300MW锅炉运行讲座.doc

锅炉运行讲座
讲课大纲:
锅炉基本概念
锅炉本体
燃料及其主要特性
制粉系统
风烟系统
锅炉启动系统
蒸汽减温系统
锅炉启停
锅炉运行调整
事故处理
一、锅炉基本概念
锅炉是将燃料产生的热能用来加热工质,使之达到一定参数的设备。锅炉最广泛的用途是将净化的水加热转变为蒸汽,故在英文资料中也称为蒸汽发生装置。在火力发电厂中,锅炉产生高温高压蒸汽,推动汽轮机、带动发电机发出电能,实现将一次能源转化为二次能源的能量转化过程。所以,锅炉、汽轮机、发电机是火力发电厂的三大主要设备。
锅炉设备包括锅炉本体和辅助设备两个部分。锅炉本体由“锅”和“炉”两大部分组成。“锅”就是锅炉的汽水系统管子,由省煤器、汽包下降管、水冷壁、过热器和再热器等设备组成;“炉”就是锅炉的燃烧系统和构架,由炉膛、风道、烟道、燃烧器和锅炉钢架等组成。锅炉辅助设备是指锅炉本体以外但必不可少的设备,包括输煤、制粉、通风、排烟、给水、除尘、除灰、热工仪器仪表和水处理设备等。
锅炉按用途可分为电站锅炉、工业锅炉、船用锅炉和生活锅炉等;按燃料可分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉和垃圾锅炉等;按容量可分为大型锅炉、中型锅炉、小型锅炉等;按蒸汽压力可分为低压锅炉(p≤)、中压锅炉(p=~)、高压锅炉(p=~)、超高压锅炉(p=~)、亚临界锅炉(p=~)、超临界锅炉(p>)、超超临界锅炉(p>30Mpa);按排渣方式可分为固态排渣锅炉和液态排渣锅炉。
锅炉参数是指锅炉的容量、锅炉出口蒸汽压力、蒸汽温度和进口给水温度。锅炉的容量用额定蒸发量来表示,是指锅炉在额定的出口蒸汽参数和进口给水温度以及在保证效率的条件下,连续运行时所必须保证的蒸发量,其单位为t/h。锅炉出口蒸汽压力和温度是指锅炉主蒸汽阀出口处(或过热器出口集箱)的过热蒸汽压力和温度。进口给水温度是指省煤器进口集箱处的给水温度。
锅炉给水转变为过热蒸汽的汽化过程要经过预热、汽化、过热三个阶段。为了提高蒸汽动力循环的效率,现代电站锅炉水的汽化,还有第四个阶段——再热阶段,这就是:锅炉产生的过热蒸汽送到汽轮机高压缸膨胀做功后,蒸汽的压力和温度都降低了,再将这些蒸汽送回到锅炉中加热,即再热,然后又送到汽轮机的中、低压缸去继续做功。
水汽化的四个阶段,分别在锅炉各种受热面中进行。预热阶段主要在省煤器中进行,汽化阶段主要在蒸发受热面(水冷壁)中进行,过热阶段在过热器中进行,再热阶段在再热器中进行。蒸汽参数不同,则各个受热面吸热量分配也就不同。这可从图1-1-1所示的工质焓值与压力、温度的关系曲线看出:
图1-1-1 工质焓值与压力、温度的曲线
随着压力增加,BA曲线所示的饱和水焓i,不断增加,到临界压力时达到最大值;而干饱和蒸汽i,, 则沿CA曲线先增加到最大值(当压力在3Mpa时),然后逐渐下降,达10Mpa后快速下降,到临界压力时与饱和水焓相同。过热蒸汽焓i随压力增加而略有降低,而随蒸汽温度升高增加。
图中下方斜线为给水焓,按电站锅炉参数系列标准,随压力增加而增大。但由图可见:随着压力增大,给水焓线DE与饱和焓曲线BA之间的差值增大,即加热所需的吸热量增加,也就是要布置更多的省煤器受热面;曲线CA和BA之间的差值减小,即蒸发量所需的吸热量减少,蒸发受热面的需要量减少,到临界压力时,蒸发吸热为零。在同样的过热蒸汽温度下,线FG与CA之间的差值随压力增加而略有增大,但从提高电厂郎肯循环效率出发,过热蒸汽温度必然随压力增加而提高,这样锅炉内的过热吸热量大为增加,也就是要布置更多的过热受热面。与蒸发受热面减少相适应,要以屏式过热器的型式将过热受热面或再热受热面放入炉膛内,以维持炉内热平衡,控制炉膛出口烟温。
简而言之,随着蒸汽压力的提高,水汽化过程预热增加,蒸发热减少,过热增加。300MW机组锅炉的预热、蒸发热、过热、再热的比例大约为22%、28%、35%、15%。
蒸汽初参数与机组效率关系如下:
 
图1 蒸汽初参数与机组效率关系的一种估计
 
二、锅炉本体设备
(一) 大型锅炉本体布置型式
锅炉本体的布置型式是指锅炉膛与炉膛中的辐射受热面及对流烟道与其中的各种对流受热面之间的相互关系及相对位置。锅炉本体的布置型式既与锅炉的容量、参数有关,又与锅炉所用的燃料性质以及钢材、地皮价格有关。由于具体条件不同,会有许多不同的布置型式。
大型锅炉常见的本体布置型式有以下几种:
图1-2-1 锅炉本体的典型布置
(a)∏型;(b)Γ形;(c)T型;(d)塔形;(e)半塔形;(f)箱形
一、∏型布置
在燃用煤粉的自然循环锅炉、强制循环锅炉和直流锅炉中,广泛采用这种布置型式。