nullnull几个问题锅炉技术对我国电力工业的重要性
(节能、安全、环保)
当前我国火力发电行业的热点问题有哪些?
“煤”对我国电力工业的影响
锅炉原理在本专业课程中的重要性
发电效率多高?锅炉效率?
燃煤造成的污染物有哪些?
核电、燃机、可再生发电与锅炉课程的关系nullnull教材教材《锅炉原理》
樊泉桂 主编 阎维平等参编
中国电力出版社
国家”十一五”规划教材null学好本课程的重要性!
与其它专业课的比较
就业:
电厂,
院、制造厂、电科院
与节能、环保相关的研发企业、工程公司
考研:
国内知名大学热能工程专业
高效洁净燃烧主要研究方向
燃烧方向院士
我校燃烧技术方向null本课的安排、纪律与考核
72=64(讲课)+8(实验)
平时考勤5% 作业5%
实验共4次10% 卷面80%
考前不划重点
若不及格、毕业前来不及补考影响求职null《锅炉原理同步导学》王世昌编著
中国电力出版社
2009年8月第一章 概 述第一章 概 述锅炉是火力发电厂的主要设备之一
原理 结构 特性
本课程始终围绕三大问题
经济性 安全性 环保null第一节 锅炉机组的工作过程1、锅炉的作用预热、汽化、过热
燃料 化学能 水和蒸汽的热能
保质保量的为汽机提供蒸汽? 思考: 火电厂的能量转化过程null水、汽的
煤、灰的流程
空气、烟气流程2、工作过程nullnullnull锅炉的工作过程★ 煤的流程
输煤 制粉 除灰 除渣燃料输送碎煤机除铁器给煤机磨煤机由一次风送入炉内燃烧烟气、灰、渣★ 风烟系统送风机风 引风机烟气 一、二次风 ★ 汽水系统省煤器汽包水冷壁各级过热器主蒸汽管道汽机高压缸高压缸再热中压缸 第二节 锅炉机组的系统及组成部件 第二节 锅炉机组的系统及组成部件 一、锅炉机组的系统
1、制粉系统
原煤输送系统将破碎后的原煤送入原煤仓→给煤机→磨煤机→煤粉分离→合格的煤粉→由空气送入炉内燃烧。
2、燃烧系统
燃烧所需要的空气 → 送风机 → 空气预热器 →
→ 燃烧器二次风喷口→燃烧室。
→两路热风管道→
→制粉系统输送煤 粉→燃烧器一次
风喷口→燃烧室。 null
3、汽水系统
给水 (凝结水和少量补给水 ) →水处理设备除去大部分杂质 →汽轮机低压蒸汽抽汽加热并经除氧器去除给水中的氧和不溶解性气体 →由给水泵提高给水压力 →汽轮机高压蒸汽抽汽加热→锅炉省煤器加热 →水冷壁蒸发 →过热器升温至汽机要求的进汽温度。 null
4、除渣、除灰和清灰系统
燃烧产生的大块熔渣(约占总灰量的5~10%),经水冷壁冷却形成固态渣由炉底排放 →经碎渣机破碎;
烟气中携带的细灰粒(约占总灰量的90~95%),经除尘器将细灰从烟气中分离出来,由除灰系统送往灰场;
锅炉运行中沉积到受热面上的细灰由吹灰器清除进入除灰系统。 null
5、烟气排放系统
燃烧产生的烟气由锅炉尾部的空气预热器出口排出后,经过除尘器,将烟气中的大部分细灰分离出来,排往除灰系统,以防止粉尘粒子对大气产生污染。
排放前的处理: WFGD 湿法烟气脱硫 SO2
SCR 烟气脱硝 NOx
null本体与辅机本体:
锅炉的炉膛、烟道是由并排的钢管围成的。
面向炉内侧与火焰或烟气换热,外侧敷设保温材料,管内有工质流过
悬挂在钢梁上,向下膨胀辅机 :
给水泵 送风机、引风机、磨煤机、除尘器等二、锅炉机组的组成部件 null锅炉虽是一个整体,但从功能上可分成“炉侧”、“锅侧”炉锅煤、空气、烟水、汽汽水系统本体又可分为 “锅” 与 “炉”炉膛、燃烧器nullnullnull水冷壁:蒸发受热面,包围火焰形成炉膛
过热器:过热,悬挂于炉膛上方或烟道内
再热器:过热,悬挂于炉膛上方或烟道内
省煤器:预热作用,吊装在尾部烟道内
空气预热器:空气的预热,最后一级受热面带一次再热的朗肯循环 三、锅炉受热面第三节 锅炉容量、参数及分类编号HG – 2008 / 18.2 - HM3制造厂 蒸发量t/h 额定压力MPa 煤种
SG 220 50MW 高压 褐煤
DG 410 100MW 高压 烟煤
WG 670 200MW 超高压 无烟煤
1000 300MW 亚临界
1900 600MW 超临界第三节 锅炉容量、参数及分类一、锅炉容量和参数null
1、锅炉容量
锅炉容量的定义
指锅炉的蒸发量 单位(t/h)
额定蒸发量 ECR BRL
最大连续蒸发量 BMCR2、蒸汽参数2、蒸汽参数
额定蒸汽压力
额定蒸汽温度时间 地点?锅炉出口(高温过热器出口)的蒸汽参数null表1-1二、锅炉分类按锅炉的用途分类
固定式锅炉按其用途可分为:
(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. 蒸汽主要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. 用以产生热水供采暖,制冷和生活
按锅炉容量分类
按锅炉容量的大小,锅炉有大,中,小型之分,但它们之间没有固定,明确的分界.二、锅炉分类中低压(<3.8MPa) 高压9.8MPa 超高压13.7MPa
亚临界(16.7MPa)
临界点(374.15℃,22.129Mpa)
超临界机组 SC supercritical
超超临界机组 USC ultra-supercritical 中低压(<3.8MPa) 高压9.8MPa 超高压13.7MPa
亚临界(16.7MPa)
临界点(374.15℃,22.129Mpa)
超临界机组 SC supercritical
超超临界机组 USC ultra-supercritical ★ 1、按锅炉的蒸汽压力分类
按照锅炉出口额定蒸汽压力
300MW的锅炉一般是亚临界压力
600MW的大多为超临界压力 也有亚临界压力
nullnullnull★2、按锅炉的燃烧方式分类
根据炉内燃烧过程的气体动力学原理,锅炉有四种不同的燃烧方式,对应于不同的锅炉.1)火床燃烧方式和火床炉 (链条炉工业锅炉 )
固体燃料 以一定的厚度分布在炉排上null2) 火室燃烧方式和室燃炉
燃料以粉状,雾状或气态随同空气喷入炉膛中
★ 煤粉炉null3) 旋风燃烧方式和旋风炉
燃料和空气在高温的旋风筒内高速旋转,细小的燃料颗粒在旋风筒内悬浮燃烧,而较大的燃烧颗粒被甩在筒壁液态渣膜上进行燃烧的方式旋风炉的缺点:
结构和制造工艺较复杂;炉衬检修工作量大;需高压送风机;飞灰很容易沉积在对流受热面上;同时排烟中氮氧化合物较高。因此,在我国应用不多 null4) 流化床燃烧方式和流化床锅炉
固体燃料的流态化 沸腾状燃烧燃烧温度低850℃
煤种适应性
负荷调节能力
床内脱硫
低氮氧化物null★3、按水的循环方式分类
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.
强制循环锅炉: 蒸发受热面内的工质除了依靠水与汽水混合物的密度差之外,主要依靠锅水循环泵的压头进行循环的锅炉.
直流锅炉: 只依靠给水泵的压头,一次通过锅炉各受热面产生蒸汽的锅炉,称为直流锅炉.null按水循环方式的分类a)自然循环锅炉 b)强制循环锅炉 c)直流锅炉null1)有一个较大的汽包金属消耗量大;
2)热应力机组启、停限制,时间长;
3)流动特性简单运行容易掌握、可靠。自然循环锅炉的特点null 随着锅炉压力的提高,水汽密度差减小,自然循环的可靠性降低加装强制循环泵强制流动
1)汽包直径、壁厚减小;
2)提升了机组升降负荷速度,缩短了启、停时间;
3)水循环更加可靠;
4)强制循环泵工作于高温、高压下昂贵。强制循环锅炉(包括控制循环锅炉) 的特点null1)无汽包;
2)对负荷变化 敏感,防止膜态沸腾等因素对控制要求高;
3)启停快(冷炉点火后40分钟就可供给额定压力和温度的蒸汽,而自然循环锅炉则大约需2~4 小时);
4)对给水品质要求高。直流锅炉的特点null按锅炉排渣的相态分类
按锅炉排渣的相态,可以分为固态排渣锅炉和液态排渣锅炉两种.
固态排渣锅炉是指从锅炉炉膛排出的炉渣呈固态,煤粉锅炉常采用固态排渣方式.
液态排渣锅炉是指从锅炉排出的炉渣呈液态,旋风炉常采用液态排渣方式.第四节 亚临界参数锅炉的主要型式第四节 亚临界参数锅炉的主要型式一、采用对冲燃烧方式的300MW自然循环锅炉
北京巴威公司采用B&W技术设计制造的亚临界压力300MW锅炉。
采用双调风旋流式燃烧器对冲燃烧、自然循环、烟气挡板调温方式。
炉膛由膜式水冷壁组成。炉膛的宽度、深度、高度(前后墙水冷壁下联箱到顶棚管中心线的距离)分别为13.350m、12.300m、46.400m。
燃用山西晋中贫煤,炉膛容积热强度为440.2×103kJ/(m3h),炉膛断面热强度为18.24×106kJ/(m2h)。
在炉膛的前后墙各布置三层双调风旋流式燃烧器,每层四只,共24只。燃烧器射出的煤粉气流对冲燃烧,形成双“L”形火焰。 null二、采用四角燃烧方式的300MW自然循环锅炉 二、采用四角燃烧方式的300MW自然循环锅炉 东方锅炉厂根据CE技术设计制造的亚临界压力300MW锅炉。
采用四角切圆燃烧、自然循环、摆动式燃烧器调温方式。炉膛的宽、深、高分别为13.335m、12.829m、54.300m。
燃用西山贫煤和洗中煤的混煤。炉膛容积热强度为389×103kJ/(m3h),炉膛断面热强度为17.13×106kJ/(m2h)。
在炉膛四角布置四只摆动式直流燃烧器,燃烧器有6层一次风喷口,四层油喷口,6层二次风喷口,气流射出喷口后,在炉膛中央形成Φ700和Φ1000的两个切圆。
null图1-5 采用四角切圆燃烧的300MW自然循环锅炉三、FW亚临界压力600MW自然循环锅炉 三、FW亚临界压力600MW自然循环锅炉 FW亚临界压力600MW自然循环锅炉的最大蒸发量为2020t/h.
采用24只低NOx旋流式燃烧器对冲燃烧方式,配置6台双进双出磨煤机直吹式制粉系统,两台三分仓空气预热器,两台离心式一次风机,两台动叶可调轴流式二次风机,两台动叶可调轴流式吸风机,再热汽温调节采用烟气挡板,过热汽温调节以喷水减温为主。
由锅筒引出的饱和蒸汽依次进入顶棚过热器、包墙管过热器、一级过热器、大屏过热器、末级过热器。
过热汽温的调节采用两级喷水减温。第一级减温器布置在一级过热器和大屏过热器的连接管道内,二级减温器布置在大屏过热器出口联箱和后屏过热器进口联箱之间。
null四、FW600MW级和300MW级W型火焰锅炉 四、FW600MW级和300MW级W型火焰锅炉 FW660MW级W型火焰锅炉是亚临界参数自然循环锅炉 。
水冷壁由鳍片管或光管组成,前后墙水冷壁向内弯曲形成炉拱。前后拱各布置18只双旋风筒燃烧器。炉拱下部为燃烧室,为了保证低反应煤的稳定燃烧,燃烧室内部分区域的水冷壁上敷设了卫燃带。
过热蒸汽温度的调节采用两级喷水减温,一级减温器布置在低温过热器和屏式过热器之间。一级减温水量占过热器总喷水量的2/3,为满足大流量需要,每个减温器有两个减温水喷嘴,容量分别为25%和75%,正常运行时,只投75%容量喷。二级减温器布置在屏式过热器和高温过热器之间。再热汽温的调节采用烟气挡板并设置事故喷水减温装置,事故喷水减温装置装在再热器进口的管道中。null五、B&W360MW级W型火焰锅炉 五、B&W360MW级W型火焰锅炉 B&W360MW级W型火焰锅炉是我国湖南岳阳电厂引进的亚临界自然循环锅炉。
沿烟气流程布置屏式过热器、高温过热器,水平烟道中布置高、低温再热器(即再热器为单级布置),尾部竖井烟道中布置低温过热器和省煤器。
过热汽温调节采用两级喷水减温.
再热汽温调节采用炉底供热风的方式。炉底注入热风还可以使冷灰斗区域的炉渣凝聚体积减小,以利于排渣和减轻受热面的磨损。
null六、 600MW控制循环锅炉 六、 600MW控制循环锅炉 哈尔滨锅炉厂采用CE技术设计制造的600MW亚临界控制循环锅炉。
采用四角燃烧,摆动式直流燃烧器调温方式。炉膛宽、深、高度分别为18.542m、16.432m、65.354m。
燃用烟煤,炉膛断面热强度为20.304×106kJ/(m2h) ,炉膛容积热强度为346.5×103kJ/(m3h) 。
nullnull七、低倍率循环锅炉七、低倍率循环锅炉 1、水循环系统
水循环系统采用低倍率循环方式,循环倍率为1.25~1.4。汽水流程设置为两个独立的流路,每个流路设一组汽水分离器。
水冷壁出口的汽水混合物进入汽水分离器,分离器分离出来的水经循环泵加压后,送入三通混合器。分离器分离出来的饱和蒸汽进入一级过热器。
给水经省煤器加热后,通过三通混合器,与来自分离器出口的饱和水混合后,进入水冷壁。
null
2、塔型布置锅炉的主要特点
(1) 过热器和再热器水平布置,易于疏水,可减轻停炉
后因蒸汽凝结导致的管子内壁腐蚀,并且在启动过
程中不会造成水塞。
(2) 烟气向上流动过程中,大颗粒的飞灰受重力作用,灰
粒速度低于气流速度,
(3) 占地面积小,但锅炉高度提高,安装、运行、检修费
用将提高。 nullnull第五节 超临界参数锅炉主要型式null上锅600MW超临界锅炉四角切圆
直流燃烧器
螺旋管圈
摆动燃烧器低NOx同轴燃烧系统(LNCFS™)技术低NOx同轴燃烧系统(LNCFS™)技术null空气分级燃烧燃烧器摆动对炉膛吸热的影响燃烧器摆动对炉膛吸热的影响外高桥2 x 900 MW外高桥2 x 900 MW主蒸汽
279 bar (设计压力)
542 °C
774.4 kg/s (2,788 t/h)
再热蒸汽
69 bar (设计压力)
568 °C
687.6 kg/s (2,475 t/h)
给水
273 °C
煤种
烟煤上锅超超临界锅炉null巴布科克日立公司(BHK)
HT-NR3 旋流燃烧器
烟气挡板调节汽温
螺旋管圈东锅600MW超临界锅炉华能沁北null哈锅600MW超临界锅炉nullnullnullnull哈锅 1000MW超超临界 三菱重工垂直管屏
内螺纹管
四墙切圆
双炉膛延伸一: 锅炉的安全和经济指标锅炉运行的经济性指标
锅炉效率
指锅炉有效利用热Q1与单位时间所消耗燃料的输入热量Qr的百分比。延伸一: 锅炉的安全和经济指标null锅炉运行的安全性指标
锅炉连续运行小时数
锅炉连续运行小时数是指锅炉两次被迫停炉进行检修之间的运行小时数。
锅炉的可用率
锅炉的可用率是指在统计期间内,锅炉总运行小时数及总备用小时数之和,与该统计期间总小时数的百分比,即null锅炉事故率
锅炉事故率是指在统计期间内,锅炉总事故停炉小时数,与总运行小时数和总事故停炉小时数之和的百分比,即null利用小时数2009年,全国6000千瓦及以上电厂平均设备利用小时4546小时,比上年下降102小时。其中,水电、火电、核电和风电分别为3328、4865、7716和2077小时,水电、火电分别下降261和20小时,核电、风电分别上升37、31小时。 :全年发电量折算到额定负荷下的发电小时数延伸二: 国内外锅炉的发展趋势 1882年上海第一台机组
1949年总装机1850MW建国初期,依靠苏联,小机组,中低压(<3.8MPa)火电历史发展延伸二: 国内外锅炉的发展趋势 1953年后,三大动力厂,北京重型电机厂 1953年后,三大动力厂,北京重型电机厂高压9.8MPa、超高压13.7MPa自81年以来,引进国外技术:自81年以来,引进国外技术:美国CE公司300MW、600MW亚临界控制循环锅炉美国FW公司燃烧无烟煤300MW、600MW双拱炉膛W火焰锅炉美国FW公司大型循环流化床锅炉技术美国巴威 B&W 目前,设计、制造300MW亚临界(16.7MPa)自然循环锅炉、直流锅炉
能够制造600MW超临界直流锅炉 目前,设计、制造300MW亚临界(16.7MPa)自然循环锅炉、直流锅炉
能够制造600MW超临界直流锅炉上海石洞口二厂引进 2台 600MW
超临界机组(煤耗低,调峰能力好)96年平均发电煤耗307g/kw.hnull现状:2002年我国电力装机容量约3.2×105MW(3.2亿千瓦)
2006年底,全国发电装机容量达到6.22亿千瓦,(http://www.cec.org.cn/tj/)
中国电力企业联合会网--电力行业门户网站
2007年底,全国发电装机容量达到7.13亿千瓦 (详见2007全国电力工业统计快报 )
2008年底→ 7.9 亿千瓦
2009年底 8.74 亿千瓦
2010年底 9.6 亿千瓦null非化石能源发电投资对电源投资增长的贡献率增加,火电投资的贡献率显著下降。
我国发电装机和发电量已经连续14年位居世界第二位。
全国发用电量增幅略高于上年
火电装机比重自2002年持续7年提高后,已经实现连续两年下降
截止2009年底,全国已投运百万千瓦超超临界机组21台,是世界上拥有百万千瓦超超临界机组最多的国家
30万千瓦及以上火电机组占全部火电机组的比重已经从2000年的42.67%提高到2009年的69.43%, 《2009年电力工业快报》 解读null全国关停小火电机组力度空前 。
全国发电生产煤耗持续大幅下降
全国发用电量增幅略高于上年
全国发电生产厂用电率下降
机组平均利用小时数下降
燃煤电厂的煤耗指标、二氧化硫排放绩效指标也优于美国等发达国家,节能减排大幅下降的空间已经很小,电力行业节能减排难度越来越大 null中低压
高压
超高压
亚临界
超临界机组
超超临界时代曾经进口不少机组锅炉参数的提高null技术水平(煤耗)的变化建国初,1200 g/(kWh) 煤耗高的原因之一:热电联产比例小
平均供电煤耗,从1990年的427g/(kWh)下降到1995年的412g/(kWh),但仍比世界先进国家高80多g/(kWh)
2006年全国供电煤耗为366克/千瓦时,比2005年降低4克/千瓦时
2007年底:357;2008年底:349 ;2009:340 ; 2010:335。null知识点-01四管爆漏
超临界机组与亚临界机组的定义?
调峰 峰谷差
锅炉各种受热面的作用、位置?
锅内、炉内各包括哪些设备
锅炉的辅助设备有哪些?
“HG – 2008 / 18.2 - HM3”中各项的含义
描述锅炉容量和负荷的参数有哪些?
最大连续蒸发量 ( BMCR)
锅炉的额定参数中的温度、压力指的是何处的参数?null知识点-01掌握我国目前主力机组的主要参数的大约数值
目前我国电站燃煤锅炉按燃烧方式的分类
锅炉按蒸汽压力的分类
锅炉按蒸发受热面内工质流动方式的分类
能够画出自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉三种锅炉的原理示意图
简述自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉的主要特点
当前电站锅炉的排渣方式是固态?液态?
锅炉运行的经济性、安全性指标有哪些?
20. 发电煤耗 供电煤耗
煤