第二章-锅炉类别、参数及型号(课堂PPT).ppt

西安交通大学锅炉研究所,第二章 锅炉类别、参数及型号,21 锅炉的主要分类,22 锅炉的技术经济性及安全性指标,23 锅炉发展简史,24 锅炉参数和型号,2,1,锅炉的分类,一、按用途分类,电站锅炉,用于发电，大多为大容量、高参数锅炉，火室燃烧，热效率高，出口工质为过热蒸汽。,工业锅炉,用于工业生产和采暖，大多为低压、低温、小容量锅炉，火床燃烧居多，热效率较低，出口工质为蒸汽的称为蒸汽工业锅炉，出口工质为热水的称为热水锅炉。,船用锅炉,用作船舶动力，一般采用低、中参数，大多燃油。要求锅炉体积小，重量轻。,机车锅炉,用作机车动力，一般为小容量、低参数，火床燃烧，以燃煤为主，锅炉结构紧凑，现已少用。,注汽锅炉,用于油田对稠油的注汽热采，出口工质一般为高压湿蒸汽。,二、按结构分类,火管锅炉,烟气在火管内流过，一般为小容量、低参数锅炉，热效率较低，但结构简单，水质要求低，运行维修方便。,水管锅炉,汽水在管内流过，可以制成小容量，低参数锅炉，也可制成大容量、高参数锅炉。电站锅炉一般均为水管锅炉，热效率较高，但对水质和运行水平的要求也较高。,三、按循环方式分类,自然循环锅筒锅炉,具有锅筒，利用下降管和上升管中工质密度差产生工质循环，只能在临界压力以下应用。,多次强制循环锅筒锅炉,也称辅助循环锅筒锅炉。具有锅筒和循环泵，利用循环回路中的工质密度差和循环泵压头建立工质循环。只能在临界压力以下应用低倍率循环锅炉,具有汽水分离器和循环泵。主要靠循环泵建立工质循环，可应用于亚临界压力和超临界压力，循环倍率低，一般为1.252.0。,直流锅炉,无锅筒，给水靠水泵压头一次通过受热面产生蒸汽，适用于高压和超临界压力锅炉。,复合循环锅炉,具有再循环泵。锅炉负荷低时按再循环方式运行，负荷高时按直流方式运行。可应用于亚临界压力和超临界压力。,四、按锅炉出工质压力分类,常压锅炉。表压为零。,微压锅炉。表压为几个,mm,水柱。,低压锅炉。小于1.275,MPa。,中压锅炉。3.825,MPa,。,高压锅炉。9.8,MPa,。,超高压锅炉。13.73,MPa,。,亚临界压力锅炉。16.67,MPa。,超临界压力锅炉。大于22.13,MPa。,五、按燃烧方式分类,火床燃烧锅炉,。,主要用于工业锅炉，其中包括固定炉排炉、活动手摇炉排炉、倒转炉排抛煤机炉、振动炉排炉、下饲式炉排炉和往复推饲炉排炉等。燃料主要在炉排上燃烧。,火室燃烧锅炉,。主要用于电站锅炉，燃用液体燃料、气体燃料和煤粉的锅炉均为火室燃烧锅炉。火室燃烧时，燃料主要在炉膛窨悬浮燃烧。,沸腾炉,。送入炉排的空气流速较高，使大粒燃煤在炉排上面的沸腾床中翻腾燃烧，小粒燃煤随空气上升并燃烧。目前多用于工业锅炉，大型循环沸腾燃烧锅炉可用作电站锅炉。,六、按所用燃料或能源分类,固体燃料锅炉,。,液体燃料锅炉,。,气体燃料锅炉,。,余热锅炉,。,原子能锅炉,。,废料锅炉,。,其他能源锅炉,。,七、按排渣方式分类,固态排渣锅炉,燃料燃烧后生成的灰渣呈固态排出，是燃煤锅炉的主要排渣方式。,液态排渣锅炉,燃料燃烧后生成的灰渣呈液态从渣口流出，在裂化箱的冷却水中裂化成小颗粒后排入水沟中冲走。,八、按炉膛烟气压力分类,负压锅炉,炉膛压力保持负压，有送、引风机，是燃煤锅炉主要型式。,微正压锅炉,炉膛表压力为25,kPa，,不需引风机，宜于低氧燃烧。,增压锅炉,炉膛表压力大于0.3,MPa，,用于配蒸汽-燃气联合循环。,九、按锅筒布置分类,锅炉锅筒数一般为一个或两个，锅筒可纵置或横置布置。现代锅筒型电站锅炉都采用单锅筒型式，工业锅炉采用单锅筒或双锅筒型式。,十、按炉型分类,锅炉炉型很多，有倒,U,型、塔型、箱型、,T,型、,U,型、,N,型、,L,型、,D,型、,A,型等。,D,型、,A,型用于工业锅炉，其他炉型一般用于电站锅炉。,十一、按锅炉房型式分类,锅炉可作露天、半露天、室内、地下或洞内布置。工业锅炉一般采用室内布置，电站锅炉主要采用室内半露天或露天布置。,十二、按锅炉出厂型式分类,可分为快装锅炉、组装锅炉和散装锅炉、小型锅炉可采用快装型式，电站锅炉一般为组装或散装。,2-4,锅炉的容量、参数和型号,不能简单地说这台锅炉大，那台锅炉小。不能以个头大小论英雄。,锅炉的大小和锅炉和锅炉单位时间内所传递的热量的多少密切相关。,一般对产生蒸汽的锅炉用如下四个参数来描述：,（1）蒸发量（即锅炉容量），,t/h,kg/s,（2）出口蒸汽压力,MPa,（3）出口蒸汽温度,（4）给水温度,对产生热水的锅炉,（1）热功率，,MW,（2）出口热水压力，,MPa,（3）出口热水温度，,（4）给水温度（回水温度），,因此，锅炉参数一般就指锅炉容量、蒸汽压力、蒸汽温度和给水温度或者热功率、出口热水压力、出口热水温度和给水温度（回水温度）,锅炉在确保安全的前提下长期连续运行、每小时所产生蒸汽的数量，称为这台锅炉的蒸发量。蒸发量又称为“出力”或“容量”，一般用符号“,D”,来表示，常用的单位为,t,h,。,锅炉蒸发量可分为额定蒸发量，经济蒸发量和最大蒸发量三种。,额定蒸发量是指锅炉在额定压力，蒸汽温度、额定给水温度下，使用设计燃料和保证设计效率的条件下连续运行所应达到的每小时蒸发量。新锅炉出厂时，铭牌上所标示的蒸发量就是这台锅炉的额定蒸发量。,经济蒸发量是指在保证安全的前提下，锅炉连续运行，热效率最高时的蒸发量。,据推算和实验证明，当锅炉的蒸发量低到额定蒸发量的,60,时，锅炉的热效率比额定蒸发量时的热效率低,10,20,，只有锅炉的蒸发量在额定蒸发量的,80,100,时，其热效率为最高。因此，锅炉的经济蒸发量应在额定蒸发量的,80,100,范围内。,锅炉最大蒸发量（,MCR,）是指在规定的工作压力下或低于工作压力下，连续运行，不考虑其经济效果，每小时能产生的最大蒸发量。,最大蒸发量大于额定蒸发量，最大时可大于额定蒸发量的,20,。除非有特殊需要，一般不在最大蒸发量下连续运行。,锅炉蒸汽压力和温度是指过热器主汽阀出口处的过热蒸汽压力和过热蒸汽温度。,对于无过热器的锅炉，用主汽阀出口处的饱和蒸汽压力和温度表示。压力的单位为,MPa，,温度的单位为,K,或。,锅炉给水温度是指进省煤器的给水温度，对无省煤器的锅炉指进锅炉锅筒的水的温度，单位为,K,或。,严格地讲，容量和压力及温度是相互独立的量！,对产生饱和蒸汽的锅炉，蒸汽的温度和压力存在一一对应的关系。其它锅炉，温度和压力不存在这种对应关系。,为了组织社会化生产，各国都制订了锅炉 的参数系列。,表1-,l,中国工业蒸汽锅炉参数系列,表1-,l,中国热水锅炉参数系列,注意：,随着生产的发展，系列是可变动。,受材料强度的限制，锅炉的压力和温度都有限。,锅炉型号,一、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。,图1-1 工业蒸汽锅炉型号形式,图1-2 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4,t/h，,压力1.25,MPa,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10,t/h，,压力1.25,MPa，,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2.8,MW，,额定工作压力0.7,MPa，,额定出水温度95，额定进水温度70。燃用烟煤，第二次设计。,二、电站锅炉型号,表1-8 电站锅炉制造厂代号,表1-9 设计燃料代号,使用联合设计图样制造的电站锅炉型号，可在型号第一部分工厂代号后再加,L,表示。,例如：,HG,一670/13.72一,M,表示：,哈尔滨锅炉厂制造的670,t/h，13.72MPa,工作压力的电站锅炉，设计燃料为煤，原型设计。,又如：,SG,一1000/16.66一,YM2,表示：,上海锅炉厂制造的1000,t/h，16.66MPa,工作压力的电站锅炉，设计燃料为油煤两用，第二次变型设计。,2 3,锅炉发展简史,：,Heros aeolipile-steam put to work,The aeolipile was basically a hollow sphere that was spun around by jets of steam coming from within the sphere itself.The action of the aeolipile could be compared to water coming from a lawn sprinkler.This novelty of the time opened the door to the possibilities of steam power,200,B.C.,古希腊,Hero,Till Watt times，,几乎没有发展,Watt,时代，由于矿井抽水的需要，对动力的需要增大。,当时主要为圆筒形，筒外加热。,最简单的锅炉,James Watt reasoned that the cylinder was first heated by the steam,then cooled by the condensing water.This alternate heating and cooling wasted much power.His solution was to connect a separate tank for condensing the steam.With this condensing tank connected to the cylinder,the cylinder could be kept hot all the time.,随着工业的发展，锅炉向两个方向发展：,（1）在圆筒内部增加受热面积。开始是在一个大圆筒内增加了一火筒，然后两个，直到多个。最后发展为现代的火管锅炉。,2）增加筒外部的受热面积，即增加水筒的数目。燃料在筒外燃烧，与火管锅炉的发展相似，水筒的数目不断增加，发展成为很多小直径的水管。由于水在管中流动，称为水管锅炉。,烟管锅炉的特点：,（1）炉膛矮小，炉膛温度低，燃烧条件差，难于燃烧劣质煤，常需炉拱。,（2）受热面简单，排烟温度高，效率低，常冒黑烟。,（3）锅筒大，强度低，参数难提高，几乎不用于发电，钢耗大。,（4）水容量大，负荷适应性好，水质要求低，运行、维修方便。,水管锅炉的特点：,正好相反。,锅炉发展趋势：,电站锅炉：,高效率（部分减少污染）、大容量、高参数、低污染、自动化、高可靠性、低成本（金属消耗量）,工业锅炉：,高效率、低污染、自动化低成本（金属消耗量）,生活锅炉：,低污染、自动化、安全可靠,有人说锅炉傻大笨粗,这是不确切的，是一种误解。,正确的说法应该是：,锅炉傻而不笨。,因为它给什么，吃什么，从不挑剔，即使是吃剩饭也从无怨言，但供出的却是清洁的电能、蒸汽或热水！,锅炉大而不粗。,大是因为有时一台锅炉需消耗上千吨或几千吨钢材,;,不粗是因为锅炉每一部件都需要仔细地、科学地设计，不能有一丝差错，否则后果不堪设想！,锅炉有科学的定义,.,事实上，今天的锅炉的含义拓展了许多。,比如：原来单指燃烧化石燃料即煤、石油和天然气。,如今的锅炉，过去能烧的全烧，过去不能烧的今天也烧，如垃圾、废旧轮胎等，充当着环境卫士。,2,4,锅炉技术经济指标,锅炉的技术经济指标通常用经济性、可靠性及机动性,3,项指标来表示。,优质锅炉应保证热效率高，成本低及运行可靠。,锅炉的有效利用热是指单位时间内工质在锅炉中所吸收的总热量。,包括水和蒸汽吸收的热量以及排污水和自用蒸汽所消耗的热量。,而锅炉的输入热量是指随每,kg,或每,Nm3,燃料输入锅炉的总热量，它包括燃料的收到基低位发热量和显热，以及用外来热源加热燃料或空气时所带入的热量。,实际中只用锅炉效率来说明锅炉运行的经济性是不够的，因为锅炉效率只反映了燃烧和传热过程的完善程度，但从火电厂锅炉的作用看，只有供出的蒸汽和热量才是锅炉的有效产品，自用蒸汽消耗及排污水的吸热量并不向外供出，而是自身消耗或损失掉了。而且，要使锅炉能正常运行，生产蒸汽，除使用燃料外，还要使其所有的辅助系统和附属设备正常运行，也都要消耗电力。,因此，锅炉运行的经济性指标，除锅炉效率外，还有一个锅炉净效率。,现代电站锅炉的热效率都在,90%,以上。,我国以水为介质的工业锅炉的热效率应不低于表,2-11,所列的规定值。,生活锅炉的热效率应不低于表,2-12,所列的规定值。,表,2-11,工业锅炉热效率,表,2-12,生活锅炉热效率,2.锅炉成本,锅炉成本一般用成本中的重要经济指标钢材消耗率来表示。,钢材消耗率的定义为锅炉单位蒸发量所用的钢材重量，单位为,t.h/t。,锅炉参数、循环方式、燃料种类及锅炉部件结构对钢材消耗率均有影响。,锅炉蒸汽参数高、容量小、燃煤、采用自然循环、采用管式空气预热器及钢柱构架可使钢材消耗率增大。,蒸汽参数低、容量大、采用直流锅炉、燃油或燃气、采用回转式空气预热器及钢筋混凝土柱构架可使钢材消耗率减小。,工业锅炉的钢材消耗率在56,t,钢材,h/t,左右；,电站锅炉的钢材消耗率一般在2.55,t,钢材.,h/t,范围内。,在保证锅炉安全、可靠、经济运行的基础上应合理降低钢材消耗率，尤其是耐热合金钢材的消耗率。,在电厂运行中还用煤耗和厂用电量作为经济考核指标。每发出,(,或供应,)l kWh,的电所消耗的煤量，称为发电,(,或供电,),煤耗率。,辅机设备用电量占机组发电量的比称为厂用电率。,3.锅炉可靠性,锅炉可本性常用下列3种指标来衡量。,(1)连续运行时间=两次检修之间的运行时间(用小时表示)。,(2),(3),目前中国电站锅炉的较好指标是：连续运行时间在4000,h,以上；可用率约为90%。,中国电力部要求电站锅炉的年运行时间6000,h。,机动性的要求是：快速改变负荷，经常停运及随后快速启动的可能性和最低允许负荷下持久运行的可能性。这些要求已成为锅炉产品的重要性能指标。,另外，燃煤锅炉在遇到煤质降低，燃用劣质燃料，燃料品种改变等都会降低机组的机动性。,2-5,我国锅炉工业发展现状,锅炉是我国国民经济和人民生活中必不可少的热能动力设备。,它使用面广，需求量大。我国锅炉制造业随着经济的发展，技术水平和生产规模不断提高。锅炉制造厂的级别分为级、级、级、级等，表,2-9,给出了截止,2000,年末时我国锅炉制造业的现状。,表1 锅炉制造业现状,级别,允许制造锅炉范围,厂家数,A,P2.45MPa,26,B,P2.45 MPa,191,C,P0.8 MPa,，,D1 t/h,192,D,P0.1 MPa,蒸汽锅筒炉；,t120,，,Q2.8MW,热水锅炉,221,YJ,24,其它,单独部件,272,可以看到，持有级和级锅炉制造许可证的企业占绝大多数，占整个锅炉制造业的。这些锅炉制造厂家主要生产/（,P,）以下的蒸汽锅炉和热水锅炉。其产品主要集中于卧式水火管快装锅炉、水管式锅炉和容量小于/的立式锅炉。,截至,2000,年末，全国在用锅炉总数为,52.63,万台，其中工业锅炉,52.12,万台、电站锅炉,0.53,万台；蒸汽锅炉,34.91,万台，约占,6766.273%,；热水锅炉总数,16.67,万台，约占,31.73%,；有机热载体锅炉总数为,0.61,万台；其它锅炉,0.45,万台。,表2 各种用途锅炉统计情况,生活及生产用工业锅炉占有极大比例，而这两种用途的锅炉平均单台容量仅为./，且其中热水锅炉主要用在华北、东北及西北地区，占总量的以上。,生活用锅炉,生产用锅炉,发电用锅炉,总数（万台）,27.11,24.99,0.53,占总量的百分比（）,51.5,47.5,1.01,我国工业锅炉仍以未经洗选的原煤为主要燃料，且单台容量小、机械化程度低，这必然引起一些问题：,（）,锅炉热效率低、耗煤量大,。我国工业锅炉以煤为主要燃料，平均热效率左右，比发达国家低个百分点，造成锅炉热效率低的主要原因：原煤在层燃炉内燃烧效率低；燃烧组织不好；炉膛受热面布置不当；传热效果差；对流受热面利用率低，排烟温度高；煤质多变，未按设计燃料运行。,（）,消烟除尘设备不完善,。我国小型工业锅炉，尤其是/以下锅炉绝大多数消烟除尘设备不完善或根本没有消烟除尘设备，同时又无脱硫设备，造成大多数锅炉烟囱排放黑烟，排烟黑度、烟尘浓度和,排放浓度严重超过国家环保标准。自动化水平低,。我国小型工业锅炉多数还处于人工添煤、人工除灰的原始手烧状态，自动化水平极低，且由于多数单位司炉工没有经过专业培训，司炉水平亦参差不齐，外加责任心不强，这都是造成锅炉燃烧效率和热效率不高的主要原因。,（）,锅炉制造水平低,。我国拥有相当比例的小型工业锅炉制造厂家，它们为我国小型工业锅炉的发展作出了贡献，然而这其中也有一部分小型工业锅炉厂由于缺少专业技术人员，图纸资料不完整、不齐全，检验设备简陋，有的露天作业，粗制滥造。这不仅保证不了锅炉技术经济环保指标，也难以保证制造质量。,我国第一台发电机组于,1882,年在上海投运，到,1949,年我国装机容量仅,185MW,，发电量为,43108kWh,，几乎没有锅炉制造工业。,1953,年创建了上海锅炉厂，,1954,年又建立哈尔滨锅炉厂，以后又建立武汉锅炉厂、东方锅炉厂等锅炉制造厂以及有关科研单位。高等院校也先后设立相应的专业，形成了完整的教育、科研、设计、制造和安装体系。我国现在已能设计、制造各类锅炉，基本能满足国内的工业需要。我国大型电站锅炉已出口到,10,余个国家，发电设备已成为我国主要出口产品之一。,全世界范围来看，目前大容量机组还以亚临界蒸汽参数为主，但由于近年来超临界压力机组可靠性不断提高，使超临界机组发展有上升趋势。,从锅炉容量来看，最大容量为,1300MW,的超临界机组，但从燃料性质,(,主要燃煤,),、可靠性、辅机配套等要求看，多数机组容量在,600-800MW,之间。压力在,25-27MPa,。温度,540/540,，但有上升趋势。,