1锅炉工作原理Word格式.docx
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给水温度是指省煤器的进水温度，无省煤器时即指锅筒进水温度。
锅炉容量
是指锅炉提供热能的一种能力。
容量大供热的能力大、出力大；
反之就小。
如：
容量为1t/h蒸汽锅炉，即表示该锅炉在1小时内可以将1吨的水变成一定压力下饱和蒸汽的能力。
工作压力
工作压力是指锅炉最高允许使用的压力。
工作压力是根据设计压力来确定的，通常用MPa来表示。
锅炉压力
锅炉行业通常所指的锅炉压力（压强）即表示垂直于容器单位壁面积上的力，用“Mpa”表示，旧单位“公斤力/厘米2”（kgf/cm2）。
额定温度
锅炉铭牌上标明的温度是锅炉出口处介质的温度，又称额定温度。
蒸发量（D）
蒸汽锅炉长期安全运行时，每小时所产生的蒸汽数量，即该台锅炉的蒸发量，用“D”表示，单位为吨/小时（t/h）。
饱和蒸汽
锅炉中的水在某一压力下被燃料燃烧所放出的热量加热而发生沸腾，汽化变为蒸汽，这种处于沸腾状态下的炉水温度是饱和蒸汽；
锅内压力高，饱和蒸汽温度就高。
如1.0Mpa饱和蒸汽温度184℃，1.25Mpa饱和蒸汽温度193℃。
过热蒸汽
温度高于对应压力下的饱和温度的蒸汽称为过热蒸汽。
过热蒸汽的热焓大，熵值高做功的能力大，与饱和蒸汽质量相同的过热蒸汽作为热源用，可使被加热的介质温度升得高，送入汽轮发电机则可以发出较多的电力。
热功率（供热量Q）
热水锅炉长期安全运行时，每小时出水有效带热量。
即该台锅炉的热功率，用“Q”表示，单位为兆瓦（MW），工程单位为104千卡/小时（104Kcal/h）。
锅炉热效率
是指锅炉或有机热载体炉在热交接过程中，被水、蒸汽或导热油所吸收的热量，占进入锅炉的燃料完全燃烧所放出的热量的百分数。
水汽系统
在水汽系统方面，给水在加热器中加热到一定温度后，经给水管道进入省煤器，进一步加热以后送入锅筒，与锅水混合后沿下降管下行至水冷壁进口集箱。
水在水冷壁管内吸收炉膛辐射热形成汽水混合物经上升管到达锅筒中，由汽水分离装置使水、汽分离。
分离出来的饱和蒸汽由锅筒上部流往过热器，继续吸热成为一定温度的过热蒸汽（目前大多300MW、600MW机组蒸汽温度约为540℃左右），然后送往汽轮机。
燃烧和烟风系统
在燃烧和烟风系统方面，送风机将空气送入空气预热器加热到一定温度。
在磨煤机中被磨成一定细度的煤粉，由来自空气预热器的一部分热空气携带经燃烧器喷入炉膛。
燃烧器喷出的煤粉与空气混合物在炉膛中与其余的热空气混合燃烧，放出大量热量。
燃烧后的热烟气顺序流经炉膛、凝渣管束、过热器、省煤器和空气预热器后，再经过除尘装置，除去其中的飞灰，最后由引风机送往烟囱排向大气。
燃料
工业锅炉用燃料分为三类：
固体燃料—烟煤，无烟煤，褐煤，泥煤，油页岩，木屑，甘蔗渣，稻糠等；
液体燃料—重油，渣油，柴油，等；
气体燃料—天然气，人工燃气，液化石油气等。
煤的成分及性质
组成：
高位发热量Q高是指1KG燃料完全燃烧后燃烧产物冷却到使其中的水蒸气凝结成0度的水时放出的热量。
低位发热量Q低是指1KG燃料完全燃烧后燃烧产物除去汽化潜热后所得的热量。
锅炉设计采用低位发热量的原因：
煤在燃烧后，排烟仍具有相当高的温度，使得蒸汽无法凝结，汽化潜热无法回收利用，因而采用低位发热量。
隔绝空气加热到850℃以上，有机物和矿物质发生分解，分解析出的气态产物称挥发分。
挥发分多的煤易着火，易燃尽；
应用成分：
C%+H%+O%+N%+S%+A%+W%=100%
干燥成分：
C%+H%+O%+N%+S%+A%=100%
可燃成分：
C%+H%+O%+N%+S%=100%
锅炉烟气
锅炉烟气中所含粉尘（包括飞灰和炭黑）、硫和氮的氧化物都是污染大气的物质，未经净化时其排放指标可达到环境保护规定指标的几倍到数十倍。
控制这些物质排放的措施有燃烧前处理、改进燃烧技术、除尘、脱硫和脱硝等。
借助高烟囱只能降低烟囱附近地区大气中污染物的浓度。
烟气除尘所使用的作用力有重力、离心力、惯性力附着力以及声波、静电等。
对粗颗粒一般采用重力沉降和惯性力的分离，在较高容量下常采用离心力分离除尘静电除尘器和布袋过滤器具有较高的除尘效率。
湿式和文氏—水膜除尘器中水滴水膜能粘附飞灰，除尘效率很高还能吸收气态污染物。
二、锅炉的分类和规格型号
自然循环锅炉：
利用水汽密度差产生的压头，提供循环动力。
直流锅炉：
依靠水泵的压头来提供动力。
强制循环：
锅炉下降管中加装了循环泵。
一.锅炉的分类
1、按烟气在锅炉流动的状况分
水管锅炉、锅壳锅炉（火管锅炉）、水火管组合式锅炉。
2、按锅筒放置的方式分
立式锅炉、卧式锅炉。
3、按锅筒数量分
单锅筒锅炉、双锅筒锅炉。
4、按用途分
生活锅炉、工业锅炉、电站锅炉、车船用锅炉。
5、按介质分
蒸汽锅炉、热水锅炉、汽水两用锅炉、有机热载体锅炉。
6、按安装方式分
快装锅炉、组装锅炉、散装锅炉。
7、按燃料分燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、余热锅炉、电加热锅炉、生物质锅炉。
8、按水循环分自然循环、强制循环、直流锅炉、复合循环。
9、按压力分常压锅炉、低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉。
10、按锅炉数量分单锅筒锅炉、双锅筒锅炉。
11、按燃烧定在锅炉内部或外部分内燃式锅炉、外燃式锅炉。
12、按工质在蒸发系统的流动方式可分为自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉等。
13、按制造级别分类A级、B级、C级、D级、E级（按制造锅炉的压力分）。
14、按出口蒸汽压力分为低压锅炉（P〈2.45MPa）、中压锅炉（3.8〈P〈5.8MPa）、高压锅炉（5.9〈P=12.6MPa）、超高压锅炉（12.7〈P=15.8MPa）、亚临界锅炉（15.9〈P=18.3MPa）、超临界锅炉（22.115〈P〈30MPa）、超超临界锅炉>
30MPa。
15、按锅炉的蒸发量分类
（1）小型锅炉：
D<
20吨/小时；
（2）中型锅炉：
D=20∽75吨/小时；
（3）大型锅炉：
D>
75吨/小时。
二、锅炉型号由三部分组成
第一部分表示锅炉型式，燃烧方式和额定蒸发量或额定热功率。
共分三段：
第一段用两个汉语拼音表示锅炉总体形式；
第二段用一个汉语拼音字母代表燃烧方式（废热锅炉无燃烧方式代号）；
第三段用阿拉伯数字表示蒸汽锅炉的额定蒸发量，单位为t/h（吨/小时），或热水锅炉的额定热功率，单位为MW（兆瓦）或废热锅炉的受热面，单位为m2（平方米）。
型号的第二部分表示介质参数。
共分两段，中间用斜线分开，第一段用阿拉伯数字表示介质出口压力，单位为MPa（兆帕）；
第二段用阿拉伯数字表示过热蒸汽温度或出水温度、回水温度，单位为℃，生产饱和蒸汽的锅炉没有这段数字。
型号的第三部分表示燃料种类和设计次序。
共分两段：
第一段用汉语拼音字母代表燃料种类，同时以罗马数字代表燃料分类与之并列，见表1—4。
如同时使用几种燃料，主要燃料放在前面一段连接书写。
原型设计无第二段。
举例：
（1）DZL4—1.0—AⅡ，表示单锅筒纵置式链条炉排额定蒸发量为4吨/小时，蒸汽压力为1.0MPa，蒸汽温度为饱和温度，燃用Ⅱ类烟煤，原型设计的蒸气锅炉。
（2）WNS2—0.7—YC，表示卧式内燃室燃炉，额定蒸发量为2吨/小时，蒸汽压力为0.7MPa，蒸汽温度为饱和温度，燃柴油原型设计的蒸气锅炉。
（3）QXS7—1.0/115/90—QT，表示强制循环室燃炉，额定功率为7MW，供水压力为1.0MPa，供水温度为115℃，回水温度为90℃，天然气原型设计的热水锅炉。
三、蒸汽锅炉结构简介
整体结构
锅炉整体的结构包括锅炉本体（drum）、辅助设备和安全装置两大部分。
锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁、过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分，称为锅炉本体。
锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒。
炉膛又称燃烧室，是供燃料燃烧的空间。
将固体燃料放在炉排上，进行火床燃烧的炉膛称为层燃炉，又称火床炉；
将液体、气体或磨成粉状的固体燃料，喷入火室燃烧的炉膛称为室燃炉，又称火室炉；
空气将煤粒托起使其呈沸腾状态燃烧，并适于燃烧劣质燃料的炉膛称为沸腾炉，又称流化床炉；
利用空气流使煤粒高速旋转，并强烈火烧的圆筒形炉膛称为旋风炉。
燃稻壳蒸汽锅炉的内部结构图
锅炉本体：
炉膛、燃烧器、水冷壁、过热器、省煤器、再热器、空气预热器以及钢架炉壁。
水冷壁：
吸收炉膛辐射热，汽化水。
过热器：
饱和蒸汽加热到过热蒸汽。
再热器：
将透平中低温蒸汽加热，以提高做功能力。
省煤器：
把低温给水加热成温度较高的水。
空气预热器：
预热空气，利用低温烟气加热进入锅炉的空气，提高其温度。
炉墙：
减少锅炉散热损失，起保护作用。
燃烧器：
使燃料合理燃烧。
辅助装置：
磨煤装置：
磨煤机、排粉机、粗粉及细粉分离器。
送风装置：
送风机、风道、送风机将空气通过空气预热器送往炉子中。
引风装置：
引风机、烟囱，将炉子中排出的烟气送入大气中。
给水装置：
给水泵、给水管道、水处理设备。
燃料供应装置：
将燃料由储煤场送到锅炉房。
除灰装置：
从锅炉中除去灰渣并送出电厂。
除尘装置：
出去锅炉烟气中的飞灰，改善环境卫生。
自动控制与仪表，包括热工测量仪表及自动之控制设备。
炉膛设计
炉膛设计需要充分考虑使用燃料的特性。
每台锅炉应尽量燃用原设计的燃料。
燃用特性差别较大的燃料时锅炉运行的经济性和可靠性都可能降低。
锅筒
是自然循环和多次强制循环锅炉中，接受省煤器来的给水、联接循环回路，并向过热器输送饱和蒸汽的圆筒形容器。
锅筒简体由优质厚钢板制成，是锅炉中最重要的部件之一。
锅筒主要功能：
锅筒的主要功能是储水，进行汽水分离，在运行中排除锅水中的盐水和泥渣，避免含有高浓度盐分和杂质的锅水随蒸汽进入过热器和汽轮机中。
锅筒内部装置：
包括汽水分离和蒸汽清洗装置、给水分配管、排污和加药设备等。
其中汽水分离装置的作用是将从水冷壁来的饱和蒸汽与水分离开来，并尽量减少蒸汽中携带的细小水滴。
中、低压锅炉常用挡板和缝隙挡板作为粗分离元件；
中压以上的锅炉除广泛采用多种型式的旋风分离器进行粗分离外，还用百页窗、钢丝网或均汽板等进行进一步分离。
锅筒上还装有水位表、安全阀等监测和保护设施。
设计考虑
为了考核性能和改进设计，锅炉常要经过热平衡试验。
直接从有效利用能量来计算锅炉热效率的方法叫正平衡，从各种热损失来反算效率的方法叫反平衡。
考虑锅炉房的实际效益时，不仅要看锅炉热效率，还要计及锅炉辅机所消耗的能量。
单位质量或单位容积的燃料完全燃烧时，按化学反应计算出的空气需求量称为理论空气量。
为了使燃料在炉膛内有更多的机会与氧气接触而燃烧，实际送入炉内的空气量总要大于理论空气量。
虽然多送入空气可以减少不完全燃烧热损失，但排烟热损失会增大，还会加剧硫氧化物腐蚀和氮氧化物生成。
因此应设法改进燃烧技术，争取以尽量小的过量空气系数使炉膛内燃烧完全。
LSS立式燃油（燃气）蒸汽锅炉
1、整体布置
锅炉采用传统的Ⅱ型布置四角切圆燃烧。
炉膛采用全焊膜式水冷壁，炉膛宽19558mm，深16940mm，炉顶管标高74100mm，锅筒中心线标高75100mm。
炉顶采用全密封结构，并设有大罩壳。
上部炉膛采用引进型控制循环锅炉的传统布置方式，即布置了过热器分隔屏和后屏，墙式再热器布置在前墙和两侧墙前部。
在折焰角上部和水平烟道按烟气流程依次布置了屏式再热器、末级再热器和末级过热器。
后烟井内布置有低温过热器和省煤器。
锅炉尾部布置2台三分仓转子回转式空气预热器，转子内径12.24米。
2、燃烧设备
锅炉的燃烧方式有三种形式：
层燃（火床燃烧）、室燃（悬浮燃烧）、沸腾燃烧。
各种燃烧方式有其相应的燃烧设备。
固定炉排、链条炉排、往复炉排、振动炉排等属于层燃式，适用于燃烧固体燃料。
1、固定炉排：
一种最古老、结构简单的层燃燃烧的设备，分两种单层炉排和双层炉排A单层炉排用铸铁制造，有板状和条状B双层炉排，内有上下两层炉排，上炉排由水冷却管组成的固定炉排，下炉排为普通铸铁的固定炉排。
上炉排以上空间为风室，下炉排以下为灰坑，两层炉排之间为燃烧室。
2、链条炉排：
一种结构比较完善的燃烧设备。
由于机械化程度高（加煤、清渣、除灰等均有机械完成），制造工艺成熟，运行稳定可靠，人工拨火能使燃料燃烧的更充分，燃烧率也较高，适用于大、中、小型工业锅炉。
国产链条炉排按结构可分链带式、横梁式和鳞片式链条炉排。
A链带式链条炉排属于轻型结构适用于额定蒸发量小于10t/Hd的蒸汽锅炉或相应容量的燃烧锅炉。
B横梁式链条炉排是用刚性很强的横梁作支架，炉排片嵌于支架横梁的槽内，当主动轴上的链轮带动链条转动时横梁及其上的整付炉排随之移动。
C鳞式链条炉排适用于额定蒸发量大于10t/Hd的蒸汽锅炉或相应容量的燃烧锅炉。
3、往复炉排：
一种利用炉排往复运动来实现给煤、除渣、拨火机械化的燃烧设备。
往复炉排炉排按布置方式可分倾斜往复炉排和水平往复炉排A倾斜往复炉排为倾斜阶梯型，炉排有相间布置的活动炉排片和固定炉排片组成。
B水平往复炉排是有固定炉排片和活动炉排片交错组成，炉排片相互搭接。
4、振动炉排：
一种由偏心块激振器、横梁、炉排片、拉杆、弹簧板、后密封装置、激振器电机、地脚螺钉、减震橡皮垫、下框架、前密封装置。
测梁、固定支点等部件组成。
具有结构简单，制造容易，重量轻、金属耗量少、设备投资省、燃烧条件好、炉排面积负荷高、煤种适应能力强优点在工业锅炉应用过。
锅炉采用HP中速磨煤机冷一次风机正压直吹式制粉系统，共配置6台HP963型碗式中速磨，每台磨煤机出口用4根煤粉管道接至同一层四角布置的煤粉喷嘴。
燃烧器共设置6层煤粉喷嘴，锅炉MCR和ECR负荷时投运5层，另一层备用。
燃烧器的一、二次风呈间隔布置，顶部设有0FA（燃烬风）。
每组燃烧器的二次风挡板均由电动执行器单独操作。
为满足锅炉汽温调节的需要，燃烧器喷嘴采用摆动结构，除0FA层喷嘴单独摆动外，其余喷嘴由内外连杆组成一个摆动系统，由一台电动执行器集中驱动作上下摆动。
这些电动执行器均采用进口的直行程结构。
在燃烧器二次风室中配置了3层共12支重油枪，采用外混式蒸汽雾化方式。
燃烧器的水冷套与燃烧器在出厂前由工厂进行组装。
煤粉喷嘴采用了300MW锅炉已经成熟的具有浓、淡分离功能的WR结构，它不仅提高了单只喷嘴的稳燃能力，而且也是抑制氧化氮形成的有效措施之一。
在一次风喷嘴周围设置周界风，不仅能有效地冷却一次风喷嘴，还能改善煤种适应性。
3、给水和水循环系统
3.1给水系统
锅炉给水经由止回阀和截止阀进入省煤器进口集箱，流经省煤器蛇形管束后进入省煤器中间集箱，再经省煤器悬吊管（悬吊低温过热器）进入省煤器出口集箱，再由连接管分成3路从锅筒底部引入水侧。
3.2水循环系统
锅筒、下降管、炉水循环泵、下水包、水冷壁、水冷壁上集箱引出管等部件组成水循环系统。
锅筒下部的水通过6根φ406的下降管接至汇合集箱，再由汇合集箱引出3根吸入管，分别与3台炉水循环泵连接，循环泵将水通过泵的排水管输入下部环形水包，下水包内每根水冷壁管进口装有节流孔板，使管内的流量与它的吸热相匹配。
水冷壁采用的φ51m内螺纹管和光管，节距为63.5mm的膜式结构。
炉膛水冷壁管除冷灰斗和墙式再热器后面外，全部采用内螺纹管，以保证水循环安全可靠，防止DNB的发生。
3台炉水循环泵，投运2台可带MCR负荷，1台备用。
投运1台泵时可带60％MCR负荷。
4、锅筒及内部设备
锅筒筒身用钢板卷制而成，内径为φ1743mm，简身直段长26216mm，等厚壁厚203mm，两端采用球形封头，筒身和封头材料均采用SA—299碳钢材料。
锅筒内部采用环形内夹套结构，汽水混合物由锅筒上部引入自上而下流动，使锅筒上、下部得到均匀加热，可有效地减小上、下壁温差，加快启、停速度。
锅筒内装有110只直径为φ254的涡流式分离器和148只波形板干燥器，还设有连续排污管，给水分配管及水位取样装置等。
5、过热器
过热器按蒸汽流程由炉顶包覆过热器、低温过热器、分隔屏、后屏过热器和末级过热器组成。
炉顶及包墙管由光管加扁钢焊接成膜式壁结构。
低温过热器布置在尾部烟道内由水平和立式两部分组成，管径φ57mm。
分隔屏位于上炉膛前部，沿炉宽方向布置6大片，每片由6个小屏组成，管径φ57mm。
后屏过热器布置在分隔屏后面，沿炉宽方向布置25片，管径φ57mm/φ60mm。
末级过热器位于水平烟道的后部，沿炉宽方向布置l02片，管径的φ57mm。
各级过热器之间采用大口径管连接，左右两侧的连接管道采取平行布置，以减少汽温偏差。
6、再热器
再热器按蒸汽流程由墙式再热器、屏式再热器和末级再热器组成。
墙式再热器布置在上部炉膛前墙和两侧墙前部，管径φ60mm。
屏式再热器位于炉膛折焰角上方，后屏过热器之后，沿炉宽布置有50片，管径φ63mm。
末级再热器位于水平烟道前部，屏式再热器后面，共76片，管径的φ63mm。
屏式再热器和末级再热器之间用大口径管道连接并左右交叉一次。
7、蒸汽温度调节
7.1过热蒸汽温度调节
在过热器系统中，采用二级喷水减温。
第一级布置在低温过热器至分隔屏之间的管道上，作汽温主调和保护分隔屏。
第二级布置在后屏过热器至末级过热器之间的连接管道上，作汽温细调。
每级减温均设左右2只减温器，左、右喷水调节阀单独控制，可方使两侧汽温的调整，减小左右两侧汽温偏差。
过热器喷水减温器采用多孔笛形管的结构。
7.2再热蒸汽温度调节
再热蒸汽温度主要采用燃烧器喷嘴摆动角度，控制炉膛出口温度来实现调温。
当负荷较低时还可改变过剩空气量来进行调温。
此外，在再热器进口还设有2只事故喷水减温器，最大设计喷水量为再热器流量的5％（MCR）。
8、省煤器
省煤器布置在后烟井低温过热器下面，分成上、下两组，管径φ51mm。
顺列布置。
省煤器蛇形管组出口设有3只中间集箱，从集箱上引出3排用来悬吊低温过热器的省煤器悬吊管。
在省煤器进口前后墙包覆管上装设有烟气阻流板，以防止形成烟气走廊造成局部磨损，还增加了管子壁厚和将烟气平均流速控制在10m/s以下，大大提高了省煤器的抗磨能力。
为防止锅炉尾部振动，在省煤器区域沿炉宽设置了4道防振隔板。
9、空气预热器
采用上海锅炉厂有限公司设计制造的两台三分仓转子回转式空气预热器，型号为32VI（T）50°
-1828，一、二次风分隔布置，一次风开度为50°
，转子反转。
转子直径12.24米，受热面高度为1828mm，转子采用模块结构，传热元件为篮子结构，以便检修和调换。
转子传动装置设主传动，辅助传动和手动盘车装置。
每台空气预热器配置一台伸缩式吹灰器，在预热器烟气侧冷热端配备有一根固定式水冲洗管和灭火管，还配有红外线探测装置。
10、出渣设备
锅炉出渣设备有水力出渣和机械出渣两种。
可按用户要求选用。
对于水源丰富的地区推荐水力出渣方式（水封式除渣装置）。
水封式除渣装置排渣间隔为8小时一次，机械出渣装置为连续排渣。
吴泾工程采用水封式除渣装置。
11、锅炉构架
锅炉构架采用独立式钢结构，受力构件采用高强度螺栓连接，螺栓直径为M22。
整个构架分7个安装层，主要包括：
垂直支撑、水平支撑、炉顶支吊平面、平台、扶梯、大层顶等组件。
锅炉钢架共有8根单腹板主梁，其中最大主梁长度25700mm，高度4000mm，宽度1300mm，重量≈90t。
钢柱采用H型钢柱。
平台采用镀锌栅格，扶梯倾角小于45°
。
字串2
12、锅炉密封和保温
600MW锅炉的密封按照整台锅炉漏风系数△α＝0的要求设计。
在锅炉炉膛、水平烟道、包覆过热器和后炉顶过热器的设计采用全膜式壁的结构；
在锅炉前炉顶、炉膛底部、折烟角部位和低温过热器进口处采用金属内护板进行密封；
渣斗采用不锈钢密封挡板水封装置。
此外，还采用按引进技术设计的典型密封结构。
前交叉密封结构、高冠密封支承结构、后烟井侧墙与顶棚管密封结构、受热面之间的斜交错密封结构和炉顶大罩壳等，确保不漏烟、漏灰。
锅炉本体采用优质轻型保温材料，外装金属外护板，环境温度为25℃时，炉墙外壁面温度不超过50℃。
四、燃煤锅炉的工作过程
由原煤仓落下的原煤经给煤机送入磨煤机磨制成煤粉。
在原煤磨制过程中，需要热空气对煤进行加热和干燥，因此外界冷空气通过送风机送入锅炉尾部烟道的空气预热器中，被烟气加热成为热空气进入热风管道。
其中一部分热空气经排粉机送入磨煤机中，对煤进行加热和干燥，同时这部分空气也是输送煤粉的介质；
另一部分热空气直接经燃烧器进入炉膛参与煤粉的燃烧。
从磨煤机排出的煤粉和空气的混合物经燃烧器进入炉膛内燃烧。
煤粉在炉膛内迅速燃烧后放出大量的热量，使炉膛火焰中心的温度具有1500度或更高的
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