锅炉原理完整-全ppt课件主讲：周守军东建筑大学热能工程学院.《锅炉原理》课程简介一、课程的性质和任务本课程是热能与动力工程专业的主要专业课之一，通过本门课程的学习，使学生掌握锅炉的工作原理以及炉内和锅内过程的基本理论；对锅炉结构和工作状况有一定的分析能力。培养训练学生具有一定的计算能力和实验技能，掌握锅炉机组安全，经济运行的基本知识，并为学习热力发电厂、热工仪表等课程提供必要的专业相关知识。二、课程的教学内容以电站煤粉锅炉为主干，全面系统地阐述了锅炉的工作原理：包括锅炉的构成和工作...

  主讲：周守军东建筑大学热能工程学院.《锅炉原理》课程简介一、课程的性质和任务本课程是热能与动力工程专业的主要专业课之一，通过本门课程的学习，使学生掌握锅炉的工作原理以及炉内和锅内过程的基本理论；对锅炉结构和工作状况有一定的分析能力。培养训练学生具有一定的计算能力和实验技能，掌握锅炉机组安全，经济运行的基本知识，并为学习热力发电厂、热工仪表等课程提供必要的专业相关知识。二、课程的教学内容以电站煤粉锅炉为主干，全面系统地阐述了锅炉的工作原理：包括锅炉的构成和工作过程，锅炉用燃料，煤粉制备，燃烧基本理论及燃烧设备，各对流受热面的主要运行问

  ，各类型锅炉的水动力工况，蒸汽净化，锅炉机组的布置及热力计算方式等。.《锅炉原理》课程简介三、考核形式闭卷笔试四、教材与参考书目1《锅炉原理》，樊泉桂主编，中国电力出版社,2008;2《电站锅炉原理》，容銮恩等合编，中国电力出版社,1997；3《锅炉原理》（第二版），周强泰主编，中国电力出版社，2009；4《锅炉原理》，陈学俊、陈听宽主编，机械工业出版社。.锅炉机组的工作过程及组成锅炉机组的容量、参数锅炉的分类锅炉的主要型式第一章概述..锅炉的工作过程及系统煤、风、烟系统.锅炉的工作过程及系统汽水系统.锅炉的组成.额定蒸发量（BRL-boilerratedload）在额定蒸汽参数，额定给水温度和使用

  燃料，保证热效率时所规定的蒸发量，单位为t/h（或kg/s）注：热水锅炉容量为单位时间的产热量。单位为MW（或万大卡/时）最大连续蒸发量（BMCR-boilermaximumcontinuousrating）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，单位为t/h（或kg/s）锅炉容量锅炉的容量和参数.在规定负荷范围内长期连续运行应能保证的出口蒸汽参数。额定蒸汽压力（对应规定的给水压力），单位是MPa；额定蒸汽温度（对应额定蒸汽压力和额定给水温度），单位是0C锅炉的容量和参数额定蒸汽参数.锅炉的容量和参数我国电站锅炉参数、容量系列压力级别参数锅炉容量BMCR（t/h）发电功率（MW）蒸汽压力（MPa）蒸汽温度（℃）给水温度（℃）中压3.5，651306，1225高压9.954，41050，100超高压13.8540/54，670125，200亚临界16.8-18.6540/540250-00超临界25-27.6545／545-605／60-5/54-2650500，800.锅炉的容量和参数亚临界压力自然、控制循环锅炉参数机组功率MWMWMWMWMWMW循环方式自然循环控制循环自然循环自然循环控制循环过热蒸汽流量MCR6.82008再热蒸汽流量，t/h860834.8823.81704.21634过热蒸汽压力，MPa18.218.318.318.1918.22再热蒸汽压力，MPa4/3.793.83/3.623.82/3.664.176/4.33.49/3.31.锅炉的容量和参数亚临界压力自然、控制循环锅炉参数机组功率MWMWMWMWMWMW过热蒸汽温度，℃0.6540.6再热蒸汽温度，℃330/540322/541316/540313/540313.3/540.6给水温度，℃.33燃煤量，t/h136.61139.89122.6264.4269.9燃烧方式四角燃烧四角燃烧对冲燃烧对冲燃烧四角燃烧.锅炉的容量和参数超临界、超超临界直流锅炉参数机组功率，MW0过热蒸汽流量MCR0再热蒸汽流量，t/h1.51481过热蒸汽压力，MPa25.4252517.46再热蒸汽压力，MPa4.77/4.574.15/3.93.86/3.624.21/4过热蒸汽温度，℃0.锅炉的容量和参数超临界、超超临界直流锅炉参数机组功率，MW0再热蒸汽温度，℃338/566295/545283/545333/540给水温度，℃5燃煤量，t/h-208336.5-燃烧方式四角燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧水冷壁型式螺旋管圈垂直管屏垂直管屏垂直管屏.锅炉的容量和参数国外超临界参数机组的发展趋势主蒸汽压力，bar0主蒸汽温度，℃0再热蒸汽压力，bar807493112再热蒸汽温度，℃0循环热效率，%4749

  5052~55.锅炉的分类分类方式锅炉类型简要说明按出口工质物态蒸汽锅炉锅炉出口工质为蒸汽热水锅炉锅炉出口工质为热水有机热载体炉有机热载体（导热油）锅炉工质按用途电站锅炉发电厂带动汽轮机发电工业锅炉用于工业生产生活锅炉用于日常生活按锅炉的燃烧方式火床炉采用火床燃烧方式室燃炉采用火室燃烧方式流化床锅炉采用流化床燃烧方式旋风炉采用旋风燃烧方式.锅炉的分类按燃料的种类燃煤锅炉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、垃圾按工质循环方式自然循环锅炉利用下降管与上升管之间的介质密度差建立循环。控制循环锅炉主要是依靠锅水循环泵的压头进行循环直流锅炉给水靠给水泵的压头，一次通过锅炉各受热面产生蒸汽低倍率复合循环锅炉依靠锅水循环泵将蒸发受热面出口的全部或部分工质进行再循环的锅炉。分为：全负荷复合循环锅炉和部分负荷复合循环锅炉.锅炉的分类1－给水泵2－省煤器3－汽包4－下降管5－联箱6－蒸发受热面7－过热器8－循环泵9－节流圈.锅炉的分类分类方式锅炉类型简要说明按燃烧室内的压力负压燃烧锅炉炉膛出口烟气静压小于大气压力压力（和微正压）燃烧锅炉炉膛出口烟气静压大于大气压力按排渣方式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按锅炉的蒸汽压力低压锅炉不大于2.45MPa中压锅炉2.94-4.90MPa高压锅炉7.84-10.8MPa超高压锅炉11.8-14.7MPa亚临界锅炉15.7-19.6MPa超临界锅炉绝对压力超过临界压力22.1MPa.锅炉的分类当压力升高到22.1MPa时，t＝373.99℃，如图中C点所示。此时饱和水和饱和蒸汽已不再有分别，此点称为水的临界点，其压力，温度和比容分别称为临界压力，临界温度和临界比容。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。.哈锅330MW亚临界自然循环锅炉亚临界自然循环锅炉型号：HG-1065/18.5-YM1。亚临界参数、一次中间再热、紧身封闭、自然循环汽包炉，采用平衡通风、直流燃烧器、四角切圆燃烧方式。炉膛断面尺寸：宽×深=14048×14019mm；炉架外观尺寸：宽×深=35600×44500mm。过热蒸汽出口温度543℃，压力18.5Mpa；再热蒸汽进口/出口蒸汽压力4.53/4.3MPa，进口/出口蒸汽温度345.83/543℃；锅炉最大连续蒸发量1065t/h。.锅炉汽水

  省煤器水平低过省煤器悬吊管汽包下水管分隔屏后屏过垂直低过屏再末过侧包墙低过入口集箱汽机房墙再末再水冷壁下集箱.东锅1000MW超超临界直流锅炉超（超）临界直流锅炉..超（超）临界直流锅炉.1、试述电站燃煤锅炉的主要工作过程。2、什么是最大连续蒸发量？300MW机组和600MW机组对应的锅炉最大连续蒸发量是多少？3、自学第4、5节的内容，了解各种亚临界和超临界锅炉的主要特征和组成。复习思考题.第二章燃料及其燃烧特性电站锅炉燃料煤的常规特性煤的常规特性对锅炉工作的影响煤的分类燃油和燃气的特性习题.燃料分类在自然界所处的状态：固体（煤）；液体（原油、重油和渣油）；气体（煤气和天然气）获得方法：天然燃料（未加工）；人工燃料（木炭、焦炭和石油制品）用途：工艺燃料（炼焦、锻造和化工，焦结性好，杂质少）；动力燃料电站锅炉燃料通过燃烧释放热能的可燃物质.煤的常规特性煤中的氢、氧、氮、硫与部分碳所组成的有机物加热后分解,形成气体挥发出来煤的元素分析与工业分析.收到基（ar）（原应用基y）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）以风干状态煤（除外部水分）为基准干燥基（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）以去掉全部水分及灰分煤为基准煤的常规特性煤的成分计算基准.例题:已知Mar、Mad,试将空气干燥基的各种成分换算成收到基。即推导换算系数K。煤的常规特性煤成分基准间的换算.例题解：∵同种燃料去除全部水分其干燥基成分不变∴可以分别用收到基和空气干燥基表示干燥基,也就是说用干燥基将收到基和空气干燥基联系起来。煤的常规特性.例题煤的常规特性.对于水分:不同基准之间的换算

  ：X=KX0式中X0、X—某成分原基准及新基准质量百分比，%K—换算系数（见表2-1）煤成分基准间的换算煤的常规特性.煤的发热量（kJ/kg)单位质量的煤完全燃烧时所释放的热量低位发热量（Qnet）高位发热量减去水蒸气凝结放出的汽化潜热后，称为低位发热量（燃料在锅炉中的实际发热量）。高位发热量(Qgr)煤的理论发热量。由实验测得的弹筒发热量（Qb）减去硫和氮生成酸的校正值确定（式2-9）煤的常规特性煤的发热量.氧弹式量热计煤的常规特性.高、低位发热量间的换算煤的常规特性.高位发热量(Qgr)各基准间的换算采用表（2－1）换算系数低位发热量(Qnet)各基准间的换算分三步进行已知基准的Qnet→已知基准的Qgr已知基准的Qgr→所求基准的Qgr所求基准的Qgr→所求基准的Qnet发热量各基准间的换算煤的常规特性.折算成分相对于每4187kJ/kg收到基低位发热量的煤中所含的收到基水分、灰分和硫分，称为折算水分、折算灰分和折算硫分煤的常规特性相关概念.标准煤收到基低位发热量为29310kJ/kg的燃料为标准煤相关概念煤的常规特性.高温下煤灰的熔融性用灰熔点表示，煤灰的角锥法确定变形温度DT（原t1）软化温度ST（原t2）流动温度FT（原t3）温度间隔200-400℃，称为长渣温度间隔100-200℃，称为短渣判断锅炉运行中是否会结渣的重要的因素之一。煤灰的熔融特性煤的常规特性.影响因素煤灰的化学组成煤灰中酸性氧化物（SiO2、Al2O3等）使灰熔点提高；碱性氧化物（Fe2O3、CaO、MgO等）使灰熔点降低煤灰周围高温介质的性质氧化性介质中，灰熔点较高；弱还原性介质中，灰熔点较低煤灰的熔融特性煤的常规特性.结渣定义：炉内软化或熔化的灰粒碰撞并粘附在水冷壁和主要受热面上生成的渣层。煤灰结渣性的常规判别准则弱还原性气氛下的软化温度ST煤灰成分比例：碱酸比，硅铝比，硅比，铁钙比炉内灰的沉积一般可分为结渣和沾污煤灰的结渣和积灰特性煤的常规特性.沾污定义：煤灰中挥发物质在受热面表面凝结并粘结灰粒形成的沉积灰层。煤灰沾污性的常规判别准则煤灰成分沾污指数煤灰和飞灰烧结强度：直观的沾污判别指数煤灰的结渣和积灰特性煤的常规特性.挥发分VV的含量代表了煤的地质年龄，地质年龄越短，煤的碳化程度越浅,V含量越多煤中V对锅炉工作的影响煤的常规特性对锅炉工作的影响V含量越多（C含量越少），V中含O量亦多，其中的可燃成分相应减少，这时，煤的热值低V含量越多，煤的着火温度低，易着火燃烧V多，V着火燃烧造成高温，有利于碳的着火、燃烧V多，V挥发使煤的孔隙多，反应表面积大，反应速度加快V多，煤中难燃的固定碳含量少，煤易于燃尽.水分M、灰分AM、A高，煤中可燃成分相对减少，煤的热值低M、A高，M蒸发、A熔融均要吸热，炉膛温度降低M、A高，增加着火热或包裹碳粒，使煤着火、燃烧与燃尽困难；M、A高，q2、q3、q4、q6增加，热效率下降M、A高，过热器易超温M、A高，受热面腐蚀、堵灰、结渣及磨损加重M、A高，煤粉制备困难或增加能耗煤中M、A对锅炉工作的影响煤的常规特性对锅炉工作的影响.灰熔点（ST）灰分在熔融状态下粘结在锅炉受热面上造成结渣，危及锅炉运行的安全性和经济性。对于固态排渣炉，ST

  9～19

  19～27

  27～40

  40

  40≤40

  46

  40

  12

  :依次吸收为什么分析成分是干烟气成分？在实验压力下水蒸气处于饱和状态,成比例的被吸收烟气分析奥氏烟气分析仪.烟气分析干烟气容积的计算.式中β为燃料特性系数，其物理意义：燃料中的自由氢(H-0.125Oar)与C的比值。烟气分析燃烧方程式推导过程.烟气分析燃烧方程式.烟气分析运行中过量空气系数的确定推导过程推导过程.燃料的燃烧计算不完全燃烧时的过量空气系数.燃料的燃烧计算不完全燃烧时的过量空气系数.燃料的燃烧计算完全燃烧时的过量空气系数.燃料的燃烧计算完全燃烧时的过量空气系数.燃料的燃烧计算燃烧方程式的推导.燃料的燃烧计算燃烧方程式的推导.空气和烟气的焓空气的焓值.空气和烟气的焓烟气的焓值.烟气的焓值取决于燃料种类、过量空气系数及烟气温度焓温表对给定的燃料和各受热面前、后的过量空气系数，计算出该受热面对应烟气温度范围内的烟气焓，制成的烟气焓温表。空气和烟气的焓焓温表.锅炉热平衡锅炉热平衡方程式.锅炉热平衡锅炉输入热量Qr.燃煤锅炉主要热损之一，一般仅次于排烟损失。锅炉热平衡固体未完全燃烧热损失q4设计时：q4根据煤种不同按推荐数据选取。.运行试验时灰平衡：锅炉燃料中的总灰量等于排出锅炉各种灰渣的总和。煤粉炉灰平衡方程为：锅炉热平衡固体未完全燃烧热损失q4.锅炉热平衡气体未完全燃烧热损失q3设计时q3根据燃料种类和燃烧方式选取：煤粉炉q3=0最佳过量空气系数使q2+q3+q4之和最小的过量空气系数。.锅炉热平衡排烟热损失q2锅炉热损失中最大的一项，大中型锅炉正常运行时的q2约为4～8%。影响因素主要是排烟温度和排烟容积。.锅炉热平衡排烟热损失q2燃料性质（水分）受热面的积灰、结渣或结垢.额定容量下锅炉的散热损失额定负荷下的散热损失是外部冷却损失，可根据锅炉尾部受热面的布置查图确定锅炉热平衡散热损失q5.对固态排渣煤粉炉，当燃煤的折算灰分小于10%时，可忽略该项损失。锅炉热平衡灰渣物理热损失q6.锅炉有效利用热Q1空气在空气预热器中吸收的热量又返回炉膛，属锅炉内部热量循环，锅炉热平衡中不予考虑。锅炉热平衡.锅炉热平衡热效率ηgl与燃料消耗量B.锅炉热平衡锅炉机组的热平衡试验目的确定锅炉机组热效率；确定锅炉机组各项热损失的大小；确定过量空气系数、排烟温度、过热蒸汽温度等参数与锅炉负荷的关系。方法（1）正平衡法；（2）反平衡法.锅炉热平衡锅炉机组净效率式中∑Qfy—锅炉机组自身所需的热量，kJ/kg；P—锅炉机组自身电耗，kW；b—电厂发电标准煤耗，kg/(kw·h)。考虑了锅炉机组自身需用的热耗和电耗后的效率.7.某锅炉燃用无烟煤，计算得到完全燃烧所需理论空气量V0为5.81Nm3/kg，实测得到炉膛出口过剩氧量O2为4.846（%），如果炉膛的漏风系数为0.05，此时供给炉膛的实际空气量是多少？作业5.已知Vy=Vgy＋,试推导Vy=V0y＋1.0161(α－1)V0。6.如果碳是唯一可燃元素，燃料完全燃烧，测得α=1，问烟气分析的结果是什么（干烟气中各种成分的含量）？4.某锅炉燃用煤种的收到基成分为：Car=59.6%；Har=2.0%；Sar=0.5%；Oar=0.8%；Nar=0.8%；Aar=26.3%；Mar=10.0%；22186kJ/kg烟气中的飞灰份额afh=95%计算：1）V02）及α=1.45时的Vy3）α=1.45，θ=300℃时的Iy.第四章煤粉制备及系统煤粉特性磨煤机制粉系统.较好的流动性：气力输送，也易泄漏对环境造成污染自燃与爆炸性：影响爆炸的因素：煤粉性质（水分、挥发分、细度）、煤粉浓度、风粉混合温度堆积特性：自然压紧的煤粉表观堆积密度700kg/m3煤粉特性煤粉的一般特性.煤粉特性煤粉的一般特性.水分的影响：对煤粉流动性与爆炸性有较大的影响，运行中应严控磨煤机的出口工质温度、出口煤粉细度和出口煤粉水分。煤粉特性煤粉的一般特性磨煤机出口煤粉水分烟煤：0.5-1.0Mad无烟煤：≤Mad褐煤：8+Mad.煤粉特性.Rx越小，则煤粉越细。电厂常用R90和R200表示煤粉细度。煤粉特性煤粉细度Rx.使锅炉机械不完全燃烧热损失、磨煤电耗和金属磨损的总和最小的煤粉细度。煤粉特性煤粉经济细度.R200

  1），使燃料燃尽燃烧室沿高度分成富燃区和燃尽区分级（空气）燃烧的类型低NOx煤粉燃烧技术炉内脱氮技术.MACT（MaximumAchievableControlTechnology）与A-MACT炉内脱氮技术低NOx煤粉燃烧技术炉内脱氮技术.燃烧器分级燃烧二次风分成两部分送入一部分二次风在煤粉着火后及时送入(

  1），形成了燃尽区，促进煤粉燃尽低NOx煤粉燃烧技术炉内脱氮技术.对于低挥发分煤，仅依靠燃烧器进行火焰内脱氮难以达到预期效果。该技术核心是在主燃烧区与燃尽区之间留有较大的空间，并注入IAP供风，形成HCN,NH3,HC等还原性气氛，促使NOx还原。扩大还原燃烧技术：与新型低NOx燃烧器及IAP（分级风）相配合，形成另一种风格的燃烧技术低NOx煤粉燃烧技术炉内脱氮技术.W形火焰炉膛由下部的拱型着火炉膛（燃烧室）和上部的辐射炉膛（燃尽室）组成。前者的深度比后者约大80～120%W型火焰燃烧技术W型火焰炉膛结构.燃尽室前后墙向外扩展构成炉顶拱，并布置燃烧器，煤粉气流和二次风从炉顶拱向下喷射，在燃烧室下部与分级风相遇后，再1800转弯向上流经燃尽室炉膛，形成W形火焰，W型火焰燃烧技术W型火焰炉膛结构.炉膛温度高煤粉喷嘴出口处于燃烧中心炉顶拱的辐射传热可提供部分着火热，同时可减少对燃尽室的放热着火区水冷壁敷设卫燃带W型火焰燃烧技术W型火焰燃烧技术的特点.较低的NOx生成量空气沿着火焰行程逐步加入，易实现分级配风，分段燃烧。可控制较低的过剩空气系数炉膛内的火焰行程长，增加了煤粉在炉内的停留时间W型火焰燃烧技术W型火焰燃烧技术的特点烟气中的飞灰含量少火焰在下部着火炉膛底部转弯180°向上流动时，可使烟气中部分飞灰分离出来.有利于组织良好的着火、燃烧过程能够使用直流燃烧器或轴向可动叶片旋流燃烧器，也可采用高浓度煤粉燃烧器有良好的负荷调节性能负荷变化时，下部着火炉膛火焰中心气温变化不大适用于无烟煤等低挥发分煤的燃烧W型火焰燃烧技术W型火焰燃烧技术的特点.50％的空气和少量（约占

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