锅炉培训课件ppt课件

强制循环
直流 自然循环
低倍率
-- 2.45 2.94-4.9 7.84-10.8 11.8-14.7 15.7-19.6
低压
中压
高压
超高压
亚临界
22.1-超临界
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.
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。
• 按锅炉蒸发受热面中工质流动方式分：
自然循环汽包锅炉
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。
固定碳（%） 17.14
小麦 72.04
棉花 果木枝条 72.78 79.85
17.50 19.67 16.8
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
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7、热值相当于中等烟煤
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。
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。
泵
汽包 联箱 下降管
受热面
• 按锅炉参数分：低压（表压≤2.4MPa）、中压(表压2.9~4.9MPa)、高压
( 表 压 7.84~10.8MPa) 、 超 高 压 ( 表 压 11.8~14.7MPa) 、 亚 临 界 压 力 ( 表 压 15.7~19.6MPa)、超临界压力(超过临界压力22.1MPa)、超超临界压力锅炉。
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 3.82Mpa 秸杆锅炉 （第二次设计）
.
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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
■ 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
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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
省煤器 1.加热给水，提高效率；2. 作 减少蒸发受热面；3.降低 用 汽包的温差热应力 形 一般采用管式换热 式
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。 KK0eE/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 能力。燃料的"活性"程度可用"活化能"来表示。
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• 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
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。
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
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
30 29.6
％
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。
■ 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
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。
燃料的燃烧及燃烧设备
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。
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；
蒸发 受热面
水冷壁 辐射 对流管束 对流 凝渣管束 对流
过热器 辐射
水
再热器
对流 蒸汽
省煤器
对流
水 空气预热器 对流 空气
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。
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
直流锅炉
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
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.
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.
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。
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。
MW
20 35；65
130 220；410
420~670
1025；1000 1025；2008
8 6；12
25 50；100 125；200
300 300；600
工质吸热量分配比例
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
着火、燃烧阶段 挥发份首先燃烧，造成高温促使碳着火燃
烧，大量放热；
燃尽阶段
碳粒燃尽形成灰渣，少量放热。
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。
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。
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。
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
.
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
• 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。
辐射式受热面的采用利于改善汽温特性，降低金属耗 量。
尾部受热面
省煤器和空气预热器布置在对流烟道最后的低烟温区，利 用烟气的余热加热给水和燃料燃烧所需的空气，提高系统热 效率。
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；
.
生物质燃料的主要特性
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
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2、碱金属腐蚀来自百度文库
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
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。
锅炉类型
• 按用途分： 电站锅炉：用于发电，参数高、容量大；
.
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
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)
玉米
小麦
棉花 果木枝条
氧化钾（%） 13.84 氧化纳（%） 2.27
26.05 2.44
31.76 5.82
13.03 0.98
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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
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 燃料 块状
室燃炉 粉状、雾状、气态
流化床炉 固体颗粒
旋风炉 固体颗粒
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。
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。
果木枝条 2.10 0.05
18
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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
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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