300MW亚临界自然循环锅炉设备第一章
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300MW亚临界自然循环锅炉设备
武汉大学 金振齐
本课程主要讲授内容及重点：
➢ 亚临界汽包锅炉基本概念 ➢ 本厂锅炉结构及工作原理 ➢ 燃料特性 ➢ 锅炉燃烧设备及制粉系统 ➢ 自然循环锅炉水动力特性 ➢ 制粉系统及磨煤机
重点：锅炉受热面、锅炉燃烧设备、自然循环锅炉水 动力特性、钢球磨的特性
第一章 概 述
IG-CC PFBC-CC 亚临界及超临界火电机组
PC炉（采用先进的燃烧技术）+ 尾部烟气处理装置
CFB锅炉
燃气发电
燃气蒸汽联合循环发电
三、亚临界火电机组锅炉的基本概念
1. 锅炉定义 利用化石燃料燃烧产生热量，并利用此热量来加热水产生高 温、高压水蒸汽（或热水）的热力设备
2. 锅炉分类
➢ 按用途分类 电站锅炉 工业锅炉 船用锅炉
130
3 6, 12
25
9.9 13.8 16.8 17.5(18.3) *25.4 *更高参数
540 540/540 540/540 540/540 570/570 605/ 603 ℃
220, 410 420, 670
1025 1025, 2008
1900 2060, 3033, 2952.5,
锅炉参数 锅炉最大连续蒸发量 过热器出口蒸汽压力 过热器出口蒸汽温度 再热蒸汽流量 再热器进口蒸汽压力 再热器出口蒸汽压力 再热器进口蒸汽温度 再热器出口蒸汽温度 省煤器进口给水温度
数值 1025t/h 17.5MPa 541 ℃ 839.33t/h 3.754MPa 3.558MPa 326℃ 541℃ 280℃
§1 火电机组及锅炉
电力工业发展三个方面： 电网、电力用户、电源
水电及核电
新能源发电
先进的火力发电
燃气发电
先进的燃煤发电
一、火电厂的类型
凝汽式电厂 热电厂
二、对新型火电厂的要求
1. 高效率 2. 污染物和温室效应气体排放低 3. 良好的经济性，即运行成本低 4. 安全性好 5. 可靠性高
先进的燃煤发电
2. 主要热力特性
锅炉热力特性（B-MCR工况） 干烟气热损失 LG 燃料中水份及含氢热损失LHm 空气中水份热损失LmA 未完全燃烧热损失Luc 表面辐射及对流散热热损失Lβ 不可测量热损失 LuA 锅炉计算热效率（按低位发热量） 设计裕度 锅炉保证热效率（按低位发热量，不小于 91.5%） 锅炉排污率
全国电源构成预测
➢ 按燃烧 方式分 类
室燃锅炉
层燃锅炉 流化床锅炉 旋风锅炉
➢按工质在蒸发受热面的流 动方式分类
自然循环锅炉 控制循环锅炉 直流锅炉
➢ 按蒸汽参数分类
参数 压力( MPa ) 温度( ℃ )
最大连续蒸发量 (t/h)
发电功率 ( MW )
2.5
400
3.9
450
20 35, 65
% 5.18% 0.16% 0.09% 1.35% 0.17% 0.3% 91.75% 0.25%
91.5%
0.5%
锅炉补给水（正常时） 锅炉补给水（启动或事故时） 炉膛容积热负荷 炉膛截面热负荷 有效的投影辐射受热面热负荷（EPRS） 燃烧器区域面积热负荷 空气预热器出口一次风温度 空气预热器出口二次风温度 炉膛出口过剩空气系数fo 锅炉飞灰份额fh 空气预热器出口烟气修正前温度 空气预热器出口烟气修正后温度 空气预热器入口冷一次风温度 空气预热器入口冷二次风温度
可用率
总运行小时数＋ 总备用小时数
统计期间总小时数
100％
事故率
事故停炉总小时数 总运行小时数＋ 事故停炉总小时数
100％
§2 本厂亚临界汽包锅炉概况 一、亚临界参数汽包炉概述
1. 总体布置
2. 锅炉结构及工作过程
➢ 锅炉构成 锅炉本体 锅炉辅机（辅助设备）
➢ 锅炉本体结构及主要部件 煤粉炉：炉膛、对流烟道、燃烧器、受热面、管道、集箱、汽包、炉墙、 平台扶梯构架等
➢ 按燃料分类 燃煤锅炉 燃气锅炉 燃油锅炉 特种燃料锅炉
从总体看，我国火电占全部发电能力的比重在80%以上。
2003年底我国燃煤火力发电装机容量占全国总装机容量的 74％，发电量占全国总发电量的82.6％。目前，我国发电能源 构成中还是以煤为主(占80%)，预测在本世纪30～40年内以煤 为主的发电结构还不会改变。今后主要发展高参数、高效、洁 净燃烧技术的燃煤大机组。
蒸汽温度
过热蒸汽温度，
t
' g
r
和
t
'' g
r
代表，单位为℃
再热蒸汽温度，
t' zr
和
t'' zr
代表，单位为℃
给水温度
用符号 tgs 来代表，单位为 ℃
锅炉效率
gl
锅 输
炉 入
有 锅
效 炉
利 的
用 总
热 热
量 量
100％
Q1 100％ Qr
锅炉净效率
j
Qr
Q1 b
Qzy 29270 B
1
S
定压下水蒸汽形成的过程
过程1-2为预热过程 过程2-3为蒸 发过程 过程3-4为过热过程
3. 锅炉主要参数
蒸发量（容量） 每小时产生的蒸汽量，用符号D来代表，单位为 t / h
蒸汽压力
过热蒸汽压力， 和 Pg''r代表，单位为MPa
再热蒸汽压力，
P' zr
和 P ''
zr
代表，单位为MPa
50, 100 125, 200
300 300, 600
600 660, 1000
次中压
中压
高压 超高压 亚临界 超临界 超超临界
何谓亚临界
T
临界点C 对应的状态为临界状态
临界压力 pc = 22.129 MPa
临界温度 tc = 374.15 ℃
C
4
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3
主蒸汽压力大于临界压力 时，称 为超临界。 主蒸汽压力小于单接近临界压力 时（约15～19MPa），称为亚临 界。
➢ 辅助系统及设备
风烟系统 煤制备系统 灰渣处理系统 烟气处理系统 热控系统
煤粉锅炉工作原理图
二、本厂亚临界汽包锅炉主要特性
本期工程装设两台300MW燃煤发电供热机组，锅炉为亚临界参数、自然循 环、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、半露天布置、全钢构架的∏ 型汽包炉。
1. 主要参数
100％ P
B 锅 炉 燃 料 消 耗 量k，g / h
Qzy 锅 炉 自 用 热 耗 ，kJ / kg P 锅 炉 辅 助 设 备 实 际 消 耗功 率 ，kw
b 发 电 厂 发 电 标 准 煤 耗 量，kg / kw h
锅炉运行安全性指标
锅 炉 连 续 运 行 小 时 数 －两 次 被 迫 停 炉 进 行 检 修之 间 的 小 时 数
武汉大学 金振齐
本课程主要讲授内容及重点：
➢ 亚临界汽包锅炉基本概念 ➢ 本厂锅炉结构及工作原理 ➢ 燃料特性 ➢ 锅炉燃烧设备及制粉系统 ➢ 自然循环锅炉水动力特性 ➢ 制粉系统及磨煤机
重点：锅炉受热面、锅炉燃烧设备、自然循环锅炉水 动力特性、钢球磨的特性
第一章 概 述
IG-CC PFBC-CC 亚临界及超临界火电机组
PC炉（采用先进的燃烧技术）+ 尾部烟气处理装置
CFB锅炉
燃气发电
燃气蒸汽联合循环发电
三、亚临界火电机组锅炉的基本概念
1. 锅炉定义 利用化石燃料燃烧产生热量，并利用此热量来加热水产生高 温、高压水蒸汽（或热水）的热力设备
2. 锅炉分类
➢ 按用途分类 电站锅炉 工业锅炉 船用锅炉
130
3 6, 12
25
9.9 13.8 16.8 17.5(18.3) *25.4 *更高参数
540 540/540 540/540 540/540 570/570 605/ 603 ℃
220, 410 420, 670
1025 1025, 2008
1900 2060, 3033, 2952.5,
锅炉参数 锅炉最大连续蒸发量 过热器出口蒸汽压力 过热器出口蒸汽温度 再热蒸汽流量 再热器进口蒸汽压力 再热器出口蒸汽压力 再热器进口蒸汽温度 再热器出口蒸汽温度 省煤器进口给水温度
数值 1025t/h 17.5MPa 541 ℃ 839.33t/h 3.754MPa 3.558MPa 326℃ 541℃ 280℃
§1 火电机组及锅炉
电力工业发展三个方面： 电网、电力用户、电源
水电及核电
新能源发电
先进的火力发电
燃气发电
先进的燃煤发电
一、火电厂的类型
凝汽式电厂 热电厂
二、对新型火电厂的要求
1. 高效率 2. 污染物和温室效应气体排放低 3. 良好的经济性，即运行成本低 4. 安全性好 5. 可靠性高
先进的燃煤发电
2. 主要热力特性
锅炉热力特性（B-MCR工况） 干烟气热损失 LG 燃料中水份及含氢热损失LHm 空气中水份热损失LmA 未完全燃烧热损失Luc 表面辐射及对流散热热损失Lβ 不可测量热损失 LuA 锅炉计算热效率（按低位发热量） 设计裕度 锅炉保证热效率（按低位发热量，不小于 91.5%） 锅炉排污率
全国电源构成预测
➢ 按燃烧 方式分 类
室燃锅炉
层燃锅炉 流化床锅炉 旋风锅炉
➢按工质在蒸发受热面的流 动方式分类
自然循环锅炉 控制循环锅炉 直流锅炉
➢ 按蒸汽参数分类
参数 压力( MPa ) 温度( ℃ )
最大连续蒸发量 (t/h)
发电功率 ( MW )
2.5
400
3.9
450
20 35, 65
% 5.18% 0.16% 0.09% 1.35% 0.17% 0.3% 91.75% 0.25%
91.5%
0.5%
锅炉补给水（正常时） 锅炉补给水（启动或事故时） 炉膛容积热负荷 炉膛截面热负荷 有效的投影辐射受热面热负荷（EPRS） 燃烧器区域面积热负荷 空气预热器出口一次风温度 空气预热器出口二次风温度 炉膛出口过剩空气系数fo 锅炉飞灰份额fh 空气预热器出口烟气修正前温度 空气预热器出口烟气修正后温度 空气预热器入口冷一次风温度 空气预热器入口冷二次风温度
可用率
总运行小时数＋ 总备用小时数
统计期间总小时数
100％
事故率
事故停炉总小时数 总运行小时数＋ 事故停炉总小时数
100％
§2 本厂亚临界汽包锅炉概况 一、亚临界参数汽包炉概述
1. 总体布置
2. 锅炉结构及工作过程
➢ 锅炉构成 锅炉本体 锅炉辅机（辅助设备）
➢ 锅炉本体结构及主要部件 煤粉炉：炉膛、对流烟道、燃烧器、受热面、管道、集箱、汽包、炉墙、 平台扶梯构架等
➢ 按燃料分类 燃煤锅炉 燃气锅炉 燃油锅炉 特种燃料锅炉
从总体看，我国火电占全部发电能力的比重在80%以上。
2003年底我国燃煤火力发电装机容量占全国总装机容量的 74％，发电量占全国总发电量的82.6％。目前，我国发电能源 构成中还是以煤为主(占80%)，预测在本世纪30～40年内以煤 为主的发电结构还不会改变。今后主要发展高参数、高效、洁 净燃烧技术的燃煤大机组。
蒸汽温度
过热蒸汽温度，
t
' g
r
和
t
'' g
r
代表，单位为℃
再热蒸汽温度，
t' zr
和
t'' zr
代表，单位为℃
给水温度
用符号 tgs 来代表，单位为 ℃
锅炉效率
gl
锅 输
炉 入
有 锅
效 炉
利 的
用 总
热 热
量 量
100％
Q1 100％ Qr
锅炉净效率
j
Qr
Q1 b
Qzy 29270 B
1
S
定压下水蒸汽形成的过程
过程1-2为预热过程 过程2-3为蒸 发过程 过程3-4为过热过程
3. 锅炉主要参数
蒸发量（容量） 每小时产生的蒸汽量，用符号D来代表，单位为 t / h
蒸汽压力
过热蒸汽压力， 和 Pg''r代表，单位为MPa
再热蒸汽压力，
P' zr
和 P ''
zr
代表，单位为MPa
50, 100 125, 200
300 300, 600
600 660, 1000
次中压
中压
高压 超高压 亚临界 超临界 超超临界
何谓亚临界
T
临界点C 对应的状态为临界状态
临界压力 pc = 22.129 MPa
临界温度 tc = 374.15 ℃
C
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主蒸汽压力大于临界压力 时，称 为超临界。 主蒸汽压力小于单接近临界压力 时（约15～19MPa），称为亚临 界。
➢ 辅助系统及设备
风烟系统 煤制备系统 灰渣处理系统 烟气处理系统 热控系统
煤粉锅炉工作原理图
二、本厂亚临界汽包锅炉主要特性
本期工程装设两台300MW燃煤发电供热机组，锅炉为亚临界参数、自然循 环、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、半露天布置、全钢构架的∏ 型汽包炉。
1. 主要参数
100％ P
B 锅 炉 燃 料 消 耗 量k，g / h
Qzy 锅 炉 自 用 热 耗 ，kJ / kg P 锅 炉 辅 助 设 备 实 际 消 耗功 率 ，kw
b 发 电 厂 发 电 标 准 煤 耗 量，kg / kw h
锅炉运行安全性指标
锅 炉 连 续 运 行 小 时 数 －两 次 被 迫 停 炉 进 行 检 修之 间 的 小 时 数