第一章 绪论
2010年9月30日
电厂锅炉原理及设备2010年9月30日
第一章绪论
第一节电厂锅炉的作用及设备构成
第二节电厂锅炉设备的基本特征
第三节锅炉的分类和型号
第四节锅炉技术的发展
2010
年9月30日
第一节
电厂锅炉的作用及设备构成 一、发电能源的种类 二、火力发电厂生产过程
三、火力发电厂三大主机及其中能量转换过程 四、炉内工作过程2010年9月30日
一、发电能源的种类
按照中国目前经济增长速度，化石能源储量基本能够支持到2020年左右。?根据国际能源署对中国经济未来增长率的预测，以及分析的经济增长与一次能源消费量增长之间函数关系计算，到2010年中国一次能源消费量将达到2134百万吨油当量，2020、2030年分别为3038、4018百万吨油当量。
?我国目前的一次能源消费结构是以煤炭为主要能源，石油、天然气、水电三者总计比例29％。
2010年9月30日
中国到2030
年一次能源消费需求预测（年需求量）
依照目前的能源消费结构，到2010年中国年需要消耗石油4亿吨，而根据中国国务院发展研究中心有关研究显示，我国石油生产将在今后较长时期的峰值产量将处于2亿吨水平，并可能在今后较长时期趋于递减。由此得出，未来我国石油消费将至少保持50％的进口比例，最高可能达到75％。2010年9月30日
中国能源需求量与储量对比
如果按照中国制定的长期经济发展目标，到21世纪中叶经济总量追上美国的水平的话，那么在未来的10－30年中，
中国将把自身绝大部分的化石燃料消耗殆尽。
?石油：根据模型测算，到2013年中国总共需
要的石油是25.73亿吨，将耗尽目前中国所有石油可采储量，即使按照50％进口的话，到2017年总共需要的石油量是23.38亿吨，也将
耗尽目前中国不足22亿吨的石油可采储量。同时中国在2010年，每年要向国际市场采购2亿吨原油，2020年采购3亿吨原油，2030年4
亿吨原油（参考数据是，美国06年消费了9.38亿吨，国内生产了3.11亿吨）。
?天然气：根据模型测算，中国的天然气将到2030年消耗掉22.49亿吨油当量，相当于总储
量22.93亿吨的93％。届时，中国天然气资源将基本消耗殆尽。
?煤炭：根据模型测算，中国的煤炭将到2030
年消耗掉479.75亿吨油当量，相当于总储量763.33亿吨油当量的63％。
2010年9
月30日
能源消费结构优化
中国高度重视优化能源消费结构，煤炭在一次能源消费中比重由1980年的72.2%下降到
2006年的69.4%，其他能源比重由27.8%上升到30.6%。其中可再生能源和核电比重由 4.0%提高到7.2%，石油和天然气有所增长。终端能源消费结构优化趋势明显，煤炭能源转化为电能的比重由20.7%提高到49.6%，商品能源和清洁能源在居民生活用能中的比重明显提高。
2010年9月30日
1.火力
漳州后石电厂香港中华电力天然气发电厂
2010年
9
月30日
2.
水力2010年9月30日
3.核能
2010年
9月30日
4.
风力
生活用电：小型风力发电机组+蓄电池（直流）、逆变器（交流） 生产发电：中、大型发电机组并网、并联运行
2010年9月30日
5.太阳能
2010年9月30日
集热、输热、储热、热交换系统、汽轮发电机2010年9月30日
6.地热能
“地球动力”公司设计的地热发电站运行示意图中国最大的地热发电站——羊八井地热电站
2010年
9月30日
7.
潮汐
2010年9月30日
8.海洋温差
2010年
9月30日
9.
燃料电池
2010年9月30日
二、火力发电厂生产过程
2010年9月30日
三、火力发电厂三大主机及其能量转换过程
锅炉化学能→热能
汽轮机
热能→机械能
发电机
机械能→电能
2010年9月30日
四、炉内工作过程
锅炉作用
——使燃料在炉内燃烧放热，并将锅内工质由水加热成具有足够数量和一定质量（汽温、汽压）的过热蒸汽，供汽轮机使用
2010
年9
月30
日2010年9月30日
蒸汽机
2010年9月30日
煤粉锅炉技术2010年9月30日
给水→省煤器→汽包
→下降管→水冷壁
（饱和水、蒸汽）
→汽包（汽水分离）→过热器（过热蒸
汽）→汽轮机→再
热器（部分）
高温烟气→高温受热面（过、再热器）→尾部受热面（省煤器、空预器）→排烟（110~160
℃）→除尘
器→烟囱
煤粉悬浮燃烧→放热，火焰（1500℃）→辐射受热面（水冷壁、顶过）换热→出口烟温<灰熔点原煤→煤粉+热空气（加热、干燥、输送）→燃烧流程将高温火焰和烟气热
量传递给工质
连续提供氧气，及时引出烟气
燃料放热→高温火焰、烟气初步破碎的原煤→细小煤粉颗粒任务汽水系统
烟风系统燃烧系统制粉系统系统名称过热蒸汽生产过程
通风过程燃烧过程煤粉制备过程
2010年9月30日
第二节电厂锅炉设备的基本特征
一、电厂锅炉的特性? 1.锅炉容量De （t/h ，kg/s ）
? 2.蒸汽参数
? 3.燃烧方式
? 4.汽水流动方式——推动汽水混合物流动的方式? 5.锅炉整体布置
? 6.电厂锅炉特点
二、电厂锅炉的安全和经济指标
? 1.安全性指标
? 2.经济性指标2010年9月30日
一、电厂锅炉的特性
1.锅炉容量D e （t/h ，kg/s ）
——锅炉在额定蒸汽参数（p 、t ）、额定给水t 和使用设计燃料时，每小时的最大连续蒸发量。
2.蒸汽参数
?锅炉出口处的蒸汽温度t （℃，K ）和蒸汽压力p （Mpa ）。?设计时称额定蒸汽温度和额定蒸汽压力。
3.燃烧方式
?燃料种类：煤、石油、天然气及其他可燃物
?不同燃料其燃烧方式和锅炉结构不同
2010年9月30日
一、电厂锅炉的特性
4.汽水流动方式——推动汽水混合物流动的方式?省煤器：加热给水，给水泵提供动力，一次流经
?蒸发受热面：水汽化，一次或多次流经
?过热器：加热蒸汽，压力降提供动力，一次流经
5.锅炉整体布置
——炉膛、对流烟道以及各级受热面间的相对位置
? 6.电厂锅炉特点
?容量大
?高参数
?热效率高
?自动化程度高
2010年9月30日
二、电厂锅炉的安全和经济指标 1.安全性指标
?1）连续运行小时数=两次检修之间运行的小时数?2）?3）连续运行小时数↑，事故率↓，可用率↑，安全可靠性↑%
100×+=事故停用小时数总运行小时数事故停用小时数
事故率%
100×+=统计期间总时数备用总时数
运行总时数可用率
2010年9月30日
二、电厂锅炉的安全和经济指标
1.
经济性指标?1）锅炉效率
?2）钢材使用率
——锅炉生产1t/h 蒸汽所用钢材的吨数
%
100×=输入锅炉总热量和蒸汽吸收的热量）
锅炉有效利用热量（水η2010年9月30日
第三节锅炉的分类和型号
一、锅炉的分类
? 1.按锅炉容量
? 2.按蒸汽参数
? 3.按燃烧方式
? 4.按水的循环方式
二、锅炉的型号
2010
年9月30日
一、锅炉的分类
1.按锅炉容量
2.按蒸汽参数
800
2650275545/545256001900286541/56925.4直流
300
1000277545/54525超临界压力控制循环
6002008278.3540.6/540.618.3直流
3001025262.4540/54016.7自然循环
3001000260540/54016.7亚临界压力直流
200670540/540自然循环
125
400240555/55513.7超高压100410540自然循环
50
220215540
9.8高压汽水流动
方式
配套机组容量（MW ）蒸发量（t/h ）给水温度（℃）蒸汽温度（℃）蒸汽压力（MPa ）压力类型2010年9月30日
3.按燃烧方式
层燃炉：煤块在炉箅上的燃料层内燃烧
室燃炉：燃料悬浮在炉膛空间内燃烧；按排渣方式——固态液态
旋风炉（立式/卧式）：气流高速旋转，细煤粉悬浮、粗煤粉贴壁燃烧
流化床炉（沸腾炉）：物料颗粒和煤颗粒“沸腾”燃烧
2010年9
月30日
层燃炉
2010年9月30日
室燃炉
2010
年9
月30日
旋风炉
2010年9月30日
流化床炉
2010年
9月30日
CFB Boiler 2010年9月30日
4.按水的循环方式
有无有有汽包设置亚临界、
超临界
亚临界、超临界亚临界以下亚临界以下工作压力低负荷：>1（控制）
高复合：=1（直流）
13~104~30循环倍率直流+控制
给水泵循环泵下降管与蒸发管内工质的密度差
流动动力复合锅炉直流锅炉控制循环锅炉自然循环锅炉
2010年9月30日
4.
按水的循环方式2010年9月30日
二、锅炉的型号
1. 表示方法：符号、数字
△△—×××/×××—×××/×××—△× 2. 意义
——反映锅炉制造厂家、容量、参数、性能和规格等?符号——锅炉制造厂家汉语拼音缩写：HG 、DG ?数字——分子：D e （t/h ），分母：锅炉出口过热蒸汽p （MPa ）?数字——过热、再热蒸汽出口t （℃）
?符号——燃料代号：煤M ，油Y ，气Q ，其他T
数字——设计序号