电厂《锅炉设备及运行》技能培训讲义.ppt

1,锅炉设备及运行,华南理工大学电力学院2013年5月,2,纲要,第一讲 绪论第二讲 锅炉燃料 第三讲 煤粉制备及其系统 第四讲 燃烧理论 第五讲 锅炉的热平衡第六讲 煤粉炉与燃烧设备第七讲 锅炉受热面及其工作特点第八讲 锅炉受热面烟侧运行问题第九讲 锅炉水动力特性与传热第十讲 汽包及蒸汽净化第十一讲 锅炉本体的设计与布置第十二讲 超临界直流锅炉第十三讲 锅炉运行第十四讲 锅炉典型事故处理,3,参考书目,技能培训教材：锅炉设备运行电站锅炉原理锅炉设备及系统电厂锅炉原理及设备锅炉设备及运行锅炉设备运行及事故处理火力发电职业技能培训教材及题解（15本）中华人民共和国职业技能鉴定规范（21本）职业技能鉴定指导书（职业标准，试题库）火力发电厂技术培训与考工试题（青岛出版社，7本）电业工人技术问答丛书（华东电业管理局7本）火力发电工人实用技术技术问答丛书锅炉设备运行技术问答汽轮机运行技术问答汽轮发电机运行技术问答,4,学习方法,精读、研读本专业一本理论书精读、研读一套问答学会翻书与现场实际结合进行有关问题的研究，完成相应技术报告或论文,5,第一讲 绪论,电力工业的发展及电力技术 电厂锅炉发展趋势锅炉的类型 电站煤粉锅炉机组的构成 锅炉机组的工作过程 锅炉参数及技术、经济性指标,6,1、我国电力发展历史 1949：50MW 1954：100MW 高压 1964：125/135MW,200MW，超高压 1984：300MW，亚临界 1994：600MW/700MW 亚临界、超临界 2004：900MW、1000MW 超临界、超超临界2、我国电力发展形势 高参数、大容量（超超临界机组）；联合循环 流化床锅炉,7,电站锅炉发展趋势,加快发展大容量、高参数机组大容量、高参数机组可适应生产发展的需要，电站热效率高，基建投资、设备和运行费用降低；但大机组可用率相对较低，综合考虑，单机容量稳定在500800MW,1/1,强化煤电环境保护，发展洁净燃煤技术 燃煤的燃气-蒸汽联合循环(燃煤流化床燃烧联合循环及整体煤气化联合循环）和超临界压力蒸汽循环可满足燃煤、高效、低污染要求,提高运行可靠性和灵活性 锅炉的可靠性涉及到设计、设备制造及安装、运行维护和生产管理等各个方面；运行灵活性要求大力发展中间负荷机组，适应电网调峰需要（低负荷，两班制运行）；提高机组的监控水平,8,锅炉的类型,锅炉的分类根据不同的标准，可有多种分类方法，如表所示：,9,锅炉的类型,10,锅,炉,锅炉本体,辅助设备,锅炉机组,电站煤粉锅炉机组框图,1/2,11,亚临界参数自然循环燃煤锅炉,2/2,1-汽包；2-下降管；3-分隔屏；4-后屏；5-高温过热器；6-高温再热器；7-水冷壁；8-燃烧器；9-燃烧带；10-空气预热器；11-省煤器进口集箱；12-省煤器；13-低温再热器；14-低温过热器；15-折焰角；16-排渣装置,12,冷空气 烟气 烟气 烟气 烟囱 引风机 除尘器 空气预热器 细微灰粒 飞灰（二次风）灰渣沟 原煤 排粉风机（一次风）烟气 烟气给煤机 磨煤机 燃烧器 炉膛 水平烟道 尾部烟道 原煤 风、粉 风、粉 未燃煤粒 灰渣 灰渣 灰渣 灰渣沟 排渣装置 冷灰斗 未燃煤粒 未燃煤粒,煤、风、烟系统,1/2,13,汽机主凝结水 水 水 汽水混合物 给水泵 省煤器 汽包 汽水分离器 化学补充水 汽水混合物 下降管 下联箱 水冷壁 上联箱 导汽管 水 水 水 汽水混合物 汽水混合物饱和蒸汽 过热蒸汽 过热器 汽轮机调节级,汽、水 系 统,2/2,14,锅 炉 参 数,额定蒸发量 在额定蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，保证热效率时所规定的蒸发量，单位为t/h（或kg/s）最大连续蒸发量（大型锅炉）在额定蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，长期连续运行所能达到的最大蒸发量，单位为t/h（或kg/s）蒸汽锅炉额定蒸汽参数 在规定负荷范围内长期连续运行应能保证的出口蒸汽参数，额定蒸汽压力（对应规定的给水压力），单位是Mpa；额定蒸汽温度（对应额定蒸汽压力和额定给水温度锅炉效率,1/5,15,我国电站锅炉参数、容量系列,2/5,16,17,锅炉机组经济性指标,3/5,热效率（90%）净效率 燃烧效率 式中 Q 1 锅炉有效利用热，kJ/kg；Q r 锅炉在单位时间内所消耗燃料的输入热量,kJ/kg；锅炉机组自身所需的热量，kJ/kg；锅炉机组自身电耗对应的热量，kJ/kg；、锅炉化学、机械未完全燃烧热损失，%,18,锅炉连续运行小时数（5000）锅炉在两次检修之间的运行小时数,4/5,锅炉可用率（约90%）（总运行小时数+总备用小时数）/统计期间总小时数（一年）,锅炉的事故率（约1%）锅炉总事故停炉小时数/（总运行小时数+事故停炉小时数）,锅炉机组安全性指标,19,烟尘及有害气体排放标准,5/5,20,第二讲 锅炉燃料,电站锅炉燃料选用原则煤的特性分析 煤的特性对锅炉工作的影响 煤的分类 锅炉热平衡,21,电站锅炉燃料选用原则,不用高品位燃料：如天然气、燃油尽量燃用劣质煤等燃料：如煤矸石尽量燃用当地燃料：如坑口电厂电厂审批顺序：优先坑口电厂其次沿海电厂再次沿江电厂再沿线电厂,22,锅炉用燃料,1.固体:燃煤、油页岩.2.液体:重油、渣油(石油炼制后的残余物)、点火时用柴油、轻油、水煤浆.3.气体：天然气、高炉煤气、焦炉煤气,23,点火用油,主要指标密度粘度凝固度闪点燃点发热量含灰量含硫量,24,煤的工业分析成分 水分(M)、灰分(A)、挥发分(V)、固定碳(FC),煤的组成特性,煤的元素分析成分:碳(C)、氢(H)、氧(0)、硫(S)、氮(N)、水份、灰份,1/8,25,煤的成分基准,收到基（ar）（原应用基y）以入炉煤（包括煤的全部成分）为基准 空气干燥基（ad）（原分析基f）以风干状态煤（除外部水分）为基准 干燥基（d）（原干燥基g）以去掉全部水分煤为基准 干燥无灰基（daf）（原可燃基r）以去掉全部水分及灰分煤为基准,2/8,26,煤的发热量,煤的发热量（kJ/kg)单位质量的煤完全燃烧时所释放的热量,低位发热量（Qnet）烟气中的水蒸汽在锅炉中一般不会凝结，形成水蒸汽所吸收的汽化潜热无法被利用，使煤的发热量降低，降低后的发热量称为低位发热量。低位发热量（燃料在锅炉中的实际发热量）小于高位发热量,高位发热量(Qgr)煤的理论发热量，由实验测得的弹筒发热量（Qb）减去校正值确定（式2-10）,4/8,27,干燥基高、低位发热量之间的换算 式中 r水的汽化潜热，通常取r=2510 kJ/kg,收到基高、低位发热量之间的换算,高、低发热量间的换算,5/8,28,发热量相关值,标准煤 收到基低位发热量为29270 kJ/kg的燃料为标准煤 标准煤耗量 式中、分别为标准煤耗量与实际煤耗量,折算成分 相对于每4182 kJ/kg收到基低位发热量的煤中所含的收到基水分、灰分和硫分，称为折算水分、折算灰分和折算硫分,7/8,29,煤的灰分特性,灰分特性影响因素 煤灰的化学组成 煤灰中酸性氧化物使灰熔点提高；碱性氧化物使灰熔点降低 煤灰周围高温介质的性质 氧化性介质中，灰熔点较高；还原性介质中，灰熔点较低,煤的灰分特性 用灰熔点表示，煤灰的角锥法确定 灰的变形温度 DT（原t1）灰的软化温度 ST（原t2）灰的流动温度 FT（原t3）,8/8,30,煤中V对锅炉工作的影响,挥发分 V V的含量代表了煤的地质年龄，地质年龄越短，煤的碳化程度越浅,V含量越多。挥发分 V含量高V含量越多（C含量越少），V中含O量亦多，其中的可燃成分相应减少，这时，V的热值低 V含量越多，煤的着火温度低，易着火燃烧，V 多，V挥发使煤的孔隙多，反应表面积大，反应速度加快 V 多，煤中难燃的固定碳含量便少，煤易于燃尽 V 多，V着火燃烧造成高温，有利于碳的着火、燃烧快过大易烧坏火嘴易出现制粉系统爆炸挥发分 V含量低着火困难，易出现锅炉灭火,1/3,31,煤中M、A对锅炉工作的影响,水分M、灰分A M、A 高，煤中可燃成分相对减少，煤的热值低 M、A 高，M 蒸发、A熔融均要吸热，炉膛温度降低 M、A 高，增加着火热或包裹碳粒，使煤着火、燃烧与燃尽困难；M、A 高，q2、q3、q4、q6 增加，效率下降 M、A 高，过热器易超温 M、A 高，受热面腐蚀、堵灰、结渣及磨损加重 M、A 高，煤粉制备困难或增加能耗,2/3,32,煤中C、S对锅炉工作的影响,含碳量 C C 高，热值高；但不易着火、燃烧困难,硫分 S 产生的硫化氢腐蚀水冷壁，高温腐蚀产生的SO2,SO3腐蚀锅炉尾部，低温腐蚀，易造成受热面的堵灰；形成酸雨，污染环境燃料中的硫化铁加剧磨煤部件的磨损自燃提高脱硫成本可燃硫的热值低，含量少，对煤的着火、燃烧无明显影响,3/3,33,ST对锅炉工作的影响,灰熔点（ST）灰分在熔融状态下粘结在锅炉受热面上造成结渣，危及锅炉运行的安全性和经济性。对于固态排渣炉，ST 1350 可能结渣,34,煤的分类,我国煤的主要分类指标 干燥无灰基挥发分Vdaf含量 可分为四大类：褐煤（Vdaf含量40%）烟煤（Vdaf含量2040%）贫煤（Vdaf含量1020%）无烟煤（Vdaf含量10%）,1/5,35,第三讲 煤 粉 制 备,煤粉特性 磨煤机 制粉系统,36,煤粉的特性,1、颗粒特性2、吸潮性3、自燃性4、流动性,37,煤粉细度 Rx,1/3,38,煤粉的自燃性,1、爆炸的条件浓度、温度、密闭空间2、引起煤粉爆炸的因素挥发份煤粉浓度氧气浓度煤粉细度温度控制自燃或爆炸的措施控制磨煤机出口温度防止煤粉在管道沉积（流速、管道倾斜度）加强原煤管理，防止易燃物混入,39,单进单出钢球磨(低速磨),普通筒式钢球磨的圆筒通过齿轮由电动机带动低速转动，燃料和干燥剂（热空气）从一端进入圆筒，在圆筒内煤被干燥、打碎并研磨成粉，随后被干燥剂从另一端带出。,低速磨主要有普通筒式钢球磨、双进双出筒式钢球磨,1/9,40,双进双出钢球磨(低速磨),2/9,41,中 速 磨,原煤经落煤管进入两组相对运动的碾磨件之间，在压紧力的作用下被挤压、研磨成粉，被甩至四周风环处。,8/9,中速磨主要有盘式中速磨（辊-盘式）、碗式中速磨(辊-碗式RP、HP型)、环式中速磨(辊-环式MPS型、球-环式E型),热风经风环进入磨煤机，对煤粉进行干燥并将煤粉带入粗粉分离器进行分离，不合格的煤粉返回磨煤机重磨，细粉则送出磨外。,中速磨布置紧凑，投资省，单位电耗小，适宜变负荷运行；但结构复杂,不宜磨水分太大及太硬的煤种,42,高 速 磨(风扇磨),高速磨由叶轮、带护甲的蜗壳和粗粉分离器组成，装有冲击板的叶轮由电动机带动高速旋转。原煤和干燥剂一起被吸入磨煤机内，煤被转动的冲击板打碎，甩到护甲上再次被撞击成煤粉，在风机压头的作用下由干燥剂携带经粗粉分离器带出。高速磨结构简单，金属耗量小，负荷适应能力强，特别适宜磨水分高的煤种；但部件磨损大，不宜磨制较硬的煤种,9/9,43,钢球磨中储式制粉系统有热风送粉和乏气送粉两种,1/8,钢球磨中储式热风送粉系统,空气经送风机空预器一次风机一次风箱混合器（热气与煤粉）一次风喷口 乏气经细粉分离器排粉机乏气风箱三次风喷口 适用无烟煤、贫煤及劣质煤,1-原煤仓；4-给煤机；7-钢球磨；8-粗粉分离器；9-排粉机；10-一次风箱；12-燃烧器；14-空预器；15-送风机；17-细粉分离器；21-煤粉仓；22-给粉机；23-混合器；24-乏气风箱；25-三次风喷口；28-一次风机；31-再循环管,44,钢球磨中储式乏气送粉系统,2/8,1-原煤仓；4-给煤机；7-钢球磨；8-粗粉分离器；9-排粉机；10-一次风箱；12-燃烧器；14-空预器；15-送风机；17-细粉分离器；21-煤粉仓；22-给粉机；23-混合器；28-一次风机；31-再循环管,乏气经细粉分离器排粉机一次风箱混合器（乏气与煤粉）一次风喷口 适用于烟煤等挥发分含量高的煤种,45,中速磨直吹式负压系统,排粉风机装在磨煤机出口，整个系统在负压下运行 煤粉不会向外泄漏，对环境污染小 漏风大，排粉风机磨损严重，效率低，电耗大，系统可靠性差。,4-磨煤机；6-次风箱；10-送风机；12-空预器；15-排粉风机,4/8,中速磨直吹式制粉系统有正压和负压系统；正压系统又有热一次风和冷一次风系统,46,中速磨直吹式正压热一次风系统,正压系统：一次风机布置在磨煤机之前，系统处于正压状态下工作 无漏风；叶片磨损小 煤粉易外泄，系统需设专门的密封风机 热一次风系统：配置二分仓回转式空预器。一次风机布置在空预器与磨煤机之间，输送的是热空气 空气温度高，比容大，风机体积大，电耗高，易发生高温侵蚀，运行效率及可靠性低,4-磨煤机；6-次风箱；10-送风机；11-热一次风机；12-空预器；19-密封风机,5/8,47,中速磨直吹式正压冷一次风系统,冷一次风系统：配置三分仓回转式空预器。一、二次风各自由单独风机输送，风机处于空预器之前，输送的是干净的冷空气 空气温度低，比容小，风机体积小，电耗低，效率高；高压头冷一次风机可兼作密封风机，简化系统；热风温度不受一次风机的限制，可满足磨制较高水分煤种的要求。,6/8,4-磨煤机；6-次风箱；10-一次风机；10-二次风机；12-空预器,48,高速磨直吹式系统,（a）热风干燥；（b）热风-炉烟干燥 l-原煤仓；3-给煤机；4-下行干燥管；5-磨煤机；6-煤粉分离器；7-燃烧器；8-二次风箱；9-空预器；10-送风机；12-抽烟口；13-混合器,7/8,磨制烟煤和水分不高的褐煤 采用热风作为干燥剂 磨制高水分的褐煤 采用热风掺炉烟作为干燥剂,49,两种制粉系统的比较,直吹式系统系统简单、初投资和系统的建筑尺寸小，设备部件少，管路短、阻力小，输粉电耗较小；但磨煤机的工作直接影响锅炉的运行，可靠性差、备用容量大锅炉机组的可靠性相对低些风粉比调节不灵活锅炉负荷变动时从改变给煤量开始，经过整个系统才能改变煤粉量，惰性较大,8/8,储仓式系统设有煤粉仓，磨煤机的工作对锅炉影响较小系统的可靠性高；磨煤机可一直维持在经济工况下运行锅炉负荷变动时调节给粉机转数改变煤粉量，既方便又灵敏风粉比调节灵活系统复杂、初投资及运行费用高设备部件多，输粉电耗较大；阻力大,50,制粉系统辅助设备,原煤斗给煤机刮板式振动式胶带式转盘式粗粉粉分离器细粉分离器给粉机螺旋输粉机除木块器锁气器,51,第四讲 燃烧理论,燃烧过程的理论基础燃烧计算,52,燃烧过程的理论基础,化学反应速度 化学反应速度影响反应速度的因素 固体燃料的燃烧 煤燃烧的三个阶段 煤和煤粉的燃烧特点 煤粉气流的着火与燃烧 着火与熄火的热力条件 煤粉气流的着火及影响因素 煤粉气流着火热源 焦碳的燃烧 完全燃烧的条件,53,煤燃烧过程的三个阶段,预热干燥 煤被加热至100左右，煤粒表面及煤粒缝隙间的水被逐渐蒸发出来。大量吸热,1/1,挥发份析出并着火 温度升至一定值，煤中挥发分析出，同时生成焦碳（固定碳）。挥发分的释放量及成分主要取决于升温速度。不同的煤，开始析出挥发分的温度不同，达到一定温度，析出的挥发分就着火、燃烧。对应的温度称煤的着火温度，不同煤的着火温度不同。少量吸热,燃烧与燃尽 挥发份首先燃烧造成高温，包围焦炭的挥发分基本烧完且燃烧产物离析后，碳开始着火、燃烧。大量放热,残余的焦炭最后燃尽，成为灰渣。少量放热,上述各阶段实际是交叉进行的；其中着火和燃尽是最重要的两个阶段，着火是前提，燃尽放热是目的,54,燃烧反应区域,6/6,动力区 燃烧反应的温度不高，kC很小，kD非常大，焦碳燃烧处于化学动力控制下，反应速率常数k=kC 燃烧反应速度w 取决于碳粒表面的化学反应速度,是随温度的升高按指数增大。强化燃烧的措施是提高反应系统的温度,扩散区 燃烧反应温度较高，kC非常大，kD很小，焦碳燃烧处于扩散控制下，反应速率常数k=kD 燃烧反应速度w 取决于氧气向碳粒表面的扩散速度。强化燃烧的措施是强化扰动，减小煤粉颗粒,过渡区 动力区与扩散区之间区域，强化燃烧的措施是同时提高炉膛温度和扩散速度,根据燃烧条件的不同，可将多相燃烧分为三种不同的区域,55,煤的燃烧特点,煤中含有水分 煤的燃烧过程中，水蒸气很易和C及燃烧产物CO作用，生成CO2和H2，H2再与CO或CO2反应。这种催化作用，使燃烧反应更加复杂并改变化学反应速度,1/2,煤中含有挥发分 挥发分对煤的着火燃烧有利；但另一方面，挥发分析出燃烧，消耗了大量氧气，并增加了氧气向煤粒表面的扩散阻力，使燃烧过程的初期焦碳的燃烧速度下降,煤中含有矿物杂质 在燃烧过程会生成灰，灰层包裹着碳粒，会妨碍氧向碳粒表面的扩散，或使碳粒反应表面减少，使燃烧难以进行，燃尽困难,煤是一种多孔性物质 它受热时产生的水蒸气和挥发分，不但向煤粒表面四周的空间扩散，而且还会向煤粒的内部空隙扩散,56,第五讲 锅炉的热平衡,锅炉热平衡方程式锅炉输入热量 Qr锅炉有效利用热 Q1机械不完全燃烧热损失q4锅炉效率,57,锅炉热平衡方程式,1/7,58,锅炉输入热量 Qr,对于燃煤锅炉，若燃料和空气没有利用外界热量进行预热，且燃煤水分满足则,2/7,59,第六讲 煤粉炉与燃烧设备,煤粉炉的炉膛 炉膛的作用与型式 煤粉燃烧器 燃烧器的作用与要求 燃烧器的类型与布置 煤粉火炬的稳燃技术 W型火焰燃烧方式 W型火焰炉膛结构 W型火焰燃烧方式的特点 燃烧污染物的控制方法 N0X、S0X的控制技术,60,炉膛是燃料燃烧和热交换（主要是辐射能交换）的场所 保证燃料燃烧完全（燃料在炉膛内有足够的停留时间）布置合适的受热面、合理组织炉内热交换 满足锅炉容量的要求；使烟气到达炉膛出口时被冷却到使其后的对流受热面不结渣和安全工作所允许的温度 炉膛出口的NOX和SOX等排放量应符合环保要求 炉膛结构紧凑，金属耗量少、制造、安装、检修方便,煤粉炉炉膛的作用,1/2,影响炉膛设计的主要因素 燃料特性、燃烧方式和排渣方式,61,煤粉锅炉炉膛型式,2/2,62,燃烧器的作用与要求,1/2,作用将燃料与燃烧所需空气按一定的比例、速度和混合方式经喷口送入炉膛要求 保证燃料与空气充分混合、及时着火 稳定燃烧和燃尽，燃烧效率较高 能形成良好的炉内空气动力场，火焰在炉内的充满程度好，且不冲墙、不贴壁、不结渣 有较好的燃料适应性 负荷调节范围宽 能减少NOX的生成，减少对环境的污染 结构简单，流动阻力较小,63,进入煤粉炉燃烧器的空气不是一次集中送进的，按对着火、燃烧有利而合理组织、分批送入，按作用不同，可分为三种 一次风 携带煤粉送入燃烧器的空气。主要作用是输送煤粉和满足燃烧初期对氧气的需要,通过燃烧器的空气,2/2,二次风 待煤粉气流着火后再送入的空气。二次风补充煤粉继续燃烧所需要的空气，并起气流的扰动和混合的作用,三次风 对中间储仓式热风送粉系统，为充分利用细粉分离器排出的含有10%15%细粉的乏气，由单独的喷口送入炉膛燃烧，这股乏气称为三次风,64,燃烧器的类型与布置,直流燃烧器 直流射流 直流燃烧器的类型 直流燃烧器的布置 旋流燃烧器 旋流射流 旋流燃烧器的类型与布置,1/1,65,低负荷稳燃技术,高温回流技术钝体燃烧器船形燃烧器浓淡分离技术百叶窗燃烧器分离器大差速技术卫燃带技术,66,N0X、S0X的控制技术,影响NOx生成的主要因素 温度 燃烧过程中，温度越高，生成的NOx量越大 过剩空气系数=1.11.2范围内，NOx的生成量最大，偏离这个范围NOx的生成量明显减少 燃煤性质 燃煤中的含N 量越高，燃烧过程中转化为NOx也就越多,低NOx的燃烧技术 主要有分级燃烧，再燃烧法，浓淡偏差燃烧，低氧燃烧和烟气再循环等 硫的脱除技术 主要有煤炭脱硫、燃烧过程脱硫和烟气脱硫 对于电站锅炉设备，炉内喷钙脱硫是一种较简便的方法,1/5,67,分级（空气）燃烧,空气分级燃烧 将燃烧所需的空气分两阶段从燃烧器送入 第一级 送入理论空气量的80%左右，使燃料在缺氧、富燃条件下燃烧，燃烧速度和炉膛温度降低，抑制了Nox 的生成 第二级 以二次风形式送入剩余空气，使燃料在空气过剩区域燃尽，空气量虽多，但火焰温度较低，生成的NOx也较少 总的NOx生成量降低,2/5,68,分级（空气）燃烧的类型,燃烧室中的分级燃烧 主燃烧器上部设OFA空气喷口 主燃烧器送入约80%的空气量（1），使燃料燃尽 燃烧室沿高度分成富燃区和燃尽区,3/5,燃烧器分级燃烧 二次风分成两部分送入 一部分二次风在煤粉着火后及时送入(1），形成了燃尽区，促进煤粉燃尽,69,再燃烧法（燃料分级燃烧）,炉内燃烧分成三个区域 一次燃烧区（主燃烧区）(8085)%的燃料以正常过剩空气系数（1）配置空气进行燃烧，为氧化性或稍还原性气氛,4/5,再燃烧区（第二燃烧区）其余(1520)%的燃料以再燃燃料（二次燃料）的形式被喷入，形成富燃料（1）、还原性气氛。燃烧生成碳氢化合物基团，并与一次燃烧区内生成的NOX 反应，NOX 被还原为N2,燃尽区 送入二次风（顶部燃尽风），保证燃料燃尽（1）,70,炉内喷钙脱硫,炉内钙基脱硫剂石灰石（CaCO3）石灰石进入炉膛后，受热分解的CaO和CO2，CaO与炉内SO2 反应形成固体CaSO4，经除尘器脱除 炉内脱硫剂送入位置 炉内温度为9501200范围处，避免CaSO4在高温下分解 炉内脱硫剂送入方式 从一次风或三次风喷口送入，脱硫剂在炉内停留的时间较长，有充分的反应时间，但炉内高温区会使部分已形成的CaSO4分解 从炉膛出口附近送入，温度较适合CaO与SO2反应，生成的CaSO4也不会被分解，但反应时间较短，可导致反应减缓或终止,5/5,存在的主要问题 烟气中含灰量增加，导致受热面沾污、结渣与磨损加重；灰中的钙与酸液反应生成不溶于水的CaSO4，造成空预器堵塞,71,第七讲 锅炉受热面及工作特点,锅炉蒸发受热面及系统 水冷壁结构 锅炉水循环系统 直流锅炉水冷壁 过热器与再热器 过热器与再热器的结构形式 蒸汽温度调节 热偏差 亚临界锅炉蒸汽系统典型布置 尾部受热面 省煤器及布置 空气预热器的类型,72,水冷壁的结构,73,水冷壁的分类,水冷壁分类：光管壁、膜式壁两种 膜式壁优点：炉膛气密性好,可减少漏风,降低热损失,提高锅炉效率；有较大的辐射受热面积，可降低受热面金属耗量；炉墙重量轻，便于采用悬吊结构；安装方便高效；可防止管壁超温。,1/2,74,内螺纹管水冷壁的结构,内螺纹管水冷壁 工质在管内流动时产生强烈的扰动。把液体压向壁面，强迫汽泡脱离管壁被水带走，破坏膜态汽层。可有效防止膜态沸腾产生，避免管壁超温。用于炉内高热负荷区域的膜式水冷壁，确保水冷壁安全可靠。,2/2,75,半辐射、辐射式过、再热器,作用 改善工质汽温特性；降低锅炉金属耗量；降低炉膛出口烟温，防止排列密集的对流受热面结渣；消除气流的残余扭转，减少沿烟道宽度的热偏差；大节距的前屏可对炉膛出口烟气起阻尼和分割导流作用,改善受热面工作条件的措施 布置在远离火焰中心的炉膛上部；作为低温级受热面；采用较高的质量流速,3/3,76,运行中影响汽温的因素,锅炉负荷过量空气系数给水温度tgs燃料性质受热面污染情况燃烧器的运行方式,77,省煤器及布置,省煤器有铸铁式和钢管式两种,1/1,钢管省煤器由蛇形管及进出口联箱组成 蛇形管在烟道中垂直于前墙布置（a）管子支吊简单，水速较小；但对于倒U 型锅炉，所有蛇形管靠近后墙部分磨损严重 蛇形管在烟道中平行于前墙布置（b）只有后墙附近几根蛇形管磨损较大。但水速较高,阻力较大,（a）（b）,78,管式空气预热器,管式空气预热器由多根平行错列钢管焊在上、下管板上构成立方形箱体,空气预热器有管式与回转式两种,1/2,管式空气预热器中烟气在管内由上而下纵向流动，空气从管外横向流过，两者成交叉流动。热量连续地由烟气通过管壁传给空气,为强化传热，在箱体水平方向装有若干中间管板，以提高空气流速,79,回转式空气预热器与管式相比结构紧凑，外形小，重量轻，不易腐蚀。但结构复杂，漏风量较前者大,回转式空气预热器,回转式空气预热器中烟气和空气逆向交替地通过同一蓄热板受热面，完成热量的交换。若被加热的空气需要不同温度，则采用三分仓回转式空气预热器。此时，空气流通区分为一次空气和二次空气两个通道。,2/2,回转式空气预热器分受热面转动和风罩转动；前者有二分仓和三分仓二种，后者有单流道和双流道二种,80,第八讲 锅炉受热面烟侧运行问题,水冷壁的结渣 省煤器受热面的磨损空气预热器积灰问题 空气预热器低温腐蚀空气预热器二次燃烧问题,81,水冷壁的结渣,结渣的产生 液态的渣粒在凝固之前冲刷水冷壁或炉墙形成，结渣是自动加剧过程,1/3,结渣的危害 受热面吸热减少，炉温升高，水冷壁高温腐蚀；燃烧工况恶化；燃料消耗量增加；炉膛出口烟温及排烟温度升高,过热蒸汽超温；降低锅炉出力和效率；大块焦渣自行脱落时可能压灭炉膛火焰，导致熄火，并会砸坏冷灰斗水冷壁管，造成设备损坏；造成烟通的局部堵塞，增加烟道阻力和引风机的负荷，使厂用电增大,水冷壁管外烟气温度最高，易发生结渣、高温腐蚀及水动力异常,82,影响水冷壁结渣因素,煤质特性 煤灰熔点温度ST低，灰粒向水冷壁运动过程中没有凝固，易形成结渣 高灰粘度的煤灰一旦在炉内形成结渣，会自动加剧 炉内温度与空气动力场 切圆直径偏大，火焰偏斜、贴壁或冲墙形成炉内局部结渣 燃烧器区域壁面热负荷qrr qrr较大，燃烧器区域释放的热量大，炉温高，易引起炉内结渣 卫燃带 敷设卫燃带的炉膛炉温较高，易在粗糙卫燃带壁面上形成结渣,2/3,83,水冷壁结渣的防治,选择适当的炉膛热强度，避免炉内温度过高；选择适当的切圆直径；组织良好的空气动力场，避免火焰偏斜、贴壁冲墙；炉内局部温度过高 保持适当的过剩空气量，过剩空气量大，炉膛出口气温升高；过剩空气量太小，燃烧不完全，造成还原性气氛使灰熔点温度降低，促进炉内结渣 避免锅炉超负荷运行 采用适当的煤粉细度，提高煤粉的均匀度 加强运行监视，及时吹灰、清渣 炉膛结渣，煤耗量增加，炉膛出口烟气温度升高，蒸汽温度升高且减温水量增大，锅炉排烟温度升高；炉膛出口结渣时，炉膛的负压值减小，严重时甚至会出现正压,3/3,84,第十讲 汽包及蒸汽净化,蒸汽的品质与污染 蒸汽的净化 亚临界参数锅炉汽包与内部装置,85,蒸汽品质及对锅炉汽轮机工作的影响,蒸汽的品质是指蒸汽中钠盐、硅酸、CO2、和NH3等杂质含量的多少,过热器 杂质沉积在管子内壁形成盐垢，使蒸汽流通截面变小，流阻增加；传热减弱,管壁温度升高,1/5,蒸汽管道阀门 可能引起阀门动作失灵、漏汽,汽轮机通流部分 改变叶片型线，减少蒸汽流通面积，增加阻力，出力及效率降低；严重时，可造成调速机构卡涩、轴向力增大，破坏转子止推轴承；叶片结盐垢严重，还可能影响转子的平衡而造成重大事故,86,蒸汽质量监督标准,2/5,87,蒸汽净化,蒸汽中杂质的种类气体杂质:O2,N2,CO2,NH3非气体杂质:钠盐，硅盐杂质的危害过热器结垢：影响传热，超温爆管管道结垢：影响流通面积阀门结垢：卡涩/无法开关叶片结垢：影响汽轮机效率/振动大蒸汽污染原因机械携带：饱和汽蒸发，炉水进入蒸汽选择性携带：某些盐能融入高温高压蒸汽影响因素机械携带：蒸汽空间，锅炉负荷，炉水含盐量选择性携带：蒸汽温度，压力，盐的种类净化措施,88,蒸汽的净化措施,提高炉水品质旋风分离器蒸汽清洗排污连排:定排:分段蒸发加药,89,第十一讲 锅炉本体的设计与布置,锅炉本体的典型布置 型布置锅炉 塔型、半塔型布置锅炉 锅炉主要设计参数的选择 炉膛热强度 炉膛出口烟气温度 排烟温度 热空气温度 工质与烟气速度,90,型布置锅炉,型布置（a）应用范围最广。由垂直柱体炉膛、水平烟道和下行对流烟道组成.优点：型布置锅炉高度较低，安装方便；烟气在竖井中向下流动，受热面易于布置成逆流传热方式；燃料进给设备和排烟口都在锅炉底层，送风机、引风机、除尘器等笨重设备可布置在地面，减轻了厂房和锅炉构架的负载，可以采用简便的悬吊结构缺点型布置锅炉占地较大；烟道转弯易引起飞灰对受热面的局部磨损,1/1,91,塔型、半塔型布置锅炉,塔型布置锅炉（e）对流烟道布置在炉膛的上方，锅炉笔直向上发展，取消了不宜布置受热面的转弯室 塔型布置锅炉占地面积小；对流烟道有自身通风作用，烟气阻力小；烟气在对流受热面中不改变流动方向，烟气中的飞灰不会因离心力而集中造成受热面的磨损，对于多灰燃料非常有利。适用于燃用烟煤以及正压燃烧的燃油、燃气锅炉。,1/1,半塔型布置锅炉（f）空气预热器，送、引风机，除尘器等笨重设备布置在地面，以减轻锅炉构架和厂房的负载，避免汽、水管道过长,92,电站锅炉本体的设计参数,炉膛容积热强度qv炉膛截面热强度qa燃烧器区域壁面热强度qr炉膛出口烟气温度排烟温度py热空气温度trk烟气流速wy,93,第十二讲 超临界直流锅炉,锅炉整体布置及工质流程图超临界机组启动系统示意图锅炉再循环泵,94,锅炉整体布置及工质流程图,95,超临界机组启动系统示意图,96,锅炉再循环泵,97,第十三讲 锅炉运行,锅炉机组的启动锅炉的正常运行与调整锅炉的停运与保养,98,锅炉的启动,锅炉检修后检查验收锅炉保护及其校验保护及联锁校验水压试验锅炉的冷态启动锅炉的热态启动安全阀的校验,99,新安装或大修后机组启动验收,一 系统及设备检查二 分步试运1 转动设备试转2 阀门调试3 联锁保护试验三 整套启动,100,锅炉停炉,正常停炉滑参数停炉常规工作事故停炉申请停炉停炉紧急停炉保养,101,正常停炉,正常停炉前应对锅炉设备进行一次全面检查，将存在的缺陷记录备案，以便停炉后检修处理。联系值长逐渐降低负荷，直至停机。根据汽机要求关闭炉侧主汽门，锅炉解列打开过热器出口疏水门30分钟左右，汽包水位尽量保持在高值。锅炉解列进入冷却阶段，应避免急剧冷却，并处于密闭状态，不允许上水，放水。锅炉停炉后应严密监视汽包上下壁温差不大于40汽压未降到零时，必须保持对锅炉机组及其附件设备的监视。停炉后根据实际情况和要求，进行停炉保护措施。,102,停炉保养,锅炉的防腐措施一般可采用：短期防腐（1530天）；1）热烘干法；2）氨液保护法或二甲基酮肟保护法；长期防腐（30天以上）；1）氮保护法；2）干燥剂防腐；,103,第十四讲 锅炉典型事故处理,事故处理原则事故处理注意事项紧急停机情况申请停炉情况水位事故锅炉缺水/满水汽水共腾虚假水位水位计损坏燃烧事故锅炉灭火烟道再燃烧受热面损坏事故水冷壁管损坏省煤器管损坏过/再热器管损坏负荷骤降锅炉及管道的水击厂用电中断,104,事故处理原则,总原则保人身保设备保供电,105,事故处理注意事项,（一）、锅炉发生事故时，除值班人员外，只允许下列人员进入现场，但应注意不得影响事故处理工作。公司领导和各专业技术人员。消防队员（发生火灾时）。医务人中（在发生人身事故时）。有关的检修人员。（二）、当事故发生在交接班时，应暂停交接班，并由交班人员负责处理，接班人员可在交班人员的指挥下协助处理，待事故处理告一段落时，得到值长和单元长同意后，方可办理交接班手续。交班人员应将事故发生及处理前后经过详细登记入簿。（三）、运行值班人员当听到停炉事故警报时，应各守岗位，不得擅离岗位，以保证自己所管辖的设备安全运行。（四）、事故处理过程中注意保留现场。,106,紧急停机情况,1、锅炉严重缺水电接点水位计和差压水位计指示的汽包水位均在-300mm以下保护不动作时，（各就地水位计按规定时间核对正确可靠，仪表电源正常）或汽包水位低于汽包一次水位计可见部分时。2、锅炉严重满水电接点水位计和差压水位计指示的汽包水位均在+350mm以上保护不动作时，（各就地水位计按规定时间核对正确可靠，仪表电源正常）或汽包水位高于汽包一次水位计可见部分时。3、给水泵全停，延时30秒4、过热器爆管5、空预器二次燃烧无法扑灭6、DEH失电7、锅炉汽水管道爆破，威胁设备及人身安全时8、压力超过安全门动作压力而安全门不动作，同时向空排汽门又无法打开时。9、厂房内发生火警直接威胁人身安全或造成设备严重损坏时。10、所有水位计损坏，无法监视汽包水位时。,107,申请停炉情况,1、锅炉水冷壁、省煤器、凝结水加热器管泄漏时，且能维持锅炉运行并且汽包水位正常时。2、锅炉给水、炉水及蒸汽品质严重超标，经多方处理7h后仍无法恢复正常时。3、锅炉汽水管道一次门前焊口或管道泄漏，严重威胁人身或设备安全时。4、锅炉汽包所有就地水位计损坏时。,108,锅炉缺水,锅炉缺水的现象：汽包差压式水位计指示有二个低于-200mm正常值，低水位信号、同时报警。给水流量不正常小于蒸汽流量（水冷壁或省煤器爆管时则相反）。缺水严重时，过热汽温度升高。,109,锅炉缺水,锅炉缺水的原因：给水自动调节失灵，给水门故障，卡在关小位置。水位计、蒸汽流量表或给水流量表指示不正确，使运行人员误判断而操作错误。运行人员疏忽大意，对水位监视不够，调整不及时或误操作。给水泵故障，造成给水压力下降。锅炉排污管或省煤器、蒸发器管爆破。,110,锅炉缺水,锅炉缺水的处理：应立即紧急停炉，关闭给水门。立即到锅炉汽包，使用叫水法对汽包就地水位计叫水。经叫水后，水位在一次水位计中出现时，表示轻微缺水，可加强锅炉进水，恢复正常水位。值长和公司领导，会同检修人员周密检查蒸发器管壁、省煤器等，确认无异常情况时，方可缓慢进水并注意检查有无渗漏情况，恢复正常水位后，汇报值长，重新启动。水位下降系因给水泵故障，给水压力下降造成，应及时启动备用给水泵，恢复正常给水压力；若给水压力迟迟不能恢复，应适当降低锅炉负荷，维持水位。,111,锅炉叫水操作步骤,1)开启汽包一次水位计的放水门。2)关闭一次水位计的汽门。3)关闭一次水位计放水门，注意水位是否在水位计中出现。4)叫水后，开启汽门，恢复水位计的运行。,112,锅炉满水,锅炉满水的现象：差压式水位计二个指示高于+200mm，高水位信号、报警，光字牌亮。给水流量不正常大于蒸汽流量。严重满水时，过热汽温下降，蒸汽含盐量增大，蒸汽管道内发生水冲击，法兰处冒汽。,113,锅炉满水,锅炉满水的原因：给水自动调节器失灵，给水门故障，卡在开大位置。水位计、蒸汽流量表或给水流量表指示不正确，使运行人员误判断而操作错误。运行人员疏忽大意，对水位监视不够，调整不及时或误操作。锅炉负荷突然增加或给水压力突然升高。,114,锅炉满水,锅炉满水的处理：立即按紧急停炉步骤处理，立即关闭炉侧电动主汽门，汽轮机打闸。停止向锅炉进水。加强锅炉放水，待水位恢复正常后，检查无异常，经值长同意可重新启动。由于锅炉负荷骤增而造成水位升高时，应暂缓增加负荷。因给水压力异常升高而引起汽包水位升高时，应尽快恢复正常给水压力。如安全门动作引起水位虚假升高，应设法使安全门回座，同时适当调整给水量，防止锅炉缺水。,115,汽包水位计损坏,汽包水位计损坏的处理原则：当一套水位测量装置因故障退出运行时，应填写处理故障的工作票，工作票应写明故障原因、处理方案、危险因素预告等注意事项，一般应在8h内恢复。若不能完成，应制订措施，经公司领导批准，允许延长工期，但最多不超过24h，并报上级主管部门备案。当各水位计偏差大于30mm时应立即汇报，并查明原因予以消除，当不能保证两种类型水位计正常运行时，必须停炉处理。汽包水位保护的停退，严格执行审批制度，当运行中无法查明汽包确实水位时，应紧急停炉。,116,汽包水位计损坏,汽包水位计损坏的处理：当运行中的汽包一次水位计有一只损坏时，应立即将其解列，关闭汽门及水门，开启放水门，立即通知检修修复，同时用另一只汽包一次水位计监视水位，并核对各水位计指示的准确性，加强对汽包水位的监视与调节。当二只汽包一次水位计全部损坏，并具备下列条件，允许锅炉继续运行2小时：1)给水自动调节器动作可靠，水位报警好用。2)电接点水位计、差压水位计的指示正确，并且在4小时内曾与汽包一次水位计的指示对照过。此时，必须加强监视，并维持锅炉负荷稳定，立即通知检修修复。当二只汽包一次水位计全部损坏，而给水自动调节器或水位报警不好用，只允许根据可靠的就地水位计维持锅炉运行20分钟。当二只汽包一次水位计全部损坏，且就地水位计全部不可靠时，应立即汇报值长紧急停炉。,117,汽包水位计损坏,核对汽包水位计时，应注意下