锅炉培训-锅炉原理

烟气细灰（总灰量的80℅－90℅）→除尘器→ 灰浆泵→灰场
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本体设备： 炉膛、燃烧器、空气预热器、省煤器、
水冷壁、 锅筒、汽水分离器、过热器、再 热器等。
辅机设备包括：
给煤机、磨煤机、一次风机、送风机、 吸风机、给水泵、吹灰器、捞渣机、碎渣 机、除尘器、灰浆泵等。
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锅炉机组的工作过程示意图
锅炉原理
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五、 锅炉各主要系统
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1、制粉系统
原煤→给煤机→磨煤机→煤粉分离→合格的 煤粉→锅炉
2、燃烧系统
空气→送风机→空气预热器→两路热风管道→ 燃烧器二次风喷口→炉膛
天然气）
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三、发电的方式
火（热）力发电、水力发电、核能发电、风 力发电、太阳能发电、海洋能发电、地热发电等
四、热能的利用方式
直接利用：加热、采暖、蒸煮或烘干等 间接利用：热能转化为机械能，进一步转化为电能
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1）灰分增加可燃物减少，煤的低位发热量减少，着火困难， 灰渣量增加，运行操作繁重；
2）灰分的增加造成煤的软化温度下降，炉内易结渣，使受热 面传热恶化。
Q q — 锅炉机组自身所需的热量，kJ/kg；
Q p — 锅炉机组自身电耗对应的热量，kJ/kg；
q 3 、q 4 — 锅炉化学、机械未完全燃烧热损失，%
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1-3 锅炉的分类和型号
一、锅炉的分类
（1）按锅炉用途分 ：工业锅炉(工业生产工艺用汽或
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二、能源的分类
一次能源：天然燃料（原煤、原油、天然 气）的化学能、太阳能、水力能、风力能、 核能、地热能、潮汐能等
二次能源：人工燃料（焦碳、汽油、煤气） 等的化学能、电能等
可再生能源：太阳能、水力能、风力能、 地热能、潮汐能等
不可再生能源：化石燃料（原煤、原油、
空气→一次风机→空气预热器→两路热一次风 管道→输送煤粉→燃烧器一次风喷口→炉膛
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3、汽水系统
给水→低压加热器→除氧器→给水泵→高压 加热器→省煤器→汽包→水冷壁→过热器
4、除渣除灰系统
大块熔渣（总灰量的10℅－20℅）→水冷壁冷 却→固态渣→渣斗→捞渣机→碎渣机→渣泵 →灰场
发电功率 (ＭＷ)
50, 100
125, 200
16.8～18.6 540/540 250～280 1025～ 2008
17.5
540/540 255
1025～
1650
25.4
541/566 286
1900
25.0
545/545 267～277 1650～
2650
注：ＭＣＲ*为最大连续蒸发量
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控制循环锅炉
循环流动过程的推动力不仅由下降管与上升
管内工质的密度差产生，而且主要来自锅水循环 泵，这种锅炉就叫控制循环锅炉。
自然循环锅炉与控制循环锅炉有许多相似之处，都 有汽包。给水加热、蒸发、过热有明显分界。
直流锅炉：工质一次通过所有受热面。
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蒸发受热面内工质的流动方式（水的循环方式）
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自然循环锅炉
锅炉原理
循环流动过程的推动力由下降管与上升管内
工质的密度差产生的，这种锅炉就叫自然循环锅 炉
循环倍率：单位时间内进入蒸发管的循环水 量与产生蒸汽量之比。
（5）水分(M) ：燃料中的主要杂质，约占5~60%。 1） 水分进入炉内吸热汽化成水蒸汽，对燃烧不利； 2） 在烟气露点时，水蒸气与SO2、SO3生成亚硫酸和硫酸，造成
低温腐蚀；
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锅炉原理 （6）灰分(Ash)
燃料中主要不可燃的矿物杂质成分，与成煤条件、开采方式、 运输条件有关。
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1-0 能源利用及其在电力工业中的地位
一、能量的形式
按照物质运动形式的不同，能量可以分为机械 能、热能、电能、化学能和辐射能。
机械能是指物体在作机械运动时所具有的宏观 能量（包括宏观动能和宏观势能）。
热能是指组成物质的所有微粒作各种不规则的 热运动时的总能量。
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锅炉设备的组成： 锅炉机组由锅炉本体设备和辅机设备组成。
1.锅炉本体
锅（汽水系统）
锅炉本体
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炉（燃烧系统）
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锅（汽水系统）：由省煤器、汽包（汽水 分离器）、下降管、联箱、水冷壁、过 热器和再热器等设备及其连接管道和阀 门组成。
炉（燃烧系统）：由炉膛、燃烧器、点火 装置、空气预热器、烟风道及炉墙、构 架等组成。
压(P=11.8-14.7ＭPa)、亚临界压力(P=15.7～19.6Ｍ
Pa)、超临界压力(P>22.1ＭPa)、超超临界压力(P>25
ＭPa)
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（4）按燃用燃料分 ：燃煤炉、燃油炉、燃气炉 （5）按燃烧方式分：层燃炉 、室燃炉、旋风 炉、流化床锅炉 （6）按煤粉炉的排渣方式分: 固态排渣和液态 排渣 （7）按蒸发受热面内工质的流动方式分: 自然 循环、强制循环锅炉、直流锅炉
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第二章 燃料及燃烧计算
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主要内容
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§2-0燃料的成分及其主要特性 §2-1燃料的燃烧计算 §2-2烟气分析
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2-0 燃料的成分及其主要特性
1、煤的元素分析成分
2 、煤的工业分析成分
3 、煤的分析基准
4 、各种基准的换算
5 、煤的发热量
6 、高、低发热量间的换算
7 、煤的灰分特性
8 、煤的结渣特性指标
9 、煤的常规特性对锅炉工作的影响
10 、煤的可磨性系数与磨损指数
11 、煤的分类 02.08.2021
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二、锅炉型号 ΔΔ— ×××/××× — ×××/××× — Δ×
第一组为符号，锅炉厂汉语拼音的缩写； 第二组为数字，锅炉容量和过热蒸汽压力； 第三组为数字，过热蒸汽和再热蒸汽出口温度； 第四组中，符号表示燃料，数字表示设计序号。
我公司锅炉型号： SG-1025/16.81 -M870
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五 我国电力工业的发展
(一)、我国发电总装机容量
1987年发电装机1亿千瓦
1995年发电装机2亿千瓦
2000年发电装机3亿千瓦
2004年发电装机4亿千瓦
2005年发电装机5亿千瓦
2008年 全国装机容量7.9253亿千瓦，其中火电6.0132亿
千瓦，占75.87%。
2009年底全国装机容量达8.74亿千瓦，其中火电6.52亿千
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辅助设备
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通风 系统
其它 系统
燃料运 输系统
辅助 系统
脱硫 系统
制粉 系统
除灰除 尘系统
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四 锅炉机组的工作过程
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燃煤锅炉的主要 工作过程
煤粉制备和燃烧过程 空气预热过程
给水加热、汽化、过热（再 热）热过程 排渣除灰过程
燃料的化学能 锅炉 蒸汽的热能 汽轮机 转子动能 发电机
热
机 械
电
能
能
能
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二、火力发电厂的生产过程
锅炉原理
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三、电厂锅炉的作用及组成
锅炉的主要作用使燃料在炉内燃烧放热，并将 锅内工质由水加热成具有足够数量和一定质量的过 热蒸汽，供汽轮机使用。
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二、电厂锅炉机组安全性指标
锅炉原理
锅炉连续运行小时数（>5000） 锅炉在两次检修之间的运行小时数
锅炉可用率（约90%） （总运行小时数 + 总备用小时数）/ 统计期间总小时数（一
年） 锅炉的事故率（约1%） 锅炉总事故停炉小时数/（总运行小时数 + 事故停炉小时
数）
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1-2 电厂锅炉的设备及其特征
一、电厂锅炉的特性
1.
额定给水温度、使用设计燃料时，并保证 效率时所规定的蒸汽产量。t/h
最大连续蒸发量：锅炉在额定蒸汽参
数、额定给水温度、使用设计燃料，长期
连续安全运行时所能达到的最大蒸发量。 用MCR表示。
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电厂锅炉机组经济性指标
锅炉原理
热效率（>90%）
g
Q11 Qr
0,% 0(11)
净效率
j Q 1Q Q q rQ p,% (12)
燃烧效率
r 1 ( q 3 q 4 ), ( % 1 3 )
式中 Q 1— 锅炉有效利用热， kJ/kg；
Q r — 锅炉在单位时间内所消耗燃料的输入热量,kJ/kg；
（3）硫(S)：是燃料中的有害成分，约占可燃成分的8%，燃烧后的产物是 SO2\SO3，与水蒸汽相遇会生成亚硫酸和硫酸。 1）SO2、SO3排放造成大气污染 2）锅炉尾部受热面造成低温腐蚀
（4）氧(O)和氮(N） 氧和氮是不可燃成分。约占~40%，含氧量随煤化程度增高而明显减少。 氮主要以有机氮形态存在，约占0.5~2%。高温燃烧生成NOx，有害。
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1-4 锅炉技术的发展
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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
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、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,同时考虑因燃用劣质煤带来的不利影响（结渣、积灰、 磨损、腐蚀），提高锅炉煤种的适应性。提高机组的监控水 平。
最大连续蒸发量通常为额定蒸发量的
1.03～1.2倍 02.08.2021
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中国电站锅炉的蒸汽参数及容量
蒸汽压力 (ＭPa)
9.9
13.8
蒸汽温度 (℃)
540
540/540
给水温度 (℃) 205～225
220～250
ＭＣＲ* (t/h) 220, 410 420, 670
瓦，占74.60 % ；
(二)、单机容量
70年代，20万千瓦为主力机组
80、90年代，30万、 60万千瓦为主力机组
0目2.0前8.20，2160万、90万、100万千江苏瓦常熟为发主电有力限公机司组发电部
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锅炉原理
1-1 电厂锅炉的作用及其设备构成
一、火力发电厂的生产过程 火力发电厂的组成
火力发电厂的三大设备
锅炉 汽轮机 发电机
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我国三大动力集团
东方电气集团公司
→ 东锅 DG
哈尔滨电站设备集团公司 → 哈锅 HG
上海电气集团有限公司 → 上锅 SG
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锅炉原理
火力发电厂的能量转换过程
燃料的化学能 → 蒸汽的热能 → 机械能 → 电能。
供暖 )，电站锅炉(发电)，热水锅炉(民用采暖或供热)
（2）按电站锅炉容量分：按时代和技术进步，锅炉机
组容量以大、中、小的排序和分类在不断演变。220t/h,
410t/h, 670t/h, 1000t/h, 2000t/h , 2650t/h
（3）按蒸汽压力分: 低压(P<2.45ＭPa)、中压
(P=2.94-4.92ＭPa)、高压(P=7.84-10.8ＭPa)、超高
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煤的元素分析成分
（1）碳(C)：主要的燃烧成分，约占20~70%，燃料中的碳多以化合物形式存 在.地质年龄越长，含碳越多，放热量越高，但不易着火与燃烬。
（2）氢(H)：重要的燃烧成分，煤中约占2~6%，十分容易着火，燃烧迅速， 易爆。氢是煤中发热量最高的可燃元素，氢的含量越多，煤越易着火与 燃烬。
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300, 600 300, 500
600 500, 800
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2.蒸汽参数
电厂锅炉的蒸汽参数一般是指锅炉过热器出 口过热蒸汽的温度和压力。如额定蒸汽温度和额 定蒸汽压力。
3.给水温度
电厂锅炉的给水温度是指给水进入省煤器入 口处的温度。
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