锅炉供热循环系统

哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理第一章绪论1-1锅炉的作用及设备组成1-2锅炉设备的基本特征1-3锅炉的分类和型号1-4锅炉技术的发展哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理1-1锅炉的作用及设备组成一、锅炉的作用1．锅炉及锅炉房是供热系统中热源产生的主要设备2．锅炉是化工、石化、冶金、轻纺、造纸等工矿企业主要动力及供热设备3．锅炉是能源工业发展的主要组成部分——火力发电站三大主机之一哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理二、锅炉基本结构1.锅炉本体构成锅炉的基本组成部分称为锅炉本体，由汽锅、炉子及安全附件组成。1）汽锅——锅炉本体中汽水系统，高温燃烧产物烟气通过受热面将热量传递给汽锅内温度较低的水，水被加热，沸腾汽化，生成蒸汽。2）炉子——锅炉本体中燃烧设备，燃烧将燃料的化学能转化为热能3）安全附件——水位计、压力表、安全阀2．锅炉辅机给煤机、磨煤机、送风机、吸风机、给水泵、吹灰器、碎渣机、除尘器、灰浆泵。哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理三、锅炉的工作过程1.燃料的燃烧过程高温烟气给煤斗燃料（煤）炉排面（燃烧室）除渣板（入灰渣斗）空气在一定的燃烧设备内，正常燃烧应具备的条件：1）高温环境2）必需的空气量及空气与燃料的良好混合3）燃料的供应及灰渣和烟气的排放哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理2.烟气向水（蒸汽等工质）的传热过程辐射辐射+对流对流高温烟气水冷壁过热器（凝渣管）对流管束对流尾部受热面（省、空）除尘引风机烟囱3.工质（水）的加热和汽化过程——蒸汽的生产过程1）给水：水省煤器汽锅2）水循环：汽锅下降管下集箱水冷壁3）汽水分离哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理1-2锅炉设备的基本特征一、锅炉的基本特性1.锅炉容量1）蒸发量（产热量）：锅炉每小时所产生的蒸汽（热水）流量2）额定蒸发量（产热量）：锅炉在额定参数（压力、温度）和保证一定热效率下，每小时最大连续蒸发量（产热量），符号D（Q），单位t/h（kJ/h，MW）。2.蒸汽（热水）参数1）蒸汽参数锅炉出口处蒸汽的额定压力(表压)和温度，符号p，t；单位Mpa，℃。2）热水参数锅炉出口处热水的额定压力（表压）和温度及回水温度。哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理3.受热面蒸发率、受热面发热率1）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/m2·h2）受热面发热率每m2受热面每小时所产生的（热水）热量，符号Q/h；单位kJ/m2·h4.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，以符号或表示。哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理5.安全性指标1）连续运行小时数2）事故率3）可用率哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理1-3锅炉的分类和型号一、锅炉的分类1.根据用途的不同分为：电站锅炉——在火电厂，蒸汽驱动汽轮机组发电工业锅炉——用于工业及采暖船舶锅炉机车锅炉2．按载热工质的不同分为：蒸汽锅炉热水锅炉特种工质锅炉2.1.1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太阳能锅炉:利用太阳能的蒸汽发生器，称为太阳能锅炉电热锅炉:利用电能的蒸汽发生器哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理3．按能源分为：燃煤锅炉燃油锅炉燃气锅炉混合燃料锅炉特种燃料锅炉余热锅炉新能源锅炉4．按出口介质压力分；低压（P2.5ＭPa）、中压（P3.9ＭPa）、高压（P10.8ＭPa）、超高压（P14.7ＭPa）、亚临界压力（P16.8～18.6ＭPa）、超临界及超超临界压力（P25～40ＭPa）。5．按锅炉容量大小分；小型锅炉、中型锅炉、大型锅炉哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理表1-1典型电厂锅炉简况哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理工质的焓与压力及温度的关系哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理6．按燃烧方式分；火床炉、室燃炉（煤粉炉、燃油锅炉、燃气锅炉）、旋风炉、流化床锅炉。方式层燃炉室燃炉流化床炉旋风炉燃料块状粉状、雾状、气态固体颗粒固体颗粒•按锅炉燃烧方式分：层燃炉、室燃炉、流化床炉、旋风炉层燃炉：煤块在炉排上燃烧，燃烧所需空气从炉排低下送入。炉排在旋转。旋风炉：燃料和空气在高温旋风筒内高速旋转，细小的燃料颗粒在其中悬浮燃烧，较大的颗粒被抛向筒壁液态渣膜上进行燃烧。流化床炉：固体燃料在高速气流作用下，在布风板上的床料层上下翻滚，呈流化状态燃烧。室燃炉：燃料以粉状、雾状或气态随空气喷入炉膛，悬浮燃烧。哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理7．按介质流动方式分；哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理8．按组装方式分；散装锅炉、组装锅炉、快装锅炉9．按锅炉排渣的相态分；固态排渣锅炉、液态排渣锅炉10．按锅炉燃烧室内的压力分；负压燃烧锅炉、压力燃烧锅炉哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理二、锅炉的型号表示方法1.工业锅炉的型号表示方法锅炉型号由三部分组成，各部分之间用短横线相连。第一部分：表示锅炉型式，燃烧方式和蒸发量，共分三段：第一段用两个汉语拼音字母代表锅炉本体型式；第二段用一个汉语拼音代表燃烧方式；第三段用阿拉伯数字表示蒸发量。哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理第二部分：表示蒸汽（或热水）参数，共分两段，中间一斜线分开。阿拉伯数字第一段表示额定蒸汽压力或允许工作压力；第二段表示过热蒸汽（或热水）温度。第三部分：表示燃料种类，以拼音字母和罗马字分别代表燃料类别和分类。举例：SHL10-1.3-AⅡ:双锅筒横置式链条炉排锅炉，额定蒸发量为10t/h，额定蒸汽压力为1.25MPa，出口为饱和蒸汽，燃用Ⅱ类烟煤。QXS120-0.8/130/80-Y:强制循环室燃热水锅炉，额定热功率为120MW，允许工作压力为0.8MPa，出水温度130℃，进水温度为80℃，燃料为油。哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理2.电厂锅炉的型号表示方法锅炉型号由四部分组成，各部分之间用短横线相连。△△―×××/×××―×××/×××―△×第一部分：表示锅炉制造厂家；第二部分：第一段表示锅炉容量，t/h；第二段表示锅炉出口过热蒸汽压力，Mpa；第三部分：第一段过热蒸汽出口温度，℃；第二段再热蒸汽出口温度，℃；第四部分：燃料代号。锅炉型式代号锅炉型式代号立式水管LS(立，水)单锅筒横置式DH(单，横)立式火管LH(立，火)双锅筒纵置式SZ(双，纵)卧式内燃WN(卧，内)双锅筒横置式SH(双，横)单锅筒立式DL(单，立)纵横锅筒式ZH(纵，横)单锅筒纵置式DZ(单，纵)强制循环式QX(强，循)燃烧方式代号燃烧方式代号燃烧方式代号固定炉排G(固)倒转炉排加抛煤机D(倒)沸腾炉F(沸)活动首摇炉排H(活)振动炉排Z(振)半沸腾炉B(半)链条炉排L(链)下饲炉排A(下)室燃炉S(室)抛煤机P(抛)往复推饲炉排W(往)旋风炉X(旋)工业锅炉型号燃烧方式代号APWH烟煤贫煤无烟煤褐煤燃料代号WNS燃油（气）蒸汽锅炉LSG系列立式双层炉排蒸汽、热水锅炉LSG系列立式弯水管锅炉DZL（DZW）系列烟火管锅壳式锅炉DZL系列水管锅炉DZL系列水火管锅壳式锅炉“马蹄型”锅炉SHFx系列循环流化床锅炉小资料：1、2004年底我国发电装机容量提高到447GW（4.47亿千瓦），年发电量达12500亿KWH，火电占82.3％，属于耗煤大户。2、我国火电厂主力200～300MW燃煤机组的供电煤耗超过进口30％以上。3、每年我国电站锅炉、工业炉窑与工业锅炉，耗煤占煤炭总消费量的2／3左右，也是造成我国大气污染的主要原因之一。因此，锅炉是能源利用领域中的重要设备和环节，关系国计民生，拥有巨大节能潜力。燃烧效率：18％～36％热效率：16％～40％热效率：90～99％燃烧效率：97～99％（流化床）空气燃料水蒸汽烟气锅炉锅炉本体辅助设备电站煤粉锅炉机组锅炉汽水系统由汽包、下降管、联箱、导管及各换热设备（水冷壁、过热器、再热器、省煤器等）组成。完成由水变成蒸汽的吸热过程。锅炉燃烧系统由炉膛、燃烧器、烟道、炉墙构架等部件组成，完成煤的燃烧过程。由送风机、引风机、燃料供应及制粉、除灰、除渣、测量控制等组成哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理第二节燃料种类及特性燃料按其物态可分气体、液体和固体燃料三大类。如按获得的方法分，则有天然和人工燃料(经过一定加工处理)两类。燃料的类别和性质直接关系到燃烧方式和燃烧设备的选择以及锅炉本体的设计。哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理一、气体燃料常用的城市燃气主要有天然气和人工燃气，以天然气较为普遍。天然气是指直接从自然界得到的气体燃料，即基本上只经开采和收集的燃气。天然气主要有3种：哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理(1)油田伴生气伴生气是石油开采过程中自原油中析出的气体，在分离器中由于压力降低而进一步析出。它的主要成分是甲烷(体积百分数为80%左右)，另外还含有一些其它烃类。伴生气的发热量约为45000kJ/Nm3。标态下密度约为0.6~0.8kg/Nm3，但燃烧速度与气井气差不多。哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理(2)气井气气井气是埋藏在地下深处(2000~3000m或更深)的气态燃料。在地层压力作用下燃气具有很高的压力，往往达到1.0~10.0MPa。它的主要成分是甲烷，体积百分数约为95%左右，还含有少量的二氧化碳、硫化氢、氮、和氩、氖等气体。哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理(3)矿井气矿井气是从煤矿矿井中抽出的燃气。在新开凿的矿井中充满着俗称“矿井瓦斯”的气体。这种气体含有大量甲烷，除了有爆炸危险外，还对人体有窒息性。因此，在人进入矿井坑道采煤前须用空气将它充分置换出来，所以它也是一种气体燃料资源。矿井气中甲烷含量约占一半，其它主要成分是空气和氮。它的发热量较低，标态下一般不超过21000kJ/Nm3。哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理在城市燃气的可燃成分中，最具有剧毒而含量较多者为一氧化碳。故把含有一氧化碳的燃气视为“有毒燃气”，而规定了对有毒而无臭味的燃气应加臭，使有毒燃气在达到允许有害含量之前，应能察觉。对于无毒燃气在相当于爆炸下限（容积百分数）20%的含量时，应能察觉。哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理3.轻柴油柴油分轻柴油和重柴油2种。轻柴油由石油的各种直馏柴油馏分、催化柴油馏分和混有热裂化柴油馏分等制成。其产品按质量分为优等品、一级品和合格品3个等级，每个等级按凝点分为10、0、―10、―20、―35和―50等6个牌号。目前，小型燃油锅炉用轻柴油作燃料已日趋普遍。哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理二、固体燃料——煤煤是由远古植物残骸没入水中，又被地层覆盖经地质化学作用而形成的有机生物岩，是一种有机化合物和无机化合物的复杂混合物。随着煤的形成年代的增长，煤的煤化程度逐年加深，所含水分和挥发物随之减少，而碳含量则相应增大。煤被划分为褐煤、烟煤、贫煤和无烟煤四类。哈尔滨工业大学（威海）热能转换装置原理（二）锅炉常用煤种类1褐煤褐煤因外观呈棕褐色而取名。形成年代较短的煤，煤质松，略程褐色。由于它的煤化程度较低，可燃基挥发分可高达40%以上，且挥发分开始析出温度低，容易着火。但它