锅炉专业知识培训.doc
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1、锅炉专业知识培训第一节 电厂锅炉简介一、锅炉的作用:锅炉是发电厂三大主机中最基本的设备。其作用是使燃料在炉内燃烧放热,加热炉水并生成一定数量、一定压力和一定温度的过热蒸汽。二、锅炉的组成:锅炉由本体设备、辅助设备和锅炉附件组成。 1、锅炉本体设备是锅炉的主要组成部分,由汽水系统和燃烧系统两大部分组成。 汽水系统由省煤器、汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器、减温器等组成。其主要作用是有效吸收燃料燃烧放出的热量,使炉水蒸发并形成具有一定温度和压力的过热蒸汽。 燃烧系统由炉膛、烟道、风管、燃烧器、空气预热器等组成,其主要作用是使燃料在炉内良好燃烧,放出热量。2、锅炉的辅助设备主要有通风设备、给水设备
2、、除氧器、取样加药设备等。 通风设备:主要包括鼓、引风机、烟风道、烟囱等,其作用是提供燃料燃烧所需空气,并将燃烧生成的烟气排出炉外。 给水设备:由给水泵和给水管路、阀门组成,其主要作用是向锅炉可靠地供水。 3、锅炉附件主要包括安全阀、水位计、吹灰器、热工仪表、控制设备、汽水管道和阀门等。4、锅炉本体还包括炉墙和钢架。炉墙是用成来构成封闭的炉膛和烟道,钢架是用来支撑和悬吊汽包、炉墙等锅炉部件。三、锅炉的型号:电厂锅炉一般采用三组或四组字码表示,一般为: 制造厂家锅炉容量/过热蒸汽压力(过热蒸汽温度/再热蒸汽温度)设计序号 如:JG150/3.82450Q UG35/3.82450M HG哈锅 S
3、G上锅 DG东锅 WGQ427/571-76(9.6)-6.1(0.4)/485(210) 新型双压余热锅炉制造厂家:德尔塔动力设备有限公司QC380(420)/420(270)-48(20)-1.96(0.49)/390(230)四、锅炉的分类 :1、按锅炉容量分:一般De220t/h, 为小型锅炉 一般De220410t/h, 为中型锅炉 一般De670t/h, 为大型锅炉 2、按蒸汽压力分:p2.45MPa, 为低压锅炉 p2.944.92MPa, 为中压锅炉 p4.92.847.8MPa, 为次高压锅炉 p7.8410.8MPa, 为高压锅炉 p11.814.7MPa, 为超高压锅炉
4、p16.719.6MPa, 为亚临界压力锅炉 p22.1MPa, 为超临界压力锅炉 3、按燃烧方式分:层燃炉、室燃炉、沸腾炉、循环流化床炉4、按燃料分:燃煤炉、燃气炉、燃油炉5、按工质在蒸发受热面中的流动方式:可分自然循环锅炉、强制循环锅炉6、按用途分:电站锅炉和工业锅炉。五、锅炉的主要特性参数有锅炉容量、锅炉蒸汽参数、给水温度、锅炉效率等。1、锅炉容量:一般指锅炉每小时的最大连续蒸发量,又称额定蒸发量或额定容量。用符号De表示,单位为t/h。 2、锅炉蒸汽参数:一般指锅炉过热器出口的蒸汽压力和蒸汽温度。 用符号p、t表示,单位为MPa、。 3、给水温度:指锅炉给水规范的特性数据,一般指省煤器
5、入口处的给水温度。 4、锅炉热效率:指锅炉有效输出热量占输入热量的百分比。5、排烟温度六、燃料的燃烧、特性:1、燃料的燃烧是指燃料中的可燃物质与空气中的氧气发生的强烈的化学反应,并放出大量热量的过程。燃烧过程是一个复杂的物理、化学的综合过程,它包括燃料和空气的混合、扩散过程,预热、着火过程,燃烧、燃尽过程。2、燃料迅速而完全燃烧的条件是相当高的温度;合适的空气量;与空气的良好混合;充足的燃烧时间。3、燃料的种类:燃气成份低热值进厂压力COCO2H2CH4N2O2CmHnKj/Nm3KPa%高炉煤气324044.522.416.82.940.257.20.41焦炉煤气1434757.83.059
6、.120.36.10.92.8转炉煤气76625煤气基本特性简介高炉煤气:高炉在冶炼过程中,铁矿石、焦炭与氧在高温下经过一系列化学反应而生成的可燃有毒混合气体,是一种无色、无味有毒的可燃气体,它的可燃成分为CO和H2,主要可燃成分为CO,由于CO的含量较低,故燃烧火焰长,燃烧温度低,呈蓝色火苗。高炉煤气的CO含量较转炉煤气低,较焦炉煤气高,故高炉煤气的毒性比转炉煤气小,比焦炉煤气大。焦炉煤气:通过焦炉对煤隔绝空气加强热而产生的气体,焦炉煤气主要可燃成分H2、CO、CH4,由于焦炉煤气可燃成分比例高,故燃烧速度快,火焰短、呈黄色火焰。焦炉煤气是一种无色有臭味的有毒可燃混合气体。转炉煤气:转炉炼钢
7、过程中,铁水中碳与氧在高温下发生一系列化学反应而生成的以CO为主的煤气,是一种无色、无味有剧毒的可燃混合气体。混合煤气:是将焦炉煤气与高炉煤气按一定的热值所需配比,先混合后加压形成的一种有毒的可燃混合气体。4、发热量 :单位质量的煤在完全燃烧时所放出的热量,称为煤的发热量。一般用Q表示,单位是kJ/kg。 煤的发热量有高位发热量和低位发热量之分,煤的高位发热量减去煤中水蒸汽凝结成水所放出的汽化潜热后所得的热量,即为低位发热量,这是在锅炉运行中煤的有效发热量。因此,一般所用的发热量为低位发热量。 煤的发热量各不相同,为了便于比较和管理,核算煤耗量,需要统一计算标准而采用标准煤的概念。 国标规定:
8、以收到低位发热量为29310kJ/kg的燃煤,称为标准煤。因此,每29310 kJ/kg的热量可折算成1kg的标准煤。可用下式将实际煤耗量换算为标准耗煤量。 Bb=B*Qnet/29310 kg/h Bb:标准煤耗量 B:实际煤耗量 5、过空气系数:燃煤炉为1.21.5,燃气炉为1.15。6、锅炉热平衡:机械不完全燃烧热损失、化学不完全燃烧热损失、排烟热损失、锅炉散热损失、炉渣物理热损失。第二节 锅炉主要组成部件的结构、作用(以发二1#炉为例)一、汽包1、汽包作用:连接加热、蒸发、过热三个过程;、储存水量,以缓解汽压变速度,防止或减轻锅炉发生缺水事故;、改善蒸汽品质;、安装三大安全附件保证锅炉
9、安全。2、汽包内径1600mm,壁厚46mm,总长12400mm,用20g钢板卷制焊接而成,两端封头由钢板摸压而成,在封头上设有人孔,以便安装和检修之用,人孔由内向外关紧。3、汽包内设有汽水分离装置、加药管、连续排污管、一次分离装置为42(52)只,直径为290mm的旋风分离器,分成前后二排,每排布置22(26)只,每只旋风分离器最大允许负荷为3.5t/h,二次分离器装置布置在锅筒顶部,呈“”型的钢丝网分离器,水容积19m3。4、汽包附属设备(见图)二、下降管1、下降管的作用 :将汽包中的水连续不断地送往下联箱供给水冷壁,以维持正常的水循环。下降管布置在炉外不受热。2、汽包下部由4根325*1
10、5mm的下降管集中供水,下降管入口处装有平稳栅和十字板,再由24根133*6mm与水管壁下联箱相连接。三、水冷壁管1、水冷壁的作用:是蒸发设备中的受热面,一般布置在炉膛内壁四周。 2、四面水冷壁构成正方形燃烧室,1#炉6336*6336mm,2#炉6696*6696mm,整个水冷壁分12个独立回路,前后及两侧各为3个回路,每面墙的侧边回路由24(25)根60*4管子组成,中间回路由22(24)根60*4mm管子组成,饱和水由四根325*15mm的下降管引出,再由24根(每个回路各两根)133*6mm的分配管分别引入水冷壁的各个下联箱。3、水冷壁处设有刚性梁,把整个水冷壁组成刚性吊框式结构。水冷
11、壁本身及其所属炉墙,均通过水管系统吊挂装置悬吊在顶板上,可以向下自由膨胀。4、水冷壁下联箱与蓄热稳燃装置采用柔性密封,水冷壁上设置有必要的观测人孔、热工测量孔、清灰装置安装孔、防爆门。为了观察和监视炉膛内的燃烧工况,在炉顶装有工业电视火焰监测装置。5、水冷壁的排污点设在各循环回路的最低点,保证水冷壁管及其集箱内的积水能放空。四、联箱1、联箱的作用:是一根直径较大的管子,其作用是把管子连接在一起,起汇集、混合、再分配工质的作用。联箱一般布置在炉外不受热。水冷壁管联箱:共8个 273*16mm省煤器联箱: 共4个 219*12mm过热器联箱: 4个 219*28mm 1个325*25mm冷凝器联箱
12、: 1个 325*25mm五、过热器 过热器的作用:是将锅炉蒸发设备所产生的饱和蒸汽加热成具有一定过热度的过热蒸汽。1、 过热器的主要类型、结构, 根据传热方式分:对流式过热器、辐射式过热器、半辐射式过热器。 对流式过热器: 布置在水平和垂直烟道内,主要吸收烟气对流热。可分为立式和卧式布置。 辐射式过热器: 布置在炉膛内,以吸收火焰辐射热为主。 半辐射式过热器: 布置在炉膛出口处,即吸收火焰辐射热,又吸收烟气对流热。 2、1#炉过热器的形式为对流式、垂直、混流、顺列布置于炉膛出口的水平烟道中,主要吸收烟气的对流放热,将蒸汽由饱和温度加热到额定的过热温度,即由255加热到450。3、过热器由顶棚
13、管、高温段过热器、低温段过热器组成。喷水减温器设在两级过热器中间,饱和蒸汽从汽包由10根108*6的管子引入低温过热器进口集箱,再经由63(67)根38*3.5mm的管构成顶棚管和低温过热器,蒸汽经低温段过热器出口集箱引入减温器减温后进入由62(66)根42*3.5mm管子组成的高温过热器。过热蒸汽经4根133*6mm的管子引入集汽集箱。过热汽集箱325*25m。4、过热器设有反冲洗设施和管道,在最高点设有空气阀和安全阀。5、过热器安全工作的主要影响因素: 并列管中,部分管内工质的焓增大于管组中平均焓增,称热偏差。把管内工质的焓增大于管组中平均焓增的管称偏差管。影响过热器安全工作的主要影响因素
14、是热偏差。 产生热偏差的主要原因是热负荷不均、工质流量不均。 并列管的热负荷不均 a、燃烧不均,炉内温度场不均; b、沿烟道宽度方向热负荷和烟气流速不均; c、受热面积灰; d、热负荷高的管内工质,温度高、比容大,阻力大,导致流量减小,加剧了热偏差。 工质流量不均 主要是并列管的结构、连接方式、质量等引起。减小热偏差的方法 保持均衡燃烧,使炉内温度场和烟气流速均匀,避免烟气走廊; 及时吹灰;六、减温器减温器的作用是调节过热蒸汽温度,分表面式减温器和喷水减温器。1、蒸汽温度调节用自制冷凝水喷水减温装置,在额定负荷下喷水量为7.8t/h,调节幅度t=35。2、冷凝器集箱325*25mm,最大冷凝水
15、量为15t/h,多余水量通过回水管回至锅筒汽空间,冷凝器布置标高比汽包中心标高高4220mm,利于喷水的顺畅。3、同时设计有事故减温水管路,在自制冷凝水不工作时,保证过热蒸汽不超温。七、省煤器省煤器的作用是利用锅炉尾部烟气的热量加热锅炉给水,提高给水温度,改善汽包的工作条件,降低排烟温度,提高锅炉效率。按所用材料可分铸铁式、钢管式 。1、1#炉省煤器采用双级布置,上下两级省煤器蛇形管由32*3mm的钢管制成,上级68(76)排,下级77(86)排,省煤器蛇形管通过支承梁将重量传到省煤器护板上,最后叠置在尾部钢架上,各级省煤器支承梁将其一端接至引风机入口以便通风冷却。2、省煤器主要运行问题是积灰
16、、腐蚀、磨损、启停保护。 省煤器的启动保护:锅炉启停时,给水是间断的,当给水停止时,省煤器内的水是不流动的,而它是不断受热的,有可能生成蒸汽附在管壁上或聚集在省煤器上部,造成管壁超温。 结构上采取的措施:在省煤器进口与汽包下部设一根不受热的再循环管,循环管上装再循环阀。形成汽包-再循环管-省煤器-汽包的自然循环回路。 运行时的措施:停止上水时,打开再循环门,保护省煤器。上水时关闭再循环门, 因为省煤器阻力大,给水短路或只有很少部分水通过省煤器进入汽包,导致省煤器水流停止而烧坏;并且低温给水直接进入汽包,会降低汽包局部区域的锅水温度,扰乱汽水分离;再循管入口处温差较大,产生温差应力。 八、空气预
17、热器1、作用:利用锅炉尾部烟气余热加热燃烧所用的空气,提高空气温度,改善炉内燃烧工况,降低排烟温度,提高锅炉效率和改善引风机工作条件。2、空气预热器为22级立式布置,管径为40*1.5mm,额度负荷时空气预热器出口风温为380。九、燃烧设备1、四面水冷壁管构成正方形燃烧室。2、燃烧系统由高炉煤气燃烧器、焦炉煤气燃烧器、炉内蓄热稳燃装置、煤气管道、热风管道、阀门等组成。3、1#炉燃烧器分五层四角切圆布置,最上层为焦炉煤气燃烧器,下四层为高炉煤气燃烧器。下四层燃烧器可提供额定出力。高炉煤气燃烧器、焦炉煤气燃烧器内的煤气侧和空气侧均装有耐热钢旋流叶片,使煤气和空气旋转喷出,强烈混合燃烧。在最下两层高
18、炉煤气燃烧器中心配有点火焦炉煤气管,供点火用。4、2#炉高炉煤气燃烧器及焦炉煤气燃烧器呈正四角布置,与炉膛下部蓄热稳燃器相配合形成切圆燃烧,燃烧器共分四层布置,其中最下层燃烧器设有自动点火装置,第三层为焦炉煤气燃烧器。5、炉膛下部设有蓄热稳燃器,其结构为圆塔形,由耐火异型砖砌筑而成,在点火初期吸收热量,温度升高,使燃烧器区域形成一个高温温度场,这温度场强烈地加热了高炉煤气混合气,使之燃烧速度加快、稳定,燃尽时间短,火焰长度短,使煤气燃烧得更彻底、干净。6、燃烧器技术参数高炉煤气焦炉煤气单只燃烧器9000Nm3/h(10500)3750 Nm3/h(5000)空气侧速度29m/s29m/s煤气侧
19、速度26.7m/s27.7m/s入口设计压力3.5kPa3.5kPa最低使用压力2.0 kPa2.0 kPa十、炉墙炉膛及二级过热器区为膜式炉墙,水平烟道转向室为混凝土护板炉墙,为了方便检修,两级省煤器炉墙两侧为耐火砖护板结构,前后为耐火混凝土护板墙结构。十一、锅炉给水系统管道、阀门锅炉为单母管给水,给水经给水操作台进入省煤器,给水操作台由一条DN150主管路及一条DN100的旁路组成,正常运行时使用主管路,另有一部分则经喷水减温器操作台进入自制冷凝器。十二、安全阀、水位计、压力表 1、安全阀的作用是锅炉压力超过规定压力能自动开启排出蒸汽使压力恢复正常,以保证锅炉.汽机安全工作。过热器安全阀为
20、控制安全阀,汽包安全阀为工作安全阀。当锅炉压力较大时,控制安全阀先开启,使有足够的蒸汽通过过热器。2、汽包上装有3只HT A48Y100弹簧安全阀,启跳压力4.5MPa,过热器集箱上装有2只CA48Y100弹簧安全阀,开启压力3.97MPa,安全阀均装在汽包,集箱的最高处,其总排汽能力能保证锅炉安全运行。3、压力表汽包上装有2只(1.5级 010MPa)过热器集箱上装有2只。4、水位计 锅炉装有两个彼此独立的双色水位计,一只电接点水位计,同时装有3个平衡容器,以实现自动平衡水位。汽包就地水位计:SF304100型石英管式双色水位计,水相呈绿色,汽相呈红色,水位界线十分明显,水满时整个管柱呈绿色
21、,汽满时整个管柱呈红色。电接点水位计:其感受部分安装在汽包平台,其结构为一筒体,筒体两侧装有很多电极,原理是根据汽水的导电性能,最高位绿光对应的数值表示此时的水位。5、同一汽包上两端就地水位计的指示偏大不大于20mm,并装有工业电视监视。6、汽包正常水位设计在锅筒中心线下70(100)mm,最高和最低水位距正常水位各为正负75mm。第三节、锅炉的工作过程:1、燃料的燃烧、放热过程: 煤气与热风在燃烧器内混合由喷咀送入炉膛燃烧产生高温烟气,对水冷壁和炉内布置的其它受热面放热。高温烟气进一步对过热器、省煤器、空气预热器放热冷却后,由引风机送入烟囱排入大气。 热风、烟气流程图:鼓风机空气预热器风道热
22、风阀燃烧器煤气管道煤气阀门燃烧器(热风和煤气在燃烧器内混合进入炉膛燃烧)炉膛过热器高温省煤器高温空气预热器低温省煤器低温空气预热器烟道引风机烟囱 2、给水的循环、吸热、生成合格蒸汽的过程: 水在锅炉中经过5种状态:冷水-饱和水-湿饱和蒸汽-干饱和蒸汽-过热蒸汽。 给水经给水泵升压后送入省煤器,在省煤器中被烟气加热后,送入汽包,与汽包中的炉水混合,然后沿下降管经下集箱进入水冷壁,在水冷壁中吸收炉内高温火焰和烟气的热量,部分水蒸发形成汽水混合物流入汽包。汽水混合物在汽包内的汽水分离装置进行汽水分离,分离出的饱和蒸汽进入过热器,进一步加热成过热蒸汽,然后送出锅炉;分离出的水与从省煤器送入的给水混合,
23、进入下降管,从而形成炉水的循环吸热过程。汽、水流程图:给水泵高加给水阀门省煤器汽包下降管联箱水冷壁管汽包过热器主汽阀汽轮机凝结器低加除氧器给水泵第四节、自然循环原理 1、自然循环原理: 蒸发设备中的水冷壁吸收热量,水部分蒸发产生蒸汽,而下降管不受热,管内是水。因此,下降管中水的密度大于水冷壁中汽水混合物的密度,在下联箱两侧由于密度差产生的压力差,将推动工质在水冷壁中向上流动,在下降管中向下流动,形成自然循环。2、自然循环常见故障:循环停滞、循环倒流、汽水分层、下降管带汽、水冷壁沸腾传热恶化。 循环停滞和倒流:在某个循环回路中,当并列的水冷壁管受热不均匀时,受热最弱的管子由于产汽量少,汽水混合物
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