2、汽水两用锅炉:额定工作压力≤ 0.04Mpa且额定蒸发量<0.5t/h的锅炉。 (三)、锅炉的作用
锅炉:是一种能量转换装置,能够将其他燃料的化学能转变成热能,从而生产出规定参数和品质的工质。锅炉本体部分是锅炉的主要部分,它是由“锅”和“炉”两大部分组成。“锅”是以汽包、下降管、下联箱、上升管(水冷壁)上联箱、过热器和省煤器组成的汽水系统。主要任务是吸收燃料燃烧时放出的热量,使水蒸发并最后形成具有一定参数的过热蒸汽,供汽轮机使用;“炉” 是由炉膛、烟道、燃烧器、空气预热器等组成的燃烧系统,主要任务是使燃料在炉内良好的燃烧,放出热量。
锅炉部分由锅炉本体、过热器、省煤器、炉膛、空气预热器、磨煤机、排粉机、送风机、引风机和除尘器组成,他们的作用如下: (1)、锅炉本体:吸收炉膛中的热量,产生饱和蒸汽。
(2)、过热器:将饱和蒸汽进一步加热,提高蒸汽温度为过热蒸汽、 (3)、省煤器:利用烟气的余热提高给水温度,可以节约燃料10%—15%。 (4)、炉膛:是供给燃料与空气混合预热与燃烧的场所。
(5)、空气预热器:利用烟气的余热,对进入炉膛的冷空气进行加热,这样可提高锅
炉的效率和改善炉膛的燃烧条件。 (6)、磨煤机:将原煤研磨成煤粉。
(7)、排粉机:向炉膛输送煤粉空气混合物。
(8)、送风机:将空气升压经空气预热器加热送入炉膛,供燃料燃烧所需的氧气。 (9)、引风机:把烟气从锅炉尾部抽出,排入烟道,使炉膛中形成负压。 (10)、除尘器:除去烟气中的灰尘,使排入大气中的烟气符合环保要求。 二、汽轮机部分
汽轮机部分由汽轮机本体、调速系统、危急保安器和油系统组成,他们的作用如下:(1)、汽轮机本体:由锅炉输出的高温高压蒸汽吹动叶轮转动,将热能转换为机械能。
(2)、调速系统:使汽轮机在负荷变化时,自动增大和减小蒸汽的进汽量,保持汽轮机在额定转速(3000r/min)下稳定运行。
(3)、危急保安器:当汽轮机调速系统失灵,转速超过3300r/min时,飞环式危急保安器动作,将主汽门、调速汽门关闭,并通过水控联动装置关闭抽汽逆止门,防止汽轮机损坏。
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(4)、供给汽轮机和发电机各处轴承的润滑油和调速系统用油。 三、电气部分
汽轮机部分由发电机、变压器、高低压配电装置、输电线路及厂用电系统组成。 (1)、发电机:将机械能转换为电能。
(2)、变压器:将发电机输送出的电压升高或降低。
(3)、高低压配电装置:它是按主接线的要求,由开关设备、保护测量电器、母线和必要的辅助建筑构成的总体,其作用是在正常时用来接收和分配电能,在系统故障时迅速切断故障部分,恢复正常运行。
(4)、输电线路:向用户输送电能和与(电网)系统联络,以保证供电的可靠性。 (5)、厂用电系统:供给发电厂生产用电、照明、检修等的自用电。
第四部分 几个名词
饱和蒸汽:当液体在有限的密闭空间中蒸发时,液体分子通过液面进入上面空间,成为蒸汽分子。由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中,它们相互碰撞,并和容器壁以及液面发生碰撞,在和液面碰撞时,有的分子则被液体分子所吸引,而重新返回液体中成为液体分子。开始蒸发时,进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目,随着蒸发的继续进行,空间蒸汽分子的密度不断增大,因而返回液体中的分子数目也增多。当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时,则蒸发与凝结处于动平衡状态,这时虽然蒸发和凝结仍在进行,但空间中蒸汽分子的密度不再增大,此时的状态称为饱和状态。在饱和状态下的液体称为饱和液体,其对应的蒸汽是饱和蒸汽,但最初只是湿饱和蒸汽,待蒸汽中的水分完全蒸发后才是干饱和蒸汽。蒸汽从不饱和到湿饱和再到干饱和的过程温度是不增加的,干饱和之后继续加热则温度会上升,成为过热蒸汽。
过热蒸汽:当湿饱和蒸汽中的水全部汽化即成为干饱和蒸汽,此时蒸汽温度仍为沸点温度。如果对于饱和蒸汽继续加热,使蒸汽温度升高并超过沸点温度,此时得到的蒸汽称为过热蒸汽。
(温度高于对应压力下的饱和温度的蒸汽)
工质:热力循环中可使热与功相互转换的可压缩流体。
输煤系统、制粉系统、风烟系统、汽水系统、电气系统、水处理系统、工业水系统、循环水系统、消防水系统、除灰系统、除渣系统
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火力发电厂的主要系统:
燃料与燃烧系统:用煤将炉水烧成蒸汽(化学能转化为热能)
(1) 燃煤制备流程:煤从储煤场经输煤皮带送到锅炉房的煤斗中,再进入磨煤机制成煤粉。煤粉与来自空气预热器的热风混合后喷入锅炉炉膛燃烧。
(2) 烟气流程:煤在炉内燃烧后产生的热烟气经过锅炉的各部受热面传递热量后,流进除尘器及烟囱排入大气。
(3) 通风流程:用送风机供给煤粉燃烧时所需要的空气,用吸粉机吸出煤粉燃烧后的烟气并排入大气。
(4) 排灰流程:炉底排出的灰渣以及除尘器下部排出的细灰用机械或水力排往储灰场。
汽水系统:蒸汽推动汽轮机做功(热能转化为机械能)
(1) 汽水流程:水在锅炉内变成过热蒸汽,过热蒸汽在汽轮机中不断膨胀、高速流公,推动汽轮机高速旋转,最后排入凝汽器中冷凝成水,再经升压、除氧、加热后送回锅炉,形成闭合的汽水循环。
(2) 补给水流程:汽水循环中水有损失,必须经常补充,补给水要经过化学处理,水质合格后送入汽水系统。
(3) 冷却水流程:在汽轮机排气的凝结过程中,放出的大量的潜热需有冷却水带走。冷却水的吸取,冷却即其设施构成冷却水流程。
电气系统:汽轮机带动发电机发电(机械能转化为电能),并通过输配电装置将电能送往用户。
(1) 向外供电流程:发电机发出的电能由变压器升压后,经高压配电装置和输电线路送往用户。
(2) 厂用电流程:发电厂内的自用电由厂用变压器降压后,经厂用配电装置相场内各种附机及照明等供电。
控制系统:操作机械化、自动化。
(1) 燃料的装卸、入仓、制粉、输送机械化、自动化。
(2) 锅炉给水、气温和燃料的自动调节,炉膛灭火安全保护系统
(3) 汽轮机自动控制系统包括调节、自启停、监视与保护和主蒸汽旁路控制等。 (4) 发电机控制系统包括参数显示、励磁调节、运行操作和安全保护等
(5) 厂用电控制系统包括厂用电备用电源自动切换、直流系统监视和和交流不停电
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电源系统等。
第五部分 提高发电厂热经济性的主要途径
减小电厂的不可逆性损失,即提高发电厂的热经济性,其主要途径是提高工质的吸热过程的平均温度,降低排汽过程的平均放热温度, 其主要措施如下:
1,提高蒸汽的初参数,以提高现换的平均吸热温度 2,降低蒸汽终参数以降低循环的平均放热温度 3,采用蒸汽中间再热以提高循环的平均吸热温度 4.采用给水回热以提高循环的平均吸热温度 5尽可能合理减少能量转换过程中的各项不可逆损失
6有合适的热用户时,尽可能合理的采用热电联合能量生产,或联合集中供热以提高热能有效利用程度
7充分利用地位热能,以提高热利用率
循环流化床锅炉(简称CFB),其燃烧机理是把固态的燃料流体化,使它具有液体的流动性质促成燃烧。可以加石灰或煤矸石除硫,比较环保。循环流化床锅炉燃烧的是煤颗粒对锅炉的磨损比较严重,维修费用一般都挺高.。
电站煤粉炉,只是把煤磨细成煤粉,然后用空气吹入炉膛燃烧。燃烧的是粉末对锅炉磨损较小,比循环流化床锅炉好控制,给锅炉加压或着降压的时候它的反应时间比循环流化床快。
常见技术问题
电站锅炉的“水冷壁”、“过热器管”、“再热器管”、“省煤器管”的高温腐蚀和磨损,是造成管道泄露的主要原因,也是常见的技术问题,它给电厂的安全运行带来很大威胁,常常导致事故的发生。电厂简称其为电站锅炉“四管”。
自然循环
依靠蒸发系统的下降管和上升管中工质的密度差建立循环。超高压以下的锅炉普遍采用自然循环方式。亚临界压力锅炉也可采用自然循环方式,但锅筒内压力一般限于20兆帕以下。
辅助循环
与自然循环的主要差别是在蒸发系统的下降管和上升管之间装有循环泵。循环推动力除靠工质密度差以外,还加上循环泵的压力。因此蒸发面的布置较自由,锅筒直径也可较小。这种循环方式主要用于亚临界压力的锅炉。
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直流锅炉
直流锅炉中没有锅筒,给水依靠给水泵压力通过各级受热面最终全部变成过热蒸汽输出。直流锅炉广泛用于高压以上的机组,它能用到超临界压力参数。直流锅炉因没有锅筒,采用小直径的管子,锅炉中汽水和金属的蓄热量比较小,也不能靠排污去除随给水进入锅炉的盐分,所以对自动控制和水处理要求比较高。
复合循环
在直流锅炉汽水系统中增设循环泵,把直流锅炉与辅助循环二者结合起来。复合循环锅炉的汽水系统有多种布置方案。图3是一个典型的超临界压力复合循环示意图。在高负荷时,循环泵作为增压泵,系统按直流锅炉方式运行。当低于一定负荷投入再循环时,通过水冷壁的流量为给水流量与再循环流量之和。这种系统的特点是减小了高、低负荷下水冷壁中流速的差值,有利于低负荷运行,且高负荷时的流动阻力也不致太大。图4为一种亚临界压力的复合循环系统,也称为低倍率循环。在这种系统中,蒸发受热面出口装设汽水分离器。满负荷时的循环倍率在1.2~2.0之间。同纯直流锅炉相比,低倍率循环锅炉的蒸发系统的阻力较小,更适于变压运行,而且所用分离器的直径远小于一般的锅筒。
循环流化床锅炉
循环流化床锅炉是在鼓泡床锅炉(沸腾炉)的基础上发展起来的,因此鼓泡床的一些理论和概念可以用于循环流化床锅炉。但是又有很大的差别。早期的循环流化床锅炉流化速度比较高,因此称作快速循环循环床锅炉。快速床的基本理论也可以用于循环流化床锅炉。鼓泡床和快速床的基本理论已经研究了很长时间,形成了一定的理论。要了解循[1]的原理,必须要了解鼓泡床和快速床的理论以及物料从鼓泡床→湍流床→快速床各种状态下的动力特性、燃烧特性以及传热特性。
一. 流态化:
当固体颗粒中有流体通过时,随着流体速度逐渐增大,固体颗粒开始运动,且固体颗粒之间的摩擦力也越来越大,当流速达到一定值时,固体颗粒之间的摩擦力与它们的重力相等,每个颗粒可以自由运动,所有固体颗粒表现出类似流体状态的现象,这种现象称为流态化。 对于液固流态化的固体颗粒来说,颗粒均匀地分布于床层中,称为“散式”流态化。而对于气固流态化的固体颗粒来说,气体并不均匀地流过床层,固体颗粒分成群体作紊流运动,
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