第12章 电厂锅炉的整体布置
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《锅炉整体布置》PPT课件
⑥低再
②炉膛
⑦高再
③低过
⑧分离器
④屏过
⑨贮水罐
⑤末过
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2.超临界直流锅炉蒸发系统
• 省煤器、过热器、再热器的结构基本相似，蒸发系 统与汽包炉区别明显，故重点介绍蒸发系统。
系统组成：水冷壁、启动分离器、储水器、再循环泵。
系统流程： • 启动时：水冷壁→分离器（汽水分离出的蒸汽→过
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（1）螺旋管圈型水冷壁： 上辐射区为立管，下辐射区为螺 旋管或立管；
直流锅 炉水冷 壁结构
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2.垂直管水冷壁
• 一次上升; • 上升上升两种。
• 见右图所示
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过热器和再热器
• 过热器和再热器的作用
过热器：将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸 汽。
再热器：将汽轮机高压缸排汽加热成具有一定温度 的再热蒸汽。
• 结构：由并列的空心管组成受热面（壁式、对流 式、屏式），受热面的进口和出口各连接在一个 统一的联箱上。由进口联箱、出口联箱、并列的 受热面管组三部分连接构成。
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三、风烟及燃烧系统
1.锅护通风任务：连续不断地给锅炉提供燃料燃烧所 需的空气，并把燃烧生成的烟气排出炉外，以保证 燃烧的正常进行。
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2.锅护通风方式：(自然通风和机械通风两种)
（1）自然通风是利用烟囱进行通风，即利用烟 囱中热烟气和外 界冷空气之间的密度差所产生的自生通风力(抽力或自拔力)进 行通风。
锅炉整体布置课件
高温陶瓷材料
用于制造炉膛内衬、热管等部件，提高耐热性和 热效率。
新型耐腐蚀材料
用于制造水冷壁、过热器等部件，提高设备的耐 腐蚀性能和使用寿命。
纳米材料
用于强化传热、提高热效率以及改善水处理效果 等方面。
感谢观看
THANKS
VS
详细描述
在锅炉整体布置过程中，应注重结构紧凑 ，尽量减少空间占用，以提高设备的集成 度和利用率；同时要遵循工艺简单、操作 方便的原则，以便于设备的安装、调试和 维护。此外，安全可靠和经济合理也是重 要的原则，以确保锅炉运行的安全性、稳 定性和经济性。
锅炉整体布置的重要性
总结词
锅炉整体布置对于确保锅炉的安全稳定运行、提高运行效率、降低能耗和减少环境污染 等方面具有重要意义。
组合。这种布置方式灵活性高，便于根据实际情况调整供暖规模。
02
工艺流程
燃气锅炉的工艺流程主要包括燃气燃烧、热能转换、供暖等环节，通过
高效换热器和控制系统，确保供暖水的温度和压力稳定。
03
节能措施
为提高能源利用效率，燃气锅炉采用智能控制系统，根据室外温度和供
暖需求调整运行参数，同时对冷凝水进行回收利用，减少能源浪费。
智能化控制技术的应用
智能燃烧控制
通过实时监测炉膛内燃烧状况， 自动调整燃烧参数，实现高效、 低污染的燃烧。
智能故障诊断
利用传感器和数据分析技术，实 时监测锅炉运行状态，提前预警 潜在故障，提高运行可靠性。
智能调度管理
通过云计算、大数据等技术，实 现锅炉的远程监控和调度，提高 管理效率。
新材料在锅炉中的应用
烟气排放系统布置
总结词
烟气排放系统负责将燃烧产生的烟气 排放至大气，其布置应确保烟气达标 排放，符合环保要求。
用于制造炉膛内衬、热管等部件，提高耐热性和 热效率。
新型耐腐蚀材料
用于制造水冷壁、过热器等部件，提高设备的耐 腐蚀性能和使用寿命。
纳米材料
用于强化传热、提高热效率以及改善水处理效果 等方面。
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详细描述
在锅炉整体布置过程中，应注重结构紧凑 ，尽量减少空间占用，以提高设备的集成 度和利用率；同时要遵循工艺简单、操作 方便的原则，以便于设备的安装、调试和 维护。此外，安全可靠和经济合理也是重 要的原则，以确保锅炉运行的安全性、稳 定性和经济性。
锅炉整体布置的重要性
总结词
锅炉整体布置对于确保锅炉的安全稳定运行、提高运行效率、降低能耗和减少环境污染 等方面具有重要意义。
组合。这种布置方式灵活性高，便于根据实际情况调整供暖规模。
02
工艺流程
燃气锅炉的工艺流程主要包括燃气燃烧、热能转换、供暖等环节，通过
高效换热器和控制系统，确保供暖水的温度和压力稳定。
03
节能措施
为提高能源利用效率，燃气锅炉采用智能控制系统，根据室外温度和供
暖需求调整运行参数，同时对冷凝水进行回收利用，减少能源浪费。
智能化控制技术的应用
智能燃烧控制
通过实时监测炉膛内燃烧状况， 自动调整燃烧参数，实现高效、 低污染的燃烧。
智能故障诊断
利用传感器和数据分析技术，实 时监测锅炉运行状态，提前预警 潜在故障，提高运行可靠性。
智能调度管理
通过云计算、大数据等技术，实 现锅炉的远程监控和调度，提高 管理效率。
新材料在锅炉中的应用
烟气排放系统布置
总结词
烟气排放系统负责将燃烧产生的烟气 排放至大气，其布置应确保烟气达标 排放，符合环保要求。
锅炉整体布置PPT教案
➢ qA↓，A↑，燃烧器区域温度↓，不利于着火。 ➢ 锅炉设计时，可根据选用的qV、qA确定炉膛容积和截面积，并由此决定炉膛宽度、
深度及高度。 ➢ 低挥发分煤，为了稳定着火，qA应该取大些；灰熔点较低的煤，为了避免结渣，
qA应该取小些。比如，无烟煤为了燃尽qV值小，为了稳定着火qA值大，炉膛呈瘦 高状。
➢ 着火性能好、水分低的燃料，采用较低的trk。py ➢ 着火性能差、水分高的燃料，采用较高的trk。
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五、工质质量流速：对受热面运行的安全性和经济性有很大影响。 ➢ 质量流速太低：工质的传热能力下降，受热面管壁温度升高，影响受热面的安
全运行。 ➢ 质量流速太高：工质的流动阻力大。一般要求过热器系统的总阻力应不大于过
➢ 超临界压力锅炉：只能采用直流锅炉，不存在蒸发受热面。 2. 锅炉容量：锅炉容量与蒸汽参数一般同向变化，即大容量的锅炉，一般蒸汽参
数也高。 ➢ 随锅炉容量增大，炉膛的几何尺寸呈现非线性增大，并且炉膛容积的增幅大于
炉膛截面积的增幅。
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➢ 随锅炉容量增大，炉墙面积的增加落后于锅炉容量的增大，水冷壁面积增加较 慢，炉膛出口烟温提高。为了保证炉膛出口烟温不至过高，可采用双面水冷壁 或在炉膛上部布置较多的屏式受热面。
a.Π型 b.Γ型 型
c.T型 d.塔型 e.半塔型 f.箱
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➢ 炉膛上部对流受热面内，烟气速度场和温度场分布较均匀，减小了流场不均匀 造成的热偏差，有利于提高金属材料的安全裕度。
➢ 烟气在对流受热面中不改变流动方向，烟气中的飞灰不会因离心力而集中造成 受热面的磨损，对于多灰燃料非常有利。
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3. 燃料：燃料的种类和性质对锅炉布置影响较大。固体燃料的挥发分、水分、灰 分、硫分含量及灰分的性质等都会影响锅炉的布置。
深度及高度。 ➢ 低挥发分煤，为了稳定着火，qA应该取大些；灰熔点较低的煤，为了避免结渣，
qA应该取小些。比如，无烟煤为了燃尽qV值小，为了稳定着火qA值大，炉膛呈瘦 高状。
➢ 着火性能好、水分低的燃料，采用较低的trk。py ➢ 着火性能差、水分高的燃料，采用较高的trk。
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五、工质质量流速：对受热面运行的安全性和经济性有很大影响。 ➢ 质量流速太低：工质的传热能力下降，受热面管壁温度升高，影响受热面的安
全运行。 ➢ 质量流速太高：工质的流动阻力大。一般要求过热器系统的总阻力应不大于过
➢ 超临界压力锅炉：只能采用直流锅炉，不存在蒸发受热面。 2. 锅炉容量：锅炉容量与蒸汽参数一般同向变化，即大容量的锅炉，一般蒸汽参
数也高。 ➢ 随锅炉容量增大，炉膛的几何尺寸呈现非线性增大，并且炉膛容积的增幅大于
炉膛截面积的增幅。
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➢ 随锅炉容量增大，炉墙面积的增加落后于锅炉容量的增大，水冷壁面积增加较 慢，炉膛出口烟温提高。为了保证炉膛出口烟温不至过高，可采用双面水冷壁 或在炉膛上部布置较多的屏式受热面。
a.Π型 b.Γ型 型
c.T型 d.塔型 e.半塔型 f.箱
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➢ 炉膛上部对流受热面内，烟气速度场和温度场分布较均匀，减小了流场不均匀 造成的热偏差，有利于提高金属材料的安全裕度。
➢ 烟气在对流受热面中不改变流动方向，烟气中的飞灰不会因离心力而集中造成 受热面的磨损，对于多灰燃料非常有利。
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3. 燃料：燃料的种类和性质对锅炉布置影响较大。固体燃料的挥发分、水分、灰 分、硫分含量及灰分的性质等都会影响锅炉的布置。
锅炉整体布置
✓高压及超高压时，蒸发吸热比例下降， 仅布置水冷壁能满足蒸发吸热需要，甚 至富裕。而SH吸热↑，故部分SH进入 炉膛构成辐射或半辐射式。SH传热方 式多，系统庞大而复杂。
✓超临界时，工质为单相，仅能采用直 流锅炉，加热吸热量约30%，其余为过 热吸热量，无蒸发受热面。
举例
图 8-4 400t/h 超高压锅炉热力系统 1 一锅筒；2 一炉室；3 一水冷壁；4 一屏式过热器；5 一第一级喷水(5 t/h)； 6 一冷段过热器；7 一第二级喷水(4.0 t/h)；8 一热段过热器；9 一炉顶过热器； 10 一后墙引出管；11 一转弯烟室；12 一再热器；13 一省煤器；14 一空气预热器
了解常用的П型炉，T形炉，塔形炉的特点
8.2.1 工业锅炉的外形
由锅炉管束，管束与炉排的相对位置决定外形
对容量为6-20t/h的小容量锅炉，大都采用如SZL型、DZD型和 SHL型等锅炉的外型布置方式。
有纵置式和横置式 双锅筒纵置式。
8.2.2. 室燃炉的外形
外形取决于炉膛和尾部受热面的相对位置。
8.1.1 蒸汽参数对热力系统的影响
加
过蒸
热
热发
igr igs igr i'' i'' i' i' igs
r i'' i' PPcr r i'' i' 0
结论：
总吸热量不变时，P↑，过热、蒸发、加热三部分 的吸热量占总吸热量的比例发生变化。
即P↑，蒸发↓，其它两项升高。
锅炉整体布置结构
8.1 锅炉的热力系统
锅炉的热力系统是指锅炉各受热面沿烟气流 程布置的位置和相互之间热量分配的关系。
锅炉整体设计和受热面布置
通常，大型锅炉的排烟温度常比小型锅炉低些，电站锅炉的排烟温度在 120—140℃ 之间综合选择，一般情况下很少采用低于120℃的排烟温度。
三、热空气温度
对燃烧煤粉的锅炉，空气预热器出口热空气温度的选取应首先考虑煤粉 气流的着火与稳定燃烧对热空气温度的要求，然后再考虑原煤的干燥与粉碎。 对容易着火且煤中水分不太高的煤种，通常不需要过高的热空气温度．一般 为300℃左右。对难燃的煤种（挥发分低、水分高等），为了改善着火条件 和燃烧过程，降低燃烧不完全损失，有时需要将热空气温度加热到380~430 ℃ 。热空气温度越高，空气预热器金属的消耗急剧增加，并不得不采用空气 预热器双级布置，锅炉结构复杂，烟气侧和空气侧阻力也增加。因此，近年 来的大容量电站锅炉在燃用难燃煤时，不再单纯依赖提高热空气温度，而采 用改进燃烧的技术措施。固态排渣煤粉炉热风温度的推荐范围见表6—3。
综合上述因素，对于固体燃料，由于不结渣允许的最低温度往往低于技术 经济条件决定的炉膛出口烟气温度，因此，炉膛出口烟温的选取取决于结渣条 件。一般取等于或略低于灰分的变形温度DT。当灰分的软化温度ST与变形温
度10D50T~相11差0小0 ℃于1。00如℃果烟时气，在取进入l"低密于集S的T-对10流0 管℃束，前对没大有容拉量稀锅的炉凝一渣般管为，l" 的
截面热负荷取决于燃料的燃烧特性和灰渣特性等。对着火和燃烧性能较差 的煤，趋向于选择较高的截面热负荷，过低的截面热负荷会造成燃烧器区域温 度下降，不利于正常着火。但同时还需要考虑煤燃烧时的结渣特性，如果截面 热负荷较高，则将没有足够的受热面吸收燃烧器区域燃料燃烧释放的热量，使 局部温度过高，会引起燃烧器附近区域结渣。对固态排渣煤粉炉，当燃用灰熔 融温度较高的煤种时，qA可取较高的数值，对灰熔融温度较低的煤，qA应适当 降低，图11-3 所示为燃用结渣性能相差很大的煤种时炉膛结构尺寸的大致差别。
三、热空气温度
对燃烧煤粉的锅炉，空气预热器出口热空气温度的选取应首先考虑煤粉 气流的着火与稳定燃烧对热空气温度的要求，然后再考虑原煤的干燥与粉碎。 对容易着火且煤中水分不太高的煤种，通常不需要过高的热空气温度．一般 为300℃左右。对难燃的煤种（挥发分低、水分高等），为了改善着火条件 和燃烧过程，降低燃烧不完全损失，有时需要将热空气温度加热到380~430 ℃ 。热空气温度越高，空气预热器金属的消耗急剧增加，并不得不采用空气 预热器双级布置，锅炉结构复杂，烟气侧和空气侧阻力也增加。因此，近年 来的大容量电站锅炉在燃用难燃煤时，不再单纯依赖提高热空气温度，而采 用改进燃烧的技术措施。固态排渣煤粉炉热风温度的推荐范围见表6—3。
综合上述因素，对于固体燃料，由于不结渣允许的最低温度往往低于技术 经济条件决定的炉膛出口烟气温度，因此，炉膛出口烟温的选取取决于结渣条 件。一般取等于或略低于灰分的变形温度DT。当灰分的软化温度ST与变形温
度10D50T~相11差0小0 ℃于1。00如℃果烟时气，在取进入l"低密于集S的T-对10流0 管℃束，前对没大有容拉量稀锅的炉凝一渣般管为，l" 的
截面热负荷取决于燃料的燃烧特性和灰渣特性等。对着火和燃烧性能较差 的煤，趋向于选择较高的截面热负荷，过低的截面热负荷会造成燃烧器区域温 度下降，不利于正常着火。但同时还需要考虑煤燃烧时的结渣特性，如果截面 热负荷较高，则将没有足够的受热面吸收燃烧器区域燃料燃烧释放的热量，使 局部温度过高，会引起燃烧器附近区域结渣。对固态排渣煤粉炉，当燃用灰熔 融温度较高的煤种时，qA可取较高的数值，对灰熔融温度较低的煤，qA应适当 降低，图11-3 所示为燃用结渣性能相差很大的煤种时炉膛结构尺寸的大致差别。
锅炉的整体布置
锅炉的设计及布置的特点 1) 锅炉具有快速启动能力，带基本负荷并参与调峰； 2) 锅炉启动系统不带循环泵(BCP)，运行维护简便，费用低，经济合理； 3) 启动分离器和贮水罐直径较小，壁厚较薄，有利于锅炉频繁启动，变压运行； 4) 锅炉采用复合变压运行模式，较低负荷电厂效率高； 5) 较小的炉膛容积热负荷及适宜的炉膛断面热负荷，既能防止炉膛结焦，煤粉 在炉内又具有足够的停留时间，使煤粉能充分燃烧： 6) 水冷壁采用下部(包括冷灰斗)螺旋膜式管圈和上部垂直膜式壁结构，螺旋膜 式管圈全部采用内螺纹管，流速低，流动阻力小； 7) 日立-巴布科克独有的，具有成熟可靠运行经验的 HT-NR3 型低 NOx 旋流式燃
省煤器布置在尾部后竖井水平低温过热器的下方。后竖井省煤器、水平低温 过热器和水平低温再热器均通过包墙系统引出的吊挂管悬吊到大板梁上。
燃烧器采用前后墙对冲分级燃烧技术。在炉膛前后墙各分 3 层布置低 N0x。 旋流式煤粉燃烧器，每层布置 4 只燃烧器，全炉共设有 24 只燃烧器。在最上层 燃烧器的上部布置了燃尽风喷口(OFA)。还设有启动油枪和点火油枪，用于启动 和维持低负荷燃烧。最下层后墙 A 层采用少油点火油枪。
过热器及再热器受热面的布置采用了辐射一对流型，这种布置方式可确保锅 炉在负荷变化范围内达到额定的蒸汽参数，并获得良好的汽温特性。过热器主要 由在尾部竖井后烟道内的水平对流低图温7－过1热器D、G炉190膛0/上25.部4--的Ⅱ屏1 型式锅过炉热示器意和图末级过 热器等组成。过热汽温调节采用二级喷水减温。再热器由位于尾部前烟道的水平 对流低温再热器及位于末级过热器后的高温再热器组成。再热汽温通过尾部双烟 道平行烟气挡板调节。
Hale Waihona Puke 螺旋围绕与上部垂直水冷壁的过渡方式采用中间混合集箱形式。， 螺旋水冷壁类似于水平管壁，与垂直水冷壁相比，其自身能支撑的垂直荷载
省煤器布置在尾部后竖井水平低温过热器的下方。后竖井省煤器、水平低温 过热器和水平低温再热器均通过包墙系统引出的吊挂管悬吊到大板梁上。
燃烧器采用前后墙对冲分级燃烧技术。在炉膛前后墙各分 3 层布置低 N0x。 旋流式煤粉燃烧器，每层布置 4 只燃烧器，全炉共设有 24 只燃烧器。在最上层 燃烧器的上部布置了燃尽风喷口(OFA)。还设有启动油枪和点火油枪，用于启动 和维持低负荷燃烧。最下层后墙 A 层采用少油点火油枪。
过热器及再热器受热面的布置采用了辐射一对流型，这种布置方式可确保锅 炉在负荷变化范围内达到额定的蒸汽参数，并获得良好的汽温特性。过热器主要 由在尾部竖井后烟道内的水平对流低图温7－过1热器D、G炉190膛0/上25.部4--的Ⅱ屏1 型式锅过炉热示器意和图末级过 热器等组成。过热汽温调节采用二级喷水减温。再热器由位于尾部前烟道的水平 对流低温再热器及位于末级过热器后的高温再热器组成。再热汽温通过尾部双烟 道平行烟气挡板调节。
Hale Waihona Puke 螺旋围绕与上部垂直水冷壁的过渡方式采用中间混合集箱形式。， 螺旋水冷壁类似于水平管壁，与垂直水冷壁相比，其自身能支撑的垂直荷载
锅炉本体的设计和布置
1、分离的任务和一次分离元件： （1）、任务： ①一次分离（粗分离），蒸汽湿分减少到0.5%～1%； ②消除汽水混合物的动能； ③为二次分离（细分离）创造条件， A、不允许大的水滴或大量湿分带进二次分离元件； B、均匀引出蒸汽；（充分利用汽包分离空间） C、不允许夹带汽泡；（降低膨胀水位，减少下降管带汽， 水流不旋转） D、分离水流不能直冲水面，溅起水滴； ④阻力小；
一、排烟温度 二、热风温度 三、炉膛出口烟温
四、各受热面中的工质流速
11
一、排烟温度
排烟温度低，排烟若损失小，锅炉效率高，节约燃料； 但是传热温差下降，增加了受热面积。 存在最经济排烟温度。 还应考虑：低温腐蚀、堵灰。
表13－2 表13－3
12
二、热风温度
热风作用：煤粉制备时起干燥预热作用，主要是帮助煤粉在 炉内迅速着火。 热风温度高有利于运行，但是多布置空气预热器面积。 稳定着火为益。只有在挥发分少的无烟煤，水分高的褐煤、 液态排渣方式时，才采用高的热风温度。
20
（2）、一次分离元件包括： ① 旋风分离器； ② 挡板； ③ 立式节流板； ④ 水下孔板； ⑤ 钢丝网分离器；
2、细分离的任务和办法： （1） 任务：蒸汽湿分降低到0.01%～0.03%； （2） 办法： ① 控制蒸发面负荷减少汽流携带水滴的卷吸 力； ② 局部区域汽流流速不要太高； ③ 进行重力分离； ④采用二次分离元件；
7
3 箱型布置
1、特点 适用于中大容量燃油、燃气锅炉。
8
二、蒸汽参数和锅炉容量对锅炉本体布置的影响
参数的变化使得锅炉内加热、蒸发和过热（再热） 吸热量的比例发生变化。 参数升高：加热吸热量变化不大； 蒸发吸热量变化降低； 过热（再热）吸热量变化升高。 前屏 墙式再热器
一、排烟温度 二、热风温度 三、炉膛出口烟温
四、各受热面中的工质流速
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一、排烟温度
排烟温度低，排烟若损失小，锅炉效率高，节约燃料； 但是传热温差下降，增加了受热面积。 存在最经济排烟温度。 还应考虑：低温腐蚀、堵灰。
表13－2 表13－3
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二、热风温度
热风作用：煤粉制备时起干燥预热作用，主要是帮助煤粉在 炉内迅速着火。 热风温度高有利于运行，但是多布置空气预热器面积。 稳定着火为益。只有在挥发分少的无烟煤，水分高的褐煤、 液态排渣方式时，才采用高的热风温度。
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（2）、一次分离元件包括： ① 旋风分离器； ② 挡板； ③ 立式节流板； ④ 水下孔板； ⑤ 钢丝网分离器；
2、细分离的任务和办法： （1） 任务：蒸汽湿分降低到0.01%～0.03%； （2） 办法： ① 控制蒸发面负荷减少汽流携带水滴的卷吸 力； ② 局部区域汽流流速不要太高； ③ 进行重力分离； ④采用二次分离元件；
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3 箱型布置
1、特点 适用于中大容量燃油、燃气锅炉。
8
二、蒸汽参数和锅炉容量对锅炉本体布置的影响
参数的变化使得锅炉内加热、蒸发和过热（再热） 吸热量的比例发生变化。 参数升高：加热吸热量变化不大； 蒸发吸热量变化降低； 过热（再热）吸热量变化升高。 前屏 墙式再热器
电站锅炉
2/8
煤成分基准间的换算
C ar + H ar + O ar + N ar + S ar + M ar + A ar = 100% L ( 2 − 1)
C ad + H ad + O ad + N ad + S ad + M ad + A ad = 100% L ( 2 − 2)
C d + H d + O d + N d + S d + A d = 100% L ( 2 − 3)
煤中的氢、 煤中的氢、氧、氮、硫与部分碳所组成的有机化合物加热后分解, 硫与部分碳所组成的有机化合物加热后分解, 形成气体挥发出来
1/8
煤的成分基准
收到基（ar） 原应用基y 收到基（ar） （原应用基y） 以入炉煤（包括煤的全部成分） 以入炉煤（包括煤的全部成分） 为基准 空气干燥基（ad ） （原分析基f） 原分析基f 空气干燥基（ 以风干状态煤（除外部水分） 以风干状态煤（除外部水分）为基准 干燥基（ 原干燥基g 干燥基（d） （原干燥基g） 以去掉全部水分煤为基准 干燥无灰基（daf） 原可燃基r 干燥无灰基（daf） （原可燃基r） 以去掉全部水分及灰分煤为基准
650(固态排渣炉) 650(固态排渣炉) 1000(液态排渣炉) 1000(液态排渣炉) 560～ 560～620 200 410 650
美国 德国 日本 英国
5/5
电站锅炉发展趋势
加快发展大容量、 加快发展大容量、高参数机组 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； 设备和运行费用降低； 但大机组可用率相对较低，综合考虑，单机容量稳定在500～800MW 但大机组可用率相对较低，综合考虑，单机容量稳定在500～800MW 500 强化煤电环境保护，发展洁净燃煤技术 强化煤电环境保护， 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 提高运行可靠性和灵活性 锅炉的可靠性涉及到设计、设备制造及安装、 锅炉的可靠性涉及到设计、设备制造及安装、运行维护和生产管理等各 个方面； 个方面； 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（低负荷， 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（低负荷， 两班制运行） 两班制运行）；提高机组的监控水平
第十二章 锅炉热力计算及其设计布置
电厂锅炉的热风温度
燃料 无烟煤 贫煤、 劣质烟煤
330～380
褐煤 热风 干燥剂 烟气 干燥剂
烟煤 洗中煤
重油 天然气
250～300
热风温度trk 380～480 （℃） 空气预热器 布置方式
350～400 300～350 280～350
双级布置
单级或双级布置
单级布置
29
三、锅炉主要设计参数的选择
8
二、影响锅炉布置的主要因素
高参数锅炉受热面布置 1－汽包；2－水冷壁；3－集中下降管；4－屏式 过热器；5－顶棚过热器；6－高温对流过热器； 7 －低温对流过热器； 8 －省煤器； 9 －空气预热
9
二、影响锅炉布置的主要因素
锅炉容量
锅炉容量越大，能布置水冷壁的炉内表面积相对减少， 为限制炉膛出口烟温，在炉膛内布置足够的辐射面和屏式
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三、锅炉主要设计参数的选择
燃烧器多层布置时，一层燃烧器的断面热强度：
q An
qA n
qA值的选取，与燃料的性质、炉子的排渣方式、燃烧器 的型式和布置等因素有关。还应考虑防止水冷壁内发生膜态 沸腾以及对水冷壁管内质量流速的影响。
18
三、锅炉主要设计参数的选择
qA的推荐值（×10-6W/m2）
528～698 640～756
233～349
天然气
349
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三、锅炉主要设计参数的选择
截面热强度qA
指锅炉输入热量占炉膛截面积的比值，即单位截面积上的 热功率。
qA BQar ,net , p A
qA反映了燃烧器区域的温度水平。qA越大，炉膛断面积过 小，燃烧器区燃料燃烧放出大量热量没有足够的水冷壁受热面 吸收，燃烧器区域的局部温度过高，易引起燃烧器区域结渣。
电厂锅炉习题及题解
一、名词解释：1、锅炉容量D2、锅炉额定蒸发量D e3、锅炉最大连续蒸发量MCR4、锅炉额定蒸汽压力5、锅炉额定蒸汽温度6、锅炉热效率7、锅炉连续运行时数8、锅炉事故率9、锅炉可用率二、填空题：1、电站锅炉设备一般是由____________和_____________组成的。
2、火力发电厂中三大主机是___________、_____________、____________。
3、锅炉按燃烧方式分有__________、__________、__________和___________。
4、煤粉炉按排渣方式分有______________和______________锅炉。
5、锅炉按工质在蒸发受热面内的流动方式分有____________、_____________、____________和____________锅炉。
6、锅炉型号DG－670/13.7－540/540－8中，分别表示___________，___________，__________，____________，____________，______________。
7、锅炉按蒸汽参数分为____________、____________、___________、__________、和___________。
8、我国目前的主力发电机组是____________，目前最大机组是___________，相应的锅炉容量是___________。
9、我国300MW和600MW机组锅炉蒸汽压力多为___________，锅炉蒸汽温度多限制在__________以内。
10、国外火电机组的锅炉多为____________，参数多为__________或____________，温度由___________到___________。
国外最大的电厂锅炉容量为____________，一般单台火电机组容量为____________。
三、问答题：1、画出电站锅炉本体的简图，并简述锅炉本体的组成。
第十二章 锅炉机组的设计和布置
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第三节
影响锅炉布置的因素
一、蒸汽参数 给水在锅炉中所吸 收的总热量可分为预 热热、汽化热和过热 热。由水蒸气性质可 知，随压力的增加， 汽化热减少，到达临 界压力后，汽化热减 少为0，而预热热、 过热热则相应增加。 见表5-1
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五、烟气速度
原则：综合考虑传热、流动阻力、积灰、磨损等几 个因素选取。 （1）靠近炉膛出口区域，10-12m/s以上 (烟气温度较高，灰粒较软，受热面的磨损不 明显) （2）烟温低的区域，小于9m/s ( 当烟气温度降到 600-700℃以下时，灰粒 变硬， 磨损加剧，烟气流速不宜高于9m/s。) （3）不宜低于6m/s,防止管束积灰。
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二、计算方法
1、预先假定排烟温度和热空气温度，确定锅炉 的热损失、锅炉效率及燃料消耗量。 2、炉膛计算，确定炉膛出口温度及其吸热量。 3、各受热面的计算，确定各受热面的烟温、介 质温度。
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第二节
主要设计参数的选择
一、炉膛出口烟温 （1）位置： 只有后屏受热面的大容量锅炉，炉膛出口烟气温度是指 后屏进口的烟温。 没有后屏的中小容量锅炉，炉膛出口烟气温度一般指凝 渣管前的烟温。 设置前屏（分隔屏、大屏）和后屏的锅炉，炉膛出口烟 气温度为屏区入口界面的烟温。 ★见图11-3 （2）选取： • 炉膛出口烟温过高，即炉内的辐射受热面布置太少，会使 出口处对流受热面结渣。炉膛出口烟温过低，即炉内的辐 射受热面布置太多，会使炉温降低，影响燃烧。 • 炉膛出口烟温不应超过变形温度t1，以防止对流受热面结 渣。
第三节
影响锅炉布置的因素
一、蒸汽参数 给水在锅炉中所吸 收的总热量可分为预 热热、汽化热和过热 热。由水蒸气性质可 知，随压力的增加， 汽化热减少，到达临 界压力后，汽化热减 少为0，而预热热、 过热热则相应增加。 见表5-1
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五、烟气速度
原则：综合考虑传热、流动阻力、积灰、磨损等几 个因素选取。 （1）靠近炉膛出口区域，10-12m/s以上 (烟气温度较高，灰粒较软，受热面的磨损不 明显) （2）烟温低的区域，小于9m/s ( 当烟气温度降到 600-700℃以下时，灰粒 变硬， 磨损加剧，烟气流速不宜高于9m/s。) （3）不宜低于6m/s,防止管束积灰。
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二、计算方法
1、预先假定排烟温度和热空气温度，确定锅炉 的热损失、锅炉效率及燃料消耗量。 2、炉膛计算，确定炉膛出口温度及其吸热量。 3、各受热面的计算，确定各受热面的烟温、介 质温度。
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第二节
主要设计参数的选择
一、炉膛出口烟温 （1）位置： 只有后屏受热面的大容量锅炉，炉膛出口烟气温度是指 后屏进口的烟温。 没有后屏的中小容量锅炉，炉膛出口烟气温度一般指凝 渣管前的烟温。 设置前屏（分隔屏、大屏）和后屏的锅炉，炉膛出口烟 气温度为屏区入口界面的烟温。 ★见图11-3 （2）选取： • 炉膛出口烟温过高，即炉内的辐射受热面布置太少，会使 出口处对流受热面结渣。炉膛出口烟温过低，即炉内的辐 射受热面布置太多，会使炉温降低，影响燃烧。 • 炉膛出口烟温不应超过变形温度t1，以防止对流受热面结 渣。
电厂锅炉设备结构
（a） 鳍片管省煤器； (b) 膜式省煤器 鳍片管省煤器和膜式省煤器示意图
第十一页，共27页。
空气预热器
第十二页，共27页。
空气预热器是利 用烟气的热量来 加热燃烧所需空 气的热交换设备
作用：在烟气温 度最低的区域回 收了烟气的热量 ；提高了锅炉效 率；同时预热空 气强化了着火燃 烧过程。
空预器的分类
未燃烧
第四页，共27页。
主要结构
第五页，共27页。
过热器
过热器是锅炉中将 一定压力下的饱和 温度或高于饱和温 度的水蒸气加热成 相应压力下的过热 水蒸气的受热面。
正在安装中的过热器
第六页，共27页。
过热器的分类
对流式过热器
屏式过热器
辐射式过热器
第七页，共27页。
再热器
准备安装的再热器
再热器的作用， 是把在汽轮机高 压缸做过部分功 的蒸汽，送回锅 炉中重新加热。 然后再送回汽轮 机的中、低压缸 继续做功。
小前段受热侧所形成的热偏差
；由联箱通过管子把工质引出去 ，起到再分配工质的作用。
第十七页，共27页。
燃烧器
燃烧器的作用是将燃料与燃烧所 需空气按一定的比例、速度和混 合方式经喷口送入炉膛
保证燃料与空气充分混合、及 时着火、稳定燃烧和燃尽，燃 烧效率较高 能形成良好的炉内空气动力场， 火焰在炉内的充满程度好，且 不会冲墙贴壁，避免结渣 有较好的燃料适应性和负荷调 节范围 能减少NOX的生成，减少对环 境的污染
证汽水循环的连续进行
第十四页，共27页。
汽包内部装置
1－汽包；
2－旋风分离器； 3－给水管；
4－清洗装置；
5－百叶窗分离；
6－均汽孔板
第十五页，共27页。
第十一页，共27页。
空气预热器
第十二页，共27页。
空气预热器是利 用烟气的热量来 加热燃烧所需空 气的热交换设备
作用：在烟气温 度最低的区域回 收了烟气的热量 ；提高了锅炉效 率；同时预热空 气强化了着火燃 烧过程。
空预器的分类
未燃烧
第四页，共27页。
主要结构
第五页，共27页。
过热器
过热器是锅炉中将 一定压力下的饱和 温度或高于饱和温 度的水蒸气加热成 相应压力下的过热 水蒸气的受热面。
正在安装中的过热器
第六页，共27页。
过热器的分类
对流式过热器
屏式过热器
辐射式过热器
第七页，共27页。
再热器
准备安装的再热器
再热器的作用， 是把在汽轮机高 压缸做过部分功 的蒸汽，送回锅 炉中重新加热。 然后再送回汽轮 机的中、低压缸 继续做功。
小前段受热侧所形成的热偏差
；由联箱通过管子把工质引出去 ，起到再分配工质的作用。
第十七页，共27页。
燃烧器
燃烧器的作用是将燃料与燃烧所 需空气按一定的比例、速度和混 合方式经喷口送入炉膛
保证燃料与空气充分混合、及 时着火、稳定燃烧和燃尽，燃 烧效率较高 能形成良好的炉内空气动力场， 火焰在炉内的充满程度好，且 不会冲墙贴壁，避免结渣 有较好的燃料适应性和负荷调 节范围 能减少NOX的生成，减少对环 境的污染
证汽水循环的连续进行
第十四页，共27页。
汽包内部装置
1－汽包；
2－旋风分离器； 3－给水管；
4－清洗装置；
5－百叶窗分离；
6－均汽孔板
第十五页，共27页。
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第十二章锅炉布置
1.锅炉典型布置方案：
2.布置影响因素：
○1蒸汽参数：（见右图）
○2锅炉容量：
容量增大，锅炉容积和内表面积增大幅度不同，容积增大速度高于面积增大速
度，致使布置水冷壁的面积不够，需布置较多的屏式受热面。
容积增长速度远大于线形尺寸增长速度，会出现双管圈、多管圈布
置的过热器。
○3燃料性质
水分（M）：水分增大，需要较高热风温度，空预器尺寸增大。
灰分（A）：灰分髙，需采用防磨设计（可采用塔型布置）。
挥发分（V）：挥发分高，矮胖型；反之，瘦高型、卫燃带、高温热风。
硫分（Ｓ）：硫分含量高，需在设计时格外注意
（Ｈ２Ｓ还原性气氛易结渣；高温腐蚀；低温腐蚀）
○4热空气温度对省煤器、空预器布置的影响：决定了尾部受热面单双级布置。
（３５００Ｃ）；
3.锅炉主要设计参数的选择
（一）炉膛热强度（热负荷）
•容积热强度q v
•截面热强度q A 越接近无烟煤，应选q A的上限；越接近烟煤，应选q A的下限
•燃烧区域壁面热强度q r q r越大，火焰越集中，温度越高；但过高，易结渣
•炉膛壁面热强度q lb
（二）炉膛主要尺寸
指锅炉的宽度a、深度b和高度h。
根据热强度值计算。
（三）炉膛出口烟温
取决于辐射、对流换热的比例，最佳比值：出口烟温为1250℃，但实际上受灰分变形温度及NOx、SOx生成量的影响，一般低于1200℃。
（四）排烟温度
排烟温度根据燃料价格、金属耗量的经济比较，结合给水温度、燃料水分、硫分及省煤器和空预器金属价格比等因素综合设计。
（五）热空气温度：主要取决于燃料性质、燃烧方式、排渣方式。
（六）工质质量流速
（七）烟气速度上限受限于“磨损”；下限受制于“积灰”；。