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1、锅炉系统布置,一、锅炉整体布置,按照空间划分：锅炉分为炉膛（燃烧空间）和烟道（布置有各种受热面的空间）两部分组成。,锅炉空间布置图,锅炉本体实际上就是炉膛燃烧空间和对流烟道两部分组成。,炉膛出口烟气温度1000-1100,锅炉排烟温度110-150（130-150）,（最后一级受热面烟气出口）,锅炉整体布置概念：炉膛、对流烟道以及各级受热面之间的相对位置称为锅炉整体布置。,1-炉膛，2-水平烟道，3-转向室，4-垂直烟道,典型的倒U型布置方式,原则：尽量在炉膛和烟道空间的四壁和空间通道内布置各种足够的受热面，提高换热效率。,锅炉典型布置,二、煤粉炉的燃烧设备煤粉炉燃烧设备作用：合理组织送入炉膛
2、的煤粉与空气良好混合，保证煤粉稳定着火和充分燃烧。煤粉炉燃烧设备组成：点火装置、煤粉燃烧器、炉膛见视频。（1）煤粉燃烧器作用：将携带煤粉的一次风和助燃的二次风送入炉膛，并组织一定的气流结构，使煤粉迅速稳定地着火；同时使煤粉和空气合理混合，达到煤粉在炉内迅速完全燃烧的目的。（2）锅炉点火装置：主要用于锅炉启动时点燃主燃烧器的煤粉气流；当锅炉低负荷运行或燃用劣质煤时，可以用点火装置来稳定燃烧或作为辅助燃烧设备。（3）炉膛也称为燃烧室：供煤粉燃烧的空间。,1-等温线；2-燃烧器；3-折焰角；4-屏式过热器；5-冷灰斗,壁面-布置燃烧器；炉底冷灰斗。炉顶顶棚管过热器。炉膛上部悬挂有屏式过热器。炉膛后上
3、方为烟气出口。炉膛出口的下部有后水冷壁弯曲而成的折焰角，折焰角可以改善烟气流动、提高炉膛内烟气充满度。,1.炉膛炉膛也称为燃烧室：供煤粉燃烧的空间。,2.煤粉燃烧器煤粉燃烧器作用：将携带煤粉的一次风和助燃的二次风送入炉膛，并组织一定的气流结构，使煤粉迅速稳定地着火；同时使煤粉和空气合理混合，达到煤粉在炉内迅速完全燃烧的目的。分直流燃烧器和旋流燃烧器两种：直流燃烧器：煤粉气流（一次风）、燃烧所需空气（二次风）分别由互相隔绝的不同喷口以直流射流形式喷进炉膛。直流燃烧器为多个配合组织火焰。旋流燃烧器：旋流燃烧器由一组套装在一起的圆形喷口组成，燃烧器中装有各种型式的旋流发生器（简称旋流器）。燃烧器中的
4、一次风喷口在内部，一次风喷口射出的可以是旋转射流，也可以是直流射流；二次风喷口在外部，二次风喷口出来的是旋转射流，整个燃烧器射出的射流为旋转射流。旋流燃烧器独立即可组织火焰。,直流燃烧器,旋流燃烧器-1,燃烧器喉口,旋流燃烧器-2,旋流燃烧器-3,3.锅炉点火装置：主要用于锅炉启动时点燃主燃烧器的煤粉气流；当锅炉低负荷运行或燃用劣质煤时，可以用点火装置来稳定燃烧或作为辅助燃烧设备,三、风烟及燃烧系统,1.锅护通风任务：连续不断地给锅炉提供燃料燃烧所需的空气，并把燃烧生成的烟气排出炉外，以保证燃烧的正常进行。,2.锅护通风方式：(自然通风和机械通风两种)（1）自然通风是利用烟囱进行通风，即利用烟
5、 囱中热烟气和外界冷空气之间的密度差所产生的自生通风力(抽力或自拔力)进行通风。,单纯自然通风仅能克服较小的流动阻力，电厂锅炉流动阻力都较大，例如在一般煤粉炉中，空气侧阻力约达2500-4000Pa，烟气侧阻力约2000-3000Pa，所以电厂锅炉一般都采用机械通风。,（2）机械通风是利用风机产生的压力，迫使空气和烟气在风烟系统中流动进行通风。目前采用的机械通风方式:正压通风、负压通风和平衡通风。负压通风：迫使空气和烟气在风道、烟道中流动，除利用烟囱外，还在烟囱前装设引风机来克服风、烟系统中的全部阻力。由于抽取烟气炉内形成较高的负压，故称负压通风。正压通风：除利用烟囱外，在炉前风道上装设送风机
6、来克服风、烟系统中全部阻力，由于往炉内压送空气而形成较高的正压，故称正压通风。平衡通风：亦称强制通风除利用烟囱外，在锅炉风、烟系统中同时装设送风机和引风机。送风机负责把风送进炉膛，引风机负责把炉膛的烟气排出炉外，由于炉膛内保持的压力略低于外界的大气压力，故称平衡通风。一般在炉膛出口处保持20一60Pa的负压力。,平衡通风优点：处于合理的负压下运行，因此锅炉房的安全及卫生条件较好，而且锅炉漏风量较少，是目前电厂锅炉应用较为普遍的一种通风方式。如图所示为平衡通风时烟、风道系统中各部位的正负压分布示意图。为减小附近地区的大气污染程度，采用平衡通风时，必须建造有一定高度的烟囱，以便把烟气排到高空之中。
7、,问题:1.锅炉通风的方式和任务?2.烟风系统中哪里的压力最大?哪里的压力最小?3.平衡通风方式中,正常的炉膛出口负压是多少?,轴流式风机,一次风机,引风机,四、煤粉炉燃烧及制粉系统流程,制粉系统任务：将送入制粉系统的原煤，磨碎、干燥制成具有一定细度和水分的煤粉；在气流输送下，保证气粉混合物以合适的速度和温度，连续不断地、定量地经燃烧器的一次风喷口送入炉膛。,煤粉炉燃烧及制粉系统流程-1,煤粉炉燃烧及制粉系统流程-2,五、空气预热器一、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。作用：1.进一步降低排烟温度,提高锅炉效率,节省燃料;2.改善燃料的着火和燃烧条件,同时降低不完全
8、燃烧损失;3.节约金属,降低造价;二、空气预热器的种类和结构回转式空气预热器（蓄热式）:烟气和空气交替流过受热面,热量有烟气传给金属,再由金属传递给空气。管式（传热式）:热量连续不断由烟气传给空气,烟气空气有各自的通道。,回转式空气预热器（受热面回转式）：回转式空气预热器（蓄热式）:烟气和空气交替流过受热面,热量有烟气传给金属,再由金属传递给空气。,六、锅炉汽水系统,水的预热设备省煤器水的蒸发设备（汽化设备）蒸发设备汽包炉蒸发设备由汽包、下降管、水冷壁、联箱和连接管组成；直流锅炉蒸发设备即水冷壁。蒸汽过热设备过热器、再热器,高压锅炉受热面布置图,1025t/h亚临界参数锅炉布置图,1900t/
9、h超临界锅炉,分典型汽包锅炉（高压锅炉为例）和超临界直流锅炉（1900T/H超临界锅炉为例）两种介绍。,（一）汽包炉汽水系统,流程：省煤器蒸发设备（汽包、下降管、水冷壁）顶棚过热器低温对流过热器屏式过热器高温对流过热器,汽包锅炉（高压锅炉为例）,省煤器（水的加热设备）作用吸收低温烟气的热量降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。给水提前预热，减少水在水冷壁内的吸热量。提高温度，减少给水和汽包壁之间的温差，降低热应力。,水冷壁作用：吸收炉内辐射热量，将工质蒸发为汽水混合物；降低烟气温度，保证炉膛出口烟气温度在合适的范围。布置方式：每面墙由多个水冷壁管屏并列构成，其中的每个管屏由进口联箱、受热面管组
10、、出口联箱组成。型式：1.光管：2.膜式：3.销钉式：在水冷壁管子表面焊销钉，固定并冷却卫燃带。4.内螺纹管：在水冷壁管内壁形成多道凹槽，可强化流体和壁面传热，降低管子壁温，推迟传热恶化的发生。,汽包作用：1.是加热、蒸发、过热过程的连接枢纽和分界。2.提高了锅炉蓄热能力，负荷变动时具有一定的缓冲能力。3.在汽包内进行汽水分离。4.对锅水进行化学处理，保证了蒸汽的洁净度。,下降管作用：把汽包内的水连续不断地通过下联箱供给水冷壁。型式：大口径集中型、小直径分散型。普遍采用大口径集中型，可降低流动阻力。,过热器和再热器,过热器和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
11、汽轮机高压缸排汽加热成具有一定温度的再热蒸汽。结构：由并列的空心管组成受热面（壁式、对流式、屏式），受热面的进口和出口各连接在一个统一的联箱上。由进口联箱、出口联箱、并列的受热面管组三部分连接构成。再热压力为过热压力的20-25%，故再热器的管径粗、管壁薄、管子数量多。,（二）超临界直流锅炉汽水系统,某1900t/h超临界锅炉汽水系统流程（600MW机组）,1.蒸汽系统主蒸汽（含给水）系统流程给水省煤器螺旋管水冷壁过渡联箱垂直管水冷壁启动分离器顶棚和包墙过热器系统低温过热器一级喷水减温器屏式过热器二级喷水减温器末级过热器汽轮机高压缸再热蒸汽系统流程冷端再热管道再热器事故喷水减温器冷端再热管道水
12、平低温再热器末级再热器汽轮机低压缸,2.超临界直流锅炉蒸发系统,省煤器、过热器、再热器的结构基本相似，蒸发系统与汽包炉区别明显，故重点介绍蒸发系统。系统组成：水冷壁、启动分离器、储水器、再循环泵。系统流程：启动时：水冷壁分离器（汽水分离出的蒸汽过热器）（汽水分离出的水储水器再循环系统锅炉省煤器或水冷壁）正常运行时：水冷壁分离器过热器,主要设备作用（1）启动分离器：作用：在锅炉启动过程中，进行汽水分离。在锅炉启动过程中，水冷壁在直流负荷以下工作时，水冷壁出口为汽水混合物，汽水混合物进入分离器分离，分离后的蒸汽送入过热器，分离的水经启动分离系统送回给水系统。（2）再循环泵：将分离出的锅炉水送回水冷壁或省煤器中。（3）储水器（蓄水器）：在分离器下部，与分离器相连，收集分离器分离下来的水，送回再循环系统。,3.超临界锅炉水冷壁,现代水冷壁由上段和下段两部分组成，按照下段结构分类：螺旋管圈型、垂直管屏型（一次上升型、多次上升型）,直流锅炉水冷壁结构,（1）螺旋管圈型水冷壁：上辐射区为立管，下辐射区为螺旋管或立管；,2.垂直管水冷壁一次上升;上升上升两种。见右图所示,
