1、 發電廠動力部分結課論文姓名：班級：學號：任課老師：鍋爐設備的主要組成鍋爐設備足鍋爐本體及其輔助設爸的總稱，是火力發電廠的兩大熱力設備之一。其作用有兩個：一是使燃料高效率燃燒；二天加熱給水，生產出一定數量和質量的蒸汽。 鍋爐是由“餞”和“爐”兩部分組成的。所謂鍋是指鍋爐的汽水系統，由汽包、下降管、集箱、導管及各熱交換受熱面等承壓部件組成，用以完成水變為過熱蒸汽的吸熱過程。爐是指鍋爐的燃燒系統，由爐膛、燃燒器、煙道、爐墻構架等非承壓部件組成，用以完成煤的燃燒放熱過程。將兩者有機地結合起來所形成的整體即稱鋁爐。 在鍋爐的承壓部件中，除汽包是形狀較為特殊的壓力容器外，其余均是由直徑不等、材料不同的管

2、件組成。其中以管排、管屏形式或蛇形管形式構成的水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器等受熱面布置在爐內，其外表面接受煙氣的輻射、對流放熱，熱量通過管壁傳給管內流動的汽水混和物、蒸汽或壓力水等介質，使其溫度升高到所要求的溫度。鍛爐的受熱面除上述汽水系統以外，還有用于加熱空氣的空氣預熱器。 鍋爐的輔助設備主要包括供給空氣的送風機、排除煙氣的引風機、煤粉制各系統(簡稱制粉系統，下同)以及除渣、除塵設備等。燃料在爐膛內燃燒，其火焰和煙氣的熱量不斷通過中間介面（管排或管簇）來吸收并傳給水、蒸汽和空氣。這些中間介面就稱為鍋爐受熱面。 鍋爐受熱面一般有省煤器、水冷壁、過熱器和再熱器，用以相應完成給水的預熱、蒸發、過

3、熱和再熱的任務。除了上述汽水系統受熱面之外，還有加熱空氣的受熱面，即空氣預熱器，下面分別介紹。 一、水冷壁和水循環 水冷壁是鍋爐的蒸發受熱面。構成水冷壁的管子緊貼在爐膛四面墻的內壁上，直接接受火焰和煙氣的輻射熱。管內流動的飽和水受熱后沸騰，部分生成飽和蒸汽。由于管內流動的工質溫度是飽和溫度，比火焰溫度低得多，所以爐墻受到有效的冷卻而免于燒毀，故稱水冷壁。 按照促使水冷壁管內工質流動的動力不同環鍋爐和直流鍋爐。電廠鍋爐可以分為自然循環鍋爐、控制循環鍋爐和直流鍋爐。 1 自然循環鍋爐的水冷壁自然循環鍋爐的水循環回路如圖4 一12 所示，它是由布置在爐頂的汽包、爐外不受熱的下降管和爐內受熱的上升管、

4、即水冷壁管共同組成的汽水流動封閉通道，用以完成鍋水的蒸發任務。 在水循環回路中，由于進人水冷壁的水受熱變為汽水混合物，其密度小于下降管內飽和水的密度，因而在下聯箱兩側產生壓力差，在此壓力差（即密度差）的作用下，上升管的汽水混合物向上流動并進入汽包，在汽包內通過汽水分離裝置分離出來的飽和蒸汽引出到過熱器，而分離出的水與省煤器來的給水混合后，又經下降管進入人水冷璧重復上述循環。這種利用工質密度差所產生的推動力，使水及汽水混合物在水循環回路中不斷流動，稱為自然水循環，這種鍋爐稱為自然循環鍋爐。在實際鍋爐中，一般并聯有多個水循環回路，每一回路均由多根并列布置的上升水冷壁管和一根大直徑下降管組成。自然水

5、循環的推動力又稱運動壓頭，因是由下降管和上升管內的工質密度差產生的，故數值上應等于兩者的密度差與循環回路高度的乘積。這一運動壓頭正好用于克服下降管、上升管等循環回路中的流動阻力，維持水循環的安全進行。顯然，當工質的密度差和回路高度H 越大時，循環的運動壓頭就越大，循環也就越安全。工質的密度差在鍋爐壓力一定時，取決于上升管內的含汽率。當上升管受熱越強，含汽率越高時，其密度差越大，運動壓頭越大，循環也就越安全可靠。隨著鍋爐壓力的提高，飽和水與汽的密度差是減小的，達到臨界壓力時，密度差為零。因此只有在臨界壓力以下一定數值（一般為17MPa 以下）的鍋爐可以采用自然循環，對于接近于臨界壓力或超過臨界壓

6、力的鍋爐，只能采用控制循環鍋爐或直流鍋爐。 水循環回路是否安全可靠的評價指標是循環流速和循環倍率。循環流速是指上升管人口處水的流速，它反映了管內流動的水將生成的蒸汽泡及爐水中的污垢帶走的能力。循環倍率則為上升管進口處水的總流量與上升管的產汽量之比值，它反映了產生1kg 的蒸汽需要有多少千克水進入水循環系統進行循環。不難理解，在爐內熱負荷一定時，上升管外壁爐溫的高低主要決定于管內的對流放熱系數2 。當循環流速越大時，2就越大，工質對管壁的冷卻效果就越好，在循環倍率合適的情況下，管壁溫度僅比工質的飽和溫度稍高，管子不會過熱超溫，水循環安全可靠。 但是，回路中僅有足夠的流速不足以說明水循環安全可靠，

7、因為當上升管內的含汽量過多，即循環倍率過小時，管內壁上可能沒有連續的水膜覆蓋，這時蒸汽對管壁的放熱系數2遠比水的小，故對管壁的冷卻效果差，從而可能導致超溫爆管。為此，在水循環回路中，除了維持足夠大的循環流速外，還要保持一定的循環倍率，使水冷壁管始終受到連續水膜的冷卻，這樣才能保證水冷壁長期安全可靠的運行。對于超高壓（13.7MPa）以上的自然循環鍋爐，規定最小循環流速大于1m/s，一般超高壓鍋爐為11.5 m/s，亞臨界鍋爐壓力（17MPa）鍋爐為1.52.5 m/s；規定循環倍率不小于2.5，一般超高壓鍋爐為58，亞臨界壓力鍋爐為46。2 控制循環鍋爐的水冷壁控制循環鍋爐又稱為多次強制循環鍋

8、爐。它是在自然循環鍋爐的基礎上發展而來的，因此其結構及水循環系統與自然循環鍋爐相類似，僅是在水循環回路中（即下聯箱的入口前）加裝有鍋水循環泵。種鍋爐的水循環系統中，除了汽水密度差所產生的運動壓頭之外，主要是利用循環泵所提供的運動壓頭來克服回路中的流動阻力，維持水與汽水混合物的循環流動。這樣就可以克服鍋爐壓力接近于臨界壓力時，飽和水與汽的密度差減小、自然水循環難以維持的不足，使水循環的可靠性大大增加?？刂蒲h鍋爐一般用于亞臨界壓力鍋爐較多，是300Mw 以上機組中所配鍋爐的主要型式。3 直流鍋爐的水冷壁直流鍋爐又稱為一次強制循環鍋爐。與前兩種爐型相比，它最明顯的結構特點就是沒有汽包。這樣，進入鍋

9、爐的給水在水泵壓頭作用下，強制順序的流過省煤器、水冷壁、過熱器，一次就將水全部變為過熱蒸汽。因此可以認為直流鍋爐的循環北旅為1。直流鍋爐一般在亞臨界及以上時采用。直流鍋爐除無汽包外，其蒸發受熱面水冷壁的布置形式是多樣的。 二、過熱器 過熱器是鍋爐的過熱受熱面，其作用是將汽包引出的飽和蒸汽加熱成為具有“定過熱度的過熱蒸汽。過熱器技與煙氣的換熱方式不同，可以分為如下三種。1、對流式過熱器 對流式過熱器是由許多根并列的蛇形管與進、出口聯箱焊接而成的，或做成多片管屏管屏組合在一起，大型鍋爐多采用后者。對流過熱器一般通過其聯箱懸掛在水平煙道或布置在尾部豎井人口處，主要以對流換熱方式吸收煙氣的熱量，故稱為

10、對流式過熱器。對流式過熱器按管內蒸汽與管外煙氣的相對流向又可分為順流、逆流和混合流等幾種布置方式。在煙溫較高區域一般采用順流布置，以避免管壁溫度過高；在姻溫較低區域則采用逆流布置，以獲得較好的傳熱效果。2、半輻射式過熱器半輻射式過熱器是指布置在爐膛出口處折焰角上方的管屏式過熱器。屏式過熱器的許多片管屏沿爐踏寬度方向均勻布置，相鄰管屏間一般留有5001500mm的間隔，以形成暢通的煙氣通道。每片管屏由若干根并聯管子統制并與聯箱相焊接而成，聯粕中間隔開，以形成進口、出口聯箱。布置在爐膛出口處的管屏群，方面吸收爐膛火焰的輻射熱；另一方面吸收煙氣通過時的對流熱，故稱為半輻射式過熱器。 3輻射式過熱器

11、布置在護膛內直接吸收爐膛火焰輻射熱的過熱器，稱為輻射式過熱器?，F代大型鍋爐的輻射過熱器通常包括兩種型式：一種型式是做成多片管屏(與半輻射式過熱器類似)，懸掛在爐膛上方空間，稱為前屏(或稱大屏、分隔屏等，而上述半輻射式過熱器相應稱為后屏)，另一種型式是在薩頂平鋪一層直管，稱為頂棚管過熱器。頂棚管過熱器所吸收的熱員并不多，主要作用是在其上面敷設耐火、保溫材料，以形成封閉的輕型爐頂。 另外，在封閉水平煙道及層部豎井的爐墻內壁面上，通常也布置一層垂直管排，其內有蒸汽流過，稱它們為包覆營過熱器過熱器主要是便于形成敷管爐墻，提高煙道密封性能等。由于過熱器布置在煙溫較高區域，且管內流過的工質溫度高，故過熱器

12、材料一般為價格昂貴的優質耐熱合金鋼。工作條件差的過熱器管，如爐膛內管屏外因管于受到的火焰輻射員為強烈，必須采用更高級的合金鋼材。三、再熱器再熱器屑于鋁爐的再熱受熱面，其作用是將汽輪機高壓缸的排汽重新加熱，使其溫度和新蒸汽(即過熱器出口的蒸汽，又稱一次蒸汽)相同或有稍高的溫度。流經再熱器的再熱蒸汽(又稱二次蒸汽)流量約為一次蒸汽的80。與過熱器相土，由于再熱器中流過的是低壓過熱蒸汽(其壓力約為一次蒸汽壓力的20一25，故對管壁的冷卻效果較差。此外，再熱器中工質的流速也較過熱器低，這是因為流速高時，阻力損失增大而使再熱蒸汽的壓力降增大，使機組的熱經濟性降低。這兩方面的原因導致再熱蒸汽對管壁的冷卻作

13、用較差，說明在管外煙溫及管內工質溫度相同時，冉熱器管壁溫度要比過熱器高，更易過熱超溫。因此，中小型鍋爐的再熱器一般布置在對流過熱器之后的水平煙道中或尾部豎井人口，再熱器的結構與團416所示的對流過熱器相類似。四、省煤器 省煤器是鍋爐汽水系統的預熱受熱面，送人鍋爐的給水先經省煤器加熱成為其壓力下的飽和水后，再進入汽包到水循環系統。高參數、大容量鋁爐均采用非沸騰式省煤器，即其出口水溫低于給水壓力下的飽和溫度。鍋爐尾部煙道中布置省煤器，在于降低排煙溫度、節省燃料、提高鍋爐效率。由于提高了汽包的進水溫度，可減小給水與汽包之間的溫差，降低汽包的熱應力。省煤器管材一般為20號碳鋼。省煤器結構是由43245

14、1(外徑的多排蛇形管與進出口聯箔焊接而成酌，如圖418所示一船使蛇形管平行于后墻，水平布置在后部豎井中。大型鍋爐省煤器一般由水平蛇形管和垂直懸吊管兩部分組成，布置在后部豎井低溫過熱器下方。給水從省煤器下部的進口聯箱引入，經過若干排水平蛇形管加熱后引人數個中間聯箱；由中間聯箱各引出·排外徑約為60mm的多根垂直懸吊管，上行穿出頂棚，進入省煤器出口聯箱，再由數根引出管送入汽包。垂直懸吊管束不僅是省煤器受熱面的組成部分，還用來承受省煤器本身的重量以及作為低溫過熱器的吊掛管。 另外，在鍋爐的啟停過程中，需要采用間斷供水。當停止供水時，省煤器中的水不流動，會導致管子過熱超溫。為此，在省煤器人口

15、聯箱和后培水冷壁下聯箱之間連接有一根不受熱的管子，稱為省煤器再循環管。當停止供水時，打開再循環管的閥門，使省煤器內的水在工質密度差或循環泵的推力作用下形成臨時回路內的循環，達到保護省煤器的目的。五、空氣預熱器空氣預熱器布置在省煤器后的尾部煙道中，是利用低溫煙氣加熱燃燒所需空氣的一種熱交換器。所加熱的空氣部分用于直接助燃，一部分用于干燥和輸送煤粉?？諝忸A熱器的設置，不僅降低了鍋爐的排煙溫度，提高了鍋爐效率，而且由于爐內助燃空氣和煤粉氣流溫度的提高，增強f燃燒穩定性，強化廠燃燒和傳熱。因此空氣預熱器巳成為鋪妒不可缺少的受熱面?？諝忸A熱器按傳熱方式不同，可分為管式和回轉式兩種。管式空氣預熱器常用于2

16、00Mw以下的中小型鍋爐。這種表面式熱交換器的基本結構是由多根規格約為451x L 5的碳鋼管與亡下管板焊接組成的管箱，煙氣從管內自上而下流過，空氣則于管外橫向穿過。屈于再生式熱交換器的回轉式空氣預熱器，又分為受熱面回轉式和風罩回轉式兩種：受熱面回轉式(又稱容克式)空氣預熱器的結構如圖420所示，其受熱面裝于可轉動的圓筒形轉子中，即轉子分隔成許多扇形倉格，每個倉格內充滿了既間隔又緊密徘列的波形金屬薄板傳熱元件。轉子頂部和底部被上、下連接板分隔成上下對應的煙氣流通區、空氣流通區和密封區等。煙氣、空氣流通區分別與煙道、風道相連。當電動機經傳動裝置帶動轉子以24rmin的轉速旋轉時，受熱面就會不斷地

17、通過煙氣流通區和空氣流通區。當每一扇形合格受熱面轉到煙氣區時，傳熱元件吸收自上而下流過的煙氣熱量；當再轉到空氣區時，又將該熱量傳給自下而上流過的空氣。這樣，轉子每轉一周，就完成一個熱交換過程。六、鍋爐的主要輔助設備通風設備：鍋爐的通風設備主要指送風機、引風機、煙囪及其連接風道、煙道等。其作用是供給爐內燃燒及制粉、輸粉所需的熱空氣，并使爐內燃燒產生的煙氣流經備受熱面、除塵器后通過煙囪排放到環境大氣。普遍采用平衡通風方式的燃煤鍋爐，利用送風機克服從空氣預熱器至燃燒器整個風程上的阻力，將空氣送人爐膛?并保證二次風的合理風速；利用布置在除塵輔和煙囪之間煙道上的引風機，以抽吸方式克服從爐膛至水平煙道、尾

18、部豎井至除塵器等整個煙程上的阻力，將煙氣經煙囪排向大氣。運行中合理調節送、引風機的風壓，使爐內維持2949Pa的微小負壓，以避免熱煙氣外漏。 煙囪是利用外界冷空氣與設備內熱煙氣的密度差所產生的抽吸力進行自然通風的設備，但其主要作用是將除過塵的煙氣排放到約200m左右的高度，使有害物質在高空遠揚稀釋，以滿足環保要求。除塵設備：防塵設備是指除塵器及其連接煙道等。除塵器技工作原理可分為機械除塵器和電氣除塵器兩大類。機械除塵器按慣性原理工作，即利用煙氣旋轉時的離心力、轉向時的慣性力等，使質量較大的灰粒從煙氣中分離出來。按其是否耗水，機械除塵器又分為濕式和干式兩種。國內中小機組中應用較廣的離心式水膜除塵器屬于濕式機械除塵器，