰ第一部分分三段：鍋爐型號(hào)：用漢語拼音字母代號(hào)，見表2-4燃燒方式：用漢語拼音字母代號(hào)，見表2-5表2-4工業(yè)鍋爐型式代號(hào)表2-5燃燒方式代號(hào)電站鍋爐概述工業(yè)鍋爐的型號(hào)表示法Ⅱ蒸發(fā)量：用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，單位為t/h；熱水鍋爐為供熱量，單位為MW；余熱鍋爐以受熱面表示，單位為m2

注：快裝式水管鍋爐在型號(hào)第一部分用K(快)代替表2-4中的鍋筒數(shù)量代號(hào)?？煅b縱橫鍋筒式鍋爐用KZ(快，縱)代號(hào)；快裝強(qiáng)制循環(huán)式鍋爐用KQ(快，強(qiáng))代號(hào)。常壓鍋爐的型號(hào)在第一部分中增加字母C。電站鍋爐概述工業(yè)鍋爐的型號(hào)表示法Ⅲ第二部分表示工質(zhì)參數(shù)：對(duì)工業(yè)蒸氣鍋爐：兩段：額定蒸汽壓力和額定蒸汽溫度，中間以斜線相隔。蒸汽溫度為飽和溫度時(shí)，型號(hào)第二部分無斜線和第二段。對(duì)熱水鍋爐：由三段組成：額定壓力、出水溫度和進(jìn)水溫度，段與段之間用斜線隔開。電站鍋爐概述工業(yè)鍋爐的型號(hào)表示法Ⅳ第三部分表示燃料種類及設(shè)計(jì)次序，共兩段:第一段表示燃料種類

(用漢語拼音字母代號(hào)，見表2-6可)，第二段表示設(shè)計(jì)次序

(用阿拉伯?dāng)?shù)字表示)，原型設(shè)計(jì)無第二段。表2-6燃料種類代號(hào)

電站鍋爐概述工業(yè)鍋爐的型號(hào)表示法舉例DZL4-1.25-W：表示單鍋筒縱置式鏈條爐排爐，蒸發(fā)量4t/h，壓力1.25MPa,飽和溫度，燃用無煙煤，原型設(shè)計(jì)。

SHS10一1.25/250一A2：表示雙鍋筒橫置式室燃