《锅炉培训课件》PPT课件_OK

小麦 72.04
棉花 果木枝条 72.78 79.85
固定碳（%） 17.14 17.50 19.67 16.8
20
20
.
6、硫份低
大部分生物质含硫量极少或不含硫
灰分（%） 硫分（%）
玉米 8.14 0.22
小麦 8.90 0.23
棉花 5.6 0.29
果木枝条 2.10 0.05
21
21
.
7、热值相当于中等烟煤
旋风炉：燃料和空气在高温旋风筒内高速旋转，细小的燃料颗粒 在其中悬浮燃烧，较大的颗粒被抛向筒壁液态渣膜上进行燃烧。
流化床炉：固体燃料在高速气流作用下，在布风板上的床料层 上下翻滚，呈流化状态燃烧。
室燃炉：燃料以粉状、雾状或气态随空气喷入炉膛，悬浮燃烧。
7
• 按锅炉蒸发受热面中工质流动方式分：
自然循环汽包锅炉
■ 生物质中氧含量远高于煤，燃烧时空气需求量小于煤 ■ 应充分考虑烟气量的变化对锅炉热力性能的综合影响
23
23
.
9、环保性能好
■ SO2排放低 ● 生物质中硫含量低 ● 碱金属与硫反应生成硫酸盐,起固硫剂作用 ● 生物质灰中的CaO含量高,自脱硫能力强
玉米 小麦 棉花 果木枝条 CaO （%） 8.1 6.55 18.92 39.82
30 29.6
％
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生物质定义
• 生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用 而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长 的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和 微生物。广义概念：生物质包括所有的植物、微 生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产 的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物 废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。狭义概 念：生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、 果实以外的秸秆、树木等木质纤维素（简称木质 素）、农产品加工业的下脚料、农林废弃物及畜 牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。
过热器 辐射
水
再热器
蒸汽
对流
省煤器
对流
水 空气预热器 对流 空气
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蒸发受热面的作用与结构： 蒸发受热面是指工质在其中吸热、汽化的受热面。主要是指
敷设在炉膛四周炉墙上的水冷壁，用以吸收炉膛中的辐射热。为 了降低炉膛出口温度，保护炉墙、防止炉壁结渣。
现代大型锅炉的水冷壁已成为锅炉的主要受热面，因为炉内温 度高，水冷壁吸收辐射热的能力很强，这样可减少受热面积，节 约钢材；同时可降低高温，保护炉墙和防止结渣。
具有汽包，利用下降管 和上升管（水冷壁）中 工质密度差产生工质循 环。循环倍率约为4～10， 是亚临界压力以下锅炉 的主要形式。
强制循环汽包锅炉
具有汽包和循环泵，利用 循环回路中工质密度差和 循环泵压头使工质循环。 循环倍率约为3～5，只能 在临界压力以下应用。
泵
汽包 联箱 下降管
受热面
8
直流锅炉
给水温度 105
145~155 165~175 205~225
220~250
250~280 260~290
容 量 发电功率
（t/h)
MW
20
8
35；65 130
220；410
6；12 25
50；100
420~670
125；200
1025；1000 1025；2008
300 300；60012
工质吸热量分配比例
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水冷壁与自然循环：
自然循环锅炉的水冷壁通常用无缝钢管制成。水冷壁通常垂 直布置在炉膛四周，上部与汽包或上联箱相连接，并固定在钢 架上；下部与下联箱相连接，可自由膨胀。
中、小型锅炉常采用光管水冷壁；中、大型锅炉常采用膜式 水冷壁。膜式壁炉膛气密性好,可减少漏风,降低热损失,提高锅 炉效率，并可降低受热面金属耗量和炉墙重量，便于采用悬吊 结构。
22.1-超临界
10
自然循环锅炉的优点是可以将汽包内含杂质浓度较高的水 连续排去一部分(连续排污),还可以在水冷壁下部定期放水,除 去沉淀的水渣(定期排污),对给水质量要求稍低,自动调节系统 较简单.目前我国火电厂采用的锅炉绝大部分是自然循环锅 炉.
锅炉的汽压越高,饱和蒸汽与饱和水的比重就越接近,使炉 水自然循环的动力也越小.如果设计,运行不当,就容易发生水 循环不良,引发爆管事故.一般汽压超过16.6MPa(170大气压)时 不宜采用此种锅炉.直流锅炉的特点是没有汽包,水在给水泵 的下,一直流过锅炉的蒸发部分,不往返循环,如图2-5所示.
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汽包： 汽包是自然循环锅炉和强制循环锅炉的重要受压部件。其
作用主要是： 1、汽包是工质加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽，保
证锅炉水循环；
2、汽包是蒸汽通道与水通道的交汇点。汽包内装有汽水分 离器、连续排污装置等，用以汽水分离，保证蒸汽品质；
3、汽包内保持一定水量，具有一定储热能力，有利于运行 调节；
能力。燃料的"活性"程度可用"活化能"来表示。
26
动力燃烧与扩散燃烧问题：
燃烧速度 影响因素
1.活化能： 燃料品种 2.温度： 空气预热器 3.气流扩散速度：燃烧方式
完全燃烧的条件：
1.炉膛温度；
2.供应充分的空气；
3.燃料与空气的充分混合；
4.足够的燃烧空间和时间。
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燃料燃烧过程的四个阶段： 预热干燥阶段 加热、析出水分，大量吸热； 挥发份析出阶段 CmHn、CO、H2等可燃气体析出，少量吸热； 着火、燃烧阶段 挥发份首先燃烧，造成高温促使碳着火燃
压7.84~10.8MPa)、超高压(表压11.8~14.7MPa)、亚临界压力(表压15.7~19.6MP a)、超临界压力(超过临界压力22.1MPa)、超超临界压力锅炉。
强制循环
直流 自然循环
低倍率
-- 2.45 低压
2.94-4.9 中压
7.84-10.8 高压
11.8-14.7 超高压
15.7-19.6 亚临界
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汽水循环 自然循环锅炉的循环回路包括 若干根不受热的下降管、接受炉内辐射热 的水冷壁管，上部与汽包连接，并固定在 钢架上，下部与下联箱连接,可自由膨胀。 汽包中的炉水自下降管经下联箱引入水冷 壁，炉水在水冷壁中接受炉内高温烟气的 辐射热以形成汽水混合物并沿水冷壁上升 到汽包，以形成自然保护循环回路。
锅炉概述
一、锅炉概念
（一）锅炉的功能和分类：
锅炉是利用燃料等能源的热能或工业生产中的余 热，将工质(主要是水)加热到一定温度和压力的换 热设备。
•通常意义的锅炉中一般要实现下述过程
燃烧
热交换
燃料的化学能 烟气的热能 蒸汽(或热水)的热能
1
.
• 火力发电厂能量转换的基本过程
锅炉
汽轮机
发电机
燃料的化学能 蒸汽的热能 转轴的机械能
燃料的燃烧原理
阿累尼乌斯定律：燃烧化学反应速度主要取决于反应过程的温
度及活化能的大小。
K K 0e E / RT
什么是燃料的“活性”呢？可以简单地理解为燃料着火与燃尽的
难易程度。例如，气体燃料比固体燃料容易着火，也容易燃尽。
而不同的固体燃料，“活性”也不同，烟煤比无烟煤容易着火，
也容易燃尽。因此，燃料的“活性”也表现为燃料燃烧时的反应
典型生物质低位发热量
玉米 小麦 棉花 果木枝条 低位发热量 （MJ/Kg） 15.68 15.47 18.27 16.59
低位发热量（Kcal/Kg） 3745 3695 4364
3963
22
22
.
8、氧含量高
典型生物质氧含量
玉米 氧 （%） 42.9
小麦 棉花 果木枝条 43.48 43.71 45.22
3.82Mpa 秸杆锅炉 （第二次设计）
3
.
•.
4
电站锅炉:火电厂三大主机之一，火室燃烧。生产高温高压蒸气， 适用各种燃料，热效率高、受热面复杂，向大容量、高参数发 展。 工业锅炉:适于各行业，火床燃烧，热效率低，容量较小。生产蒸 汽（或热水）供给工业和民用所需热能，或通过蒸汽动力机械 转换为机械能。 船用锅炉:作为船舶动力，体积小，重量轻，启停方便，变负荷能 力强。一般采用低中压参数，炉膛容积热负荷高，水循环高度 小的燃油锅炉。 生活锅炉:居民生活所需的蒸汽或热水之用。
14
.
生物质燃料的主要特性
15
15
.
1、灰溶点低
典型生物质灰溶点
变形温度 软化温度 溶化温度
玉米 1080 1130 1160
小麦 760 780 790
棉花 660 820 830
果木枝条 650 670 790
16
16
.
2、碱金属腐蚀
生物质灰中富含钾和钠等碱金属,熔点低,在炉膛内 为汽相,在500℃左右以灰污形式凝结于高温过热器 受热面上
无汽包，给水靠给 水泵压头一次通过 各受热面产生蒸汽， 循环倍率约为1，可 在高压以上任何压 力下应用
低倍率循环锅炉
无汽包，具有汽水分离 器和再循环泵，靠再循 环泵实现工质再循环,循 环倍率约为1.2～2，多用 于亚临界压力
泵
汽包 联箱 下降管
受热面
9
• 按锅炉参数分：低压（表压≤2.4MPa）、中压(表压2.9~4.9MPa)、高压(表
■ NOx的排放低于燃煤 ■ 生物质燃烧排放的C02与生长过程吸收的相同,C02净排放为零24
24
生物质发电
• 生物质发电是利用生物质所具有的生物质能进行的发电，是可再生能源发电的一种， 包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发 电、沼气发电。
25
燃料的燃烧及燃烧设备
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• 过热器的型式
对流式 布置于锅炉的对流烟道 半辐射式 炉膛出口烟窗，称为屏式受热面 辐射式 炉膛顶部，称为顶棚受热面；或炉膛内壁，称 为墙式受热面。
电能
现代电站锅炉最为庞大、复杂，技术成套性 强，是多学科、多门类工业产品综合而成的蒸 汽发生装置。
2
电站锅炉型号
△△ ― ╳ ╳ ╳ / ╳ ╳ ╳ ― △╳ 设计次序 燃料代号 额定蒸汽压力 额定蒸发量 制造厂代号
例 DGJ-75/3.82-IV2 东方锅炉厂制造, 额定蒸发量75t/h， 额定蒸汽压力
直流锅炉的优点是没有汽包,比较容易制造,钢材耗量少,缺 点是不能排污,对水质要求高,自动调节也比较复杂.直流锅炉 可用于任何蒸汽参数,特别适用于超高压以上的电厂.
11
.
我国电站锅炉参数、容量
参
数
蒸汽压力 2.5 3.8
9.8 13.7 16.7 17.5
蒸汽温度 400 450
540 540/540 540/540 540/540
果木枝条 2.10 0.05
18
18
.
4、重量轻
真密度及压制成型后的密度
玉米 真密度（t/m3） 1.61 压块密度（t/m3） 堆积密度（t/m3）
小麦 棉花 1.61 1.66
0.9—1.4 0.6
果木枝条 1.58
19
19
.
5、挥发份高
生物质原料的挥发分远高于固定碳的含量，与煤正 好相反
玉米 挥发份（%） 73.16
5
锅炉类型
• 按用途分： 电站锅炉：用于发电，参数高、容量大；
工业锅炉：用于工业生产和供热，参数低、容量小。其中， 又有蒸 汽锅炉和热水锅炉。
• 按锅炉燃烧方式分：层燃炉、室燃炉、 流化床炉、旋风炉
方式 层燃炉
室燃炉 流化床炉 旋风炉
燃料 块状 粉状、雾状、气态 固体颗粒 固体颗粒
6
层燃炉：煤块在炉排上燃烧，燃烧所需空气从炉排低下送入。 炉排在旋转。
氧化钾（%） 氧化纳（%）
玉米
13.84 2.27
小麦
26.05 2.44
棉花 果木枝条
31.76 13.03
5.82
0.98
17
17
.
3、灰份低
木材类原料的灰分含量极低，只有1～3%，秸秆类 原料较高，为5-10％。
灰分（%） 硫分（%）
玉米 8.14 0.22
小麦 8.90 0.23
棉花 5.6 0.29
Байду номын сангаас
参数
汽压 汽温
1.3
350
3.9
450
9.9
540
13.8
540
MPa 摄氏度
给水温度
105 150 215 240 摄氏度
总焓
2708 2697 2522 2777 Kj/Kg
加热 14.3 17.6 20.4 20.5 ％
比例 蒸发 72.4 62.6 49.6 36.2 ％
过热 13.3 19.8
烧，大量放热； 燃尽阶段 碳粒燃尽形成灰渣，少量放热。
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锅炉受热面
锅炉受热面：是吸收炉内热量来加热工质的表面式换热器。
主要包括蒸发受热面（包括水冷壁、对流管束）、过热器、再热 器、省煤器及空气预热器。以完成水的加热、蒸发和过热，蒸汽 的再热及空气的预热。
蒸发 受热面
水冷壁 辐射 对流管束 对流 凝渣管束 对流
4、汽包筒体上安装有压力表、水位表、事故防水阀、安全 阀等，以控制汽包压力、监视汽包水位，保证锅炉安全工作。
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过热器
（一）过热器的型式及特点： 过热器的作用：将饱和蒸汽加热成过热蒸汽，增加蒸汽的
做功能力。
过热器、一般布置在高温烟道，管外烟气及管内工质温度 高、蒸汽的换热系数小，冷却能力差，其壁温是锅炉受热面 中最高的。易发生管壁超温、管间工质热偏差及高温腐蚀。 工作条件最为恶劣。