.7专业实习 锅炉专业基础知识培训

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1、重庆大学动力工程学院能源与环境研究所闫云飞 副教授,发电方式,火力发电,水力发电,风力发电,发电方式,燃料化学能,蒸汽热能,转动机械能,电能,锅炉完成,核能发电,火电厂基本生产流程,煤场,输煤系统,锅炉,汽轮机,发电机,制粉系统,变压器,至电力系统,水,火力发电厂能量转换过程 利用燃料中的化学能在锅炉中燃烧，转化为热能，这种热能被锅炉中的水吸收成为具有一定温度、一定压力的蒸汽，这种具有相当热量的蒸汽冲动汽轮机转动，使热能转化为动能机械能，汽轮机借助于这个旋转的动能带动发电机旋转，而发电机将赋予的机械能转变为电能。,化学能 热能 电能 机械能,发电机设备,汽轮机设备,锅炉设备,燃料,三大系统之一

2、：燃烧系统,三大系统之二：汽水系统,三大系统之三：电气系统,励磁装置,发电机,升压变电所,输电线路,配电装置,厂用变压器,低压配电装置,主变压器,电厂锅炉布置图,锅炉的作用,锅炉是利用燃料的热能或工业生产中的余热，将工质加热到一定温度和压力的换热设备。在锅炉内实现下叙过程,锅炉是火力发电厂三大主机之一（锅炉、汽机、发电机），又称为蒸汽发生器。是进行燃料燃烧、热量传递和水汽化过程的综合装置。火力发电厂能量转换的基本过程：,燃料的燃烧过程-燃烧设备(1)炉膛(2)通风装置、燃烧器及点火装置(3)空气预热器工质的热量交换过程-受热面(1)加热设备-省煤器(2)蒸发设备-水冷壁及汽包等(3)过热设备-

3、过热器及再热器,锅炉的两个过程,电站锅炉的构成及工作工程,锅炉本体,辅助设备,一、锅炉构成,包括燃挠器、炉膛、布置有受热面的烟道，汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器、省煤器及空气预热器等。,送风机、引风机、给煤机、磨煤机、排粉机、除尘器及烟囱等。,锅炉本体,其余为辅机,锅炉的汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器、省煤器、空预、燃烧器、排渣装置以及相应的连接管道构架炉墙等构成的整体。悬挂在钢梁上，向下膨胀,送风机、引风机、给煤机、磨煤机、排粉机、除尘器及烟囱等。,锅炉本体,锅炉设备是火力发电厂中的主要热力设备之一。它的任务是使燃料通过燃烧将化学能转变为热能，并且以此热能加热水，使其成为一定数量

4、和质量（压力和温度）的蒸汽。由炉膛、烟道、汽水系统（其中包括受热面、汽包、联箱和连接管道）以及炉墙和构架等部分组成的整体，称为“锅炉本体”。,（一）省煤器,1.省煤器的作用 利用锅炉尾部烟气的热量加热锅炉给水。节省燃料：吸热、降低排烟温度 改善了汽包的工作条件：提高给水温度，减小给水和汽包壁的温差，减小热应力。降低了锅炉造价。,三、锅炉的主要设备及作用,2、工作原理：省煤器一般多卧式布置在尾部烟道中，其工作原理：利用水在蛇形管内自下而上流动，烟气在管外自上而下横向冲刷管壁，以实现烟气与给水之间的热量交换。,三、锅炉的主要设备及作用-省煤器,3、省煤器的起动保护 原因：省煤器起动时，常是间断给水

5、，省煤器中的水处于停滞状态。易造成管壁超温烧坏。一般保护方法是在省煤器进口与汽包下部之间装有不受热的再循环管。或是在省煤器出口与除氧器之间装有一根带阀门的再循环管。,三、锅炉的主要设备及作用-省煤器,（二）汽包,1.工作过程：进入汽包的汽水混合物先进入联通箱后沿切线方向进入内置旋风分离器进行汽水分离。被分离出来的水从底部导叶排出，被分离出来的蒸汽上升经立式波形板分离器顶帽进入汽包的有效分离空间。分离后的蒸汽，通过平孔板型蒸汽清洗装置，起泡清洗。清洗后的蒸汽，顺次经过顶部波形板分离器和多孔板，使蒸汽进一步分离后，均匀地从汽包引出。,三、锅炉的主要设备及作用汽包,2.汽包的主要作用有：（1）减少蒸

6、汽带水，采用高效的汽水分离装置；（2）减少蒸汽溶盐，可采用蒸汽清洗的方法来解决；（3）采用锅炉排污，以控制炉水含盐量。,排污定义：把一部分炉水排掉，保持炉水中的含盐量和水渣在规定的范围内，以改善蒸汽品质并防止水冷壁结水垢和受热面腐蚀。锅炉排污可分为定期排污和连续排污两种。,定期排污指定期排除炉水中的水渣。排污地点在水冷壁下联箱底部。排污量的多少及排污的间隔时间主要视给水品质而定。连续排污指连续不断地排出一部分炉水，使炉水含盐量和其它水质指标不超过规定的数值，以保证蒸汽品质。连续排污应从炉水含盐浓度最大的部位引出，一般，此部位在汽包正常水位线以下200300mm处。,锅炉汽包,锅炉汽包,钢架 汽

7、包,1.水冷壁的作用：三大作用：（1）通过辐射传热，水变成汽水混合物；（2）保护炉墙，便于采用轻型炉墙；（3）可使炉膛出口烟温冷却到灰的软化温度以下，防止结焦。,（三）水冷壁,三、锅炉的主要设备及作用水冷壁,膜式水冷壁的优点：,能用全部面积吸收炉膛辐射热；节省金属材料；对炉墙的保护最彻底；使炉墙厚度减轻，简化了炉墙的悬吊结构；能承受较大的侧向力，增加了抗爆能力；安装工作量减小；气密性良好，漏风小。,水冷壁,水冷壁 燃烧器,油枪点火 四角切圆燃烧,1.过热器与再热器的作用：,过热器：将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽。再热器：将汽轮机高压缸排出的蒸汽送回锅炉并加热成具有一定温度的再热蒸汽，又

8、送回汽轮机中、低压缸继续膨胀做功。再热器的好处：1.降低水蒸气的湿度，有利于保护汽轮机的叶片 2.可以提高汽轮机的相对内效率和绝对内效率,（四）过热器与再热器,三、锅炉的主要设备及作用再、过热器,2.过热器、再热器的工作条件 管内：饱和蒸汽进入过热器后温度逐渐升高，在其出口达到额定的过热汽温（通常在540600）；管外：高温烟气（通常在1100600）携带飞灰以一定的速度流过，容易在管外壁产生磨损和腐蚀。,再热蒸汽压力要比过热蒸汽低，约为其20%25%，其流量约为过热蒸汽的80%。,选用的过热器与再热器受热面钢材，其工作温度几乎都接近许用温度值。如果钢材的工作温度超过了其许用温度，将引起钢材的

9、热强度、热稳定性下降，材质恶化，导致受热面损坏。因此，锅炉运行中必须十分注意防止过热器、再热器等受热面的超温现象。如果长期超温运行，会造成管子变形和爆管。,蒸汽温度的选择要考虑三个因素：循环热效率，汽轮机末级叶片的蒸汽湿度，高温钢材的许用温度。通常蒸汽温度在540620。,3.过热器的型式结构,按传热方式分类，过热器可分为对流型、辐射型及半辐射型三种型式。高压以上的大型锅炉大多采用辐射、半辐射与对流型多级布置的联合型过热器。过热器的蒸汽高温段采用对流型、低温段采用辐射或半辐射型，以降低受热面管壁钢材温度。屏式半辐射型过热器通常布置在炉膛上部空间；辐射型过热器通常布置在炉顶、炉膛的上部和转向室等

10、贴墙处；对流型过热器布置在水平和垂直烟道中。,低温过热器吊装、就位,高温过热器吊装 炉顶吊杆及管道,空气预热器的作用：利用锅炉尾部烟气的热量加热燃料燃烧所需的空气。锅炉装设空气预热器后，有以下好处：降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。改善燃料的着火与燃烧条件，同时也降低不完全燃烧热损失。节约金属，降低造价。改善引风机的工作条件。,（五）空气预热器,1、空气预热器的作用,三、锅炉的主要设备及作用空气预热器,空气预热器分类,管式空气预热器 烟气在管内纵向流动，空气在管外横向流动，烟气的热量通过金属壁面传给空气。,2、空气预热器的分类,回转式空气预热器,（六）制粉系统及其设备,1.制粉系统任务：将

11、锅炉房原煤斗中的煤磨制成一定细度的煤粉，供锅炉燃烧使用。分类：直吹式制粉系统、仓储式制粉系统（1）直吹式制粉系统定义：直磨煤机磨制出来的煤粉，没有储存设备，直接吹入炉膛燃烧的制粉系统。特点：制粉量随锅炉负荷变化而变化。正压系统：排粉风机装在磨煤机之前，系统为正压。负压系统：排粉风机装在磨煤机之后，系统为负压。,（2）中间仓储式制粉系统,把磨制好的煤粉存在煤粉仓中，根据锅炉负荷大小的需要，借助给粉机来调节煤粉量供锅炉燃烧。特点：磨煤机运行可保持经济出力运行 与直吹式制粉系统相比较，增加了存储煤粉的煤粉仓及相应的设备，即细粉分离器、螺旋输粉机、换向阀、吸潮管、锁气器等；燃烧所需要的煤粉量由送粉机提

12、供和控制。分类：干燥剂送粉和热风送粉,2、制粉设备,（1）给煤机作用：根据磨煤机或锅炉负荷的需求来调节给煤量，把煤均匀地送入磨煤机。型式：圆盘式、皮带式、刮板式、电磁振动式。,叶轮给煤机叶轮给煤机是火力发电厂缝隙式煤沟中不可缺少的主要设备。它可沿煤沟纵向轴道行走或停在一处将煤定量、均匀连续地拨到输煤皮带上。广泛用于煤炭、采矿、冶金、建材、化工等行业。,作用：把煤磨制成合格细度的煤粉。原理：撞击、碾压、挤压、研磨分类：按转速分：低速磨：筒式钢球磨中速磨：平盘磨、球式磨（E型磨）、碗式磨高速磨：锤击磨、竖井磨、风扇磨,（2）磨煤机,中速磨,（3）粗粉分离器,作用：把较粗的煤粉从气粉混合物中分离出来

13、，返回磨煤机重磨，并可调节煤粉细度，以适应不同煤种的需要。工作原理：利用离心力、惯性力和重力进行分离。,作用：把气粉混合物中的空气和煤粉分离开，以便煤粉存储在煤粉仓中。工作原理：离心力,（4）细粉分离器,（5）给粉机,作用：根据锅炉负荷大小，控制调节给粉量，将煤粉连续均匀地送入一次风管。,（5）螺旋输粉机,作用：相互输送相邻锅炉制粉系统的煤粉，以提高锅炉给粉的可靠性。（6）锁气器是一种只允许煤粉通过而不允许气流通过的设备。装设在粗粉分离器回粉管、细粉分离器下粉管等部位。常见的锁气器有草帽式和翻板式两种。,斗轮机又叫斗轮堆取料机是现代化工业大宗散状物料连续装卸的高效设备，目前已经广泛应用于港口、

14、码 头、冶金、水泥、钢铁厂、焦化厂、储煤厂、发电厂等散料（矿石、煤、焦碳、砂石）存储料场的堆取作业。利用斗轮连续取料，用机上的带式输送机连续堆料的有轨式装卸机械。,环锤碎煤机,利用旋转的环锤对煤进行冲击破碎，并使煤在环锤和破碎板之间受到挤压、剪切及碾磨作用，使物料达到需要的粒度的破碎设备。铁、木等杂物被环锤拨入除铁室内，定期清除。,（七）锅炉通风,锅炉连续地送风和排出烟气的过程称为锅炉通风。通风系统的主要设备：送风机、引风机、烟风管道及烟囱等。锅炉通风的方式：自然通风和机械通风1、自然通风靠烟囱中的热烟气与外界冷空气的密度差所产生的压力差来克服通风过程的阻力，吸入空气并排出烟气。由于烟囱高度受

15、限，通风压头较低，适用于阻力小的小型锅炉。,三、锅炉的主要设备及作用锅炉通风,2、机械通风,借助风机所产生的压头克服通风过程中的阻力。可分为负压通风、正压通风、平衡通风。1、负压通风 吸风机2、正压通风 送风机3、平衡通风 送风机、吸风机,三、锅炉的主要设备及作用锅炉通风,风机,风机是一种把原动力的机械能转换为气体能量的机械,以空气为介质来完成特定任务。在火力发电厂中,风机种类很多,如送风机、引风机、排粉风机、一次风机、烟气再循环风机及密封风机等,都是电厂重要的辅助设备,其中送风机和引风机被誉为电厂“呼吸系统”。,电袋除尘器,电袋复合式除尘器是通过电除尘器与布袋除尘器有机结合的一种新型的高效除

16、尘器，它充分发挥电除尘器和布袋除尘器各自的除尘优势，以及两者相结合产生新的性能优点。该复合型除尘器效率高，稳定，滤袋阻力低，寿命长，占地面积小等优点。,电除尘外观 阴阳极吊装,布袋除尘器工作原理 滤袋及袋笼,1、安全阀保证锅炉在额定工作压力下安全运行的装置。有弹簧式、杠杆式和重锤式。2、压力表保证锅炉在允许工作压力下安全运行的仪表。3、水位计监视锅筒内水位的一种安全装置。,三大安全附件,锅炉附件仪表 为保证锅炉的正常安全运行，锅炉上需装置安全阀（包括水封式安全装置）、压力表、水位表（包括双色水位计、高低水位报警器、低地位水位计）、低水位连锁保护装置、温度仪表、超温报警器、流量仪表、排污装置、防

17、爆门、常有阀门以及自动调节装置等。,安全阀 安全阀是一种自动泄压报警装置。它的主要作用是：当蒸气锅炉压力超过允许的数值时，能自动开启排气泄压，同时能发出声响警报，警告司炉人员，以便采取必要措施，降低锅炉压力。当锅炉压力降到允许值后，安全阀又能自动关闭，从而使锅炉在允许的压力范围内安全的运行，防止锅炉因超压而引起爆炸。,压力表 压力表是一种测量压力大小的仪表，可用来测量锅炉内实际压力值，压力表指针的变化可以反映燃烧及法和的变化，司炉人员根据压力表的指标数值来调节燃烧，使之适应外界负荷的变化，将锅炉压力控制在允许的范围内，达到安全运行的目的。,水位表 水位表是一种反映液位的测量仪表，用来指示锅炉内

18、水位的高低，可协助司炉人员监视锅炉水位的动态，以便控制锅炉水位在正常范围内。因此，水位表也是蒸汽锅炉的主要安全附件之一。理论上讲水位表上显示的水位也就是锅筒内的实际水位。,温度测量仪表 温度是热力系统的重要状态参数之一。在锅炉和锅炉房热力系统中，给水、蒸汽和烟气等介质的热力状态是否正常，风机和水泵的等设备轴承的运行情况是否良好，都依靠对温度来进行监视。常用的温度测量仪表有玻璃温度计、压力式温度计（30-500）、热电偶温度计（1600）和光学高温计等多种形式。,锅炉的组成(炉内、锅内),锅炉虽是一个整体，但从功能上可分成“炉侧”、“锅侧”,炉,煤、空气 烟、飞灰、炉渣,制粉系统,燃烧系统,风烟

19、系统,除渣除灰清灰 系统,炉侧的工作过程,1、制粉系统,燃料输送碎煤机除铁器原煤斗 磨煤机煤粉 一次风输送煤粉通过燃烧器进入炉内,2、风烟系统,送风机：二次风；一次风机：一次风；引风机：烟气空气预热器：利用烟气加热冷空气,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,1/2,3、燃烧系统,点火装置、燃烧器、一次风挡板、二次风风箱挡板等 燃烧器为主要设备，组

20、织合理空气动力场，确保燃料顺利着火、稳定燃烧、充分燃尽。,4、除渣、除灰、清灰系统,捞渣机、电除尘、吹灰枪等,锅侧的工作过程,5、汽水系统,汽包炉：省煤器汽包过热器汽轮机 水冷壁,再热冷段再热器汽轮机,预热、汽化、过热,工质水水蒸汽,热量的传递,直流炉：省煤器水冷壁汽水分离器过热器汽轮机,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（汽包炉）,2/2,锅炉容量：即蒸发量，锅炉每小时产生的蒸汽量，kg/h，t/h。如102

21、5t/h等（30万千瓦）额定蒸发量（BRL）：在额定的蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，并保证热效率时所规定的蒸发量；kg/h,t/h最大连续蒸发量（BMCR）：在额定的蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，长期运行所达到的最大的蒸发量,kg/h,t/h,3、锅炉的容量和参数,锅炉出口蒸汽压力:指锅炉主汽阀出口处（或过热器出口集箱）的过热蒸汽压力。锅炉出口蒸汽温度:指锅炉主汽阀出口处（或过热器出口集箱）的过热蒸汽温度。锅炉给水温度:指省煤器进口集箱处的给水温度。,2、国产锅炉型号 锅炉型号表明锅炉的如下特征（1）制造厂家（2）锅炉容量（3）蒸汽参数（4）设计序号 采用三组或四组字码表示电厂

22、锅炉的型号即:制造厂家的拼音简写-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,锅炉的规范及型号,表示哈尔滨锅炉厂制造的额定蒸发量为670t/h，额定蒸汽压力为13.7MPa，过热蒸汽和再热蒸汽出口温度均为540的锅炉，设计序号为9。,HG-670/13.7-540/540-9,我国的主要电厂锅炉生产厂家及拼音简写：,上海锅炉厂-SG；哈尔滨锅炉厂-HG；东方锅炉厂-DG；武汉锅炉厂-WG。,.,.,电站锅炉:火电厂三大主机之一，火室燃烧。生产高温高压蒸气，适用各种燃料，热效率高、受热面复杂，向大容量、高参数发展。工业锅炉:适于各行业，火床燃烧，热效率低，容量较小。生产蒸汽（或

23、热水）供给工业和民用所需热能，或通过蒸汽动力机械转换为机械能。船用锅炉:作为船舶动力，体积小，重量轻，启停方便，变负荷能力强。一般采用低中压参数，炉膛容积热负荷高，水循环高度小的燃油锅炉。生活锅炉:居民生活所需的蒸汽或热水之用。,4、锅炉分类,锅 炉 类 型,按用途分：电站锅炉：用于发电，参数高、容量大；工业锅炉：用于工业生产和供热，参数低、容量小。其中，又有蒸汽锅炉和热水锅炉。,方式 层燃炉 室燃炉 流化床炉 旋风炉燃料 块状 粉状、雾状、气态 固体颗粒 固体颗粒,按锅炉燃烧方式分：层燃炉、室燃炉、流化床炉、旋风炉,层燃炉：煤块在炉排上燃烧，燃烧所需空气从炉排低下送入。炉排在旋转。旋风炉：燃

24、料和空气在高温旋风筒内高速旋转，细小的燃料颗粒 在其中悬浮燃烧，较大的颗粒被抛向筒壁液态渣膜上进行燃烧。流化床炉：固体燃料在高速气流作用下，在布风板上的床料层 上下翻滚，呈流化状态燃烧。室燃炉：燃料以粉状、雾状或气态随空气喷入炉膛，悬浮燃烧。,按锅炉蒸发受热面中工质流动方式分：,自然循环汽包锅炉 具有汽包，利用下降管和上升管（水冷壁）中工质密度差产生工质循环。循环倍率约为410，是亚临界压力以下锅炉的主要形式。,强制循环汽包锅炉 具有汽包和循环泵，利用循环回路中工质密度差和循环泵压头使工质循环。循环倍率约为35，只能在临界压力以下应用。,泵,汽包,联箱,下降管,受热面,直流锅炉 无汽包，给水靠

25、给水泵压头一次通过各受热面产生蒸汽，循环倍率约为1，可在高压以上任何压力下应用,低倍率循环锅炉 无汽包，具有汽水分离器和再循环泵，靠再循环泵实现工质再循环,循环倍率约为1.22，多用于亚临界压力,泵,汽包,联箱,下降管,受热面,按锅炉参数分：低压（表压2.4MPa）、中压(表压2.94.9MPa)、高压(表压7.8410.8MPa)、超高压(表压11.814.7MPa)、亚临界压力(表压15.719.6MPa)、超临界压力(超过临界压力22.1MPa)、超超临界压力锅炉。,22.1-,15.7-19.6,11.8-14.7,7.84-10.8,2.94-4.9,超临界,亚临界,超高压,高压,中压,自然循环,强制循环,直流,低倍率,-2.45,低压,我国电站锅炉参数、容量,300,1025；1000,250280,540/540,16.7,125；200,420670,220250,540/540,13.7,50；100,220；410,205225,540,9.8,6；1225,35；65130,145155165175,450,3.8,8,20,105,400,2.5,蒸汽温度,给水温度,蒸汽压力,发电功率MW,容 量（t/h),参 数,300；600,1025；2008,260290,540/540,17.5,.,工质吸热量分配比例,谢谢！,