锅炉原理课件-全课件.ppt

1、2锅炉原理锅炉原理课程简介课程简介一、课程的性质和任务一、课程的性质和任务 本课程是热能与动力工程专业的主要专业课之一，通过本课程是热能与动力工程专业的主要专业课之一，通过本门课程的学习，使学生掌握锅炉的工作原理以及炉内和锅本门课程的学习，使学生掌握锅炉的工作原理以及炉内和锅内过程的基本理论；对锅炉结构和工作状况有一定的分析能内过程的基本理论；对锅炉结构和工作状况有一定的分析能力。培养训练学生具有一定的计算能力和实验技能，掌握锅力。培养训练学生具有一定的计算能力和实验技能，掌握锅炉机组安全，经济运行的基本知识，并为学习热力发电厂、炉机组安全，经济运行的基本知识，并为学习热力发电厂、热工仪表等课

2、程提供必要的专业知识。热工仪表等课程提供必要的专业知识。二、课程的教学内容二、课程的教学内容 以电站煤粉锅炉为主干，全面系统地阐述了锅炉的工作以电站煤粉锅炉为主干，全面系统地阐述了锅炉的工作原理：包括锅炉的构成和工作过程，锅炉用燃料，煤粉制备，原理：包括锅炉的构成和工作过程，锅炉用燃料，煤粉制备，燃烧基本理论及燃烧设备，各对流受热面的主要运行问题，燃烧基本理论及燃烧设备，各对流受热面的主要运行问题，各类型锅炉的水动力工况，蒸汽净化，锅炉机组的布置及热各类型锅炉的水动力工况，蒸汽净化，锅炉机组的布置及热力计算方法等。力计算方法等。3锅炉原理锅炉原理课程简介课程简介三、考核形式三、考核形式 闭卷笔

3、试闭卷笔试四、教材与参考书目四、教材与参考书目1 1锅炉原理锅炉原理，樊泉桂主编，中国电力出版社，樊泉桂主编，中国电力出版社,2008;,2008;2 2电站锅炉原理电站锅炉原理，容銮恩等合编，中国电力出版社，容銮恩等合编，中国电力出版社,1997,1997；3 3锅炉原理锅炉原理（第二版），周强泰主编，中国电力出版社，（第二版），周强泰主编，中国电力出版社，20092009；4 4锅炉原理锅炉原理，陈学俊、陈听宽主编，机械工业出版社。，陈学俊、陈听宽主编，机械工业出版社。4v 锅炉机组的工作过程及组成锅炉机组的工作过程及组成v 锅炉机组的容量、参数锅炉机组的容量、参数v 锅炉的分类锅炉的分类

4、v 锅炉的主要型式锅炉的主要型式 第一章第一章 概述概述56 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 （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 锅炉的工作过程及系统锅炉的工作过程及系统煤、风、烟系统煤、风

5、、烟系统7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锅炉的工作过程及系统锅炉的工作过程及系统汽汽 水水 系系 统统8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锅炉的组成锅炉的组成送风机、引风机、燃料供应送风机、引风机、燃料供应及制备、除灰、除渣、测量及制备、除

6、灰、除渣、测量与控制等与控制等锅炉的燃烧系统，用以完成煤的锅炉的燃烧系统，用以完成煤的燃烧过程。由炉膛、燃烧器、烟燃烧过程。由炉膛、燃烧器、烟道、炉墙构架等非承压部件组成道、炉墙构架等非承压部件组成锅炉的汽水系统，用以完成水变锅炉的汽水系统，用以完成水变成蒸汽的吸热过程。由汽包、下成蒸汽的吸热过程。由汽包、下降管、联箱、导管及各热交换受降管、联箱、导管及各热交换受热面等承压部件组成热面等承压部件组成9额定蒸发量额定蒸发量（BRL-boiler rated load）在额定蒸在额定蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，保证热保证热效率效率时所规定的蒸发量，单位

7、为时所规定的蒸发量，单位为t/ht/h（或（或kg/skg/s）注：热水锅炉容量为单位时间的产热量。单位为注：热水锅炉容量为单位时间的产热量。单位为MWMW（或（或万大卡万大卡/时）时）最大连续蒸发量最大连续蒸发量（BMCR-boiler maximum continuous rating）在额定蒸汽参数，额定给水在额定蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，温度和使用设计燃料，长期连续运行长期连续运行所能达到的所能达到的最大蒸发量，单位为最大蒸发量，单位为t/ht/h（或（或kg/s kg/s）锅炉容量锅炉容量锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数10 在规定负荷范围内在规定负荷范围内长期连续运行长

8、期连续运行应能保证的出应能保证的出口蒸汽参数。口蒸汽参数。额定蒸汽压力额定蒸汽压力（对应规定的给水压力），单位（对应规定的给水压力），单位是是MPaMPa；额定蒸汽温度额定蒸汽温度（对应额定蒸汽压力和额定给水（对应额定蒸汽压力和额定给水温度），单位是温度），单位是0 0C C锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数额定蒸汽参数额定蒸汽参数11压力级别压力级别参参 数数锅炉容量锅炉容量BMCRBMCR（t/ht/h）发电功率发电功率（MWMW）蒸汽压力蒸汽压力（MPaMPa）蒸汽温度蒸汽温度（）给水温度给水温度（）中压中压3.93.94504501501501721723535，65651301306

9、6，12122525高压高压9.99.9540540205-225205-225220220，4104105050，100100超高压超高压13.813.8540/540540/540220-250220-250420420，670670125125，200200亚临界亚临界16.8-18.616.8-18.6540/540540/540250-280250-2801025102520082008300300600600超临界超临界25-27.625-27.6545545545-545-605605605605267-302267-3021900-30331900-30336006001000

10、10002525545/545545/545267-277267-2771650-26501650-2650500500，800800锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数我国电站锅炉参数、容量系列我国电站锅炉参数、容量系列锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数亚临界压力自然、控制循环锅炉参数亚临界压力自然、控制循环锅炉参数机组功率机组功率300300300600600MWMWMWMWMWMW循环方式循环方式自然循环自然循环控制循环控制循环自然循环自然循环自然循环自然循环控制循环控制循环过热蒸汽流量过热蒸汽流量 MCR1025102510252026.82008再热蒸汽流量，再热蒸汽流量，t/h86083

11、4.8823.81704.21634过热蒸汽压力，过热蒸汽压力，MPa18.218.318.318.1918.22再热蒸汽压力，再热蒸汽压力，MPa4/3.793.83/3.623.82/3.664.176/4.33.49/3.31锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数亚临界压力自然、控制循环锅炉参数亚临界压力自然、控制循环锅炉参数机组功率机组功率300300300600600MWMWMWMWMWMW过热蒸汽温度，过热蒸汽温度，540541540540.6540.6再热蒸汽温度，再热蒸汽温度，330/540322/541316/540313/540313.3/540.6给水温度，给水温度，27628

12、1278276278.33燃煤量，燃煤量，t/h136.61139.89122.6264.4269.9燃烧方式燃烧方式四角燃烧四角燃烧四角燃烧四角燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧四角燃烧四角燃烧锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数超临界、超超临界直流锅炉参数超临界、超超临界直流锅炉参数机组功率，机组功率，MW600500800500过热蒸汽流量过热蒸汽流量 MCR1900165026501650再热蒸汽流量，再热蒸汽流量，t/h161314812151.51481过热蒸汽压力，过热蒸汽压力，MPa25.4252517.46再热蒸汽压力，再热蒸汽压力，MPa4.77/4.574.15/3.93.

13、86/3.624.21/4过热蒸汽温度，过热蒸汽温度，541545545540锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数超临界、超超临界直流锅炉参数超临界、超超临界直流锅炉参数机组功率，机组功率，MW600500800500再热蒸汽温度，再热蒸汽温度，338/566295/545283/545333/540给水温度，给水温度，286270277255燃煤量，燃煤量，t/h-208336.5-燃烧方式燃烧方式四角燃烧四角燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧水冷壁型式水冷壁型式螺旋管圈螺旋管圈垂直管屏垂直管屏垂直管屏垂直管屏垂直管屏垂直管屏锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数国外超临界参数机组的

14、发展方向国外超临界参数机组的发展方向主蒸汽压力，主蒸汽压力，bar290305335400主蒸汽温度，主蒸汽温度，582582610700再热蒸汽压力，再热蒸汽压力，bar807493112再热蒸汽温度，再热蒸汽温度，580600630720循环热效率，循环热效率，%4749505255分类方式分类方式锅炉类型锅炉类型简要说明简要说明按出口工质按出口工质物态物态蒸汽锅炉蒸汽锅炉锅炉出口工质为蒸汽锅炉出口工质为蒸汽热水锅炉热水锅炉锅炉出口工质为热水锅炉出口工质为热水有机热载体炉有机热载体炉有机热载体（导热油）有机热载体（导热油）锅炉工质按锅炉工质按用途用途电站锅炉电站锅炉发电厂带动汽轮机发电发电

15、厂带动汽轮机发电工业锅炉工业锅炉用于工业生产用于工业生产生活锅炉生活锅炉用于日常生活用于日常生活按锅炉的燃按锅炉的燃烧方式烧方式火床炉火床炉采用火床燃烧方式采用火床燃烧方式室燃炉室燃炉采用火室燃烧方式采用火室燃烧方式流化床锅炉流化床锅炉采用流化床燃烧方式采用流化床燃烧方式旋风炉旋风炉采用旋风燃烧方式采用旋风燃烧方式锅炉的分类锅炉的分类18按燃料按燃料的种类的种类燃煤锅炉燃煤锅炉锅炉中使用的燃料为煤锅炉中使用的燃料为煤燃油锅炉燃油锅炉锅炉中使用的燃料为燃油锅炉中使用的燃料为燃油燃气锅炉燃气锅炉锅炉中使用的燃料为燃气锅炉中使用的燃料为燃气其他燃料其他燃料木材、垃圾木材、垃圾按工质按工质循环方循环方

16、式式自然循环锅炉自然循环锅炉利用下降管与上升管之间的介质密度利用下降管与上升管之间的介质密度差建立循环。差建立循环。控制循环锅炉控制循环锅炉主要依靠主要依靠锅水循环泵锅水循环泵的压头进行循环的压头进行循环直流锅炉直流锅炉给水靠给水泵的压头，给水靠给水泵的压头，一次一次通过锅炉通过锅炉各受热面产生蒸汽各受热面产生蒸汽低倍率复合循低倍率复合循环锅炉环锅炉依靠锅水循环泵将蒸发受热面出口的依靠锅水循环泵将蒸发受热面出口的全部或部分工质进行再循环的锅炉。全部或部分工质进行再循环的锅炉。分为：分为：全负荷复合循环锅炉和部分负全负荷复合循环锅炉和部分负荷复合循环锅炉荷复合循环锅炉锅炉的分类锅炉的分类19锅炉

17、的分类锅炉的分类1 1给水泵给水泵2 2省煤器省煤器3 3汽包汽包4 4下降管下降管5 5联箱联箱6 6蒸发受蒸发受热面热面7 7过热器过热器8 8循环泵循环泵9 9节流圈节流圈 20分类方式分类方式锅炉类型锅炉类型简要说明简要说明按燃烧室按燃烧室内的压力内的压力负压燃烧锅炉负压燃烧锅炉炉膛出口烟气静压小于大气压力炉膛出口烟气静压小于大气压力压力（和微正压力（和微正压）燃烧锅炉压）燃烧锅炉炉膛出口烟气静压大于大气压力炉膛出口烟气静压大于大气压力按排渣方按排渣方式式固态排渣锅炉固态排渣锅炉燃料燃烧后生成的灰渣呈固态排除燃料燃烧后生成的灰渣呈固态排除液态排渣锅炉液态排渣锅炉燃料燃烧后生成的灰渣呈液

18、态从渣燃料燃烧后生成的灰渣呈液态从渣口流除口流除按锅炉的按锅炉的蒸汽压力蒸汽压力低压锅炉低压锅炉不大于不大于2.45MPa 2.45MPa 中压锅炉中压锅炉2.94-4.90 MPa 2.94-4.90 MPa 高压锅炉高压锅炉7.84-10.8 MPa 7.84-10.8 MPa 超高压锅炉超高压锅炉11.8-14.7 MPa 11.8-14.7 MPa 亚临界锅炉亚临界锅炉15.7-19.6 MPa 15.7-19.6 MPa 锅炉的分类锅炉的分类21锅炉的分类锅炉的分类当压力升高到当压力升高到22.1MPa22.1MPa时，时，t t373.99373.99，如图中，如图中C C点点所示

19、。此时饱和水和饱和所示。此时饱和水和饱和蒸汽已不再有分别，此点蒸汽已不再有分别，此点称为水的临界点，其压力，称为水的临界点，其压力，温度和比容分别称为临界温度和比容分别称为临界压力，临界温度和临界比压力，临界温度和临界比容。容。水定压汽化过程的水定压汽化过程的T-sT-s图图当温度大于临界温度时，不论压力多大，再也不能当温度大于临界温度时，不论压力多大，再也不能使蒸汽液化。使蒸汽液化。哈锅哈锅330MW330MW亚临界自然循环锅炉亚临界自然循环锅炉亚临界自然循环锅炉亚临界自然循环锅炉 型号：型号：HG-1065/18.5-YM1HG-1065/18.5-YM1。亚临界参数、一次中间。亚临界参数

20、、一次中间再热、紧身封闭、自然循环汽包炉，采用平衡通风、再热、紧身封闭、自然循环汽包炉，采用平衡通风、直流燃烧器、四角切圆燃烧方式。炉膛断面尺寸：宽直流燃烧器、四角切圆燃烧方式。炉膛断面尺寸：宽深深=14048=1404814019 mm14019 mm；炉架外形尺寸：宽；炉架外形尺寸：宽深深=35600=3560044500 mm44500 mm。过热蒸汽出口温度。过热蒸汽出口温度543543，压力，压力18.5Mpa18.5Mpa；再热蒸汽进口；再热蒸汽进口/出口蒸汽压力出口蒸汽压力4.53/4.3MPa4.53/4.3MPa，进口进口/出口蒸汽温度出口蒸汽温度345.83/543345.

21、83/543；锅炉最大连续蒸发；锅炉最大连续蒸发量量1065t/h1065t/h。23锅炉汽水流程省煤器水平低过省煤器悬吊管汽包下水管前水冷壁侧水冷壁后水冷壁分隔屏后屏过垂直低过屏再末过侧包墙低过入口集箱汽机房墙再末再水冷壁下集箱东锅东锅1000MW1000MW超超临界直流锅炉超超临界直流锅炉超（超）临界直流锅炉超（超）临界直流锅炉超（超）临界直流锅炉超（超）临界直流锅炉1 1、试述电站燃煤锅炉的主要工作过程。、试述电站燃煤锅炉的主要工作过程。2 2、什么是最大连续蒸发量？、什么是最大连续蒸发量？300MW300MW机组和机组和600MW600MW机组对应的锅炉最大连续蒸发量是多机组对应的锅炉

22、最大连续蒸发量是多少？少？3 3、自学第、自学第4 4、5 5节的内容，了解各种亚临界和节的内容，了解各种亚临界和超临界锅炉的主要特点和组成。超临界锅炉的主要特点和组成。复习思考题复习思考题第二章第二章 燃料及其燃烧特性燃料及其燃烧特性v 电站锅炉燃料电站锅炉燃料v 煤的常规特性煤的常规特性v 煤的常规特性对锅炉工作的影响煤的常规特性对锅炉工作的影响v 煤的分类煤的分类v 燃油和燃气的特性燃油和燃气的特性v 习题习题29 燃料分类燃料分类 在自然界所处的状态：固体（煤）；液体（原在自然界所处的状态：固体（煤）；液体（原油、重油和渣油）；气体（煤气和天然气）油、重油和渣油）；气体（煤气和天然气）

23、获得方法：天然燃料（未加工）；人工燃料获得方法：天然燃料（未加工）；人工燃料（木炭、焦炭和石油制品）（木炭、焦炭和石油制品）用途：工艺燃料（炼焦、锻造和化工，焦结性用途：工艺燃料（炼焦、锻造和化工，焦结性好，杂质少）；动力燃料好，杂质少）；动力燃料电站锅炉燃料电站锅炉燃料通过燃烧释放热能的可燃物质通过燃烧释放热能的可燃物质30 可燃元素可燃元素 C C（固定碳和挥发分中的（固定碳和挥发分中的C C）、）、H H、S S（可燃硫（可燃硫 和硫酸盐硫和硫酸盐硫 ）不可燃元素（内部杂质）不可燃元素（内部杂质）O O、N N 不可燃成分（外部杂质）不可燃成分（外部杂质）M M（内、外）、（内、外）、A

24、 A 可燃气体可燃气体 挥发分挥发分 rSlyS煤的常规特性煤的常规特性煤中的氢、氧、氮、硫煤中的氢、氧、氮、硫与部分碳所组成的有机与部分碳所组成的有机化合物加热后分解化合物加热后分解,形成形成气体挥发出来气体挥发出来 煤的元素煤的元素 分析成分分析成分碳碳(C)(C)、氢、氢(H)(H)、氧、氧(0)(0)、氮、氮(N)(N)、硫、硫(S)(S)水分水分(M)(M)、灰分、灰分(A)(A)煤的工业煤的工业 分析成分分析成分水分水分(M)(M)、挥发分、挥发分(V)(V)、灰分、灰分(A)(A)、固定碳固定碳(FC)(FC)煤的元素分析与工业分析煤的元素分析与工业分析31 收到基（收到基（ar

25、ar）（原应用基（原应用基y y）以入炉煤（包括煤的全部成分）为基以入炉煤（包括煤的全部成分）为基准准 空气干燥基（空气干燥基（adad）（原分析基（原分析基f f）以风干状态煤（除外部水分）为基准以风干状态煤（除外部水分）为基准 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煤的常规特性煤的常规特性煤的成分计算基准煤的成分计算基准32%100arararararararAMSNOHC%100adadadadadadadA

26、MSNOHC%100ddddddASNOHC%100dafdafdafdafdafSNOHC例题例题:已知已知MarMar、Mad,Mad,试将空气干燥基的各种成分试将空气干燥基的各种成分换算成收到基。即推导换算系数换算成收到基。即推导换算系数K K。煤的常规特性煤的常规特性煤成分基准间的换算煤成分基准间的换算33例题例题 解：同种燃料去除全部水分其干燥基成分不变同种燃料去除全部水分其干燥基成分不变 可以分别用收到基和空气干燥基表示干燥可以分别用收到基和空气干燥基表示干燥基基,也就是说用干燥基将收到基和空气干燥基联系也就是说用干燥基将收到基和空气干燥基联系起来。起来。煤的常规特性煤的常规特性3

27、4例题例题adarMMK100100CCCHONSACMdararararararararar100100100CCCHONSACMdadadadadadadadadad100100100CMCMararadad100100CMMCararadad100100即即煤的常规特性煤的常规特性对于水分对于水分:MMMMarfadf100100 不同基准之间的换算公式：不同基准之间的换算公式：X=KXX=KX0 0 式中式中 X X0 0、X X 某成分原基准及新基准质量某成分原基准及新基准质量百分比，百分比，%K K 换算系数（见表换算系数（见表2-12-1）煤成分基准间的换算煤成分基准间的换算煤的

28、常规特性煤的常规特性36 煤的发热量（煤的发热量（kJ/kg)kJ/kg)单位质量的煤完全燃烧单位质量的煤完全燃烧时所释放的热量时所释放的热量 低位发热量（低位发热量（Q Qnetnet）高位发热量减去水蒸气凝结高位发热量减去水蒸气凝结放出的汽化潜热后，称为放出的汽化潜热后，称为低位发热量（燃料在锅炉低位发热量（燃料在锅炉中的实际发热量）。中的实际发热量）。高位发热量高位发热量(Q(Qgrgr)煤的理论发热量。由实验测煤的理论发热量。由实验测得的得的弹筒发热量（弹筒发热量（Q Qb b）减去硫和氮生成酸的校正值减去硫和氮生成酸的校正值确定（式确定（式2-92-9）煤的常规特性煤的常规特性煤的发

29、热量煤的发热量37氧弹式量热计氧弹式量热计 煤的常规特性煤的常规特性38 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 dgrddgrdnetdHQHrQQ2061009.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 arargrararargrarnetarMHQMHrQQ232061001009.高、低位发热量间的换算高、低位发热量间的换算煤的常规特性煤的常规特性39 高位发热量高位发热量(Q(Qgrgr)各基准间的换算采用表（各基准间的换算采用表（2 21 1）换算系数）换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

30、算分三步进行1.1.已知基准的已知基准的 Q Qnet net 已知基准的已知基准的 Q Qgr gr 2.2.已知基准的已知基准的 Q Qgr gr 所求基准的所求基准的 Q Qgr gr 3.3.所求基准的所求基准的 Q Qgr gr 所求基准的所求基准的 Q Qnet net 发热量各基准间的换算发热量各基准间的换算煤的常规特性煤的常规特性 折算成分折算成分 相对于每相对于每4187 kJ/kg4187 kJ/kg收到基低位发热收到基低位发热量的煤中所含的收到基水分、灰分和硫分，称为折量的煤中所含的收到基水分、灰分和硫分，称为折算水分、折算灰分和折算硫分算水分、折算灰分和折算硫分%8,%

31、ararzsarQMM%4,%ararzsarQAA%2.0,%ararzsarQSS煤的常规特性煤的常规特性相关概念相关概念 标准煤标准煤 收到基低位发热量为收到基低位发热量为29310 kJ/kg29310 kJ/kg的燃料为标准煤的燃料为标准煤 标准煤耗量标准煤耗量 式中式中 、分别为标准煤耗量与实际煤耗量分别为标准煤耗量与实际煤耗量 arsbQBBbBsB相关概念相关概念煤的常规特性煤的常规特性 高温下煤灰的熔融性高温下煤灰的熔融性 用灰熔点表示，煤灰的角锥法确定用灰熔点表示，煤灰的角锥法确定 变形温度变形温度 DTDT（原（原t t1 1）软化温度软化温度 STST（原（原t t2

32、2）流动温度流动温度 FTFT（原（原t t3 3）温度间隔温度间隔200-400200-400，称为长渣，称为长渣 温度间隔温度间隔100-200100-200，称为短渣，称为短渣判断锅炉运行中是否会结渣的主要因素之一。判断锅炉运行中是否会结渣的主要因素之一。煤灰的熔融特性煤灰的熔融特性煤的常规特性煤的常规特性43 影响因素影响因素 煤灰的化学组成煤灰的化学组成 煤灰中酸性氧化物（煤灰中酸性氧化物（SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3等）使灰熔点提高；等）使灰熔点提高；碱性氧化物（碱性氧化物（FeFe2 2O O3 3、CaOCaO、MgOMgO等）使灰熔点降低等）使灰熔点降低 煤

33、灰周围高温介质的性质煤灰周围高温介质的性质 氧化性介质中，灰熔点较高；弱还原性介质中，灰氧化性介质中，灰熔点较高；弱还原性介质中，灰熔点较低熔点较低 煤灰的熔融特性煤灰的熔融特性煤的常规特性煤的常规特性44 结渣结渣 定义：炉内软化或熔化的灰粒碰撞并粘附在水定义：炉内软化或熔化的灰粒碰撞并粘附在水冷壁和主要受热面上生成的渣层。冷壁和主要受热面上生成的渣层。煤灰结渣性的常规判别准则煤灰结渣性的常规判别准则 弱还原性气氛下的软化温度弱还原性气氛下的软化温度STST 煤灰成分比例：碱酸比，硅铝比，硅比，铁钙比煤灰成分比例：碱酸比，硅铝比，硅比，铁钙比炉内灰的沉积一般可分为炉内灰的沉积一般可分为结渣和

34、沾污结渣和沾污煤灰的结渣和积灰特性煤灰的结渣和积灰特性煤的常规特性煤的常规特性45 沾污沾污 定义：煤灰中挥发物质在受热面表面凝结并定义：煤灰中挥发物质在受热面表面凝结并粘结灰粒形成的沉积灰层。粘结灰粒形成的沉积灰层。煤灰沾污性的常规判别准则煤灰沾污性的常规判别准则 煤灰成分沾污指数煤灰成分沾污指数 煤灰和飞灰烧结强度：直观的沾污判别指数煤灰和飞灰烧结强度：直观的沾污判别指数煤灰的结渣和积灰特性煤灰的结渣和积灰特性煤的常规特性煤的常规特性46 挥发分挥发分 V V V V的含量代表了煤的地质年龄，的含量代表了煤的地质年龄，地质年龄越短，煤的碳化程地质年龄越短，煤的碳化程度越浅度越浅,V,V含量

35、越多含量越多煤中煤中V V对锅炉工作的影响对锅炉工作的影响煤的常规特性对锅炉工作的影响煤的常规特性对锅炉工作的影响 V V含量越多（含量越多（C C含量越少），含量越少），V V中含中含O O量亦多，其中的可燃量亦多，其中的可燃 成分相应减少，这时，煤的热值低成分相应减少，这时，煤的热值低 V V含量越多，煤的着火温度低，易着火燃烧含量越多，煤的着火温度低，易着火燃烧 V V 多，多，V V着火燃烧造成高温，有利于碳的着火、燃烧着火燃烧造成高温，有利于碳的着火、燃烧 V V 多，多，V V挥发使煤的孔隙多，反应表面积大，反应速度加快挥发使煤的孔隙多，反应表面积大，反应速度加快 V V 多，煤中

36、难燃的固定碳含量少，煤易于燃尽多，煤中难燃的固定碳含量少，煤易于燃尽 水分水分M M、灰分、灰分A A M M、A A 高，煤中可燃成分相对减少，煤的热值低高，煤中可燃成分相对减少，煤的热值低 M M、A A 高，高，M M 蒸发、蒸发、A A熔融均要吸热，炉膛温度降低熔融均要吸热，炉膛温度降低 M M、A A 高，增加着火热或包裹碳粒，使煤着火、燃烧高，增加着火热或包裹碳粒，使煤着火、燃烧与燃尽困难；与燃尽困难；M M、A A 高，高，q q2 2、q q3 3、q q4 4、q q6 6 增加，热效率下降增加，热效率下降 M M、A A 高，过热器易超温高，过热器易超温 M M、A A 高

37、，受热面腐蚀、堵灰、结渣及磨损加重高，受热面腐蚀、堵灰、结渣及磨损加重 M M、A A 高，煤粉制备困难或增加能耗高，煤粉制备困难或增加能耗 煤中煤中M M、A A对锅炉工作的影响对锅炉工作的影响煤的常规特性对锅炉工作的影响煤的常规特性对锅炉工作的影响 灰熔点（灰熔点（STST）灰分在熔融状态下粘结在锅炉受热面上造成结渣，危及锅灰分在熔融状态下粘结在锅炉受热面上造成结渣，危及锅炉运行的安全性和经济性。炉运行的安全性和经济性。对于固态排渣炉，对于固态排渣炉，ST 1350ST6.56.59 9 21.021.0 贫煤贫煤 低挥发份煤低挥发份煤991919 18.518.5 烟煤烟煤 中挥发份煤中

38、挥发份煤 高挥发份煤高挥发份煤1919272727274040 16.516.515.515.5 褐煤褐煤 超高挥发份超高挥发份 煤煤4040 11.511.5 dAarMdS煤的分类煤的分类电厂锅炉用煤分类电厂锅炉用煤分类大类别大类别 小类别小类别分分 类类 指指 标标挥发份挥发份V Vdafdaf(%)(%)灰灰 分分 (%)(%)水水 分分 (%)(%)硫硫 分分 (%)(%)发热量发热量Q Qar,netar,net(MJ/kg)(MJ/kg)灰熔融灰熔融特性特性ST(ST(0 0C)C)低质煤低质煤 低发热低发热 量煤量煤 超高灰分煤超高灰分煤 超高水分煤超高水分煤 高硫煤高硫煤 易

39、结渣煤易结渣煤9999191919192727272740404040 404040404646404012123312.512.521.021.018.518.516.516.515.515.511.511.5135011、完全燃烧：、完全燃烧：O O2 2 0 0；CO=0CO=0 yV22222OOHNSOCOyVVVVVV 000yV10161.0V1V kgNmVVy/,)1(0161.1300燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算燃烧产生的烟气量燃烧产生的烟气量 实际烟气量实际烟气量 11、不完全燃烧：、不完全燃烧：O O2 2 0 0；CO CO 0 0 yVOHONSOCOCOyVVVV

40、VVV22222OHgyVV2燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算燃烧产生的烟气量燃烧产生的烟气量 1kg C+1kg C+1.866 Nm3 O1.866 Nm3 O2 2 1.866 Nm3 CO1.866 Nm3 CO2 2 1kg C+1kg C+0.933 Nm30.933 Nm3 O O2 2 1.866 Nm3 CO1.866 Nm3 CO 100866.12arCOCOCVV75燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算不完全燃烧时烟气中氧的体积不完全燃烧时烟气中氧的体积)5.0(21.079.0 ,5.021.079.0 ,179.015.0121.0 ,100866.1100866.15.012

41、1.0 22222222222222000000,0COONOCOROgyNOCOROgyCOONNNNCOOcoarCOcoarOVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVCVCVV得将上式带入得，带入从上式中解出则上式可写成76三原子气体、水蒸气的容积份额与分压力三原子气体、水蒸气的容积份额与分压力 1)1)容积份额容积份额 2)2)分压力分压力 rVVrVVROROgyHOHOgy2222prpprpROROH OH O2222飞灰浓度：每千克烟气中的飞灰质量。飞灰浓度：每千克烟气中的飞灰质量。烟气携带出炉膛的飞灰占总灰分的质量份额。烟气携带出炉膛的飞灰占总灰分的质量份额。yfhar

42、maA100fha烟气的质量烟气的质量:m my y=1-Aar/100+(1+d=1-Aar/100+(1+dk k)V)V0 0 =1-Aar/100+(1+0.01)1.293V =1-Aar/100+(1+0.01)1.293V0 0 =1-Aar/100+1.306V =1-Aar/100+1.306V0 0 燃料燃料 灰渣灰渣 炉膛空气炉膛空气燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算影响锅炉辐射换热的几个参数影响锅炉辐射换热的几个参数,%100222NCOORO,%10022gyOVVO,%100gyCOVVCO,%10022gyNVVN,%10022gyROVVRO 烟气分析烟气分析是以是以

43、1kg1kg燃料燃烧生成的干烟气容积为基燃料燃烧生成的干烟气容积为基础，采用奥氏烟气分析仪进行的。础，采用奥氏烟气分析仪进行的。烟气分析烟气分析可得到可得到 在干烟气在干烟气V Vgygy中所占的容积百分比中所占的容积百分比222NCOORO、烟气分析烟气分析烟气分析成分烟气分析成分78 工作原理工作原理:利用不同的吸利用不同的吸收剂吸收不同的气体成分收剂吸收不同的气体成分 1 1瓶：氢氧化钾溶液瓶：氢氧化钾溶液KOHKOHRORO2 2 2 2瓶：焦性没食子酸溶液瓶：焦性没食子酸溶液C C6 6H H3 3(OH)(OH)3 3O O2 2、RORO2 2 3 3瓶：氯化亚铜氨溶液瓶：氯化亚

44、铜氨溶液Cu(NHCu(NH3 3)2 2ClClCOCO、O O2 2 分析步骤分析步骤:依次吸收依次吸收 为什么分析成分是干烟为什么分析成分是干烟气成分？气成分？在实验压力下水蒸气在实验压力下水蒸气处于饱和状态处于饱和状态,成比例的被成比例的被吸收吸收烟气分析烟气分析奥氏烟气分析仪奥氏烟气分析仪奥氏烟气分析仪示意图奥氏烟气分析仪示意图1 1，2 2，33吸收瓶；吸收瓶；44疏形瓶；疏形瓶；5 5，6 6，77旋塞；旋塞；88过滤器；过滤器；99三通旋塞；三通旋塞；1010量量管；管；1111平衡瓶（水准瓶）；平衡瓶（水准瓶）；1212水套管；水套管；1313，1414，1515缓冲瓶；缓冲

45、瓶；1616抽气抽气OHgyy2VVV 烟气容积烟气容积kgNmCOROSCVarargy/,)375.0(866.132 干烟气容积干烟气容积%100222gycosocoVVVVCORO烟气分析烟气分析干烟气容积的计算干烟气容积的计算21)(605.0222COROOCORO 不完全燃烧方程式不完全燃烧方程式 arararararSCNOH375.0038.0125.035.2式中式中 为燃料特性系数，其物理意义：燃料为燃料特性系数，其物理意义：燃料中的自由氢中的自由氢(H-0.125Oar)(H-0.125Oar)与与C C的比值。的比值。605.0)(21222OROROCO烟气分析烟

46、气分析燃烧方程式燃烧方程式推导过程推导过程81,%121max2RO=1=1、且完全燃烧：、且完全燃烧：CO=0CO=0，O O2 2=0 =0 完全燃烧方程式：完全燃烧方程式：l l、且完全燃烧：、且完全燃烧：CO=0 CO=0,%12122ORO烟气分析烟气分析燃烧方程式燃烧方程式822max2RORO 22121O 过量空气系数过量空气系数 完全燃烧且不计完全燃烧且不计烟气分析烟气分析运行中过量空气系数的确定运行中过量空气系数的确定COOROCOO2221005.0217911 过量空气系数过量空气系数 不完全燃烧不完全燃烧推导过程推导过程推导过程推导过程83燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算

47、不完全燃烧时的过量空气系数不完全燃烧时的过量空气系数2222222221.00.579.01179.0,179.079.01008.021.00.510.510.21 111V-11 V-VVVV0000ar0ar0000gg0NCOONNNNCOOCOOVVVVVVVVVNVNVVVVVVVVV，得将以上两式代入第一式得，则由式比较小，可忽略不计。固体和液体燃料，可得由式84燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算不完全燃烧时的过量空气系数不完全燃烧时的过量空气系数COOROCOOCOORONNCOOVVVCONOCONO，代入上式得，代入上式得和，的定义式，解出根据22222222221000.521

48、7911 1000.5217911 ,2285燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算完全燃烧时的过量空气系数完全燃烧时的过量空气系数，得将分子分母都除以，整理得，代入上式，可知由完全燃烧方程式则完全燃烧max2222222222222222279792117979 21211797921 121210211002179110,COROROROROROROROOROOROOROROOROO86燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算完全燃烧时的过量空气系数完全燃烧时的过量空气系数22222max22121 211121 OORORORORO，代入上式得由完全燃烧方程式可知计，则上式变为值相对较小，可忽略不87燃料的燃

49、烧计算燃料的燃烧计算燃烧方程式的推导燃烧方程式的推导则且代入上式整理得将式的定义式，得，结合并乘以将上式两边除以,0333.0265.0375.00889.0,1007.0,100866.1,79.01008.079.0)(21.0605.021,10010021.0185.021.021 ,100)5.0(21.079.0 000202220222202222222222222arararararSOarCOCOarNSOCOCONgyCOSOCOgyNgyCOONOCOROgyOHSCVSVCVVVNVCOROVVVVOCOROVVVVCOROVVOCOROOCOROVVVVVVVV88燃

50、料的燃烧计算燃料的燃烧计算燃烧方程式的推导燃烧方程式的推导 605.021 375.0038.0125.035.2 375.0038.0125.035.2605.021222222COROOCOROSCNOHCOROSCNOHOCOROarararararararararar，则上式可写成令89 空气和烟气的焓空气和烟气的焓 定压条件下，定压条件下，1kg1kg燃料燃燃料燃烧所需的空气或生成的烟气在从烧所需的空气或生成的烟气在从0 0（）加热到）加热到 （）时所需要的热量，单位为）时所需要的热量，单位为kJ/kgkJ/kg。空气和烟气的焓空气和烟气的焓空气的焓值空气的焓值kkcVh00 理论空