锅炉知识点总结.doc

炉：燃烧器、炉膛、烟道、空气预热器；锅：省煤器、汽包、下降管、下联箱、水冷壁、汽水分离器、过热器、再热器辅机设备：给煤机、磨煤机、送风机、引风机、给水泵、吹灰器、碎渣机、除尘器、灰浆泵辅助系统：制粉系统、输煤系统、脱氮脱硫、控制测量、排污、除尘除渣、给水、送引风系统锅炉容量：用蒸发量表示。一般指锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度、使用设计燃料时，每小时的最大蒸发量。最大连续蒸发量：锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度、使用设计燃料，（保证锅炉效率）长期连续运行时所能达到的最大蒸发量锅炉的整体布置：炉膛、对流烟道及各级受热面之间的相对位置锅炉的安全性指标：连续运行小时数=两次检修之间运行的小时数 事故率=事故停用小时数(总运行小时数+事故停用小时数)x100 可用率=（运行总小时数+备用总时数）统计期间总时数x100 经济指标：锅炉效率=锅炉有效利用热量输入锅炉总热量x100厂家-锅炉容量过热器压力-过热器温度再热器温度-设计燃料设计序号蒸汽参数：锅炉末级过热器出口处的蒸汽温度t和蒸汽压力p（MPa）。给水温度：省煤器进口温度。锅炉按蒸汽参数（压力）分类低压(P40%褐煤，10%Vdaf0, R90一定时，n,则 R200，即大于200的颗粒少。R200一定时，n,则R90，即小于90的颗粒少。R90,则b，煤粉粗；R90,则b，煤粉细中速磨煤机的优点a中速磨煤机结构紧凑、单台磨煤机金属消耗量低、占地面积小、初投资小、运行中噪音低、电耗低b中速磨煤机空载功率小、运行控制灵敏、能适应锅炉负荷的变化、煤粉的均匀性好。缺点：a它的结构复杂、运行和检修要求的技术水平高、对煤种有选择性、对原煤中的杂物较为敏感b中速磨煤机不能空磨启动，需要先向磨煤机中进煤后才能启动磨煤机，防止磨煤机部件发生脆裂。影响中速磨煤机工作的主要因素a转速：转速过高，煤的离心力大，煤还未磨碎就通过研磨件，大颗粒煤造成通风阻力、粗粉量以及磨煤通风电耗增加。转速过低时磨制好的煤粉不能及时被热风带走，细粉量增加，磨煤电耗增加b通风量：中速磨煤机的通风量的大小将直接影响煤粉细度、磨煤出力和石子煤的排出量。始终维持风煤比不变。风量与磨煤出力成线性关系c风环气流速度：风环流速值应合理，速度过高则煤粉变粗，阻力变大，通风电耗增加。风速过低则煤粉变细，磨煤出力降低，石子煤排放量增加d研磨压力：压力过小磨煤出力降低，煤粉变粗。压力过大则使研磨件的磨损加剧。运行中随着研磨件为保持研磨压力不变，应随时调整研磨压力，维持磨煤机的运行特性稳定e燃料性质：燃料的水分较大时则容易压成煤饼，造成磨煤出力降低。而燃料的水分较低时则发生滑动，也会造成磨煤出力下降。的磨损，研磨件的承载逐渐减小，磨煤压力减小。磨煤出力Bm是指单位时间内，在保证煤粉细度的条件下，磨制的原煤量。钢球磨煤机的主要特点：优点：a适应煤种广，能磨任何煤，尤其适合磨制其他型式磨煤机不宜磨制的煤种，而且对混入煤中的铁块木屑和硬石块都不敏感，能在运行中补充钢球，延长检修周期b结构简单，故障少，运行安全可靠，对运行和维修的技术水平要求较其他磨煤机低。缺点：a设备庞大笨重，金属耗量大b初投资及运行电耗金属磨损都较高c运行噪音大，磨制的煤粉也不够均匀，在低负荷下运行不经济d值适用于带基本负荷影响钢球筒式磨煤机工作的主要因素：a磨煤机的筒体转速b护甲c钢球充满系数（钢球筒式磨煤机内装载的钢球量通常用钢球容积占筒体容积的百分数来表示，并称为钢球充满系数）d磨煤机的筒体通风量e钢球直径f筒内载煤量风扇磨：工作过程中磨煤、干燥、粗粉分离和煤粉输送一次完成，具有结构简单、体积小和金属消耗少的优点。干燥能力强，还可以配用高温炉烟做干燥剂。非常适用于水分大、冲刷磨损指数Ke35%的软褐煤和木质褐煤。 三次风：将制粉系统的乏气通过燃烧器中的专门喷口直接送入锅炉燃烧时，则乏气称为化学反应重要条件：反应物的浓度、温度、压力、是否有催化反应或连锁反应1碳粒燃烧的动力区：温度低于9001000时，化学反应速度小于氧气向碳粒表面的扩散速度，氧气的供应十分充足，提高扩散速度对燃烧速度影响不大，燃烧速度取决于反应温度和碳的活化能。提高温度是强化燃烧的有效措施2. 碳粒燃烧的扩散区：温度高于1400时，化学反应速度大于氧气向碳粒表面的扩散速度，以至于扩散到碳粒表面的氧气立刻被消耗掉，提高温度对燃烧速度影响不大，燃烧速度取决于氧气向碳粒表面的扩散速度。改善扩散混合条件，加大气流与炭粒的相对速度，或减小炭粒直径3.碳粒燃烧的过渡区：介于动力区和扩散区之间，称为燃烧处于过渡区。在过渡区，提高温度和提高扩散速度都可以提高燃烧速度。若扩散速度不变，只提高温度，燃烧过程向扩散区转化；若温度不变，只提高扩散速度，燃烧过程向动力区转化。 着火热：将煤粉气流加热到着火温度所需的热量称为它包括加热煤粉及一次风，并使煤粉中水分蒸发、过热所需要的热量。气流旋流强度较小时，形成封闭式火焰。气流旋流强度较大时，形成开放式火焰。气流旋流强度进一步增大时，形成飞边火焰（全开放式火焰）均等配风直流燃烧器：适用于燃烧容易着火的煤，如烟煤、褐煤等。这类燃烧器的一、二次风喷口通常交替间隔排列，相邻两个喷口的中心间距较小。 原因：一次风携带的煤粉比较容易着火，故希望在一次风中煤粉着火后及时、迅速地和相邻二次风喷口射出的热空气混合。这样，在火焰根部不会因为缺乏空气而燃烧不完全，或导致燃烧速度降低分级配风直流煤粉燃烧器适用于燃烧着火比较困难的煤，如挥发分较低的贫煤、无烟煤或劣质烟煤。分级配风的目的是：在燃烧过程不同时期的各个阶段，按需要送入适量空气，保证煤粉稳定着火、完全燃烧。 特点是：几个一次风喷口集中布置在一起，一、二次风喷口中心间距较大，由于一次风中携带的煤粉着火比较困难，一、二次风的混合过早，会使火焰温度降低，引起着火不稳定。为了维持煤粉火焰的稳定着火，希望推迟煤粉气流与二次风的混合 影响一次风气流偏斜的因素：引起燃烧器出口气流偏斜的主要原因是：a邻角气流的撞击是气流偏斜的主要原因。射流自燃烧器喷口射出后，由于受到上游邻角气流的直接撞击，撞击点愈接近喷口，射流偏斜就愈大；撞击动量愈大，气流偏斜就愈严重b射流偏斜还受射流两侧“补气”条件的影响。如果射流两侧的补气条件不同，就会在射流两侧形成压差,在压力差的作用下，射流被迫向炉墙偏斜，甚至迫使气流贴墙，引起结渣c燃烧器的高宽比(hr/b)对射流弯曲变形影响较大。燃烧器的高宽比值愈大，射流形状愈宽而薄，其“刚性”就愈差，因而，射流愈容易弯曲变形d当燃烧器多层布置时，切圆直径的膨胀有时也会导致气流贴墙。 一次风集中布置的特点：a使着火区保持比较高的煤粉浓度，减少着火热；燃烧放热比较集中，使着火区保持高温燃烧状态，适用于难燃煤b煤粉气流刚性增强，不易偏斜贴墙c卷吸高温烟气的能力加强。一次风集中布置的问题：a着火区煤粉高度集中，可能造成着火区供氧不足，延缓燃烧进程b一次风喷嘴附近为高温区，喷嘴易变形c容易出现空气、煤粉分层现象。一次风喷口出口附近处于高温，且一次风速较低，喷口易烧坏。为了冷却一次风喷口，可在一次风喷口上加装夹心风或周界风。 旋流燃烧器的型式：蜗壳式燃烧器、轴向叶片型旋流燃烧器、切向叶片型旋流燃烧器直流射流的主要特点是沿流动方向的速度衰减比较慢，具有比较稳定射流核心区，且一次风和二次风的后期混合比较强。汽包的作用：1加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽和分界点2装有汽水分离装置和排污装置，改善蒸汽品质3具有蓄热能力和水位平衡能力，缓和汽压变动速度，有利于运行调节4汽包装设压力表、水位表、 安全阀连续排污管、给水再循环管、事故紧急放水门等附属设备，控制汽包压力，监视水位，保证安全运行。水冷壁结构：光管式水冷壁、销钉式式水冷壁、膜管式水冷壁折焰角作用：增加了水平烟道的长度；改善了屏式过热器的冲刷特性；改善了前角充满度结渣：当未凝固的熔融的灰渣接近受热面时，若未被冷却凝固，并黏结在受热面外壁上，便积聚形成了硬结且难于清除的灰渣层的现象积灰或结渣的危害归纳为下述几个方面：a使炉内传热热阻增加，传热变差，排烟温度提高，锅炉效率降低,为保持锅炉出力而增加燃料.b锅炉结渣时，保持锅炉出力而增加通风时，阻力增加，导致通风电耗增加 ,否则就被迫降低负荷c炉膛出口的受热面结渣，导致热偏差，引起过热器超温损坏；为保证运行安全，需限制锅炉负荷d燃烧器喷口结渣，影响燃烧进程；e水冷壁结渣，导致自然循环锅炉的水循环安全和控制锅炉的水冷壁热偏差，导致水冷壁损坏。炉膛内未结渣的受热面金属表面温度升高，腐蚀性气体增加，引起高温腐蚀f结渣严重时，大块渣落下，可能扑灭火焰或砸坏炉底水冷壁，造成恶性事故。影响结渣的主要因素：a煤灰分特性和化学组成。灰熔点低的煤容易结渣b炉内空气动力特性。当炉内局部区域过量空气过小，且煤粉与空气混合不均匀时，介质气氛发生变化，可能产生还原性气氛，而煤粉在还原性气氛不能充分氧化，灰分中的Fe2O3被还原成FeO，FeO与SiO2等形成共晶体，其熔点温度就会降低，因而，结渣倾向随之增加c炉膛温度水平。炉内燃烧器区域的温度越高，结渣的可能性就越大。而锅炉负荷越高，送入炉内的热量也越多，结渣的可能性也越大d火焰贴墙。贴墙时，这必然结渣e炉膛设计特性：炉膛容积热负荷qv、炉膛截面积热负荷qA和炉膛燃烧器区域壁面热负荷qr的大小f锅炉运行负荷g煤粉细度，火焰延长，出口处的受热面结渣h吹灰i燃用混煤锅炉燃用混煤时，灰渣的特性有可能改变。防止结渣的措施：a防止受热面附近温度过高，力求使qv、qA和qr的设计合理，避免锅炉超负荷运行；堵塞炉底漏风，防止火焰中心上移；防止火焰中心偏移和水冷壁结渣b防止炉内生成过多的还原性气体，避免过量空气系数过低c做好燃料特性分析，特别是灰的成分、灰熔点和结渣特性分d加强运行监视，及时吹灰除渣e做好设备检修工作，适当调整燃烧器。减轻水冷壁高温腐蚀的措施：1改进燃烧，防止煤粉过粗，防止火焰贴墙，各燃烧器负荷分配尽可能均匀2避免出现管部局部温度过高3保持管壁附近为氧化性气氛4采用耐腐蚀材料过热器的作用：将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽，提高电厂的循环热效率。再热器的作用：将汽轮机高压缸的排汽再一次加热，然后再送到中、低压缸膨胀做功。过热器和再热器的工作特点：外部烟温高、内部汽温高、冷却条件差、安全性差。过、再热器按传热方式：对流式、辐射式（前屏）、半辐射式（后屏） 屏式过热器一般布置在炉膛上部，其主要作用时降低炉膛出口烟温，减少烟气扰动和旋转，改善过热蒸汽或再热蒸汽的气温特性。过、再热器按烟气与蒸汽相对流方向：逆流、顺流，混合流，双逆流过、再热器按布置方式：垂直式和水平式。过、再热器蛇形管排列方式：顺列和错列。热偏差：指过热器和再热器管组中因各根管子的结构尺寸、内部阻力系数和热负荷可能不同而引起的每根管子中的蒸汽焓增不同的现象。减小热偏差的方法：1运行措施a将四角燃烧器喷出的煤粉量和一、二次风量配平，避免火焰中心偏斜。b即时吹灰，避免因积灰和结渣引起受热不均。2结构措施a受热面分级布置。将整个过热器或再热器b炉宽两侧的蒸汽进行左右交叉c采用各种定距装置，保持横向节距，避免由于形成烟气走廊而引起的热偏差d选择合理的联箱连接型式e加装节流圈f采取不同结构。汽温特性：指的是过热器和再热器出口蒸汽温度与锅炉负荷之间的关系。辐射式过热器：随锅炉负荷增加过热器汽温下降。对流过热器：随锅炉负荷增加过热器出口汽温增加半辐射过热器：出口汽温随锅炉负荷的变化较小过热器：整个过热器系统的出口汽温变化减小。再热器：定压：一般随锅炉负荷的降低，出口气温下降。滑压：温度基本变。影响汽温变化的因素：a锅炉负荷b过量空气系数c给水温度d燃料性质e受热面污染情况f火焰中心的位置蒸汽温度的调节：蒸汽侧调温：a喷水减温法和b汽汽热交换法c面式减温器（过热器气温调节只采用喷水减温） 。烟气侧调温：a改变火焰中位置（如采用摆动式燃烧器，优点：调节简便，灵敏度高）b烟气再循环法（调节幅度大，灵敏度高，均匀炉膛热负荷，降低水冷壁温度，再热器受热面积可减小，节约钢材）和c烟气挡板法(再热器气温调节) 高温积灰：在高温烟气环境下，飞灰沉积在管束表面的现象。 危害：使传热热阻增加，烟气流动阻力增大，还会引起受热面金属的腐蚀高温腐蚀：高参数的锅炉的高温过热器和高温再热器以及它们的固定件，支吊件，它们的工作温度很高，烟气和飞灰中有害成分会与管子金属发生化学反应，使管壁变薄，强度下降。减小或防止高温积灰、低温腐蚀的措施：a主蒸汽温度不宜过高b控制炉膛出口温度c采用抗腐蚀材料d管子采用顺流布置可加大管间结局e采用添加剂f定期吹灰并提高吹灰效果g低氧燃烧省煤器布置: 在烟气温度较低的锅炉尾部。主要作用：a节省燃料b改善汽包工作条件c降低锅炉造价省煤器的类型a按材料分类：铸铁省煤器和钢管省煤器b按出口参数分类：沸腾式省煤器（中压）和非沸腾式省煤器（超压、高压）c按结构形式分类：光管式、鳍片式、膜式和螺旋肋片管式d按管子排列方式分类：错列和顺列省煤器的启动保护：在省煤器进口管与锅筒下降管之间装设再循环管。省煤器烟气流速选取最经济烟气流速，一般为811m/s。空气预热器作用：a进一步降低排烟温度，提高锅炉效率b改善燃料着火和燃烧条件，降低不完全燃烧损失q3，c节省金属降低早教d改善引风机工作条件种类：1导热式：板式、管式2蓄热式：回转式（管式，回转式漏风严重、回转式抗腐蚀）回转式空气预热器：受热面回转式、风罩回转式三分仓式空气预热器：由于燃烧所需的一次风和二次风温度不同，为满足热风温度的需要，有的将空气分为两个通道，即一次风道和二次风道。 适用于冷一次风机的正压制粉系统尾部受热面布置a单级布置，一级省煤器和一级空气预热器（省空）b双级布置，两级省煤器和两级空气预热器（省空省空）低温受热面的积灰：含灰烟气在流经受热面时，部分灰粒沉积在受热面上的现象。影响因素：a眼速b布置方式c煤粉粗细 减小防止措施：a在设计时选择合理的烟气流动速度，使积灰减轻b采用吹灰装置c采用合理的结构布置d防止省煤器泄露低温受热面的磨损：携带飞灰和未完全燃烧颗粒的烟气，在流经温度较低的受热面时，固体颗粒与受热面的每次撞击都会剥落掉极微小的金属屑。影响因素：a飞灰颗粒的动能b单位时间内冲击到管壁金属表面的飞灰量c飞灰颗粒与管壁金属表面发生撞击的概率或飞灰撞击率。减小防止措施：a限制烟气流速b防止烟道内出现局部眼速过高或飞灰浓度过大c改善省煤器结构d采用防磨措施低温受热面的腐蚀：烟气中的水蒸气和硫酸蒸汽在流经温度较低的受热面时，与受热面接触时可能会发生凝结，并对受热面产生腐蚀。减小防止措施：a提高空气预热器壁面温度b采用耐腐蚀材料c采用降低露点或抑制腐蚀的添加剂d采用低氧燃烧e燃料脱硫f选用回转式空气预热器烟气露点影响因素：硫酸浓度和凝结酸量自然循环是指：在一个闭合的回路中，由于工质自身的密度差造成的重位压差，推动工质流动的现象。运动压头：自然循环回路中的循环推动力。影响循环推动力的因素：运动压头越大，工质在循环回路中的流动速度越高，运动压头的大小取决于饱和水与饱和汽的密度差，上升管中的含汽率和循环回路的高度。有效压头：运动压头扣除上升系统的阻力、汽水分离装置的阻力之后的剩余部分。 汽液两相流的流型：a泡状流b弹状流c环状流d雾状流。第一类传热恶化：管外的热负荷很高，汽泡就会在管子内壁面上聚集起来，形成完整稳定的气膜，热量通过气膜层传到液体再产生沸腾蒸发，此时管子壁面得不到水膜的直接冷却，就会导致管壁超温的现象。第二类传热恶化：在蒸发管中可能发生的另一类传热恶化的工况是“蒸干”。质量流速：单位时间内流经单位流通截面的工质质量，称为质量流速。循环流速o：在饱和水状态下进入上升管入口的水的流速。即质量含汽率：上升管中蒸汽所占循环流量的份额。或汽水混合物中蒸汽所占的份额。 循环倍率：循环回路中，进入上升管的循环水量G和上升管出口蒸汽量D之比。折算速度：假设流过的汽水混合物中某粗工自补偿能力：吸热较多的管子中，工质循环流量自动增加，循环流速会自动提高，循环安全性越高下降管带汽或自汽化：下将管入口产生旋涡漏斗时，旋涡中心将有部分蒸汽被水流抽吸进入下降管。这样，一方面进入下降管的实际水流量减少，即循环流量降低；自然循环回路常见问题：a循环停滞b循环倒流c汽水分层蒸汽品质：单位质量蒸汽中杂质的数量。蒸汽污染的原因：1机械性携带：蒸汽由于携带含盐的炉水水滴而带盐的现象。 2溶解性携带由于蒸汽能够溶解盐类而带盐的现象。影响蒸汽携带水滴的主要因素为a锅炉负荷b锅炉工作压力c汽包蒸汽空间的高度d炉水含盐量和e汽包内部装置等。影响蒸汽溶解性带盐的因素有：a杂质的种类b蒸汽压力c炉水的含盐量与d、PH值等。溶解性携带的特点：a有选择性b随压力的增大溶解性增大锅炉中盐的分类：a硅酸（H2SiO3）b、NaOH、NaCl和CaCl2。c难溶于蒸汽的盐分蒸汽清洗原理：让蒸汽与清洗水接触，使蒸汽中的盐分转移到清洗水中，从而减少蒸汽的溶解带盐。锅炉排污：连续排污、定期排污。排污率P：锅炉排污量的多少通常用排污率表示，排污量Dpw占锅炉额定蒸发量D的百分比控制循环锅炉适用范围：低于16MPa时,采用自然循环； 1619MPa之间，采用控制循环直流锅炉的工作特点：1、没有汽包，所以直流锅炉加热、蒸发和过热的受热面之间没有固定的界限。2、没有汽包导致蓄热能力大大降低，要求具有灵敏的调节控制技术；3、没有汽包和汽水分离装置，对给水品质要求很高；4、直流锅炉会出现水动力特性不稳定的现象；5、容易出现热负荷高，导致传热恶化，特别是膜态沸腾；6、蒸发受热面要求有压差，导致较高的给水泵压头，35 MPa。7、需要有启动旁路系统；8、只有直流锅炉可以在超临界下工作；直流锅炉优点：a适用于任何压力的锅炉b金属消耗量小c制造、安装及运输方便d受热面可自由布置e启、停速度快；缺点：a对给水品质要求高b给水泵消耗功率大c对自动调节要求高；复合循环锅炉是由直流锅炉和控制循环锅炉联合发展起来的一种新型锅炉。直流锅炉的水动力特性：亚临界压力和超临界压力直流锅炉低负荷变压运行时，水冷壁管内工质都处于汽、液两相流动状态。随着气相份额增大，加速压降增大，重位压降减小，流动阻力的变化却不确定。影响结果是使流量和压差的关系呈现三次方曲线趋势。即出现静态水动力不稳定现象。直流锅炉静态水动力不稳定的主要表现是：流量和压差的关系不是单值性的，而是多值性的。即对应一个压差，出现两个或两个以上的流量。 水动力多值性的具体表现是：对于一根管子，流量有的大有时小；对于并联工作的一组管子，有的管中流量大，有的管中流量小。这些现象一旦出现，水冷壁就处在不安全的运行状态。 影响直流锅炉水动力多值性的因素1、工质压力2、质量流速3、蒸发管进口水欠焓4、热负荷q。5、锅炉负荷6、重位压头7、工质的热物理特性提高水动力稳定性的方法1、提高质量流速。2、 提高启动压力p。3、采用节流圈4、减小进口工质欠焓i。5 减小受热偏差6、控制下辐射区水冷壁出口温度 7、控制水冷壁热负荷脉动现象直流锅炉水冷壁工作时，还可能发生水动力的动态不稳定现象，即脉动性流动现象。其主要表现是：进入蒸发管的水流量和流出蒸发管的蒸汽流量发生周期性的波动。 直流锅炉的脉动有三种类型，即管间脉动、管屏脉动、整体脉动。比较多见的是管间脉动，其具体表现是：蒸发管内的脉动性流动现象是流量随时间周期性变化的一种动态水动力不稳定现象。防止脉动的措施1、提高质量流速 2、采用节流圈3、提高进口压力4、降低蒸发点的热负荷和热偏差5、防止脉动性燃烧6、给水泵的特性热偏差对直流锅炉工作安全性的影响：热不均主要是由炉内燃烧时火焰的充满程度和炉内的温度场分布决定的。在炉内燃烧的组织和调整方面，直流锅炉与自然循环锅炉并无差异。但是，由于燃烧组织不良导致的热偏差对蒸发管的安全工作危害极大，其不仅使蒸发管内的流量分配不均程度增大，而且可能使蒸发管直接产生停滞、倒流和传热恶化，这是直流锅炉区别于自然循环锅炉的一个重要特性。大型锅炉本体布置型式：1、形布置2、形布置3、塔形布置4、箱形布置影响锅炉布置的主要因素：a蒸汽参数c燃料性质d热空气温度对省煤器和空气预热器布置的影响炉膛热强度：a容积热强度qv：越大说明颅内容积越小b截面积热强度qA：随锅炉负荷增大而增大c燃烧器区域的壁面热负荷qR：越大说明火焰越集中d炉膛壁面热强度qlb：越大说明颅内烟气温度水平越高水冷壁热有效系数，描述辐射受热面的平均吸热能力，其定义为受热面的吸热量与投射到炉壁上的热量的比值沾污系数：是指火焰辐射到水冷壁受热面上的热量中最终为水冷壁受热面所获得的份额，角系数：投射到受热面的吸收量与投射到炉墙的热量的比值沾污系数、热有效系数和水冷壁的角系数是从不同的角度描述了炉膛受热面的辐射特性，热效率=角系数与沾污系数的乘积。不发光火焰：完全由三原子气体组成的火焰肉眼是看不见的发光火焰：如果火焰中存在碳黑颗粒或焦碳颗粒与灰粒等，则均具有固体辐射的特点，使火焰发光。