锅炉知识培训

第一篇 设备 第一章 锅炉设备整体介绍

第一节 国产300MW锅炉的类型和发展概况

三种基本类型：UP型直流炉 自然循环汽包炉 控制循环锅炉 主要生产厂家：上海锅炉厂 哈尔滨锅炉厂 北京锅炉厂

20世纪70年代，上海锅炉厂自行设计制造了国内1000t/h双炉膛亚临界UP型直流炉。到80年代中期，上海锅炉厂针对1000t/h锅炉双炉膛容积热负荷高、膨胀不均匀、炉墙振动、受热面磨损、水平烟道结灰以及排烟温度过高等问题。设计制造了国产改进型1025t/h单炉膛亚临界压力UP型直流炉。

东方锅炉厂的亚临界压力自然循环汽包炉和上海锅炉厂的控制循环汽包炉是我国现阶段的主要炉型。目前，哈锅也具备这种能力。

第二节 300MW机组汽包炉

汽包炉：自然循环汽包炉 控制循环汽包炉

工作原理：在锅炉蒸发受热面与过热受热面之间设置有汽包，它使得各受热面的功能固定化，即蒸发点固定不变。

汽包：对水冷壁来的汽水混合物进行汽水分离，并将分离出的饱和蒸汽送至过热器继续加热，而将分离出的水与省煤器来的给水混合后送至水冷壁加热蒸发。 （给水）---水冷壁-----汽包省煤器------过热器-------（蒸汽）

自然循环汽包炉水循环动力：下降管中的饱和水与水冷壁中的汽水混合物之间的重度差。 控制循环汽包炉：下降管中的饱和水与水冷壁中的汽水混合物之间的重度差以外，还有炉水循环泵的扬程。

一般压力越低，水的蒸发段越长，越适宜自然循环。反之，压力越高，水的蒸发段越短，越适宜控制循环。 一、 控制循环锅炉

亚临界压力、再热式控制循环汽包型燃煤锅炉，整体呈典型的单汽包、单炉膛、T型布置。四角喷燃，切圆燃烧。 （一） 特点

1、循环可靠 由于在循环回路中加装了循环泵，使得控制循环锅炉在起动时，可以先循环后点火，水冷壁膨胀均匀。而自然循环锅炉是在点火之后，水冷壁内产生蒸汽循环才开始建立的，由于其热负荷分布不均匀、水冷壁产汽先后不等，使炉水循环不同步，造成水冷壁之间存在温度差，严重影响水冷壁的正常膨胀。而控制循环炉先循环后点火，使得水冷壁在启动过程中，不管各根管子之间吸热差如何，均能保证每根管子都由相同温度的工质通过，使水冷壁温度分布均匀，膨胀自由。

2、汽包（锅筒）上、下壁温度均匀 使用循环泵后，循环系统内可以有较高的阻力，因而控制循环锅炉的锅筒采用了内夹套锅筒。由水冷壁来的汽水混合物从锅筒的顶部引入，通过锅筒内壁和夹套之间的夹层内向下流动而进入旋风分离器进行一次分离。由于锅筒内壁全部与同一温度的相同介质接触，因而不论在任何工况下，锅筒上下壁的温度是一致的，不需要监视上下壁温差，可见，在控制循环锅炉中，各点温度布置非常一致。因 而大大减少了锅炉上最厚壁元件的温度应力，锅筒内工质的温度变化率为220℃/h以上，有利于加速启动、提高负荷变化速率和变压运行。

3、快速启动 控制循环锅炉中变化速率高，适宜于调峰运行，其允许负荷变化速率为

定压运行 5%MCR/min 滑压运行 3%MCR/min

4、停炉后冷却速度快 控制循环锅炉熄火后仍然保持循环，锅炉得以强制冷却，有利于事故处理。锅炉熄火后保持一台循环泵运行，使炉水继续循环。同时，吸、送风机亦继续运行，这样，使整台锅炉得以强制冷却，加速了停炉过程，这对事故处理相当重要。 5、有利于锅炉的酸洗 控制循环锅炉酸洗时利用循环泵使酸洗溶液在循环系统的每根管子，包括省煤器管在内，连续的进行循环，以保证得到良好的酸洗效果。（酸洗时好象不需

要循环泵吧？）

6、预测水冷壁结构情况 根据炉水循环泵的进出口压差与循环系统内阻力直接相关的特点，可以预测水冷壁管内结垢程度。在新炉投产之前，在水冷壁管清洁的状态下，记录下在满负荷工况时的炉水循环泵进出口的压差，以此为基础值，以后定期校核满负荷下炉水循环泵的进出口压差，并与基准值想比较，在不需要停炉割管检查的情况下，就可以推断出水冷壁的结垢情况。

7、炉膛蒸发受热面布置自由，可满足最适合的燃烧要求

8、水冷壁管径细，锅筒长度短，循环系统重量轻 控制循环锅炉循环系统中 允许压降大，故水冷壁管直径较小，相应壁较薄。而且，下降管和上升管数量均较自然循环少。所以，整个循环系统较为紧凑，重量较自然循环锅炉大大减轻。

控制循环锅炉增加了强制循环泵，也就增加了设备投资、厂用电，同时也增加了运行操作和检修维护工作量。

（二） 主要设计参数及技术规范 （三） 主要系统和设备

1、汽水系统 汽水系统主要由省煤器、汽包、下降管、炉水强制循环泵、下水包、水冷壁、过热器和再热器等组成。过热器由顶棚过热器、包覆过热器、低温（水平）过热器、过热器器级减温器、分隔屏过热器、末级高温过热器组成。再热器由墙式再热器、屏式再热器和末级再热器及事故喷水和再热减温器组成。各级过热器、再热器和主要设备的布置见整体布置图。

现将该系统的主要设备介绍如下：

省煤器： 省煤器的作用是在给水进入汽包前，利用锅炉燃烧生成的烟气对给水进行加热，以回收锅炉排烟的热量，提高经济性。CE1025t/h控制循环锅炉的省煤器布置在后烟井中，它上面是低温过热器，下面是空气预热器，省煤器采用顺列布置，省煤器为单侧进水，进水管布置在锅炉右侧，出水为双侧出水，两侧出水管在锅炉前墙汽包下面相环，再由三根

导管经四根下降管的三个间隔引入汽包。在下水包和省煤器进口管之间设置了省煤器再循环管，其作用是在锅炉点火启动期间，在没有连续的给水流量之间，保护省煤器安全，防止给水在省煤器内发生沸腾，在循环流量为4%MCR。

汽包： 与自然循环炉的汽包相比不同的是它采用了内夹层结构，并且汽包上、下两半部采用不同壁厚，以减轻汽包质量，节约钢材。来自水冷壁的汽水混合物从汽包顶部两侧进入汽包的内夹层，冲刷汽包上半部内壁，然后在进入涡流式分离器，在分离器做第一次分离，每只分离器顶部配有立式波形板分离器，作为二次分离元件。汽包顶部还装有立式波形板分离器，作为三次分离元件，经三次分离的饱和蒸汽由汽包顶部的引出管送到过热器去，下降管安置在汽包最底部，在下降管的入口处装有十字架，它用来消除由于入口产生旋涡而将蒸汽带入下降管的现象。此外，汽包内还装有给水管和连续排污管。由于汽包的内夹层结构和汽水混合物对汽包上半部内壁的冲刷，降低了汽包上、下壁温差，减少了汽包的热应力，从而减少了汽包热应力对锅炉启、停速度的限制，缩短了锅炉启、停的时间。该炉汽包没有常规的金属壁温检测测点。

水冷壁和下水包： 采用环型下水包，即前、后墙和左、右两侧墙各有分配集箱，在环行的下水包内，每根水冷壁管入口装有节流阀共870只，15种规格人能够进入下水包内进行工作。水冷壁采用光管和内螺纹管，管的间隙为金属熔烧焊形成完全七密封炉膛，炉膛折焰角由内螺纹管熔烧焊组成，炉膛延伸墙采用光管熔烧焊组成，用扁钢焊接。水冷壁冷灰斗全部采用光管熔烧焊组成，水冷壁管的全部材料为碳钢。

过热器 过热器采用辐射、对流组合式，在过热器系统中只布置了一级喷水减温器，作为过热汽温的正常调节手段，过热器减温器布置在低温过热器和分隔屏过热器之间。 从汽包引出的饱和蒸汽流程为：汽包-顶棚过热器-包覆过热器-低温过热器-过热器减温器-分隔屏过热器-后屏过热器-Ⅱ级过热器-高温（末级）过热器-锅炉出口过热蒸汽，在包覆过热器的环型联箱上引出了5%启动旁路，他的作用是锅炉冷态启动升温升压时，控制过热气温和过热气压匹配上升，以满足气轮机冲转对气温气压的要求。此外，在分隔屏过热器出

口联箱和后屏过热器出口联箱引出过热蒸汽，分别供给炉本体吹灰器和空气预热器吹灰器用汽。

再热器：再热器由墙式辐射再热器、屏式再热器、末级对流式再热器以及再热减温器四部分组成，各级再热器的具体位置见锅炉纵刨面图。再墙式再热器入口，左右两侧分别布置了再热器事故喷水减温器，再热气温通常通过摆动燃烧器的角度，改变炉膛内火焰中心的上下位置进行调节，但当再热气温调节延迟较大，燃烧器摆角调整不过来时，则采用事故喷水进行再热气温的调整。采用事故喷水调整再热气温，会增加再热蒸汽流量，增加中、低压缸的做功量，使机组的热效率降低，因此正常应采用摆动燃烧器角度来调整再热气温。 2 制粉系统和风烟系统

这些系统与炉型选择无关，各发电厂根据自己的要求选择合适的制粉系统和风烟系统设备，可参阅本书有关章节，在此不再赘述。 3 炉水循环泵

（1）概述 在50年代初期随着发电机组容量的大幅度提高，炉水循环泵已在大容量的控制循环锅炉机组中得到广泛应用，他不仅能够保证锅炉蒸发受热面内水循环的安全可靠，缩短了机组的启动时间，减少了启动热损失，同时提高了锅炉对低负荷工况的适应性，满足高峰时负荷调节的需要，并能符合安全可靠和维修简便的需要。

随着锅炉蒸汽参数的提高，锅炉中的汽水重度差愈来愈小，这使得工质在循环回路中流动越来越困难，一般当汽压超过18.6MPa时，自然循环锅炉已不能可靠工作，而必须采取强制循环，即借助水泵的压头使工质在循环回路中流动，这种循环泵即为炉水循环泵。 现在世界上已经有好多公司可以生产有代表性的是德国的KSB泵厂、英国的泰勒公司、日本三菱重工公司、美国的CE公司等。这里主要介绍英国的泰勒公司生产的泵。 （2）结构特点 炉水循环泵的主要特点是将泵的叶轮和电机转子装在同一主轴上，置于相互连通的密封压力壳内，泵于电机结合为一整体。没有通常泵与电机的那种联轴器，没有轴封。这个就基本上消除了泵泄露的可能性。整个泵体和电机以及附属的阀门等配件完全

由锅炉下降管的管道支撑，可以随着锅炉的膨胀而一起膨胀。

泰勒泵的电机的定子和转子用耐水的绝缘电缆作为绕组且浸没在高压冷却水中，电机运行所产生的热量就由高压冷却水带走，并且该高压冷却水通过电机轴承的间隙，既是轴承的润滑剂又是轴承的冷却介质。泵体与电机是被分隔的两个腔室，中间虽有间隙且不设密封装置使压力可以贯通，但泵体内的炉水与电机腔内的冷却水是两种不同的水质。由于电机的绝缘材料是一种聚乙烯塑料，不能承受高温，温度超过80℃绝缘性能就明显恶化，因此围绕电机四周的高压冷却水温度必须加以限制。由于绕组及轴承的间隙极为紧密，该处流经的冷却水不得含有颗粒杂质。 （3）主要结构

A 泵壳体 泵壳体是承受高温高压的部件之一。KSB型泵出口两侧对称径向布置，

泵壳为球形体，这种球体的结构特点是壁厚教薄，相应热应力较小，但由于较大的球体内腔与泵叶轮流向不相符合，所以泵壳体比较笨重。泰勒型泵出口管两侧切向布置，泵壳体内部结构与泵叶轮流向吻合紧贴，结构比较紧凑。泵的叶轮属于高比转速离心式，接近于混流式，叶轮出口装有导叶使部分动能转化成压力能。

B 电机本体 电机和叶轮是属于一个整体，运行中电机带动叶轮旋转。电机于泵壳通过螺栓连接。

C 轴承 在电动机轴的上下端各装有一只支撑轴承，在轴的下端还装有一只推力轴承，而泵测不装轴承，支撑轴承是用水润滑的滑动轴承，在转动侧为了耐磨烧上一层锻铬的硬质材料。泵在运行时轴向推力及所有转动部分的重量由水润滑的双向推力轴承承受。推力轴承由推力瓦块、推力盘、止退座组成，退力瓦用对接销子固定在止退座上，而上下止退座分别用螺栓固定在下端轴承座和电机底盖上，推力瓦是用表面硬化过的不锈钢制作并抛光，而推力盘用优质钢制成，并做电动机冷却水强制循环用的辅助叶轮。

D 主螺栓 主螺栓是将泵与电机连接的重要零件，由于泵体的连接是使用一个大直径的法兰面，必须满足高温高压的密封需要，所以采用了新型的金属缠绕式密封垫。要

保证密封面受力的均匀、各主螺栓承受相同的颈紧力，必须使用专用工具来拧紧主螺栓。其作用是使主螺栓伸长后拧紧螺母，待主螺栓恢复原来长度即产生相应的预紧力。 E 隔热体 隔热体也称为热栅，其作用是使泵壳中的高温炉水与电机腔内的冷却水隔开，并阻止热量的传递。泰勒泵的隔热体比较简单，仅设置了一段缩小面积的轴径体进行自然散热。隔热体的散热方式有两种：一是靠隔热体本身向空自然冷却。二是在隔热体内部设有环型水冷套，靠冷却水将热量带走。对西德的KSB型泵的隔热体，不论泵处于运行状态还是备用状态，要求隔热体内的冷却水不能中断，并有一定的流量。而英国的tyler型泵的隔热体结构较简单，其隔热体不需要设置冷却水，仅设置一段缩小面积的轴径体进行自然散热，简化了冷却水。

F 冷却水系统 经外置的高压冷却器的高压侧将热量传给低压侧的低压冷却水，然后被冷却的高压水再次进入电机，形成高压冷却水回路。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/9022.html