Instrument Design
電廠鍋爐工作原理電(dian)廠(chang)鍋爐是發(fa)電(dian)廠(chang)三大主(zhu)要設(she)備(bei)中重要的(de)能量(liang)(liang)轉(zhuan)換(huan)設(she)備(bei)。它的(de)作用(yong)是將燃(ran)料的(de)化(hua)(hua)學能轉(zhuan)變為(wei)熱(re)能,并利用(yong)熱(re)能加(jia)熱(re)鍋內(nei)的(de)水(shui)使之成為(wei)具(ju)有足(zu)夠(gou)數量(liang)(liang)和一定質量(liang)(liang)(汽(qi)溫、汽(qi)壓)的(de)過(guo)熱(re)蒸汽(qi),供汽(qi)輪(lun)機使用(yong)。現(xian)在(zai)火(huo)力發(fa)電(dian)廠(chang)的(de)鍋爐容量(liang)(liang)大、參數高(gao)、技術復雜、機械化(hua)(hua)和自動化(hua)(hua)水(shui)平高(gao),所以燃(ran)料主(zhu)要是煤,并且煤在(zai)燃(ran)燒之前先制成煤粉,然后送入鍋爐在(zai)爐膛中燃(ran)燒放熱(re)。概括地說,鍋爐是主(zhu)要工作過(guo)程就燃(ran)料的(de)燃(ran)燒、熱(re)量(liang)(liang)的(de)傳(chuan)遞、水(shui)的(de)加(jia)熱(re)與汽(qi)化(hua)(hua)和蒸汽(qi)的(de)過(guo)熱(re)等。 整個鍋爐由鍋爐本(ben)體和(he)輔助(zhu)設備兩部分(fen)組成。 鍋爐本體: 鍋(guo)爐(lu)本(ben)體是(shi)(shi)鍋(guo)爐(lu)設備的(de)(de)主(zhu)要部分,是(shi)(shi)由“鍋(guo)”和“爐(lu)”兩(liang)部分組(zu)成的(de)(de)。“鍋(guo)”是(shi)(shi)汽(qi)水(shui)系(xi)統,它(ta)主(zhu)要任務是(shi)(shi)吸引收燃(ran)料放出的(de)(de)熱量(liang),使水(shui)加熱、蒸(zheng)發(fa)并(bing)最后(hou)變成具有(you)一定參(can)數的(de)(de)過熱蒸(zheng)汽(qi)。它(ta)由省煤器、汽(qi)包、下降管(guan)、聯(lian)箱、水(shui)冷壁、過熱器和再熱器等設備及其連接管(guan)道和閥門組(zu)成。 (1) 省煤器。位于鍋(guo)爐(lu)(lu)尾部垂直煙道,利用煙氣(qi)余熱加(jia)熱鍋(guo)爐(lu)(lu)給水,降低(di)排煙溫度,提高(gao)鍋(guo)爐(lu)(lu)效(xiao)率,節(jie)約(yue)燃(ran)料(liao)。 (2) 汽(qi)(qi)包。位于鍋爐頂部,是(shi)一個(ge)圓筒(tong)形(xing)的(de)承(cheng)壓(ya)容器(qi),其(qi)下(xia)(xia)是(shi)水(shui)(shui),上部是(shi)汽(qi)(qi),它接受(shou)省(sheng)煤器(qi)的(de)來水(shui)(shui),同(tong)時(shi)又與下(xia)(xia)降管、聯(lian)箱(xiang)、水(shui)(shui)冷(leng)壁共同(tong)組(zu)成(cheng)水(shui)(shui)循環(huan)回路。水(shui)(shui)在(zai)水(shui)(shui)冷(leng)壁中(zhong)吸(xi)熱而生(sheng)成(cheng)的(de)汽(qi)(qi)水(shui)(shui)混合(he)物匯集于汽(qi)(qi)包,經汽(qi)(qi)水(shui)(shui)分(fen)離后向過熱器(qi)輸送(song)飽(bao)和蒸汽(qi)(qi)。 (3) 下(xia)降(jiang)管(guan)(guan)。是水冷(leng)壁(bi)的(de)供水管(guan)(guan)道(dao),其作(zuo)用是把汽包中(zhong)的(de)水引入下(xia)聯箱(xiang)再分配到各個水冷(leng)管(guan)(guan)中(zhong)。分小(xiao)直徑(jing)分散下(xia)降(jiang)管(guan)(guan)和(he)大(da)直徑(jing)集中(zhong)下(xia)降(jiang)管(guan)(guan)兩(liang)種。小(xiao)直徑(jing)下(xia)降(jiang)管(guan)(guan)管(guan)(guan)徑(jing)小(xiao),對水循環不(bu)利。 (4) 水(shui)冷(leng)壁下聯(lian)箱(xiang)(xiang)。聯(lian)箱(xiang)(xiang)主(zhu)要作用是(shi)將質(zhi)(zhi)匯集(ji)起(qi)來(lai),或將工(gong)質(zhi)(zhi)通(tong)過(guo)聯(lian)箱(xiang)(xiang)通(tong)過(guo)聯(lian)箱(xiang)(xiang)重新分配(pei)到(dao)其它管道中。水(shui)冷(leng)壁下聯(lian)箱(xiang)(xiang)是(shi)一根較粗兩端封閉的管子,其作用是(shi)把下降管與(yu)水(shui)冷(leng)壁連(lian)接在一起(qi),以便起(qi)到(dao)匯集(ji)、混合、再(zai)分配(pei)工(gong)質(zhi)(zhi)的作用。 (5) 水冷壁。位(wei)于爐(lu)膛四周,其主要(yao)任(ren)務(wu)是(shi)(shi)吸收爐(lu)內的輻射熱,使水蒸發,它是(shi)(shi)現代(dai)鍋爐(lu)的主要(yao)受熱面,同時(shi)還可(ke)以保護(hu)爐(lu)墻(qiang)。 (6) 過熱(re)器。其作用是將汽包來(lai)的飽和蒸汽加熱(re)上成具有一定溫度的過熱(re)蒸汽。 (7) 再(zai)熱(re)器。其作用是(shi)將汽輪機中做過部分功的蒸汽再(zai)次進(jin)行加熱(re)升溫,然后再(zai)送到汽輪機中繼續做功。 “爐(lu)”是燃(ran)燒系統,它的任務是使燃(ran)料在爐(lu)內良(liang)好的燃(ran)燒,放出(chu)熱量。它由爐(lu)膛、燃(ran)燒器(qi)、點(dian)火裝置、空氣預熱器(qi)、煙風道及爐(lu)墻、構架等組成。 (1) 爐膛(tang)。是由爐墻和(he)水冷壁轉成的供(gong)燃(ran)料(liao)燃(ran)燒(shao)(shao)的,燃(ran)料(liao)在該空間內呈懸(xuan)浮狀(zhuang)燃(ran)燒(shao)(shao),釋(shi)放出(chu)大量(liang)的熱量(liang)。 (2) 燃(ran)燒器。位于(yu)爐(lu)膛四角或墻壁上,其作用是把燃(ran)料和空氣以一定速(su)度噴入(ru)爐(lu)內(nei),使其在爐(lu)內(nei)能進(jin)行良好的混合以保(bao)證燃(ran)料及時著火和迅(xun)速(su)完全地(di)燃(ran)燒。分直流燃(ran)燒器和旋(xuan)流燃(ran)燒器兩種基本類型(xing)。 (3) 空氣(qi)預熱(re)器(qi)。位于鍋爐(lu)(lu)尾(wei)部煙道,其(qi)作用是利用煙氣(qi)余(yu)熱(re)加熱(re)燃料(liao)燃燒所需要的空氣(qi),不僅(jin)可以進一步降低排煙溫度,而且(qie)對于強化爐(lu)(lu)內(nei)燃燒、提高燃燒的經濟性、干燥(zao)和輸(shu)送煤(mei)粉都是有利的。鍋爐(lu)(lu)效率(lv)可提高2%左右(you)。分管式和回轉式兩種。 (4) 煙(yan)風道(dao)(dao)(dao)。是由爐(lu)墻(qiang)、部分(fen)受熱面(mian)管道(dao)(dao)(dao)及包墻(qiang)管等(deng)組成的管道(dao)(dao)(dao),用以引導(dao)煙(yan)氣的流動,并經各(ge)個受熱面(mian)進行熱量交換,分(fen)為水平煙(yan)道(dao)(dao)(dao)和尾部煙(yan)道(dao)(dao)(dao)。 輔助設備 輔助設備(bei)(bei)包括(kuo)通風設備(bei)(bei)(送、引風機(ji))、燃料運輸(shu)設備(bei)(bei)、制粉(fen)系統、除灰渣及(ji)除塵設備(bei)(bei)、脫(tuo)硫設備(bei)(bei)等。 三(san)、電廠(chang)鍋(guo)爐的工作過程 由(you)原(yuan)煤(mei)倉落(luo)下的(de)原(yuan)煤(mei)經(jing)給煤(mei)機(ji)(ji)送(song)(song)入(ru)磨(mo)煤(mei)機(ji)(ji)磨(mo)制成煤(mei)粉(fen)(fen)。在原(yuan)煤(mei)磨(mo)制過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong),需(xu)要熱(re)(re)(re)空氣(qi)(qi)對煤(mei)進(jin)行加熱(re)(re)(re)和(he)干燥,因此外界冷空氣(qi)(qi)通過(guo)送(song)(song)風(feng)機(ji)(ji)送(song)(song)入(ru)鍋爐尾部煙(yan)道的(de)空氣(qi)(qi)預熱(re)(re)(re)器(qi)中(zhong)(zhong),被煙(yan)氣(qi)(qi)加熱(re)(re)(re)成為熱(re)(re)(re)空氣(qi)(qi)進(jin)入(ru)熱(re)(re)(re)風(feng)管道。其中(zhong)(zhong)一(yi)部分熱(re)(re)(re)空氣(qi)(qi)經(jing)排(pai)粉(fen)(fen)機(ji)(ji)送(song)(song)入(ru)磨(mo)煤(mei)機(ji)(ji)中(zhong)(zhong),對煤(mei)進(jin)行加熱(re)(re)(re)和(he)干燥,同(tong)時這部分空氣(qi)(qi)也是輸(shu)送(song)(song)煤(mei)粉(fen)(fen)的(de)介質;另一(yi)部分熱(re)(re)(re)空氣(qi)(qi)直接經(jing)燃燒器(qi)進(jin)入(ru)爐膛參與(yu)煤(mei)粉(fen)(fen)的(de)燃燒。從磨(mo)煤(mei)機(ji)(ji)排(pai)出的(de)煤(mei)粉(fen)(fen)和(he)空氣(qi)(qi)的(de)混合物經(jing)燃燒器(qi)進(jin)入(ru)爐膛內燃燒。 煤(mei)粉在爐膛(tang)內(nei)迅(xun)速燃燒后放出大(da)量(liang)的熱(re)(re)量(liang),使爐膛(tang)火焰中心(xin)的溫(wen)(wen)度具有(you)1500度或更高的溫(wen)(wen)度。爐膛(tang)四周內(nei)壁布(bu)置有(you)許多的水(shui)冷壁管,爐膛(tang)頂(ding)部(bu)(bu)布(bu)置著頂(ding)棚過熱(re)(re)器及爐膛(tang)上方布(bu)置著屏(ping)式過熱(re)(re)器等(deng)受(shou)熱(re)(re)面。水(shui)冷壁和頂(ding)棚過熱(re)(re)器等(deng)是(shi)爐膛(tang)的輻射受(shou)熱(re)(re)面,其內(nei)部(bu)(bu)的工質在吸引爐膛(tang)的輻射熱(re)(re)的同時,使火焰溫(wen)(wen)度降低,保(bao)護爐墻不致被燒壞。為(wei)了(le)防止熔化(hua)的灰渣黏(nian)結在煙道內(nei)的受(shou)熱(re)(re)面上,煙氣向上流動到達(da)爐膛(tang)上部(bu)(bu)出口處時,其溫(wen)(wen)度要低于(yu)煤(mei)灰的熔點。 高溫煙氣(qi)經爐膛上(shang)部出口離(li)開爐膛進入(ru)水(shui)平煙道,與布置在(zai)水(shui)平煙道的過(guo)熱(re)器(qi)(qi)進行熱(re)量(liang)交(jiao)換,然后(hou)進入(ru)尾部煙道,并與再(zai)熱(re)器(qi)(qi)、省煤器(qi)(qi)、和空氣(qi)預熱(re)器(qi)(qi)等受熱(re)面進行熱(re)量(liang)交(jiao)換,使(shi)煙氣(qi)不斷放(fang)出熱(re)量(liang)而逐漸冷卻下(xia)來(lai),使(shi)得離(li)開空氣(qi)預熱(re)器(qi)(qi)的煙氣(qi)溫度通常在(zai)110-160度之(zhi)間。低溫煙氣(qi)再(zai)經過(guo)除塵器(qi)(qi)除去大量(liang)的飛(fei)灰,最(zui)后(hou)只(zhi)有(you)少量(liang)的細微灰粒隨煙氣(qi)由(you)引風機送(song)入(ru)煙囪(cong)排入(ru)大氣(qi)。 煤粉在爐(lu)膛(tang)中(zhong)燃(ran)燒后(hou)所生(sheng)成的較大灰粒(li)沉(chen)降到爐(lu)膛(tang)底部的冷(leng)(leng)灰斗(dou)中(zhong),被冷(leng)(leng)卻凝固(gu)落入(ru)排(pai)渣裝置中(zhong),形成固(gu)定(ding)排(pai)渣。 由給水(shui)泵送向(xiang)鍋爐的給水(shui),經(jing)過高壓加熱器加熱后(hou)進入(ru)(ru)省(sheng)煤器,吸收鍋爐尾部(bu)煙(yan)氣的熱量后(hou)進入(ru)(ru)汽(qi)包(bao),并通(tong)(tong)過下(xia)降(jiang)管(guan)(guan)引入(ru)(ru)水(shui)冷壁(bi)下(xia)聯箱(xiang)再分(fen)配給各個(ge)水(shui)冷壁(bi)管(guan)(guan)。水(shui)在水(shui)冷壁(bi)中吸收爐膛高溫(wen)火焰和(he)煙(yan)氣的輻射(she)熱,使(shi)部(bu)分(fen)水(shui)蒸(zheng)發(fa)變成飽(bao)和(he)蒸(zheng)汽(qi),從而在水(shui)冷壁(bi)內形成了汽(qi)水(shui)混合(he)(he)物(wu)(wu)。汽(qi)水(shui)混合(he)(he)物(wu)(wu)向(xiang)上流動并進入(ru)(ru)汽(qi)包(bao),通(tong)(tong)過汽(qi)包(bao)中的汽(qi)水(shui)分(fen)離(li)裝置進行(xing)汽(qi)水(shui)分(fen)離(li),分(fen)離(li)出(chu)來的水(shui)繼續循環。而分(fen)離(li)出(chu)來的飽(bao)和(he)蒸(zheng)汽(qi)經(jing)汽(qi)包(bao)上部(bu)的飽(bao)和(he)蒸(zheng)汽(qi)引出(chu)管(guan)(guan)送入(ru)(ru)過熱器進行(xing)加熱。最后(hou)達到要求(qiu)的過熱蒸(zheng)汽(qi)通(tong)(tong)過主蒸(zheng)汽(qi)管(guan)(guan)道(dao)引入(ru)(ru)汽(qi)輪機做(zuo)功(gong)。 對于(yu)高參數、大功率機(ji)(ji)(ji)組,為了(le)提高循(xun)環(huan)熱效(xiao)率和汽(qi)輪機(ji)(ji)(ji)的(de)相(xiang)對內(nei)效(xiao)率,采用(yong)了(le)蒸汽(qi)的(de)中間再(zai)熱,在汽(qi)輪機(ji)(ji)(ji)高壓缸內(nei)做(zuo)完部(bu)分功的(de)過熱蒸汽(qi)被(bei)送回鍋爐的(de)再(zai)熱器中進行加熱,然后再(zai)送到汽(qi)輪機(ji)(ji)(ji)的(de)中低(di)壓缸做(zuo)功。
|