【正文】 6 2483 3228 2567 1800 4304 2642 3458 2730 1900 4572 2805 3689 2897 2020 4844 2964 3927 3065 2100 5116 3128 4162 3232 2200 5388 3291 4400 3400 表 4 煙氣焓溫表 θ/℃ 0yH /kJ/kg 0kH /kJ/kg )//()1( 039。? 平均空氣過量系數(shù) α kgmVV //)1( 30??? ? kgmVVV OHOH //)1( 300 22 ??? ? kgmVVVVV OHNROy//)1( 300222 ?? ??? ? ?2ROr yRO VV /2 ?OHr 2 yOH VV /2 OHROq rrr 22 ?? VAG yy ???? yythfh GA 100/?? ? 表 2 受熱面在煙道中的煙氣平均特性表 續(xù) 計算數(shù)值名稱 第二級 空預(yù)器 第一級 省煤器 第一級 空預(yù)器 進口空氣過量系數(shù) 39。 受 熱 面 系 數(shù) 表 2 受熱面在煙道中的煙氣平均特性表 計算數(shù)值名稱 爐膛和 凝渣管 高溫過 熱器 低溫過 熱器 第二級 省煤器 進口空氣過量系數(shù) 39。 鍋爐的落灰斗設(shè)置在主省煤器的煙道轉(zhuǎn)彎處，在轉(zhuǎn)彎處由于離心力作用，較大顆粒的灰粒會自動的下降到落灰斗中，因此回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器不易被灰塵堵住，同時除塵設(shè)備的負擔(dān)也會大大的減輕。 因為對于經(jīng)過空氣預(yù)熱器加熱過的熱風(fēng)溫度有著非常高的數(shù)值要求，所以采用二級空氣預(yù)熱器在豎直的煙井中布置，二級空氣預(yù)熱器布置在主省煤器的后面。由于鍋爐 的容量不大，所以采用比較簡單的方式進行布置各級 受熱面。 2).受熱面的布置 在爐膛的內(nèi)壁面，全都用水冷壁受熱面進行布置，對于布置其他的受熱面，應(yīng)主要考慮蒸汽的各個狀態(tài)下的參數(shù)、鍋爐的容量以及燃料的性質(zhì)等。 2).折算成分的計算： ? ?? ?? ? %%2 2 9 4 4%%2 2 9 4 4%%2 2 9 4 4????????????ydwyyzsydwyyzsydwyyzsQSSQWwQAA yzsA 4%，故屬低灰分煤， Syzs%，故屬低硫分煤。現(xiàn) kJ/kg ＜ 840 kJ/kg （ Ag=＞ 6%）， 故元素成分正確。 ????? 每 1000 kJ 發(fā)熱量的灰分 ＞ 6%時 ,誤差應(yīng) ＜ 177。 2 設(shè)計任務(wù)與燃料特性參數(shù) 鍋爐設(shè)計任務(wù)書 1).設(shè)計題目： 75t/h 煤粉鍋爐設(shè)計 (1)鍋爐：蒸發(fā)量 75t/h，爐筒工作壓力 (2)過熱蒸汽出口壓力： ，溫度 485℃ (3)給水溫度： 150℃ (4)排煙溫度： 152℃ 2).燃料特性： 燃料種類： 鶴崗 煙煤 燃料成分： Cy= % Oy=% Sy= % Hy= % Ny= % Wy= % Ay= % 燃料可燃基揮發(fā)份： Vr= % 燃料的低位發(fā)熱量： Q ydww=22944kJ/kg 灰熔點： ST1350℃ 3). 燃燒方式：四角切圓 4). 制粉系統(tǒng)：直吹式中速磨，熱風(fēng)送粉 煤的元素分析與煤種校核 煤的元素成分為 100%的校核： Cy+Oy+Sy+Hy+Ny+Wy+Ay=++++++=100 % (一）元素分析數(shù)據(jù)校核 1). 可燃基元素成分與應(yīng)用基成分之間的換算因子為： Kr= 100100 100 ?????? Yy Aw 則可燃基元素成分應(yīng)為： % 0 r S% 0 r N% 0 r O% 0 r H% 0 r CC rrryyr????????????????????rrrrSNOH 2). 干燥基灰分的計算： %% 100100 100 ?????? yyg AWA 3). 可燃基低位發(fā)熱量的計算（實驗值）： ? ?yyyydwydw AWW ???? 100 ? ? kgkJ / 2 5 3 14 0 2 9 4 4 ????? 4). 可燃基低位發(fā)熱量的計算（門德雷也夫公式） ? ?? ?kgkJSOHCQ rrrrrdw/109103033939。對于燃油或然天然氣的聯(lián)合循環(huán)機組，蒸汽參數(shù)只需要采用高壓，同時燃氣輪機的燃氣溫度采用 1100℃ 至1260℃ 的高溫，則供電效率能提高到百分之四十五到百分之五十二，但由于石油、天然氣資源的減少，人們把希望寄托在燃煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電方式上。但凝汽式發(fā)電機組發(fā)電技術(shù)趨于成熟，僅從提高蒸汽參數(shù)的方法使發(fā)電效率提高的幅度并不是很大，而且投資和設(shè)備運行維護費用也不少。近幾年來，這項技術(shù)在我國得到了很大的應(yīng)用，而且鍋爐的容量也在不斷的增大。循環(huán)流化床燃燒技術(shù)既能在燃燒中高效的脫硫，又能控制氮氧化物的生成，對劣質(zhì)煤還有較好的適應(yīng)性。此外，隨著煤炭數(shù)量的減少，不得不使用劣質(zhì)煤和難燒的煤也推動了鍋爐燃燒技術(shù)的發(fā)展。隨著世界工業(yè)的發(fā)展，煤粉對世界環(huán)境的污染日趨嚴重，而環(huán)境保護的要求卻日益嚴格。 （二）鍋爐燃燒技術(shù) 高參數(shù)大容量鍋爐的發(fā)展推動力鍋爐燃燒技術(shù)的進步。 熱電聯(lián)產(chǎn)是提高燃料能量利用效率的有效方法。 超高壓以上機組多采用中間再熱，采用一次再熱可提高蒸汽熱效率4%6%，二次再熱可提高約 2%。 提高蒸汽溫度可以有效提高電廠熱效率，但是氣溫受到金屬材料允許溫度的限制或需要使用昂貴的金屬合金鋼。 20 世紀80 年代后期，我國開始采用超臨界壓力鍋爐，如河北薊縣新建的電廠，華能南京電廠，上海石洞口第二電廠等都采用了引進的超臨界壓力鍋爐。日本 1967 年開始采用超臨界壓力鍋爐，所用蒸汽為 ，溫度為538/538℃ 。前蘇聯(lián)從 1960 年開始研制超臨界壓力鍋爐，到 1971 年分別有 300、 500、800MW 超臨界壓力發(fā)電機組運行。美國在 1953 年就有超臨界壓力鍋爐投入運行。另外，發(fā)達國家的電力工業(yè)發(fā)展已經(jīng)接近飽和，它們不需要容量更大的機組。其后，德國和日本也投運了單機容量超過 800MW 的機組，前蘇聯(lián)在 1981 年投運了一臺 1200MW 的超臨界壓力直流鍋爐，鍋爐容量為 3950t/h。上世紀初期，由于電力工業(yè)的飛速發(fā)展，容量 和燃燒效率上占據(jù)優(yōu)勢的煤粉爐得到了很快的發(fā)展，大容量的機組也在不斷的出現(xiàn)。近幾十年來，單臺機組容量不斷增大是一個總的趨勢。還有一個是為了響應(yīng)環(huán)保節(jié)能綠色燃燒的口號，必須大力發(fā)展鍋爐技術(shù)，提高鍋爐效率，減少溫室氣體及有害氣體的排放。隨著一次性化石燃料的不斷開采，能源危機也會變得越來越嚴重，這將促使有關(guān)能源部門更加注重能源的效率利用問題，這就推動力鍋爐技術(shù)發(fā)展的進程。蒸汽動力中不可缺少的鍋爐技術(shù)也同樣得到了很大的發(fā)展。截至目前，在山西、新疆、山東、天津、廣西等省區(qū)安裝該型鍋爐數(shù)百臺，已實現(xiàn)商業(yè)化運行。 我國借鑒德國煤粉工業(yè)鍋爐技術(shù)經(jīng)驗，自 2020 年開始研究開發(fā)“高效煤粉工業(yè)鍋爐”系統(tǒng)技術(shù)。在 1991 年的第四階段，火力發(fā)電伴隨著水力發(fā)電和已起步的核能發(fā)電繼續(xù)加快發(fā)展，著重于努力提高火力發(fā)電的各項技術(shù)經(jīng)濟指標，盡可能達到節(jié)約能源并改善環(huán)境的目的。 在此階段，火電裝機容量也增加了一倍以上，并從美國引進技術(shù)制造了 300MW 和 600MW 汽輪發(fā)電機組配套1025t/h 和 2020t/h 控制循環(huán)鍋爐。如哈爾濱普華煤燃燒技術(shù)開發(fā)中心開發(fā)的 PW 型旋流式小型煤粉燃燒器，具有著火穩(wěn)定性好、燃燒效率高、煤種適應(yīng)性廣、本體不結(jié)渣、低負荷特性好等特點。在 1981年至 1990年的第三階段，為適應(yīng)我國改革開放的政策和現(xiàn)代化建設(shè)，火電建設(shè)得到了較快的發(fā)展。在 1961 年到 1980 年的第二階段，我國自行研制了超高壓 12 200MW和亞臨界壓力 300MW 汽輪機發(fā)電機組配套的 400、 670、 1000t/h 的自然循環(huán)鍋爐和直流鍋爐。 我國的火力發(fā)電經(jīng)歷了四個發(fā)展階段。新中國成立后，在第一個五年計劃內(nèi)，建立了上海鍋爐廠、哈爾濱鍋爐廠，開始生產(chǎn)中、高參數(shù)的中、大型鍋爐。 我國電廠煤粉鍋爐的發(fā)展歷程及其現(xiàn)狀 新中國成立前，我國沒有電廠鍋爐制造業(yè)，僅僅引進了瑞士技術(shù)嘗試制造了兩臺蒸發(fā)量為 12t/h 的鍋爐。具體控制任務(wù)因燃料種類、制粉系統(tǒng)類型、燃燒設(shè)備的結(jié)構(gòu)以及鍋爐的運行方式不同而有所區(qū)別，具體可歸納為以下幾個方面： （ 1)維持蒸汽壓力穩(wěn)定 （ 2)保證鍋爐燃燒過程的經(jīng)濟性 （ 3)維持爐膛壓力穩(wěn)定 （ 4)維持燃燒系統(tǒng)的正常運行 鍋爐汽水系統(tǒng) 鍋爐汽水系統(tǒng)流程：從汽包開始 下降管 水冷壁 水冷壁出口集箱（此時為汽水混合物） 汽包（進行汽水分離，水部分進入下降管再循環(huán)，汽部分出汽包） 后包墻過熱器 低溫過熱器 前屏過熱器 后屏過熱器 高溫過熱器 主氣管 汽輪機高壓缸 再熱冷段 壁式再熱器 中溫再熱器 高溫 再熱器 再熱熱段管 汽機中壓缸 低壓缸 凝汽器（凝結(jié)成水） 凝結(jié)水泵 低加 除氧器 給水泵 高加 主給水管 省煤器 汽包，到這里完成一個整體循環(huán)，最初汽包里的水是從鍋爐補給水系統(tǒng)來的。灰渣和除塵器下面的細灰由灰渣泵排至灰場。 鍋爐燃燒系統(tǒng) （一）燃燒系統(tǒng)簡介 鍋爐燃燒過程是一個將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，以蒸汽形式向負荷設(shè)備提供熱能的能量轉(zhuǎn)化過程。由于球磨機密封性不好，不宜正壓運行，因此配球磨機的中間儲倉式制粉系統(tǒng)都是負壓的系統(tǒng)，且要求球磨機進口維持在 200Pa 的負壓。 （二）中間儲倉式制粉系統(tǒng) 在中間儲倉式制粉系統(tǒng)中，磨煤機磨煤量不需要與鍋爐的燃煤量保持一致，磨煤機的運行方式在鍋爐中有著一定的獨立性，并可保持在經(jīng)濟負荷下運行。按照其工作流程，排粉風(fēng)機在磨煤機之后，整個系統(tǒng)處于負壓下工作，稱為負壓直吹式制粉系統(tǒng)；反之，排粉風(fēng)機在磨煤機之前則稱為正壓直吹式制粉系統(tǒng)。 普通的筒式鋼球磨煤機不適用于直吹式制粉系統(tǒng)，因為普通的筒式鋼球磨煤機在低負荷下或變負荷運行 不經(jīng)濟。因此，鍋爐煤耗量在任何情況下都等于每臺鍋爐所有的磨煤機磨制煤粉的總和。原煤經(jīng)磨煤機磨成煤粉后直接吹入爐膛燃燒的系統(tǒng)叫做直吹式系統(tǒng)；而中間儲倉式煤粉系統(tǒng)是將磨制好的煤粉先儲存在煤粉倉中，然后根據(jù)鍋爐負荷的需要，從煤粉倉經(jīng)給煤機送入爐膛燃燒。煤粉制備系統(tǒng)是將原煤磨制成粉，然后送入鍋爐爐膛進行懸浮燃燒所需要的設(shè)備和相關(guān)連接管道的組合，通常簡 稱為制粉系統(tǒng)。汽水系統(tǒng)的任務(wù)是通過爐內(nèi)的換熱設(shè)備將火焰和高溫?zé)煔獾臒崃總鬟f給爐內(nèi)的介質(zhì)。燃燒系統(tǒng)是將煤粉在爐內(nèi)燃燒，產(chǎn)生火焰和煙氣。 煤粉鍋爐的內(nèi)部系統(tǒng)簡介 鍋爐內(nèi)部系統(tǒng)大致被分為四大系統(tǒng)：制粉系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、煙風(fēng) 系統(tǒng)和汽水系統(tǒng)。經(jīng)空氣預(yù)熱器帶來的另一部分熱空氣直接進入爐膛參與與煤粉的燃燒。送風(fēng)機將冷空氣送入鍋爐尾部的空氣預(yù)熱器加熱，從空氣預(yù)熱器出來的熱空氣一部分經(jīng)排粉風(fēng)機進入磨煤機中，用于對煤粉的加熱與干燥，同時這部分熱空氣也是輸送煤粉的介質(zhì)。 一臺煤粉鍋爐主要由水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器、空氣過熱器、汽包、磨煤機、給煤機、燃燒器、送風(fēng)機、引風(fēng)機和除塵器等設(shè)備組成。為了燃燒穩(wěn)定持續(xù)的進行下去，燃燒的同時必須向爐內(nèi)引入大量的助燃氧氣和把多余的煙氣抽吸出去，這也就是煙氣系統(tǒng)來完成的工作內(nèi)容。煤粉制備過程的任務(wù)是將煤粉磨成符合鍋爐煤粉燃燒細度的細小煤粉顆粒，供鍋爐燃燒。在爐膛中進行著化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的同時，還進行著四個相互關(guān)聯(lián)的工作過程，就是煤粉制備過程、燃燒過程、通風(fēng)過程和生產(chǎn)過熱蒸汽的過程。正是高效節(jié)能環(huán)保鍋爐的不斷改革創(chuàng)新，推動了現(xiàn)代化電廠的飛速發(fā)展。無論是工業(yè)鍋爐還是電站鍋爐，鍋爐都是將燃料的化 學(xué)能轉(zhuǎn)換為蒸汽的熱能，也就是讓燃料在爐內(nèi)燃燒放熱，并將爐內(nèi)的介質(zhì)水加熱成一定數(shù)量和一定質(zhì)量的高溫高壓的蒸汽供汽輪機使用。這些工業(yè)的自備電廠也稱為電熱聯(lián)產(chǎn)電站。而我國在電站鍋爐的設(shè)計、制造、運行等方面也都達到了很高的水平，我國已經(jīng)能設(shè)計、制造、運行容量巨大的，每小時蒸發(fā)量 2020t、發(fā)電容量達 600MW 的巨型電站鍋爐。電站鍋爐一般容量巨大、蒸汽參數(shù)（壓力、溫度）高，要求性能好，是火力發(fā) 電廠的三大核心設(shè)備之一，是最基本的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備。而當今世界最主要的是火力發(fā)電、水力發(fā)電和核能發(fā)電三種發(fā)電形式。電力工業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)工業(yè)，也是衡量國家現(xiàn)代化水平的重要標準。電力、機械、冶金、化工、紡織、造紙、食品等工業(yè)都需要大量的蒸汽但各種行 業(yè)的規(guī)模不同，生產(chǎn)性質(zhì)也不同，因此所需要的供應(yīng)蒸汽的鍋爐的容量、蒸汽參數(shù)、結(jié)構(gòu)、性能也不相同。產(chǎn)生蒸汽