發(fā)電廠鍋爐設(shè)備

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)第二章鍋爐設(shè)備及系統(tǒng)概述鍋爐是火力發(fā)電廠的主設(shè)備之一。將燃料燃燒或其他熱能釋放出來(lái)的熱量傳遞給水或其他介質(zhì)，將其加熱到一定的壓力和溫度的換熱設(shè)備稱為鍋爐。鍋爐由鍋和爐兩部分組成。通常把燃燒、放熱、排廢稱為爐內(nèi)過(guò)程，把工質(zhì)的流動(dòng)，傳熱稱為鍋內(nèi)過(guò)程。因此，爐是燃料燃燒、放熱的場(chǎng)所，它包括燃燒器、爐膛、煙道等；鍋是介質(zhì)流動(dòng)和受熱的場(chǎng)所，它包括水冷壁、汽包、過(guò)熱器、再熱器、省煤器等。電站鍋爐概況火力發(fā)電廠的鍋爐稱為電站鍋爐，其特點(diǎn)是容量大，參數(shù)高，技術(shù)復(fù)雜以及機(jī)械化和自動(dòng)化水平高。我國(guó)從1953年開始，在捷克和蘇聯(lián)專家的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)電站鍋爐，容量40t/h，參數(shù)3.82Mpa、450℃，配6MW汽輪機(jī)，隨后生產(chǎn)了65t/h，75t/h，120t/h，130t/h等中溫中壓鍋爐，并繼續(xù)發(fā)展了220t/h高溫，高壓的自然循環(huán)鍋爐，在60年代初也生產(chǎn)過(guò)高壓直流鍋爐。60年代中期開始自行設(shè)計(jì)超高壓中間再熱鍋爐，蒸發(fā)量400t/h，420t/h，670t/h，參數(shù)13.7Mpa，540℃（555℃）。到70年代初開始設(shè)計(jì)亞臨界壓力直流鍋爐，蒸發(fā)量1000t/h，配3000MW汽輪發(fā)電機(jī)組。至80年代初，從美國(guó)CE公司引進(jìn)了亞臨界壓力配300MW、600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的控制循環(huán)鍋爐。90年代初從瑞士Suizer公司和美國(guó)CE公司聯(lián)合設(shè)計(jì)的超臨界壓力，配600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的直流鍋爐。到目前為止，300MW，600MW的火力發(fā)電機(jī)組，是我國(guó)電力系統(tǒng)的主力機(jī)組。三、鍋爐常用的幾個(gè)術(shù)語(yǔ)鍋爐額定蒸發(fā)量：鍋爐在額定的蒸汽參數(shù)，額定的給水溫度，使用設(shè)計(jì)燃料連續(xù)運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的蒸汽量。單位為t/h。鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量（BMCR）：鍋爐在額定的蒸汽參數(shù)，額定的給水溫度，使用設(shè)計(jì)燃料時(shí)能供給汽輪機(jī)發(fā)出最大連續(xù)出力時(shí)所需的蒸汽流量。3鍋爐熱效率（η）：鍋爐的總有效利用熱量占鍋爐輸入熱量的百分比。4、鍋爐最低運(yùn)行負(fù)荷。鍋爐在不投油的情況下穩(wěn)燃的最低負(fù)荷。鍋爐類型鍋爐類型可以接循環(huán)方式、運(yùn)行方式、負(fù)荷方式、出口蒸汽壓力、所用燃料或能源、燃燒方式、排渣方式、爐內(nèi)煙氣壓力、爐型等來(lái)分類。按循環(huán)方式分類自然循環(huán)鍋爐；控制循環(huán)鍋爐；直流鍋爐；復(fù)合循環(huán)鍋爐。按運(yùn)行方式分類定壓運(yùn)行鍋爐；變壓運(yùn)行鍋爐；復(fù)合變壓運(yùn)行鍋爐。按負(fù)荷方式分類基本負(fù)荷鍋爐；調(diào)峰負(fù)荷鍋爐；中間負(fù)荷鍋爐；按主蒸汽出口壓力分類低壓鍋爐（2.45MPa以下）；中壓鍋爐（2.49MPa～4.9MPa）；高壓鍋爐（5.9mpa～9.89mpa）超高壓鍋爐（11.8mpa～14.7mpa）；亞臨界壓力鍋爐（15.7mpa～19.6mpa）；超臨界壓力鍋爐（22.0mpa以上）。按燃料性質(zhì)分類固體燃料鍋爐；液體燃料鍋爐；氣體燃料鍋爐；余熱鍋爐；原子能鍋爐；其他能源鍋爐；六、按燃燒方式分類火床鍋爐；火室鍋爐；旋風(fēng)鍋爐；沸騰燃燒鍋爐。七、按排渣方式分類固態(tài)排渣鍋爐；液態(tài)排渣鍋爐。八、按爐內(nèi)煙氣壓力分類平衡通風(fēng)鍋爐；微正壓鍋爐；正壓鍋爐。九、按鍋爐的形狀分類Π型鍋爐；箱式鍋爐；塔式鍋爐；D型鍋爐。鍋爐的燃燒系統(tǒng)及其設(shè)備燃料燃料是鍋爐獲取熱量的原料，根據(jù)我國(guó)的能源政策，電站鍋爐應(yīng)盡可能多地燃用劣質(zhì)煤，因此，到目前為止，我國(guó)電站鍋爐大多數(shù)以燒煤為主。煤的主要特征是：發(fā)熱量。煤的發(fā)熱量指1Kg煤完全燃燒時(shí)放出的熱量用Qar表示，單位是KJ/Kg。煤的發(fā)熱量有高位與低位之分，收到基高位發(fā)熱量Qgr，ar是1Kg煤完全燃燒時(shí)所放出的最大可能發(fā)熱量，它包括燃燒生成的水蒸汽凝結(jié)成水所放出的汽化潛熱。收到基低位發(fā)熱量Qnet，ar是從高位發(fā)熱量中扣除了水蒸汽的汽化潛后的發(fā)熱量。實(shí)際上，煤在鍋爐中燃燒后，排煙溫度大約在110～160℃之間，水蒸汽不可能凝結(jié)成水而放出汽化潛熱。因此，我國(guó)的鍋爐技術(shù)中一般采用低位發(fā)熱量作為計(jì)算依據(jù)。不同種類的煤有不同的發(fā)熱量。衡量鍋爐運(yùn)行和操作水平不能用煤耗量來(lái)表示。為了便于正確地表示，引用了“標(biāo)準(zhǔn)煤”的概念。標(biāo)準(zhǔn)煤的收到基定壓低位發(fā)熱量為29270Kj/Kg。2、灰的熔融性?；胰埸c(diǎn)對(duì)鍋爐工作有較大的影響。通常用變形溫度（DT）、軟化溫度（ST）、流動(dòng)溫度（FT）來(lái)表示灰渣的熔融特性。當(dāng)灰渣溫度達(dá)軟化溫度（ST）時(shí)，就有結(jié)渣的可能性。習(xí)慣上將ST作為灰的熔點(diǎn)，并根據(jù)ST高低將灰分類：ST＞1400℃稱為難熔灰；ST=1200～1400℃稱為中熔灰；ST＜1200℃稱為易熔灰，對(duì)于固態(tài)排渣煤粉爐，為了防止結(jié)渣，要求爐膛出口煙溫比軟化溫度ST低50～100℃。3、揮發(fā)份。電廠一般采用工業(yè)方法來(lái)確定煤中的水份（M）、揮發(fā)份（V）、固定碳（FC）和灰份（A）的含量，從而了解煤在燃燒方面的某些特性，以便正確地進(jìn)行鍋爐的燃燒調(diào)整。揮發(fā)份的高低對(duì)燃燒過(guò)程有很大的影響。揮發(fā)份高的煤易著火，燃燒穩(wěn)定，易于燃燒完全。揮發(fā)份低的煤，著火困難，燃燒不哆穩(wěn)定，必須采取一定的措施來(lái)改善燃燒條件，才能使燃燒完全。4、煤的分類。煤的干燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf能反映煤燃燒的難易程度，故用它對(duì)煤進(jìn)行分類：無(wú)煙煤Vdaf＜10%貧煤Vdaf=10%～20%煙煤Vdaf=20%～40%褐煤Vdaf＞40%二、燃燒過(guò)程煤的燃燒對(duì)電廠發(fā)電成本影響很大。煤的燃燒是煤中的可燃成份同空氣中的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并放出熱量的過(guò)程。煤粉的燃燒過(guò)程。煤粉從進(jìn)入爐膛到燒完，大體上可分為三個(gè)階段：著火前的準(zhǔn)備階段：使煤粉的溫度上升到與氧氣發(fā)生劇烈氧化的溫度。燃燒階段燃盡階段三、煤粉制備系統(tǒng)電廠中采用的煤粉制備系統(tǒng)一般有中間儲(chǔ)倉(cāng)式和直吹式兩種。中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)由于有煤粉倉(cāng)儲(chǔ)粉，磨煤機(jī)可以在經(jīng)濟(jì)工況下運(yùn)行，鍋爐運(yùn)行不受磨煤機(jī)工作的影響，可靠性高；運(yùn)行調(diào)節(jié)比較靈活；負(fù)荷調(diào)節(jié)延滯性小。但系統(tǒng)復(fù)雜、管道多、部件多、電耗大。直吹式制粉系統(tǒng)大多配用中速磨或風(fēng)扇磨。該系統(tǒng)中只要有任一設(shè)備發(fā)生故障就會(huì)影響鍋爐的正常運(yùn)行，可靠程度差，排粉機(jī)易磨損，但它具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、布置緊湊、運(yùn)行電耗低等一系列優(yōu)點(diǎn)，隨著自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)和運(yùn)行管理水平的提高，逐步地得到采用。制粉系統(tǒng)的主要設(shè)備有，磨煤機(jī)、給煤機(jī)、粗、細(xì)粉分離器、給粉機(jī)等。四、煤粉爐燃燒系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理在第一章中已說(shuō)明燃燒系統(tǒng)由燃燒器、爐膛和煙、風(fēng)道構(gòu)成。燃燒器。燃燒器是煤粉爐的一個(gè)重要部件。其作用是將煤粉和空氣噴入爐膛。燃燒器的性能要求是能使氣粉混合物濃度均勻，著火穩(wěn)定，一、二次風(fēng)混合良好，火焰能充滿整個(gè)爐膛，阻力損失小，便于調(diào)節(jié)負(fù)荷等。燃燒器可分為旋流式和直流式兩種。旋流燃燒器的構(gòu)造使氣流在燃燒器內(nèi)旋轉(zhuǎn)噴入爐膛擴(kuò)散成圓錐形，圓錐體內(nèi)形成負(fù)壓，把爐內(nèi)高溫?zé)煔馕敫?，形成熱煙氣回流區(qū)，使氣流迅速加熱，同時(shí)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)能使氣粉充分混合。旋流燃燒器的特點(diǎn)是著火快、火焰行程短、氣粉在初期混合充分，但由于氣流在爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散，動(dòng)能衰減較快，后期氣粉混合較差。旋流燃燒器可布置于前墻、兩側(cè)墻、爐底和爐頂?shù)?。目前我?guó)的煤粉爐大都采用前墻和兩側(cè)墻布置方式。直流燃燒器的氣流噴入爐膛不旋轉(zhuǎn)，一、二次風(fēng)相間布置以使氣粉混合。直流燃燒器的特點(diǎn)是火焰行程長(zhǎng)，但擴(kuò)散程度小，氣粉混合差、著火慢。為了改善氣粉混合和著火條件。直流燃燒器應(yīng)布置在爐墻四角，使噴入的氣流在爐膛截面中心形成一個(gè)切圓，使火焰呈旋渦狀。爐膛。爐膛四周由爐墻圍成，爐墻上布滿水冷壁以冷卻爐墻；爐頂一般采用平爐頂結(jié)構(gòu)，大容量、高參數(shù)的鍋爐一般在平爐頂布置頂棚過(guò)熱器，爐膛上部空間布置屏式過(guò)熱器；爐底由前、后水冷壁彎曲成傾斜的灰斗；為了使煙氣充滿爐膛并加強(qiáng)爐膛上部煙氣的擾動(dòng)，一般在爐膛出口的下部由后水冷壁彎曲成一個(gè)折焰角。煙道。煙道由墻板圍成空間，引導(dǎo)爐膛內(nèi)的煙氣沿著設(shè)定的路徑排出爐外。大容量高參數(shù)的鍋爐煙道的高溫區(qū)墻板上大都布置包復(fù)水冷壁，包復(fù)過(guò)熱器等以冷卻墻板。風(fēng)道。煤在爐內(nèi)燃燒需要的空氣由送風(fēng)機(jī)經(jīng)煙道送入爐膛。為了改善煤粉的著火和燃燒條件。空氣一般經(jīng)過(guò)空氣預(yù)熱器加熱后再送入爐膛。空氣預(yù)熱器一般布置在煙道尾部，是煙氣和空氣的熱交換器。其作用是提高燃燒系統(tǒng)空氣的溫度，降低排煙溫度?？諝忸A(yù)熱器主要有管式和回轉(zhuǎn)式兩種形式。（四）、鍋爐的汽水系統(tǒng)設(shè)備鍋爐的汽水系統(tǒng)由汽包、水冷壁、下降管、聯(lián)箱、過(guò)熱器、再熱器、省煤器、減溫器和各種連接管道組成。汽水系統(tǒng)的作用是使水吸收熱量蒸發(fā)并產(chǎn)生合格的過(guò)熱蒸汽。汽包汽包是鍋爐的重要部件之一，是一個(gè)圓筒形的承壓容器。其作用是：汽包是工質(zhì)加熱、蒸發(fā)、過(guò)熱三個(gè)過(guò)程的連接樞紐；汽包有一定儲(chǔ)水、儲(chǔ)汽容積，有一定的蓄熱量，所以有一定的適應(yīng)負(fù)荷驟變的能力；汽包內(nèi)部裝有汽水分離裝置、蒸汽清洗裝置、連續(xù)排污裝置、鍋內(nèi)加藥裝置等，以改善蒸汽品質(zhì)。水冷壁鍋爐爐膛的四周爐墻上布置的管子、稱為水冷壁，也叫上升管。它是鍋爐的主要蒸發(fā)受熱面，其主要作用是：通過(guò)輻射換熱方式吸收熱量，將水變成蒸汽；冷卻爐墻并防止結(jié)渣；因輻射傳熱比對(duì)流傳熱效果強(qiáng)，可節(jié)省受熱面鋼材，降低鍋爐造價(jià)。下降管下降管的作用是把汽包中的水連續(xù)不斷地送往下集箱供給水冷壁，使水循環(huán)正常。聯(lián)箱聯(lián)箱的作用是將工質(zhì)匯集起來(lái)，或?qū)⒐べ|(zhì)通過(guò)聯(lián)箱重新送往其他設(shè)備。過(guò)熱器過(guò)熱器的作用是將飽和蒸汽加熱成過(guò)熱蒸汽。過(guò)熱器的管壁溫度是鍋爐受熱面中最高的，這是因?yàn)槠鋬?nèi)側(cè)的蒸汽溫度高，而外側(cè)的煙氣溫度也高。因此選擇過(guò)熱器管鋼材和在運(yùn)行中保護(hù)過(guò)熱器管是十分重要的。按傳熱方式不同，過(guò)熱器大致可分為對(duì)流過(guò)熱器，輻射過(guò)熱器和半輻射過(guò)熱器。再熱器再熱器的作用是將在汽輪機(jī)高壓缸作過(guò)功的蒸汽引入鍋爐再次吸熱以提高過(guò)熱度，然后再送入汽輪機(jī)作功。用這種方式能提高電廠的循環(huán)熱效率，同時(shí)可減少汽輪機(jī)末級(jí)蒸汽的濕度，以保證汽輪機(jī)安全運(yùn)行。由于再熱蒸汽的壓力