第一章 绪 论
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世界主要发电方式
火力发电厂的能量转换过程
锅炉
燃 料 的 化 学 能
蒸汽的热能
汽轮机
转子机械能
发电机
电 能
火力发电厂的组成
火力发电厂三大主机：锅炉、汽轮机、发电机
三大动力设备厂商（上海、哈尔滨、东方）
1-1 电厂锅炉的工作过程及作用 一、电厂锅炉的作用及组成
（一）电厂锅炉的作用 锅炉的主要作用是通过燃料在炉内的燃烧放热， 将锅内工质由水加热成具有一定质量的过热蒸汽，
使有害过程得到抑制或彻底消除 使必要过程得以安全经济的进行
第二节 电厂锅炉设备的基本特征
一、电站锅炉的蒸汽参数及容量
蒸发量：锅炉单位时间产生的蒸汽量t/h
1、额定蒸发量（De） 锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度、使用设计燃 料并保证锅炉效率时的蒸发量。 也习惯用相应电功率来表示锅炉容量： 如：300MW锅炉、 600MW锅炉等。
过热蒸汽温度℃
给水温度℃ 燃煤量T/H 燃烧方式
水冷壁型式
1-4 锅炉技术的发展
一、我国电厂锅炉发展概况
二、锅炉的发展趋势
（一）锅炉容量和蒸汽参数 （二）锅炉燃烧技术 （三）燃气－蒸汽联合循环机组的锅炉
整 体 煤 气 化 联 合 循 环
增压流化床锅炉的联合循环电站热力系统
2、最大连续蒸发量（MCR）
锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度、使用设计燃 料，长期连续运行时所能达到的最大蒸发量。
最大连续蒸发量通常为额定蒸发量的1.03～1.2。 3、锅炉的温度和压力：主蒸汽参数
指的是锅炉过热器出口的温度、压力。
具有再热循环的锅炉再热温度指的是再热器出 口温度。 4、给水温度： 给水进入省煤器入口的温度。
炉膛
2、辅助设备
燃料运输系统
B
烟风系统
A C
制粉系统
辅助 系统 脱硫脱硝系统
E
D 除灰除尘系统
二 锅炉机组的工作过程
煤粉制备和燃烧过程
空气预热过程 给水加热、汽化、过热（再热） 热过程 排渣除灰过程
燃煤锅炉的主 要工作过程
锅炉机组工作原理
1、输煤系统
煤矿
铁路
煤场
输煤皮带
原煤仓
卸煤设备：是将煤从车厢中卸出的设备。

循环倍率：

单位时间内进入蒸发管的循环水量与产生蒸汽量之比。
控制循环锅炉
循环流动过程的推动力不仅由下降管与上升管内工 质的密度差产生，而且主要来自锅水循环泵，这种 锅炉就叫控制循环锅炉。
自然循环锅炉与控制循环锅炉有许多相似之处： 都有汽包。给水加热、蒸发、过热有明显分界。 直流锅炉： 工质在给水泵推动下一次通过所有受热面。
生产过程分析
目的：找出锅炉生产过程所涉及的物理化学过程， 哪些是必要过程，哪些是有害过程
必要过程：
主要（燃烧、蒸发、传热、流动）
辅助（制粉、除灰、调节、化学水处理、蒸 汽净化）
有害过程 （影响锅炉安全、经济性）
烟气侧（腐蚀、磨损、积灰、结渣） 工质侧（带盐、沉积）
研究锅炉原理的目的：
二、对电厂锅炉的要求
1、蒸汽量的要求：能产生一定数量的蒸汽
负荷适应性；
2、蒸汽质的要求：蒸汽的质量符合要求 参数（P，T）
杂质含量
3、有较好的经济性 锅炉效率 锅炉有效利用热量占锅炉输入热量的百分比
Q1 gl 100 q1 Qr ,%
初投资 钢材使用率：t/(t/h) 锅炉单位容量所耗钢材量
供汽轮机使用。
（二）电厂锅炉的组成 锅炉机组由锅炉本体设备和辅机设备组成。
1、锅炉本体 （锅+炉）
锅（汽水系统）
炉（燃烧系统）
锅（汽水系统）：
汽包
再热器
下降管
过热器 水冷壁
省煤器
联箱
锅炉蒸汽的压力是如何产生的？
锅炉承压设备中哪个压力最高？
炉（燃烧系统）： 钢架 炉墙 燃烧器 点火装置
烟道
空气预热器
脱硫脱氮系统
烟囱
平衡通风：空气送入：送风机 烟气吸出：引风机
3.制粉系统
原煤
原煤仓
给煤机
磨煤机
锅炉燃烧器
排粉机
煤粉分离器
4.汽水系统：
补给水
凝结器 （主凝结水）
凝结水泵
低压加热器
除氧器
低压缸
省煤器
高压加热器
给水泵
中压缸
汽包
下降管
再热器
高压缸
过热器
水冷壁
5、排渣除灰过程： 燃烧产生的大块熔渣（约占总灰量的10～ 20%），经水冷壁冷却形成固态渣由炉底排放 → 经碎渣机破碎；
机组功率ＭＷ 循环方式 过热蒸汽流量 MCR 过热蒸汽压力 MPa 过热蒸汽温度℃ 给水温度℃ 燃煤量T/H 燃烧方式
表1-3 超临界压力直流锅炉及低倍率循环锅炉的容量和参数
机组功率ＭＷ 过热蒸汽流量MCR 过热蒸汽压力MPa 600 1900 25.4 541 286 800 2650 25.0 545 277 336.5 四角燃烧 螺旋管圈 对冲燃烧 垂直管屏 对冲燃烧 垂直管屏 500 1650 17.46 540 255
六、大型锅炉本体布置型式：
1、Π 形布置
2、Г 形布置
3、塔式布置
4、箱式布置
Π 形 布 置
塔 形 布 置
表1-1、中国电站锅炉的蒸汽参数及容量
蒸汽压力 (ＭPa) 9.9 13.8 蒸汽温度 (℃ ) 540 540/540 给水温度 (℃ ) 205～225 220～250 ＭＣＲ* (t/h) 220，410 420，670 1025～ 2008 1025～ 1650 发电功率 (ＭＷ) 50，100 125，200

冷灰斗

捞渣机
破碎机
灰渣池
烟气中携带的细灰粒（约占总灰量的80～ 90%），经除尘器将细灰从烟气中分离出来，由 除灰系统送往灰场；
烟气
除尘器
细灰
综合处理
锅炉运行中沉积到受热面上的细灰由吹灰器清除 进入除灰系统。

6、脱硫脱硝系统

分离出来的气体经过吸风机排往烟囱。为了减少 SO3 、SO2、NOx等有害气体对大气的污染，现代锅 炉还设有烟气脱硫脱氮装置。
负压（微负压）锅炉
正压（微正压）锅炉 增压锅炉
6 按燃烧方式分类
燃油、煤粉、 燃气锅炉
室燃炉
层燃炉
旋风炉
流化床、循环流化床锅炉
7
按蒸发受热面循环方式分类
自然循环、 控制循环、 直流锅炉、复合循环锅炉
复 合 循 环 锅 炉
自然循环锅炉
循环流动过程的推动力由下降管与上升管内工质 的密度差产生的，这种锅炉就叫自然循环锅炉
16.8～18.6
17.5
540/540
540/540
250～280
255
300，600
300，500
25.4
25.0
541/566
545/545
280
267～277
1900
1650～ 2650
600
500，800
表1-2
亚临界压力自然循环及控制循环锅炉的容量和参数
300 自然循环 1025 18.2 540 276 136.61 四角燃烧 300 自然循环 1025 18.3 540 278 122.6 对冲燃烧 600 自然循环 2026.8 18.19 540.6 276 264.4 对冲燃烧 600 控制循环 2008 18.22 540.6 278.33 269.9 四角燃烧
对卸煤设备要求：卸煤的速度要快，要彻底 干净且不损伤车厢。
目前我国常用的有螺旋卸车机、翻车机、自 卸式底开车厢等几种方式。
2、翻车机： (1)转子式翻车机 （2）侧 倾式翻车机 3、自卸式底开车厢
翻车机
2、送引风与燃烧系统：
烟道 炉膛 燃烧器
二次风
冷空气 送风机 空气预热器 制粉系统
除尘器
引风机
锅炉原理
东北电力大学
能源与动力工程学院
刘洪宪
本课程几点说明
1、成绩考核：平时20%+80% 平时成绩：考勤+作业+实验 2、答疑地点、时间
二教711、周四下午
3、缺课1/3以上者或没实验成绩者不允许 参加考试。 不要迟到。
锅炉原理课程的特点 内容多 学时少 内容杂 （流力、热力、传热、材料力学、理论 力学、物理、化学） 体系乱
4、有较好的安全性
连续运行小时数：
可用率：
两次检修之间运行的小时数。
总运行小时数 总备用小时数 可用率 统计期间总小时数
事故率：
总事故停运小时数 事故率 总运行煤种有一定的适应性
对负荷：要求低负荷下的安全性
对煤种：要求煤种变化时的安全性
2650t/h、2953t/h
3 按蒸汽压力分类
低压(P<2.5ＭPa)
中压(P3.9ＭPa) 高压(P10.8ＭPa)
超高压(P14.7ＭPa)
亚临界压力(P 15.7～19.6 ＭPa)
超临界及超超临界压力(P25～40ＭPa)。
4 按排渣方式分类
固态排渣锅炉
液态排渣锅炉 5 按炉膛压力分类：
全厂事故70%为锅炉事故 其中60%～70%为四管（省煤器、水冷壁、过 热器、再热器）泄漏
第三节 锅炉的分类和型号
一、锅炉的分类
1、按锅炉用途分 ：
工业锅炉(工业生产工艺用汽或 供暖 )，电站锅炉
(发电)，热水锅炉(民用采暖或供热)
2、按电站锅炉容量分： 大型、中型、小型
220t/h、410t/h、670t/h；1000t/h、2000t/h 、