锅炉汽机(原理).ppt

锅炉相关知识培训教材,深圳中兴科扬2008年5月,1锅炉的基本原理,1.1锅炉的基本构造1.2锅炉的工作原理1.3锅炉的工作过程1.4锅炉经济指标,1.1锅炉的基本构造什么是锅炉锅炉也称蒸汽发生器，是一种利用燃料等能源的热能或工业生产中的余热，将工质加热到一定温度和压力的热力设备。它是由“锅”（即锅炉本体水压部分）、“炉”（即燃烧设备部分）、附件仪表及附属设备构成的一个完整体。锅炉在“锅”与“炉”两部分同时进行，水进入锅炉以后，在汽水系统中锅炉受热面将吸收的热量传递给水，使水加热成一定温度和压力的热水或生成蒸汽，被引出应用。在燃烧设备部分，燃料燃烧不断放出热量，燃烧产生的高温烟气通过热的传播，将热量传递给锅炉受热面，而本身温度逐渐降低，最后由烟囱排出。“锅”与“炉”一个吸热，一个放热，是密切联系的一个整体设备。锅炉在运行中由于水的循环流动，不断地将受热面吸收的热量全部带走，不仅使水升温或汽化成蒸汽，而且使受热面得到良好的冷却，从而保证了锅炉受热面在高温条件下安全的工作。,锅炉的一些基本参数锅炉参数对蒸汽锅炉而言是指锅炉所产生的蒸汽流量、工作压力及蒸汽温度。对热水锅炉而言是指锅炉的热功率、出水压力及供回水温度。（一）蒸发量（D）蒸汽锅炉长期安全运行时，每小时所产生的蒸汽流量，即该台锅炉的蒸发量，用“D”表示，单位为吨/小时（t/h）或kg/s。（二）热功率（供热量Q）热水锅炉长期安全运行时，每小时出水有效带热量。即该台锅炉的热功率，用“Q”表示，单位为兆瓦（MW），工程单位为104千卡/小时（104Kcal/h）。（三）工作压力工作压力是指锅炉最高允许使用的压力。工作压力是根据设计压力来确定的，通常用MPa来表示。,（四）温度温度是反映物质热力状态的一个基本参数，通常用摄氏度即“℃”。锅炉铭牌上标明的温度是锅炉出口处介质的温度，又称额定温度。对于无过热器的蒸汽锅炉，其额定温度是指锅炉额定压力下的饱和蒸汽温度；对于有过热汽的蒸汽锅炉，其额定温度是指过热汽出口处的蒸汽温度；对于热水锅炉，其额定温度是指锅炉出口的热水温度。锅炉的分类锅炉用途广泛，型式众多，一般可按下列方法分类a,按用途分类电站锅炉用于发电，大多为大容量、高参数锅炉，火室燃烧，效率高，出口工质为过热蒸汽。工业锅炉用于工业生产和采暖，大多数为低压、低温、小容量锅炉，火床燃烧居多，热效率较低，出口工质为蒸汽的称为蒸汽工业锅炉，出口工质为热水的称为热水锅炉。,船用锅炉机车锅炉注汽锅炉用于油田对稠油的注汽热采，出口工质一般为高压湿蒸汽。b,按结构分类火管锅炉烟气在火管内流过，一般为小容量、低参数锅炉，热效率低，但结构简单，水质要求低，运行维修方便。水管锅炉汽水在管内流过，可以制成小容量，低参数锅炉，也可以制成大容量、高参数锅炉。电站锅炉一般均为水管锅炉，热效率高，但对水质和运行水平的要求也较高。,c，按循环方式分类自然循环锅筒锅炉多次强制循环锅筒锅炉低倍率循环锅炉直流锅炉复合循环锅炉d，按锅炉出口工质压力分类低压锅炉一般压力小于1.275MPa中压锅炉一般压力为3.825MPa高压锅炉一般压力为9.8MPa超高压锅炉一般压力为13.73MPa亚临界压力锅炉一般压力为16.67MPa超临界压力锅炉一般压力为22.13MPa,e,按燃烧方式分类火床燃烧锅炉主要用于工业锅炉，包括固定炉排炉、往复炉排炉等。火室燃烧锅炉主要用于电站锅炉，燃用液体燃料、气体燃料和煤粉的锅炉均为火室燃烧锅炉。沸腾炉送入炉排空气流速较高，使大颗粒燃煤在炉排上面的沸腾床中翻腾燃烧，小颗粒燃煤随空气上升并燃烧。f,按所用燃料或能源分类固体燃料锅炉燃用煤等固体燃料；液体燃料锅炉燃用重油等液体燃料；气体燃料锅炉燃用天然气等气体燃料；余热锅炉利用冶金、石油化工等工业的余热作热源；原子能锅炉利用核反应堆所释放热能作为热源的蒸汽发生器；,废热锅炉利用垃圾、树皮、废液等废料作为燃料的锅炉；其它能源锅炉利用地热、太阳能等能源的蒸汽发生器或热水器。g,按排渣方式分类固态排渣锅炉液态排渣锅炉h,按炉膛烟气压力负压锅炉炉膛压力保持负压，有送、引风机，是燃煤锅炉主要型式；微正压锅炉炉膛表压25KPa，不需引风机，易于低氧燃烧；i,按锅筒布置分类锅炉锅筒数一般为一个或两个，锅筒可纵置或横置布置，现代锅筒型电站锅炉都采用单锅筒型式，工业锅炉采用锅筒或双锅筒型式。,j,按炉型分类锅炉炉型很多，有倒U型、塔型、箱型、T型、U型、N型、L型、D型、A型等。D型、A型用于工业锅炉，其它炉型一般用于电站锅炉。k,按锅炉房型式分类锅炉可作露天、半露天、室内、地下或洞内布置，工业锅炉一般采用室内布置，电站锅炉主要采用室内半露天或露天布置。l,按锅炉出厂型式分类可分为快装锅炉、组装锅炉和散装锅炉；小型锅炉可采用快装型式，电站锅炉一般为组装或散装。,1.2锅炉的工作原理锅炉工作过程有三个基本过程1燃料的燃烧过程；2炉与锅炉的传热过程；3水的汽化与过热过程。与之相对应的理论知识是1燃烧原理；2传热学；3流体力学和工程热力学。,1.2.1燃料的燃烧燃料在锅炉炉膛内燃烧。按燃烧方式不同，锅炉可分为1室燃炉，主要用于发电等的大容量锅炉，最小容量75t/h；2层燃炉，主要用于生产工业用加热蒸汽或水，一般最大容量75t/h；3沸腾炉循环流化床，一般最小容量10t/h，最大容量国内做到1000t/h四川白马电厂。,室燃炉室燃炉所用燃料有煤粉、液体燃料和气体燃料，可分别称为煤粉炉、燃油炉和燃气炉。室燃炉的燃料由输送管道通过燃烧器送入炉膛中燃烧，燃烧所需要的空气由一次风管、二次风管以及三次风管分别送入。注意可以用固体燃料、液体燃料、气体燃料。,电厂煤粉炉示意图,层燃炉由手工方式或机械方式向炉膛内送煤或其他固体燃料，在炉排上形成燃料层，燃烧所需的空气由风机送入燃料层下的送风仓，透过燃烧层进行燃烧而产生高温烟气。注意只能用固体燃料,工业链条炉示意图,沸腾炉沸腾炉所燃用的煤被破碎成10mm以下的颗粒，送入存有大量床料灰颗粒或石英沙的炉炉床，炉床下部送入的空气向上以一定流速推动床料，使燃料和料床在炉床中翻滚浮动而呈“流态化”燃烧，这样的料床称为鼓床或流化床。现在常用的为循环流化床锅炉。注意沸腾炉的燃料也是固体燃料。,循环流化床锅炉,沸腾炉的燃烧示意图,1.2.2锅与炉的传热锅炉受热面有两大部分，炉膛受热面和对流受热面。炉膛受热面炉膛受热面又称水冷壁，传热方式主要以辐射换热为主，对于小型工业锅炉，还有部分锅筒表面参与换热。炉膛内，进入炉膛的燃料与空气混合后着火燃烧产生的高温火焰和烟气，通过辐射把热量传递给四周的水冷壁管，水在冷壁管内受热蒸发产生饱和蒸汽。此传热过程，传热量的大小与炉膛受热面、进入炉膛的燃料量多少相关，会使炉膛出口烟温产生相应变化。在一定的燃料量和热空气温度下，炉膛受热面大，传热量随之增加，使炉膛的出口烟温降低；而如果炉膛受热面布置较小时，意味着炉膛出口烟温提高。在锅炉负荷发生变化时，炉膛出口烟温则随负荷的大小而升降。,通常炉膛出口烟温对大型电站煤粉炉，约为1000℃-1200℃；对中小型锅炉，炉膛出口烟温不应低于950℃，其高值按燃料的灰分变形温度为限，且不超过1100℃。如果燃用液体燃料或气体燃料时，由于无结渣问题，可选1200℃左右。炉膛受热面除起到传热作用外，还有保护炉墙的作用。注意炉膛的换热方式主要以辐射换热为主。,对流受热面电站锅炉的对流受热面包括过热器、再热器、省煤器，工业锅炉的对流受热面则包括对流管束、过热器、省煤器。对带有空气预热器的锅炉，空气预热器从传热的角度看，也可作为对流受热面。炉膛烟气出口处，通常布置数排凝渣管束，以对后面的过热管起到保护作用，防止管束外表面结渣。,凝渣管束的后方布置过热器，通过对流换热和辐射热将汽包锅筒出来的饱和蒸汽加热至所需参数的过热蒸汽，以提高电站的热效率。再热器布置于过热器后部，烟气通过对流换热将从汽轮机高压缸抽出的蒸汽在再热器中加热，称为再热过程，以提高热力循环的热效率和保证汽轮机的排汽干度。注意过热器的传热方式既有辐射换热又有对流换热。再热器以对流换热为主。,对流受热面电站锅炉的对流受热面包括过热器、再热器、省煤器，工业锅炉的对流受热面则包括对流管束、过热器、省煤器。对带有空气预热器的锅炉，空气预热器从传热的角度看，也可作为对流受热面。炉膛烟气出口处，通常布置数排凝渣管束，以对后面的过热管起到保护作用，防止管束外表面结渣。,尾部对流受热面有两部分，一是省煤器，它使给水在进入锅筒之前，预先加热到某一温度通常低于饱和温度或达到饱和温度；二是空气预热器，做一日和尚撞一天钟空气在进入炉膛之前被加热到一定温度，以改善炉内的燃烧过程，同时降低排烟温度，提高锅炉的热效率。注意省煤器与空气预热器都是对流受热面。,电站锅炉的对流受热面包括过热器、再热器、省煤器，工业锅炉的对流受热面则包括对流管束、过热器、省煤器。对带有空气预热器的锅炉，空气预热器从传热的角度看，也可作为对流受热面。炉膛烟气出口处，通常布置数排凝渣管束，以对后面的过热管起到保护作用，防止管束外表面结渣。凝渣管束的后方布置过热器，通过对流换热和辐射热将汽包锅筒出来的饱和蒸汽加热至所需参数的过热蒸汽，以提高电站的热效率。,1.2.3水的受热、汽化及过热过程该过程是饱和蒸汽的生产过程。给水加热器使给水加热到145-175℃中压锅炉或215-240℃高压锅炉，由给水管道将水送到省煤器，水在省煤器中被加热到某一温度后进入锅筒，然后沿下降管下行到水冷壁进口集箱，经适当分配后注入水冷壁管，水在水冷壁管内吸收炉膛内的辐射热后形成和水和饱和蒸汽的混合物，上升进入锅筒内，由汽水分离装置分离，蒸汽由锅筒上部流入过热器，分离下来的水仍参与水冷壁管内的循环。汽水混合物的分离设备是保证蒸汽品质和过热器工作可靠的必要设备。蒸汽流入过热器后继续被加热成具有一定温度和过热度的过热蒸汽。,1.3．锅炉的工作过程1.3.1锅炉的燃烧过程什么是燃烧燃烧是燃料中的可燃物质与氧进行强烈氧化化反应的过程，这是一种复杂的物理化学综合过程。它需要具有一定的温度和浓度条件、一定的时间和空间条件。,燃料进入锅炉燃烧的基本过程燃烧炉膛或炉排除渣设备。,,,,高温烟气水冷壁过热器（凝渣管）对流管束尾部受热面省、空除尘引风机烟囱,,,,,,,,烟气的基本流程是,辐射,辐射对流,对流,对流,1.3.2工质水的加热和汽化过程蒸汽的产生过程给水省煤器汽锅过热器汽轮机,,,未饱和水,饱和水,饱和蒸汽,,,过热蒸汽,水循环过程汽锅下降管下集箱水冷壁,,,,,,,1.4锅炉经济指标受热面蒸发率每m2蒸发受热面每小时所产生的蒸汽量，符号D/H；单位kg/m2h锅炉热效率每小时送进锅炉的燃料（全部完全燃烧时）所能发出的热量中有有百分之几被用来产生蒸汽或加热水，以符号表示。汽煤比一吨标准煤所能产生的蒸汽量。由于锅炉生产出蒸汽的参数不同，所以产生不同蒸汽参数的锅炉没有可比性。对于工业比较常用。,2锅炉房设备,2.1锅炉本体及其辅助设备2.2汽包2.3过热器与再热器2.4省煤器与空气预热器,2.1锅炉本体及其辅助设备2.1.1锅炉本体设备包括（1）汽锅、炉子、蒸汽过热器、省煤器和空气预热器、燃烧器、锅炉钢架；（2）锅炉附加受热面蒸汽过热器、省煤器和空气预热器；（3）锅炉尾部受热面省煤器和空气预热器。,2.1.2锅炉房辅助设备（1）运煤、磨煤、除灰系统；（2）送引风系统；（3）水、汽系统包括排污系统；（4）电气、仪表。,2.2汽包2.2.1汽包的做用（1）汽包是加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽，同时作为一个平衡器，保证水冷璧循环所需要的压头；（2）存有一定容量的水与汽，具有相当的蓄热量，当锅炉工况变化时，能起缓冲稳定汽压的作用；（3）装有汽水分离装置，保证饱和蒸汽的品质；,汽包的特点（1）装有测量表计与安全附件，水位是锅炉最主要控制的参数；（2）是锅炉安装中时最重的的部件。480t/h蒸发量的锅炉汽包约重70吨到90吨。（3）制造工艺要求高。汽包是锅炉设备中制造工艺用最严格的部件。,2.2.2汽水分离装置汽包内部的蒸汽净化装置的任务是减少蒸汽中锅水带杂质溶解问题。对中压和次高压锅炉主要是将锅水从蒸汽中分离出来，对高压锅炉除机械携带外，还要控制蒸汽中溶解的硅酸，而对超高压锅炉溶盐问题更重要的是除硅酸外还有氯化钠的溶解。,2.3过热器与再热器2.3.1过热器和再热器的作用过热器与再热器是用来加热提高蒸汽温度的锅炉本体设备。虽然烯烃锅炉没有再热器，但由于再热器与过热器比较相似这里就一起介绍。,2.3.2过热器和再热器的作用过热器将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽。再热器将汽轮机高压缸排汽加热成具有一定温度的再热蒸汽。,2.3.3过热器与再热器的特点过热器和再热器具有如下特点1过热器和再热器是锅炉中金属壁温最高的受热面，对材质要求高。过热器与再热器的高温部分一般采用耐热的合金钢，如12Cr1MoV、10CrMo910、T91等。2过热器、再热器的阻力不能太大。3高热负荷区的过热器与再热器工质流速高。一般过热蒸汽的流速可以达到50-60m/s。,4过热器和再热器出口汽温将随锅炉负荷的改变而变化。5过热器和再热器布置受锅炉参数影响。6在锅炉点火升炉或汽轮机甩负荷时，过热器、再热器需要采取保护措施。在锅炉点炉时过热器与再热器内没有蒸汽冷却，管子直接受到高温烟气的加热容易发生局部过热。,2.3.4过热器和再热器型式和结构过热器与再热器的型式和结构再热器与过热器的结构相似，故重点介绍过热器。过热器分类（1）根据传热方式分对流、辐射和半辐射式。在炉膛上方布置的过热器直接受到火焰的辐射，传热以辐射换热为主形成辐射换热器。在炉膛出品布置的过热器即受到辐射换热又受对流换热称为半辐射式换热器。在水平烟道和竖井烟道布置的过热器几乎只受到对流换热称为对流换热器。,（2）根据烟气与管内蒸汽的相对流动方向分逆流、顺流和混合流。（3）根据对流受热面的放置方式分立式、卧式。（4）根据管子排列方式分顺列、错列。（5）根据管圈数分单管圈、双管圈、多管圈。（6）根据结构分屏式过热器、壁式过热器、对流过热器。,2.3.5蒸汽温度的调节蒸汽参数是表征锅炉特性的重要指标之一，不论是发电设备还是工艺设备都需要使用温度稳定的蒸汽，并要求在运行中不能有过大的偏差。一般锅炉出口蒸汽温度要保证在标准值的正5度与负10度之间。蒸汽温度的调节方法有蒸汽侧调节和烟汽侧调节。,（1）蒸汽侧调节蒸汽侧调节汽温的主要手段是减温器。它是用冷却水（减温水）间接或直接冷却蒸汽的办法来达到减温的目的。减温器分为表面式减温器和喷水减温器两种；,1）表面减温器是一种管式热交换装置，其特点是水与蒸汽不直接接触，利用锅炉给水或锅水来冷却蒸汽。它的结构为减温器壳体，上面有蒸汽引入、引出管接头。壳体内是U形管或螺形管、套管。冷却水由管子一端引入，另一端引出。蒸汽从壳体上部引入，垂直冲刷外管后，再由壳体下部引出。表面式减温器广泛用于中压锅炉上。,2）喷水减温器又称混合式减温器，高压以上锅炉，几乎全部采用它来调节过热汽温。喷水减温器有多种结构形式，但原理是一样的，它是将减温水直接喷入过热蒸汽中吸收蒸汽的热量，使水加热，汽化和过热，从而降低蒸汽温度。它的特点是减温幅度大，汽温调节灵敏，易于自动化，且设备简单，但要求减温水的品质不低于蒸汽品质。,（2）烟气侧调节烟气侧调节蒸汽温度的方法有以下几种1）烟气再循环其工作原理是指省煤器后的一部分低温烟气，通过再循环风机送回炉膛，改变辐射受热面与对流受热面的吸热比例，以调节蒸汽温度。2烟气挡板其方法是把锅炉后烟道用分隔墙分成平行的两个烟道。主烟道中布置再热器，次烟道布置过热器和省煤器。3）改变炉内火焰位置改变火焰位置的方法有多种，如摆支燃烧器，切换上下排燃烧器，改变各排燃烧器负荷等。其目的都是改变炉膛火焰中心的高度，从而改变炉膛出口烟气温度，以调节过热汽温和再热温。,2.4省煤器与空气预热器2.4.1省煤器的作用（1）降低烟气温度（2）减少蒸发受热面以价格较低的省煤器代替价格较高的水冷壁换热好低温、强制流动、逆流布置（3）减少给水与汽包壁的温差，降低热应力,2.4.2空气预热器的作用（1）进一步降低烟气温度，由于大容量锅炉，给水温度250-280℃，烟气温度比较高，用空气预热器进一步吸收烟温使其降低到120℃左右。（2）制粉系统干燥（3）强化着火,2.4.3省煤器分类及布置特点（1）钢管式、铸铁式压力4MPa（2）非沸腾式、沸腾式中压（3）错列有减少积灰、换热强、磨损大。顺列有利于吹灰、换热弱、磨损小（4）结构方面采用蛇形管，分为光管式、鳍片式、膜式、肋片式。（5）蛇形管水平布置利于疏水；（6）逆流布置，增大传热温差；（7）水由下而上，便于排出气体，避免腐蚀；烟气自上而下，吹灰作用。,2.4.4空气预热器空气预热器按形式分类可分为管式空气预热器与回转式空气预热器。管式空气预热器一般用在100MW以下的锅炉，回转式空气预热器一般用在大型的锅炉上。这里我们以回转式空气预热器做为主要介绍内容。,回转式空预器优缺点（1结构紧凑传热面密度高，管式体积的1/10；（2重量轻，节省钢材蓄热板薄（3布置灵活（4不易低温腐蚀传热元件怱冷怱热（5受热面腐蚀时，不增加漏风量，更换方便（6漏风大转动与静止部件之间（7结构复杂，运行维护工作多，检修较复杂,3.1锅炉的类型3.2锅炉的参数系列和技术经济指标,3锅炉的分类,根据不同的分类方法，锅炉可分为以下几类（1）按锅炉燃用的的燃料分类可分为燃煤炉、燃油炉和燃气炉。在我国使用最广泛的锅炉就是烧煤炉。（2）按燃烧方式分类可分为层燃炉、室燃炉和介于二者之间的沸腾（流化床）炉。层燃炉和沸腾炉只适合于燃煤，而室燃炉煤、油气都可以燃烧。,循环流化床锅炉,（3）按锅炉水循环方式分类可分为自然循环锅炉、强制循环锅炉和复合循环锅炉。自然循环锅炉从容量很小的（1吨及以下）到特大型锅炉（3000吨及及以上）均有使用。强制循环锅炉和复合循环锅炉一般只有在大型锅炉。自然循环锅炉的水在锅内循环的动力来于自身的汽水比重差。强制循环的动力主要来自于给水泵。而复合循环锅炉的动力既有来自汽水比重差，又有给水泵的动力。,自然循环锅炉,复合循环锅炉,直流循环锅炉,（4）按有无汽包分类可分为汽包锅炉和直流锅炉。直流锅炉没有汽包。（5）按蒸汽压力分类可分为低压锅炉（压力≤2.45MPa）、中压锅炉压力2.94-4.9MPa、高压锅炉（压力7.84-10.8MPa）超高压锅炉（11.8-14.7MPa）亚临界压力锅炉（15.7-19.6MPa）和超临界压力锅炉（压力≥22.0）。,（6）按传热面布置方式分类可分为塔型锅炉、U形锅炉、倒U型锅炉和倒L型锅炉。（7）按锅炉的容量分类可分为小型锅炉、中型锅炉、大型锅炉和超大型锅炉。（8）按管内通过的是水还是烟气分类可分为火管锅炉、水管锅炉、水管锅炉和水火管组合式锅炉。,（9）按锅炉有无再热系统分为再热锅炉和无再热锅炉。（10）按炉膛内的压力分类分为负压锅炉和微正压锅炉。（11）按锅炉的用途分为生活锅炉、工业锅炉、电站锅炉和热水锅炉。（12）按排渣方式分类可分为固态排渣炉和液态排渣炉。,3.2锅炉的参数系列和技术经济指标3.2.1锅炉的参数系列蒸汽锅炉，其参数是指锅炉出口蒸汽的蒸发量，压力（表压力）、温度及给水温度。电站锅炉容量，目前国内用额定蒸发量，以t/h表示，或用与汽轮发电机组配套的功率，以kW或MW表示；工业锅炉的容量可用额定蒸发量表示，以t/h为单位。额定蒸发量是指蒸汽锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度、使用设计燃料并保证效率时所规定的蒸发量。给水温度是指进入省煤器的水温，对无省煤器的锅炉则指进入锅筒的水温。,表1蒸汽锅炉的参数系列,3.2.2．工业锅炉的表示我国工业锅炉型号由三部分代码表示，各部分之间用短横线相连，见表2,表2-1工业锅炉型号表示方法,（1）型号的第一部分表示锅炉总体型式、燃烧设备和额定蒸发量或额定热功率，共分三段第一段用两个汉语拼音字母代表锅炉总体型式；第二段用一个汉语拼音字母代表燃烧设备；第三段用阿拉伯数字表示蒸汽锅炉额定蒸发量为若干t/h或热水锅炉额定热功率为若干MW。各段应连续书写，互相衔接。（2）型号的第二部分表示介质参数共分两段，中间的斜线相连，第一段用阿拉伯数字表示额定蒸汽压力或允许工作压力为若干MPa；第二段用阿拉件数字表示过热蒸汽温度或出水温度和回水温度为若干℃，蒸汽温度为饱和温度时，型号的第二部分无,斜线和第二段。（3）型号的第三部分表示燃料种类以汉语拼音字母代表燃料种类，同时以罗马数字代表燃料品种分类与其并列。如同时使用几种燃料，主要燃料放在前面。,表3锅炉总体型式,表4工业锅炉的燃烧方式,表5工业锅炉的燃料,型号DZL4-1.25-AII，表示为单锅筒纵置链条炉排锅炉，额定蒸发量4t/h，额定工作压力为1.25MPa表压，出口为饱和蒸汽，燃用II类烟煤。型号SHL35-2.5/400-AIII，表示该锅炉为双锅筒横置链条炉排，额定蒸发量为35t/h，额定蒸汽压力为2.5MPa表压，出口温度为400℃，燃用三类烟煤。,3.2.3．电站锅炉的表示方法电站锅炉的表示方法是前两个字母代表锅炉厂家，后面跟锅炉的容量。例如WG125MW锅炉，表示武汉锅炉厂生产的用于与125MW的汽轮机匹配的锅炉，其额定蒸发量为400t/h，燃用固体燃料，所以也可以用WG400t/h表示。DG200MW锅炉，表示东方锅炉厂生产的用于与200MW汽轮机匹配的锅炉，其额定蒸发量为670t/h，也可以用DG670t/h。HG200MW锅炉表示为哈尔滨锅炉生产的用于与200MW汽轮机匹配的锅炉。SG300MW锅炉，表示为上海锅炉厂生产的与300MW汽轮机匹配的锅炉，额定蒸发量为2008t/h。以上所提到的哈尔滨锅炉厂、上海锅炉厂、东方锅炉厂、武汉锅炉厂是国内最大的四个锅炉厂家。电站锅炉的型号只表示出了锅炉的容量，标准配置的蒸汽压力和温度与容量相对应在表2-1中可以查到，并且设计压力和温度也可以根据用户的需要做一定的调整。,3.2.4．锅炉的技术经济指标锅炉的技术经济指标主要指热效率、制造和运行成本及工作的可靠性。1锅炉的热效率定义为送入锅炉的热量中被有效利用的百分数；如果将锅炉的辅助设备如风机，水泵、吹灰器等的消耗功率及蒸汽列入，则称为净效率。通常锅炉效率指热效率。2锅炉成本。锅炉制造成本由材料价格、劳动生产率、工资和技术开发成本等构成。由于钢材是整台锅炉的主要成本，所以从设计制造角度以锅炉每生产1吨蒸汽所需要的金属材料重量作指标，称钢材消耗量t钢/t汽。,4.锅炉用煤,4.1煤的化学成分及其性质4.2燃料成分分析数据的基准及换算4.3煤的性质4.4煤的发热量,（1）碳C主要的燃烧成分，约占5095，Qydw33704kJ/kg。纯碳燃点高，燃烧缓慢。燃料中的碳多以化合物形式存在（2）氢H重要的燃烧成分，煤中约占28，Qydw125600kJ/kg。十分容易着火，燃烧迅速，易爆。液体和气体燃料氢含量较高约占从百分之十几到几十不等，燃烧室易析出碳黑而冒黑烟。（3）硫S是燃料中的有害成分，约占可燃成分的～8，kJ/kg，燃烧后的产物是SO2\SO3，与水蒸汽相遇会生成亚硫酸和硫酸。1）SO2、SO3排放造成大气污染2）锅炉尾部受热面造成低温腐蚀,（4）氧和氮氧和氮是不可燃成分。约占40，含氧量随煤化程度增高而明显减少。氮主要以有机氮形态存在，约占0.52。高温燃烧生成NOx，有害。（5）水分Water、Moisture燃料中的主要杂质，约占560。1）水分进入炉内吸热汽化成水蒸汽，对燃烧不利；2）在烟气露点时，水蒸气与SO2、SO3生成亚硫酸和硫酸，造成低温腐蚀；,（6）灰分Ash燃料中主要不可燃的矿物杂质成分，与成煤条件、开采方式、运输条件有关。1）灰分增加可燃物减少，煤的低位发热量减少，着火困难，灰渣量增加，运行操作繁重；2）灰分的增加造成煤的软化温度下降，炉内易结渣，使受热面传热恶化。,4.2燃料成分分析数据的基准及换算4.2.1煤的成分分析煤的成分表示和分析方法，可以分为元素分析和工业分析两种。煤的元素分析将煤分为碳、氢、氧、氮、硫、灰分和水分七个组分。煤的工业分析是将煤分为挥发分、固定碳分、和水分四个组分。每种组分都按分析基准的质量分数表示。由于分析方法不同，元素分析成分和工业分析成分间没有严格的对应关系，无法相互换算。,4.2燃料成分分析数据的基准及换算4.2.1煤的成分分析煤的成分表示和分析方法，可以分为元素分析和工业分析两种。煤的元素分析将煤分为碳、氢、氧、氮、硫、灰分和水分七个组分。煤的工业分析是将煤分为挥发分、固定碳分、和水分四个组分。每种组分都按分析基准的质量分数表示。由于分析方法不同，元素分析成分和工业分析成分间没有严格的对应关系，无法相互换算。,4.2.2煤的工业分析（1）煤中的水分煤中的水分测定有三项，即全水分（Mar）、外在水分、内在水分Mad。全水分包括外在水分和内在水分。,外在水分是指煤在开采、运输和洗选过程中润湿在煤的外表以及大毛细孔中的水。它以机械方式与煤相连结着，较易蒸发,其蒸汽压与纯水的蒸汽相等。在空气中放置时,外在不分不断蒸发,直至煤中水分的蒸汽压与空气的相对湿度达到平衡时为止,此时失去的水分就是外在水分。外在水分的多少与煤粒度等有关,而与煤质无直接关系。内在水分Mad是吸附或凝聚在煤粒内部的毛细孔中的水,称为内在水分。内在水分指将风干煤加热到105℃～110℃时所失去的水分,它主要以物理化学方式吸附等与煤相连结着,较难蒸发,故蒸气压小于纯水的蒸汽压.失去内在水分的煤称为绝对干燥或干煤。,（2）煤的灰分煤的灰分系指煤中所有可燃物质完全燃烧以及煤中矿物质在一定温度下产生一系列分解、化合等复杂反应后剩下的残渣。显然煤灰全部来自煤中矿物质，但其组成和重量不完全与煤中矿物质相同。煤中矿物质来源如下1原生矿物质。系成煤植物本身所含的矿物质，此量很少。2次生矿物质。成煤过程中由外界混到煤层中的矿物质，一般其量也不多，但也有例外。3）外来矿物质。在采煤过程中混入的煤层顶底板和夹矸石所形成。可通过洗选法予以脱除。其数量多少,根据开采条件在很大的范围里波动.它的主要成分为SiO2,A12O3,也有一些CaSO3，CaSO4，FeS2等。,煤灰熔融性是动力用煤的重要指标。煤灰熔融性习惯上称作煤灰熔点。但严格来讲这是不确切的，因为煤灰是多种矿物质组成的混合物,这种混合物并没有一个固定的熔点,而仅有一个熔化温度的范围。开始熔化的温度远比其中任一组分纯净矿物质熔点为低.这些组分在一定温度下还会形成一种共熔体,这种共熔体在熔化状态时,有熔解煤灰中其他高熔点物质的性能,从而改变了熔体的成分及其熔化温度。,煤灰的熔融性和煤灰的利用取决于煤灰的组成.煤灰成分十分复杂,主要有SiO2,A12O3,Fe2O3,CaO,MgO,SO3等。大量试验资料表明，SiO2含量在45－60时，灰熔点随SiO2含量增加而降低；SiO2在其含量〈45或〉60时，与灰熔点的关系不够明显。A12O3在煤灰中始终起增高灰熔点的作用。煤灰中A12O3的含量超过期30时，灰熔点在1500℃。灰成分中Fe2O3，CaO，MgO均为较易熔组分，这些组分含量越高，灰熔点就越低。,（3）煤中的挥发分煤的挥发分含量与煤的变质程度有密切的关系，随变质程度的提高而降低。因此煤炭分类中均以其做为第一分类指标。根据挥发分和焦渣特征可初步决定煤种的加工利用途径。挥发分测定条件对其产率值有很大影响。我国规定彩带严密坩埚盖的瓷制坩埚，在900℃10℃温度下加热7分钟的试验方法，各国标准亦不尽相同，因此测定结果不能进行严格对比。,4.2.3煤的成分表示方法及其换算煤的成分表示方法无论是元素分析或工业分析，都与煤质分析化验时的状态有关。所以在表示煤的成分时，必须注明是何种分析化验状态。煤质分析化验时的状态常用“基”表示。煤质分析中常用的基准有“收到基”、“空气干燥基”、“干燥无灰基”、四种，其定义，用途和新旧标准对照见表6,表6煤质分析基准定义,各种“基”的成分均用质量百分数表示。各种成分的具体表示法见表7。表7煤的各种“基”的成分表示法,表8煤质分析结果不同“基”成分换算系数表,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4.3煤的性质4.3.1煤的热稳定性煤的热稳定性是指煤块在加热时保持原有粒度的性能。热稳定性好的煤在燃烧或气化过程中不破碎或破碎较少。锅炉或煤气发生炉炉如使用热稳定性差的煤，将导致煤层气流阻力增加，气流带出物（飞灰量）增加，甚至形成风沟和结渣，使燃烧或气化不能正常进行。4.3.2煤的可磨性煤的可磨性是指煤研磨成粉的难易程度。煤的可磨性主要与煤的煤化程度有关。一般来说，焦煤和肥煤可磨性指数较高，容易磨细；无烟煤、褐煤可磨性指数较低，不易磨细。当水分和灰分增加时，其可磨性指数就越低。煤的可磨性系数以风干状态下的硬质标准煤（一般以难磨的无烟煤Kkm1为基准）与待磨煤在相同颗粒度的情况下，磨制成相同细度的煤粉，各自电耗量之比。,4.3.2煤的可磨性煤的可磨性是指煤研磨成粉的难易程度。煤的可磨性主要与煤的煤化程度有关。一般来说，焦煤和肥煤可磨性指数较高，容易磨细；无烟煤、褐煤可磨性指数较低，不易磨细。当水分和灰分增加时，其可磨性指数就越低。煤的可磨性系数以风干状态下的硬质标准煤（一般以难磨的无烟煤Kkm1为基准）与待磨煤在相同颗粒度的情况下，磨制成相同细度的煤粉，各自电耗量之比。,4.3.3煤的粘结性和结焦性煤的粘结性指煤在隔绝空气受热后能否粘结其本身或惰性物质或焦块的性质；煤的结焦性是指煤粒在隔绝空气受热后能否生成优质焦碳（焦碳的强度和块度符合治金焦的要求）的性质。粘结性强是结焦性好的必要条件，即结焦性好的煤其粘结性也好，但粘结性好的煤，结焦性不一定好。例如气肥煤，其粘结很好，但生成的焦碳裂隙多、强度差，故结焦性不好。,4.3.4煤的结渣性煤的结渣性是反映煤灰在燃烧或气化过程中的成渣特性。对于煤的燃烧与气化，结渣率高都是不利的，会造成气流分布不均，给操作造成困难，增加灰渣中的含炭量等。影响结渣性的主要因素是煤灰分和灰熔点。煤的灰分高、灰熔占低，结渣率就高。此外，煤灰周围的气氛对结渣性也有影响，还原气氛下的结渣率就高于氧化气氛下的。,4.3.5.煤灰的熔融性煤的灰分是煤在完全燃烧后形成的残渣，主要成分是煤中矿物质燃烧后生成的金属和非金属的氧化物与盐类，是多种成分的复合物和混合物，因此它没有明显的由固相转化为液相的熔点，开始熔融到完全熔融，要经过一个较大的温度区域，一般测定它的三个熔融特征温度；变形温度（DT）、软化温度（ST）、流动温度（FT）。影响灰熔点的因素很多，主要与煤灰的组成成分和煤灰周围燃烧介质气氛有关。煤灰中熔点高的物质愈多，灰熔点愈高；煤灰周围介质还原性气体存在时，灰熔点会降低。,4.4煤的发热量煤的发热量Q单位质量的煤在完全燃烧时所放出的热量kJ/kg。煤的发热量根据生成烟气中的水蒸气状态不同分为高位发热量和低位发热量。高位发热量Q是指每千克煤完全燃烧后其烟气中的水蒸气以凝结水状态存在时所放出的热量，用Qgr表示。低位发热量是指每千克煤完全燃烧后其烟气中的水仍保持蒸汽状态时所放出的热量，用Qnet表示。很显然燃料高位发热量要大于低位发热量，其差值即是燃烧产物中所含水蒸气的法汽化潜热。一般而言，工程中燃烧后烟气中的水均呈水蒸气状态排出，所以常用的是燃料低位发热量。,5电厂常用金属材料,5.1常用钢号表示方法5.2电厂常用金属材料,5.1常用钢号表示方法5.1.1碳素结构钢GB700-88由Q数字质量等级符号脱氧方法符号组成。它的钢号冠以“Q”，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa例如Q235表示屈服点（σs）为235MPa的碳素结构钢。必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号F表示沸腾钢；b表示半镇静钢Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。,5.1.2优质碳素结构钢699-88钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.45的钢，钢号为“45”，它不是顺序号，所以不能读成45号钢。锰含量较高的优质碳素结构钢，应将锰元素标出，例如50Mn。沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出，例如平均碳含量为0.1的半镇静钢，其钢号为10b。,5.1.3碳素工具钢（GB1298-86）钢号冠以“T”，以免与其他钢类相混。钢号中的数字表示碳含量，以平均碳含量的千分之几表示。例如“T8”表示平均碳含量为0.8。锰含量较高者，在钢号最后标出“Mn”，例如“T8Mn”。高级优质碳素工具钢的磷、硫含量，比一般优质碳素工具钢低，在钢号最后加注字母“A”，以示区别，例如“T8MnA”。,5.1.4合金结构钢3077-88钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，如40Cr。钢中主要合金元素，除个别微合金元素外，一般以百分之几表示。当平均合金含量＜1.5时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情况下易致混淆者，在元素符号后亦可标以数字“1”，例如钢号“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者铬含量为0.4-0.6，后者为0.9-1.2，其余成分全部相同。当合金元素平均含量≥1.5、≥2.5、≥3.5时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为2、3、4等。例如18Cr2Ni4WA。,钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素，均属微合金元素，虽然含量很低，仍应在钢号中标出。例如20MnVB钢中。钒为0.07-0.12，硼为0.001-0.005。高级优质钢应在钢号最后加“A”，以区别于一般优质钢。,5.1.5．低合金高强度钢（GB/T1591-94）钢号的表示方法，基本上和合金结构钢相同。对专业用低合金高强度钢，应在钢号最后标明。例如16Mn钢，用于桥梁的专用钢种为“16Mnq”，汽车大梁的专用钢种为“16MnL”，压力容器的专用钢种为“16MnR”。,5.2电厂常用金属材料5.2.1.20钢20钢的塑性、韧性及焊接性能优良，在工作上530℃以下具有满意的抗氧化性能。当硬度HB137-174时，其相对加工性为65。该钢无回火脆性，但长期在某种程度上450℃以上运行会发生珠光体球化和石墨化。20G钢为优质碳素结构钢，除基本性能与20钢相同外，还增加了对高温性能的要求。20g和22g钢是制造锅炉的常用碳素钢板，除基本性能与20钢相近外，还增加了对冲击韧性、应变时效冲击值和冷弯的要求，屈强比也略高于20钢，并要求有一定的抗疲劳和抗腐蚀性能。按GB3078标准供货的钢无缝钢管用于制造低、中压锅炉管件，长期使用的最高壁温应≤450℃。马莲台电厂7段抽汽设计压力4.8653MPag，设计温度350.1℃。,按GB3087标准低中压锅炉用无缝钢管）供货的20钢无缝钢管用于制造低、中压锅炉管件，长期使用的最高壁温应≤450℃。按GB5310标准高压锅炉用无缝钢管）供货的20G钢管用于制造高压或更高参数的锅炉管件。用作受热面管件，其长期使用最高壁温应≤450℃，用作联箱和蒸汽管道使用的最高温度应≤425℃。按GB713标准锅炉用钢板）供货的20g,22g钢板，一般用于制造低、中压锅炉汽包，其使用温度≤260亦可用作工作温度≤400℃的紧固件上等。,5.2.2Q235AA3根据GB700-79规定，A3钢是碱性平炉冶炼的第三种强度等级的甲类钢，按力学性能供应，保证抗拉强度和延伸率。根据GB700-88的规定，Q235A级与