电站锅炉系统结构

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一、电站锅炉受热面
锅炉受热面包括炉膛水冷壁、过热器、再 热器、省煤器、空气预热器等受热面
受热面中完成给水经过预热、蒸发、过热、 再热加热过程
①预热：省煤器 ②蒸发：水冷壁 ③过热：过热器 ④再热：再热器
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受热面的整体布置型式
(a) Π型； (b) Γ型； (c) T型； (d) 塔型； (e) 半塔型； (f) 箱型
几乎没有“热力型”NOx。NOx主要是通过“燃料型”
的生成途径而产生的。因此，控制和减少煤燃烧产生
的NOx，主要是控制“燃料型”NOx的生成。
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氮氧化物减少排放的方法
一是在燃烧中进行控制，控制火焰温度峰值
其主要措施有：空气分级、低过量空气系数、燃 料分级、烟气再循环等。
二是在燃烧后中通过催化剂选择法或者非催 化剂选择法，将烟气中的NOx还原。
分类：按照换热方式，空气预热器分为传热式和蓄热 式
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管式空气预热器
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1－转子；2－轴；3－齿条；4－齿轮 ；5－烟气入口； 6－烟气出口；7 －空气人口；8－空气出口；9－隔板 ；10－过渡区；11－密封
图 回转式空气预热器容克式）
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选择性催化还原(SCR)烟气脱硝技术
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五．锅炉水处理系统
保证一定数量和品质的水的循环 锅炉运行时只要在短时间里存水量不足或
汽水品质恶化，都会给热力设备带来极大 的危害，从而影响正常发电或供热。
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①天然水中的杂质
天然水中的杂质按颗粒大小不同可以分为 悬浮物、胶体和溶解物质三大类。 悬浮物是颗粒直径约在10-4 mm以上的 杂质，是使水产生浑浊现象的主要原因。 胶体是颗粒直径在10-6～10-4 mm之间 的微粒杂质，是许多分子和离子的集合 体，是使水产生色、味、臭的主要原因 之一。有机胶体还会引起锅水发泡，当 浓缩到一定程度时，就会产生汽水共腾。
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2. 锅炉通风系统
通风系统的作用 供给燃料燃烧所需要的空气，排走燃料燃烧所
生成的烟气，维持锅炉燃烧连续不断进行。 通风方式有两种：自然通风和强制通风。 通风设备：送风机、引风机、烟风道、烟囱等
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通风方式
①自然通风 在烟囱高度范围内，冷、热气流的密度差产生的自生
吸力，称为自然通风。烟囱越高则通风能力越大。只 适用于流动阻力很小的小容量锅炉 ②强制通风 采用专门的通风机械来实现强制通风，强制通风有负 压通风、正压通风和平衡通风三种形式。 平衡通风是电站锅炉中应用最广泛的一种通风方式
除尘器分类：主要有离心式水膜除尘器、文丘 里管湿式除尘器和静电除尘器等。
由于静电除尘器的除尘效率较高，因此静电除 尘器在火电厂得到广泛地应用。
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除尘系统设备
布袋除尘
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电除尘
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脱硫方法
脱硫方法：烟气脱硫。 烟气脱硫技术是利用脱硫剂或SO2气体吸着
剂与烟气中的SO2反应，并将其转化为较稳 定的硫化合物或单质硫。
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锅炉的辅助设备
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➢ 给水设备：包括给水泵、管道阀门等 ➢ 通风设备：送风机、引风机、烟风道、
烟囱等 ➢ 制粉设备：原煤仓、给煤机、磨煤机、
粗粉分离器、细粉分离器和排粉风机 ➢ 除尘设备：分离除去烟气中的飞灰颗粒，
减轻飞灰对环境的污染和对引风机的磨 损。 ➢ 除灰设备：除去锅炉底部的大渣和除尘 器分离下来的细灰
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① 对流过热器： ② 屏式过热器
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③辐射式过热器
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6
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3
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对流过热器 2020年12月7日
屏式过热器
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④包墙管过热器
在水平烟道和尾部竖 井烟道内壁像布置水 冷壁那样布置过热器， 称为包墙管过热器或 包覆壁过热器。它主 要用于悬吊炉墙，传 热效果差，不能作为 主要受热面。
锅炉连续排污不仅是工质损失，而 且伴有热量损失。
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三 锅炉的主要辅助设备及系统
锅炉的辅助设备较多，显然有些设备不直 接属于电厂锅炉车间管理，但都是锅炉的 辅助设备。它们有： 煤粉制备系统； 锅炉通风系统； 烟尘处理系统； 锅炉水处理系统； 燃料运输系统； 除灰系统； 给水系统和供水系统等。
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主要由汽包（锅筒）、下降管、联箱、水 冷壁、省煤器、过热器、再热器和连接管 道等组成。
主要由受热面组成。
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锅内设备
① 汽包：存放工质和产生合格要求的 饱和蒸汽
② 水冷壁：位于炉膛的四壁，吸收辐 射热，使水受热蒸发，保护炉墙。
③ 过热器.：加热饱和蒸汽至过热蒸汽， 供给高压缸
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工业锅炉过热器型式
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辐射过热器结构： 与水冷壁相同；辐射过热器为低温受热面，较低温度蒸汽流 过，改善管子工作条件。
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（3） 省煤器
省煤器主要作用
① 降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料 ② 由于给水先在省煤器内加热，代替部分造
汽包中设有蒸汽净化装置，它可保证蒸汽品质
汽包上还装有压力表、水位计和安全阀等，从 而保证锅炉的安全工作。
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（2）下降管
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（3）联箱
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3. 锅内装置及其蒸汽净化
（1）基本概念 蒸汽污染：蒸汽中含有杂质的现象称为蒸汽污染。 排污：从锅炉中放出部分锅水并补充部分新鲜给水的方
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锅炉给水系统及其设备
组成：由除氧器水箱经给水泵、高压加热 器到省煤器的全部给水管道、阀门、附件 等组成
作用是向锅炉提供连续不断的给水
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按其压力不同可分为低压和高压给水系统
1.低压给水系统 ：由除氧器到给水泵进口侧之 间的管道、阀门及附件组成的系统称低压给水
水冷壁折烟角 水冷壁集箱
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水冷壁磨损
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（2）过热器受热面和再热器受热面
过热受热面有过热器和再热器 ①过热器和再热器的作用
将饱和蒸汽或低温蒸汽加热成为达到合格 温度的过热蒸汽 ②按传热方式分类： 对流过热器； 半辐射式过热器（即屏式过热器）； 辐射式过热器。
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价较高的蒸发受热面； ③ 减少了给水与汽包壁之间的温差，使汽包
热应力降低
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省煤器分类
钢管式
大型电站锅炉
铸铁式(压力 < 4 MPa)
铸铁式用在小容量锅炉
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铸铁式：体积、重量大，价
格贵，法兰多，易泄露；
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钢管式省煤器材质：锅炉无缝钢管。 优点：体积小，重量轻，价格低廉。
此要求磨煤量必须与锅炉燃煤量一致，配用中速磨煤机或风扇 式磨煤机 中间储仓式制粉系统，先将磨制的煤粉储存在煤粉仓里，然后 再根据锅炉负荷的需要，经给粉机将煤粉送入炉膛，这种系统 一般配用筒式钢球磨煤机。
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制粉系统的其他部件 粗细粉分离器整体外观、给粉机外观
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装传热元件的 转子不旋转而 成静子，旋转 的是空气的风 罩，或称上下 风罩。
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三分仓回转式空气 预热器典型布置
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二、锅炉汽水系统及其设备
➢汽水系统是指给水和蒸汽流经的设备及其
管道所组成的系统。
➢汽水系统及其设备的连接情况如下图所示
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（1）水冷壁
锅炉炉墙四周，辐射换热蒸发受热面。 水冷壁的作用： ①强化传热，节省金属消耗量； ②形成炉墙，起保护炉墙作用； ③能有效地防止炉壁结渣。 受热面联箱：为分配流体的装置。
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膜式水冷壁销钉焊
膜式水冷壁给料口 2020年12月7日
法叫排污。 （2）解决方法 在汽包内安装汽水分离设备，可提高蒸汽品质
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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
定期排污是定时地从锅炉水冷壁的 下联箱排放出部分锅水的方法。
连续排污的目的是不断地排除锅水 中溶解的部分盐类物质。
➢ 磨煤机分类（转速）
低速磨：15~25 r/min,如：筒式钢球磨 中速磨：50~300 r/min ,如：中速平盘磨、中
速球式磨或E型磨、 中速碗式磨、MPS磨等 高速磨：500~1500/min ,如：风扇磨、锤击磨
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制粉系统
制粉系统有直吹式和中间储仓式两类。 直吹式制粉系统是将磨煤机磨制的煤粉直接送入炉膛燃烧，因
2.高压给水系统；由给水泵出口经高压加热器至 锅炉省煤器的管道、阀门及附件组成的系统称 为高压给水系统。
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水循环系统部件
(1）汽包
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汽包特点
汽包是锅炉的加热、蒸发、过热三个过程的连 接枢纽。汽包中存有一定的汽、水，因而它有 一定的蓄热能力。
在负荷变化时起蓄热器和蓄水器的作用，可以 减缓汽压变化的速度。
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烟气脱硫
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生成氮氧化物的途径
主要有三种：
一是煤中的氮化物在火焰中热分解，然后氧化生成， “燃料型”NOx
二是空气中的氮在高温下与氧反应生成，“热力 型”NOx
三是空气氮与煤中的碳、氢离子团发生反应生成， “快速型”NOx
“快速型”NOx所占比例不到5%；在温度低于1350℃时，
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汽水系统及其设备的连接情况
1－省煤器；2－汽包；3－下降管；4－联箱；5－上升管； 6－过热器；7－除氧器；8－给水泵；9－再热器；
10－汽轮机高压缸11－汽轮机中压缸；12－汽轮机低压缸；13－发电机； 14－凝汽器；15－凝结水泵；16－高压加热器
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电站锅炉系统结构
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锅炉由本体设备、辅助 设备和附件等购成。 锅炉本体设备由“锅” 和“炉”两部分组成。
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“锅”
指锅炉的汽水系统，用于盛放工质，并接 受燃料燃烧放出的热量，使工质由水逐渐 被加热至合乎要求的过热蒸汽。
④ 再热器：重新加热已经部分作功、 压力和温度都已降低的蒸汽，供给 汽轮机的中低压缸作功
⑤ 省煤器：提高锅炉效率，降低锅炉 的排烟温度，节约燃料
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“炉”
即燃烧系统，其任务是使燃料在其内部快 速、稳定、完全地燃烧，放出热量，产生 高温火焰和烟气。
燃烧系统主要由炉膛、燃烧器、空气预热 器和烟道等组成。
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炉内设备
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① 炉膛：由水冷壁和炉墙围成， 燃料在炉膛进行合理的燃烧
② 燃烧器：安装在炉墙上面，其 作用是将燃料和空气以一定的 速度送入炉膛内部，使燃料能 够适时地着火，并迅速完全地 燃烧。
③ 空气预热器：安装在锅炉的最 末端，进一步降低排烟温度， 提高锅炉效率。
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电厂锅炉平衡通风系统
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送风机向锅 炉送入燃料 燃烧需要的 新鲜空气； 引风机将燃 烧后的烟气 吸出并送往 烟囱，排入 大气。
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锅炉引风机
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四．烟尘处理系统
烟气组成：中除了空气中原有的氮气、氧气外， 其它均为污染气体，烟尘污染会直接危害人民 群众的健康。
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烟 气
S1
烟 气
S1
S2 S2
(b)
(a)
（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
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（4） 空气预热器
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
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1. 煤粉制备系统
煤粉的性质
➢ 良好的流动性
可以很方便地用管道进行输送
➢ 易发生自燃
煤粉与空气的接触表面积很大，如果长期积存，很容 易发生自然而引起气粉混合物爆炸。运行中要防止管 道积粉。
➢ 煤粉细度
煤粉越细，燃烧越易完全，但制粉系统所消耗的厂用 电就要增多。
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磨煤机
制粉系统主要设备，其作用是将具有一定尺寸 的煤块干燥、破碎并磨制成煤粉。