锅炉类毕业论文

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摘要

论文开始就工业炉的历史，现在的状况和其发展方向做了陈述，着重对工业炉的结构以及工业炉的操作制度，节能技术改进和“三高一低”理论的介绍，接着对工业炉的配套设备及烧嘴，换热器，烟囱等的相关结构和选用进行分析陈述。然后对120吨/小时的推钢式加热炉的设计计算。

本文设计的加热炉是三段式推钢加热炉，在设计的参数选择上体现了“三高一低”的理论，并对该加热炉一些技术和经济指标进行评述。

关键字：工业炉 节能 “三高一低”

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目 录

引言 .........................................................................................................................1 一

绪

论 .............................................................................................................2

（一）锅炉的背景与意义 .................................................................................2 1中国的锅炉产业 ..........................................................................................2 2电站锅炉的发展趋势 ..................................................................................3 3行业发展趋势分析 ......................................................................................5 二 锅炉总体设计 ...................................................................................................8

（一） 工作参数 ...............................................................................................9

（二） 基本尺寸 ...............................................................................................9 三 锅炉结构 .........................................................................................................10

（一） 锅筒及锅筒内部设备 .........................................................................10

（二） 炉膛水冷壁系统 .................................................................................10

（三） 过热器及汽温调节 .............................................................................12

（四） 省煤器及空气预热器 .........................................................................14 1.省煤器 ......................................................................................................14 2.空气预热器 ..............................................................................................15 2对暖风器系统宜按下列要求选择： ........................................................18

（五） 钢架结构 .............................................................................................20

（六） 燃烧系统 .............................................................................................22 1.制粉系统 ..................................................................................................22 2.煤粉燃烧器 ..............................................................................................22 3.油燃烧器 ..................................................................................................22 4.高能点火装置 ..........................................................................................22 5.油系统 ......................................................................................................22

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（七） 锅炉范围内管道及本体附件 .............................................................23

（八） 炉墙及密封装置 .................................................................................24 1.炉墙 ..........................................................................................................24 2.密封装置 ..................................................................................................25

（九） 除渣装置 .............................................................................................25

（十） 吹灰和除灰 .........................................................................................27

（十一） 蒸汽温度调节 .................................................................................28 二 锅炉基本结构及计算 .....................................................................................28

（一） 锅炉基本结构的确定 .........................................................................28

（二） 全面热力计算 .....................................................................................29 三

辅助设备选择 ...............................................................................................29

（一） 锅炉燃烧制粉系统 .............................................................................29 1煤粉制备 ....................................................................................................29 2 送风机 .......................................................................................................30 3 吸风机 .......................................................................................................31

（二） 除尘设备的选择 .................................................................................32 1.静电除尘器 ..............................................................................................32 2.除灰渣系统 ..............................................................................................32 四

锅炉性能分析 ...............................................................................................33

（一） 锅炉燃烧调整试验 .............................................................................33 1 燃烧调整试验的目的及意义 ...................................................................33 2 调整试验的设备对象 ...............................................................................34 3 正平衡法及反平衡法 ...............................................................................34 4 四角布置直流燃烧器的调试 ...................................................................35 5 煤粉细度对燃烧影响的试验 .................................................................36

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6 炉内过量空气系数的调整 .......................................................................37 7 过热汽温的调节 .......................................................................................37 8

一、二次风布置形式和风量分配调整 ...................................................37 9 关于切圆直径d0的调试 ..........................................................................39

（二） 炉膛及烟道的漏风试验 .....................................................................39 1 概述 ...........................................................................................................39 2 烟道的漏风系数 .......................................................................................40 3 炉膛及炉膛出口水平烟道的漏风试验 .................................................40 4 风平衡及灰平衡测定 ...............................................................................41 5 烟气成分分析 ...........................................................................................41

（三） 锅炉热效率计算 .................................................................................42 1 输入─输出热量热效率计算 ...................................................................42 2 输入热量 ...................................................................................................42 3 热损失法热效率计算（反平衡） ...........................................................43 结 论 .....................................................................................................................47 谢 辞 .....................................................................................................................52 参考文献 ...............................................................................................................53 附

录Ⅰ 热力计算过程 .....................................................................................54

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引言

低耗、低成本、低污染反映了加热炉的综合技术经济指标，用少投入实现产能的最大化，是企业和热工工作者的追求目标，亦是加热炉的发展趋向。目前，国内加热炉正在经历转变过程，虽然步进式加热炉有其优点，但是推钢式加热炉也有很多可取之处，推钢式炉和步进式炉有同等的效果，并且推钢式加热炉一次性投资少，维护运行费用低。本文对加热炉的结构，附件的技术概况进行分析，借此找到改进的方案。

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一

绪

论

（一）锅炉的背景与意义

1中国的锅炉产业

中国的产业，它既不是“朝阳产业”，也不是“夕阳产业”，而是与人类共存的永恒产业，且在中国还是一个不断发展的产业。20世纪80年代以后，中国的经济发生了突飞猛进的变化，锅炉行业更加突出，全国锅炉制造企业增加近二分之一，并形成了独立开发研制一代又一代新产品的能力，产品的技术性能已接近发达国家水平。锅炉是经济发展时代不可缺少的商品，未来将如何发展，是非常值得研究的。

工业锅炉目前是中国主要的热能动力设备，工业锅炉多于电站锅炉，近年来，中国电站锅炉行业取得了快速的发展。其一，产量大幅增长，行业产能快速提升。目前，整个行业的产能已经超过8000万千瓦，不仅能满足国内电力工业建设的需要，而且还进入了国际市场。

2005年全年中国中国锅炉及原动机制造业实现累计工业总产值154,846,232千元，比2004年同期增长37％；全年实现累计产品销售收入141,036,704千元，比2004年同期增长35.9％；全年实现累计利润总额9,696,312千元，比2004年同期增长40％。2006年1-12月，中国锅炉及原动机制造业实现累计工业总产值186,112,488千元，比上年同期增长23％；实现累计产品销售收入173,137,987千元，比上年同期增长27％，全年实现累计利润总额11,905,751千元，比上年同期增长了20.5％；2007年1-2月，中国锅炉及原动机制造业企业实现累计工业总产值29,052,541千元，比上年同期增长18.61％；实现累计产品销售收入23,884,869千元，比上年同期增长16.63％，实现累计利润总额1,419,368千元，比上年同期增长1.7％。

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2005年1-12月，全国工业锅炉累计产量为150,397.90蒸发量吨，与2004年同期相比增长了9.59％；2006年1-12月，全国工业锅炉累计产量为192,378.44蒸发量吨，与2005年同期相比增长了11.26％；2007年1-2月，全国工业锅炉累计产量为29,540.58蒸发量吨，与2006年同期相比增长了31.7％。

2005年1-12月，全国电站锅炉累计产量为321,331.60蒸发量吨，与2004年同期相比增长了37.5％；2006年1-12月，全国电站锅炉累计产量为514,475.80蒸发量吨，与2005年同期相比增长了9.31％；2007年1-2月，全国电站锅炉累计产量为52,777.00蒸发量吨，与2005年同期相比增长了11.12％。

2006年，中国蒸汽、过热水锅炉进口数量为为9,372,901.00台/公斤，比2005年同期下降54.9％，用汇183,365,503.00美元，比2005年同期下降9％；2006年的出口数量为86,940,454.00台/公斤，比上年同期增长68.7％，创汇325,970,114.00美元，比上年同期增长80.9％；

2006年中国供暖锅炉进口数量为1,574,525.00台/公斤，比2005年同期增长2.8％，用汇65,961,186.00美元，比上年同期下降6％；2006年的出口数量为2,833,581.00台/公斤，比2005年同期增长20.4％，创汇10,832,594.00美元，比2005年同期增长11.74％。

中国锅炉制造业取得了长足的进步，目前已可以生产多种不同压力等级和容量的锅炉，已成为当今世界锅炉生产和使用最多的国家。同时，轻工纺织、能源化工、钢铁煤炭等锅炉相关产业的迅速发展给锅炉行业带来了广阔的发展空间和发展动力。

2电站锅炉的发展趋势

行业发展现状

（1）、行业规模与产能快速提升。近几年，在发电设备需求的强劲拉动下，电站锅炉行业迎来了前所未有的发展机遇，取得了长足的进步。据分会统

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计，目前行业资产总额已达641亿元，是2001年137亿元的4.7倍。在行业规模迅速扩大的同时，产能也大幅提升。与产值产量的历史最高点相比，完成工业总产值(现行价)450亿元，是2001年53亿元的8.5倍。电站锅炉产品产量9754.3万千瓦，是2001年1173万千瓦的8.3倍。中国发电设备年产量已占世界总产量50%左右，对全球发电设备净增量的贡献率在50%以上，已经成为世界上最大的电站锅炉制造国。

（2）、产品升级换代目标全面实现。10多年前，30万千瓦火电机组尚需进口。而到2007年底，30万千瓦、60万千瓦及以上等级机组已分别占总装机容量的50.15%和21.53%。据分会统计，2008年前三季度，共完成电站锅炉7078.3万千瓦，30万、60万千瓦及以上等级锅炉分别占24.6%和51.7%，超临界、超超临界机组已经被提升为火电主力机型。截止2008年9月底，已累计制造完成60万、百万千瓦超临界、超超临界锅炉186台，其中：60万千瓦等级超临界锅炉150台，60万千瓦等级超超临界锅炉15台，百万千瓦超超临界锅炉21台（已有10台投运）。在消化引进技术的基础上，自主创新开发了超临界、超超临界和大型循环流化床锅炉。目前，中国超临界、超超临界锅炉技术应用已达到国际先进水平，并成为世界上大型循环流化床锅炉应用最多的国家。

（3）、参与国际竞争的能力明显增强。随着行业规模与实力的“跨越式、超常规”发展，参与国际竞争规模和速度也急速攀升。据分会统计，2007年行业完成出口交货总值30亿元，首次打破9亿元的历史记录。2008年前三季度行业完成出口交货总值40亿元，同比增长168%。特别是自主创新的60万千瓦超临界锅炉，已实现向印度、俄罗斯、土耳其等国家的出口，标志着中国电站锅炉设计制造水平已经进入世界先进行列。另据中国机电产品进出口商会统计，2007年新签订30万千瓦燃煤电站合同31台套，60万千瓦燃煤电站15台套，累计新签合同装机达2000万千瓦，合同总额达150亿美元。2008年上半年，境外电力投资项目为87个，协调金额高达229亿美元，其中，上亿美元项目44个，金额约206亿美元。上半年新签

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约合同总额达92亿美元，印度第一，为73.8亿美元，巴基斯坦第二，为11.2亿美元，越南、马来西亚、土耳其紧随其后。新签约的电力装备出口合同将超过去年，大容量燃煤电站已成为“走出去”的火车头。 （4）、行业预期效益与高速发展未实现同步增长。受电力市场需求拉动，行业企业虽然一直保持高位运行，规模和能力快速提升，但受原材料、配套件资源紧张、价格上涨，企业内生产能力不足、分包外协量增加等因素影响，电站锅炉生产制造成本大幅上涨，行业高速发展的同时，并未实现预期效益的同步增长，特别是近两年行业利润明显下滑。据分会统计，2002年行业全面扭亏以来，2004年随着产量的急剧增加，行业获利水平实现了跨越式增长。行业利润总额历史最好水平是2006年的26亿元，2007年同比下降了38%。成本费用利润率历史最高值为2004年的12%，之后每年以2个百分点递减，2007年降到4.18%，比2002年只高出1个百分点。2008年前三季度，行业利润总额16.2亿元，同比下降了21%，成本费用利润率5.7%，同比下降了2.2个百分点。三季度以来，钢材等原材料虽然价从高点回落，但均价仍然处于高位，而且钢价对毛利率的影响至少有半年的时滞，因此发电设备毛利率的明显回升要等待2009年下半年。同时，原材料价格下跌过快过猛的趋势，也使我们对行业未来的发展感到忧虑，宏观经济的下滑和经济衰退的大背景使我们对需求的快速增长不能抱过于乐观的预计，而快速下跌的原材料成本可能导致产品售价的下跌，一旦需求增长量无法弥补售价下跌带来的损失，行业可能面临营业收入、获利水平双重降低的窘境。

3行业发展趋势分析

（1）、宏观经济复杂多变、不确定的趋势。中国经济从1990年以来，持续保持10%以上增长时期出现两次：一次是1992年至1996年中国经济高增长，1997年金融危机后，持续了6年的通货紧缩，对于当时市场下滑、订单很少的状态，行业企业的记忆应该十分深刻；另一次是2003年到2007年这五年的持续增长。但去年次贷危机引发的全球金融动荡已开始传导到

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实体经济，美国、日本、欧洲经济体30年来同时收缩，国际需求直线下降，而人民币升值、生产成本攀升等多种因素的叠加导致我国出口面临空前巨大的压力。全球金融危机引发经济衰退的可能性正在增大，所有这些对中国经济的影响有多大，确实值得我们关注。

（2）、发电设备市场增速明显放缓。全国发电装机容量继1987年突破1亿千瓦后，近5年的时间，连续实现4亿千瓦、5亿千瓦、6亿千瓦、7亿千瓦四次大的标志性跨越，预计2008年末2009年初将突破8亿千瓦。据国家统计局数据显示，发电设备产量虽然逐年增长，但增长速度的拐点早已出现，已从2004年92.9%的增速下降到2007年的11.1%，2008年前三季度发电设备产量9782.48万千瓦，同比下降了4.3%（而且8月份增速还首次出现负增长）。电监会发布的《2008年全国电力工业1-9月份统计月报》表明，2008年9月份GDP增速为9.9%，发电量增幅仅9.7%，这是近10年来第一次出现发电量增幅低于GDP增幅的情况。中国能耗弹性系数（能源消费增长速度与经济增长速度之比）已经小于1了（1997年东南亚爆发金融危机时，这一数字也是小于1的）。

从目前情况看，随着国家宏观调控政策不断加强，2008-2010年，我国GDP增长率出现减速不可避免，如果按照GDP年增长9%和发电设备与GDP弹性系数为1.15计算，考虑“上大压小”淘汰落后产能因素，预计2010年发电装机容量将达到9.47亿千瓦，超过美国，成为全球第一（年均增加装机容量约7800万千瓦）。那么到2020年，我国装机总容量的目标是多少？发改委的数据是12.5亿千瓦，电力系统的预测是15亿千瓦，如果按15亿千瓦装机容量计算，也就是说2010年到2020年10年间新增装机容量大约5.53亿千瓦，按照国家优化发展煤电，大力发展水电，积极推进核电建设，适度发展天然气发电，鼓励可再生能源和新能源发电的结构调整主线，预计平均每年市场新增火电装机在4300万千瓦左右。未来几年新增装机容量环比可能出现负增长，发电设备将步入周期下行阶段。而目前电站锅炉行业总体产能在9000万千瓦左右，后继市场竞争将更加激烈。

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（3）、海外市场开拓不易过分乐观。从国际电力市场形势来看，近几年的发展速度明显加快。印度、印尼、越南、马来西亚等东南亚国家电力需求成倍增加，但自身电力设备生产能力不足，主要依赖进口；非洲电力市场的日益广阔和南美电力市场的复苏也为中国电力设备出口带来了机遇。开拓国际电力市场是我们的一个发展趋势，但海外项目的诸多不确定性因素，使我们尚不足以对开拓海外市场做出过分乐观的判断。据分析，当前国际市场虽然出现卖方市场，但加强占有国际市场的有利时机仅在3-5年间。海外订单比例的上升可能会增加执行风险并降低利润率。以印度尼西亚为例，2006年中期到2008年上半年，合同签约价格每千瓦只提升30%。这反映出企业群体议价意识和能力还有待于提高。这就要求我们在把国际市场做大、做好的同时，还要积极探讨从企业群体的角度争取减少损失，提高电站锅炉整体出口价格水平。

（4）、行业潜在风险不容忽视。目前，行业企业虽然在手订单可以保障3-4年的稳定收入，但下游发电企业现金流大幅改善的可能性较小，订单质量令人担忧，甚至可能会出现交货延迟的不利局面。而且行业企业应收帐款明显上涨（截止2008年9月末，行业应收帐款总额高达158亿元），任何一个项目出现问题，对企业都是灾难性。从电力企业联合会颂的2008年1-10月份发电设备累计平均利用小时来看，发电小时为3981小时，已破历史最低点4800小时，电力供给过剩的黄灯已经亮起，而电力行业是个回报周期比较长的行业，由此带来的金融风险积累不容小视。另据财政部公布数据显示，发电企业亏损持续扩大。2008年1-9月，五大发电企业合计亏损214亿元，比1-8月增亏46.4亿元；与2007年同期盈利244.7亿元相比，利润减少458.7亿元，从以上数据可以看出，行业潜在风险不容忽视，对此一些行业企业已深有感触。

电站锅炉行业面临的形势，是我们必须面对的现实问题。在这一形势下，我们必须正视行业竞争问题，开展有效有序的竞争，探索合作共赢之路。各企业要共同遵守《电站锅炉行业自律公约》，建立和维护公平、公正、

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依法有序的市场竞争环境。特别是在应对行业风险防范方面，要建立协调机制，加强沟通与交流，共同研究应对措施，统一行动，形成合力，发挥行业协同效应，促进行业持续、健康发展。

二 锅炉总体设计

本锅炉为自然循环锅炉，采用型布置单锅筒、前吊后支、固态排渣。制粉系统为中储仓，球磨机，热风送粉。本锅炉采用直流式煤粉燃烧器。前墙两角加预燃室，正四角布置。炉膛水冷壁采用光管密节距布置，省煤器和空气预热器均为两级，下级省煤器和下级空预器均为两层，支承在尾部钢架上。空气预热器为管式立式布置。钢架柱子采用圆钢管混凝土结构，按8度地震，露天布置设计。敷管炉墙和轻型炉墙结构。锅筒内的汽水分离采用旋风分离器，加钢丝分离器。集中下降管。两极过热器之间采用自制冷凝水喷水减温装置。

锅炉设计煤种其特性如下：

Car47.05Oar2.83%

Har2.78% %

Nar0.85% %

Mar10.88% %

Sar0.24Aar35.37Qnet,v,ar18172kJ/kg灰分变形温度：

t11270℃

蒸汽品质、给水含盐量应符合水电部修订的《火力发电厂水、汽质量

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监察规程》中的规定。

（一） 工作参数

额定蒸发量

130th 过热蒸汽压力

2Pa

3.8M

2Pa汽包中工作压力

4.2M

过热蒸汽温度

给水温度

热风温度

排烟温度

锅炉效率

燃料消耗量

（二） 基本尺寸

炉膛宽度（二侧水冷壁中心线间距离）

炉膛深度（前、后水冷壁中心线间距离）

锅炉运转层标高

锅炉最高点标高

锅炉宽度（左、右两柱中心线间最大距离）

锅炉深度（柱中心距）

Z1Z

2Z2WZ

1WZ1WZ2

Z1WZ2

锅炉周界深度（包括平台楼梯）

锅筒中心线高

锅炉周界宽度（包括平台楼梯）

450℃ 154℃ 340℃ 145℃ 91.6%

5.73k9gs 6336mm 6336mm 8000mm 32900mm 9300mm 9500mm

1900mm

3990mm

15390mm 19725mm 28880mm 17540mm

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三 锅炉结构

（一） 锅筒及锅筒内部设备

锅筒是自然循环锅炉的主要部件之一，它与下降管、水冷壁管及导汽管等组成锅炉水循环回路。

锅筒结构：

锅筒内径为1600mm，筒壁厚度42mm，筒身部分长度8600mm，加封头后总长9600mm，用20号钢板制造，锅筒通过两对吊架吊在顶板上。

锅筒的正常水位在锅筒中心线下100mm处。最高和最低水位在正常水位上下75mm处。锅筒下部设有四根32514的集中下降管，为防止抽汽，下降管入口处装有十字板和栅格。

锅筒内部设备：锅筒内部设备的设计，在给水品质符合国家标准的情况下，保证蒸汽品质符合要求。

锅筒内布置有汽水分离装置、给水清洗装置、排污加药装置等，以保证蒸汽品质。

锅筒内部为单段蒸发。锅筒内共布置42只290旋风分离器，平均每只旋风分离器负荷为3.1th，汽水混合物进入旋风分离器进行粗分离，分离出的蒸汽布置在锅筒顶部的钢丝分离器进行二次分离，再循环管布置在锅筒水空间，自冷凝回水回到汽空间，这样可以防止将炉水倒抽到喷水减温装置中去。

锅筒上设有一只Pg100杠杆式脉冲安全装置及水位表、压力表等必要的监视及控制仪表。其他内部装置主要有给水管加药管、排污管、紧急放水管等等。

（二） 炉膛水冷壁系统

炉膛是蒸汽锅炉中最重要的部件之一。在炉膛内，燃烧与传热过程同

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时进行，参与燃烧与传热过程的各因素互相影响，使炉膛内发生的过程十分复杂。

从炉膛的传热过程来看，进入炉子的燃料与空气混合着火燃烧后生成高温的火焰与烟气，通过辐射把热量传递给四周水冷壁管，到炉膛出口处，烟气温度冷却到某一数值，然后进入对流烟道。炉膛传热过程与许多因素有关，在一定的燃料量及热空气温度等条件下，炉内辐射受热面积愈大，则传热量愈多，炉膛出口烟温就愈低；反之，炉内辐射受热面积愈小，则传热量愈少，炉膛出口烟温就愈高。炉膛设计的任务是在选定了炉膛出口烟温时，确定需要布置多少受热面积。

水冷壁的采用最初是为了保护炉墙，降低它的温度，提高运行可靠性，而今天它已成为锅炉的主要受热面。水冷壁有以下作用：一是保护炉墙，减少熔渣和高温对炉墙的破坏作用。装设水冷壁后，炉墙的内壁温度大大降低，因此炉墙的厚度可以减小，重量减轻。对于敷在水冷壁管子上的炉墙，即敷管炉墙，水冷壁也起了悬吊的作用；二是火焰对水冷壁的辐射传热已成为锅炉传热的重要方式。辐射传热与热力学温度的四次方成比例，炉内火焰温度很高，因而水冷壁的辐射吸热很强烈。

炉膛横截面为63366336的正方形，炉膛高度（自冷灰斗半腰处到出口烟窗中心）为17.5m，炉膛容积为703.1m3。水冷壁采用60光管，节距s64mm管子悬挂炉墙，管子中心与炉墙间距e0，侧墙布置100根管子，前后墙布置98根管子。后墙的水冷壁管子在折角处有叉管，直叉管垂直向上连接联箱，可以承受后墙管子和炉墙的重量，斜叉管组成凝渣管和折焰角。凝渣管有72根管子，折焰角上有22根管子，另4根管直接向上与联箱连接。侧墙水冷壁向上延伸，在折焰角区域和凝渣管区域形成附加受热面。

炉内燃烧器区的前、后、侧水冷壁上设有24m3的卫燃带。煤粉燃烧器布置在炉膛的正四角上，炉膛四周密布603的光管，管距为64mm，为改善炉内烟气的充满度和对受热面的冲刷，后水冷壁上部设有折焰角。折

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焰角伸入炉膛1774mm，占炉膛深度的28%。折焰角之后每三根水冷壁管子中抽出一根作为后墙悬吊管，其余管子向后延伸成水平烟道斜底包墙，水平烟道侧包墙是由侧墙上部折焰角处的24根水冷壁分别引入中间集箱和两只水平烟道下集箱，然后分别引入组成折焰角上部侧墙及水冷壁烟道侧墙的包墙管。鼻区集箱内与直管相连处装有带缩口的短管代替节流圈以使弯管和直管达到合理的流量分配。后水冷壁上部四分之三的管子在炉膛出口处拉稀形成凝渣管。前后水冷壁在炉膛下部向内弯曲相承冷灰斗。前后和两侧水冷壁各有三个独立的循环回路。四根32514集中下降管，下端均接有32525的集箱，每只集箱引出六根1336的支管到水冷壁下集箱。每只水冷壁上集箱有六根1336的顶部连接管将汽水混合物引入锅筒。水冷壁下集箱均可进行定期排污。

在燃烧器附近四面墙上开有看火孔（手孔）、打焦孔、点火孔、人孔等，炉膛上部也预留了蒸汽吹灰孔。

整个水冷壁被钢性梁连结成刚性吊筐式结构，整个水冷系统向下作自由膨胀。在水冷壁四周每隔3米高度布置一圈刚性带，防止由于燃烧不稳定发生炉膛爆炸时所引起的水冷壁局部变形。燃烧器外壳与水冷壁燃烧器区弯管相焊，随水冷壁向下膨胀，燃烧器中心向下膨胀量约为50mm。设计院在设计风、粉管道时应考虑向下膨胀的影响。

（三） 过热器及汽温调节

过热器分为高、低温二级。高温过热器在前，悬挂在鼻区上方。低温过热器在后，悬吊在水平烟道内，过热器均为蛇形管组。

过热器是将蒸汽从饱和温度加热到额定的过热温度。在锅炉负荷或其它工况变动时，应保证过热温度的波动处在允许的范围之内。在现代电站锅炉中，蒸汽过热器是锅炉的一个必备的重要部件，在很大程度上影响着锅炉的紧急性和运行安全性。

在电站锅炉中，提高过热蒸汽的参数是提高火力发电站热经济性的重

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要途径。过热蒸汽参数的提高受到金属材料的限制。过热器的设计必须确保受热面管子的外壁温度低于刚才的抗氧化允许温度并保证其机械强度。随着锅炉用金属材料的发展，我国电站锅炉已普遍采用超高压（13.7MPa）和亚临界压力(16.7MPa)参数，过热汽温采用540C和550C按照传热方式，过热器可分为对流、辐射和半辐射三种型式。

过热器为对流型，两级布置气温调节采用自冷凝喷水减温装置。蒸汽流程为：饱和蒸汽自锅筒顶部有十根1084管子引入第一级过热器进口集箱顶棚管和第一级过热器喷水减温器第二级过热器集汽集箱。顶棚和第一级过热器由383.5的20号钢制造，共63排，混流布置。第二级过热器由423.5的15CrMo钢管制造，共62排，顺流布置。两极过热器之间布置有伸缩式长吹灰器两台。

从锅筒出来的饱和蒸汽先被引到凝渣管上方的蒸汽联箱，经顶棚管到第一级对流过热器入口联箱，通过悬挂的蛇形管逆流至出口联箱，最后一圈管束为顺流布置以避免出口管束与顶棚管的交叉。由第一级对流过热器出口联箱出来的蒸汽进入喷水减温器，该喷水由锅筒中引出的饱和蒸汽凝结而得，冷却水为进入省煤器前的给水。蒸汽经减温后进入第二级过热器入口联箱，蒸汽在第二级对流过热器中先逆流后顺流，此处第一圈管束为逆流，其余均为顺流，这可以使过热器出口高温蒸汽处于较低温的烟气流中。

第二级对流过热器的第

一、二排管组成四排错列管，使管节距增大，防止堵灰，其余均为顺列布置。由于同一组受热面内既有错列、又有顺列布置，而计算时用的平均温压是按整组受热面来计算，传热系数也要用整组受热面的平均值，因此采用加权平均法来计算下列参数：横向节距s1，纵向节距s2，烟气流通截面积F，对流放热系数d，灰污系数，最后算得传热系数k。加权平均的方法是用错列、顺列受热面的面积来加权的。

计算中的喷水减温水量是假定的，取D1kgs，可以使减温幅度t22.6℃，相应减焓幅度i54.8kJkg

。如增加减温水量D，可以增Xxxx职业技术学院

加减温幅度，但同时要增加第一级过热器的受热面积。

自冷凝喷水减温装置：

自冷凝喷水减温装置由冷凝器分配集箱、减温器组成。冷凝器为两只37725的钢制集箱，搁置在顶板上，两只冷凝器出力约为10Th，冷凝水从集水管两端用1084的下水管引入分配集箱。冷凝水由573.5管子引出，喷水减温器剩余的冷凝水由两根513.5管子引回锅筒汽空间。减温器用32520的20#钢管制成。减温水通过多孔管喷入文丘里管喉部，在额定负荷下，设计煤种时，喷水量D5.98th时，减温幅度t35℃，该炉还设计有备用减温管路，当锅炉起始初期尚未产生成足够的减温水量时或在特殊的情况时可使用品质较好的给水来减温。

（四） 省煤器及空气预热器

本设计省煤器及空气预热器均为双级布置。

1.省煤器

为了降低排烟温度，提高锅炉效率，只依靠增大蒸发受热面非但不经济，而且受到很大限制。因为蒸发受热面中的工质温度等于工质在工作压力下的饱和温度，烟气温度绝不能冷却到低于或达到这一温度，必须保持一定的温差，才能有效地传递热量。正因为这样，在老式的锅炉中，不论怎样发展对流管束或增加锅筒的数目，排烟温度仍然很高，一般在300~400℃，让这样高温的烟气排走，显然是不经济的。

省煤器中的工质是给水，给水的温度要比饱和温度低得多，省煤器中的平均水温一般也要比炉水温度低几十度，因此传热温差大，特别是在省煤器为逆流布置时更为显著。其次，由于工质在省煤器中为强制流动，省煤器可以布置得很紧凑，由于其温差和传热系数的提高，使得在对流蒸发受热面的一般烟温范围内，降低同样数值的烟气温度，所需的省煤器受热面差不多仅为蒸发受热面的一半。此外，省煤器的单位受热面价格也比蒸发受热面要低。

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在现代锅炉中，省煤器已成为不可缺少的一部分。在低压锅炉中，装设省煤器主要是为了降低排烟温度，提高锅炉效率，一般仍不可能取消对流锅炉管束。在中压，特别是高压和超高压锅炉中，由于给水温度高，并采用了空气预热器，因此，省煤器的应用主要是为了减少蒸发受热面，以低廉的省煤器受热面来代替价格昂贵的蒸发受热面。此外，对锅筒式锅炉而言，尤其是工业锅炉，给水经省煤器提高温度后再进入锅筒，也减轻了锅筒所承受的热应力影响。

省煤器上部蛇行管为一个组件，省煤器下部蛇行管为两个组件。其联箱布置在侧墙，采用单面进水方式。省煤器蛇行管用323的20#钢制成错列布置。由于所用煤种含灰分很高，故采用防磨措施。组件两侧和上边第

二、

三、四排管子在直管上装有防磨盖板，弯头上装有防磨板，蛇行管用支架固定在空心横梁上，横梁支承在尾部竖井的前后侧省煤器护板上。为冷却起见，上下级省煤器空心横梁一端应接到送风机入口，使其通风冷却。上级省煤器烟速w18.89ms，下级省煤器烟速w27.12ms。所由于用煤种含灰分很高，故采用防磨措施。在管组的烟气入口处的第

一、二排管，管子弯头部分及靠前、后墙的两排管子都装有防磨盖板。

下级省煤器设计中受热面尺寸选择的比上级省煤器大，这是为使上级空气预热器有足够的传热温压。为检修方便，下级省煤器的受热面中间留有1m空间，相当有两个管组，在每个管组的烟气入口处都装上防磨盖板。

2.空气预热器

空气预热器一般是利用烟气的热量来加热所需空气的热交换设备。由于空气预热器工作于烟气温度最低的区域，回收了烟气的热量，降低了排烟温度，因而提高了锅炉效率。同时也由于空气被预热，提高了燃料与空气的初始温度，强化了燃料的着火和燃烧过程，减少了燃料不完全燃烧损失，进一步提高了锅炉效率。此外，空气预热器还能提高炉膛内烟气温度，强化炉内辐射换热。因此，空气预热器已成为现代锅炉的一个重要组成部分。

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现代电站锅炉都采用给水回热来提高电厂效率，给水温度已经很高。超高压锅炉给水温度达240℃，超临界锅炉更高，达280℃以上。因此靠省煤器受热面来降低排烟温度已很困难，如果要使排烟温度降低到100多度已不可能。而空气预热器中进来的冷空气只有20℃左右，因此可以把排烟温度降的很低，使锅炉效率达到90%以上。

在采用煤粉燃烧时磨制煤粉需要热空气来烘干原煤和煤粉。燃烧过程中也需要热空气使煤粉气流着火稳定、燃烧快、燃烧完全。因此，在现代电站锅炉上，空气预热器已是不可缺少的受热面。

在近代火力发电站中，一般都利用汽轮机抽气来预热给水。目前给水的温度相当高，而且随着工质参数的提高，采用多级给水回热加热器，给水预热的温度也在不断增高，这将对电站总经济性的提高有利。当锅炉的工作压力由4MPa提高到14MPa时，给水温度相应地由150C提高到240C左右。由于省煤器的进口水温度较高，它就无法将烟气冷却到合乎经济要求的温度，然而冷空气温度低，因此可以用空气预热器来达到吸收排烟中热量的目的。

空气预热器不仅能吸收排烟中的热量、降低排烟温度，从而提高锅炉效率，而且还由于空气的预热改善了燃料的着火和燃烧过程，从而减少了燃料的不完全燃烧损失，进一步提高锅炉效率，这对于燃用难着火的燃料尤为重要。例如燃用无烟煤时，要求热空气温度高达380~420C。在液态排渣锅炉中，也要求较高的热空气温度。此外，空气的预热，还可以强化炉膛中的辐射换热，因此，在现代锅炉中，空气预热器已成为锅炉的主要部件之一。

我国目前应用的空气预热器，一般是管式空空气预热器的种类很多，按传热方式可将空气预热器分为两大类：传热式和蓄热式。在传热式空气预热器中，热量连续的通过传热面，由热源气体传给空气，热源气体和空气有各自的通路。在蓄热式空气预热器中，热源气体和空气交替地通过受热面，当烟气同受热面接触时，热量由烟气传给受热面，并蓄积起来，然

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后使空气与受热面接触，把热量传给空气；或热源气体把热量传给中间介质，然后由中间介质传给空气。在后一种情况中，热源气体和空气也有各自的通路，中间介质在两种气体中来回流动，传递热量。

传热式空气预热器可分为板式空气预热器和管式空气预热器，热源有锅炉烟气，盘管中的蒸汽和单独炉膛。蓄热式空气预热器分为回转式、热管式、联苯式和粒状在热体式，热源有烟气和单独炉膛。

管式空气预热器按结构形式可分为立式和卧式两种;按材料可分为钢管式、铸铁管式和玻璃管式等几种。管式空气预热器以立式钢管空气预热器应用最多。其优点为结构简单、制造方便、漏风较小。其缺点为体积大、耗钢材多,在大型锅炉尤其是空气预热温度要求较高时由于其体积大而引起尾部受热面布置困难。

管式空气预热器有单级布置和双级布置两种方式。单级布置较为简单，但热空气温度一般不超过300℃。当要求更高的热空气温度时，就必须采用双级布置。由于烟气热容量大于空气，同时烟气流量也大于空气，所以烟温的下降值小于空气温度的升高值。随着空气温度的升高，空气预热器热端的温差△t逐渐变小。为传递一定的热量，温差越小，则所需的传热面积越大，这就限制了单级空气预热器中空气的温升。

在采用双级布置时，应按以下原则考虑布置方案：

（1）根据计算得出，取第一级空气预热器出口温度等于给水温度加10～5℃；

（2） 第二级空气预热器入口烟温不能超过530～550℃，以免空气预热器上管板烧坏；

（3） 第一级省煤器出口水温因低于40～50℃，以免水进入第二级省煤器时因气塞而分配不均；

（4） 在结构上尾部受热面不宜过长，过长时烟道布置困难．一般希望排烟烟道下缘标高在2m以上（以锅炉房地面标高为零）；

（5） 在满足以上几个原则下改变第一省煤器的吸热量以寻求最经济

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的配合方案。

现代大型电站锅炉大都采用回转式空气预热器。由于回转式空气预热器传热效果好，采用单级布置就能得到较高的热风温度，所以回转式空气预热器一般都采用单级布置方式。由于回转式空气预热器的直径通常比尾部烟道的深度大，故需将回转式空气预热器布置在尾部烟道的外面。将省煤器后的烟道水平引出，一分为二，在这两条平行烟道中分别放置一台大直径的回转式空气预热器．由于烟气有转向流动，部分飞灰颗粒由于惯性沉积下来，由灰斗排出，减轻了空气预热器的磨损。有的电厂只采用一台大直径回转式空气预热器，国外有的电厂锅炉在省煤器与回转式空气预热器之间放置惯性烟气除尘器的磨损。

为防止空气预热器低温腐蚀和堵灰，宜按实际需要情况设置空气预热器入口空气加热系统，根据技术经济比较可选用暖风器、环境温度循环或前置式空气预热器等空气加热系统。当煤质条件较好、环境温度较高或空气预热器冷端采用耐腐蚀材料，却能保证空气预热器不被腐蚀、不堵灰时，也可以不设空气加热系统。

2对暖风器系统宜按下列要求选择：

（1） 暖风器的设置部位应通过技术经济比较确定，对北方严寒地区，暖风器宜设置在送风机入口；

（2） 对转子转动式三分仓空气预热器，当烟气先加热一次风时，在空气预热器一次风侧可不设暖风器；

（3） 暖风器在结构和布置上应考虑防冻、防堵灰、防腐蚀要求。对年使用小时数不高的暖风器，可采用移动式结构或装设旁路烟道；

（4） 选择暖风器所用的环境温度，宜取冬季采暖温度或冬季最冷月平均温度。

为清除空气预热器堵灰，除配置蒸汽吹灰系统外，根据技术经济比较，还可选用气脉冲装置或水力冲洗装置（停炉时用）。

在采用管式空气预热器和回转式空气预热器的锅炉中，一般都装有暖

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风器，已达到减轻低温腐蚀的目的。

热管作为一种高效传热元件,已广泛应用于各个领域,热管具有优良的性能,并显示了强大的生命力,但热管技术应用却是近几年的事。

电站锅炉一般应用传统的热管式及回转式空气预热器。长期以来，空气预热器经常发生腐蚀、堵灰和漏风等问题,致使锅炉的排烟损失增大,锅炉效率降低，甚至影响锅炉的正常运行。为了降低排烟损失，提高机组的可靠性和满负荷发电的能力，保证锅炉安全经济的运行，自70年代开始，国内一些高等院校和研究机构开始对热管技术进行试验研究,并逐步商业化。南京炼油厂、抚顺石油二厂和兰州炼油厂等在有关高等院校的合作下，相继投产了热管空气预热器并取得了显著的经济效益。随后，许多火力发电厂亦对老式空气预热器进行了相应的改造。

此外，有的国家用热管换热器作为烟气脱硫前的烟气降温装置，以脱硫后的低温烟气作为冷源，来降低脱硫前的烟气温度，以达到所需的脱硫温度。

在我国电站锅炉空气预热器运行中，存在的主要问题是：管式空气预热器易发生低温腐蚀、堵灰和磨损问题；回转式空气预热器虽然结构紧凑，较为合理，但大多漏风量大，一般在10%以上，有的达到30%左右。但VN回转式空气预热器很好的克服了这一弱点，使回转式空气预热器地优势更为突出。

空气预热器为管式，用401.5有缝钢管制成，立式布置，上级空气预热器管箱高度为3500mm，下级空气预热器分为上下两部分，管箱高度分别为3500mm和2100mm，为更换方便，下管箱单独搁置在尾部钢架的中间横梁上。为防止烟气冲刷对管子的磨损，在管箱上部烟七入口处均装有防磨套管，套管间填充80~100厚的耐火塑料。上级空气预热气有一个管组，由四个并列管箱组成。下级空气预热器上段、下级省煤器两组件、上级空气预热器和上级省煤器叠置在尾部钢架上。各部分之间均留有足够的检修空间。下级空气预热气有两个管组，每个管组由四个并列管箱组成，

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下管组处在低温烟气区，如发生低温腐蚀，可更换下管组。为了便于更换，下管组放在立柱之间，所以其深度方向的尺寸选择较小，下级空气预热器的空气行程为二行程。

省煤器和空气预热器的应用，主要是为了降低排烟温度，提高锅炉效率，节约燃料消耗量；也为了减少价格较贵的蒸发受热面及改善燃烧与传热效果。因此，设计省煤器和空气预热器时，应抓住节约燃料与节约钢材等投资之间的矛盾，以达到用较少的投资而能节约更多的燃料。

省煤器和空气预热器工作于较低的烟温区域，工作条件虽然已不像过热器那样严重，而如果不重视它们的设计制造和运行要求，亦常产生影响锅炉可靠性方面的问题。例如省煤器常因制造工艺及安装施工上的缺陷，发生焊缝渗漏等迫使停炉的事故。事实上，对于现代大型锅炉，防止和减轻省煤器的磨损和结灰，防止和减轻空气预热器的腐蚀和堵灰，以及解决回转式空气预热器的漏风等问题，已成为设计和运行中的主要问题。这些问题对整台锅炉的可用率及热效率均有很大影响。

（五） 钢架结构

本锅炉炉膛部分用四根529钢管混凝土柱，横梁及斜拉撑由型钢制成，整个顶板置于四根钢管混凝土柱顶上，本构架按8度地震设计，但小于8度地区不允许将斜拉撑去掉。Z2柱上部两侧设有风撑衍架，拉杆用No.20槽钢双拼而成，顶板由大板梁和大型型钢组成，顶板自Z2柱向后伸出悬臂，承受顶护板、炉墙和部分过热器的重量。尾部钢架采用六根型钢柱，No.25a槽钢双拼而成。断面为型钢柱，型钢材料为A3，条板材料为A3。

锅炉钢架按8度地震露天，室内通用布置设计。

刚性梁为搭接式，按300kgfm2的爆炸力，1300挠度设计，由张紧角钢No.32a工字钢和角部装置组成，沿锅炉高度方向每隔3m左右布置一圈，共八圈，并在炉膛顶部布置一道。

护板包括炉顶，水平烟道及转向室部分，用No.10工字钢吊杆悬吊到

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顶板上，主要起密封及支撑炉墙的作用。

锅炉构架的形式和整个锅炉和它各部分的结构有很大的关系，尤其和锅炉炉墙的型式密切有关。设计时，对锅炉构架的要求是：保证构架有足够的强度和最少的材料消耗以节省投资费用；构架的结构要便于制造、运输和安装，尤其要考虑构架的组件能用火车运输；要便于锅炉个部件的检修、更换和运行操作，柱梁斜撑应不妨碍这些工作；构架要有足够的刚性，不致因构架变形而引起锅炉各部件的相对位移和破坏连接处的严密性。

平台和楼梯均采用栅格结构。平台的有效载荷以200kgfm2计，但同时承载不得超过锅炉本体平台总面积的20%。楼梯的有效载荷以以楼梯的水平投影面积按400kgfm2计，栏杆扶手的水平推力按50kgfm2计。

为运行和维修方便，沿锅炉高度方向设有8~9层平台，锅炉处的平台较宽，供设置用水小室用，在炉室两侧23000标高处设有过热器吹灰平台。炉室平台支承在钢架上，尾部平台支承在尾部护板框架上，随尾部护板的热膨胀向上位移。

本炉架在设计时考虑了风荷载、地震烈度的影响。炉顶的混凝土大屋顶可防风遮雨雪。在锅筒部位设有司水小室。楼梯的斜度均为50º，除前墙10800标高、13400标高、16200标高平台及楼梯仅单侧有外，平台楼梯在锅炉两侧对称布置。给锅炉的检修，运行提供良好的有利条件，另外还可以防雪雨。锅炉本体采用金属波形外护板，栅格结构的平台和楼梯，尽可能的在需要操作巡视和检修，吹灰器，测量点处布置平台，钢平台的有效载荷为200kg/m2。

运转层燃烧器操作平台为型钢结构。表面铺有3mm的花钢板，围绕炉室设置在四根型钢柱之间，外接运转层水泥平台，炉前平台有四个500孔，供集中下降管穿过，炉后及两侧平台下悬挂弹簧吊架，悬吊从集中下降管到水冷壁下集箱的连接管，平台载荷不允许超过500kgfm2。

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（六） 燃烧系统

1.制粉系统

锅炉采用钢球磨，中间粉仓制，热风送粉系统。按每台锅炉配有两台

BTUDTM290350钢球磨煤机，选用R9018%。煤种的可磨系数KlO=1.15，燃料最大煤块粒度dmax=20mm，锅炉的燃煤量为BK=20.3T/h，磨煤机的备用系数为1.33。

磨煤机以负压运行，干燥剂来自热风和再循环。

预热器热风温度340℃，冷风温度30℃，一次风份额30%。

2.煤粉燃烧器

煤粉燃烧器采用直角正四角布置，前墙两角各加一个预燃筒，燃烧器的各次风口布置如上图所示，气流在炉内形成一个550mm的假想切圆。为了便于组织燃烧及适应一定的煤种变化，上二次风喷口和三次风喷口设有调节机构，可摆动10º，以便于燃烧调整，组织最佳燃烧工况。

3.油燃烧器

下二次风喷口内设有供点火和稳燃用的机械雾化内回油喷嘴，油喷嘴流量Q700kgh。喷口材料均为Cr20Ni14Si2。油枪停用时，应将油枪缩回风管内，以免烧坏。

4.高能点火装置

本燃烧器上八只油枪,均可配程序控制自动点火系统,该装置可以远方操作,也可以就地操作.高能点火装置的工作参数，单次贮能6焦耳，火嘴火花频率，12～17次/秒，输入电压180～240伏，输出电压1800～2500伏，电嘴使用寿命为打火的106次，每套装置配有一套电动机械执行器，电嘴停用时应缩回风管内以免烧坏，详细可见高能点火装置说明书。

5.油系统

本锅炉的油燃烧配一套油系统管道，采用重柴油为点火燃料，其系统布置 及阀门布置见油系统布置图，油系统中也包括蒸汽吹扫管路参数；油管路额定油压20kg/cm2,流量15t/h。汽管路蒸汽压力13～25kg/cm2汽温

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250～300℃。

燃烧器的设计，制造和安装的质量直接影响炉内工况，因此各个环节都应力求正确无误，最后经过反复调试才能得到满意的结果。

（七） 锅炉范围内管道及本体附件

锅炉为单母管给水，给水经操作台有三套给水管路，一路为Pg100,Dg150，一路为Pg100,Dg100，一路为Pg100,Dg20。在正常情况下使用Pg100,Dg150管路，如Pg100,Dg150调节阀出故障该为Pg100,Dg100管路运行生火启动时用Pg100,Dg20管路。给水经操作台后，引入冷凝器作为冷却水（一般为80%给水通过冷凝器）。冷却水量由Pg100,Dg150调节阀和和Pg100,Dg150电动阀进行调节。

减温器进出口和集汽联箱上都装有读数用和自控用的热电偶。 为了适应锅炉露天布置特点，所有暴露在外的管道都必须严格采取防冻防水措施，特别是管道穿过护板等处防护更应严密，以免雨水从保温层缝隙处渗入。较小直径的管道可以和下水管集束保温，以利防冻。

再循环管是连接锅筒与省煤器入口集箱的管路，作为生火时保护省煤器之用

在集汽集箱上装有两只Pg100的杠杆式脉冲安全装置。其中一只安全阀的冲量取自锅筒，该安全阀作为工作安全阀使用，另一只安全阀的冲量取自集箱本身，该安全阀作为控制安全阀使用。控制安全阀的开启压力低于工作安全阀的开启压力。

紧急放水阀Pg100,Dg50应布置在运转层操作室附近，以便遇紧急事故时操作。

在锅炉汽水管道的最高点都装有放汽阀门，过热器，省煤器，再热器集箱都装有疏水阀门，锅筒设有Dg32的连续排污管道，管道上设有电动截止阀和调节阀门，每组水冷壁下集箱装有定期排污管道。前、后及两侧墙各有一个集中排污管，在管道上装有电动排污阀，反冲洗阀门。

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（八） 炉墙及密封装置

1.炉墙

炉膛部分采用敷管炉墙结构。水平烟道及转向室部分因无受热面覆盖，采用耐火砖及耐热混凝土轻型炉墙结构，两种结构在后水冷壁区集箱上部交界，该处设有能满足三向膨胀的上部密封装置，尾部竖井中的省煤器区亦采用轻型炉墙。

敷管炉墙在炉室部分厚度为220mm，在炉顶部分厚度为310mm，轻型炉墙在水平烟道部分为360mm，在转向室后墙部分为310mm。

锅炉炉墙的作用归纳起来有三点: （1） 防漏

防止外界的冷空气漏入炉内。锅炉在施工和运行中会产生缝隙，负压运行时，内外压差使冷空气漏入，从而使锅炉效率下降，影响锅炉的经济性。

防止高温烟气漏出炉外。由于燃烧的不稳定，即使负压锅炉，有时炉内也会出现正压现象，这时就会产生高温烟气漏出炉外，使热量散失，从而使锅炉散热损失增加；高温烟气的外漏还会危及工作人员的安全，破坏环境卫生。对于微正压燃烧的锅炉，防止高温烟气外漏具有更重要的意义；

（2） 保温

热量由高温向低温传递，为了防止热量从锅炉各受热面向外散失，就需要对这些部件进行保温。锅炉散热损失的减少，有助于提高锅炉的热效率，降低炉墙表面的温度，改善工作人员的劳动条件；

（3） 组成烟气的通道

锅炉炉墙和受热面有机的结合，使烟气沿一定的通道流动，完成热交换过程，要求烟气流动通道尽量避免死角、过多的拐弯和急剧的截面变化。

总之，锅炉炉墙的作用是：使烟气沿一定的通道流动，并保证和提高锅炉运行的经济性、安全性和可靠性。

为了保证炉墙的上述作用，炉墙必须满足以下要求：耐热性、保温性、

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严密性、抗熔渣和防磨损等等。

2.密封装置

锅炉密封是指锅炉本体加装的金属密封件。防止炉内烟灰向外泄露，冷空气漏入炉内。锅炉本体按负压设计，但密封装置的设计按微正压考虑。锅炉为获得长期良好的密封性能。本锅炉精心设计密封件同时要求在安装时也应精心按图纸施工，杜绝泄露的根源，在运行时应防止炉膛“放炮”，以免破坏原来的密封元件及其焊缝。

（九） 除渣装置

除渣设备是电站诸设备中的重要设备之一。随着锅炉容量的日趋增大，燃用锅炉容量的日趋增大，燃用高灰劣质煤的锅炉越来越多，锅炉的除渣问题显得日益重要。因此，能否正确的选择、设计和使用好锅炉的除渣设备，对电厂的安全、经济生产关系甚大。

在炉膛顶部设有排污水吹灰装置，沿炉膛宽度方向有6只排污水吹灰器利用锅筒的排污水对凝渣管下部进行吹灰。

锅炉的连续排污和定期排污的系统及设备按下列要求选择： (1） 对汽包锅炉，宜采用一级连续排污扩容系统。对高压热电厂的汽包锅炉，根据扩容蒸汽的利用条件，可采用两级连续排污扩容系统；连续排污系统应有切换至定期排污扩容器的旁路。

(2) 125MW以下的机组，宜两台锅炉设一套排污扩容系统；125MW及以上机组，宜每台锅炉设一套排污扩容系统。

(3) 定期排污扩容器的容量，应考虑锅炉事故放水的需要；当锅炉事故放水量计算值过大时，宜与锅炉厂共同商定采取合适的限流措施。

(4) 对亚临界参数汽包锅炉，当条件合适时，可不设连续排污系统。 本设计采用一级连续排污扩容系统，且每两台锅炉设一套排污扩容系统

在两极过热器之间23900处的两侧墙上，各设有一只C2型长伸缩式吹

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灰器，将锅筒引出的饱和蒸汽经减压后对过热器进行吹灰。吹灰器的行程为3.5m，吹灰半径1.5~2m。

另外，在炉膛和尾部竖井均留有吹灰孔，以便临时进行吹灰。冷灰斗下设有水力排渣槽，出渣口在锅炉左右两侧出渣口下留有733mm高的空位，供用户配置碎渣机。

锅炉向空排汽的噪声防治满足环保要求。向空排放的锅炉点火排汽管及压力释放阀排汽管应装设消声器。起跳压力最低的汽包安全阀和过热器安全阀，及中压缸启动机组的再热器安全阀排汽管宜装设消声器。定期排污扩容器排汽管可装设消声器，在严寒地区宜装设排汽管汽水分离装置。

本锅炉采用湿式除渣装置，采用水力排渣方式，配备设备有熄火水喷嘴、碎渣机、虹吸式除渣装置。渣落入炉底渣斗，用水喷嘴冲熄并落至斗底，定期开门排渣进入渣斗外的碎渣机，破碎后落下至灰沟用压力水冲走或将排出渣直接冲走后集中破碎。锅炉灰斗内部可设置熄火喷嘴、冲渣喷嘴，还可在出渣门外装置摆动的水力喷嘴，这种排渣方式可根据灰渣情况确定是否配备碎渣机。排渣槽与锅炉水冷壁下集箱的密封一般采用水封、砂封和膨胀节封结构三种方式。目前广泛采用的仍是水封结构。砂封虽然简单方便，但当冷灰斗处内外压差高达200Pa以上时，砂子会被抽走。膨胀节密封结构的膨胀量小于90mm，而且膨胀节的四角易拉裂。水封结构存在的主要问题是水封槽底部积灰，结垢，水封板变形、腐蚀、漏泄。但可以采用循环水、改进水质和定期排污等方法解决。需要两只排渣槽，优先采用纵向布置方式使运行人员操作维护比较方便。

优点：结构简单；耗水量小；设备不必连续运行（省电、磨损小）；可以人工捅焦（排渣不长时）。较适用于中小容量锅炉及焦渣松软的大容量锅炉。

缺点：需容渣室，且尺寸较大，渣门启闭不灵活，密封性差，排渣不通畅时需人工捅渣，虹吸式水压不高，管道内易结垢，渣门漏风较大。

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（十） 吹灰和除灰

吹灰器是指用流体作吹扫介质，通过喷嘴的作用，形成高速射流，来吹扫锅炉受热面烟气侧沉积物的一种锅炉辅机。其除灰原理是利用射流的能量将干灰分离，吹扬，然后由烟气流带走。

使用吹灰器存在如下一些利弊：使用吹灰器，可以提高锅炉的传热效率和可用率；利用吹灰器的投用与否及改变投用顺序和间隔时间，可以起到调温作用；

如计及吹灰后提高了受热面的清洁度，可以减少受热面的金属设计用量；吹灰器的吹扫介质，不能回收，是一项能量耗费；吹灰器吹扫，会加重受热面的磨损和冲蚀；吹灰器大多是湿式除灰，携入的水分会加剧锅炉尾部受热面腐蚀、瞬时降低烟气温度和干扰烟气流场；吹灰器的工作条件恶劣，运行、维护要求高，备件和维护费用也较高。

电站锅炉对吹灰器的基本要求：

配用的吹灰器应能在预定的烟气温度条件下工作，并能完成预期的吹扫任务；配用的吹灰器应具有较广的适应性。如：吹扫压力可以方便地调整，吹灰管或喷嘴无需拆除，其位置可进行调整，起喷位置、长吹灰管挠度也可调整，吹扫角度和吹扫轨迹等可以改变；吹灰器要附带穿过炉墙的密封箱或连接套管，它既是密封组件，又是吹灰器前端的支承结构。长吹灰器要附供后部悬吊组件；在锅炉热态时，炉膛吹灰器应能随炉膛一起膨胀。长吹灰器前端与炉墙之间应采用铰链结构，以保证膨胀时不影响吹灰器的工作。且仍保持长吹灰管前倾，以利疏水；吹灰器的零部件应具有相应的耐热、耐磨、耐腐蚀、耐冲蚀及自润滑性和可靠的密封性。电气配件要有良好的绝缘性能，动作安全可靠以适应露天、多灰和高温、水汽、烟气腐蚀等恶劣工况下使用；吹灰器配用的介质导入阀应通径适当、开启力小、启闭灵活、关闭严密、复位性能好，密封面能耐腐蚀和冲蚀。并附供配对法兰、垫片、紧固件等；每台吹灰器要配供单向空气导入阀。炉内负压时，可自行吸入冷空气 ，正压时靠该阀接入的高压空气供冷却和清扫之

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用；吹灰器既要就地手动，又能就地电动和远方遥控或接入自动程序控制；吹灰器配用的填料和填料函应是调节型。以防泄露；以蒸汽为吹扫介质的吹灰器喷嘴，设计上应同时考虑能用压缩空气吹扫。用户有要求时，吹灰器也可用作水力清洗的设备。

（十一） 蒸汽温度调节

本锅炉采用喷水降温来调节过热汽温，它是用冷却水间接或直接冷却蒸汽的办法来达到减温目的。喷水减温器又称混合式减温器，是将减温水直接喷入过热蒸汽，经喷嘴雾化的减温水滴从蒸汽吸收热量、升温、汽化、与蒸汽混合，从而降低蒸汽温度。在减温器内蒸汽只能降温，不能升温，因此减温器是单向的蒸汽温度调节设备。

减温器在过热系统中的位置需综合考虑气温调节的灵敏性和对过热器的保护。减温器布置在过热器系统的前部，可保护过热器，但汽温调节的延迟比较大；减温器布置在过热器后部，汽温调节灵敏，但过热器得不到保护。因此，在大型电站锅炉上常见的方式是将过热器系统分成串联的几级，减温器布置在两级过热器之间和末级过热器前。

喷水减温器的特点是：减温幅度可达到100℃以上；蒸汽经过减温器的阻力小，一般小于50kPa；汽温调节灵敏，减温器出口的气温延迟时间为5~10s；设备简单，常利用过热系统的中间集箱作为减温器外壳。另外，由减温水直接喷入蒸汽，这就对减温水的品质要求特别严格，不能低于蒸汽品质。

二 锅炉基本结构及计算

（一） 锅炉基本结构的确定

锅炉总体结构上采用单锅筒∏型布置，上升烟道为燃烧室和凝渣管两

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部分，水平烟道内置布置两级悬挂对流过热器，垂直下行烟道中布置两级省煤器和两级管式空气预热器。

锅炉炉膛全部布满光管水冷壁，炉膛出口凝结管簇由锅炉后墙水冷壁延伸组成，在炉膛出口处采用由后墙水冷壁延伸构成的折焰角，以使烟气更好地充满炉膛。

对流过热器分两级布置，由悬挂式蛇形管束组成，两级过热器之间装有锅炉自制冷凝水喷水减温装置，由进入锅炉的给水来冷却饱和蒸汽制成凝结水，回收凝结放热量后再进入省煤器。

省煤器和空气预热器采用两级配合布置，以节省受热面并减少钢材消耗量。

锅炉采用四根集中下降管，分别供水给12组水冷壁系统。

锅炉的燃烧方式采用四角布置直流燃烧器。按照煤种特性选用中速磨煤机负压直吹系统。

（二） 全面热力计算

热力计算过程见附录Ⅰ。

三

辅助设备选择

（一） 锅炉燃烧制粉系统

应与锅炉本体设计与锅炉安全保护监控系统相适应，并必须符合DL435《火电厂煤粉锅炉燃烧突防爆规程》的规定。

1煤粉制备

（1） 磨煤机和制粉系统型式应根据煤种的煤质特性、可能的煤种变

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化范围、负荷性质、磨煤机的适用条件，并结合锅炉炉膛结构和燃烧器结构形式等因素，经过技术经济比较后确定；

① 对无烟煤、低挥发分贫煤、磨损性很强且易暴的烟煤等煤种，当技术经济比较合理时，可选用双进双出钢球式磨煤机；

② 当采用常规钢球式磨煤机制粉设备时，应采用贮仓式制粉系统。 （2） 钢球式磨煤机贮仓式制粉系统的磨煤机台数和出力，按下列要求选择：

每台锅炉装设的磨煤机台数不少于两台，不设备用。 本设计每台锅炉设两台磨煤机。

每台锅炉装设的磨煤机按设计煤种的计算出力（大型磨煤机在最佳钢球装载量下），应不小于锅炉最大连续蒸发量时所需耗煤量的115%；在磨制校核煤种时，亦应不小于锅炉最大连续蒸发量时所需耗煤量。

当一台磨煤机停止运行时，其余磨煤机按设计煤种的计算出力应能满足锅炉不投油情况下安全稳定运行的要求。必要时，可经输粉机由邻炉来粉。

2 送风机

（1） 大容量锅炉的送风机宜选用动叶可调轴流式风机，也可采用静叶可调轴流式风机或高效离心式风机。当采用双速离心式风机时，其低速档宜满足汽轮机带热耗保证工况（THA）负荷，并处于高效区运行。当技术经济技术比较合理时，也可采用其他调速风机；

（2） 每台锅炉宜设置两台送风机，不设备用； （3） 送风机的风量和压头按下列要求选择：

① 送风机的基本风量按锅炉燃用设计煤种计算，应包括锅炉在最大连续蒸发量时需要的空气量及制造厂保证的空气预热器运行一年后送风侧的净漏风量；

② 当送风机出口接有冷一次风机时，风量裕量应分开计算，其中一次风系统的风量裕量按8.2.8中第3款第（1）、（2）项取用，送风机的风量裕

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量宜不低于10%；

③ 当采用两分仓或管箱式空气预热器时，送风机的风量裕量宜为10%，压头裕量宜为20%。

（4） 对燃烧低热值或低挥发份煤的锅炉，当每台锅炉装有两台送风机时，应验算风机裕量选择，使在单台送风机运行工况下满足锅炉的最低不投油稳燃负荷时的需要。

本设计采用1台G47311NO.14D型送风机，送风机风量为16900m3/h， 风压为4513Pa。

3 吸风机

（1） 大容量锅炉的吸风机宜采用静叶可调轴流式风机或高效离心式风机。当风机进口烟气含尘量能满足风机要求，且技术比较合理时，可采用动叶可调轴流式风机。当采用双速离心式风机时，其低档速宜满足汽轮机额定工况时的要求，并处于高效区运行。当技术经济技术比较合理时，也可采用其他调速风机；

（2） 每台锅炉宜设置两台吸风机，不设备用；

当负荷工况变化较大，燃料结构复杂，或机组容量为600MW以上时，吸风机台数可采用多于两台；

（3） 吸风机的风量和压头按下列要求选择：

① 送风机的基本风量按锅炉燃用设计煤种计算和锅炉在最大连续蒸发量时的烟气量及制造厂保证的空气预热器运行一年后烟风侧漏风量及烟气系统漏风量之和考虑；

② 吸风机的风量裕量不低于10%，另加不低于10℃的温度裕量； ③ 吸风机的压头裕量不低于20%。

（4） 对燃烧低热值或低挥发份煤的锅炉，当每台锅炉装有两台吸风机时，应验算风机裕量选择，使在单台吸风机运行工况下满足锅炉的最低不投油稳燃负荷时的需要。

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本设计本设计采用2台Y47311NO.20D型吸风机，吸风机风量为175000m3/h，风压为3512Pa。

大容量锅炉的冷却风机宜采用两台离心风机，其中一台运行，一台备用。

风机的风量裕量宜为15%；风机的压头裕量宜为25%。

（二） 除尘设备的选择

应使烟气中排放的粉尘量及其浓度符合现行的环境保护标准的要求，并应考虑煤灰特性、工艺及灰渣综合利用的要求。

1.静电除尘器

每台锅炉设置的静电除尘器台数不宜少于两组，对于220t/h～420 t/h锅炉，根据工程具体条件也可只设一组。

所选用的静电除尘器在下列条件仍应能达到保证的除尘效率： ⑴ 当停用其中一台供电区域时；

⑵ 除尘器的烟气流量按燃用设计煤种在锅炉最大连续蒸发量工况下的空气预热器出口烟气量计算，其裕量宜为10%；

⑶ 烟气温度为设计温度加10℃；

本设计采用2台文丘里水膜式除尘器，处理烟气量为1.2105 m3/h，除尘效率为94~97%。

2.除灰渣系统

（1） 除灰渣系统的选择，应根据灰渣量，灰渣的化学、物理特性，除尘器和排渣装置的型式，冲灰水质、水量，以及发电厂与贮灰场的距离、高差、地形、地质和气象等条件，通过技术经济比较确定；

除灰渣系统的设计应充分考虑灰渣综合利用和环保要求，并贯彻节约用水的方针。当条件合适且技术经济比较合理时，宜采用干除灰方式。

（2） 对于有粉煤灰综合利用条件的发电厂，应按照干湿分排、粗细分排的原则，设计粉煤灰的集中系统。该系统应能满足以落实的粉煤灰综

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合利用的要求并为外运创造条件；

对于有综合利用要求、但其途径和条件都暂不落实时，设计也应为灰渣的综合利用预留条件；

（3） 除灰渣系统的容量应按锅炉最大连续蒸发量燃用设计煤种时系统排出的总灰渣量计算，并留有裕度。除按综合利用要求设置灰渣输送系统外，还应有能将全部灰渣送往贮灰场的设施。

本设计采用湿式除渣装置，采用水力排渣方式，配备设备有熄火水喷嘴、碎渣机、虹吸式除渣装置。碎渣机采用2台Y132M-4型碎渣机，其容量为7.5kw。

四

锅炉性能分析

锅炉热损失计算分为设计计算和运行试验计算两种。设计计算是根据给定的燃料特性进行计算或按规定选取，而实验计算则是根据进行计算，其方法有所不同。设计计算分别为排烟热损失、气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧损失、灰渣物理热损失、散热损失。

锅炉效率的计算有正平衡和反平衡两种计算方法。正平衡计算是直接测量锅炉的有效利用热量与送入锅炉总热量之比；反平衡计算是测定锅炉各项热损失，然后计算锅炉效率。由于受到煤量信息准确性的限制，锅炉效率通常采用反平衡。

（一） 锅炉燃烧调整试验

1 燃烧调整试验的目的及意义

对于现代电站锅炉，由于设备的庞大和复杂性，燃烧系统的可调参数

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较多，他们对整个燃烧过程以及与之有关的其它过程的影响，已不可能仅凭表面现象和直观经验作出准确的判断。因此，就需要有计划的改变某些可调参数及控制方式（即燃料供给方式及配风方式），对燃料工况做全面的测量。然后将测得参数进行科学的分析，从经济性、安全性诸多方面加以比较，才能确定出最佳的运行方式。这样的试验测量和分析研究工作就是我们通常所称锅炉燃烧调整试验。

燃烧调整试验的目的就是为了掌握锅炉运行的技术经济特性，确定锅炉燃烧系统的最佳运行方式，从而保证锅炉机组的安全经济运行。

2 调整试验的设备对象

锅炉燃烧调整试验所涉及的主要设备对象有： （1）.炉膛及附属燃料设备：煤粉燃烧器 （2） 燃料供给设备：给煤机、给粉机、抛煤机

(3).空气供给系统：风道、空气预热器、一次风机、二次风机、喷口 (4).锅炉烟道系统及其受热面部件：烟气再循环系统，但不包括除尘器及引风机。

3 正平衡法及反平衡法

锅炉设备的热效率可以通过两种测验方法得出：

第一种是：直接测定锅炉的输入热量和输出热量，并按下列计算得到：

锅炉热效率=

输出热量输入热量×100% 这种方法通常称为正平衡法或直接法。

第二种方法是：反平衡法或间接法，它不需要测定输出热量，而以测定锅炉的各项损失，因为后者是锅炉输入与输出热量之差，所以

锅炉热效率=1热损失输入热量×100%

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4 四角布置直流燃烧器的调试

开滦发电厂锅炉是北京巴威公司（北京锅炉厂）生产的B&WB─130/3.82─M型中温中压自然水循环固态排渣煤粉炉。采用四角切圆燃烧方式，正压直吹制粉系统。锅炉的具体参数如下：

主蒸汽流量

( MCR）

130 t/h

过热器出口压力 （MCR）

3.82MPa

过热器出口温度 （MCR）

450℃

给水温度

（MCR）

150℃

排烟温度

（MCR）

135.6℃

锅炉效率

（MCR）

91％

采用四角布置直流燃烧，煤粉和空气混合物从炉膛四角切向高速引入，在锅炉炉膛内形成一个自下至上的运动旋涡，所以从空气动力角度来将实际上也是一个大型旋流式燃烧器。

开滦发电厂锅炉是北京巴威公司（北京锅炉厂）生产的B&WB─130/3.82─M型中温中压自然水循环固态排渣煤粉炉大修后进行冷态调整试验，要求测定如下内容：

各

一、

二、三次风管道流量测量装置的标定。目的是确定四角

一、

二、三次风的配比及运行时各风门挡板的开度，以便得到合理的风煤比例及较佳的炉内过剩空气系数。但是由于四角布置的直流燃烧器

一、

二、三次风出口喷嘴数目繁多，各风管进入各喷嘴的弯头也特别多。致使在所检测截面的前后，没有足够的直线段来安装流量测量装置。有时由于受风箱风道结构的限制。各二次风喷嘴是在大风管或大风箱内分组，因而亦无法安装流量测量装置，此时可采用二次风挡板前后静压差值作为二次风喷嘴流量的指标。例如：测得二次风的出口速度为：

WK2P

为测量点空气密度，1.293

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K为二次风挡板速度修正系数，K=0.859 以从开滦发电厂#1炉为例：运行中心火焰中心偏斜，故需要测量各二次风管中风粉的流速：

#4磨煤机→#2角：P动=164

P静=60

P16460104

W0.85921041.29310.89m/s

#4磨煤机→#3角：P动=120

P静=55 P1205565

W0.8592651.2938.61m/s

#2磨煤机→#3角：P动=122

P静=45 P1224577

W0.8592771.2939.37m/s

#2磨煤机→#1角：P动=168 P静=50 P1263096

W0.8592961.29310.47m/s

#1磨煤机→#3角：P动=124 P静=45 P1244599

W0.8592991.29310.63m/s

由于每台锅炉运行时启动二台磨煤机，一台磨煤机备用，所以，我们只测得着二台磨煤机各二次风道流速，从计算出的结果可以看出，由于#4号磨煤机风粉吹向#3角的二次风流速偏低表明各风道管阻力不等。可用调节挡板或加节流装置，使流量分布均匀，这是对稳定燃烧是十分重要的。

5 煤粉细度对燃烧影响的试验

固态排渣炉煤粉细度的调整原则，即是使灰渣完全燃烧损失q4与制粉系统磨煤耗电量的当量热损q2F之和达到最小。此外还应注意到未燃尽的粗粒煤粉容易从气流中分离出来，落入渣池而造成析铁或由于离心力的作用冲至炉壁附近产生还原性气氛，而为高温腐蚀提供了条件。因此固态排

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渣炉应严格地控制粉细度（开滦发电厂锅炉全部为固态排渣）不允许煤粉过粗。固态排渣炉推荐煤粉细度：

贫煤R=8～10%

R200

燃用烟煤的煤粉细度：

R90=60-70%

R200=20-30% 6 炉内过量空气系数的调整

过量空气系数的确定主要取决于锅炉燃烧的经济性。过量空气系数过大，q2损失增大。使q2+q3+q4安全最小数值时炉内过量空气系数是通常运行的首选值。

煤粉炉在经济负荷范围内，炉膛出口适宜的过量空气系数在1.15～1.25范围内。

7 过热汽温的调节

过热蒸汽温度是锅炉重要的运行指标之一，除了用减温器运行调节外，还可以通过燃烧调节来加以调整。炉内过量空气系数对过热汽温的影响是比较复杂的，多台电站锅炉试验的数据表明，过量空气系数每变化±0.1过热汽温平均变化（10～30）℃。

一、二次风布置形式和风量分配调整

(1).一次风集中布置是充分燃烧劣质煤的有效措施，原因是： ① 增加了煤粉的浓度，集中了易燃烧的挥发物； ② 降低了着火区的过量空气；

③ 燃烧中心集中，使火区温度水平升高； ④ 采用集中一次风布置后，气粉射流刚性变强； 但是一次风集中布置也带来了以下两个问题：

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① 由于煤粉高度集中，可能会出现着火燃烧初期氧量不足的问题。在一次风喷嘴内加周围风解决补氧的办法之一；

② 一次风集中布置后，喷嘴截面增大，不但喷嘴机械强度变差，易发生变形，同时也易出现速度不均，气粉分层等不良现象。可通过在喷嘴内加纵向或横向隔板来解决。由于隔板把一次风分割成多股射流，使气流扰动增强，有利于着火稳定燃烧。

（2）.一次风量的调试

一次风量的大小对燃烧着火影响较大，电厂采用的直流燃烧器煤粉的着火，主要是射流卷吸周围高温烟气对一次风的气粉混合物进行加热。分析着火热量：

Qi(CrV1Ck)(tit0) CrCk分别为燃料和空气的比热。

V1为每kg燃料所需的一次风量（Nm3/kg）

T0为气粉混合物的初温。

ti取固定值ti7

从上式可以看出，一次风量V1越大，可以加热至着火所需的热量就越多，对着火就越不利。因此在调试时，对于电厂所烧的褐煤在煤粉管道不积粉、堵管的前提下，应尽可能的降低一次风的比例。

（3）.

一、二次风风速比例的调试

根据对圈内四角燃烧器锅炉的统计，

一、二风风速比例与煤种可燃基挥发份Vr有如下关系：

W2W1(K1K2U)K3V1

V2r热电厂锅炉为热风送粉，当Ur10%时，K16.1～6.8 K20.135

K31 其中K3为空气与把煤干燥后的湿空气之比。式中的V1及V2分别为

一、二次风量的百分比。

由于上述原因，可以看出当煤的挥发物越低W2/W1值越大，结果使

一、

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二次风动量比相差几倍，使一次风气粉流量偏低贴墙。因此在着火、燃烧工况允许的情况下，最好采用W2/W1≥1.4～2.0。由于一次风速不能太低，因此二次风希望控制在40～50m/s的范围内。随着锅炉热功率的增加，要求射程较远，故此往往采用较高的W2/W1值。

9 关于切圆直径d0的调试

锅炉在燃烧劣质燃料时，应采用多大的假想切圆直径d0才合适，这是四角喷燃锅炉设计和运行中十分关心的问题。目前的看法尚不统一。一般认为只要炉壁、水冷壁不结焦，切圆大一些有如下好处。

⑴ 旋转动量大，扰动强烈，对燃料的燃尽有利；

⑵ 火焰中心接近一次风喷嘴，煤粉着火条件好； ⑶ 炉膛充满状态良好，炉膛利用率高；

⑷ 旋转强度增大后，炉膛中心在抽吸烟气较多，燃烧器上部的高温烟气；

⑸ 由上往下流，对提高着火区的炉温亦有利作用。但中心回流区是否存

在切圆直径及

一、二次风动量有关。试验表明，在某些情况下，燃烧区域内是没有中心回流区域存在的。

（二） 炉膛及烟道的漏风试验

1 概述

锅炉厂生产的（型超临界锅炉的炉膛及烟道系统的负压运行，为此炉膛和烟道的严密性对机组运行的经济性有很大影响。漏风直接导致排烟热损失增加，而且烟道的漏风处所愈接近炉膛，起影响愈大。实践证明，炉膛漏风系数每增加0.1，排烟温度随之增加3～8℃,因而排烟热损失将增加0.2-0.4%，炉膛的漏风还会恶化燃烧，增加灰渣未完全燃烧热损失，也会导致过热蒸汽超温等不正常现象。漏风还会增加引风机的负荷及耗电量，严重的漏风甚至会限制锅炉出力。因此在运行中应该经常定期检查并清除

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炉膛及烟道的各处漏风。

锅炉各区段的漏风数值可用该区段进出口烟气的过剩空气系数的增加量表示该增加量即为各区段烟道的漏风系数：



式中：

、──各区段烟道入口及出口烟气的空气过剩系数。

2 烟道的漏风系数

锅炉的省煤器、空预器及除尘器等尾部烟道的漏风系数，可直接利用烟气分析来确定。即利用锅炉热效仪Ro2含氧量的百分率。然后按下式直接计算该区段烟道达到漏风系数：

MAXRO211RO2RO2100q4100

式中：

----烟道内被测量的过剩系数。RO2MAX100q4100RO2

----烟道内被测区段后的过剩空气系数RO2MAXRO2MAX100q4 100RO2-------烟气的最大Ro2百分率

RO2，RO2------烟道内被测区段前后其中的CO2SO2含量实测值% q4┄锅炉在测定负荷下的灰渣未完全损失

3 炉膛及炉膛出口水平烟道的漏风试验

一般在炉膛出口测定烟气成分较为困难，而且很难精确，故通常都该在水平烟道过热器之后，此时测得是炉膛和炉膛出口水平烟道的漏风系数之和，以下文中所提到的数据是指两者之合而统称为炉膛风系数。

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4 风平衡及灰平衡测定

锅炉炉膛的灰平衡，即进入煤灰量与燃烧残余物（飞灰、炉渣与漏煤）含灰量之间的平衡。通常的飞灰、炉渣与漏煤的灰份质量占入炉煤含灰量的百分率来表示：



fhlzlm100%

fh(100cfn)GfAByn100%

lz(100clzn)GlznABy100%

式中：

fh、lz┄分别代表飞灰、炉渣的灰平衡百分率%

Cfh、Clz┄分别代表飞灰、炉渣量单位： t/h

Ay┄入炉煤应用基灰份含量 %

B┄入炉煤总量 t/h

在煤粉炉中，燃烧残余物只有飞灰及炉渣，故飞灰表达式为：

flz100%

为计算锅炉的灰渣未完全燃烧热损失q4 及灰渣的物理热损失q6，必须知道灰平衡的百分率。对于不同燃烧方式的锅炉基本灰平衡百分率不同。

固态排渣炉及旋风炉的排渣率取决于然煤特性及细度、炉膛及燃烧器，排渣管面结构，以至锅炉的负荷及燃烧工况的调整方案等因素。对于不同的炉型及煤种，在进行调整试验时，也宜同时测定其排渣率数。

5 烟气成分分析

在锅炉试验中，为了下列目的，需要分别采用烟气样品进行成分分析。 1.为了确定锅炉炉膛的空气

2.为了确定锅炉的排烟热损失，需要测定排烟的过剩空气系数。应该在锅炉的尾部最末级受热面后的烟道内取样，取样截面和排烟温度的测量截面要尽量靠近。

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3.为了确定可燃气体未完全燃烧热损失，需要测得烟气中可燃气体成分含量，（CO2，H2，CH4）可以在烟道截面上取样。

除氧截面应尽可能选在烟流均匀部位。烟道有局部收缩、转弯或有可能漏入空气的客观都不宜进行取样。属于尽本测量项目的烟气分析，其取样点亦随烟道宽度及分支烟道数量而定。

（三） 锅炉热效率计算

锅炉热平衡一般指锅炉设备的输入热量（或称热输入）与输出热量（或称热输出）及各项热损失的平衡。

1 输入─输出热量热效率计算

Q1Qr100%

式中：

─锅炉热效率

%

Q1─每千克燃料的锅炉输出热量

kg/kJ

Qr─每千克燃料的锅炉输入热量

kg/kJ

2 输入热量

向锅炉设备范围内送入热量计算有：

（1）.燃料的化学热量，即燃料发出的热量。 （2）.燃料带入的物理显热。

（3）.燃料用外蒸汽或外来燃烧产物加热时给入的热量。 （4）.当燃油时，雾化燃油所用蒸汽带入的热量。 （5）.燃烧空气时所带入的物理显热。

（6）.燃烧用空气由外来蒸汽或外来燃烧产物加热时所给入的蒸汽量。

（7）.在锅炉设备范围内的辅机消耗功率转化并传给锅炉工质的热量。如磨煤机及一次风、强制循环泵、烟气再循环风机等。

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（8）.进入锅炉系统而被利用的废热。 用公式表示：

QrQnet,v,arQrxQwlQwh

kJ/kg

式中：

Qnet,v,ar─燃料应用基低位发热量 kJ/kg

Qwl─当用汽轮机抽汽或其它外来热源加入空气而带入锅炉系统内热量

kJ/kg

Qrx─燃料的物理显热

kJ/kg

Qwh─燃油雾化面外来蒸汽带入锅炉的热量

kJ/kg

3 热损失法热效率计算（反平衡）

100Q2Q3Q4Q5Q6Qr100

100(q2q3q4q5q6)式中：

─锅炉热效率 %

Q2─每千克（标准立方米）燃料的排烟热损失量

Q3─每千克（标准立方米）燃料的固体未完全燃烧热损失量

Q4─每千克（标准立方米）燃料的可燃气体未完全燃烧热损失量

Q5─每千克（标准立方米）燃料的散热损失量

q2─排烟热损失百分率 % q3─固体未完全燃烧热损失量百分率

% q4─可燃气体未完全燃烧热损失量百分率 % q5─锅炉散热损失量百分率

% % q6─灰渣物理热损失量百分率

（1）.排烟热损失

锅炉排烟热损失为末级热交换后排出带走的物理显热占输入热量的百分率，按下式计算：

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q2Q2Qr100%

2 Q2Q2grQ2HO kJ/kg

式中：

Q2gr─干烟气带走的热量 ─烟气所含水蒸汽的显热

Q2VgCpg(Vpyt0)gryyQ2H2OkJ/kg

式中：

Cpgy─干烟气从t0至Qpy的平均定压比热

一般情况下，可用烟气（干）从t0至Qpy的平均定压比热。

当已知烟气成分时，可按下列式计算：

y

CpgCpcoRO22100Cpo2O2100CpN2N2100CpcoCO100

在平时实验中热电厂所用求q2的公式为：

q2

式中：

py(3.62py0.9)(TpyTlf)100100% 2121O2

O2─空气预热器出口氧含量百分数

Tpy─空气预热器出口排烟温度

Tpy─送风机入口冷风温度

（2）.可燃烧固体完全燃烧热损失

燃煤锅炉的固体未完全燃烧热损失，即：灰渣可燃物造成的热量损失和中速磨煤机排除石子煤的热量损失占输入热量的百分率。

对于火床炉：

qqqq lzfhcjhlmq

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式中：

qlz、qfh、qcjz、qlm─分别为炉渣、飞灰、沉降灰、漏炉中可燃物热损失

对于火室炉：

qqlzqfhqcjhqsz

qsz─中速磨煤机排出石子煤热损失% 上述各热损失计算公式如下：

qlz337.27AyQrlzClz100ClzC%

qfh337.27AyQrcjhCfhfhfh100C%

qcjh337.27QRCcjh100Cfh%

319 qlm3367.27AYQrBszQdwBQrszlmClm100Clm%qsz100%

320

式中：

Cfh、Clz、Ccjh、Clm┄分别为飞灰、炉渣、沉降渣、漏煤中可燃物的、cjh、lm┄分别为飞灰、炉渣、沉降渣、漏煤中占入炉含量百分率 % lz、fh煤总灰量的百分率% Bs2┄中速磨煤机废弃的石子煤量 Qdwsz

kg/h

┄石子煤的实测低位发热量

kJ/kg

（3）.散热损失

锅炉的散热损失q5指锅炉炉墙、金属结构及锅炉范围内管道（烟风道

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及汽水管道联箱等）向周围环境中散失的热量占总输入热量的百分率。热损失值的大小与锅炉机组的热符合有关q5不在额定负荷下运行的计算公式如下：

q5q5eDeD

式中：

q5e┄额定蒸发量的散热损失

%

De┄锅炉的额定蒸发量

D┄锅炉效率测定时的实际蒸发量

t/h

4．锅炉净效率

锅炉机组的净效率时考虑了锅炉自身需要的热耗和电耗后的效率，可由下式计算得出结果：

QrQrQZY29310PBb100%

式中：

锅炉的毛效率 % ┄

QZY┄锅炉自用热耗量指蒸汽驱动辅助设备和吹灰等所用外来蒸汽耗kJ/kg

p┄锅炉设备制粉磁铁，送风机、引风机、烟气再循环风机、强制循环泵、除渣及除灰系统、电除尘等辅助机械电动机的实际功率。



b┄电厂发电标准煤耗

kg/kwh

B┄燃料消耗量

kg/h

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