火力发电厂11.ppt

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1、火力发电厂火力发电厂叶轮机械及流体工程研究所叶轮机械及流体工程研究所王巍王巍课程内容课程内容 以燃煤电厂整体为研究对象，重点介绍发以燃煤电厂整体为研究对象，重点介绍发电厂的工作原理及热力设备和热力系统，电厂的工作原理及热力设备和热力系统，分析发电厂的热经济性，掌握回热系统的分析发电厂的热经济性，掌握回热系统的热力计算方法，了解当前发电厂的新技术。热力计算方法，了解当前发电厂的新技术。具体教学内容具体教学内容第一章第一章 火力发电厂概述火力发电厂概述 第二章第二章 锅炉设备锅炉设备 2.1 2.1 概述概述 2.1.12.1.1锅炉的作用、系统组成锅炉的作用、系统组成 2.1.22.1.2锅炉的

2、分类锅炉的分类 2.1.32.1.3锅炉的水循环锅炉的水循环 2.1.42.1.4锅炉的热平衡锅炉的热平衡 2.2 2.2 锅炉汽水系统受热面及运行锅炉汽水系统受热面及运行 2.2.12.2.1锅炉的蒸发设备锅炉的蒸发设备 2.2.22.2.2锅炉的过热器和再热器锅炉的过热器和再热器 2.2.32.2.3尾部受热面尾部受热面 2.2.42.2.4蒸汽品质对电厂设备的影响蒸汽品质对电厂设备的影响 2.32.3锅炉燃料锅炉燃料具体教学内容具体教学内容第三章第三章 纯凝式发电厂的热经济性纯凝式发电厂的热经济性 3.13.1凝汽式发电厂能量转换过程中损失和利用凝汽式发电厂能量转换过程中损失和利用 3.

3、23.2凝汽式发电厂的主要经济指标凝汽式发电厂的主要经济指标 3.33.3凝汽式发电厂的主要经济指标计算凝汽式发电厂的主要经济指标计算 3.43.4主要蒸汽参数对发电厂热经济性的影响主要蒸汽参数对发电厂热经济性的影响第四章第四章 给水回热加热及系统给水回热加热及系统 4.14.1给水回热对热经济性的影响给水回热对热经济性的影响 4.24.2非再热机组给水回热基本参数对经济性的影响非再热机组给水回热基本参数对经济性的影响 4.34.3回热加热器的类型及其连接系统回热加热器的类型及其连接系统 4.44.4机组回热系统的热力计算机组回热系统的热力计算具体教学内容具体教学内容第五章第五章 给水除氧系统

4、给水除氧系统5.15.1概述概述5.25.2热除氧原理热除氧原理 5.35.3除氧器的原则性热力系统除氧器的原则性热力系统第六章第六章 发电厂的原则性和全面性热力系统发电厂的原则性和全面性热力系统随堂考试随堂考试课程安排课程安排总学时：总学时：3232讲课：讲课：3030学时（本学期只有学时（本学期只有2626学时）学时）平时成绩：平时成绩：2020分，其中锅炉部分测验分，其中锅炉部分测验1010分，习题作业分，习题作业1010分，旷课按平时成绩的分，旷课按平时成绩的10%/10%/次扣除后计入。次扣除后计入。考试形式：闭卷考试形式：闭卷考试时间：最后一次课考试时间：最后一次课教材教材发电厂热

5、力系统及设备发电厂热力系统及设备严俊杰等主编严俊杰等主编 西安交通大学出版西安交通大学出版 2003.9 2003.9 热力发电厂热力发电厂 中国电力出版社中国电力出版社 重庆大学重庆大学 郑体郑体 宽编宽编锅炉原理锅炉原理 机械工业出版社机械工业出版社 西安交通大学西安交通大学 陈学俊陈学俊 陈听宽陈听宽 主编主编这门课的意义这门课的意义从设计角度来看从设计角度来看从运行角度来看从运行角度来看从售后服务来看从售后服务来看第一章第一章 火力发电厂概述火力发电厂概述水在水冷壁中吸热变为汽水混合物，经汽包汽水分水在水冷壁中吸热变为汽水混合物，经汽包汽水分离后，饱和蒸汽进入过热器，在过热器中继续吸收

6、离后，饱和蒸汽进入过热器，在过热器中继续吸收热量变为过热蒸汽，然后送入汽轮机高压缸做功，热量变为过热蒸汽，然后送入汽轮机高压缸做功，高压缸出口的蒸汽回到锅炉再热器中吸收热量，再高压缸出口的蒸汽回到锅炉再热器中吸收热量，再进入汽轮机的中、低压缸继续做功。蒸汽在汽轮机进入汽轮机的中、低压缸继续做功。蒸汽在汽轮机中膨胀做功，推动汽轮机转子旋转并带动发电机产中膨胀做功，推动汽轮机转子旋转并带动发电机产生电能。汽轮机的排汽进入凝汽器放热而凝结为水，生电能。汽轮机的排汽进入凝汽器放热而凝结为水，凝结水由凝结水泵经低压加热器加热后送入除氧器，凝结水由凝结水泵经低压加热器加热后送入除氧器，除氧后的水经给水泵送

7、往高压加热器进一步加热后除氧后的水经给水泵送往高压加热器进一步加热后送入锅炉。如此周而复始，不断地产生电能。送入锅炉。如此周而复始，不断地产生电能。原煤斗原煤斗：锅炉房内储：锅炉房内储存原煤的容器。存原煤的容器。磨煤机磨煤机：将破碎后粒：将破碎后粒度为度为25mm25mm左右的原煤左右的原煤磨制成煤粉，以供锅磨制成煤粉，以供锅炉燃烧的机械设备。炉燃烧的机械设备。分为低、中、高速磨分为低、中、高速磨煤机。磨制后的煤粉煤机。磨制后的煤粉粒度粒度25-50m25-50m。燃烧器燃烧器：将煤粉和一：将煤粉和一定比例的空气送入炉定比例的空气送入炉膛进行燃烧的装置。膛进行燃烧的装置。依据射流型式和布置依据

8、射流型式和布置方式不同，煤粉燃烧方式不同，煤粉燃烧器可分为旋流式和直器可分为旋流式和直流式两种。流式两种。各部件作用各部件作用火床炉（层状燃烧）火床炉（层状燃烧）链条炉结构链条炉结构示意图示意图煤斗煤斗特点：特点：1.1.仅用于固体燃料；仅用于固体燃料；2.2.燃烧过程在炉蓖上；燃烧过程在炉蓖上；3.3.热效率低，容量有限，热效率低，容量有限，仅仅1 165t/h65t/h；4.4.燃烧稳定，不易灭火。燃烧稳定，不易灭火。室燃炉（悬浮燃烧）室燃炉（悬浮燃烧）煤粉炉示意图煤粉炉示意图特点：特点：1.1.没有炉排，各阶段没有炉排，各阶段燃烧均在悬浮状态下，燃烧均在悬浮状态下，燃烧时间短；燃烧时间短

9、；2.2.燃烧速度快，效率燃烧速度快，效率高；高；3.3.应用广泛。应用广泛。循环流化床炉（沸腾燃烧循环流化床炉（沸腾燃烧）旋风炉（旋风燃烧）旋风炉（旋风燃烧）1-1-煤粉及一次风进口；煤粉及一次风进口；2-2-喷燃器；喷燃器；3-3-旋风燃旋风燃烧室；烧室；4-4-二次风喷口；二次风喷口；5-5-缩口；缩口；6-6-排渣口排渣口特点：特点：1.1.燃烧强烈且完全；燃烧强烈且完全；2.2.燃烧速度快；燃烧速度快；3.3.煤种适应性广；煤种适应性广；4.4.液体排渣；液体排渣；5.5.我国电厂很少采我国电厂很少采用。用。按水循环方式分类按水循环方式分类自然循环锅炉：汽包，工作压力低于自然循环锅炉

10、：汽包，工作压力低于16MPa16MPa；强制循环锅炉：有循环水泵、汽包，工作压力可强制循环锅炉：有循环水泵、汽包，工作压力可达达19MPa19MPa；直流锅炉：无汽包，适用于超高压和超临界压力；直流锅炉：无汽包，适用于超高压和超临界压力；复合循环锅炉：在直流锅炉和强制循环锅炉的工复合循环锅炉：在直流锅炉和强制循环锅炉的工作原理基础上发展起来的，是直流锅炉的改进。作原理基础上发展起来的，是直流锅炉的改进。强制循环特点强制循环特点增加了运行的可靠性；增加了运行的可靠性；可以自由布置蒸发管；可以自由布置蒸发管；可以采用较小的汽包直径、水冷壁和下降管直可以采用较小的汽包直径、水冷壁和下降管直径；径；

11、降低了锅炉的高度，节约金属材料；降低了锅炉的高度，节约金属材料；汽包锅炉只适用于临界压力以下的锅炉。汽包锅炉只适用于临界压力以下的锅炉。直流循环特点直流循环特点没有汽包，不采用或少采用下降管，钢材消耗没有汽包，不采用或少采用下降管，钢材消耗量下，制造简单，费用低，运输和安装方便。量下，制造简单，费用低，运输和安装方便。可在各种压力下工作；可在各种压力下工作；强制流动，受热面管子可灵活布置；强制流动，受热面管子可灵活布置；启停比汽包锅炉快。启停比汽包锅炉快。给水品质要求高；给水品质要求高；对负荷变动较敏感对负荷变动较敏感给水泵压头较高，消耗电能大。给水泵压头较高，消耗电能大。锅炉的热平衡及锅炉效

12、率锅炉的热平衡及锅炉效率锅炉热平衡方程锅炉热平衡方程 Q Qr r=Q=Q1 1+Q+Q2 2+Q+Q3 3+Q+Q4 4+Q+Q5 5+Q+Q6 6 kJ/kg kJ/kg如果用各项热量占输入热量的百分数表示：如果用各项热量占输入热量的百分数表示：100=q100=q1 1+q+q2 2+q+q3 3+q+q4 4+q+q5 5+q+q6 6%锅炉的热平衡锅炉的热平衡Q Qr r 为锅炉范围以外输入的热量，为锅炉范围以外输入的热量，不包括在锅炉不包括在锅炉内循环的热量。对燃煤锅炉，内循环的热量。对燃煤锅炉，Q Qr r=Q=Qdwdw+i+ir r+Q+Qwrwr Q Qdwdw-燃料的应用

13、基低位发热量燃料的应用基低位发热量 i ir r-燃料的物理热，若有预热则计算，无预热燃料的物理热，若有预热则计算，无预热为为0 0 Q Qwrwr用外热源加热时空气带入的热量，当无用外热源加热时空气带入的热量，当无外热源加热空气时为外热源加热空气时为0 0 一般而言，一般而言，Q Qr r=Q Qdwdw锅炉的热平衡锅炉的热平衡Q Q1 1-锅炉的有效利用热量，即给水在锅炉中吸收的锅炉的有效利用热量，即给水在锅炉中吸收的热量。热量。Q Q2 2-锅炉的排烟热损失，由于排出锅炉时的烟气焓锅炉的排烟热损失，由于排出锅炉时的烟气焓高于进入锅炉时的空气焓而造成的热损失。是锅高于进入锅炉时的空气焓而造

14、成的热损失。是锅炉热损失中最大的一项，炉热损失中最大的一项，q q2 2约约4-8%4-8%。一般排烟温。一般排烟温度约为度约为110-180110-180。Q Q3 3-气体不完全燃烧热损失，由于气体不完全燃烧热损失，由于COCO、H H2 2、CHCH4 4等可等可燃气体未燃烧放热就随烟气排出所造成的损失。燃气体未燃烧放热就随烟气排出所造成的损失。正常燃烧情况下，正常燃烧情况下，Q Q3 3很小，对煤粉炉，很小，对煤粉炉，q q3 3=0=0。锅炉的热平衡锅炉的热平衡Q Q4 4-固体不完全燃烧热损失，由于进入炉膛的固体固体不完全燃烧热损失，由于进入炉膛的固体燃料中，有一部分没有参与燃烧或

15、未燃尽而被排燃料中，有一部分没有参与燃烧或未燃尽而被排出炉外造成的热损失，数量上仅次于出炉外造成的热损失，数量上仅次于q q2 2，q q4 4为为2-2-4%4%。主要有以下三部分组成：。主要有以下三部分组成：1.灰渣损失：由灰渣中未燃烧或未燃尽的碳粒引灰渣损失：由灰渣中未燃烧或未燃尽的碳粒引起的损失；起的损失；2.飞灰损失：因未燃尽碳粒随烟气排出炉外而引飞灰损失：因未燃尽碳粒随烟气排出炉外而引起的损失；起的损失；3.漏煤损失：部分燃料经炉排落入灰坑引起的损漏煤损失：部分燃料经炉排落入灰坑引起的损失。失。锅炉的热平衡及锅炉效率锅炉的热平衡及锅炉效率Q Q5 5-散热损失，在锅炉运行时，由于炉

16、墙、汽包、散热损失，在锅炉运行时，由于炉墙、汽包、汽水管道、烟风管道等部件温度高于周围环境所汽水管道、烟风管道等部件温度高于周围环境所散失的热量。当锅炉容量散失的热量。当锅炉容量D D大于大于900t/h900t/h，q q5 5取为取为0.2%0.2%。Q Q6 6-灰渣物理热损失及其他热损失，高温灰渣灰渣物理热损失及其他热损失，高温灰渣（600-800600-800）排出炉膛带走的热量。）排出炉膛带走的热量。q q6 6约为约为0.5%.0.5%.锅炉效率为有效利用热锅炉效率为有效利用热Q Q1 1和锅炉输入热量和锅炉输入热量Q Qr r的比值，的比值，%。即。即 b b=(Q1/Q2)*

17、100%(=(Q1/Q2)*100%(正平衡法正平衡法)b b=1-=1-（q q2 2+q q3 3+q q4 4+q q5 5+q q6 6）(反平衡法反平衡法)由以上分析知，锅炉的效率由以上分析知，锅炉的效率约为约为87.3-93.3%87.3-93.3%之之间。间。2.2 2.2 锅炉汽水系统受热面锅炉汽水系统受热面1.蒸发设备：蒸发设备：汽包、水冷壁、汽包、水冷壁、下降管、联箱等下降管、联箱等2.过热器和再热过热器和再热器器3.尾部受热面：尾部受热面：省煤器和空气预省煤器和空气预热器热器2.2.1 2.2.1 蒸发设备蒸发设备蒸发设备是锅炉的重要组成部分，其任务蒸发设备是锅炉的重要组

18、成部分，其任务是吸收燃料燃烧放出的热量，把炉水加热是吸收燃料燃烧放出的热量，把炉水加热汽化成饱和蒸汽；汽化成饱和蒸汽；蒸发设备中水冷壁是主要的蒸发受热面；蒸发设备中水冷壁是主要的蒸发受热面；不同的锅炉所包含的蒸发设备中的部件不不同的锅炉所包含的蒸发设备中的部件不尽相同。尽相同。锅锅炉炉外外形形结结构构汽包是一个汽包是一个钢制圆筒形钢制圆筒形容器，有筒容器，有筒身与封头组身与封头组成。成。筒身部筒身部分由钢板卷分由钢板卷制焊接而成，制焊接而成，封头用钢板封头用钢板模压成型。模压成型。高压以上大容量锅炉，汽包内径高压以上大容量锅炉，汽包内径1600-1800mm1600-1800mm，壁厚，壁厚80-100mm80-100mm，长度，长度10-10-26m,26m,重量多达百吨以上。或支撑于锅炉钢架横梁上，或悬吊于锅炉钢架重量多达百吨以上。或支撑于锅炉钢架横梁上，或悬吊于锅炉钢架顶梁上。顶梁上。