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电站锅炉原理锅炉原理锅炉原理 相关教材Ø樊泉桂樊泉桂 锅炉原理锅炉原理[M]. 第一版第一版.北京：中国电力出版社北京：中国电力出版社. 2008年年9月月.Ø容銮恩等容銮恩等 电站锅炉原理（四校合编），中国电力出版社电站锅炉原理（四校合编），中国电力出版社Ø冯俊凯，沈幼庭冯俊凯，沈幼庭 主编，主编，《《锅炉原理及计算锅炉原理及计算》》（第二版），（第二版），科学出版社，科学出版社， 2002版版Ø 范从振，电厂锅炉原理范从振，电厂锅炉原理.水利电力出版社，水利电力出版社，1986及以后版及以后版本本Ø陈学俊，陈听宽陈学俊，陈听宽.锅炉原理锅炉原理. 机械工业出版社，机械工业出版社，1986及以后及以后版本版本本章结构本章结构v锅炉简介锅炉简介v锅炉机组的工作过程锅炉机组的工作过程v锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数v锅炉的分类锅炉的分类v亚临界锅炉亚临界锅炉v超临界锅炉超临界锅炉锅炉Ø利利用用燃燃料料燃燃烧烧释释放放的的热热能能加加热热给给水水，，获获得得规规定定参参数数（（温温度度、、压压力力））和和品品质质的的蒸蒸汽的设备汽的设备Ø是是进进行行燃燃料料燃燃烧烧、、热热量量传传递递和和水水汽汽化化过过程的综合装置，程的综合装置，Ø是是火火力力发发电电厂厂的的三三大大主主要要设设备备之之一一；；（锅炉，汽机，发电机）（锅炉，汽机，发电机）1 1、锅炉简介、锅炉简介锅炉制造Ø国外主要产商：国外主要产商： B&W，， ABB，， CE，， Alstom，， Fosterwheeler, 三凌，日立，西门子三凌，日立，西门子Ø国内：国内： 哈锅、东锅、上锅、武汉、北京、杭州、哈锅、东锅、上锅、武汉、北京、杭州、济南、无锡济南、无锡建建国国初初，，1200 g/(kWh) 煤煤耗耗高高的的原原因因之之一一：：热电联产比例小热电联产比例小技术水平（煤耗）技术水平（煤耗）我我 国国 电电 力力 的的 平平 均均 供供 电电 煤煤 耗耗 ，， 从从 19901990年年 的的427g/(kWh)427g/(kWh)下下降降到到19951995年年的的412g/(kWh)412g/(kWh)，，仍仍比比世世界界先先进进国国家家高高8080多多g/(kW×hg/(kW×h) )。

2007年年 为为 357 /(kWh)，，2、、锅炉机组的工作过程锅炉机组的工作过程锅炉的组成锅炉的组成(炉内、锅内炉内、锅内)锅炉虽是一个整体，但从功能上可分成锅炉虽是一个整体，但从功能上可分成“炉侧炉侧”、、“锅侧锅侧”炉炉煤、空气煤、空气→ → 烟、烟、飞灰、炉渣飞灰、炉渣制制粉粉系系统统燃燃烧烧系系统统风风烟烟系系统统水、汽水、汽锅锅汽汽水水系系统统除除渣渣除除灰灰清清灰灰 系系统统电厂锅炉布置图炉侧的工作过程炉侧的工作过程1、制粉系统、制粉系统燃料输送燃料输送碎煤机碎煤机除铁器除铁器原煤斗原煤斗••• 磨煤机磨煤机煤粉煤粉••• 一次风输送煤粉通过燃烧器进入炉内一次风输送煤粉通过燃烧器进入炉内2、风烟系统、风烟系统送风机：送风机： 二次风；二次风；一次风机：一次风机： 一次风；一次风；引风机：烟气引风机：烟气空气预热器：利用烟气加热冷空气空气预热器：利用烟气加热冷空气3、燃烧系统、燃烧系统点火装置点火装置 燃烧器燃烧器 一次风挡板一次风挡板 二次风风箱挡板等二次风风箱挡板等燃烧器为主要设备，组织合理空气动力场，确保燃烧器为主要设备，组织合理空气动力场，确保燃料顺利着火、稳定燃烧、充分燃尽。

燃料顺利着火、稳定燃烧、充分燃尽 空气空气 煤煤 飞灰飞灰+灰渣灰渣 烟气烟气化学能化学能 热能热能4、除渣、除灰、清灰系统、除渣、除灰、清灰系统捞渣机、电除捞渣机、电除 尘、吹灰枪等尘、吹灰枪等锅侧的工作过程锅侧的工作过程5、汽水系统、汽水系统汽包炉：省煤器汽包炉：省煤器汽包汽包水冷壁水冷壁过热器过热器汽轮机汽轮机再热冷段再热冷段再热器再热器汽轮机汽轮机预热、汽化、过热预热、汽化、过热工质水工质水→→水蒸汽水蒸汽烟气烟气 水、水蒸汽水、水蒸汽热量的传递热量的传递直流炉：省煤器直流炉：省煤器水冷壁水冷壁启动分离器启动分离器过热器过热器汽轮机汽轮机水冷壁：蒸发受热面，包围火焰形成炉膛水冷壁：蒸发受热面，包围火焰形成炉膛过热器：过热，悬挂于炉膛上方或烟道内过热器：过热，悬挂于炉膛上方或烟道内再热器：过热，悬挂于炉膛上方或烟道内再热器：过热，悬挂于炉膛上方或烟道内省煤器：预热作用，吊装在尾部烟道内省煤器：预热作用，吊装在尾部烟道内带一次再热的朗肯循环带一次再热的朗肯循环本体与辅机本体与辅机锅炉本体：锅炉的汽包、水冷壁、过热器、锅炉本体：锅炉的汽包、水冷壁、过热器、再热器、省煤器、空预、燃烧器、排渣装再热器、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置以及相应的连接管道构架炉墙等构成的整体。

整体悬挂在钢梁上，向下膨胀悬挂在钢梁上，向下膨胀辅机：送风机、引风机、磨煤机、除尘器辅机：送风机、引风机、磨煤机、除尘器等等Ø锅炉容量锅炉容量：即蒸发量，锅炉每小时产生：即蒸发量，锅炉每小时产生的蒸汽量，的蒸汽量，kg/h，，t/h如1025t/h等等Ø额定蒸发量（额定蒸发量（ BRL ））：：在额定的蒸汽参在额定的蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，并数，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；保证热效率时所规定的蒸发量；kg/h,t/hØ最大连续蒸发量最大连续蒸发量（（BMCR）） ：在额定的：在额定的蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃蒸汽参数，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料，长期运行所达到的最大的蒸发量, kg/h, t/h3、、锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数 锅炉参数锅炉参数编号编号HG – 2008 / 18.2 - HM3制造厂制造厂 蒸发量蒸发量t/h 额定压力额定压力MPa 煤种煤种 SG 220 50MW 高压高压 褐煤褐煤DG 410 100MW 高压高压 烟煤烟煤WG 670 200MW 超高压超高压 无烟煤无烟煤国外国外 1000 300MW 亚临界亚临界 表表1-1 中国电站锅炉的蒸汽参数及容量中国电站锅炉的蒸汽参数及容量蒸汽压力蒸汽压力蒸汽温度蒸汽温度给水温度给水温度MCR发电功率发电功率MPa℃℃℃℃t/hMW9.9540205~225220,41050,10013.8540/540220~250420,670125,20016.8~18.6540/540250~2801025~2008300,60017.5540/5402551025~1650300,50025.4541/546286190060025545/545267~2771650~2650500,800锅炉的蒸汽参数：额定蒸汽压力、额定蒸汽温度锅炉的蒸汽参数：额定蒸汽压力、额定蒸汽温度表表1-2 亚临界压力自然、控制循环锅炉参数亚临界压力自然、控制循环锅炉参数机组功率300300300600600MWMWMWMWMWMW循环方式自然循环控制循环自然循环自然循环控制循环过热蒸汽流量 MCR1025102510252026.82008再热蒸汽流量，t/h860834.8823.81704.21634过热蒸汽压力，MPa18.218.318.318.1918.22再热蒸汽压力，MPa4/3.793.83/3.623.82/3.664.176/4.33.49/3.31续表1-2 亚临界压力自然循环及控制循环锅炉的容量和参数机组功率300300300600600MWMWMWMWMWMW过热蒸汽温度，℃540541540540.6540.6再热蒸汽温度，℃330/540322/541316/540313/540313.3/540.6给水温度，℃276281278276278.33燃煤量，t/h136.61139.89122.6264.4269.9燃烧方式四角燃烧四角燃烧对冲燃烧对冲燃烧四角燃烧00300530 00300530 锅炉原理锅炉原理 第一章第一章 概述概述 第三节第三节 锅炉的容量、参数及其分类锅炉的容量、参数及其分类表表1-3 超临界压力直流锅炉超临界压力直流锅炉及低倍率循环锅炉的容量和参数及低倍率循环锅炉的容量和参数机组功率，MW600500800500过热蒸汽流量 MCR1900165026501650再热蒸汽流量，t/h161314812151.51481过热蒸汽压力，MPa25.4252517.46再热蒸汽压力，MPa4.77/4.574.15/3.93.86/3.624.21/4过热蒸汽温度，℃541545545540续表续表1-3 超临界压力直流锅炉超临界压力直流锅炉及低倍率循环锅炉的容量和参数及低倍率循环锅炉的容量和参数机组功率，MW600500800500再热蒸汽温度，℃338/566295/545283/545333/540给水温度，℃286270277255燃煤量，t/h-208336.5-燃烧方式四角燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧水冷壁型式螺旋管圈垂直管屏垂直管屏垂直管屏表表1-4 国外超临界参数机组的发展方向国外超临界参数机组的发展方向主蒸汽压力，bar290305335400主蒸汽温度，℃582582610700再热蒸汽压力，bar807493112再热蒸汽温度，℃580600630720循环热效率，%4749>5052~55电站锅炉原理4、锅炉分类、锅炉分类一、按用途分Ø电站锅炉：产生的蒸汽用于发电电站锅炉：产生的蒸汽用于发电Ø工业锅炉：蒸汽主要用于工业企业生产工业锅炉：蒸汽主要用于工业企业生产工艺过程以及采暖和生活用工艺过程以及采暖和生活用Ø热水锅炉：产生热水，供热，取暖、制热水锅炉：产生热水，供热，取暖、制冷和生活用冷和生活用二、按锅炉容量分类依据发展状况在变化，目前：依据发展状况在变化，目前：Ø大型锅炉：大型锅炉： 通常指通常指300MW(~1000t/h)以上以上, 目前主流目前主流 为为2000～～3000t/h容量容量 最大单机容量有约最大单机容量有约4000t/h(前苏联）前苏联）Ø中型锅炉中型锅炉Ø小型锅炉：小于小型锅炉：小于65t/h三、按蒸汽压力分类Ø低压锅炉：低压锅炉：<2.45 MPaØ中压锅炉：中压锅炉：2.94~4.9 MPaØ高压锅炉：高压锅炉： 7.84~10.8 MPaØ超高压锅炉：超高压锅炉：11.8~14.7 MPaØ亚临界压力锅炉：亚临界压力锅炉： 15.7~19.6 MPaØ超临界压力锅炉：绝对压力大于超临界压力锅炉：绝对压力大于22.1MPaØ超超临界压力锅炉：超超临界压力锅炉：~27 MPa以上以上四、按燃烧方式分类①①火床炉火床炉 ②②煤粉炉煤粉炉③③旋风炉旋风炉④④流化床锅炉流化床锅炉①火床炉Ø固体燃料以一定厚度分布在炉排上进行燃烧的方式固体燃料以一定厚度分布在炉排上进行燃烧的方式Ø用火床燃烧方式来组织燃烧的锅炉用火床燃烧方式来组织燃烧的锅炉- -链条炉、人工炉、炉排链条炉、人工炉、炉排炉等炉等Ø炉排结构复杂，体积大，金属耗量大，热效率偏低，不易放炉排结构复杂，体积大，金属耗量大，热效率偏低，不易放大，污染排放严重大，污染排放严重链条炉②煤粉炉Ø火室燃烧方式：燃料以粉状、雾状或气态随同火室燃烧方式：燃料以粉状、雾状或气态随同空气喷入燃烧室中进行燃烧的方式空气喷入燃烧室中进行燃烧的方式Ø细颗粒燃料随空气细颗粒燃料随空气-烟气流作连续运动，连续烟气流作连续运动，连续流过燃烧空间，在悬浮状态下着火燃烧、燃烬流过燃烧空间，在悬浮状态下着火燃烧、燃烬典型的煤粉炉Ø效率高，体积小，易大型化效率高，体积小，易大型化Ø燃料适应性差，需燃料适应性差，需FGD，，负荷调节稍差负荷调节稍差③旋风炉Ø燃料和空气在高温旋风燃料和空气在高温旋风筒内高速旋转，细颗粒筒内高速旋转，细颗粒在筒内燃烧，粗颗粒被在筒内燃烧，粗颗粒被甩向壁面液态渣膜上燃甩向壁面液态渣膜上燃烧的方式烧的方式Ø效率高，体积小，不需效率高，体积小，不需粉煤机粉煤机Ø负荷调节范围小，温度负荷调节范围小，温度高，有些燃料不适合，高，有些燃料不适合，NOxNOx高高④流化床锅炉Ø燃料颗粒在大于临界风速的燃料颗粒在大于临界风速的空气流下，在流化床内呈流空气流下，在流化床内呈流化状态的燃烧方式化状态的燃烧方式Ø流态化：固体颗粒在与流动流态化：固体颗粒在与流动着的流体混合后，能像流体着的流体混合后，能像流体那样自由流动的现象那样自由流动的现象Ø鼓泡流化床和循环流化床锅鼓泡流化床和循环流化床锅炉炉Ø燃料适应广，炉内脱硫，低燃料适应广，炉内脱硫，低氮氧化物，负荷调节好氮氧化物，负荷调节好Ø磨损问题，目前大型化不够磨损问题，目前大型化不够CFB锅炉发电厂典型的循环流化床锅炉五、按蒸发受热面内 工质流动来分①①自然循环锅炉自然循环锅炉②②强制循环锅炉强制循环锅炉③③直流锅炉直流锅炉④④复合循环锅炉复合循环锅炉①①自然循环锅炉自然循环锅炉Ø蒸发受热面内工质依靠下降管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的密度差所产生的压力差进行循环的锅炉循环的锅炉Ø压力越低，越可靠压力越低，越可靠Ø可以应用到亚临界锅炉可以应用到亚临界锅炉Ø具有汽包，金属消耗量增大具有汽包，金属消耗量增大自然循环的煤粉锅炉②强制循环锅炉Ø压力的升高，使汽水密度压力的升高，使汽水密度差非常小，自然循环不可差非常小，自然循环不可能能Ø借助循环泵使汽水混合物借助循环泵使汽水混合物循环循环强制循环煤粉锅炉循环泵③直流锅炉n接近临界压力（接近临界压力（22.1222.12MPaMPa) )或超临界压力时或超临界压力时, ,汽汽水混合物密度几乎一样，汽水分离很难实现，水混合物密度几乎一样，汽水分离很难实现，只能采用直流锅炉只能采用直流锅炉n没有汽包没有汽包直流锅炉④复合循环锅炉Ø依靠锅炉水循环泵将蒸发受热面出口的部分或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全部工质进行再循环的锅炉Ø是由直流锅炉和强制循环锅炉综合发展起来的是由直流锅炉和强制循环锅炉综合发展起来的锅炉锅炉六、按锅炉排渣的相态分类Ø固态排渣锅炉（低于灰熔点运行，是目前的主固态排渣锅炉（低于灰熔点运行，是目前的主流）流）Ø液态排渣锅炉（高于灰熔点运行，如旋风炉等）液态排渣锅炉（高于灰熔点运行，如旋风炉等）液态排渣炉Ø燃料适应性强燃料适应性强Ø排渣有利于利用：排渣有利于利用：Ø复杂复杂Ø污染大污染大NOxNOx等等Ø高温腐蚀高温腐蚀Ø目前很少用目前很少用电站锅炉原理5、亚临界锅炉、亚临界锅炉一、采用对冲燃烧方式的一、采用对冲燃烧方式的300MW自然循环锅炉自然循环锅炉二、采用四角燃烧方式的二、采用四角燃烧方式的300MW自然循环锅炉自然循环锅炉三、三、FW亚临界压力亚临界压力600MW自然循环锅炉自然循环锅炉四、四、FW660MW级和级和300MW级级W型火焰锅炉型火焰锅炉五、五、B&W360MW级级W型火焰锅炉型火焰锅炉图1-4 采用对冲燃烧的300MW锅炉图1-5 采用四角切圆燃烧的300MW自然循环锅炉图1-6 亚临界冲燃烧的600MW自然循环锅炉图1-7 FW 660MW等级W火焰锅炉图1-8 B&W公司 360MW等级W火焰锅炉图1-9 600MW亚临界压力控制循环锅炉图1-10 循环泵结构图1-11 500WM低倍率循环塔式布置锅炉电站锅炉原理6、超临界锅炉、超临界锅炉一、一、600MW超临界参数直流锅炉超临界参数直流锅炉二、二、HBC-1000MW超超临界参数机组锅炉炉型超超临界参数机组锅炉炉型三、三、800MW超临界压力锅炉超临界压力锅炉图图1-12~图图1-17图1-12 某电厂600WM超临界压力锅炉图1-13 传力板、支撑板和绑带结构图1-14 包墙管和水冷壁流程图1-15 HBC-1000MW超超临界压力锅炉图1-16 HBC-1000MW锅炉水冷壁分配器图1-15 800MW超临界锅炉整体布置（中国：辽宁：绥中电厂）。