鍋爐概論第一章 緒論

任課教師:張維蔚E-mail:zhww@電廠鍋爐原理及設(shè)備1參考文獻(xiàn)馮俊凱，沈幼庭主編，《鍋爐原理及計(jì)算》（第二版），科學(xué)出版社，ISBN7-03-002731-0/TB.85，1992，1995，2002版范從振，《電廠鍋爐原理》，水利電力出版社，1986及以后版本陳學(xué)俊，陳聽(tīng)寬，《鍋爐原理》，機(jī)械工業(yè)出版社，1986及以后版本其它鍋爐方面的著作2第一章緒論電廠鍋爐的作用及設(shè)備構(gòu)成電廠鍋爐設(shè)備的基本特征鍋爐的分類(lèi)和型號(hào)鍋爐技術(shù)的發(fā)展3§1.1電廠鍋爐的作用及設(shè)備構(gòu)成發(fā)電方式火力發(fā)電水力發(fā)電核能發(fā)電風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電、地?zé)崮馨l(fā)電、潮汐能發(fā)電等發(fā)電廠4火力發(fā)電廠生產(chǎn)過(guò)程除氧器鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)凝汽器凝結(jié)水泵低壓加熱器高壓加熱器給水泵過(guò)熱蒸汽循環(huán)水泵冷卻水5電廠全貌67沁北電廠8一、鍋爐的作用燃燒熱交換

燃料的化學(xué)能煙氣的熱能蒸汽(或熱水)的熱能

火力發(fā)電廠能量轉(zhuǎn)換的基本過(guò)程:鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)

燃料的化學(xué)能蒸汽的熱能轉(zhuǎn)軸的機(jī)械能電能

電站鍋爐是火力發(fā)電廠三大主機(jī)之一。鍋爐的作用：使燃料在爐內(nèi)燃燒放熱，并將鍋內(nèi)的工質(zhì)由水加熱成具有足夠數(shù)量和一定質(zhì)量（汽溫、汽壓）的過(guò)熱蒸汽，供汽輪機(jī)使用。鍋爐內(nèi)實(shí)現(xiàn)下列能量轉(zhuǎn)換過(guò)程：9二、電廠鍋爐設(shè)備構(gòu)成鍋爐鍋爐本體輔助設(shè)備鍋爐機(jī)組10原煤斗給煤機(jī)磨煤機(jī)汽包過(guò)熱器下降管燃燒器空氣預(yù)熱器排粉風(fēng)機(jī)排渣裝置送風(fēng)機(jī)除塵器引風(fēng)機(jī)煙囪煤粉鍋爐及輔助設(shè)備示意圖省煤器給水再熱器高壓缸排汽中壓缸汽輪機(jī)高壓缸11煤、風(fēng)、煙系統(tǒng)空氣預(yù)熱器排粉風(fēng)機(jī)給煤機(jī)磨煤機(jī)燃燒器爐膛水平煙道尾部煙道煙囪引風(fēng)機(jī)除塵器灰渣溝冷灰斗排渣裝置灰渣溝冷空氣煙氣（二次風(fēng)）風(fēng)、粉(一次風(fēng))原煤原煤風(fēng)、粉煙氣煙氣灰渣未燃煤粒未燃煤粒灰渣煙氣飛灰細(xì)微灰粒煙氣灰渣未燃煤粒12汽、水系統(tǒng)過(guò)熱器汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)過(guò)熱蒸汽①下降管下聯(lián)箱水冷壁上聯(lián)箱水汽水混合物導(dǎo)汽管水汽水混合物汽水混合物給水泵①汽機(jī)主凝結(jié)水汽包省煤器汽水分離器化學(xué)補(bǔ)充水水水汽水混合物電廠鍋爐13§1.2電廠鍋爐設(shè)備的基本特征一、電廠鍋爐的特性鍋爐容量

蒸發(fā)量表示

鍋爐在額定蒸汽參數(shù)（壓力、溫度），額定給水溫度和使用設(shè)計(jì)燃料，每小時(shí)的最大連續(xù)蒸發(fā)量，單位為t/h（或kg/s）電功率表示用與之配套的汽輪發(fā)電機(jī)組的電功率表示

，單位為MW；蒸汽參數(shù)

鍋爐出口處的蒸汽溫度和蒸汽壓力。燃燒方式

煤、油、氣體及其他可燃物等。

汽水流動(dòng)方式

指推動(dòng)汽水混合物流動(dòng)的方式鍋爐整體布置

指爐膛、對(duì)流煙道以及各級(jí)受熱面之間的相對(duì)位置。14二、電廠鍋爐的安全和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)安全性指標(biāo)

鍋爐連續(xù)運(yùn)行小時(shí)數(shù)（>5000）

鍋爐在兩次檢修之間的運(yùn)行小時(shí)數(shù)

鍋爐的事故率（約1%）

鍋爐事故停用小時(shí)數(shù)/（總運(yùn)行小時(shí)數(shù)+事故停用小時(shí)數(shù)）×100％

鍋爐可用率（約90%）

（運(yùn)行總時(shí)數(shù)+備用總時(shí)數(shù)）/統(tǒng)計(jì)期間總時(shí)數(shù)（一年）15經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)

鍋爐效率（>90%）

鍋爐有效利用熱量/輸入鍋爐的總熱量×100％16§1.3鍋爐的分類(lèi)和型號(hào)一、鍋爐的分類(lèi)

鍋爐容量小型（<400t/h）、中型（400－1000t/h）、大型（>1000t/h）。

鍋爐蒸汽參數(shù)低壓（p≤2.45MPa，表壓）、中壓（p=2.94~4.92MPa）、高壓（p=7.84~10.8MPa）、超高壓(p=11.8~14.7MPa)、亞臨界壓力(p=15.7~19.6MPa)、超臨界壓力(p≥22.1MPa)。

鍋爐燃燒方式

層燃爐、室燃爐、旋風(fēng)爐、流化床鍋爐。層燃爐室燃爐旋風(fēng)爐流化床爐17鍋爐的分類(lèi)

鍋爐水循環(huán)方式

自然循環(huán)鍋爐、控制循環(huán)鍋爐和直流鍋爐。循環(huán)倍率：?jiǎn)挝皇录?nèi)進(jìn)入蒸發(fā)管的循環(huán)水量同生成汽量之比。18二、鍋爐的型號(hào)鍋爐型號(hào)由三部分組成，各部分之間用短橫線相連。

DG－670/13.7－540/540－M8第一組為符號(hào)，表示鍋爐制造廠家的漢語(yǔ)拼音縮寫(xiě)；第二組為數(shù)字，分子是鍋爐容量，分母為鍋爐出口過(guò)熱蒸汽壓力；第三組為數(shù)字，分子和分母分別表示過(guò)熱蒸汽和再熱蒸汽出口溫度；第四組，符號(hào)表示燃料代號(hào)，數(shù)字表示設(shè)計(jì)序號(hào)。19鍋爐技術(shù)的發(fā)展歷史18世紀(jì)上半葉，英國(guó)煤礦使用的蒸汽機(jī)，包括1769年瓦特的初期蒸汽機(jī)在內(nèi)，

促進(jìn)了蒸汽鍋爐的長(zhǎng)足發(fā)展。此時(shí)期產(chǎn)生了最早的蒸汽鍋爐是一個(gè)盛水的大直徑圓筒形立式鍋殼，后來(lái)改用臥式鍋殼，在鍋殼下方磚砌爐體中燒火。1830年左右，隨著優(yōu)質(zhì)鋼管的生產(chǎn)和脹管技術(shù)的出現(xiàn)后出現(xiàn)了火管鍋爐。早期鍋殼鍋爐采用固定爐排，加煤和除渣均手工操作?！?.4

鍋爐技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)2021直水管鍋爐19世紀(jì)中葉，出現(xiàn)了水管鍋爐。鍋爐受熱面是鍋殼外的水管，取代了鍋殼本身和鍋殼內(nèi)的火筒、火管。此時(shí)鍋殼遂改名為鍋筒，或稱(chēng)為汽包。直水管鍋爐出現(xiàn)后開(kāi)始采用機(jī)械化爐排，其中鏈條爐排得到廣泛的應(yīng)用。22彎水管鍋爐二十世紀(jì)初期，汽輪機(jī)開(kāi)始發(fā)展，它要求配以容量和蒸汽參數(shù)較高的鍋爐。隨著制造工藝和水處理技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了彎水管式鍋爐。同時(shí)水冷壁、過(guò)熱器和省煤器得到應(yīng)用，以及改進(jìn)了鍋筒內(nèi)部汽、水分離元件，滿(mǎn)足了汽輪機(jī)發(fā)展的需要。此時(shí)期開(kāi)始采用機(jī)械化爐排，其中鏈條爐排得到了廣泛的應(yīng)用。23煤粉爐的興起1920年開(kāi)始使用室燃爐，在燃燒方式上，比層燃爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受熱面比較容易布置。室燃爐主要以煤粉和油作燃料。煤由磨煤機(jī)磨成煤粉后用燃燒器噴入爐膛燃燒。1930年左右出現(xiàn)了布置在爐膛四角且大多成切圓燃燒方式的直流燃燒器，促進(jìn)了煤粉爐的大型化發(fā)展。24循環(huán)流化床鍋爐的應(yīng)用與發(fā)展1921年12月德國(guó)人溫克勒發(fā)明了第一臺(tái)流化床。直到20世紀(jì)50年代末期，鼓泡流化床一直占主要地位1979年芬蘭奧斯龍（Ahlstrom）公司生產(chǎn)了20t/h的循環(huán)流化床鍋爐，1982年德國(guó)魯奇(Lurgi)

公司的第一臺(tái)50t/h的商用循環(huán)流化床鍋爐投入運(yùn)行。我國(guó)對(duì)流化床技術(shù)的研究開(kāi)始于20世紀(jì)40年代末，但循環(huán)流化床鍋爐的起步卻較晚。1986年中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所與濟(jì)南鍋爐集團(tuán)有限公司合作，成功研制了35t/h循環(huán)流化床鍋爐1991年11月75t/h循環(huán)流化床鍋爐于在錦西熱電廠投運(yùn)供熱，使我國(guó)循環(huán)流化床技術(shù)向前跨越了一個(gè)容量等級(jí)。

25目前我國(guó)循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展

我國(guó)發(fā)電制造企業(yè)在引進(jìn)消化吸收10萬(wàn)千瓦循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)（CFB）的基礎(chǔ)上，自主設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的30萬(wàn)千瓦循環(huán)流化床鍋爐已進(jìn)入投運(yùn)階段。目前，東方電氣集團(tuán)、西安熱工研究院、清華大學(xué)等產(chǎn)學(xué)研機(jī)構(gòu)也已陸續(xù)投入到自主開(kāi)發(fā)60萬(wàn)千瓦超臨界CFB鍋爐產(chǎn)品的研發(fā)工作中。相對(duì)于煤粉爐100萬(wàn)千瓦超超臨界參數(shù)，大型循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組的發(fā)展還有很大空間。26鍋爐技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)加快發(fā)展大容量、高參數(shù)機(jī)組強(qiáng)化煤電環(huán)境保護(hù)，發(fā)展清潔燃煤技術(shù)發(fā)展燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)機(jī)組的鍋爐

整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IntegratedGasificationCombinedCyclePowerStation，簡(jiǎn)稱(chēng)IGCC），增壓流化床聯(lián)合循環(huán)，熱、電、煤氣三聯(lián)供技術(shù)。27思考題鍋爐的受熱面及作用鍋爐的主要系統(tǒng)按鍋爐燃燒方式及蒸發(fā)受熱面中工貭的流動(dòng)方式來(lái)分，鍋爐的類(lèi)型鍋爐的額定蒸發(fā)量及最大連續(xù)蒸發(fā)量鍋爐的熱效率及安全性指標(biāo)28核能發(fā)電原理圖29