《大型电站锅炉设备及运行》技能培训讲义.ppt
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1、大型电站大型电站锅炉设备及运行锅炉设备及运行华南理工大学电力学院1纲要纲要第一讲第一讲第一讲第一讲 绪论绪论绪论绪论第二讲第二讲第二讲第二讲 锅炉燃料锅炉燃料锅炉燃料锅炉燃料 第三讲第三讲第三讲第三讲 煤粉制备及其系统煤粉制备及其系统煤粉制备及其系统煤粉制备及其系统 第四讲第四讲第四讲第四讲 燃烧理论燃烧理论燃烧理论燃烧理论 第五讲第五讲第五讲第五讲 锅炉的热平衡锅炉的热平衡锅炉的热平衡锅炉的热平衡第六讲第六讲第六讲第六讲 煤粉炉与燃烧设备煤粉炉与燃烧设备煤粉炉与燃烧设备煤粉炉与燃烧设备第七讲第七讲第七讲第七讲 锅炉受热面及其工作特点锅炉受热面及其工作特点锅炉受热面及其工作特点锅炉受热面及其工
2、作特点第八讲第八讲第八讲第八讲 锅炉受热面烟侧运行问题锅炉受热面烟侧运行问题锅炉受热面烟侧运行问题锅炉受热面烟侧运行问题第九讲第九讲第九讲第九讲 锅炉水动力特性与传热锅炉水动力特性与传热锅炉水动力特性与传热锅炉水动力特性与传热第十讲第十讲第十讲第十讲 汽包及蒸汽净化汽包及蒸汽净化汽包及蒸汽净化汽包及蒸汽净化第十一讲第十一讲第十一讲第十一讲 锅炉本体的设计与布置锅炉本体的设计与布置锅炉本体的设计与布置锅炉本体的设计与布置第十二讲第十二讲第十二讲第十二讲 锅炉运锅炉运锅炉运锅炉运行行行行第十三讲第十三讲第十三讲第十三讲 锅炉典锅炉典锅炉典锅炉典型事故处理型事故处理型事故处理型事故处理2参考书目参考
3、书目技能培训教材:锅炉设备运行技能培训教材:锅炉设备运行电站锅炉原理电站锅炉原理锅炉设备及系统锅炉设备及系统电厂锅炉原理及设备电厂锅炉原理及设备锅炉设备及运行锅炉设备及运行锅炉设备运行及事故处理锅炉设备运行及事故处理火力发电职业技能培训教材及题解火力发电职业技能培训教材及题解(1515本)本)中华人民共和国职业技能鉴定规范(中华人民共和国职业技能鉴定规范(2121本)本)职业技能鉴定指导书(职业技能鉴定指导书(职业标准,试题库)职业标准,试题库)火力发电厂技术培训与考工试题(青岛出版社,火力发电厂技术培训与考工试题(青岛出版社,7 7本)本)电业工人技术问答丛书电业工人技术问答丛书(华东电业管
4、理局(华东电业管理局7 7本)本)火力发电工人实用技术技术问答丛书火力发电工人实用技术技术问答丛书l锅炉设备运行技术问答锅炉设备运行技术问答l汽轮机运行技术问答汽轮机运行技术问答l汽轮发电机运行技术问答汽轮发电机运行技术问答3学习方法学习方法精读、研读本专业一本理论书精读、研读一套问答学会翻书与现场实际结合进行有关问题的研究,完成相应技术报告或论文4第一讲第一讲 绪论绪论电力工业的发展及电力技术电力工业的发展及电力技术 电厂锅炉发展趋势电厂锅炉发展趋势锅炉的类型锅炉的类型 电站煤粉锅炉机组的构成电站煤粉锅炉机组的构成 锅炉机组的工作过程锅炉机组的工作过程 锅炉参数及技术、锅炉参数及技术、经济性
5、指标经济性指标 5 1 1、我国电力发展历史、我国电力发展历史 19491949:50MW 50MW 1954 1954:100MW 100MW 高压高压 19641964:125/135MW,200MW125/135MW,200MW,超高压,超高压 19841984:300MW300MW,亚临界亚临界 19941994:600MW/700MW 600MW/700MW 亚临界、超临界亚临界、超临界 20042004:900MW900MW、1000MW 1000MW 超临界、超超临界超临界、超超临界2 2、我国电力发展形势、我国电力发展形势 高参数、大容量;高参数、大容量;联合循环联合循环 流化
6、床锅炉流化床锅炉6电站锅炉发展趋势电站锅炉发展趋势 加快发展大容量、高参数机组加快发展大容量、高参数机组大容量、高参数机组可适应生产发展的需要,大容量、高参数机组可适应生产发展的需要,电站热效率高,基建投资、设备和运行费用降低;电站热效率高,基建投资、设备和运行费用降低;但大机组可用率相对较低,综合考虑,单机容量稳定在但大机组可用率相对较低,综合考虑,单机容量稳定在500500800MW 800MW 1/1 强化煤电环境保护,发展洁净燃煤技术强化煤电环境保护,发展洁净燃煤技术 燃燃煤煤的的燃燃气气-蒸蒸汽汽联联合合循循环环(燃燃煤煤流流化化床床燃燃烧烧联联合合循循环环及及整整体体煤煤气气化化联
7、联合合循环)和超临界压力蒸汽循环可满足燃煤、高效、低污染要求循环)和超临界压力蒸汽循环可满足燃煤、高效、低污染要求 提高运行可靠性和灵活性提高运行可靠性和灵活性 锅锅炉炉的的可可靠靠性性涉涉及及到到设设计计、设设备备制制造造及及安安装装、运运行行维维护护和和生生产产管管理理等等各个方面;各个方面;运运行行灵灵活活性性要要求求大大力力发发展展中中间间负负荷荷机机组组,适适应应电电网网调调峰峰需需要要(低低负负荷荷,两班制运行);提高机组的监控水平两班制运行);提高机组的监控水平 7锅炉结构介绍锅炉结构介绍请看动画8锅炉的类型锅炉的类型锅炉的分类根据不同的标准,可有多种分类方法,如表所示:9锅炉的
8、类型锅炉的类型10锅锅炉炉锅炉本体锅炉本体辅助设备辅助设备锅炉机组锅炉机组电站煤粉锅炉机组框图电站煤粉锅炉机组框图1/211亚临界参数自然循环燃煤锅炉亚临界参数自然循环燃煤锅炉2/21-1-汽包;汽包;2-2-下降管;下降管;3-3-分隔屏;分隔屏;4-4-后屏;后屏;5-5-高温过热器;高温过热器;6-6-高温再热器;高温再热器;7-7-水冷壁;水冷壁;8-8-燃烧器;燃烧器;9-9-燃烧带;燃烧带;10-10-空气预热器;空气预热器;11-11-省省煤煤器器进进口口集集箱箱;12-12-省煤器;省煤器;13-13-低温再热器;低温再热器;14-14-低温过热器;低温过热器;15-15-折焰
9、角;折焰角;16-16-排渣装置排渣装置12冷空气冷空气烟气烟气烟气烟气烟气烟气烟囱烟囱引风机引风机除尘器除尘器空气预热器空气预热器细微灰粒细微灰粒飞灰飞灰(二次风)(二次风)灰渣沟灰渣沟原煤原煤排粉风机排粉风机(一次风)(一次风)烟气烟气烟气烟气给煤机给煤机磨煤机磨煤机燃烧器燃烧器炉膛炉膛水平烟道水平烟道尾部烟道尾部烟道原煤原煤风、粉风、粉风、粉风、粉未燃煤粒未燃煤粒灰渣灰渣灰渣灰渣灰渣灰渣灰渣沟灰渣沟排渣装置排渣装置冷灰斗冷灰斗未燃煤粒未燃煤粒未燃煤粒未燃煤粒煤、风、烟系统煤、风、烟系统 1/213汽机主凝结水汽机主凝结水水水水水汽水混合物汽水混合物给水泵给水泵省煤器省煤器汽包汽包汽水分离
10、器汽水分离器化学补充水化学补充水汽水混合物汽水混合物下降管下降管下联箱下联箱水冷壁水冷壁上联箱上联箱导汽管导汽管水水水水水水汽水混合物汽水混合物汽水混合物汽水混合物饱和蒸汽饱和蒸汽过热蒸汽过热蒸汽过热器过热器汽轮机调节级汽轮机调节级汽、水汽、水 系系 统统 2/214锅锅 炉炉 参参 数数额定蒸发量额定蒸发量 在在额额定定蒸蒸汽汽参参数数,额额定定给给水水温温度度和和使使用用设设计计燃燃料料,保保证证热效率时所规定的蒸发量,单位为热效率时所规定的蒸发量,单位为t/ht/h(或(或kg/skg/s)最大连续蒸发量(大型锅炉)最大连续蒸发量(大型锅炉)在在额额定定蒸蒸汽汽参参数数,额额定定给给水水
11、温温度度和和使使用用设设计计燃燃料料,长长期期连连续续运运行行所所能能达到的最大蒸发量,单位为达到的最大蒸发量,单位为t/h(或(或kg/s)蒸汽锅炉额定蒸汽参数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,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额定蒸汽温度(对应额定蒸汽压力和额定给水温度锅炉效率锅炉效率1/515我国电站锅炉参数、容量系列我国电站锅炉参数、容量系列 参参 数数 容容 量量 (t.h (t.h-1-1)
12、发发 电电 功功 率率 MW MW 蒸汽压力蒸汽压力 Mpa Mpa 蒸蒸 汽汽 温度温度 给给 水水 温度温度 9.8 9.8 540 540 205 205225225 220 220;410 410 50 50;100 100 13.7 13.7 540/540*540/540*555/555*555/555*220 220250250 420 420;670 670 125 125;200200 16.7 16.7 541/541*541/541*555/555*555/555*250 250280280 1025 1025;1000 1000 300 30017.317.3;18.1
13、18.1;18.318.3 541/541*541/541*260 260290290 1025 1025;20082008 300 300;60060024.224.2;25.325.3;26.426.4 541/566*541/566*545/545*545/545*270 270290290 1900 1900;16501650 600 6002/516 17锅炉机组经济性指标锅炉机组经济性指标3/5 热效率热效率(90%90%)净效率净效率 燃烧效率燃烧效率 式中式中 Q Q 1 1 锅炉有效利用热,锅炉有效利用热,kJ/kgkJ/kg;Q Q r r 锅炉在单位时间内所消耗燃料的输入
14、热量锅炉在单位时间内所消耗燃料的输入热量,kJ/kg,kJ/kg;锅炉机组自身所需的热量,锅炉机组自身所需的热量,kJ/kgkJ/kg;锅炉机组自身电耗对应的热量,锅炉机组自身电耗对应的热量,kJ/kgkJ/kg;、锅炉化学、机械未完全燃烧热损失,锅炉化学、机械未完全燃烧热损失,%18 锅炉连续运行小时数锅炉连续运行小时数(50005000)锅炉在两次检修之间的运行小时数锅炉在两次检修之间的运行小时数4/5 锅炉可用率锅炉可用率(约(约90%90%)(总运行小时数(总运行小时数 +总备用小时数)总备用小时数)/统计期间总小时数(一年)统计期间总小时数(一年)锅炉的事故率锅炉的事故率(约(约1%
15、1%)锅炉总事故停炉小时数锅炉总事故停炉小时数/(总运行小时数(总运行小时数 +事故停炉小时数)事故停炉小时数)锅炉机组安全性指标锅炉机组安全性指标19烟尘及有害气体排放标准烟尘及有害气体排放标准项项 目目烟尘烟尘/mg.m/mg.m-3-3 SO SO2 2/mg.m/mg.m-3-3NONOX X(以以NONO2 2计计)/)/mg.m mg.m-3-3中国中国200200(城市)(城市)500 500(其他)(其他)12001200(煤煤 的的 含含 硫硫 量量1%1%时)时)2100(2100(其他其他)650(650(固态排渣炉固态排渣炉)1000(1000(液态排渣炉液态排渣炉)美
16、国美国40(PM40(PM1010)14801480560560620620德国德国5050400400200200日本日本100100K K值法确定值法确定410410英国英国1001004004006506505/520第二讲第二讲 锅炉燃料锅炉燃料电站锅炉燃料选用原则电站锅炉燃料选用原则煤的特性煤的特性分析分析 煤的特性对锅炉工作的影响煤的特性对锅炉工作的影响 煤的分类煤的分类 锅炉热平衡锅炉热平衡21电站锅炉燃料选用原则电站锅炉燃料选用原则不用高品位燃料:如天然气、燃油尽量燃用劣质煤等燃料:如煤矸石尽量燃用当地燃料:如坑口电厂电厂审批顺序:l优先坑口电厂l其次沿海电厂l再次沿江电厂l再
17、沿线电厂22锅炉用燃料锅炉用燃料 1.固体固体:燃煤、油页岩燃煤、油页岩.2.液体液体:重油、渣油重油、渣油(石油炼制后的残余物石油炼制后的残余物)、点火时用柴油、轻油、水煤浆点火时用柴油、轻油、水煤浆.3.气体:天然气、高炉煤气、焦炉煤气气体:天然气、高炉煤气、焦炉煤气23点火用油点火用油主要指标l密度l粘度l凝固度l闪点l燃点l发热量l含灰量l含硫量24 煤的工业分析成分煤的工业分析成分 水分水分(M)(M)、灰分灰分(A)(A)、挥发分挥发分(V)(V)、固定碳固定碳(FC)(FC)煤的组成特性煤的组成特性 煤的元素分析成分煤的元素分析成分:碳碳(C)(C)、氢、氢(H)(H)、氧、氧(
18、0)(0)、硫、硫(S)(S)、氮、氮(N)(N)、水份、灰份、水份、灰份1/825煤的元素分析 C、H、O、N、S、A、W 1.碳碳(C)a.含量含量:5090%.是主要可燃元素是主要可燃元素,含量多少与地质年龄有关含量多少与地质年龄有关.无烟煤、烟煤、贫煤、褐煤、泥煤、煤矸石无烟煤、烟煤、贫煤、褐煤、泥煤、煤矸石 b.形式形式:固定碳固定碳(单质状态单质状态).c.对运行的影响对运行的影响:含碳高的煤不易着火含碳高的煤不易着火.d.发热量发热量:32700kj/kg.2.氢氢(H)a.含量含量:36%随地质年龄升高而降低随地质年龄升高而降低.b.形式形式:与氧结合生成水与氧结合生成水,或成
19、为有机物或成为有机物.c.运行运行:含量越高含量越高,越容易燃烧越容易燃烧.d.发热量发热量:120103kj/kg.26硫(S)a.含量含量:一般为一般为11.5%.无烟煤、贫煤、劣质烟煤可达无烟煤、贫煤、劣质烟煤可达38%b.形式形式:可燃硫可燃硫:有机硫、黄铁矿硫(有机硫、黄铁矿硫(FeS2)灰分中硫灰分中硫:硫酸盐硫硫酸盐硫c.运行运行:二氧化硫二氧化硫,三氧化硫腐蚀设备三氧化硫腐蚀设备,含有氧化硫的烟对人畜有害含有氧化硫的烟对人畜有害.对水冷壁、过热器的腐蚀对水冷壁、过热器的腐蚀,对空气预热器的低温腐蚀对空气预热器的低温腐蚀.当壁温低于酸露点温度时会在金属壁上凝结成硫酸当壁温低于酸露
20、点温度时会在金属壁上凝结成硫酸,腐蚀金属腐蚀金属d.发热量发热量:低低,9040kj/kg27氧氧(O)和氮和氮(N)a.含量含量:O:140%.无烟煤无烟煤12%.泥煤泥煤40%N:0.52%.28灰份灰份 -燃料完全燃烧后形成的固态残余物的统称燃料完全燃烧后形成的固态残余物的统称,灰灰分是影响燃煤质量的主要成分分是影响燃煤质量的主要成分.a.含量含量:535%b.运行运行:使燃料发热量下降使燃料发热量下降,妨碍可燃物质与氧气的接触妨碍可燃物质与氧气的接触.烟气速度高时会引起飞灰对受热面的磨损烟气速度高时会引起飞灰对受热面的磨损.烟气速度低时会引起积灰烟气速度低时会引起积灰.29水分(W)a
21、.含量含量:250%b.形式形式:外部水分外部水分(表面水分表面水分)-煤由于自然干燥所失去的水分煤由于自然干燥所失去的水分.内部水分内部水分(固有水分固有水分)-空气风干状态下仍残留煤中的水分空气风干状态下仍残留煤中的水分.分析水分分析水分:煤在煤在规定温度规定温度和和相对湿度相对湿度下进行自然干燥下进行自然干燥,干燥后煤样中所含有的内部水分干燥后煤样中所含有的内部水分.c.运行运行:不利燃烧不利燃烧,燃烧温度下降燃烧温度下降,引起低温受热面的积灰和腐蚀引起低温受热面的积灰和腐蚀,煤粉制备困难煤粉制备困难,烟气量上升烟气量上升,电耗上升电耗上升.30煤的成分基准煤的成分基准 收到基(收到基(
22、arar)(原应用基原应用基y y)以入炉煤(包括煤的全部成分)以入炉煤(包括煤的全部成分)为基准为基准 空气干燥基(空气干燥基(ad ad)(原分析基原分析基f f)以以风风干干状状态态煤煤(除除外外部部水水分分)为为基基准准 干燥基(干燥基(d d)(原干燥基原干燥基g g)以去掉全部水分煤为基准以去掉全部水分煤为基准 干燥无灰基(干燥无灰基(dafdaf)(原可燃基原可燃基r r)以去掉全部水分及灰分煤为基准以去掉全部水分及灰分煤为基准2/831煤成分基准间的换算煤成分基准间的换算 不同基准之间的换算公式不同基准之间的换算公式 X=K X X=K X0 0 (2-92-9)式中式中 X
23、X0 0、X X 某成分原基准及新基准质量百分比,某成分原基准及新基准质量百分比,%K K 换算系数(见表换算系数(见表2-12-1)例例:3/832煤的发热量煤的发热量 煤的发热量(煤的发热量(kJ/kg)kJ/kg)单位质量的煤完全燃烧时所释放的热量单位质量的煤完全燃烧时所释放的热量 低低位位发发热热量量(Q Qnetnet)烟烟气气中中的的水水蒸蒸汽汽在在锅锅炉炉中中一一般般不不会会凝凝结结,形形成成水水蒸蒸汽汽所所吸吸收收的的汽汽化化潜潜热热无无法法被被利利用用,使使煤煤的的发发热热量量降降低低,降降低低后后的的发发热热量量称称为为低低位位发发热热量量。低低位位发发热热量量(燃燃料料在
24、在锅锅炉炉中中的的实实际际发发热热量量)小小于于高高位发热量位发热量 高高位位发发热热量量(Q Qgrgr)煤煤的的理理论论发发热热量量,由由实实验验测测得得的的弹弹筒筒发发热热量量(Q Qb b)减去校正值确定(式减去校正值确定(式2-102-10)4/833 干燥基干燥基高、低位发热量之间的换算高、低位发热量之间的换算 式中式中 rr水的汽化潜热,通常取水的汽化潜热,通常取r=2510 kJ/kg r=2510 kJ/kg 收到基收到基高、低位发热量之间的换算高、低位发热量之间的换算 高、低高、低发热量间的换算发热量间的换算5/834发热量各基准间的换算发热量各基准间的换算 高高位位发发热
25、热量量(Q Qgrgr)各各基基准准间间的的换换算算采采用用表表(2 21 1)换换算系数算系数低位发热量低位发热量(Q Qnetnet)各基准间的换算分三步进行各基准间的换算分三步进行1.1.已知基准的已知基准的 Q Qnetnet 已知基准的已知基准的 Q Qgrgr (式式2-122-12等等)已知基准的已知基准的 Q Qgrgr 所求基准的所求基准的 Q Qgrgr (采用上述换算系数采用上述换算系数)所求基准的所求基准的 Q Qgrgr 所求基准的所求基准的 Q Qnetnet (式式2-122-12等等)6/835发热量相关值发热量相关值 标准煤标准煤 收到基低位发热量为收到基低位
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