建筑设计干熄焦锅炉分类原理以及工艺流程Word格式.docx

1、锅炉出口工质压力一般为3.8259.8 Mpa4超高压锅炉锅炉出口工质压力一般为9.813.73 Mpa5亚临界压力锅炉锅炉出口工质压力一般为13.7316.67 Mpa6超临界压力锅炉锅炉出口工质压力一般大于22.13 Mpa五按蒸发量分类1小型锅炉蒸发量小于20t/h的锅炉称小型锅炉。2中型锅炉蒸发量为2075t/h的锅炉称中型锅炉。3大型锅炉蒸发量大于75t/h的锅炉称大型锅炉。六按循环方式分类1自然循环锅筒锅炉具有锅筒，利用下降管和上升管中工质密度差产生工质循环，只能在临界压力以下应用。2强制循环锅筒锅炉具有锅筒和循环泵，利用循环回路中的工质密度差和循环泵压头建立工质循环，只能在临界压

2、力以下应用。3低倍率循环锅炉具有汽水别离器和循环泵，主要靠循环泵建立工质循环。它可在亚临界压力和超临界压力下应用，循环倍率低，一般为1.252.0。4直流锅炉无锅筒，锅炉给水靠水泵压头一次通过受热面产生蒸汽，适用于高压和超临界压力锅炉。5复合循环锅炉具有再循环泵，锅炉负荷低时按再循环方式运行，负荷高时按直流方式运行，可运用于亚临界压力和超临界压力。 七按燃料种类和能量来源分类1固体燃料锅炉燃用煤等固体燃料。2液体燃料锅炉燃用重油等液体燃料。3气体燃料锅炉燃用天然气等气体燃料。4余热锅炉利用冶金、石油化工等工业的余热作热源。5电加热锅炉6原子能锅炉二、锅炉的组成锅炉设备一般由锅炉本体、锅炉辅助设

3、备组成。锅炉本体主要包括喷燃器、燃烧室、布置有受热面的烟道、省煤器、蒸发器、过热器、空气预热器、水冷壁、锅筒、上升管、下降管、集箱和锅炉钢架等。锅炉辅助设备主要有给水设备、风机、除尘器和自动控制设备等。三、锅炉的型号我国锅炉目前采用三组字码表示其型号。型号中的第一组字码是锅炉制造厂的汉语拼音缩写，如HG表示哈尔滨锅炉厂，WG表示武汉锅炉厂，SG表示上海锅炉厂。型号中的第二组字码表示锅炉产品性能参数，包括锅炉蒸发量、蒸汽压力及温度 。型号中的第三组字码表示锅炉的设计序号。第二节干熄焦锅炉的原理及工艺流程一、干熄焦锅炉工作原理干熄焦锅炉是利用吸收了红焦显热的高温循环气体与除盐除氧纯水热交换，产生额

4、定参数温度和压力和品质的蒸汽，并输送给热用户的一种受压、受热的设备。干熄焦锅炉是一种特殊的余热锅炉。二、干熄焦锅炉工艺流程干熄焦锅炉是干熄焦系统的重要组成局部。如图31所示，惰性循环气体在干熄炉中冷却红焦后，吸收了红焦显热后的高温惰性循环气体经一次除尘器除去粗颗粒粉焦进入锅炉，锅炉吸热产生蒸汽，被冷却的惰性循环气体经二次除尘器除去细颗粒粉焦，再由循环风机鼓入干熄炉继续循环冷却红焦。一次除尘器干熄炉一次除尘器干熄炉二次过热器一次过热器光管蒸发器鳍片管蒸发器省煤器给水预热器二次除尘器循环风机锅炉给水预热器二次除尘器循环风机锅炉图31 干熄焦锅炉系统图干熄焦锅炉流程按本体烟气系统流程、本体汽水系统流

5、程和锅炉系统分别简述如下。一锅炉本体烟气系统流程吸收了红焦显热的循环烟气从干熄炉冷却室出来，经一次除尘器除去粗颗粒焦粉后从锅炉入口进入，垂直往下先后流经二次过热器、一次过热器、光管蒸发器、鳍片管蒸发器、省煤器，最后从锅炉底部引出。见图31。二锅炉本体汽水系统流程锅炉给水由多级离心泵升压后向锅炉供水，除盐除氧纯水经省煤器预热后进入锅筒。锅筒炉水可分为强制循环局部和自然循环局部。1自然循环局部锅筒炉水经锅筒下降管进入膜式水冷壁，炉水吸热汽化成汽水混合物经膜式水冷壁上升管返回锅筒。2强制循环局部锅筒炉水由锅筒下降管经强制循环泵送入鳍片管蒸发器与光管蒸发器，炉水吸热汽化成汽水混合物经蒸发器上升管返回锅

6、筒。此两局部产生的汽水混合物在锅筒中进行汽水别离，饱和蒸汽由锅筒上部导出，经一次过热器升温后，进入减温器喷水减温，然后进入二次过热器继续升温，从二次过热器引出的蒸汽即为外供主蒸汽。干熄焦锅炉汽水流程示意图见图32。锅 筒喷水减温器去主蒸汽管强制循环泵膜式水冷壁图32 锅炉汽水流程示意图三干熄焦锅炉系统流程干熄焦锅炉系统流程按各子系统分别简述如下。锅炉给水处理系统原水经过过滤、除CO2、除盐、除氧、调质后得到锅炉用纯水，详细内容见第七章。2锅炉主给水系统除氧器出水经锅炉给水泵加压后，再经外部热力管廊送至干熄焦锅炉，给水量与干熄焦锅炉蒸发量及锅筒水位联锁，根据反响信号自动调节锅炉给水调节阀开度，从

7、而调节锅炉给水量。锅炉给水首先进入锅炉省煤器，吸收炉膛内低温侧烟气热量，给水温度升至一定温度，然后进入锅筒。锅筒内炉水分两路进行循环，一路为自然循环，循环路线为：炉水经下降管送入膜式水冷壁下集箱，进入水冷壁吸热汽化后，在重度差作用下，汽水混合物回到上集箱，经上升管送入锅筒；另一路为强制循环，循环路线为：锅筒内炉水经下降管进入强制循环泵，由强制循环泵加压，送入蒸发器吸热汽化后，汽水混合物进入锅筒。3主蒸汽系统干熄焦锅炉锅筒内汽水混合物经汽水别离装置别离，产生饱和蒸汽。饱和蒸汽通过汇流管引入一次过热器，在一次过热器内与高温循环气体换热，使蒸汽上升到一定温度，再送入减温器喷水减温，将蒸汽温度降至一定

8、温度，然后进入二次过热器，经与高温循环气体换热升温，引出二次过热器，并保持过热蒸汽温度与压力。再经主蒸汽压力调节阀调节后，保持送出压力。对过热蒸汽应取样化验合格后，最后主蒸汽通过外部热力管廊，供应汽轮发电站进行发电和供应其它生产用户使用。4减温水系统锅炉主给水一局部送入干熄焦锅炉喷淋减温器，根据二次过热器出口主蒸汽温度，通过自动调节阀调节进减温器的减温水量，从而保证干熄焦锅炉供出的过热蒸汽的温度达设定要求。5排污及紧急放水系统锅炉运行时，通过锅炉给水进入锅炉内的杂质，仅有很少局部会被饱和蒸汽带走，大局部留在锅炉水中。如不采取措施，随时间的推移，炉水中含盐量、水渣量将越积越多。这不仅会影响蒸汽品

9、质，而且可能造成炉管堵塞，危及锅炉的平安运行。因此，为了使锅炉水的含盐量和含硅量能维持在极限容许值以下和排除锅炉水中的水渣，在锅炉运行中，必须经常放掉一局部锅炉水，并补入相同量的给水，这叫作锅炉排污。锅炉排污分连续排污和定期排污两种方式：1连续排污连续排污也叫外表排污或上部排污，这种排污方式是从锅炉锅筒内含盐浓度最大的部位连续放出锅水，以维持额定的炉水含盐量。在锅炉水循环回路中，锅筒内因炉水连续蒸发，含盐浓度逐渐升高。因此采用将炉水连续排放的方式，以维持炉水的正常含盐量。排污量一般为锅炉额定蒸发量的1%2%；同时，紧急放水管道与连续排污管道也设在同一主管道上，保证了在锅炉事故状态下，能够开启紧

10、急放水管上道的电动阀门，快速将锅筒内炉水放掉，保障锅炉平安稳定运行。2定期排污定期排污也叫间断排污或底部排污。这种排污方式是补充连续排污的缺乏，定期从锅炉水循环系统的最低点，短时间内快速排放锅炉水，从而排除锅炉水中的沉淀物，以改善锅炉水的品质。进行定期排污时，应注意以下几点：1排放速度应很快，以利于水渣和沉淀物的排出。2每次排放的时间应很短，排放时间过长会影响锅炉水循环的平安。3定期排污的间隔时间，应根据锅炉水水质来确定。4定期排污一般最好在锅炉低负荷时进行，因为此时水循环速度低，水渣下沉，排污的效果较好。5定期排污前应适当提高水位，以免锅炉缺水。6锅炉发生事故时满水事故除外，应立即停止排污。

11、7定期排污水的温度和压力都很高，只有降温降压后才能排入工厂排污水系统中，通常设排污井来降温和降压。锅炉投入运行的初期，需加强定期排污，以排除锅炉水中的铁锈和其它水渣。6疏水、排气系统用于干熄焦锅炉系统设备及工艺管道系统的启动状态及正常运行状态的疏水及排气，以保障干熄焦锅炉系统平安经济运行，减少汽水损失。7二次蒸汽系统在干熄焦锅炉连续排污扩容器内，对锅炉的连续排污水进行扩容别离。别离出的二次蒸汽经外部热力管廊送至除氧给水泵站内的除氧器，用以加热除氧器内给水，提高干熄焦锅炉热量的利用率。8循环冷却水系统接自外部管线的循环冷却水，冷却干熄焦锅炉系统运转设备并吸收一局部热量后温度升高，然后经外部管线返

12、回至冷却塔进行冷却处理后循环使用。9锅炉控制系统及平安装置锅炉控制系统见第四章，平安装置见第十一章。三、干熄焦锅炉水循环一锅炉水循环水和汽水混合物在锅炉蒸发受热面的循环回路中连续流动的过程，叫做锅炉水循环。锅炉水循环方式主要有两种，即自然循环和强制循环。1自然循环由于汽水混合物的密度比水小，利用这种重度差产生水和汽水混合物的循环流动，称为自然循环。图33为简化的锅炉自然水循环示意图。图中的锅筒、下降管、下集箱、膜式水冷壁或上升管和上集箱组成一个循环回路。由于膜式水冷壁在锅炉内部受热产生了蒸汽，汽水混合物的密度小，而下降管在炉外不受热，管中是水，其密度大，两者密度差就产生了推动力。水沿着下降管向

13、下流动，而汽水混合物那么沿着膜式水冷壁向上流动，上升管中的汽水混合物进入锅筒进行汽水别离后，饱和水又流入下降管，这样就形成了水的自然循环流动。5124343图33 锅炉自然水循环示意图锅筒 2下降管 3下集箱联箱4上升管膜式水冷壁5上集箱2强制循环强制循环是利用循环水泵机械力的强制作用使炉水循环流动换热的方式，强制循环水泵将锅筒中的炉水送入蒸发器吸热汽化成为汽水混合物后再返回锅筒。强制循环水泵的流量和压头与锅炉的循环倍率选择及锅筒高度、水循环回路阻力、蒸汽压力等因素均有关。强制循环水泵的流量通常为锅炉蒸汽产量的56倍。二循环倍率为了保证在蒸发受热面管中有足够的水冷却管壁，进入上升管的水量应比上

14、升管所产生的蒸汽量大许多倍。这一特性是用循环倍率来描述的。所谓循环倍率就是进入上升管的循环水量与上升管的蒸发量之比值，即进入上升管的循环水量需要经过几次循环才能全部变成蒸汽。其关系式为：式中：K循环倍率；G循环流量t/h；D蒸汽流量t/h；循环倍率越大，汽水混合物的干度越小，那么上升管出口端汽水混合物中水的份额越大。在这种情况下，管壁上能保持住一层连续流动的水膜，水循环也很平安；反之，循环倍率越小，汽水混合物的干度越大，上升管出口端汽水混合物中水的份额越小，以致在管壁上维持不住连续流动的水膜。同时由于产汽量多，汽水混合物的流速也将增大，即使上升管出口处有一层很薄的水膜也容易撕破，造成传热恶化，

15、金属超温。为了保证水循环的平安可靠，循环倍率不应太小，汽水混合物的干度不应太大。通常把保证管壁上有一层连续水膜的最小循环倍率称为临界循环倍率。强制循环锅炉设计中，循环倍率应根据工质情况和受热面条件进行详细计算。这是由于如循环倍率选用过大，将增大循环水泵的电力消耗。而循环倍率选用过小，将有使个别管子发生“过热和由于热负荷分配不均匀而可能导致水循环破坏的事故。三名词术语介绍1饱和蒸汽在封闭容器内，当蒸发与凝结进行到一定时，液、汽两相动态平衡时为饱和状态。此时蒸汽为饱和蒸汽，液体为饱和液体，液、汽两相温度为饱和温度，对应的压力为饱和压力。饱和蒸汽又分为干饱和蒸汽和湿饱和蒸汽。干饱和蒸汽即组成局部均为

16、饱和蒸汽，湿饱和蒸汽即组成局部为饱和蒸汽和饱和液体。由饱和液体变成干饱和蒸汽所吸收的热量称为汽化潜热，其过程温度不变。通常所说蒸汽是指干饱和蒸汽。2过热蒸汽在一定压力下，对干饱和蒸汽继续加热使其温度升高，此时的蒸汽为过热蒸汽。其过热温度又称为过热度。3蒸汽的干度、湿度干度：水蒸汽中干饱和蒸汽所占的质量百分数叫蒸汽的干度。湿度：水蒸汽中干饱和水所占的质量百分数叫蒸汽的湿度。对于干饱和蒸汽，其干度为1。4密度、重度密度：是单位容积V内所含物质的质量m。单位为kgm3。mV重度：是单位容积V内所含物质的重量G。单位为Nm3。GV密度和重度的关系：g式中，g：重力加速度g9.8079.81ms25干熄

17、焦锅炉系统干熄焦锅炉系统是指保证干熄焦锅炉正常生产所必需的介质供应设备及附件的组合。6干熄焦锅炉的热平衡干熄焦锅炉的热平衡是计算外部热量在锅炉中利用的情况，如热量的有效利用情况、热损失情况等，其目的是为了研究有效地提高锅炉的热效率。干熄焦锅炉热平衡的计算是为了使进入锅炉的热量Q与有效利用热量Q1及各种热损失的总和相平衡，再在热平衡的根底上计算干熄焦锅炉的产汽量。锅炉热平衡方程式如下：式中进入锅炉的总热量，kJ/h； 锅炉的有效利用热量， kJ/h；排烟热损失， kJ/h；散热损失， kJ/h；其它热损失，kJ/h；进入锅炉的总热量包括烟气带入的热量、烟尘带入的热量和漏入空气带入的热量。干熄焦循

18、环气体系统中，对漏入系统的空气处理方法，无论采用完全燃烧或不完全燃烧等方式，其可能发生的反响一般均不设在干熄焦锅炉区域，其对锅炉循环气体入口侧的变化主要表达在循环气体量的变化或温度的变化。因此，如考虑因锅炉密封不严密等各种原因而漏入锅炉的空气，因其带入的热量很少，一般可不计，那么进入锅炉的热量可按下式计算：锅炉热损失中，因干熄焦循环气体的循环流动特点，锅炉排烟热损失最大。锅炉的散热损失，主要与炉内温度、炉墙结构及保温情况有关。锅炉有排污、有放汽、有疏放水等，均属于其它热损失。7干熄焦锅炉烟道阻力计算 锅炉烟道阻力计算的目的，在于求得烟气通过炉内时的阻力，为整个干熄焦工艺的循环气体系统选择循环风

19、机时提供数据。同时，通过烟道阻力计算，还可以发现并纠正锅炉受热面和烟道的不合理布置。锅炉烟道阻力一般可分为摩擦阻力和局部阻力两类。摩擦阻力是指气流在等断面的直流通道中流动时因介质粘性引起的阻力。局部阻力是指气流在断面的形状或方向改变的通道中流动时因涡流耗能引起的阻力。锅炉烟气阻力计算时，通常把阻力分成以下三个局部来考虑：1 摩擦阻力：包括烟气等在断面的直流通道中流动时的阻力和烟气纵向冲刷管束的阻力。2 局部阻力：烟气在断面的形状或方向改变的通道中流动时包括分流、合流的阻力。3 烟气横向冲刷管束的阻力。 烟气通过干熄焦锅炉的总阻力，为上述三者之和。即：PP1P2P3 式中 P 烟气流动的总阻力，

20、 Pa； P1 烟气的摩擦阻力， Pa ； P2 烟气的局部阻力， Pa； P3 烟气横向冲刷管束的阻力， Pa；8锅炉蒸发量、额定蒸发量锅炉蒸发量：又叫锅炉出力，表示锅炉每h能够产生的蒸汽量。额定蒸发量：设计制造锅炉时，按额定蒸汽参数、给水温度和烟气参数所保证的蒸发量称为额定蒸发量或额定出力。锅炉蒸发量常用符号“D来表示，单位是“t/h 或“kg/h。9额定蒸汽压力额定蒸汽压力是指蒸汽锅炉在规定的给水压力和负荷范围内，长期连续运行时应予保证的出口蒸汽压力。10额定蒸汽温度额定蒸汽温度是指蒸汽锅炉在规定的负荷范围、规定的蒸汽压力和额定给水温度下，长期连续运行时必须保证的出口蒸汽温度。11给水温

21、度蒸汽锅炉进口处给水的温度。12锅炉给水是指符合一定质量要求，并用给水装置送入锅炉的水。13凝结水热力系统中蒸汽经冷凝而成的水。14补给水热力系统中因各种汽水损失或无生产回水而从热力系统外部补充的给水。15炉水锅炉循环回路中的水：16疏水将受热面或管道中所产生的凝结水放出。17排污率排污量占锅炉蒸发量的质量百分数。18喷水量喷入减温器的减温水量。19锅炉效率锅炉效率是指锅炉有效利用热量与单位时间内输入锅炉热量的百分比。又叫锅炉热效率。20受热面受热面是指锅炉中凡一面有火焰或烟气加热，另一面有水或蒸汽等介质吸收热量进行热交换的外表称为的受热面，其面积从烟气侧计算称为受热面积，单位是“m2 。按烟

22、气放热的性质进行划分，受热面有辐射受热面和对流受热面。锅炉金属耗率锅炉制造时耗用的金属重量与其额定蒸发量之比，称为锅炉金属耗率，俗称“钢水比。22水位计用以指示锅炉锅筒内或其它容器中水位上下的液位测量装置。23锅炉钢架在锅炉中用来支撑锅筒、联箱、受热面管子、平台、扶梯及局部炉墙的金属构件，称为锅炉钢架。24锅炉消音器是减小锅炉平安阀、放散阀向大气放散时产生噪音的设备。25锅炉减温器 是将冷却水锅炉减温水参加过热蒸汽中，保证锅炉出口蒸汽温度，起到调节过热蒸汽温度的作用。26锅炉的磨损 由于烟气中含有较多的烟尘，如处理不当，受热面就会产生严重的磨损。影响磨损的因素总的说来有三个方面：即烟气流条件,

23、如气流速度、温度、含尘量以及对受热面冲刷的角度；烟尘的性质,如粒子大小、形状、密度、硬度、破碎性等；被冲刷面的性质,如金属结构、硬度和外表形状等。这些因素对磨损的影响不是孤立的，而是综合地表现出来。磨损一般是不均匀的,大多数首先在局部发生,然后逐步扩展。另外,材料本身的缺陷也会加速它的磨损过程。27锅炉自动调节在干熄焦锅炉系统运行过程中，由于外来干扰而使运行工况发生允许范围内的偏移时，自动调节能自动进行必要的操作来抵消干扰的影响，以使运行工况恢复正常。28锅炉事故指锅炉运行中，因受压部件、附件或附属设备发生故障或损坏，造成锅炉设备停止运行或减少供汽、供热的现象。 常见干熄焦锅炉事故有：水位计爆

24、裂、过热器管破裂；蒸发器、省煤器管、水冷壁管损坏；锅炉满水或缺水等等。29锅炉故障主要是由于运行操作不当或长期使用和维护保养不良造成的。其与事故的区别主要是可以在不停炉的情况下，经过维修处理后即可恢复正常生产。常见故障如：法兰泄漏、阀门不严、压力表失灵等。第三节 干熄焦锅炉的结构及系统组成干熄焦锅炉由“锅、“炉、附件仪表及附属设备构成。“锅即锅炉本体局部，包括锅筒、过热器、蒸发器、省煤器、水冷壁、下降管、上升管和集箱等部件；“炉由炉墙和钢架等局部组成。下面以武钢7#、8#焦炉干熄焦锅炉为例介绍锅炉结构。锅炉本体支吊在钢结构大板梁上，其整体可自由往下膨胀。锅炉炉墙由前、后、左、右膜式水冷壁组成，

25、膜式水冷壁采用全悬吊结构。循环气体从上部水平引入锅炉，垂直往下先后经过二次过热器、一次过热器、光管蒸发器、鳍片管蒸发器和省煤器，最后排出锅炉。锅炉给水自省煤器下集箱进入锅炉，换热后从省煤器上集箱引出，经省煤器上升管进入顶部平台的锅筒。水循环分两路，一路从锅筒下部引出，经下降管进入四面水冷壁，经水冷壁上升管回锅筒，为自然循环；一路从锅筒下部引出，经强制循环泵加压后分别进入鳍片管蒸发器和光管蒸发器，再从蒸发器出口集箱引出进入锅筒，为强制循环。锅筒内饱和蒸汽从锅筒顶部引出，进入一次过热器后经喷水减温器再进入二次过热器，二次过热器出来的过热蒸汽即为主蒸汽。 炉内受热面由二次过热器，一次过热器，光管蒸发

26、器，鳍片管蒸发器，以及相对独立的鳍片管省煤器组成。炉内受热面为强制循环，膜式水冷壁局部为自然循环。省煤器两端有波纹膨胀节，利于锅炉的膨胀。一、二次过热器间的喷水减温器，用于控制过热蒸汽的出口温度。干熄焦锅炉结构示意见图34：图34 干熄焦锅炉结构示意图锅筒 2减温器 3强制循环泵 4省煤器 5鳍片管蒸发器 6光管蒸发器7一次过热器 8二次过热器一、干熄焦锅炉主要部件结构介绍一锅筒锅炉的锅筒，又称汽包，是用钢板制成的圆柱形容器。锅筒两端是凸形的封头，封头上开有人孔，以便安装和检修锅筒内部装置。锅筒的作用是聚集、贮存、净化蒸汽和补充给水。锅筒筒体上设有上升管、下降管、平安阀、现场液位计、远传液位的

27、平衡容器、现场压力、远传压力、排气、开工用低压蒸汽、停炉用充氮保护和锅筒排污等接口。干熄焦锅炉的锅筒是聚集汽水混合物和使汽水别离的装置，它接受从省煤器来的锅炉给水，并接受蒸发器和锅炉水冷壁来的汽水混合物，经别离后向过热器输送饱和蒸汽。因此，锅筒是炉水加热、蒸发和过热这三个过程的连接枢纽。由于锅筒内部储存一定数量的水，对于锅炉来说，短时间的供水中 断，不会立即发生事故。为了增加锅炉的平安性，并同时应对外界负荷的改变，锅筒内部储存一定数量的水又能维持锅炉相对的稳定性。干熄焦锅炉的锅筒固定于顶部平台钢架上，锅筒筒体材料可采用19Mn6。考虑到锅筒在锅炉运行时产生的热膨胀，锅筒支座采用铜合金钢板，利于膨胀滑动，膨胀方向为由中心向两端。 （二）省煤器省煤器是由钢管或铸铁管组成的受热面，一般装设在锅炉尾部的烟道中，管内流锅炉给水，管外为烟气。给水经省煤器加热后进入锅炉锅筒。装设省煤器是为了利用锅炉烟道尾部低温烟气的热量来加热给水，以降低排烟温度，提高锅炉热效率。装设省煤器还可以减少锅炉蒸发受热面，节约金属耗量，降低制造本钱。给水在省煤器内可加热至接近或等于饱和温度。当给水经省煤器加热后进入锅筒时，防止了较冷的给水同锅筒接触时因壁温不均而引起的热应力，改善了锅筒的工作条件