锅炉原理第1章绪论
锅炉原理窦文宇版上
电站锅炉概述
锅炉的分类Ⅵ
U型
塔型
按
箱型
整 T型 电站锅炉
体
外 U型
形
N型
L型
D型 工业锅炉
A型
中 国 特 种 设 备 检 测 研 第究2院6页/共49页
电站锅炉概述
露天
电站锅炉
按
半露天
锅
炉
室内
房 型
地下
工业锅炉
式
洞内
按
快装锅炉
小型锅炉
锅
炉
出
组装锅炉
厂 型
电站锅炉
式
散装锅炉
中 国 特 种 设 备 检 测 研 第究2院7页/共49页
发展趋势：SC超临界 USC超超临界（仅2004年1月至 2005年底，国家新核准和开工的火电项目达12840.40万千 瓦，其中，300MW级以上的电站锅炉256台，600MW及 以上机组电站锅炉129台，参数多为超临界，部分为超超 临界）
2010年前预计建造：600MW超临界机组约150多台， 660MW超超临界机组14台，1000MW超超临界机组42台；
313
110753
205
41850
343
39798.7
375
19491.2
472
12175.3
980
12470.0
1296
7930.4
3984
244468.6
中 国 特 种 设 备 检 测 研 第究1院2页/共49页
电站锅炉概述
2002年至今，火力发电井喷式发展（截止到2005年底，全 国共有在役电站锅炉为7983台，其中，300MW以上的电 站锅炉为394台，600MW及以上机组电站锅炉43台）
锅炉原理精品课程
锅炉原理精品课程第一章：锅炉基本概念和分类1.1 锅炉的定义及作用锅炉是一种将液体（水）加热转化为蒸汽或热水的设备，常用于供暖、发电和工业生产等领域。
它能够通过燃烧燃料释放的热能，将水加热到饱和温度或超饱和温度，从而产生蒸汽或热水供应给其他设备或系统使用。
1.2 锅炉的分类及特点根据工作原理和结构特点，锅炉可分为循环流化床锅炉、流化床锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电锅炉等多种类型。
不同类型的锅炉在燃料、热效率、使用环境等方面有着各自的特点。
第二章：燃烧过程及燃料选择2.1 燃烧过程及要素燃烧是指燃料与氧气在适当的温度和压力条件下发生的氧化反应。
燃烧过程包括点火、燃烧和燃尽三个阶段。
点火是指将燃料加热到其自燃温度，使其自行燃烧；燃烧是指燃料与氧气在一定的温度和压力下发生氧化反应，释放出热能；燃尽是指燃料完全燃烧，生成二氧化碳和水等无害物质。
2.2 燃料的选择原则在选择锅炉燃料时，需要考虑燃料的能量密度、供应可靠性、环境影响、成本等因素。
常用的锅炉燃料包括燃煤、燃油、天然气、生物质等。
不同燃料的选择应根据实际情况进行综合考量。
第三章：锅炉热传递和热效率3.1 热传递的基本原理锅炉中的热传递主要通过辐射、对流和传导三种方式进行。
辐射是指热能以电磁波的形式传递；对流是指热能通过液体或气体的流动传递；传导是指热能通过物质内部分子之间的碰撞传递。
3.2 热效率的计算和提高锅炉的热效率是指燃料转化为有效热量的比例，通常以百分比表示。
提高锅炉的热效率可以通过改善燃烧过程、优化锅炉结构、加强热传递等方式实现。
合理选择锅炉燃料、提高燃料的利用率、改善烟气排放等措施也能有效提高锅炉的热效率。
第四章：锅炉控制及安全保护4.1 锅炉控制系统锅炉控制系统包括自动控制、调节和保护等功能。
自动控制系统能够根据锅炉负荷和运行状态自动调节燃料供给、风量、水位等参数，以实现稳定的锅炉运行。
调节系统能够根据负荷变化及时调整锅炉运行参数，以满足不同负荷的需求。
锅炉原理复习资料
锅炉原理第一章 绪论一、锅炉的组成1.主体：锅+炉。
（汽包、水冷壁、过热器、再热器、省煤器、空气预热器、燃烧器、及其连接管道、构架、炉墙组成的整体。
）2.辅助：燃料供应系统、煤粉制备系统、给水系统、通风系统、出灰除尘系统、水处理系统、测量及控制系统、脱硫系统、脱硝系统。
<考点：判断设备归属>二、工作原理1.汽水系统：2.燃烧系统：三、锅炉的分类1、按用途分：电站锅炉、工业锅炉（pmax=2.45MPa 、65t/h)、热水锅炉。
2、按容量分目前分：大（>300MW 、1000t/h ）；中（50－100MW 、220－410t/h ）；小（<50MW 、220t/h ）。
3、按锅炉蒸汽压力分（见p.4）（表压）：低压（<2.45MPa ）——工业锅炉；中压（2.94－4.9MPa ）；高压（7.84－10.8MPa ）；超高压（11.8－14.7MPa ）；亚临界压力（15.7－19.6）（> 300MW ）；超临界压力（绝对压力>临界压力22.1MPa ）（>300MW ）。
4、按锅炉燃烧方式分：层燃炉——链条炉（p.5）；室燃炉——煤粉锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉；流化床（沸腾炉）——FBC （第一代鼓泡床）、CFBC （第二代）（p.6，7）。
5、按蒸发受热面内工质流动方式分：自然循环锅炉——靠水和汽水混合物比重差循环；强制循环锅炉——靠循环泵的压头进行循环（下降管中；直流锅炉——靠给水泵压头一次产汽。
复合循环锅炉——直流炉+强制炉 。
6、按锅炉排渣的相态分：固态排渣；液态排渣。
7、按锅炉燃烧室内压力分（炉膛出口烟气静压）：负压燃烧锅炉（<大气压力）；压力燃烧锅炉（>大气压力）；微正压燃烧锅炉（1.96－4.92MPa ＝200－500mmH2O ）。
第二章 锅炉受热面一、锅炉受热面的组成汽水系统（水冷壁；过热器；再热器；省煤器）；风烟系统（空气预热器）。
《锅炉原理》讲稿PPT
1、炉膛
其特点是采用高循环倍率，高温旋风分离器和外置流化床热交换器。虽然外置流化床热交换器的采用使这种锅炉略显复杂，但也使这种锅炉的床温调节更加简便，过热器/再热器的布置更为灵活。目前这种循环流化床锅炉最大容量的锅炉是法国阿尔斯通斯登工业公司制造的，装在普罗旺斯电厂配250MW机组的700t/h亚临界压力循环流化床锅炉。
35吨链条炉
35吨煤粉炉
锅炉三大系统：
1）燃烧供给系统 2）汽水系统 3）空气、烟气系统
1-2锅炉的参数
一、锅炉容量（额定蒸发量） 锅炉在设计蒸汽参数和保证效率下最大连续蒸发量。Kg/s t/h 二、蒸汽参数 锅炉出口处蒸汽压力（MP)和温度（℃） 三、给水温度 进省煤器的给水温度。 动力中压锅炉给水温度：150 ℃或170 ℃ 动力高压锅炉给水温度：215℃ 动力亚临界锅炉给水温度：260 ℃ （表1-1参数）
二.经济性指标
1.锅炉效率：锅炉的有效利用热量与输入热量的百分比. ηgl=Q1/Qr×100% (30万机组,设计效率92%,保证效率89%,一般为90%) 2.钢材使用率 锅炉每小时产生一吨蒸汽所用钢材吨数. 2.5-5t/t/h
§1-5 锅炉发展的趋势
发展趋势： 1、大容量：容量增大一倍,每t/h的金属用量减少5~20%。 2、高参数：参数提高一档,经济性提高2%. 3、再热机组：一次再热,提高经济性4~5%. 目前我国多采用亚临界压力,温度多采用540℃,主要是考虑设备工作的可靠性.
§1-6工业锅炉型号表示方法
按照标准规定方法编制： △△ △ ××－××／××－× （1）（2）(3) (4) (5) (6) （1）：总体型式代号 （2）：燃烧设备代号 （3）：额定热功率或额定蒸发量 （4）：额定争气压力或允许工作压力 （5）：过热蒸汽温度或出/进水温度 （6）：燃料种类代号
锅炉原理第一章
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
Ebeltoft Town, Denmark
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
Palm Springs, CA, USA. >1000 sets
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
风电场
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
草原上的风电机
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
（图）（位于美国加利福尼亚州巴斯托附近沙漠地区的 太阳能发电厂，完成于 1982 年 4月，是世界上第一座示 范性太阳能发电厂，投资1.1415亿美元，总装机容量为 1.08万千瓦。它采用了由1818块能自动跟踪太阳的日光 反射镜，将日光反射到中央日光集中塔上。）
包括太阳能、风能、海洋能、地热 能、生物质能、核能等。
(1)太阳能：
太阳不断地进行将氢变为氦的核聚变反应。
虽然地球获得的太阳能，只是太阳辐射能 量的极少部分，但其数量已足够巨大。
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
太阳能的利用方式，有直接利用太阳热能 水加热、蒸发、蒸馏的装置；有将其转化 为电能的太阳能电池； 有光一化学转换的化学蓄热方法。 太阳能安全、清洁，又取之不尽，但目前 的问题是装置成本太高。
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
新能源： 由于技术、经济的限制，尚未大规模开 发利用的资源，如太阳能、地热能、海 洋能、生物质能、核聚变等。 新能源不仅数量巨大，种类繁多，而且 使用清洁，不易污染环境；又因它们(除 核能外)消耗与补充速度可以持平，故又 称连续性能源，或可再生能源。水能也 属此类。
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
电站锅炉原理-第1讲第一章a
220～250 250～280 260～290 270～290
420； 670 1025；1000 1025；2008 1900；1650
125；200 300
300；600 600
第三节 锅炉分类
•按锅炉的用途分类 1）电站锅炉。锅炉产生的蒸汽主要用于发电的锅炉。 2）工业锅炉。用于工业企业生产工艺过程以及采暖和生活用的锅炉。 3）热水锅炉。用于产生热水供采暖、制冷和生活用的锅炉。 •按锅炉容量分类 按照锅炉容量的大小，锅炉有大、中、小型之分，但它们之间没有固 定、明确的分界、随着我国电力工业的发展，电站锅炉容量不断增大， 大中小型锅炉的分界容量便不断变化，按当前情况来看，发电功率等于 或大于300MW的锅炉才算是大型锅炉。 •按锅炉的蒸汽压力分类 1)低压锅炉[出口蒸汽压力（表压）不大于2.45MPa] 2)中压锅炉（表压为2.94~4.90MPa）， 3)高压锅炉（表压为7.84~10.8MPa）， 4)超高压锅炉（表压为11.8~14.7MPa）， 5)亚临界压力锅炉（表压为15.7~19.6MPa）， 6)超临界压力锅炉（绝对压力超过临界压力22.1MPa）。 •按锅炉的燃烧方式分类 1)火床燃烧方式: 固体燃料以一定厚度分布在炉排上进行燃烧的方式 2)火室燃烧方式: 燃料以粉状、雾状或气态随同空气喷入炉膛中进行燃 烧的方式
水
水
水
汽水混合物
汽水混合物
①
饱和蒸汽
过热蒸汽
排汽
再热蒸汽
过热器
汽轮机高压缸 再热器
汽轮机低压缸
电站煤粉锅炉机组部件框图
锅炉机组
锅炉本体
辅助设备
原煤斗1、给煤机2、 磨煤机3、排粉风机18、 排渣装置19、送风机 20、除尘器21、引风 机22、烟囱23
锅炉原理-第一章绪论ppt课件
什么是锅炉？
济锅YG-130/9.8-M循环流化床锅炉
什么是锅炉？
济锅YG-600/9.8-M循环流化床锅炉
什么是锅炉？
泰锅DZL(单锅筒纵置式链条炉排)锅炉
什么是锅炉？
泰锅SZL(双锅筒纵置式链条炉排)锅炉
什么是锅炉？
泰锅WNS（卧式内燃室燃）燃油燃气锅炉
什么是锅炉？
立 式 开 水 炉
锅炉分为哪些种类？
燃烧方式 层燃炉（火床炉）：燃料在炉排上形成均匀的、有 一定厚度的燃料层进行燃烧。层燃炉炉排主要有：链 条炉排、振动炉排、往复推饲炉排、固定炉排等。 室燃炉：通过燃烧器保证燃料与空气进入炉膛（燃 烧室）时充分混合、及时着火和稳定燃烧。主要有： 煤粉炉、燃油燃气锅炉。 旋风炉
锅炉是如何工作的？
煤、风、烟系统
冷空气 烟气 烟气 烟气
烟囱 空气预热器
（二次风）
原煤
引风机
除尘器
细微灰粒
灰渣沟
排粉风机
（一次风） 烟气 烟气
给煤机
磨煤机
风、粉
燃烧器
炉膛
水平烟道
尾部烟道
原煤
风、粉 未燃煤粒 灰渣
灰渣
灰渣
灰渣沟
未燃煤粒
排渣装置
未燃煤粒
冷灰斗
锅炉是如何工作的？
汽 水 系 统
汽机主凝结水 水 水 汽水混合物
水定压汽化过程的T-s图
当温度大于临界温度时，不论压力多大，再也不能 使蒸汽液化。
什么是锅炉？
东锅1000MW超超临界直流锅炉-邹县电厂
什么是锅炉？
哈锅330MW亚临界自然循环锅炉-巴西某电 厂
什么是锅炉？
哈锅330MW亚临界自然循环锅炉
锅炉题和答案
第一章：绪论1、计算1台1025t/h 亚临界压力自然循环锅炉的年耗煤量、灰渣排放量。
已知，锅炉每年的运行小时数为6000h ，每小时耗煤128t ，煤的收到基灰分为A ar =8%。
答：解：（1）每年的煤耗量Ba=6000×128=76.8×104×8/100=6.144×104（t/a ）（2）每年的灰渣（飞灰、沉降灰、底渣之和）排放量44hz 876.810 6.14410(/)100100ar aA MB t a ==⨯⨯=⨯ 计算结果分析与讨论：（1）燃煤锅炉是一种煤炭消耗量很大的发电设备。
（2）1台300MW 机组每年排放的灰渣总量达到6.144万t ，应当对电厂燃煤锅炉排放的固体废弃物进行资源化利用，以便降低对环境的污染。
2、分析煤粉炉传热过程热阻的主要构成及提高煤粉炉容量的技术瓶颈。
答：传热系数的倒数2111()()()g m h K δδδαλλλα=++++ 其中，蒸汽或者水侧的对流放热系数α2=2000~4000W/(m2•K)，烟气侧的对流放热系数α1=50~80W/(2m •K)。
导热热阻相对较小，可以忽略不计。
因此锅炉的主要热阻出现在烟气侧。
要提高锅炉的容量，必须设法增加烟气侧的对流换热系数或者受热面面积。
煤粉炉提高容量的技术瓶颈就是烟气侧对流放热系数太小。
3、分析随着锅炉容量增加，锅炉给水温度提高的原因。
答：（1）锅炉的容量越大（即蒸汽流量D 越大），水蒸气的压力就会越高。
根据水的热力学性质，压力越高，水的饱和温度越高。
（2）为了保证水冷壁的系热量主要用于蒸发，而不是用于未饱和水的加热。
进入水冷壁的水的温度与对应压力下的饱和温度之间的差值基本上是常数。
（3）水在省煤器中吸热提高温度基本上是常数。
（4）综合分析（1）、（2），随着锅炉容量增加、水蒸气的压力就会提高。
来自省煤器出口的水与未饱和温度之间的差值等于常数，因此省煤器出口的水温会随着锅炉的容量的提高而提高，有因为水在省煤器中吸热提高温度基本上是常数，所以省煤器的入口水温，即给水温度随着锅炉容量的提高而提高。
锅炉原理-第一章 概述
典型电厂锅炉参数系列
参 压力级别 蒸汽压力 （MPa） 3.8 9.8 数 给水温度 （℃） 150-172 205-225 锅炉蒸发量 （t/h） 发电功率 （MW）
蒸汽温度 （℃） 450 540
中压 高压
35，65，130 220，410
6,12,25 50，100
超高压
亚临界 超临界
13.7
1020304050607080901001980199020002006煤炭石油天然气我国一次能源消费结构变化我国一次能源消费结构变化二电站锅炉的安全和经济性指标1安全性指标1001001连续运行小时数两次停炉检修之间的运行小时数事故停运小时数2事故率总运行小时数事故停运小时数总运行小时数备用时数3可用率统计期间总时数2经济性指标1锅炉热效率
（7）空气预热器：布置在尾部低温烟道内（尾部换热面）。
锅炉受热面作用：
（1）空气预热器：预热空气； （2）省煤器：预热锅炉给水，把水加热到饱和态； （3）水冷壁（蒸发受热面）：把水加热变成饱和蒸汽； （4）过热器：把饱和蒸汽变成过热蒸汽； （5）再热器：把汽轮机抽汽再热，提高汽轮机出口干度。
（3）锅炉汽水系统
本课程学习要求：
通过本门课程的学习，学生应该达到以下要求：
掌握电厂锅炉的结构及工作原理； 熟悉锅炉机组安全运行、经济运行的基本知识； 了解电厂锅炉运行调节基本知识； 掌握锅炉机组设计计算方法，能够进行动力锅炉热 力系统初步设计计算。
Thanks for your attention！
回水：低压加热→除氧器→高压蒸汽加热→锅炉省煤器→锅炉汽包→ 下降管→水冷壁→过热器→主蒸汽管道→ 汽轮机。
再热器系统：
（4）烟风系统
空气：送风机→空气预热器→炉膛；
锅炉原理第一章
6 按燃烧方式分类 燃油、煤粉、 燃气锅炉 室燃炉
层燃炉
旋风炉
流化床、循环流化床锅炉
7
按蒸发受热面循环方式分类 自然循环、 控制循环、 直流锅炉、复合循环锅炉
复 合循环锅炉
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，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。
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
整体煤气化联合循环
增压流化床锅炉的联合循环电站热力系统
全厂事故70%为锅炉事故 其中60% ～70%为四管（省煤器、水冷壁、过 热器、再热器）泄漏
第三节 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 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： 大型、中型、小型 220t/h、410t/h、670t/h；1000t/h、2000t/h 、 2650t/h、2953t/h
2、最大连续蒸发量（MCR） 锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度、使用设计燃 料，长期连续运行时所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1.03～1.2。 3、锅炉的温度和压力：主蒸汽参数 指的是锅炉过热器出口的温度、压力。 具有再热循环的锅炉再热温度指的是再热器出 口温度。 4、给水温度： 给水进入省煤器入口的温度。
Π 形 布 置
塔 形 布 置
表1-1、中国电站锅炉的蒸汽参数及容量
蒸汽压力 (Ｍ Pa) 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～ 280 255 280 267～ 277 ＭＣＲ * (t/h) 220， 410 420， 670 1025～ 2008 1025～ 1650 1900 1650～ 2650 发电功率 (ＭＷ ) 50， 100 125， 200 300， 600 300， 500 600 500， 800
锅炉原理
电厂锅炉原理第一章 绪论一、名词解释1.锅炉的主要参数：锅炉容量（锅炉的蒸发量，是指每小时所产生的蒸汽量）蒸汽参数（锅炉出口处的压力和温度）给水温度（给水灾省煤器入口处的温度）2.锅炉额定蒸发量：蒸汽锅炉在额定蒸汽参数，额定给水温度，使用设计燃料并保证效率是多规定的蒸汽产量。
二、填空题1.会理发电厂的三大主要设备为锅炉、汽轮机、发电机。
三、判断题1.电站锅炉燃烧的煤粉是由磨煤机制成的。
（√）四、问答题1.电站锅炉本体由哪些部件组成？答：其组成主要包括“炉”和“锅”两部分。
“炉”主要包括炉膛、燃烧器、空气预热器、烟道和钢架等。
“锅”主要包括汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器和省煤器等受热面。
2.多大机组陪多大锅炉？30万机组配1000t/h ，60万机组配2000t/h 。
3.火力发电厂中存在几次能量转换？各在什么设备中完成？答：火力发电厂存在着三次能量转换，其中在锅炉中燃烧的化学能转化为蒸汽的热能，在汽轮机中蒸汽的热能转化为轴的机械能，在发电机中的机械能转化为电能。
第二章 锅炉燃料一、名词解释1.高位发热量gr Q ：单位量燃料完全燃烧，而燃烧产物中的水蒸汽全部凝结成水时所放出的全部热量，称为燃料的高位发热量。
低位发热量net Q ：单位燃料完全燃烧，而燃烧产物中的水蒸汽全部保持蒸汽状态时所放出的全部热量。
2.标准煤：规定收到基低位发热量net Q =29270kJ/kg 的煤。
3.折算成分：指燃料对应于每4182kJ/kg 收到基低位发热量的成分。
4.煤灰熔融性：在规定条件下随加热温度的变化灰的变形、软化、流动等物理状态的变化特性。
5.灰熔点：是固体燃料中的灰分，达到一定温度以后，发生变形，软化和熔融时的温度。
二、填空题1.煤的元素分析法测定煤的组成成分有C 、H 、O 、N 、S 、M （水分）、A （灰分），其中C 、H 、S 是可燃成分，S 、M 、A 是有害成分。
2.煤的工业分析成分有水分、挥发分、固定碳和灰分。
重庆大学锅炉原理总结
第1章绪论锅炉构成：锅炉本体（燃烧系统、汽水系统）和辅助设备。
锅炉的工作过程：锅炉内部同事进行着燃料燃烧、烟气想工质传热、工质受热汽化三过程。
锅炉分类：用途生活，工业，电站蒸汽压力低压锅炉（出口蒸汽压<=2.45）、中压锅炉（表压2.94-4.9）、高压锅炉（7.84-10.8）、超高压锅炉（11.8-14.7）、亚临界压力锅炉（15.7-19.6）、超临界压力锅炉（24.0-28.0）、超超临界机组（表压28.0以上，或主蒸汽温度和再热蒸汽温度为593℃以上）。
锅炉主要形式：层燃燃烧锅炉、循环流化床锅炉、自然循环锅炉、控制循环锅炉、超临界直流锅炉、预热锅炉、导热油锅炉。
锅炉额定蒸发量：锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度和使用设计燃料，并保证热效率是的蒸发量。
锅炉最大连续蒸发量：锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度和使用设计燃料，长期连续运行是所能达到的最大蒸发量。
热效率（锅炉效率一般指锅炉热效率）有效利用的热量Q1与燃料输入热量Qr的百分比锅炉净效率：有效利用热量Q1与燃料输入热加锅炉自用热耗和锅炉辅助设备消耗功率之比。
第2章锅炉燃料1. 煤的元素分析成分2. 煤的工业分析成分3. 燃料的发热量的三种表示方法：弹筒发热量、高位发热量和低位发热量。
4. 折算成分5. 煤的工业分类6. 煤灰熔性7. 灰熔性地狱锅炉影响8. 常用液体燃料第3章燃料燃烧计算及锅炉平衡理论空气量：1kg（或标况下1m3）燃料完全燃烧且燃烧产物中又没有氧气存在时所需的空气量。
实际空气量：一般燃烧设备很难保证氧气和燃料完全燃烧，通常实际空气量大于理论空气量。
空气系数：实际空气量与理论空气量之比。
完全燃耗时烟气成分：CO2、SO2、N2、H2O。
烟气分析方法：化学吸收法、色谱分析法、红外吸收法、电化学传感器法。
实际燃烧温度：实际燃烧过程中，烟气可能达到的温度。
理论燃烧温度：绝热条件下完全燃烧，不考虑对外做功时，烟气可能达到的最高温度。
锅炉原理讲稿
2020/12/12
锅炉原理讲稿
第一章 概论
火力发电约占全国总发电量的70%左右， 锅炉是发电厂的三大主机之一，在火力发 电厂中占重要地位。 电厂生产过程：
燃料（煤、油、天然气）-→热能-→水 -→蒸汽-→气轮机膨胀作功-→带动发电机 发电。
锅炉原理讲稿
§1-1 锅炉的一般工作原理
一、煤粉锅炉及辅助设备示意图： 锅：省煤器、汽包、下降管、水冷壁组成的蒸 发设备和过热器等组成的汽水系统。 炉：炉膛、烟道、燃烧器、空气预热器等组成 的燃烧系统。 辅助设备：制粉设备、送风机、引风机、烟囱、 给水设备、除灰设备、除尘设备、输煤系统。
锅炉原理讲稿
三、按使用燃料分 燃煤锅炉 燃油锅炉 燃气锅炉 电锅炉
锅炉原理讲稿
四、按燃烧方式分
•1.层燃炉(火床炉)
• 燃烧特点:燃料在炉排上燃烧。
•2、室燃炉
• 燃烧特点：燃料在炉膛内悬浮燃烧。
•3.旋风炉(卧式和立式两种)
•
粗煤粒贴旋风筒内壁燃烧.
•
细煤粉随筒内气流一起运动悬浮燃烧.
•
特点:a)燃烧猛烈(燃烧与风的相对速度很高).因供氧条件好,
（表1-1参数）
锅炉原理讲稿
目前国内已经使用的火力发电机组为： 汽轮机：600MW, 锅炉：1950t/h, 压力：25.5MP 国外： 汽轮机：1300MW, 锅炉：4300t/h
锅炉原理讲稿
国内较大电厂：
陡河电厂（155万KW）、谏壁电厂（162.5 万KW)、清河电厂（130万KW）、姚孟电厂 （120万KW）、神头电厂（130万KW）、徐 州电厂（130万KW）、秦岭电厂（105万 KW）、锦州电厂（120万KW）、大同二电厂 （120万KW）、富拉尔基二电厂（100万KW）
燃煤电站锅炉设备及运行讲义
（1）碳 主要的可燃成分，其含量一般为40% 90%
碳的燃烧反应 固定碳的定义及固定碳的燃烧特性
（2）氢
氢的发热量比较高但含量较少（3% 6%）氢燃烧后生成H2O,其物态影响
反应的发热量
2H2+O22H2O(l) +143112 KJ/Kg 2H2+O22H2O(g)+120522 KJ/Kg
空气干燥 基
100 M ar 100 M ad
干燥基
100 M ar 100
干燥无灰 基
100 Aar M ar 100
1
100 M ad 100
100 Aad M ad 100
100 100 M ad
100 100 Aad M ad
1
100 Ad 100
100 100 Ad
换算系数K的记忆方法：
①判断同一成分在两个不同基准之间的数值大小关系 Cdaf>Cd>Cad>Car ②根据两个不同基准之间的区别写出换算系数K
不同基准的换算系数K
所求 已知
收到基
收到基 1
空气干燥基
干燥基
干燥无灰基
100 M ad 100 M ar
100 100 M ar
100 100 Aar M ar
–表示—质量百分含量
–作用—燃烧计算、煤的分类
–应用—正式场合（设计、研究、设 备鉴定等）
二、煤的工业分析
成分—水分（M）、挥发分（V）、固定碳（FC）、灰分（A）
作用—指导燃烧调整、改善燃烧工况；煤分类的主要依据；锅炉设计时的 重要参数'。
方法—通过干燥、加热、灼烧得到水分、挥发分、固定碳和灰分
电站锅炉原理
Sa.rzsQ S aa.rnret41,8% 2(21)8
煤的灰分特性
煤的灰分特性 用灰熔点表示，煤灰的角锥法确定： DT， ST， FT
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；
Q q — 锅炉机组自身所消耗的热量，kJ/kg；
火力发电厂锅炉烟尘及有害气体 最高允许排放浓度
排 放 物 粉尘 /mg.m-3
SO2 /mg.m-3
NOx(以NO2计)/mg.m-3
排放量
50
Vdaf<10%
1100
400
10%<=Vdaf<=20% 650
Vdaf>20%
450
本标准实用于： • 第三时段（2019.1.1起新建火电厂）
• 两控区（ SO2排放大或酸雨严重地区）及入炉煤Qar>12550的火电厂
0 . 0 ( C a 8 0 . r 3 8 S a ) 7 0 r 9 . 2 H 5 a 6 0 . r 3 O 5 a 3 ( r 2 2 3 ) 3
实际空气量 V
() V V0
V()V0
式中 α 、β —分别为烟气侧和空气侧的过剩空气系数
过剩空气系数α与漏风系数△α
干燥基高、低位发热量之间的换算
Q d .ne Q td .g rr 9 1 H d 0 Q 0d .g r2H 2 d 6 (2 1)4
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（2）最大连续蒸发量：在额定蒸汽参数，额定给 水温度和使用设计燃料，长期连续运行所能达到 的最大蒸发量。通常为额定蒸发量的1.03-1.2倍。
2. 参数：用于表征锅炉供热品位。 （1）额定蒸汽参数：过热器出口的设计蒸汽压力
MPa和蒸汽温度℃，对具有中间再热的锅炉，蒸 汽参数还应包括再热蒸汽流量、压力、温度。 （2）额定给水温度：一般指省煤器入口处的给水 温度。
按排渣方式
锅炉类型
简要说明
水管锅炉
锅炉受热面管内流动的全部为工质
烟管锅炉
锅炉受热面管内流动的全部为烟气
烟管水管混合锅炉 锅炉受热面管内流动的一部分为工 质、一部分为烟气
固态排渣锅炉 燃料燃烧后生成的灰渣呈固态排除
液态排渣锅炉 燃料燃烧后生成的灰渣呈液态从渣 口流除
1. 按燃烧方式分类：层燃炉、流化床炉、室燃炉。
（3）室燃炉：燃料随空气流进入炉室且呈悬浮状燃 烧的炉子，如燃用煤粉的煤粉炉，燃用液体、气 体燃料的燃油炉和燃气炉。我国电站锅炉大多数 采用的都是煤粉燃烧方式。煤粉炉把煤先磨成煤 粉，然后用空气将煤粉喷入炉内呈悬浮状燃烧。 煤被磨成煤粉后，与空气的接触面大为增加，这 不仅改善了着火条件，也强化了燃烧，使煤粉炉 的煤种适应范围较广，而且燃烧也较完全，锅炉 热效率高达90%以上。煤粉燃烧热惰性较小，燃 烧调节方便，适应负荷变化快。
6. 环保性：是现代锅炉必须予以考虑的指标。
CO2：减少化石燃料使用，提高化石燃料的能源 效率是减少CO2排放的主要方法。 SOx，NOx，粉尘飞灰：可通过高效除尘设备， 脱硫脱硝设备，及低NOx燃烧技术进行有效控制。
❖ 锅炉的分类
锅炉的分类根据不同的标准，可有多种分类方法：
分类方式 蒸发量
主蒸汽压力 出口工质
观看动画
电站煤粉锅炉机组框图
锅炉机组工作过程示意图
燃烧系统（煤、风、烟）
汽水系统
❖ 锅炉参数及技术、经济性指标
1. 容量：用于表征蒸汽锅炉供热能力。 2. 锅炉的容量一般指单机蒸发量，为单位时间内
锅炉所能供应的蒸汽量，以t/h或kg/s为单位，有 时也用与配套汽轮发电机的出力相匹配的输出功 率MW表示。 3. （1）额定蒸发量：在额定蒸汽参数，额定给水 温度和使用设计燃料，保证热效率时所规定的蒸 发量。
（2）流化床炉：床层上的固体燃料处于上、下翻腾 的流化状态。循环流化床炉是在炉膛里把颗粒燃 料控制在特殊的流化状态下燃烧，细小的固体颗 粒以一定速度携带出炉膛，再由气固分离器分离 后在距布风板一定高度处送回炉膛，形成足够的 固体物料循环，并保持比较均匀的炉膛温度。循 环流化床锅炉燃料适应性广，NOX生产少，脱硫 装置简单，但运行可靠性较低，经济性较差。
物态
燃料
锅炉类型
简要说明
大、中、小型 只具有相对意义，无固定分界
亚临界、超临界等 按过热器出口过热蒸汽压力分类
蒸汽锅炉 热水锅炉 燃煤锅炉
锅炉出口工质为蒸汽 锅炉出口工质为热水 锅炉中使用的燃料为煤
燃油锅炉
锅炉中使用的燃料为燃油
燃气锅炉
锅炉中使用的燃料为燃气
其他燃料
木材、垃圾、生物质等
分类方式 按工质是否 在受热面 管内流动
（1）层燃炉：层燃 炉有炉排，煤块在 固定或移动的炉排 上燃烧，在燃烧过 程中燃料保持层状。
煤靠自重由炉前 煤斗落于链条炉排上， 炉排由主动链轮带动， 由前向后徐徐运动， 煤随之通过煤闸门被 带入炉内，并逐渐依 次完成预热干燥、挥 发物析出、燃烧和燃 尽各阶段，形成的灰 渣最后由装置在炉排 末端的除渣板铲落渣 斗。
可见在火力发电厂的生产过程中，存在着三种 形式的能量转换：在锅炉中燃料的化学能转变为蒸 汽的热能；在汽轮机中蒸汽的热能转变为转子的机 械能；在发电机中转子的机械能转变为电能。
因此，锅炉、汽轮机和发电机被称为火力发电 厂的三大主机。
锅炉的作用是使燃料在炉内燃烧放热，通过受 热面使给水加热、蒸发、过热，以产生一定数量和 质量的过热蒸汽。
3. 锅炉效率：是衡量锅炉运行经济性的主要指标。
热效率
g
Q1 100,% Qr
(11)
净效率 j Q1Q QqrQp,% (12)
燃烧效率 r 1 q 3 q 4,%(1 3 )
Q1 — 锅炉有效利用热， kJ/kg；
Qr — 锅炉在单位时间内所消耗燃料的输入热量,kJ/kg；
Qq — 锅炉机组自身所需的热量，kJ/kg；
第一章 绪论
❖ 锅炉机组的工作过程及构成 ❖ 锅炉参数及技术、经济性指标 ❖ 锅炉的类型 ❖ 电厂锅炉发展趋势
思考：电从何而来？ N.Y
火力发电厂
三峡水电站
大 亚 湾 核 电 站
盐湖风力发电站
火电厂的生产过程
1-锅炉 2-汽轮机 3 3-发电机 4-凝汽器 5-凝结水泵 6-给水泵 7-低压加热器 8-高压加热器 9-除氧器 10-水处理设备5. 安全可ຫໍສະໝຸດ 性：是锅炉技术水平的重要标志之一。
（1）连续运行小时数两次停炉检修之间的运行小时数 （2）事故率=总运行小 事 时 故 数 停 +运 事小 故时 停数 运小时数100% （3）可用率=总运 统 行 计 小 期 时 间 数 总 +备 时 用 数 时数100%
停运 备用 运行
统计时一般以一年作为一个统 计周期。连续运行小时数越高，事 故率越低，可用率越高，表示锅炉 工作越可靠。一般连续运行小时数 >5000h，可用率>90~95%，事故 率约1%。
Qp — 锅炉机组自身电耗对应的热量，kJ/kg；
q3、q4 — 锅炉化学、机械未完全燃烧热损失，%
4. 钢材消耗量：是衡量锅炉制造成本的重要指标。 定义为锅炉单位蒸发量所用的钢材重量。钢材消 耗量与锅炉参数、循环方式、燃料种类及锅炉部 件结构有关。在保证锅炉安全高效运行的基础上， 应尽可能降低锅炉钢耗量。
2. 按水循环方式分类：自然循环和强制循环锅炉
（a）自然循环 （b）控制循环 （c）直流式 1-给水泵 2-省煤器 3-汽包 4-下降管 5-联箱 6-蒸发管 7-过热器 8-循环泵
（a）自然循环 1-给水泵 2-省煤器 3-汽包 4-下降管 5-联箱 6-蒸发管 7-过热器 8-循环泵
自然循环锅炉：蒸发受热面内的工质， 依靠下降管中的水与上升管中的汽水 混合物之间的密度差所产生的压力差 进行循环的锅炉。 过程：水由给水泵1压送，经省煤器 2加热后进入汽包。下降管4位于炉 膛外不受热，管内工质为水，蒸发管 6受热，管内工质为汽水混合物，下 降管内水的密度大于蒸发管内汽水混 合物的密度，在密度差作用下，推动 工质在封闭蒸发系统中循环流动。 循环倍率K：单位时间内循环水量与 系统中产生的蒸汽量之比。超高压以 上自然循环锅炉K一般为4~10.