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嘉峪关宏晟电热有限责任公司热力实验室火力发电厂工艺流程（新职工入厂培训教材）前言欢迎大家来宏晟电热学习、就业。宏晟电热可谓是当代中国汽轮机博物馆，机组容量由几千到35万，压力等级由中低压到亚临界、超临界，从母管制到单元制，从国产到进口应有尽有，既有用于发电的额定转速机组也有转速多变的工业机组，有凝汽式、背压式、抽气式，同时还有许多预压余热利用机组，在此我们能体会到科技日新月异的进步，可以了解到我国电力工业的发展史。第一章绪论一、发电厂的类型二、火力发电厂的生产流程示意三、火力发电厂的生产过程四、火力发电厂生产过程中能量形式的转换一、发电厂的类型火力发电厂水力发电厂核能发电厂风能、太阳能、潮汐能、地热发电厂二、火力发电厂的生产流程示意三、火力发电厂的生产过程燃料在锅炉中燃烧放出热量，加热给水形成饱和蒸汽，饱和蒸汽经进一步加热后成为具有一定压力的过热蒸汽，过热蒸汽经蒸汽管道进入汽轮机膨胀做功，带动发电机转子一起高速旋转发电；在汽轮机中做完功的蒸汽，排入凝汽器，凝结水经凝结水泵升压后进入低压加热器，利用汽轮机的抽汽加热后进入除氧器除氧，除氧后的凝结水由给水泵打入高压加热器，给水在高压加热器中利用汽轮机的高温抽汽进一步提高温度后，重新回到锅炉中。四、火力发电厂生产过程中能量形式的转换在锅炉中：燃料的化学能转变为热能在汽轮机中：热能转变为机械能在发电机中：机械能转变为电能第二章锅炉一、锅炉的基本原理二、电厂锅炉的作用三、锅炉的基本特性四、锅炉的分类五、电厂锅炉的发展概况六、电厂锅炉生产流程介绍七、锅炉主要设备作用介绍八、锅炉水质标准九、锅炉辅助系统及主要辅助设备十、锅炉其它相关知识一、锅炉的基本原理锅炉的基本构造什么是锅炉定义：锅炉是一种生产蒸汽或热水的换热设备，按功能包括两大部分。一部分是通过燃烧煤、油、气及其他燃料，将化学能转化为热能；另一部分是各种形式的受热面，将燃料燃烧释放出的热能通过各种传热方式，传递给炉水使之升温、汽化、过热以产生所需要的蒸汽，或加热所需要的高温热水供动力机械或其他设备使用。锅炉的组成通常燃料的燃烧过程在炉膛内进行，形成炉的概念；蒸汽或热水在锅筒、水冷壁、对流受热面等内部形成，形成锅的概念。形象理解锅：用来装要被加热的水(或其它介质)的容器；炉：加热锅的装置。锅炉锅炉几个重要概念：锅的组成部分：汽包(锅筒)、水冷壁、过热器、再热器、省煤器、空气预热器；炉的组成部分：炉膛、燃烧器。锅炉本体：炉膛、燃烧器、锅筒、水冷壁、对流受热面、钢架和炉墙等组成锅炉的主要部件，称为锅炉本体。锅炉的其他重要辅机：磨煤机、燃料输配送装置及管道、送引风装置及管道、给排水装置、水处理设备及管道、除尘及除灰系统、控制系统等二、电厂锅炉的作用锅炉的作用：是使燃料在炉内燃烧放热，并将锅内工质由水加热成具有足够数量和一定质量（汽压、汽温等）的过热蒸汽，供汽轮机使用。燃料过热蒸汽（D，P，T）给水排烟空气灰渣锅炉将燃料的化学能转换成过热蒸汽的热能时，同时进行着三个互相关联的主要过程：燃料的燃烧过程传热过程过热蒸汽的产生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。三、锅炉的基本特性锅炉容量锅炉容量即锅炉的蒸发量，是指锅炉每小时所产生的蒸汽量，t/h（kg/s）。锅炉的最大连续蒸发量（BMCR）：锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度、使用设计燃料长期运行时所能达到的最大蒸发量，t/h。锅炉的蒸汽参数额定蒸汽压力：锅炉在规定的给水压力和负荷范围内长期连续运行应保证的蒸汽压力。额定蒸汽温度：锅炉在规定的负荷范围、额定蒸汽压力和额定给水温度力下长期连续运行所必须保证的出口蒸汽温度。锅炉热效率热效率是说明锅炉运行经济性的特性数据。它是指锅炉的有效输出热量占输入热量的百分数，常用符号η表示，即:锅炉净效率是指扣除锅炉机组运行时的自用能量消耗（热耗和电耗）以后的锅炉效率。×100%=输入热量有效输出热量h四、锅炉的分类一、按用途分类1、电站锅炉2、工业锅炉3、热水锅炉二、按锅炉容量分没有固定、明确的分界。可分为小型锅炉、中型锅炉、大型锅炉和超大型锅炉发电功率大于300MW大型125~300MW中型三、按锅炉的蒸汽压力分类1、低压锅炉≤2.45MPa2、中压锅炉2.94~4.90MPa3、高压锅炉7.84~10.8MPa4、超高压锅炉11.8~14.7MPa5、亚临界压力锅炉15.7~19.6MPa（300MW以上）6、超临界压力锅炉≥22.1~25MPa7、超超临界压力锅炉≥25MPa四、按锅炉的燃烧方式分类1、层状燃烧（链条锅炉）2、悬浮燃烧（煤粉锅炉）3、流化燃烧（流化床锅炉）4、旋风燃烧（旋风炉）五、按锅炉蒸发受热面内工质的流动方式分类1．自然循环锅炉水与水汽混合物密度差推动锅水循环。2．强制循环锅炉（又称辅助循环锅炉）工质除了水与水汽混合物密度差推动以外，主要依靠锅水循环泵的压头进行循环的锅炉。3．直流锅炉给水依靠给水泵的压头，一次通过锅炉各受热面产生蒸汽的锅炉，称为直流锅炉。六、锅炉型号表示方法国产电厂锅炉型号一般如下表示：△△-ⅩⅩⅩ/ⅩⅩⅩ-ⅩⅩⅩ/ⅩⅩⅩ-△Ⅹ△△——制造厂家的汉语拼音缩写；后面的数字依次为：锅炉容量（t/h），锅炉出口过热蒸汽压力（MPa），过热蒸汽温度，再热蒸汽温度。△、Ⅹ——分别表示燃料（M、Y、Q），和设计序号。如：DG-670/13.7-540/540-M8HG—435/13.7-540/540-MQ6五、电厂锅炉的发展概况容量和参数越来越高效率提高锅炉排放量在降低负荷调节能力增加不投油最低稳燃负荷越来越低锅炉自用能量降低六、电厂锅炉生产流程介绍锅炉的燃烧过程:燃料炉膛除渣设备。传热过程烟气的基本流程:高温烟气水冷壁过热器对流管束尾部受热面(省、空)除尘引风机烟囱辐射辐射+对流对流对流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。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、空气预热器，通过烟气的对流换热（以对流换热为主同时有辐射换热），将饱和蒸汽进一步加热为过热蒸汽或再热蒸汽。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，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。蒸汽的产生过程给水省煤器汽包过热器汽轮机高压缸高压缸排汽再热器汽轮机中压缸未饱和水饱和水饱和蒸汽过热蒸汽过热蒸汽过热蒸汽水循环过程汽锅下降管下集箱水冷壁给水加热器使给水加热到215-240℃，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。七、锅炉主要设备作用介绍汽包汽包的作用（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。（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。过热器与再热器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。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。在锅炉点为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。省煤器与空气预热器省煤器的作用（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，检修较复杂八、锅炉水质标准锅炉水质标准应执行《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》(GB/T12145-1999)蒸汽质量标准对于用于发电的蒸汽，其品质应符合下表规定，对于其他用途的蒸汽应符合相应生产工艺对蒸汽品质的要求。蒸汽质量标准项目锅筒锅炉3.8-5.85.9-18.3标准值标准值期望值钠(μg/l)磷酸盐处理≤15≤10－挥发性处理≤10≤5电导率(氢离子交换后，25℃)/(μS/cm)磷酸盐处理－－≤0.30按发性处理－－二氧化硅(μg/kg)≤20蒸气质量标准项目锅筒锅炉3.8-5.85.9-18.3标准值期望值标准值期望值铁(μg/kg)≤20－≤20－铜(μg/kg)≤5－≤5≤3锅炉给水质量标准锅炉过热蒸汽压力/MPa电导率(氢离子交换后，25℃)/(μS/cm)硬度（μmol/L）溶解氧铁铜(μg/kg)3.8-5.8－≤2.0≤15≤50≤105.9-12.6－≤2.0≤7≤30≤512.7-15.6≤0.30≤1.0≤7≤20≤515.7-18.3≤0.300≤7≤20≤5九、锅炉辅助系统及主要辅助设备锅炉设备组成及工作过程（直吹式）中间仓储式制粉设备：即制造煤粉的设备。它的任务是将原煤干燥、磨碎成一定细度的煤粉，并送入炉膛燃烧。制粉设备一般由煤斗、给煤机、磨煤机、粗粉分离器、细粉分离器、排粉机等设备组成。（中间仓储式）通风设备：通风设备是用以供给燃料燃烧和制粉所需要的空气以及排出燃料燃烧后所生成的烟气。它包括送风机、引风机、风道、烟道、烟囱等。除渣设备：处理炉渣的设备，包括捞渣机、高喷泵、除渣泵、水力喷射器、碎渣机、高效浓缩机、脱水仓等。除灰设备：电除尘、灰库等。十、锅炉其他相关知识1、锅炉本体结构设计最重要的一个依据是业主提供的煤质报告和掺烧、点火用煤气的成分分析。因此燃用煤种应尽量接近设计煤种，以保证最佳燃烧工况和锅炉效率。同时强结焦性和腐蚀性动力煤对锅炉金属部件构成严重威胁。热值过低、灰分过大的煤对灰渣系