电厂锅炉设备及系统

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电厂锅炉设备 及系统

徐鹏

电厂锅炉设备及系统

火力发电厂基本生产过程及锅炉的作用

电力是一个国家经济发展的基础，是国民经济的先行官。 与其他能源相比，电力具有很大的优越性，它效率高，便于 控制和远距离传输，使用方便，所以现代社会发展对电力的 依赖程度越来越高，电气化程度是衡量一个国家现代化水平 的重要标志之一。

但电力不是一种天然能源，必须由其他能源转换而成。 大规模的电能生产一般在电站中进行。目前的发电方式主要 有火力发电、水力发电和核能发电等。由于我国的能源以煤 为主，所以火力发电是我国目前主要的发电方式，占我国发 电总量的70%左右。 利用燃料燃烧进行发电的设备称为火力发电机组，主要 有三大设备组成：锅炉、汽轮机和发电机。火力发电机组的 发电过程如以下示意图所示。

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上海石洞口第二发电厂

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电厂锅炉的作用 由图所述，在火力发电厂的生产过程中存在 着三种形式的能量转换： 在锅炉中：燃料的化学能转变为热能； 在汽轮机中：热能转变为机械能； 在发电机中：机械能转变为电能。 锅炉是火力发电厂三大主机中最基本的能量 转换设备。其作用是利用燃料在炉内燃烧释放的 热能加热给水，产生规定参数(温度、压力)和品 质的蒸汽，送往汽轮机做功。 我国电厂锅炉的燃料主要是煤。将煤磨制成 煤粉，然后送入锅炉炉膛中燃烧，这种锅炉便是 煤粉炉。

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电厂锅炉的构成和工作过程 以及各部件作用 一.电厂锅炉的构成 电厂锅炉机组是由锅炉本体、辅助系统及设备部 件等构成的。

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电站煤粉锅炉机组组成锅炉机组锅炉本体 锅 炉 辅助设备送风机，引风机，燃料 供应及制备、除灰、除 渣 、测量与控制等。

锅炉的汽水系统，用以完成水变成蒸汽 的吸热过程。由汽包，下降管，联箱， 导管及各热交换受热面等承压部件组成

锅炉的燃烧系统，用以完成煤的 燃烧过程。由炉膛，燃烧器，烟道 ，炉墙构架等非承压部件组成。

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锅炉本体主要包括 “锅” 和 “炉” 两部分， “锅” 部分：省煤器、汽包、下降管、水冷壁、过热器 再热器、进出口联箱及汽水联通管道等。 “炉” 部分： 炉膛、燃烧设备、空气预热器、烟道和风 道等。

此外，锅炉本体还包括用来固定和悬吊锅炉部件、受热面、 炉墙等设备的构架(包括平台扶梯)。辅助系统包括：燃料供应系统、煤粉制备系统、给水系统、通风 系统、除尘除灰系统、吹灰系统，水处理系统、测量及控制系统 和烟气脱硫系统等。各个辅助系统都配 有相应的附属设备和控 制装置。 下图为配300MW发电

机组的煤粉炉布置图

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电厂超临界锅炉受热面的布置示意图

电厂锅炉受热面内工质流程示意图

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由于火电站设备繁多，工艺流程复杂，直接 由人工控制则很难保证各设备及系统的正常运行， 因此现代火电站均配有先进的计算机集散控制系 统 ( DCS ) , 同 时 配 有 机 组 的 数 据 采 集 系 统 (DAS), 协调控制系统(CCS),其下还包括很 多子系统。另外锅炉还有燃烧安全监控系统 (FSSS)或燃烧器管理控制系统(BMS)等等。 为了方便生产过程的监控和管理 ，电厂还配有监 控信息系统 (SIS)

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2. 电厂锅炉的工作过程 电厂锅炉的工作过程可以分成两大系统 的工作过程，即燃烧系统和汽水系统的工 作过程。 以下示意图便是电厂锅炉的燃烧系统和 汽水系统的流程。

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燃烧系统由燃烧设备、制粉系统和风烟系统等组成， 完成燃料在炉内的燃烧和高温烟气对受热面的传热过程。 燃烧设备主要由炉膛、燃烧器和点火装置组成，要求达 到燃烧效率高 ，燃烧稳定和连续 ，污染物的排放量低 ，运行调节方便等目的。 制粉系统由磨煤机及其辅助部件构成，其任务是将原煤 磨制成一定细度的煤粉，并将其送入炉膛进行燃烧。制 粉系统主要有直吹式和中间储仓式两种，目前直吹式制 粉系统得到广泛应用。 风烟系统由送风机、引风机和风道及烟道组成，其任务 是向炉内送入足够的空气，满足燃料完全燃烧所需的氧 气，并及时将燃烧产生的烟气排出。 目前电厂锅炉常采用平衡通风方式，即引风量略大 于送风量，维持炉内一定的微负压，