发电厂锅炉原理课件大全

4）锅炉热效率 锅炉热效率是指送入锅炉的全部热量中被 有效利用的百分数，也称锅炉效率(η）。 （5）锅炉的金属耗率及耗电率 锅炉的金属耗率：相应于锅炉每吨蒸发量 所耗用金属材料的重量，也称钢水比。 锅炉的耗电率：生产1t蒸汽，锅炉房设备 耗用电的总度数。
第二章 锅炉燃料及热平衡
• 1.煤的特性： 化学成分 （1）煤元素分析成分： C、H、O、N、S、A(灰)、M(水)
（3）锅炉的毛效率η和净效率ηj 锅炉设备运行时要消耗自用蒸汽和自用电 能。不扣除自用蒸汽和不考虑自耗动力折 算的热量，所计算出的锅炉热效率称为毛 效率。
扣除自用蒸汽和考虑自耗动力折算的热量， 所计算出的锅炉热效率称为锅炉的净效率。
• 本专业人员任务 力求节约能源消耗，以降低生产成本，提 高锅炉热效率；有效地燃用地方性劣质燃料， 减少烟尘及各种污染，保护自然环境；提高 操作水平，减轻工人地劳动强度，改善工作 环境，保证锅炉额定出力及运行效率，安全 可靠地供热。
（2）锅炉房设备的组成 ① 锅炉本体：“锅”、“炉” • “锅”－吸热 容纳水和蒸汽的受压部件，包括锅筒（汽 包）、对流管束、水冷壁、集箱（联箱）、 蒸汽过热器、省煤器和管道组成的一个封 闭的汽水系统。 • “炉”－放热 锅炉中使燃料进行燃烧产生高温烟气的场 所，是由煤斗、炉排、炉膛、除渣板、送 风装置等组成的燃烧设备。
三 锅炉的热平衡
• 3.1锅炉的热平衡方程 锅炉的输入热量＝锅炉有效利用热量＋各项热损失之和，即：
其中，Qr－ 锅炉的输入热量； Q1 Q1－锅炉的有效利用热量； Q2－排烟热损失； Q3－可燃气体不完全燃烧热损失（化学不完全燃烧热损失）； Q4－固体不完全燃烧热损失（机械不完全燃烧热损失）； Q5－锅炉散热损失； Q6－其他热损失（包括灰渣物理热损失及冷却热损失等）。 热平衡方程的另一种形式：
（2）排烟热损失（q2） 烟气的温度比进入锅炉的空气温度要高。 烟气离开锅炉排入大气所带走的热量损失。 它是锅炉热损失中较大的一项。 影响排烟热损失的因素主要是排烟温度和 排烟容积。 （3）气体不完全燃烧热损失（q3） 3 q3 由于一部分可燃气体（CO、H2等）未能 燃烧放热，随烟气排出造成的热量损失。
• 水分（M） 燃料中的主要杂质。由于它的存在，不仅 使燃料中可燃元素相对减少，发热量降低， 而且燃料燃烧时水分汽化还要吸收热量， 使炉膛温度降低，燃烧着火困难，排烟带 走的热损失增加，同时还可能加剧尾部低 温受热面的低温腐蚀和堵灰。
• 灰分（A） 灰分是燃料中不可燃的固体矿物杂质。它不仅使 固体燃料的发热量降低，燃烧困难，而且增加运 煤、出灰的工作量和运输费用。此外，灰分中一 部分飞灰在锅炉中随烟气流动，造成受热面和引 风机磨损，排入大气污染环境。若灰的熔点过低， 会造成炉排和受热面结渣，影响传热和正常燃烧。 固体燃料中灰分含量变化很大，一般为5～50％。 液体燃料中灰分很少，在0.1％以下。气体燃料基 本不含灰分。
过量空气系数是锅炉运行的重要指标 之一。其值偏低时，不能保证完全燃烧， 其值偏大时，不参与燃烧的大量冷空气进 入炉内吸热，并随烟气排入大气而带走热 量，使热损失增大，同时使风机耗电量增 加。
燃料燃烧产生的烟气量 • 烟气组成成分 完全燃烧：CO2、SO2、N2、O2、H2O 不完全燃烧：除上述成分外，还有CO、 微量的CH4和H等（可忽略）
• 硫（S） 固体燃料中的硫包括三种形态，即有机硫、 硫化铁硫和硫酸盐硫。前两种硫能参加燃 烧，称为可燃硫，后一种硫不参加燃烧， 算在灰分中。可燃硫虽然能够燃烧，但其 放热量很少，仅为9050kJ/kg。硫的燃烧产 物二氧化硫和三氧化硫气体部分愈烟气中 的水蒸气结合生成亚硫酸及硫酸，会对锅 炉低温受热面产生腐蚀，另一部分随烟气 排入大气中，会污染环境。所以燃料中的 硫是一种有害成分。
（2）燃料成分分析基准
固体燃料和液体燃料的组成成分均用质量分数来表示： C + H + O + N + S + M + A = 100% 四种分析基：收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基 • 收到基 用准备燃烧的燃料成分总量为基准进行分析得出的各种成 分，称为收到基成分（旧标准称为应用基成分）。其组成 为： Car + Har + Oar + Nar + Sar + Mar + Aar = 100 % • 空气干燥基 用经自然风干除去水分的燃料成分总量为基准进行分析得 出的成分，
• 碳（C） 燃料中主要的可燃成分。1kg碳完全燃烧时可释 放33900kJ的热量。含碳量高的煤，发热量也高。 但碳的着火点也高，所以含碳量高的煤着火和燃 烧均较困难。煤的含碳量随地质年代增长而增加。 煤的含碳量约为可燃成分总量的30～90％之间。 • 氢（H） 燃料中重要的可燃成分。 1kg氢完全燃烧时可释 放125600kJ的热量。氢极易着火燃烧，含氢量高 的燃料，不仅发热量高，而且容易着火燃烧。煤 中氢的含量只有2～4％左右。地质年代愈久的煤， 含氢量愈少。
• 锅炉的分类: 锅炉的分类方法很多，按照不同的方法可以有不同 的分类。 按使用方式分类： 固定式锅炉和移动式锅炉。 按用途分类： 电站锅炉，工业锅炉，采暖锅炉，机车锅炉，船 舶锅炉。 按出口介质状态分类： 蒸汽锅炉，热水锅炉，汽水两用锅炉。
• 按压力分类： 低压锅炉： P≤25kgf/cm2 中压锅炉：25<P≤39kgf/cm2 高压锅炉：39<P<100kgf/cm2 超高压，亚临界，超临界。
（2）燃料的发热量 • 定义 燃料的发热量是指1kg燃料（气体燃料为 1m3）完全燃烧时所放出的热量，单位为 kJ/kg（或kJ/Nm3）。
燃料的发热量分为高位发热量和低位发热量。 • 高位发热量（Qgr）： 燃料完全燃烧时放出的全部热量。它包含燃料燃 烧时产生的水蒸气的汽化潜热，即认为烟气中的 水蒸气完全凝结成水并放出汽化潜热。但是，锅 炉实际运行时，烟气离开锅炉时还具有160～ 200℃的温度，烟气中的水蒸气不可能凝结成水 而放出汽化潜热，故锅炉实际能利用的热量不包 括水蒸气的汽化潜热。 • 低位发热量（Qnet）： 从高位发热量中扣除水蒸气汽化潜热后的发热量。 实际工程中常用收到基低位发热量Qar，net。
• 氧（O）和氮（N） 燃料中的不可燃成分。其存在使得燃料中的可燃 成分相对减少，使燃烧放出的热量降低。 氧的含量随燃料地质年代的增长而降低，氧在无 烟煤中仅有1～3％，在泥煤中最高可达35％。 氮是一种有害元素。煤燃烧时，部分氮与氧化合 生成有害气体，污染大气。氮在煤中的含量占可 燃成分的0.5～2.5％。天然气中含氮量较少。液 体燃料氮含量通常在0.2％以下。
• 2.4煤的分类 （1）煤的分类 采用表征煤的煤化程度的参数，即干燥无 灰基挥发分Vdaf作为分类依据，将煤分为 无烟煤、烟煤、贫煤、褐煤四类。
• 理论空气量 当1kg收到基燃料中可燃成分完全燃烧，烟气中 又无剩余氧存在时，这种理想情况下燃烧所需的 空气量称为理论空气量。 • 实际空气量 在锅炉实际运行时，由于锅炉燃烧技术条件的限 制，不可能做到空气与燃料理想的混合。为使燃 料尽可能的燃尽（完全燃烧），实际供给的空气 量要比计算出的理论空气量多。
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• 3.2锅炉的各项热损失 （1）固体不完全燃烧热损失（q4） 燃用固体燃料的锅炉，部分固体可燃物在炉内 没有参与燃烧或没有燃尽被排除炉外而造成的热 损失。包括部分燃料经炉排掉入灰斗的漏煤损失； 未燃尽的可燃物包裹在灰渣中被排出，落入灰斗 造成的灰渣损失；未燃尽的碳粒随烟气带走的飞 灰损失。 q4是燃用固体燃料锅炉热损失中较大的一项。对 于燃用气体或液体燃料的锅炉，正常燃烧时可认 为q4＝0。 影响固体不完全燃烧热损失的主要因素有锅炉的 燃烧方式、燃料特性、锅炉运行情况等。
1.3锅炉的主要性能指标 （1）蒸发量 额定蒸发量（D t/h）：蒸汽锅炉每小时生 产的额定蒸汽量。 热功率（Q MW）：热水锅炉
（2）压力和温度 锅炉的额定工作压力（MPa）：蒸汽锅炉 出汽口处蒸汽的额定压力或热水锅炉出水 口处热水的额定压力。 温度（t）：蒸汽锅炉蒸汽过热器出口处的 蒸汽温度或热水锅炉的额定出水口供水温 度和进口回水温度。 （3）受热面蒸发率或受热面发热率 受热面蒸发率（D/H）：蒸汽锅炉每平方 米受热面每小时所产生的蒸汽量。 受热面发热率（Q/H）：热水锅炉每平方 米受热面每小时所产生的热量。
• 1kgf/cm2=0.1MPa
• 按蒸发量分类： 小型锅炉 D<20t/h 中型锅炉 20≤D≤75t/h 大型锅炉 D>75t/h 按结构分类： 火管锅炉，水火管锅炉，水管锅炉
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按燃料分类： 燃煤锅炉，燃油锅炉，燃气锅炉，电加热锅炉， 原子能锅炉。 按燃烧分类： 层燃炉，沸腾炉，室燃炉 按循环分类： 自然循环，多次强制循环，直流锅炉 按锅炉内介质分类： 水，导热油 按安装分类： 快装锅炉，组装锅炉，散装锅炉
（4）炉体散热损失（q5）
锅炉运行时，由于炉墙、锅筒、钢架、管道及其 他附件等表面温度高于周围空气温度，部分热量 从炉体表面向外界散失，形成炉体散热损失。其 大小主要取决于锅炉散热表面面积的大小、外表 面温度以及周围空气的温度。 （5）其他热损失 （q6） 5 q6
－灰渣物理热损失 －冷却热损失
3.3锅炉热效率 锅炉热效率可以通过 热平衡试验的方法测 定，测定方法有正平 衡、反平衡两种 。 （1）正平衡法
• 2.3煤的工业分析 （1）煤的工业分析 煤的工业分析是测定煤的水分（M）、挥发分（V）、固 定碳（V）、和灰分（A）的含量，用以表明煤的某些燃 烧特性。 在煤的着火、燃烧过程中，煤中各种成分的变化情况为： 将煤加热到一定温度时，首先水分（M）被蒸发出来，接 着再加热，煤中的H、O、N、S及部分C所组成的有机化 合物便分解，变成气体挥发出来，这些气体称为挥发分 （V），挥发分析出后，剩下的是焦炭，焦炭就是固定碳 （C）和灰分（A）。再将焦炭加热灼烧至其质量不发生 变化时取出冷却，剩余部分即灰分（A）。
电站锅炉原理
1. 锅炉的基本知识
1.1概述 • 锅炉的定义 利用燃料燃烧释放的热能（或其他热能），将工 质加热到一定参数（温度和压力）的设备。 • 锅炉是一种在高温高压下运行的承压设备，一旦 发生事故，特别是爆炸事故，将造成设备本身和 周围设备的巨大破坏，不但伤及操作者，还会伤 及他人。
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• 锅炉作用就是安全、可靠、经济有效地将 燃料地化学能转化为热能，进而将热能传 递给水，以产生热水或蒸汽，或将燃料地 化学能传递给其他工质，以产生其他高温 工质。