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1、,电站锅炉工作原理,锅炉是一种生产蒸汽的换热设备。通过煤、油、天然气等燃料燃烧释放出化学能，在传热过程中把能量传递给水，使水转变成蒸汽。锅炉设备中，吸热部分称为锅，产热部分称为炉。空气预热器既是吸热部分，又是产热部分。,锅 吸热部分：水冷壁、过热器、再热器、省煤器等。,炉 产热部分：炉膛、燃烧器、出渣设备、送引风机等。,锅 炉 主 要 部 件,其它设备：空气预热器、钢结构、吊架、炉墙保温、连接管道、阀门等。,锅 炉 总 图,燃料流程：,煤,磨煤机（制粉系统）,燃烧器,炉膛,燃烧产物,过热器,再热器,省煤器,空气预热器,除尘设备,引风机,烟囱,炉中高温烟气释放的能量被水冷壁吸收,汽水流程：,水,
2、高压加热器,给水管道,省煤器,（汽）锅 筒 汽水分离装置（水）,下降管,水冷壁,过热器,汽轮机高压缸,再热器,汽轮机中压缸,汽水混合物,给水温度,温度、压力,温度、压力,电 站 锅 炉 分 类,自然循环锅炉工质依靠下降管中的水与上升管中汽 水混合物之间的密度差进行循环。控制循环锅炉在下降管和上升管之间装有循环泵，提高循环回路的流动阻力。直流锅炉蒸发受热面中工质的流动是依靠给水泵的 压头来完成的，工质仅一次通过将水全部 蒸发完毕。,锅 炉 燃 料,主 要 煤 种 特 点,煤 种 特 性 分 析,元素分析 设计计算用工业分析 设计及运行参考灰成分分析灰熔点测定可磨性（可磨度）制粉系统计算用,评估结
3、焦特性用,锅炉主要参数,锅炉净效率：热效率减去锅炉各辅机所消耗的电能折算成的热效率。,燃烧效率：燃料完全燃烧的程度。燃烧效率=100（q3+q4）%,空气预热器在电站锅炉中的应用,细灰,一.空气预热器概况,1.工 作 原 理 2.布 置 形 式3.产 品 现 状,工作原理：内置受热面，进行热交换。,回收烟气热量，降低排烟温度。（250400150以下）预热空气温度，强化燃料燃烧。（2025300420）冷烟气排入烟囱。热空气进炉膛参与燃烧、送制粉系统烘干煤粉。,换热原理图,空气进口25,烟气出口130,烟气进口380,空气出口330,不同燃料和燃烧方式对预热空气温度的要求,布置形式：,板式空气
4、预热器 管式空气预热器 热管空气预热器 回转式空气预热器 其它形式的空气预热器,热 管 分 类,重力热管 依靠重力回到加热管。螺旋热管 依靠离心力回到加热管。其它热管：抗重力热管、电动力热管、渗透热管等。,回转式空气预热器布置型式,回转式空气预热器（动态预热器）1.风罩转空气预热器(罗特缪勒式)2.转子转空气预热器(容克式),回转式空气预热器介绍,空气预热器概况关于空气预热器漏风空气预热器常见病及易损件,容克式空气预热器示意图,风罩回转式空气预热器示意图,容克式空气预热器示意图（二分仓）,容克式空气预热器示意图（三分仓）,容克式空气预热器示意图（四分仓）,烟气仓,二次风仓（1）,二次风仓（2）
5、,一次风仓,CFB炉用预热器的特征,一次风压头是三分仓设计的1.5-2.5倍二次风压头是三分仓设计的2-3倍左右一次风和二次风流量相差不大经过预热器的灰份较小（经前置分离器处理）预热器火灾可能不大烟气负压较大,CFB 炉用四分仓预热器,一般可以比三分仓布置降低3%的漏风率点。预热器总计算漏风率一般为6-7%。一次风泄漏率低（10%)，利于燃烧稳定。但二次风泄漏率较大（15%左右）。一般采用单台布置，单台布置漏风面积比两台布置小35%。在锅炉系统中占地仅为管式预热器的1/2-1/3。系统相对简单，维护方便。轴向密封多，转子转动阻力大，需采用高可靠传动方式，弥补只配单台预热器的不足。热端间隙跟踪系
6、统对漏风控制较为关键。,两种回转式空气预热器性能比较,容克式空气预热器主要优点,漏风性能易于控制 密封长度短，约为风罩转空预器的四分之一，通过调整密封间隙，泄露面积可以控制在最小程度。轴承布置在外部 轴承布置在外部，环境温度低，油润滑、油温控制方便，容易保养，检修简单。3.吹灰器结构简单，驱动部分在外部，保养检修方便，易于接通吹灰介质。4.水冲洗均匀，效率高。5.传动装置启动力矩虽大，但启动时间很短，1秒种即可达到额定转速。在额定转速下，只要克服很小的摩擦力矩，,容克式空气预热器分仓形式,系 统 示 意 图,容克式空气预热器性能保证,热力性能 当空预器进口烟气量与烟气温度以及进口风量与风温符合
7、用户提供的原始资料时，空预器出口烟气温度的变化范围在预定值的3之内。2.阻力损失 当进入空预器的烟气量与空气量符合用户提供 的原始资料时，通过空预器的烟、空气阻力损 失小于等于用户提供的原始资料中的要求值。3.漏风指标 当空预器的安装和运行符合设计要求时，空预 器的漏风率低于或等于保证值。,容克式空气预热器产品现状,容克式空气预热器分类,按烟、空气流向：分立式、卧式。（立式分顺流、逆流）按烟风道布置：分二分仓、三分仓。（三分仓有角度变化）按锅炉蒸发量：k型 10T/h 70T/h 9#16.5#S型 70T/h 120T/h 17#18.5#R型 120T/h 450T/h 19#24#VI型
8、、H型 450T/h 3000T/h 24.5#36#,容克式空气预热器主要部件,转子（扇形仓格、围带、中心筒、栅架、端轴）传热元件（冷段、中间层和热段元件、元件框架）转子外壳（壳板、轴向密封板、调节器）热端、冷端连接板（烟风道、扇形板、调节器）5.密封（三向密封、静密封、中心密封、气封等、）,6.上下轴承（导向、支撑）7.传动装置8.油循环系统9.停转报警系统10.吹灰器和水冲洗11.漏风控制系统12.火灾报警装置,空气预热器组件分解图,支承轴承布置图（内置式）,平面轴承布置,平 面 轴 承 布 置 图,导向轴承布置图,关于空气预热器漏风,容克式空气预热器漏风含义降低漏风的关键点漏风与经济性
9、分析,空气预热器热膨胀示意图,进口烟气,出口烟气,一次风,二次风,调温风,风量示意（t/h）,1327,1438,52,50,61,62,进磨煤机风温：254风量：231,一次风,二次风,282,900,902,169,135/128,366,23,18,328,316,漏风影响因素与组成,3.漏风量的百分比,1.携带漏风量WH（Kg/h)WH=aVRpm a:空气比重(Kg/m3)V:转子容积（m3)Rpm:转子转速（转速/时）2.直接漏风量WD（Kg/h)WD=A(2g a DP)0.5:流量系数 A:热态密封间隙总面积（m2)g:重力加速度（m/s2)DP:烟空气压差（Kg/m2),空气
10、预热器漏风情况,一次风 烟气 75%二次风 烟气 25%一次风 二次风 20%一次风 烟 气 80%空气到烟气泄漏量 进口烟气量,空预器漏风分解,占漏风的百分比,一次风漏风分解,占一次风漏风的百分比,空预器漏风量,出口烟气量进口烟气量 进口烟气量,=,=,降低漏风的主要关键点,合理的性能和密封结构设计严格控制制造质量安装全过程进行监控参与设备冷、热态调试和性能试验,空预器漏风与经济性分析,降低漏风可带来几方面效益：风机节能效益回收余热的效益减低q4损失所得效益机组运行可靠性提高的效益设备使用寿命提高的影响其它效益,空预器常见病及易损件,常见病1.空气预热器漏风过大。2.受热面堵灰、磨损和腐蚀严
11、重。3.传动装置运行不可靠。4.轴承寿命短，相关件易损坏。5.油循环系统不能正常工作。,发生原因：排烟温度低于酸露点 燃料种类（煤，油)、燃料中硫分：煤灰份能吸收大量H2O和SO3 灰中催化成分会大大提高SO2向SO3的转化率。过量空气系数:富氧状态（特别是油燃料）易使 SO2 生成 SO3 油燃料建议控制”1.05对策：选取合适的排烟温度 采用耐腐蚀冷段传热元件材料：Corten，搪瓷表面 适当加厚冷端传热元件板厚 采用易吹灰疏通波形，提高吹灰清洗频率,空气预热器的低温腐蚀,常见病应对措施,空预器主要易损件,三向密封片减速箱零部件传动装置零部件导向轴承和支承轴承与轴承相关的零部件轴承油循环系
12、统零部件,空气预热器改造内容,一.局部改造改径向热端、冷端扇形板，进行必要的加宽和改造。2.轴向园弧板按改造后的扇形板进行相应改造。3.改径向、轴向双密封。4.改冷端、热端旁路密封，调换密封件及T字钢。5.按双密封改造需要，更换传热元件。或传热元件按需要进行现场切割，并清理和重新打包。6.中心密封和静密封局部改造。7.其它。,双道径向、轴向密封示意图,空气预热器改造内容,二.整体改造1.风罩转空预器改转子转空预器。2.老设备更新。,火电厂脱硫技术概况,火电厂So2控制技术基本上可分成三大类：燃烧前脱硫 洗煤。燃烧中脱硫 燃烧中加入钙基吸收剂、石灰石或白云石 的流态化燃烧的循环流化床锅炉等。燃烧
13、后烟气脱硫 干法脱硫和湿法脱硫。重点发展的湿法脱硫工艺特点：1.脱硫效率高，脱硫率高达95%以上。2.适用于大机组,且可多机组配备一套脱硫装置。3.技术成熟,对煤种变化的适应性强(可调节钙硫比等)。4.吸收剂资源丰富，价格便宜。（石灰石/石膏）5.脱硫副产物便于综合利用。（主要用途是建筑制品和水 泥缓凝剂等）,空气预热器和烟气换热器,烟气加热器（GGH）的作用,GGH是锅炉尾部烟气湿法脱硫系统（石灰石喷淋法或海水脱硫）中的重要组成设备，用来将喷淋后的烟气重新加热到符合环保法规要求的排放温度（通常不低于75 80），以保证锅炉排放的污染物能扩散到较大范围内，从而避免其在电厂周围集中沉降。,烟气加
14、热器（GGH）的工作原理,利用除尘器出口的锅炉排烟，加热脱硫装置吸收塔输出的脱硫后烟气。其工作原理和容克式空气预热器基本相同。适用于火力发电、石化、水泥等有烟气脱硫需要的行业。和其它烟气再热设备相比，它不需要外部热源，一般回收1.52.5个百分点的锅炉热损耗。,烟气加热器（GGH）,湿法脱硫塔,锅炉,净烟气,原烟气,增压风机,烟气加热器,预热器设备和GGH设备异同表,烟气加热器材料分布,GGH的泄漏原理,采用合理的密封系统使GGH泄漏最小化是提高脱硫系统有效性和减小风机电耗的关键!,低压侧净烟气,高压侧原烟气,直接泄漏,径向泄漏轴向泄漏周向泄漏,携带泄漏,携带泄漏,GGH 低泄漏系统净化和增压
15、系统,风机位置“A”,风机位置“D”,净化风设计能除去 80%以上的转子携带泄漏,增压风设计能减小95以上的直接泄漏,原烟气,净烟气,进口,去 FGD,来自FGD,烟囱,合用一台风机。能耗较大，GGH 的泄漏可以控制在0.5%的水平！,GGH 构件的材料选择,整体寿命按30年设计转子材料全部选用Corten材料和烟气接触的结构选用Corten材料密封片按安装部位分别选用:C276,Corten,Teflon吹灰器枪管选用耐腐蚀材料受烟气冲刷构件留足腐蚀余量壳体内壁选用玻璃鳞片树脂涂覆密封安装紧固件等采用SUS316L材料,双道转子密封设计,径向密封,轴向密封,环向密封,密封片材料 ASTM A
16、-606,SUS316L,或 Teflon 可换设计 检修迅速,直接泄漏=2gc k A,不同泄漏控制手段效果比较,锅炉带脱硝系统的回转式空气预热器改造,问题的由来,锅炉加装脱硝装置后，不论是采用选择性催化还原方式（SCR）还是非选择性催化还原方式（SNCR，即炉顶喷氨），氨气和三氧化硫反应产生的硫酸氢氨对回转式空气预热器产生负面影响：积灰加重和堵塞现象。,典型高尘区布置 SCR 系统图,空气预热器,SCR反应器,氨水注入口,锅炉排烟,冷风,锅炉,风箱,积灰和堵塞原因,不论是采用SCR还是SNCR，都是向烟气中喷入氨水、液氨、尿素等产生氨气的物质，依靠NH3和烟气中的NOX反应，将其还原为氮气
17、。但是，使NH3完全反应掉是很难的，残余的氨气成分会和烟气中的SO3和水蒸汽反应。,ABS,AS的形成,SCR系统脱硝反应未完全耗尽的氨气（NH3），和烟气中的SO3，水蒸汽，很容易产生下列反应：NH3+SO3+H2O NH4HSO4(NH3:SO3 2:1时)（AS）SCR催化剂同时将部分SO2转化成SO3，加剧冷端硫酸腐蚀 SO2+O2 SO3，SO3+H2O H2SO4,硫酸氢铵(ABS)是引起堵塞的主要因素,NH3+SO3+H2O-(NH4)HSO4,Ammonium Bisulfate(ABS)沉积烟气温区：230-150，气态液态固态硫酸氢铵通常沉积在预热器中间部位传热元件上，在液态向固态转换时吸附灰分，承接沉积在金属表面,影响氨气逃逸量的主要因素,需要脱去的NOx 浓度过高入口区域 NOx局部含量过高锅炉运行工况变化和SCR喷氨同步情况挡板泄漏氨气注入控制水平催化剂使用时间过长失效,对装脱销系统的空气预热器改造内容,更换全部传热元件，冷端采用涂搪瓷并加高。全部密封部件改造，采用耐腐蚀材料。改进吹灰和清洗方式，加装高压水冲洗和双介质吹灰器。,谢 谢 大 家,
