火力发电厂锅炉知识讲座课件.ppt
火力发电厂锅炉知识讲座,2013-6-8,锅炉基本概念及作用,锅炉（Boiler）是指利用燃料的燃烧热能或其他热能加热给水（或其他工质）以生产规定参数和品质的蒸汽、热水（或其他工质、或其他工质蒸汽）的机械设备。用以发电的锅炉称电站锅炉或电厂锅炉，又泛称为蒸汽发生器（Steam Generator）。电站锅炉中的“锅”指的是工质流经的各个受热面，一般包括省煤器、水冷壁、过热器及再热器等以及通流分离器件如联箱、汽包（汽水分离器）等；“炉”一般指的是燃料的燃烧场所以及烟气通道，如炉膛、水平烟道及尾部烟道等。,锅炉一般工作原理及基本技术指标,压力：物体单位面积上所受的压力强度，SI单位为Pa(帕)1Pa=1N/m 1MPa=106Pa锅炉运行常用“表压力”，即锅炉压力表所显示的压力。绝对压力MPa表压力MPa0.1MPa (大气压力),锅炉一般工作原理及基本技术指标,额定温度、额定压力：锅炉设计规定的生产温度或压力。额定蒸发量：锅炉额定参数下每小时生产的水蒸气的质量。额定热负荷：锅炉额定参数下每小时通过生产的热水所提供热量。一般用兆瓦，即 MW 表示.,锅炉的分类,1、锅炉按照循环方式可分为自然循环锅炉、控制循环锅炉和直流锅炉。2、锅炉按照蒸汽参数分为低压锅炉（出口蒸汽压力2.45MPa）、中压锅炉（2.944.90 MPa）、高压锅炉（7.810.8 MPa）、超高压锅炉（11.814.7 MPa）、亚临界压力锅炉（15.719.6 MPa）、超临界压力锅炉（22.1 MPa）和超超临界压力锅炉（27 MPa）。,锅炉分类,3、锅炉按燃烧方式可分为层式燃烧锅炉、悬浮燃烧锅炉、旋风燃烧锅炉和循环流化床锅炉。对悬浮燃烧煤粉炉，按燃烧器可以分直流燃烧器和旋流燃烧器两种；按燃烧方式组织的不同，又分四角（八角）切圆和前后墙对冲两种。常见的火焰型式有切向、墙式及对冲、U型、W型等数种。4、锅炉按使用燃料可分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉及燃用其他燃料（如油页岩、垃圾、沼气等）锅炉。,锅炉铭牌参数,某公司制造的最大连续蒸发量670t/h，介质出口压力为13.7MPa的电站锅炉，设计燃料为煤的锅炉，第三次变型设计，其型号为： -1025 / 18.3-M003 xx-锅炉制造工厂（公司）代号，由若干字母表示1025/18.3炉额定蒸发量（或最大连续蒸发量），用阿拉伯数字表示，单位：t/h；锅炉额定介质出口压力，用阿拉伯数字表示，单位：MPa。M锅炉设计燃料代号， 燃“煤”炉 用“M”表示； 燃“油”炉 用“Y”表示； 燃“气”炉 用“Q”表示 燃其它燃料炉 用“T”表示。,锅炉的组成,锅炉是火力发电厂的三大主机之一，它的作用是使燃料在炉膛中燃烧成很高温度的烟气，烟气从水管外面流通时，把大部分的热量传递给管内的水，使之成为饱和蒸气，然后继续过热成具有一定压力和温度的过热蒸汽，通过主蒸汽管道送入汽轮机。 锅炉有两个主要系统，一个是汽水系统，另一个是风烟系统。 汽水系统由省煤器、汽包、下降管、水冷壁、过热器等设备组成。它的任务是使水吸收蒸发，最后成为具有一定参数的过热蒸汽。 燃烧系统由燃烧器、炉膛、烟道及空气预热器等组成。,直流锅炉的特点,直流锅炉没有汽包，工质依靠给水泵的压头一次通过预热、蒸发过热面而变成过热蒸汽，即循环倍率为1。如果在直流锅炉的启动回路中加入循环泵，则可以形成复合循环锅炉。没有循环泵则为纯直流超临界锅炉。工作原理图如下：给水泵省煤器水冷壁过热器超临界机组的过热器出口主蒸汽压力超过22.129Mpa。目前运行的超临界机组运行压力均为24Mpa25Mpa。水的临界点在相图上是饱和水线和饱和汽线的转化点。随着压力的升高，饱和水转化成饱和蒸汽所需要的汽化潜热逐渐减少，理论上认为,在水的状态参数达到临界点时(22.129MPa，374.15)，饱和水瞬间就可以完成向饱和蒸汽的转化，水的汽相和液相之间的性质无差别。,锅炉系统的组成,锅炉系统,锅炉系统包括燃油系统、燃烧系统、制粉系统、风烟系统、消防水系统、吹灰系统、压缩空气体统、锅炉疏放水系统、报警监视装置等。,锅炉本体,该锅炉为超临界参数变压直流本生型锅炉，一次再热，前后墙对冲燃烧单炉膛，尾部双烟道结构，采用挡板调节再热汽温，固态排渣，全钢构架，全悬吊结构，平衡通风，露天布置。,汽水流程图,给水由炉前右侧进入省煤器，流经省煤器后，进入螺旋水冷壁、过度段、垂直水冷壁然后进入汽水分离器进行汽水分离，从分离器分离出来的水进入贮水罐排往冷凝器，蒸汽则依次经顶棚管、后竖井/水平烟道包墙、低温过热器、屏式过热器和高温过热器。再热器由位于后竖井前烟道的低温再热器和水平烟道内的高温再热器组成。,直流锅炉炉本体形式,1、锅炉启动系统为内置式启动系统，包括二个启动分离器，一个贮水箱。在正常运行中分离器不与系统隔离，作为系统流程的一个部件。2、省煤器位于后竖井后烟道内低温过热器的下方,沿烟道宽度方向顺列布置.给水从炉右侧直接进入省煤器进口集箱,经省煤器蛇形管,进入省煤器出口集箱,从炉右侧通过一根下降管引入螺旋水冷壁。3、过热器由顶棚过热器、包墙过热器、低温过热器、屏式过热器及高温过热器组成，顶棚过热器布置在炉膛及水平烟道顶部。包墙过热器布置在尾部烟道顶部、前后墙、侧墙及中间隔墙。低温过热器布置在尾部双烟道的后部烟道中。屏式过热器布置在炉膛上部。高温过热器布置在折焰角上部的水平烟道中。过热器减温水分为两级，每级两只，一级布置在屏式过热器入口集箱处，二级布置在屏式过热器出口集箱与高温过热器入口集箱的连接管道上。再热器分为低温再热器和高温再热器，低温再热器布置在尾部双烟道的前部烟道中，高温再热器布置在水平烟道中。过热汽温采用喷水减温，布置有两级，两侧可以分别调节。再热汽温以烟气挡板调节为主，同时在低温再热器出口管道上布置再热器事故喷水减温器作为辅助调节手段。非正常情况下可采用事故喷水调节再热汽温。,汽水总貌,风烟系统,一次风系统作用：一次风的作用主要是干燥和输送煤粉，包括制粉系统的干燥通风量和磨煤通风量。干燥通风量的作用是向入炉原煤提供热量，完成煤炭在磨制过程中的干燥作用、维持磨煤机出口温度的所对应煤量下所需的通风量。一次风流程：一次风在一次风机的作用下从大气吸入，经过一次风机增压后分成两路，一路经过空预器加热成热风，作为热一次风，另一路作为冷一次风。冷、热一次风经过位于磨煤机进口的冷、热风调节挡板的调节，以一定的流量和温度进入磨煤机，干燥和输送磨煤机内的煤粉，使其以稳定的温度和速度进入炉膛燃烧。,风烟流程,二次风系统作用：二次风系统主要是向炉膛供应煤粉燃烧所需要的空气，同时在炉膛中扰动燃烧的煤粉气流，强化燃烧。二次风流程：送分机从大气吸风，升压后将二次风送往空气预热器加热，加热后的热二次风直接送往各燃烧器，进入炉膛使煤粉完全燃烧。,风烟系统,烟气系统烟气系统的功能是引（吸）风机抽出炉膛中的烟气，将经过尾部受热面、空气预热器、除尘器的烟气送往烟气脱硫系统，再经过烟囱向大气排放。,风烟系统,密封风系统从冷一次风母管上另外引出一路经过密封风机升压后作为磨煤机、磨煤机出口门、磨煤机冷热风隔离门、给煤机的密封风。如果锅炉采用正压直吹式，密封风设计的目的主要就是防止煤粉或热一次风从磨煤机的磨碗、磨辊、给煤机、一次风门挡板等不严密处泄漏出来，并且使磨煤机、给煤机转动部件不被煤粉损坏。,直流锅炉的控制,主汽温调节的主要方式是调节燃料量与给水量之比，辅助手段是喷水减温或烟气侧调节。由于没有固定的汽水份界面，随着给水流量和燃料量的变化，受热面的省煤段、蒸发段和过热段长度发生变化，汽温随着发生变化，汽温调节比较困难。再热汽温调节主要采用分隔烟道的烟气挡板作为主调节手段。紧急状态下采用喷水调节。增负荷时，先增加风量，后增加给煤量。减负荷时，先减给煤量，后减风量，其幅度不宜过大，尽量使同层煤粉量一致。负荷变化幅度大时，调给煤量不满足要求时，采用启、停磨煤机的办法。,直流锅炉需要重点监视、调整的参数,1、锅炉负荷2、主、再热蒸汽温度，汽压3、过热度（将干饱和蒸汽继续定压加热，蒸汽温度就要上升，而超过饱和温度 ，其超过的温度叫过热度。）4、负压5、水煤比6、储水罐水位高度7、蒸发量和主给水流量8、排烟温度、风量、氧量、煤量等等。,风烟系统,火焰检测冷却风系统设置火检冷却风机向炉膛火焰检测探头提供冷却风和清扫风。用来冷却探头及清扫探头上的飞灰、炉渣等。,风烟系统流程,制粉系统分类,直吹式系统经磨煤机磨制成的煤粉全部直接送入炉膛燃烧的系统。中间储仓式系统将磨好的煤粉先储存在煤粉仓中，然后再从煤粉仓中根据锅炉负荷的需要经给粉机送入炉膛燃烧的系统。,直吹式制粉系统,根据一次风机（排粉机）安装位置的不同，即磨煤机工作压力的不同，可分为正压直吹式系统和负压直吹式系统。1、负压直吹式按制粉系统的工作流程，排粉机在磨煤机之后，整个系统处于负压下工作，称为负压直吹式系统。优点：负压直吹式系统中磨煤机处于负压状态，不会向外喷粉，所以工作环境较干净。缺点：1.燃烧所需的全部煤粉通过排粉机，使排粉机叶片磨损严重，从而降低排粉机效率，增加运行电耗；2.常更换叶片使运行费用增加，系统工作可靠性降低，维修工作量大。3.负压 的漏风量大，为了维持一定的炉膛过量的空气系数，需要减少流经空气预热器的空气量.,直吹式制粉系统,正压直吹式制粉系统排粉机装在磨煤机之前或空气预热器之前时，制粉系统处于正压下工作，称为正压系统，由于系统处于正压，外界空气不会漏入，锅炉运行经济性高，同时不存在排粉机磨损问题。这种系统对磨煤机及管道严密性要求高，否则向外冒粉。,中速磨和双进双出磨的比较,双进双出钢球磨煤机的特点十分显著，主要有： 1）连续作业率高，运行维护工作很少，不需设备用磨煤机；2）此型式的磨煤机，其易损件钢球能实现不停机加球；3）其螺旋推进器叶片一般寿命为23年，筒体衬板寿命68年，螺旋叶片和筒体衬板的更换可跟随锅炉检修时进行，磨煤机检修维护费很低； 4）在宽负荷范围内，响应速度快。磨机储存煤量大，磨煤机出力靠一次风量调整，使磨机响应锅炉负荷速度快； 5）风煤比低。风煤比低是磨机本身结构所决定的。风煤比低使煤粉在一次风中浓度提高，加上低负荷时细度增加，有利于锅炉低负荷时稳燃，降低燃油耗量；6）出力和细度稳定。出力的调节是由一次风量决定的。一次风量不变，出力就稳定。出力的控制与磨煤机内的煤位控制是相互独立的，不会因出力的增加影响磨机内的煤量。煤粉细度通常是由磨机的钢球量决定的，只要钢球量不变，细度是稳定的；7） 煤种适用范围广，不易受异物影响。适用各种煤质，对坚硬和高磨蚀性燃料，可通过改善受损件（衬板、钢球）材料来满足使用寿命要求； 8）灵活性大。双进双出钢球磨煤机可根据锅炉负荷要求，实现双进双出、单进双出或半磨运行三种工况，在实际应用中给用户带来很大的方便； 9）可用率高。在出现单侧堵煤或一台给煤机故障停机时，双进双出钢球磨煤机可单侧进煤而出力下降较小，且筒体内煤粉存量很大，可维持15分钟锅炉煤粉需求。因此双进双出磨煤机的可用率很高，FW公司提供的资料称可高达99.28%；10）磨煤机的电耗比中速磨电耗高，故运行费用较高。,中速磨和双进双出磨的比较,1）磨煤机采用变加载。磨煤机的出力大小可自动、随时随地进行调整。机组调峰时，避免磨煤机的频繁启动，运行操作方便。利于延长耐磨件寿命，可节能20%2）运行可靠性相对于钢球磨煤机较差，运行维护工作量较多，需设 备用磨煤机3）传动装置采用行星齿轮减速机。此减速机具有体积小、重量轻、承载能力大、效率高、工作平稳等特点；磨辊与磨碗衬板无直接金属接触，可空载启停，启动力矩小，停机时磨碗中的存煤便于清除干净；5）磨煤机的出力由给煤机和一次风量控制，对锅炉负荷响应速度较慢； 6）风煤比较高，低负荷时煤粉细度不宜控制，对锅炉稳燃不利。满负荷时风煤比在2左右，低负荷时，风煤比更高。另外风煤比高，使一次风系统阻力加大，增加了一次风机的能耗；7）对煤种的适用性，二种磨煤机基本相同。适用低磨蚀性（冲刷磨损指数Ke40的烟煤、次烟煤和贫煤；对煤中三块(木块、石块和铁块)比较敏感，容易磨损。不适合磨制高硬度，高水分和低挥发分煤种。8）现场布置方面，中速磨设备重量及占地面积较双进双出钢球磨制粉系统小。9）制粉电耗方面。中速磨制粉系统中磨煤机的运行电耗较低。10）中速磨的磨辊、磨盘瓦寿命一般为8000小时。噪音较小，距设备1m处的噪音85dB（A）。,煤的分类,根据不同用途和不同的分类方法，可以把煤分成不同的类别。动力用煤一般主要依据挥发分含量将煤分成如下四类：无烟煤 挥发分Vdaf10%。无烟煤挥发分含量低，析出温度高，着火热大，着火较困难，燃尽也不易。它含固定碳高，发热量大，一般发热量Qnet,ar=2000032500kJ/kg。无烟煤表面呈明亮的黑色光泽，碳化程度高，质地坚硬，相对密度也较大。可磨性系数低；烟煤 挥发分Vdaf = 20%40%。是一个非常广泛的煤种，表面呈灰黑色，有光泽，质地较松软。烟煤含碳量较高，发热量Qnet,ar=1400029000kJ/kg，它易于着火，火焰较长，各种烟煤的焦结性差别很大。含碳量较贫煤低C4060，发热量相对褐煤较高；,煤的分类,贫煤 挥发分Vdaf = 10%20%。它是介于烟煤与无烟煤之间的煤种。贫煤表面灰黑，无光泽，不易点燃，火苗也较短，发热量常比烟煤低。碳化程度较高，可磨性系数较烟煤低，含碳量较高，发热量较大；褐煤 挥发分Vdaf 40%。挥发分的析出温度低，易于点火，灰分、水分含量较高，汽化潜热大，低位发热量低，一般Qnet,ar=800017000kJ/kg。褐煤表面呈棕褐色，少数呈黑色，碳化程度低，机械强度小易碾磨；质脆易风化，不易储存，也不宜长途运输。,锅炉常见的事故,锅炉常见的事故包括：大型辅机跳闸事故（单侧引、送风机、一次风机跳闸，给煤机或磨煤机跳闸、单侧空预器跳闸） 、尾部烟道二次燃烧事故、空预器停转或着火事故、风机喘振等。上述事故均可能引起引起汽压、汽温异常，机组降出力（甩负荷）或者造成人身或设备损伤。,锅炉安全阀,位置、数量过热器出口管道（2个）再热器进（6-8个）、出口管道（2个）屏式过热器进口（6个）,
