锅炉原理动画

参考文献冯俊凯，沈幼庭主编，《锅炉原理及计算》（第三版），科学出版社陈学俊，陈听宽.锅炉原理.机械工业出版社，其它锅炉方面的著作锅炉手册、锅炉房设计、热能动力工程手册期刊锅炉技术、工业锅炉、工业炉、热力发电、汽轮机技术、汽轮机技术、热能动力工程等等2012/3/81锅炉原理与设计§1.锅炉的作用§2.锅炉的构成与工作原理§3.锅炉的分类§4.锅炉的安全与经济指标§5.锅炉的历史与发展趋势第一章绪论2012/3/82锅炉原理与设计三大热机循环？内燃机循环燃气轮机循环朗肯循环三大热机循环用在那些方面？提问：哪些同学能在P—V图或T—S图中表示出来？理论基础2012/3/83锅炉原理与设计东方600MW超临界锅炉2012/3/84锅炉原理与设计锅炉设备整体布置图片2012/3/85锅炉原理与设计锅炉设备整体布置图片启动分离器2012/3/86锅炉原理与设计HG-亚临界自然循环汽包锅炉2012/3/87锅炉原理与设计HG-1950/25.4-YM1HG-超临界直流锅炉2012/3/88锅炉原理与设计HG-超临界直流锅炉HG-2980/26.15-YM22012/3/89锅炉原理与设计锅炉设备整体布置图片2012/3/810锅炉原理与设计锅炉设备动画2012/3/811锅炉原理与设计燃料燃烧.换热.产生一定参数（温度、压力）与品质的蒸汽。是进行燃料燃烧、热量传递和水气化过程的综合装置.电站锅炉是火力发电厂三大主机之一，能量转换的基本过程之一。§1锅炉的作用在电厂的地位燃料的化学能烟气的热能蒸汽(或热水)的热能燃烧换热燃料的化学能蒸气的热能转子的机械能电能发电机锅炉汽轮机2012/3/812锅炉原理与设计燃煤电厂的Flash动画2012/3/813锅炉原理与设计§2锅炉的构成与工作原理1.本体2.辅机3.附件4.典型布置介绍5.工作原理介绍2012/3/814锅炉原理与设计1.本体锅：汽水系统容纳汽水的空间。下降管、汽包、水冷壁、联箱、过热器、再热器、省煤器(承高压)炉：燃烧系统炉膛、燃烧器、烟道(非承高压)、空气预热器钢架与平台楼梯用于支承设备的重量及方便运行与检修2012/3/815锅炉原理与设计2012/3/8锅炉原理与设计16形象理解：锅：用来装要被加热的水(或其它介质)的容器炉：加热锅的装置炉锅锅炉2012/3/8锅炉原理与设计17本体结构动画--炉膛2012/3/8锅炉原理与设计18本体结构动画--炉膛内部2012/3/8锅炉原理与设计19本体结构动画--省煤器2012/3/8锅炉原理与设计20本体结构动画--过热器2012/3/8锅炉原理与设计21本体结构图片—汽包2012/3/8锅炉原理与设计22本体结构图片—水冷壁2012/3/8锅炉原理与设计23本体结构图片—过热器2012/3/8锅炉原理与设计24本体结构图片—省煤器2012/3/8锅炉原理与设计25本体结构图片—燃烧器2012/3/8锅炉原理与设计26本体结构图片—空气预热器2012/3/8锅炉原理与设计27送风机、引风机磨煤机、给煤机给粉机除渣设备除尘器是协助锅炉运行不可缺少的。燃料制备，将燃料、空气连续地、有组织地送入炉膛，连续地排出燃烧产生的烟气与灰渣，将烟气携带的飞灰分离出来等。2.辅机2012/3/8锅炉原理与设计28锅炉机组辅助系统燃料供应系统（煤场以及输煤装置）煤粉制备系统（磨煤机、给粉机、排粉风机、粗细粉分离器）给水系统（给水泵，阀门，管道）通风系统（送风机、引射风机，保证负压）除灰除尘系统（现在还包括脱硫脱销，静电除尘器，排渣装置）水处理系统（化学处理进水以及物理处理回收）（锅炉金属腐蚀,水管结垢燃烧时过热造成破管）测量机控制系统（DCS系统，主要用来监控和控制锅炉运行）由于火电站设备繁多，工艺流程复杂，直接由人工控制则很难保证各设备及系统的正常运行，因此现代火电站均配有先进的计算机集散控制系统（DCS），同时配有机组的数据采集系统（DAS）,协调控制系统（CCS），其下还包括很多子系统。另外锅炉还有燃烧安全监控系统（FSSS）或燃烧器管理控制系统（BMS）等等。为了方便生产过程的监控和管理，一些电厂还配有监控信息系统（SIS）2012/3/829锅炉原理与设计2012/3/830锅炉原理与设计2012/3/8锅炉原理与设计313.附件安全阀吹灰器水位计温度与压力测量仪表2012/3/8锅炉原理与设计32锅炉总体上呈∏型布置悬吊式结构，各受压元件应能按预定方向自由膨胀4.典型布置介绍2012/3/8锅炉原理与设计332012/3/8PrinciplesofBoilerPage33锅炉设备整体布置图片2012/3/8锅炉原理与设计34流化床锅炉2012/3/8锅炉原理与设计355.锅炉工作原理给水与蒸汽工作流程烟气工作流程燃料工作流程灰渣流程空气工作流程2012/3/8锅炉原理与设计36锅炉工作原理动画2012/3/8锅炉原理与设计37输煤系统卸煤机输煤栈桥转运站转运站输煤皮带锅炉房原煤仓输煤栈桥煤场燃料输送碎煤机除铁器原煤斗给煤机2012/3/8锅炉原理与设计38运煤翻车机卸煤转运站煤场输煤栈桥皮带输送机电磁除铁器碎煤机送往制粉系统2012/3/8锅炉原理与设计39锅炉工作原理动画2012/3/8锅炉原理与设计40省煤器汽包炉膛过热器再热器汽轮机凝汽器凝结水主蒸汽温度，压力下降的蒸汽>530℃锅炉设备汽水流程2012/3/8锅炉原理与设计41给水与蒸汽工作流程给水进入省煤器，吸收烟气的热量，进入汽包;与分离器出水混合，进下降管，分配到每根水冷壁管;在水冷壁管中吸收火焰辐射热，形成汽水混合物;向上流动，由汽水导管引入汽包，进行汽水分离。分离出的饱和水与给水混合进入下降管。分离出的饱和蒸汽从汽包顶部引出，进入各级过热器主要有包覆过热器、屏式过热器、对流过热器等。形成过热蒸汽，被送到汽机高压缸。高压缸排汽被送到再热器，提高温度，再送到汽轮机的中低压缸。2012/3/8锅炉原理与设计42烟气工作流程在炉膛中，燃料燃烧不断放出热量，产生高温烟气。从炉膛流出、再进入水平烟道、垂直烟道、尾部烟道，并将热量传递给炉膛与烟道中布置的各种受热面，烟气的温度逐渐下降。最后经过除尘设备、脱硫设备、引风机，由烟囱排出到大气。2012/3/8锅炉原理与设计43燃料工作流程煤由煤仓进入给煤机，再入磨煤机，磨成煤粉；在排粉机的作用下，被干燥剂输送到粗粉分离器，将不合格的粗粉分离出，返回重磨。合格的煤粉被干燥剂输送到细粉分离器，将煤粉与气体分离开来，煤粉贮存在粉仓中；分离出来的气体叫乏气。乏气一部分送至磨煤机用于磨煤机的风量协调，另一部分作为三次风。粉仓中的煤粉由给粉机按负荷的要求送到混合器，与一次风混合，送到燃烧器，进入炉膛燃烧。2012/3/8锅炉原理与设计44灰渣流程煤在炉膛内燃烧，最高温度可以达到1500~1600度(火焰中心)。煤中的灰分一部分随烟气流出炉膛，进入烟道，叫飞灰，约占95%，最后由除尘器将它分离出来;另一部分进入炉膛底部，由排渣装置排出，约占5%。2012/3/8锅炉原理与设计45空气工作流程外部冷空气由送风机提高压头后，送到空气预热器，成为热空气；送入磨煤机的是干燥剂；直接送到燃烧器喷口的助燃空气，叫二次风。外部冷空气由一次风机提高压头后，送到空气预热器，成为热空气；送到一次风母管，分配到各一次风支管；与煤粉混合器中的煤粉混合，输送煤粉到燃烧器，进入炉膛。2012/3/8锅炉原理与设计46锅炉是一个密切联系的整体设备“锅”与“炉”一个吸热，一个放热，是一个整体设备。水的循环流动及蒸汽的高速流动，不断地将受热面吸收的热量带走，使受热面得到良好的冷却。2012/3/8锅炉原理与设计47§3锅炉的分类1.锅炉的容量与参数2.锅炉型号表示方法3.锅炉分类1.锅炉的容量与参数锅炉容量锅炉容量：即蒸发量，锅炉每小时产生的蒸汽量，kg/s，t/h。如1000t/h等额定蒸发量（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（出厂）（每一台锅炉都是针对某种燃料设计的）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（运行）De2012/3/848锅炉原理与设计额定蒸汽压力：蒸汽锅炉在规定的给水压力和规定的负荷范围内，长期连续运行时应予保证的出口蒸汽压力，单位是Mpa。额定蒸汽温度：蒸汽锅炉在规定的负荷范围、额定蒸汽压力和额定给水温度下长期连续运行所必须保证的出口蒸汽温度，单位是℃。（再热机组还应该包括额定再热蒸汽参数）锅炉的蒸汽参数2012/3/849锅炉原理与设计蒸汽压力蒸汽温度给水温度BMCR发电功率MPa℃℃(t/h)MW13.8540/540220-25067020016.8540/540250-280102530017.5540/540260-290200860025.5569/571280-2951900600（希望大家有定性的认识）2012/3/850锅炉原理与设计我国电站锅炉的蒸汽及容量系列2012/3/8锅炉原理与设计51国内规定方法编制：△△－×××/×××－×××／×××－△×（1）（2）(3)(4)(5)(6)(7)（1）：厂家拼音缩写（2）：锅炉蒸发量，t/h（3）：过热蒸汽额定出口压力，MPa（4）：过热蒸汽温度，℃（5）：再热蒸汽温度，℃（6）：燃料种类代号（拼音缩写表示）（7）：设计序号2.锅炉型号表示方法型号（铭牌）DG–670/13.7–540/540–M8制造厂蒸发量(t/h)/额定压力(MPa)过热温度/再热温度燃料代号SG上海锅炉厂DG东方锅炉厂WG武汉锅炉厂BWG北京巴威锅炉厂设计燃料为煤，设计序号为62012/3/852锅炉原理与设计2012/3/8锅炉原理与设计53工业锅炉型号△△△╳╳―╳╳/╳╳―△╳设计次序燃料代号额定蒸汽或热水温度额定蒸汽压力额定蒸发量燃烧方式锅炉型号例SHL20-2.45/400-A双锅筒横置式链条炉排，额定蒸发为20t/h，蒸汽压力为2.45MPa，过热蒸汽温度为400℃，燃用烟煤3锅炉分类按照锅炉用途分类电站锅炉工业锅炉热水锅炉船舶锅炉按照锅炉容量分类大、中、小De<400t/h,400t/h<De<1000t/h,De<1000t/h2012/3/854锅炉原理与设计按压力分类低压锅炉：<2.45MPa中压锅炉：2.94~4.9MPa高压锅炉：7.84~10.8MPa超高压锅炉：11.8~14.7MPa亚临界压力锅炉：15.7~19.6MPa超临界压力锅炉：绝对压力大于22.1MPa超超临界压力锅炉：~27MPa以上以上压力均为表压，表压和实际压力有什么区别？2012/3/855锅炉原理与设计2012/3/8锅炉原理与设计56压力类型蒸汽压力（MPa)蒸汽温度（℃）给水温度（℃）蒸发量（t/h）机组容量（MW)汽水流动方式高压9.854021522050自然循环540410100超高压13.7555/555240400125自然循环、直流540/540670200自然循环亚临界压力16.7540/5402601000300自然循环16.7540/5402621025300直流18.3540/5402782008600控制循环超临界压力25545/5452771000300直流25.4541/569286190060025545/54527526508002012/3/8锅炉原理与设计57进省煤器的给水温度。动力中压锅炉给水温度：150℃或170℃动力高压锅炉给水温度：215℃动力亚临界锅炉给水温度：260℃提问：（1）锅炉容量增加，为什么锅炉蒸汽压力提高？（2）随锅炉容量增加，锅炉给水温度为什么提高？按照锅炉的燃烧方式分类2012/3/858锅炉原理与设计火床燃烧方式及火床炉固体燃料以一定厚度分布在炉排上进行燃烧的方式用火床燃烧方式来组织燃烧的锅炉—链条炉、人工炉、炉排炉等炉排结构复杂，体积大，金属耗量大，热效率偏低，不适应大容量锅炉发展的需要，污染排放严重。2012/3/8锅炉原理与设计592012/3/8锅炉原理与设计60作业：简述SHL的构成和工作原理2012/3/861锅炉原理与设计火室燃烧方式和室燃炉火室燃烧方式：燃料以粉状、雾状或气态随同空气喷入燃烧室进行燃烧的方式细颗粒燃料随空气-烟气流动作连续运动，连续流过燃烧空间，在悬浮状态下着火燃烧、燃尽2012/3/862锅炉原理与设计旋风燃烧方式和旋风炉燃料和空气在高温旋风筒内高速旋转，细颗粒在筒内燃烧，粗颗粒被甩向壁面液态渣膜上燃烧方式效率高，体积小，容积热负荷大负荷范围调节小，温度高，有些燃料不适合，氮氧化物偏高2012/3/8锅炉原理与设计63流化床燃烧方式和流化床锅炉燃料颗粒在大于临界风速的空气流下，在流化床内呈流化状态的燃烧方式流态化：固体颗粒在与流动着的流体混合后，能像流体那样自由流动的现象鼓泡流化床→循环流化床锅炉燃料适应广，炉内脱硫，低氮氧化物，负荷调节好磨损问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，目前大型化不够2012/3/864锅炉原理与设计2012/3/8锅炉原理与设计652012/3/866锅炉原理与设计典型的循环流化床锅炉2012/3/867锅炉原理与设计按蒸发受热面内工质流动来分自然循环锅炉：有汽包，利用下降管和上升管中工质密度差产生工质循环。强制循环锅炉有汽包和循环泵，利用循环泵压头循环。直流锅炉无汽包，给水靠给水泵压头一次通过各受热面全变为蒸汽。复合循环锅炉介于强制循环锅炉和直流锅炉之间2012/3/868锅炉原理与设计(a)自然循环汽包锅炉K=4-10，亚临界以下GD循环倍率：K=G/D(b)强制循环汽包锅炉K=3-5，临界压力以下GD2012/3/869锅炉原理与设计(c)直流锅炉K=1，高压以上2012/3/870锅炉原理与设计自然循环锅炉蒸发受热面内工质依靠下降管内水与上升管内的汽水混合物的密度差所产生的压力差进行循环的锅炉压力越低，越可靠可以应用到亚临界锅炉具有汽包，金属耗量增大小于18.15MPa2012/3/871锅炉原理与设计强制循环锅炉压力的升高，使汽水密度差非常小，自然循环不可能借助循环泵使汽水混合物循环小于19.62MPa可用2012/3/872锅炉原理与设计2012/3/873锅炉原理与设计直流锅炉接近临界压力（22.12MPa）或超临界压力时，汽水混合密度几乎一样，汽水分离很难实现，只能采用直流锅炉没有汽包自然循环锅炉的水循环是在下降管内的水和水冷壁内汽水混合物的密度差形成的循环压头推动下进行的。由于循环压头较小，为了使自然循环锅炉水冷壁内的汽水混合物维持较高的流速，应减小循环回路的流动阻力，水冷壁选用大直径管子是降低循环回路阻力的有效 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 。强制循环锅炉和直流锅炉不存在这个问题，所以管径可以选择小一些，流速可以更高一些，换热也会强化。2012/3/874锅炉原理与设计2012/3/875锅炉原理与设计复合循环锅炉依靠锅炉水循环泵将蒸发受热面出口的部分或全部工质进行再循环的锅炉由直流锅炉和强制循环锅炉综合的锅炉(d)复合循环锅炉K=1.2-2,压临界按锅炉排渣的相态分类固态排渣锅炉（低于灰熔点运行，是目前的主流）液态排渣锅炉（高于灰熔点运行，如旋风炉等）按燃烧室内压力分类负压燃烧（目前主流，简单）炉膛出口烟气静压小于大气压力的锅炉压力燃烧炉膛出口烟气静压大于大气压力2012/3/876锅炉原理与设计2012/3/8锅炉原理与设计771.安全指标连续运行小时数事故率可用率2.经济指标热效率净效率燃烧效率钢材消耗§4锅炉的安全与经济指标2012/3/8锅炉原理与设计781.安全指标锅炉安全性用以下几个指标来衡量连续运行小时数两次检修之间的运行小时数事故率可用率事故率越低，可用率越高，锅炉的安全可靠性就越高。=1%+事故停用小时数事故率总运行小时数事故停用小时数+=90%运行总时数备用总时数可用率统计期间总时数2012/3/8锅炉原理与设计792.锅炉的经济指标热效率净效率燃烧效率Q1—锅炉有效利用热，kJ/kg；Qr—锅炉在单位时间内所消耗燃料的输入热量,kJ/kg；Qq—锅炉机组自用热量，kJ/kg；Qp—锅炉机组自用电耗对应的热量，kJ/kg；q3,q4—锅炉化学.机械未完全燃烧热损失，%1100,%grQQ1,%qpjrQQQQ341(),%rqq2012/3/8锅炉原理与设计80§5锅炉的历史与发展趋势1、大容量高参数发展趋势与限制2、提高运行可靠性和灵活性3、洁净燃煤技术4、锅炉燃烧技术的发展2012/3/8锅炉原理与设计811.大容量高参数发展趋势与限制经济发展单机容量增大是发展需求。容量增大有限制，目前最大1300MW,再增大灵活性差，可用率较低。燃料价格上涨，供应短缺，需要节能。超临界压力（24.12MPa）蒸汽参数，比亚临界供电效率高1.4%，（37.4－＞38.8）容量的增大与参数的提高适应，同步提高；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；金属材料温度有限制，一般上限到570℃热电联产，热电联产减少了凝汽损伤，减少了数量众多、效率底下的锅炉房，节能减排。2012/3/8锅炉原理与设计82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运行灵活性--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2.提高运行可靠性和灵活性2012/3/8锅炉原理与设计833.洁净燃煤技术燃气蒸汽联合循环电站的锅炉蒸汽参数只需（10MPa~），燃烧轮机入口温度1100－1260℃，供电效率45－52%燃煤联合循环电站。三联供电站联合发电循环整体煤气化联合循环（IntergratedGasificationCombinedCycle即IGCC）常压流化床燃烧联合循环（AFBC-CC）增压流化床燃烧联合循环（PFBC-CC）燃料电池技术2012/3/8锅炉原理与设计84燃烧前的净化加工技术燃烧中的净化燃烧技术燃烧后的净化处理技术2012/3/8锅炉原理与设计85煤炭洗选：是利用煤和杂质（矸石）的物理、化学性质的差异，通过物理、化学或微生物分选的方法使煤和杂质有效分离，并加工成质量均匀、用途不同的煤炭产品的一种加工技术。按选煤方法的不同，可分为物理选煤、物理化学选煤、化学选煤及微生物选煤等。型煤：型煤是以粉煤为主要原料，按具体用途所要求的配比，机械强度，和形状大小经机械加工压制成型的，具有一定强度和尺寸及形状各异的煤成品。常见的有煤球、煤砖、煤棒、蜂窝煤等。水煤浆：水煤浆是由大约65%的煤、34%的水和1%的添加剂通过物理加工得到的一种低污染、高效率、可管道输送的代油煤基流体燃料。2012/3/8锅炉原理与设计86超细粉再燃低NOX燃烧技术2012/3/8锅炉原理与设计87联合脱硫脱硝流程图2012/3/8锅炉原理与设计88整体式煤气化燃气—蒸汽联合循环(IGCC)2012/3/8锅炉原理与设计89联合循环用立式余热锅炉2012/3/8锅炉原理与设计902012/3/8锅炉原理与设计91增压流化床锅炉联合循环2012/3/8锅炉原理与设计92作业与思考题1、什么是锅炉的额定蒸发量、最大长期连续蒸发量、容量、额定压力、额定汽温？2、以一台电厂锅炉为例，简单画出并简述锅炉中汽水、燃料、空气、灰渣的基本工作流程。3、按水循环方式不同，锅炉可以分为哪几类，各有何特点？4、按燃烧方式不同，锅炉可以分为哪几类，各有何特点？5、锅炉本体主要由哪些主要部件组成?各有什么主要功能?