第二章第二章 火力发电火力发电2.2 锅炉设备锅炉设备 2.2 2.2 锅炉设备锅炉设备锅炉设备锅炉设备 目录结构目录结构目录结构目录结构2.2 锅炉设备锅炉设备二、二、电厂锅炉常用燃料电厂锅炉常用燃料电厂锅炉常用燃料电厂锅炉常用燃料 三、煤的三、煤的燃烧计算与锅炉热平衡燃烧计算与锅炉热平衡燃烧计算与锅炉热平衡燃烧计算与锅炉热平衡 四、四、煤粉及其制备系统煤粉及其制备系统煤粉及其制备系统煤粉及其制备系统 五、五、煤粉燃烧及燃烧设备煤粉燃烧及燃烧设备煤粉燃烧及燃烧设备煤粉燃烧及燃烧设备 六、锅炉受热面六、锅炉受热面六、锅炉受热面六、锅炉受热面 七、锅炉主要辅助设备七、锅炉主要辅助设备 一、基本概述一、基本概述一、基本概述一、基本概述2.2 2.2 锅炉设备锅炉设备锅炉设备锅炉设备 n n定义：定义：锅炉是一种生产蒸汽或热水的换热设备，按功能包括两大部分。一部分是通过燃烧煤、油、气及其他燃料，将化学能转化为热能；另一部分是各种形式的受热面，将燃料燃烧释放出的热能通过各种传热方式，传递给炉水使之升温、汽化、过热以产生所需要的蒸汽，或加热所需要的高温热水供动力机械或其他设备使用。1、基本概述、基本概述什么是锅炉？什么是锅炉？ 燃烧燃烧 热交换热交换 燃料的化学能燃料的化学能 烟气的热能烟气的热能 蒸汽蒸汽( (或热水或热水) )的热能的热能 2.2 2.2 锅炉设备锅炉设备锅炉设备锅炉设备 一、锅炉的组成一、锅炉的组成 电厂锅炉机组是由锅炉本体设备和锅炉辅助设备及附属系统组成。锅炉本体设备分为“锅”和“炉”。 通常燃料的燃烧过程在炉膛内进行，形成炉的概念；蒸汽或热水在锅筒、水冷壁、对流受热面等内部形成，形成锅的概念。1、基本概述、基本概述2.2 2.2 锅炉设备锅炉设备锅炉设备锅炉设备 锅炉的组成锅炉的组成锅：用来装要被加热的水(或其它介质)的容器； 火电厂的汽水系统，包括：汽包、下降管、水冷壁、前屏过热器、后屏过热器、再热器、省煤器、给水系统、凝结水系统等组成。炉炉锅锅锅炉炉：加热锅的装置。泛指燃烧系统，它的主要任务是使燃料在炉内良好燃烧，放出热量。燃烧系统由燃料系统、风系统（空气预热器、通风设备（风机）及烟、风管道）和燃烧设备（炉膛、燃烧器、点火装置）、烟气设备、除尘设备、除灰渣设备等组成。1、基本概述、基本概述2.2 2.2 锅炉设备锅炉设备锅炉设备锅炉设备 锅锅炉炉锅炉本体锅炉本体辅助设备辅助设备锅炉机组锅炉机组电站煤粉锅炉机组框图电站煤粉锅炉机组框图1、基本概述、基本概述2.2 2.2 锅炉设备锅炉设备锅炉设备锅炉设备 磨煤机磨煤机送风机送风机煤粉煤粉煤煤空气空气预热器预热器冷空气冷空气热空气热空气锅锅炉炉燃燃烧烧器器冷空气冷空气烟气加热给水烟气加热给水灰渣从炉底灰渣从炉底排出排出锅炉辅助设备锅炉辅助设备锅炉本体锅炉本体给水给水受热面受热面过热蒸汽过热蒸汽锅炉工作过程示意图锅炉工作过程示意图1. 原煤破碎原煤干燥磨制煤粉输送煤粉燃烧；2. 空气加热燃料燃烧配风；3. 锅炉给水由省煤器受热面加热升温由蒸发受热面 (水冷壁)吸热将给水转变为汽水混合物或直接转变为蒸汽由过热器受热面将蒸汽进一步加热达到过热状态； 4. 排渣、清灰、除灰、烟气排放。1、基本概述、基本概述2.2 2.2 锅炉设备锅炉设备锅炉设备锅炉设备 二、锅炉设备的特性指标二、锅炉设备的特性指标二、锅炉设备的特性指标二、锅炉设备的特性指标1.锅炉容量（蒸发量）（t/h） 最大连续蒸发量（MCR，maximum continuous rating）：锅炉每小时能供应的蒸汽的吨数300MW机组配用锅炉容量为1000 t/h1000MW机组配用锅炉容量为3000 t/h1、基本概述、基本概述2.2 2.2 锅炉设备锅炉设备锅炉设备锅炉设备 2.锅炉蒸汽参数：锅炉蒸汽参数是说明蒸汽规范的特性数据。锅炉蒸汽参数是说明蒸汽规范的特性数据。锅炉蒸汽参数锅炉蒸汽参数额定蒸汽压力额定蒸汽压力额定蒸汽温度额定蒸汽温度过热蒸汽过热蒸汽再热蒸汽再热蒸汽额定蒸汽流量额定蒸汽流量再热蒸汽压力再热蒸汽压力再热蒸汽温度再热蒸汽温度再热蒸汽流量再热蒸汽流量300MW机组配用亚临界锅炉：过热器出口蒸汽参数为17.5MPa/5401000MW机组配用超超临界锅炉：过热器出口蒸汽参数为26.25MPa/605二、锅炉设备的特性指标二、锅炉设备的特性指标1、基本概述、基本概述2.2 2.2 锅炉设备锅炉设备锅炉设备锅炉设备 3.给水温度：省煤器入口的给水温度4.锅炉效率锅炉效率是指锅炉有效利用热量（即水和蒸汽吸收的热量）与单位时间内所消耗燃料的发热量的百分比现代锅炉的效率在现代锅炉的效率在90以上以上1、基本概述、基本概述二、锅炉设备的特性指标二、锅炉设备的特性指标2.2 2.2 锅炉设备锅炉设备锅炉设备锅炉设备 三、锅炉分类三、锅炉分类按锅炉的用途分类： 电站锅炉；工业锅炉；热水锅炉按锅炉容量分类：大、中、小型1、基本概述、基本概述2.2 2.2 锅炉设备锅炉设备锅炉设备锅炉设备 三、锅炉分类三、锅炉分类按锅炉的蒸汽压力： 低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉、亚临界压力锅炉、超临界压力锅炉、超超临界锅炉1、基本概述、基本概述低压低压2.45MPa中压中压2.944.92MPa高压高压7.8410.8MPa超高压超高压11.814.7MPa亚临界亚临界15.719.6MPa超临界超临界22.1MPa2.2 2.2 锅炉设备锅炉设备锅炉设备锅炉设备 按炉内燃烧过程的气体动力学原理分类 ： （1）火床炉（层燃炉） （2）室燃炉（煤粉炉） （3）旋风炉 （4）流化床锅炉1、基本概述、基本概述三、锅炉分类三、锅炉分类2.2 2.2 锅炉设备锅炉设备锅炉设备锅炉设备 按锅炉排渣的相态分类： (1)固态排渣锅炉煤粉炉煤粉炉 (2)液态排渣锅炉旋风炉旋风炉1、基本概述、基本概述三、锅炉分类三、锅炉分类按锅炉燃烧室内的压力分类 ： (1)负压燃烧锅炉 (2)压力燃烧锅炉2.2 2.2 锅炉设备锅炉设备锅炉设备锅炉设备 按锅炉蒸发受热面内工质的流动方式分类：n自然循环锅炉自然循环锅炉:蒸发受热面内的工质，依靠下降管中的水与上升管中的汽水混合物之间的密度差所产生的压力差进行循环的锅炉。n强制循环锅炉强制循环锅炉n直流锅炉直流锅炉n复合循环锅炉复合循环锅炉:1、基本概述、基本概述三、锅炉分类三、锅炉分类2.2 2.2 锅炉设备锅炉设备锅炉设备锅炉设备 按锅炉蒸发受热面内工质的流动方式分类：n自然循环锅炉自然循环锅炉n强制循环锅炉：强制循环锅炉：蒸发受热面内的工质除了依靠水与汽水混合物的密度差之外,主要依靠锅水循环泵的压头进行循环的锅炉。n直流锅炉直流锅炉n复合循环锅炉复合循环锅炉: :1、基本概述、基本概述三、锅炉分类三、锅炉分类2.2 2.2 锅炉设备锅炉设备锅炉设备锅炉设备 按锅炉蒸发受热面内工质的流动方式分类：n自然循环锅炉自然循环锅炉n强制循环锅炉强制循环锅炉n直流锅炉直流锅炉: :只依靠给水泵的压头,一次通过锅炉各受热面产生蒸汽的锅炉,称为直流锅炉。n复合循环锅炉复合循环锅炉: :由直流锅炉和强制循环锅炉综合发展来的,也可以说是对直流锅炉的一种改进。1、基本概述、基本概述三、锅炉分类三、锅炉分类直流锅炉2.2 2.2 锅炉设备锅炉设备锅炉设备锅炉设备 n 型锅炉型锅炉: : 电站锅炉，对不同容量和各种燃料均可采用。 n箱式箱式锅炉炉: : 燃油、燃气锅炉 n塔型塔型锅炉炉: : 燃用褐煤、多灰分低质烟煤。分全塔型和半塔型两种，后者是将空气预热器及送引风机布置在下面，大容量锅炉采用半塔型。 nD D型型锅炉炉: : 燃油、燃气容量不大的锅炉，通常采用双锅筒。 a)型 b)箱型 c)塔型 d) D型 四、锅炉炉型四、锅炉炉型四、锅炉炉型四、锅炉炉型1、基本概述、基本概述2.2 2.2 锅炉设备锅炉设备锅炉设备锅炉设备 五、电站锅炉的型号五、电站锅炉的型号 例：HG-670/13.7-1 SG-935/16.7-570/570-1哈尔滨HG 上海SG 东方DG1、基本概述、基本概述2.2 2.2 锅炉设备锅炉设备锅炉设备锅炉设备 六、锅炉机组六、锅炉机组经济性经济性指标指标 热效率热效率（90%90%） 净效率净效率 燃烧效率燃烧效率 式中式中 Q Q 1 1 锅炉有效利用热，锅炉有效利用热， kJ/kgkJ/kg； Q Q r r 锅炉在单位时间内所消耗燃料的输入热量锅炉在单位时间内所消耗燃料的输入热量,kJ/kg,kJ/kg； 锅炉机组自身所需的热量，锅炉机组自身所需的热量，kJ/kgkJ/kg； 锅炉机组自身电耗对应的热量，锅炉机组自身电耗对应的热量，kJ/kgkJ/kg； 、 锅炉化学、机械未完全燃烧热损失，锅炉化学、机械未完全燃烧热损失，% % 1、基本概述、基本概述2.2 2.2 锅炉设备锅炉设备锅炉设备锅炉设备 锅炉连续运行小时数锅炉连续运行小时数（50005000） 锅炉在两次检修之间的运行小时数锅炉在两次检修之间的运行小时数 锅炉可用率锅炉可用率（约（约90%90%） 指总运行小时数和总备用小时数之和占统计期间总时数的百分比指总运行小时数和总备用小时数之和占统计期间总时数的百分比 锅炉的事故率锅炉的事故率（约（约1%1%） 指事故停用小时数占总运行小时数和事故停用小时数之和的百指事故停用小时数占总运行小时数和事故停用小时数之和的百分比可用率分比可用率 七、锅炉机组七、锅炉机组安全性安全性指标指标1、基本概述、基本概述2.2 2.2 锅炉设备锅炉设备锅炉设备锅炉设备 八、电站锅炉发展趋势八、电站锅炉发展趋势 加快发展大容量、高参数机组加快发展大容量、高参数机组 大容量、高参数机组可适应生产发展的需要，电站热效率高，基建投资、设备和运行费用降低； 但大机组可用率相对较低，综合考虑，单机容量稳定在500800MW 强化煤电环境保护，发展洁净燃煤技术强化煤电环境保护，发展洁净燃煤技术 燃煤的燃气-蒸汽联合循环(燃煤硫化床燃烧联合循环及整体煤气化联合循环）和超临界压力蒸汽循环可满足燃煤、高效、低污染要求 提高运行可靠性和灵活性提高运行可靠性和灵活性 锅炉的可靠性涉及到设计、设备制造及安装、运行维护和生产管理等各个方面； 运行灵活性要求大力发展中间负荷机组，适应电网调峰需要（低负荷，两班制运行）；提高机组的监控水平 1、基本概述、基本概述2.2 2.2 锅炉设备锅炉设备锅炉设备锅炉设备 1、基本概述、基本概述