循环流化床锅炉

锅炉原理及设备绪论火力发电水力发电核能发电发电方式燃料化学能蒸汽热能转动机械能电能锅炉完成新能源发电煤场输煤系统锅炉汽轮机发电机制粉系统变压器至电力系统水火电厂基本生产流程本课程的主要任务学习火力发电的主要动力来源－电站锅炉。具体学习锅炉燃料特性、锅炉经济性分析、锅炉燃烧初步理论、水动力情况、燃烧及汽水设备等。与前所学课程联系：流体力学、传热学、泵与风机较紧密后续课程联系：热力发电厂、热工过程自动控制、生产实习因此，本课程的高手必须具有整体意识，将前后内容联系起来。锅炉原理及设备•课程进度说明•课程教学方式（授课+自学）•课程成绩评定方式:30%平时（课堂讨论、作业、上课出勤率、实验）70%测试（笔试）•答疑时间和地点：周三3、4节、实验楼A106锅炉的定义：锅炉是利用燃料或其他能源的热能，将工质加热成为生产规定参数和品质的机械设备。电厂锅炉——一定数量和质量的过热蒸汽第一节电站锅炉的构成及工作工程锅炉本体辅助设备一、锅炉构成包括燃挠器、炉膛、布置有受热面的烟道，汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器、省煤器及空气预热器等。“锅”本体。“锅”即汽水系统，它由省煤器、汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器、再热器等组成。“炉”本体。“炉”即燃烧系统，它由炉膛、烟道、燃烧器及空气预热器等组成送风机、引风机、给煤机、磨煤机、排粉机、除尘器及烟囱。或燃料供应系统、煤粉制备系统、给水系统、通风系统、除灰除尘系统、水处理系统、测量和控制系统等七个辅助系统锅炉本体辅机燃挠器、炉膛、布置有受热面的烟道，汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器、省煤器及空气预热器等。送风机、引风机、给煤机、磨煤机、排粉机、除尘器及烟囱等。二、锅炉工作过程煤、风、烟系统，即一般说的“炉”。汽水系统，即“锅”。2010-3-19PrinciplesofBoilerPage12长沙理工大学能动学院锅炉是一个密切联系的整体设备“锅”与“炉”一个吸热，一个放热，是一个整体设备。水的循环流动及蒸汽的高速流动，不断地将受热面吸收的热量带走，使受热面得到良好的冷却。•附件安全阀吹灰器水位计温度与压力测量仪表锅炉机组的工作过程锅炉机组的系统1、燃料和燃烧系统2、风烟系统3、汽水系统制粉和燃烧系统、风、烟系统制粉设备及系统风粉气流一次风燃烧器锅炉本体水过再省空冷热热煤气壁器器器预热器含灰烟气除尘设备排烟设备细灰灰渣送风设备冷空气二次风17制粉和燃烧系统、风、烟系统冷空气烟气烟气烟气原煤原煤烟气烟气（二次风）（一次风）风、粉风、粉细微灰粒飞灰未燃煤粒未燃煤粒未燃煤粒灰渣灰渣灰渣空气预热器烟囱引风机除尘器灰渣沟排粉风机给煤机磨煤机燃烧器炉膛水平烟道尾部烟道灰渣沟排渣装置冷灰斗汽水系统的工作流程图省煤器汽包下降管下联箱水冷壁过热器汽轮机高压缸再热器汽轮机中、低压缸乏汽给水给水泵排汽汽、水系统19汽、水系统汽机主凝结水水水汽水混合物化学补充水汽水混合物水水水汽水混合物汽水混合物饱和蒸汽过热蒸汽给水泵省煤器汽包汽水分离器①①下降管下联箱水冷壁上联箱导汽管过热器汽轮机调节级额定蒸发量De在额定蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，保证热效率时所规定的蒸发量，单位为t/h（或kg/s）。蒸汽锅炉额定蒸汽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。最大连续蒸发量（大型锅炉）B－MCR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）。第二节电站锅炉的规范、型号及安全指标一、锅炉规范给水温度：锅炉给水温度是指水在省煤器入口处的温度锅炉容量：电站锅炉：单位时间的产汽量t/h或kg/s工业锅炉：单位时间的产热量百万大卡/时或MW—/—/生产厂家设计序号（阿拉伯数字）设计煤种再热蒸汽温度（℃）过热蒸汽温度（℃）过热蒸汽压力（MPa）蒸发量(t/h)二、锅炉型号DG-670/140-540/540-5SG1025/18.55-540/540-M725电厂锅炉工业锅炉型号中国工业锅炉型号按机械部部标JB1626一81的规定进行编制。热水锅炉型号形式表1-5工业锅炉型式代号表1-6燃料方式代号表1-7燃料种类代号例如：DZL4-1.25-W表示单锅筒纵置式链条炉排炉，蒸发量4t/h，压力1.25MPa,饱和温度，燃用无烟煤，原型设计。又如：SHS10一1.25/250一A2表示双锅筒横置式室燃锅炉，蒸发量10t/h，压力1.25MPa，过热蒸汽温度250℃，燃用烟煤，第二次设计。例如：QXW2.8一0.7/95/70一A2表示强制循环式往复炉排热水锅炉，额定供热量2.8MW，额定工作压力0.7MPa，额定出水温度95℃，额定进水温度70℃。燃用烟煤，第二次设计。锅炉参数•锅炉的容量:额定出口蒸汽参数和进口给水温度以及在保证效率的条件下，连续运行时所必须保证的蒸发量(kg/s或t/h)•锅炉蒸汽压力:指锅炉主汽阀出口处（或过热器出口集箱）的过热蒸汽压力。◆低压锅炉2.45MPa以下;中压2.49～4.9Mpa◆高压9～9.8Mpa;超高压11.8～14.7MPa◆亚临界压力15.7～19.6MPa◆超临界压力22.0MPa以上•锅炉蒸汽蒸汽温度:指锅炉主汽阀出口处（或过热器出口集箱）的过热蒸汽温度。•锅炉给水温度:指省煤器进口集箱处的给水温度。额定蒸汽压力——指蒸汽锅炉在规定的给水压力和负荷范围内，长期连续运行时应予保证的出口蒸汽压力。额定蒸汽温度——指蒸汽锅炉在规定的负荷范围内，在额定蒸汽压力和额定给水温度下，长期连续运行时所必须予以保证的出口蒸汽温度。电站锅炉的蒸汽参数及容量三锅炉的安全与经济指标1.安全指标连续运行小时数事故率可用率2.经济指标热效率净效率燃烧效率钢材消耗•锅炉运行的安全技术指标1.连续运行小时数：锅炉的连续运行小时数是指两次检修之间的运行小时数，如7000小时2.事故率：指事故停用小时数占总运行小时数和事故停用小时数之和的百分比可用率％时数总运行时数＋事故停用事故停用时数事故率＝1003.可用率：指总运行小时数和总备用小时数之和占统计期间总时数的百分比公式公式％统计期间总时数数运行总时数＋备用总时可用率＝100锅炉的经济指标热效率净效率燃烧效率1100,%grQQ1,%qpjrQQQQ341(),%rqqQ1—锅炉有效利用热，kJ/kg；Qr—锅炉在单位时间内所消耗燃料的输入热量,kJ/kg；Qq—锅炉机组自用热量，kJ/kg；Qp—锅炉机组自用电耗对应的热量，kJ/kg；q3,q4—锅炉化学.机械未完全燃烧热损失，%第三节电站锅炉的分类二、按锅炉容量分三、按蒸汽压力分四、按燃烧方式分五、按工质在蒸发受热面中的流动特性即水循环特性分六、按煤粉炉的排渣方式分一、按锅炉用途分七、按锅炉燃烧室内的压力分八、按燃用燃料分锅炉分类（按用途分）•电站锅炉:水在锅炉中得到加热，变成具有一定压力和温度的蒸汽进入汽轮机•工业锅炉:用于工业生产中的锅炉.如造纸厂在将木片做成纸浆的过程中，要经过蒸煮，需要蒸汽。•热水锅炉:生产的热水作为取暖之用，以保持一定的环境温度。•余热锅炉:利用生产过程中产生的热量来加热水使之变为蒸汽的设备二、按锅炉容量分类：锅炉有大、中、小型之分。三、按锅炉的蒸汽压力分类：低压锅炉[出口蒸汽压力不大于2.45MPa]中压锅炉[表压为2.94～4.90MPa]高压锅炉[表压为7.84～10.8MPa]超高压锅炉[表压为11.8～14.7MPa]亚临界压力锅炉[表压为15.7～19.6MPa]超临界压力锅炉[绝对压力超过2.1MPa]四、按锅炉的燃烧方式分类四、按锅炉的燃烧方式分类1．火床炉（层燃炉）固体燃料以一定厚度分布在炉排上进行燃烧的方式称为火床燃烧方式，用火床燃烧方式来组织燃烧的锅炉称为火床炉（层燃炉）。层燃炉2．室燃炉燃料以粉状、雾状或气态随同空气喷入炉膛中，在整个炉内进行燃烧的方式称为火室燃烧方式。用火室燃烧方式来组织燃烧的锅炉称为室燃炉。3．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，而较大燃料颗粒被甩向筒壁液态渣膜上进行燃烧的方式称为旋风燃烧方式。用旋风燃烧方式来组织燃烧的锅炉称为旋风炉。4．流化床锅炉流化床燃烧方式就是燃料颗粒在大于临界风速（由固定床转化为流化床的风速）的空气流速作用下，在流化床上呈流化状态的燃烧方式。采用流化床燃烧方式的锅炉称为流化床锅炉。•近年来，在火力发电领域，一个新名词越来越多地被人们听到，这就是“循环流化床”。•“循环流化床”似乎与环保脱硫有关，还经常与“清洁燃烧”联系在一起。那么，“循环流化床”到底是什么？电站锅炉领域的“循环流化床”指的就是锅炉家族的后起之秀——循环流化床锅炉，是一种环保锅炉。电站锅炉的传统煤燃烧方式存在问题：1.不能充分利用劣质燃料（如煤矸石、焦碳、垃圾等）2.不易控制污染物排放（SO2、NOx）3.灰渣综合利用受限制•固定床燃烧悬浮燃烧洁净煤技术的兴起•日益严峻的环境问题迫使我们采取必要措施但以煤为主的一次能源格局在相当长时期内不会改变；为了人类生存的环境，应设法使煤“清洁”利用。由此在国际上掀起“洁净煤技术”研究热潮。“洁净煤技术”——使煤清洁利用的技术•燃烧前可采取的措施•煤的洗选–煤的加工（水煤浆）–煤的转化（气化、液化）•燃烧中可采取的措施–清洁燃烧•燃烧后可采取的措施–烟气脱硫目前西方发达工业国家采用较成熟的烟气脱硫，脱硫效率高，但投资和运行费用昂贵，不适合中国国情。燃烧中脱硫、脱氮成为首选，即清洁燃烧第一代流化床锅炉—鼓泡床锅炉•二十世纪50年代，“能源危机”使西方发达国家重新认识煤在一次能源中的重要地位，开始寻求先进的燃煤技术，于是流化床开始应用于煤的燃烧。二十世纪60年代初，出现了“流化床锅炉”。我国早期设计的鼓泡床锅炉•“流化床锅炉”——燃料在流化状态下进行燃烧的锅炉叫流化床锅炉。•此时的流化床锅炉特点：•燃料颗粒大，流化风速低•床层中有明显的气泡•气固两相类似沸腾的水•被称为鼓泡床锅炉或沸腾炉鼓泡床实验演示–鼓泡床锅炉的缺点：•1.燃烧损失大–燃料宽筛分（0-10mm)，未燃尽细颗粒飞出量大•2.埋管磨损严重–为了控制密相区床温，密相区布置有埋管，但其磨损问题不易解决•3.大型化受到限制–截面热负荷低，为煤粉炉的1/4，如一台400t/h的鼓泡床截面积约200m2•4.脱硫剂利用效率低–脱硫剂颗粒大(细颗粒易飞出），利用率低CaOCaSO4第二代流化床锅炉—循环流化床锅炉•循环流化床锅炉在保留沸腾床锅炉的优点的基础上，克服了其不足，从而显示出强大的生命力。“循环”的概念——飞出炉膛的物料被气固分离器收集，返回炉膛，循环燃烧和利用。二十世纪80年代初，国外研制出第二代流化床锅炉——循环流化床锅炉从此流化床燃烧、固定床燃烧、悬浮燃烧共同构成煤的三种主要燃烧方式。火床炉（层燃炉）火室炉（室燃炉、煤粉炉）——固、液排渣旋风炉鼓泡床锅炉（BFBB）流化床锅炉循环床锅炉（CFBB）增压流化床（PFBC）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2．强制循环锅炉（又称辅助循环锅炉）3．直流锅炉4．复合循环锅炉按蒸发系统中流动方式不同分类六、按锅炉排渣的相态分类固态排渣锅炉液态排渣锅炉七、按锅炉燃烧室内的压力分类负压燃烧锅炉压力燃烧锅炉八、按锅炉燃料分•燃煤锅炉•燃油锅炉•燃气锅炉•太阳能锅炉•电热锅炉锅炉炉型•型锅炉:电站锅炉，对不同容量和各种燃料均可采用。•箱式锅炉:燃油、燃气锅炉•塔型锅炉:燃用褐煤、多灰分低质烟煤。分全塔型和半塔型两种，后者是将空气预热器及送引风机布置在下面，大容量锅炉采用半塔型。•D型锅炉:燃油、燃气容量不大的锅炉，通常采用双锅筒。a)型b)箱型c)塔型d)D型锅炉常见炉型•大型锅炉本体布置型式——布置型式（P280）为什么我国生产的大中型锅炉大多是倒U型炉？