s电厂锅炉原理-第一章

五 我国电力工业的发展
(一)、我国发电总装机容量 一 、
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 2000 3 2004年发电装机4亿千瓦 2005年发电装机5亿千瓦
(二)、单机容量 二 、
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 目前，60万、90万、100万千瓦为主力机组
净效率
ηj =
Q1 Q q Q p Qr
,% (1 2)
燃烧效率
η r = 1 (q 3 + q 4 ),%(1 3)
锅炉有效利用热， kJ/kg； 式中 Q 1— 锅炉有效利用热， kJ/kg； 锅炉在单位时间内所消耗燃料的输入热量,kJ/kg ,kJ/kg； Q r — 锅炉在单位时间内所消耗燃料的输入热量,kJ/kg； 锅炉机组自身所需的热量，kJ/kg； Q q — 锅炉机组自身所需的热量，kJ/kg；
本体设备： 本体设备： 炉膛、燃烧器、空气预热器、省煤器、 炉膛、燃烧器、空气预热器、省煤器、水冷 锅筒、汽水分离器、过热器、再热器等 壁、 锅筒、汽水分离器、过热器、再热器等。 辅机设备包括： 辅机设备包括： 给煤机、磨煤机、送风机、吸风机、给水泵、 给煤机、磨煤机、送风机、吸风机、给水泵、 吹灰器、碎渣机、除尘器、灰浆泵等 吹灰器、碎渣机、除尘器、灰浆泵等。
三、发电的方式
火（热）力发电、水力发电、核能发电、风 力发电、水力发电、核能发电、 力发电、太阳能发电、海洋能发电、 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 直接利用：加热、采暖、 间接利用：热能转化为机械能，进一步转化为电能 间接利用：热能转化为机械能，
五 锅炉各主要系统 1、制粉系统 、 原煤→给煤机→磨煤机→煤粉分离→ 原煤→给煤机→磨煤机→煤粉分离→合格的 煤粉→ 煤粉→锅炉 2、 2、燃烧系统 空气→送风机→空气预热器→ 空气→送风机→空气预热器→两路热风管道 输送煤粉→燃烧器一次风喷口→ →输送煤粉→燃烧器一次风喷口→炉膛 燃烧器二次风喷口→ →燃烧器二次风喷口→炉膛
蒸发受热面内工质的流动方式（水的循环方式） 蒸发受热面内工质的流动方式（水的循环方式）
自然循环锅炉 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， 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 循环倍率： 与产生蒸汽量之比。 与产生蒸汽量之比。 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， 内工质的密度差产生，而且主要来自锅水循环 这种锅炉就叫控制循环锅炉。 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， 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。 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。 直流锅炉：工质一次通过所有受热面。
3、汽水系统 、 给水→低压加热器→除氧器→给水泵→ 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→ 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 大块熔渣（总灰量的 － ） 冷却→固态渣→渣斗→碎渣机→灰渣泵→ 冷却→固态渣→渣斗→碎渣机→灰渣泵→灰 场 烟气细灰（总灰量的80℅－90℅）→除尘器 烟气细灰（总灰量的 － ） 灰浆泵→ →灰浆泵→灰场
电厂锅炉的给水温度是指给水进入省煤器 电厂锅炉的给水温度是指给水进入省煤器 入口处的温度 的温度。 入口处的温度。
锅炉机组安全性指标(a) 二、电厂锅炉机组安全性指标(a) 电厂锅炉机组安全性指标
锅炉连续运行小时数（ 5000） 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
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锅炉可用率（约90%） 锅炉可用率（ 90% 总备用小时数） 统计期间总小时数（一年） （总运行小时数 + 总备用小时数）/ 统计期间总小时数（一年）
燃煤炉、燃油炉、 （4）按燃用燃料分 ：燃煤炉、燃油炉、燃气炉 ） 室燃炉、 （5）按燃烧方式分：层燃炉 、室燃炉、旋风 ）按燃烧方式分： 炉、流化床锅炉 （6）按煤粉炉的排渣方式分 固态排渣和液态 ）按煤粉炉的排渣方式分: 排渣 （7）按蒸发受热面内工质的流动方式分 自然 ）按蒸发受热面内工质的流动方式分: 循环、强制循环锅炉、 循环、强制循环锅炉、直流锅炉
锅炉原理
第一章 概述
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 按照物质运动形式的不同，能量可以分为机械 热能、电能、化学能和辐射能。 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 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）。 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。 热运动时的总能量。
注：ＭＣＲ*为最大连续蒸发量 ：ＭＣＲ 为最大连续蒸发量
2.蒸汽参数 蒸汽参数
电厂锅炉的蒸汽参数一般是指锅炉过热器 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 过热蒸汽的温度和压力。 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。 额定蒸汽压力。
3.给水温度 给水温度
1-2 电厂锅炉的设备及其特征
一、电厂锅炉的特性 1.锅炉容量：
额定蒸发量：锅炉在额定蒸汽参数、 额定蒸发量：锅炉在额定蒸汽参数、额定给 额定蒸汽参数 设计燃料时， 水温度、使用设计燃料时 每小时的最大连续蒸 水温度、使用设计燃料时，每小时的最大连续蒸 发量。 发量。t/h 最大连续蒸发量：锅炉在额定蒸汽参数 额定蒸汽参数、 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 设计燃料， 定给水温度、使用设计燃料，长期连续运行时所 能达到的最大蒸发量。 能达到的最大蒸发量。 最大连续蒸发量通常为额定蒸发量的 通常为额定蒸发量的1.03～ 最大连续蒸发量通常为额定蒸发量的 ～ 1.2倍 倍
Q p — 锅炉机组自身电耗对应的热量，kJ/kg； 锅炉机组自身电耗对应的热量，kJ/kg；
q 3 、 4 — 锅炉化学、机械未完全燃烧热损失，% q 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
工业锅炉(工业生产工艺用汽或 （1）按锅炉用途分 ：工业锅炉 工业生产工艺用汽或 ） 发电)， 民用采暖或供热) 供暖 )，电站锅炉 发电 ，热水锅炉 民用采暖或供热 ，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 ）按电站锅炉容量分：按时代和技术进步， 组容量以大、 小的排序和分类在不断演变。 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 ）按蒸汽压力分: 低压(P<2.45ＭPa)、中压 Ｍ 、 (P=2.94-4.92ＭPa)、高压 Ｍ 、高压(P=7.84-10.8ＭPa)、超高 Ｍ 、 压(P=11.8-14.7ＭPa)、亚临界压力 Ｍ 、亚临界压力(P=15.7～19.6Ｍ ～ Ｍ Pa)、超临界压力 、超临界压力(P>22.1ＭPa)、超超临界压力 Ｍ 、超超临界压力(P>25 ＭPa)
锅（汽水系统） 汽水系统） 锅炉本体 炉（燃烧系统） 燃烧系统）
锅（汽水系统）：由省煤器、汽包（汽 汽水系统）：由省煤器、汽包（ ）：由省煤器 水分离器）、下降管、联箱、水冷壁、 ）、下降管 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。 阀门组成。 炉（燃烧系统）：由炉膛、燃烧器、点 燃烧系统）：由炉膛、燃烧器、 ）：由炉膛 火装置、空气预热器、烟风道及炉墙、 火装置、空气预热器、烟风道及炉墙、 构架等组成。 构架等组成。
中国电站锅炉的蒸汽参数及容量
蒸汽压力 (ＭPa) Ｍ 9.9 13.8 16.8～18.6 ～ 17.5 25.4 25.0 蒸汽温度 (℃) ℃ 540 540/540 540/540 540/540 541/566 545/545 给水温度 (℃) ℃ 205～225 ～ 220～250 ～ 250～280 ～ 255 286 267～277 ～ ＭＣＲ* (t/h) 220, 410 420, 670 1025～2008 ～ 1025～1650 ～ 1900 1650～2650 ～ 发电功率 (ＭＷ ＭＷ) ＭＷ 50, 100 125, 200 300, 600 300, 500 600 500, 800
1-4 锅炉技术的发展
一、我国电厂锅炉发展概况 二、锅炉的发展趋势 （一）锅炉容量和蒸汽参数 （二）锅炉燃烧技术 （三）燃气－蒸汽联合循环机组的锅炉 燃气－
加快发展大容量、 加快发展大容量、高参数机组
电站锅炉发展趋势
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、 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 锅炉的可靠性涉及到设计、设备制造、 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, 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） 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。 种的适应性。提高机组的监控水平 强化煤电环境保护， 强化煤电环境保护，发展洁净燃煤技术 燃煤的燃气-蒸汽联合循环( 燃煤的燃气- 蒸汽联合循环(燃煤硫化床燃烧联合循环及整体煤气化联合 循环）和超临界压力蒸汽循环可满足燃煤、高效、 循环）和超临界压力蒸汽循环可满足燃煤、高效、低污染要求
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 (一)、火力发电厂的组成 一 、
锅 炉 汽轮机 发电机
火力发电厂的三大设备
火力发电厂的能量转换过程
电能。 燃料的化学能 → 蒸汽的热能 → 机械能 → 电能。
燃料的化学能
锅炉
热 能
蒸汽的热能
汽轮机
机 械 能
转子动能
发电机
电 能
(二)、火力发电厂的生产过程 二 、
2.辅助设备 辅助设备
通风 系统 其它 系统 辅助 系统 脱硫 系统 除灰除 尘系统 制粉 系统 燃料运 输系统
四 锅炉机组的工作过程
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） 给水加热、汽化、过热（再热）热过程 排渣除灰过程
锅炉机组的工作过程示意图
二、锅炉型号
— ××× ××× — ××× ××× — × ×××/××× ×××/××× × 第一组为符号，锅炉厂汉语拼音的缩写； 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。 第四组中，符号表示燃料，数字表示设计序号。 DG-670/13.7 -540/540-M8
（三）、电厂锅炉的作用及组成 ）、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， 锅炉的主要作用使燃料在炉内燃烧放热，并将 主要作用使燃料在炉内燃烧放热 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。 热蒸汽，供汽轮机使用。
锅炉设备的组成： 锅炉设备的组成： 锅炉机组由锅炉本体设备 辅机设备组成 锅炉本体设备和 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 锅炉本体
二、能源的分类
一次能源：天然燃料（原煤、原油、天然气） 一次能源：天然燃料（原煤、原油、天然气）的化学 太阳能、水力能、风力能、核能、 能、太阳能、水力能、风力能、核能、地 热能、 热能、潮汐能等 二次能源：人工燃料（焦碳、汽油、煤气） 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、 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、天然气） 不可再生能源：化石燃料（原煤、原油、天然气）
锅炉的事故率（ 锅炉的事故率（约1%） 锅炉总事故停炉小时数/ 事故停炉小时数） 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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锅炉机组经济性指标(b) 二、电厂锅炉机组经济性指标(b) 电厂锅炉机组经济性指标
热效率（ 90% 热效率（>90%）
η g Q1 = × 100,% (1 1) Qr