200MW锅炉设备及系统(学生实习讲课).ppt

热动专业认识实习,电站锅炉设备及系统,作者余华新,,作者余华新,2,第一节锅炉的作用、分类、型号,锅炉是利用燃料燃烧所放出的热量加热工质，得到具有一定压力和温度的蒸汽的设备。锅炉的作用利用燃料燃烧释放的热能加热给水，生产足够数量的、达到规定参数和品质的过热蒸汽。,作者余华新,3,锅炉容量指锅炉在设计条件下所规定的蒸发量，又称额定蒸发量。我国常用锅炉在规定条件下的最大连续蒸发量来表示锅炉容量。锅炉的蒸发量一般以吨／时t／h为单位。,作者余华新,4,1.锅炉分类2.锅炉型号,一、锅炉分类及型号,作者余华新,5,锅炉分类,按用途分类,按工质循环方式分类,按燃烧方式分类,电站锅炉,工业锅炉,自然循环炉,强制循环炉,层燃炉,沸腾炉,室燃炉,直流锅炉,旋风炉,循环流化床锅炉,作者余华新,6,锅炉分类,按排渣方式分类,按蒸汽参数分类,固态排渣锅炉,液态排渣炉,中压锅炉,高压锅炉,亚临界锅炉,超超临界锅炉,超临界锅炉,超高压锅炉,返回,作者余华新,7,国产电厂锅炉型号一般表示方式如下△△－／－／－△第一组为符号，是锅炉制造厂家的汉语拼音缩写。如HG哈尔摈锅炉厂；SG上海锅炉厂；DG东方锅炉厂；WG武汉锅炉厂；BG北京锅炉厂等。第二组是数字。分子数字是锅炉容量，单位为T/h；分母数字为锅炉出口过热蒸汽压力，单位为MPa；第三组也是数字。分子和分母分别表示过热蒸汽和再热蒸汽出口温度．单位为℃。最后一组字母表示燃料代号，而数字表示设计序号。煤、油、气的燃料代号分别是M、Y、Q。其他燃料代号是T。例如，DG670／13.7540／540M8表示东方锅炉厂制造、锅炉容量为670t／h、其过热汽压力为13.7MPa，过热汽和再热汽的出口温度均为540℃，设计燃料为煤，设计序号为8。,锅炉型号,作者余华新,8,第二节锅炉本体设备,作者余华新,9,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,返回,作者余华新,10,炉膛是燃料的燃烧空间，它是由四面炉墙和炉顶围成的高大的立方体空间，炉膛四周布满水冷壁管用以吸收燃烧放出的热。煤粉炉的炉膛温度很高，其中心温度可达1400～1600℃以上。由于煤粉随风流动，在炉膛内的停留时间较短，一般只有几秒钟。,1.炉膛,作者余华新,11,检修中的炉膛,作者余华新,12,燃烧器是煤粉锅炉的主要燃烧设备，它用于将空气和燃料按一定方式、比例和速度送人炉膛，从而形成良好的着火条件，并使燃料与空气形成强烈而均匀的混合，为燃料迅速着火和完全燃烧创造条件。直流式燃烧器由数个矩形或圆形的喷口按一定的方式排列而成，各喷口分别通人一次风和二次风，喷口出口射流为直流射流。直流式燃烧器一般布置在炉膛的四个角上，其喷口轴线对准炉膛中心的一个假想圆的切线。在四角喷出的气流共同作用下，可在炉膛中形成旋转上升的燃烧火焰，称为四角布置切圆燃烧方式。,2.燃烧器,作者余华新,13,切圆燃烧,作者余华新,14,空气预热器作用利用烟气余热对进入锅炉的空气进行加热。热空气进入炉膛可提高炉膛温度，有利于燃料的燃烧。,3.空气预热器,常用的空预器有管式和回转式两大类。,作者余华新,15,管式空预器,管式空预器由薄壁钢管焊接在上下管板上，构成空预器管箱,作者余华新,16,管式空预器,管式空预器布置在竖井烟道中。大多数管式空预器都是立式布置，烟气从上向下在管子内流动，空气在管外横向冲刷管子，通过管壁传递热量。,,,,,作者余华新,17,,,,,,,,,,,空气预热器组合,,作者余华新,18,尾部受热面,,,,,,,作者余华新,19,,多级空预器,作者余华新,20,管式空预器可分成两级，一级空预器安装在省煤器之后（按烟气流程），此时的烟气温度较低，经过一级空预器出来的烟气温度称作排烟温度，一般在120～140℃。二级空预器安装在省煤器之前，此时的烟气温度较高，从二级空预器出来的热空气温度称作热风温度，一般在400℃左右。,管式空预器,作者余华新,21,汽包是由钢板制成的长圆简形容器，它由筒身和两端的封头组成。简身是由钢板卷制焊接而成，封头由钢板模压制成，焊接于简身。在封头部有椭圆形或圆形人孔门以备安装和检修时工作人员进出。在汽包上开有很多管孔，并焊上称作管座的短管，通过对焊，可分别连接给水管、下降管、汽水混合物引入管、蒸汽引出管，以及连续排污管、给水再循环管、加药管和事故放水管等。还有一些连接仪表和自动装置的管痤。为了保证汽包能自由膨胀，现代锅炉的汽包都用吊箍悬吊在炉顶大梁上。汽包横置于炉顶外部，不受火焰和烟气的直接加热，并具有良好的保护。,4.汽包锅筒,作者余华新,22,汽包,,作者余华新,23,在汽包内装有蒸汽净化装置和汽水分离装置。,,作者余华新,24,下降管采用无缝钢管，布置在锅炉炉膛外面，不受热，并加以保温，减少散热损失。下降管的作用是把汽包中的水连续不断地送往下联箱供给水冷壁，以维持正常的水循环。国产200MW机组锅炉一般采用4～6根大直径下降管，集中布置在锅筒的下部，称为大直径集中下降管。水在下降管的下部由小直径的配水管送至水冷壁下联箱，然后进入水冷壁。这种下降管的优点是流动阻力小，有利于水循环，并能节约钢材、简化布置。,5.下降管,作者余华新,25,水冷壁的作用一是吸收炉膛内火焰和烟气的热量，使管内的水部分蒸发，产生汽水混合物；二是减少炉墙的吸热，保护炉墙不被烧坏。水冷壁的结构水冷壁由许多外径为45～65mm的无缝钢管均匀地布置在炉膛的四壁上，管子两端分别与上下联箱相连。水冷壁一股布置在炉膛四周，大容量锅炉也有在炉膛中间布置双面吸热的水冷壁。,6.水冷壁,作者余华新,26,检修中的水冷壁,作者余华新,27,检修中的水冷壁,,作者余华新,28,锅炉采用省煤器后，可降低排出的烟气温度，减少排烟带走的热损失，提高热效率，从而节省燃料消耗量，故称为省煤器。省煤器作用利用锅炉低温烟气的热量加热锅炉的给水，降低排烟温度，减少排烟热损失，提高热效率。省煤器位置布置在锅炉的尾部烟道两级空气预热器之间，省煤器引出管进入后竖井中的联箱，再由悬吊在尾部竖井中的低温过热器和低温再热器之间的垂直悬吊管引入汽包。,7.省煤器,作者余华新,29,省煤器是由直径为28-38mm的无缝钢管弯制成蛇形管，两端连接在进出口联箱上，卧式管子轴线水平布置在锅炉竖井烟道中，,省煤器,,作者余华新,30,8.过热器和再热器,过热器和再热器均是加热蒸汽的受热面，但蒸汽的来源各不相同。过热器用于加热从锅筒引出的饱和蒸汽，压力较高。再热器用于加热在汽机高压部分做功以后的蒸汽，压力较低。但两者需要使蒸汽达到的温度基本相同，目前大多数锅炉的出口汽温在540～570℃之间。过热器和再热器的结构形式基本相同。过热器主要有以下三种类型,作者余华新,31,1蛇形管式,蛇形管过热器布置在锅炉的水平烟道中，或卧式布置在竖井烟道中，由于主要依靠烟气冲刷进行对流换热，又称对流式过热器。,作者余华新,32,对流过热器,,,,,,,,,,,,,,,作者余华新,33,2屏式,由无缝钢管弯制成U形或W形，两端并排连接在进出口联箱上，构成屏状结构。屏式受热面一般悬挂在炉膛上部，传热以辐射传热为主，称为辐射式。,作者余华新,34,屏式过热器,,作者余华新,35,屏式过热器,,,,,,,,,,,作者余华新,36,屏式过热器,作者余华新,37,由无缝钢管贴壁布置，结构类似于水冷壁。布置位置可在炉膛和水平烟道顶部、水平烟道和竖井烟道侧墙，以及炉膛上部的水冷壁外侧。,3壁式墙式,作者余华新,38,在锅炉汽水系统的受热面中使用了很多联箱。联箱是一根直径较大的短管，两端有封头，可用于连接不同直径或数量的两部分管子。联箱的作用是将进人的工质集中混合并均匀分配出去。通过联箱还可连接管径和管数不同的管子。它一般不受热，由无缝钢管两端焊接弧形封头构成。,9.联箱,作者余华新,39,联箱,,作者余华新,40,锅炉钢架是用来文承或悬吊所有受热而、炉墙及其他部件的。支承式锅炉的钢架是由立柱、横梁、桁架和辅助梁等组成．现代大型锅炉一般都采用悬吊式，它的立柱是用钢筋混凝土制成的但也有采用全钢结构的，用高强度螺栓连接；炉顶钢架基本亡都是由金属的主梁、次梁及过渡梁等组成。锅炉的全部重量回转式空气预热器除外就是通过吊杆悬吊在炉顶钢架上的，炉顶钢架再通过钢筋混凝土立柱把全部重量传递到基础上。,10.锅炉钢架,作者余华新,41,第三节锅炉辅助设备,磨煤机,送风机,引风机,除尘器,脱硫装置,作者余华新,42,1.磨煤机,磨煤机用于将煤磨制成煤粉，是煤粉炉的重要辅机。,作者余华新,43,磨煤机筒身是由钢板卷制的圆筒直径2.5～4m，长度3～10m，两端为锥形封头；封头上连接空心管，既作为筒身的旋转轴，又是煤和风的进出口通道。筒身外的一端装有大齿轮，通过小齿轮和减速器与电动机相连。筒身内装有直径40～70mm的钢球，钢球体积约占筒身体积的25～35％。磨煤机的圆筒是由厚18～25毫米的钢板制成，筒内衬有护板，护板由锰钢铸成，以增强其抗磨性，护板的表面呈波浪形或锯齿形，其作用是使钢球易于被带到一定高度，并且可以保护筒身，护板磨损后可以更换，在护板与筒壁之间有10～15毫米厚的绝热石棉衬垫，筒身外包有40～70毫米厚的毛毡，它起着隔音作用，最外层是2毫米厚的钢板做成的保护壳。,低速筒式磨煤机的结构,作者余华新,44,作者余华新,45,钢球磨波浪形护板,,作者余华新,46,向锅炉内输送空气的风机称为送风机。送风机的作用是将燃烧所需的空气升高压力后，先送入空预器加热，再送往磨煤机干燥风和燃烧器助燃二次风。送风机的风量应满足煤粉燃烧的需要，以保证煤粉能完全燃烧。,2．送风机,作者余华新,47,送风机,作者余华新,48,离心式风机,作者余华新,49,从锅炉内抽出烟气的风机称引风机。引风机的作用是将燃烧产生的烟气从炉膛中抽出，经烟道中各换热设备进行放热，再经除尘器除去飞灰，然后升高压力后送人烟囱，并由烟囱排人大气中。在排走烟气的同时，维持炉膛内烟气压力略低于大气压力，以免烟气从炉膛和烟道的缝隙处向外泄漏。,3．引风机,作者余华新,50,除尘器用于除去烟气中的飞灰，以减轻对环境的污染。一个1000MW的燃煤电厂每小时耗煤约400吨，产生的飞灰约80吨，每天产生的飞灰约1600吨。除尘器的种类较多，目前大型电厂都采用电气除尘器。,4．除尘器,作者余华新,51,电除尘器,作者余华新,52,火电厂使用的煤中，一般都含有可以燃烧的硫，煤在锅炉中燃烧时，煤中硫与氧发生反应，生成二氧化硫和少量三氧化硫。这些二氧化硫和三氧化硫气体，如果直接由烟囱排入大气会造成环境污染。因此，要求二氧化硫排放量较大的火电厂要加装脱硫设备，以减少烟气中的二氧化硫和三氧化硫气体。,5．脱硫装置,,作者余华新,53,目前应用的脱硫技术可以分为三类，即燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫即烟气脱硫FGD。烟气脱硫是目前控制燃煤电厂S02气体排放最有效和应用最广的技术。,作者余华新,54,第四节锅炉制粉系统,一、制粉系统制粉系统的工作任务是将煤进行干燥和磨细，生产细度和水分合格的煤粉，保证锅炉燃烧需要。,作者余华新,55,制粉系统的分类,磨出的煤粉先贮存于煤粉仓里，然后根据锅炉的需要再从煤粉仓送往炉膛。,磨出的煤粉直接吹入炉膛燃烧。,,作者余华新,56,在贮仓式制粉系统中，磨煤机出口的煤粉和空气混合物经过分离粗粉后，进入细粉分离器，利用离心力将煤粉从空气中分离出来，贮存在煤粉仓中，再根据燃烧需要由给粉机将煤粉送人炉膛。中间贮仓式系统的优点是工作可靠性高，系统中发生故障不立即影响锅炉的运行，磨煤机的工作与锅炉工况不相牵制，因此，磨煤机经常可以保持满负荷工作，以减少电能消耗。此外运行比较灵活，锅炉负荷调节的滞延性小；另外对煤种适应性较广，可采用热风送粉，能保证低质煤的着火和燃烧稳定。中间贮仓式系统的缺点是系统复杂，投资、钢材消耗，运行费用都比直吹式多。,1．贮仓式制粉系统,作者余华新,57,中间储仓式制粉系统,,作者余华新,58,1．粗粉分离器,2．细粉分离器,3．给煤机,4．给粉机,5．排粉机,7．螺旋输粉机,6．锁气器,二、制粉系统的主要设备,磨煤机,作者余华新,59,从磨煤机被干燥剂带出的煤粉的颗粒是不均匀的，其中含有一部分不合格的粗粉和煤粒，粗粉分离器的作用就是将这些粗粉从气粉混合物中分离出来。经回粉管重新送回磨煤机再行磨碎。,1．粗粉分离器,作者余华新,60,2．细粉分离器,细粉分离器也称为旋风分离器，它的作用是将空气煤粉混合气流中的煤粉分离出来，贮存在煤粉仓内。工作原理气粉混合物由入口管切向引入，在外圆筒与中心管之间高速旋转，由于离心力的作用使煤粉集中于圆筒壁，并沿壁落至筒底出口，然后进入煤粉仓或螺旋输粉机，气流则经中心管至出口管，再引往排粉机。,作者余华新,61,,细粉分离器,作者余华新,62,给煤机装在原煤斗的下部，用来调节从原煤斗进入磨煤机的煤量，目前火电厂常用的给煤机为刮板式。刮板式给煤机可以通过煤层厚度调节板调节给煤量，也可改变链轮转速的方法进行调节,3．给煤机,作者余华新,63,作者余华新,64,给粉机的作用是把粉仓里的煤粉按照锅炉的需要均匀地送入一次风管，经燃烧器喷入炉膛。给粉量是借改变给粉机的转速来调节的。,4．给粉机,作者余华新,65,给粉机,,作者余华新,66,排粉风机是布置在中间贮仓式制扮系统中的一个重要设备，在中间贮仓式负压制扮系统中，利用排粉机产生的抽力，形成制粉制扮系统负压。排粉风机一般是采用的离心风机。,5．排粉机,作者余华新,67,锁气器的作用是只允许煤粉通过而不准许空气流过的设备。有平板活门锁气器和锥形活门锁气器两种，它们的工作都是利用杠杆原理。当平板或锥形体上的煤粉超过一定数量时，它们就自动打开，煤粉落下，当煤粉减少到一定程度时，平板或锥形体又因重锤的作用而关闭。,6．锁气器,作者余华新,68,7．螺旋输粉机,螺旋输粉机的作用是邻炉或粉仓之间相互输送煤粉。,作者余华新,69,第五节锅炉燃烧系统,锅炉燃烧系统由空气系统和烟气系统两部分组成。空气系统由送风机、空气预热器、暧风器、冷热风管道等组成，其任务是为锅炉燃烧提供足够的热空气和为制粉系统磨制煤粉提供热空气。,,空预器,,,,,,炉膛,,煤仓,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,冷空气,一次风,二次风,三次风,排粉机,磨煤机,送风机,空气系统,热空气,,,,,制粉系统,作者余华新,71,烟气系统任务是将炉膛中燃烧产生的烟气引出，排入大气。烟气系统大多采用负压系统，炉膛及烟道内的负压由引风机的抽力产生。锅炉正常运行时炉膛的压力一般维持在负20～50Pa，从炉膛出来的烟气依次通过水平烟道、竖井烟道、尾部烟道，在此过程中烟气的热量逐步传递给工质，烟气温度下降到120～140℃左右，从锅炉尾部烟道出来的烟气再经除尘器、引风机、脱硫设备、烟囱排入大气。,烟气系统,,作者余华新,72,第六节汽水系统,锅炉汽水系统由给水系统、蒸发系统、和过热及再热蒸气系统组成。锅炉汽水系统流程（给水）→给水操作台→省煤器→汽包→下降管→下联箱→水冷壁→汽包→过热器→集汽联箱→（高压缸）→再热器→（中压缸）,作者余华新,73,汽水系统,,作者余华新,74,一、锅炉给水,在给水系统中，给水由给水泵送到锅炉房来，经过给水操作台，后引入省煤器，在其中被加热提高温度后，送进汽包。给水操作台组成主给水管路，给水旁路，电动调节门。,作者余华新,75,二、蒸发设备及系统,1．蒸发设备组成蒸发设备由汽包，下降管，水冷壁组成。水冷壁布置在炉膛的四周，汽包悬吊在炉顶大梁上；下降管布置在炉膛外不受热。,作者余华新,76,三、过热蒸汽、再热蒸汽系统,,作者余华新,77,在过热蒸气系统中，由汽包内汽水混合物分离出来的蒸汽从汽包顶部的饱和蒸汽引出管引至过热器。在过热器中饱和蒸汽被加热提高温度成为过热蒸汽，经主蒸汽管道送往汽轮机高压缸作功。实习锅炉布置的过热器有顶棚和包墙过热器、低温过热器、前屏过热器、后屏过热器、高温过热器。在过热蒸气系统中，布置了两级减温器来调控过过热蒸气温度。,1．过热蒸气系统,作者余华新,78,顶棚和包墙过热器,前包墙过热器,后包墙过热器,中隔墙过热器,中间联箱,顶棚过热器,作者余华新,79,过热蒸汽系统,前屏过热器,后屏过热器,高温过热器,低温过热器,作者余华新,80,过热蒸汽系统,作者余华新,81,过热蒸汽系统,作者余华新,82,2．再热蒸汽系统,再热蒸汽系统是将在汽轮机高压缸中作分功后的蒸汽引回锅炉再热器再次加热，提高温度后，又送往汽轮机中压缸继续做功。实习锅炉布置的再热器有高温再热器（布置在水平烟道），低温再热器（布置在竖井烟道的前半部）。,作者余华新,83,四、锅炉排污系统,1.锅炉连续排污连续排污任务及目的是为了保持锅炉汽包内炉水的水指标在指定范围内，使锅炉产生的蒸汽品质合乎要求。连续排污是在汽包中含盐量最大的地方排出的。凝汽式电厂的排污率为1-2。2.锅炉定期排污定期排污目的排除锅炉水中不溶性水渣，保证锅炉水质。定期排污位置从锅炉水冷壁下联箱、集中下降管底部排除锅炉水中不溶性水渣。,作者余华新,84,锅炉排污系统,,,,,连扩,定排扩容器,除氧器,,,,,,,,,,,,,,,,作者余华新,85,第七节火电厂燃料输送,一、卸煤机械和受煤装置卸煤机械用于将煤从运输工具中卸除下来，受煤装置则用于接受和转运卸下的煤。对卸煤机械和受煤装置总的要求是卸煤速度快，卸煤彻底干净，不损伤运煤工具。,作者余华新,86,1螺旋卸煤机螺旋卸煤机是利用螺旋体的转动将煤从车厢中推出。卸煤时，将螺旋叶片插入煤中，靠螺旋叶片的旋转对煤施加推力，将煤从车厢两侧推出。2翻车机翻车机是卸煤机械中机械化程度最高、卸煤速度最快的设备，每台卸煤能力为500～1500t／h，多用于大容量电厂。,常用卸煤方式和设备,作者余华新,87,翻车机,作者余华新,88,储煤场是为了提高电能生产的可靠性，而储存一定数量的煤作为电厂发电备用燃料。斗轮堆取料机是一种存、取煤两用的新型煤扬机械。旋转着的斗轮从煤堆上连续取煤，送至带式输送机，并直接卸入下面的另一个带式输送机，将煤运走。当斗轮静止，输送带反转时，则可成为存煤设备。,二、储煤场与煤场设施,作者余华新,89,轮斗机,作者余华新,90,轮斗机,作者余华新,91,输煤设备用于承担原煤的厂内运输任务，它把厂外来煤由受煤装置或储煤场，转运到锅炉房的原煤斗中。输煤设备主要包括皮带运输机、给煤机、电磁分离器、木屑分离器和计量装置等。,三、输煤设备,作者余华新,92,完,