火力发电厂热力系统毕业论文

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题目： 火电厂初步设计机务部分局部设计

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摘 要

300MW火电机组是我国电力的重要设备，为我国电力工业的发展作出过很大的贡献，随着今年各大电网负荷增长及峰谷的增大，使得电网中原来300MW的机组已不能满足需要，因此，各大电网开始投入运行600MW火电机组。但就现在来看600MW机组基本是在300MW机组的基础上改造而来的，他们之间有不可分割的关系。因而。对300MW机组动力系统的研究，是非常必要的。

本次设计的目的是通过对300MW火力发电厂热力系统局部的初步设计，掌握火力发电厂热力系统初步设计的步骤、计算方法及设计过程中设备的选择方法，熟悉热力系统的组成、连接方式和运行特性。本次的设计中只对部分设备系统进行选型，其余设备进行文字说明。本文分为四部分，对锅炉燃烧系统及其设备进行选择,进行原则性热力系统的拟定计算、全面性热力系统的拟定和汽机主要辅助设备的确定。通过一些给定的基本数据和类型进行科学的计算，来选配发电机组所需的各种设备，使其达到优化。

目前有关300MW机组所需的各种设备种类繁多、参数各异，本文在进行设计选型时仅依照安全经济的标准进行优化没有考虑其他影响因素，充分借鉴铁岭发电厂设备选型及其方案。

关 键 词：火力发电厂 热力系统 初步设计 设备选择

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-Abstract

The machine set of 300MW fossil-fired power plant is important equipment for our country electric power system devotion circulating, do for the industrial development in electric power in our country over contribute biff. Carries along with recent years each big burden aggrandizement that increase and the value-acme , make power grid come to a machine for of 300MWset center plains to have can’t meet the demands ,therefore ,each big power grid starts throwing in movement 600MWfossil-fired power plant machine set .But ascends to reform in regard to now the 600MWmachine set a foundation for basic is a 300MWmachine set since then ,they contain indivisible contact .As a result ,to the research of a 300MW machine set dynamic system ,is a very necessary uncommon .

The condenser type power plant should choose condenser type machine set. Its unit capacity should program the capacity according to the system, carrying to increase the speed to proceed the choice with power grail consideration construction est. Assist the machine to supply with the steam turbine essence kit generally and all, only divided by desecrator, condensate pump group, radiator, feed-water and boiler blow dawn enlarger est. not with steam turbine essence set supply.

Keyword：boiler, thermodynamic system, preliminary design，equipment selection

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目 录

毕业设计任务书 ........................................................................................... 错误！未定义书签。 摘 要 ............................................................................................................................................. 2 ABSTRACT .................................................................................................................................... 3 前 言 ............................................................................................................................................. 1 第1章 锅炉燃烧系统计算及辅助设备的选择 ......................................................................... 3 1.1 燃烧计算 ........................................................................................................................... 3 1.2 制粉系统及磨煤机型式的确定 ............................................................................... 4 1.3 给煤机的选择 ................................................................................................................ 7 1.4 制粉系统汇总 ................................................................................................................ 9 1.5 制粉系统说明 .............................................................................................................. 10 1.6 输煤系统说明 .............................................................................................................. 13 1.7 烟风系统说明 .............................................................................................................. 15 1.8 汽水系统说明 .............................................................................................................. 19 1.9 脱硫系统说明 ................................................................................................................... 22 1.10 脱硝系统说明 ................................................................................................................ 24 第2章 原则性热力系统的拟定和计算 ................................................................................... 26 2.1 原则性热力系统的拟定 ........................................................................................... 26 2.2 原则性热力系统计算 ................................................................................................ 28 第3章 汽机主要辅助设备选择 ................................................................................................. 41 3.1 凝汽器设备及说明 …………………………………………………………………………………………………41 3.2 加热器设备及说明…………………………………………………………………………………………………41 3.3 除氧设备及说明……………………………………………………………………………………………………..42 3.4泵的选择及说明……………………………………………………………………………………………………...43 3.5 扩容器设备及说明…………………………………………………………………………………………………46 第4章 全面性热力系统的拟定及绘制 ..................................................................................... 48 4.1 全面性热力系统拟定的依据 .................................................................................. 48 4.2 全面性热力系统拟定 ................................................................................................ 48 总 结 ........................................................................................................................................... 54 致 谢 ........................................................................................................................................... 55 参考文献 ....................................................................................................................................... 57 附录 ............................................................................................................................................... 55

火力发电厂热力系统毕业论文 前 言

1.发电厂机炉的容积配置

同容量机炉应尽量采用同一型式，其配备设备的型式也应尽量一致，这样可以简化设计，减少备件，便于运行。与汽轮机配备的锅炉容量应比原则性热力系统计算得到的最大蒸汽消耗量大一些，这是因为凝汽式汽轮机除确保在正常参数下发出额定功率外，还应保证机组在冷却水温度升高或主蒸汽参数下降至某一定值时，机组仍能发出额定功率，故汽耗量要增大一些，此外，由于汽水损失、制造误差、长期运行后的设备老化，及电厂的其它用汽也会使汽耗量有所增加。

2.电厂型式确定

根据建厂地区的电负荷来决定厂型，只有电负荷时建凝汽式电厂；既有电负荷又有热负荷建热电厂。本设计为凝汽式电厂。

3.电厂主要设备的选取

机型的选取

一个电厂尽可能选取同一型式与相同容量的汽轮发电机组，这样便于电厂的运行和运行人员的培训，减少设备备件的种类，凝汽式电厂选取凝汽式机组。

1.机组容量的选取 发电厂机组容量，应根据负荷增长速度，电力系统的备用容量和电网结构等因素选取，最大机组的容量一般为系统总容量的8～10%，对形成中的电力系统，若负荷速度增长较快，可根据具体情况适当选用大容量的机组。

为便于生产管理，发电厂一个厂房的机组台数以不超过6台为宜，同容量的机炉应尽量采用同一制造厂的同一型式，其配套设备的型式也尽量一致，有条件时，可按规划容量一次建成。

(1)选取机组容量时应考虑以下问题

① 发电厂主要设备的投资费用问题：为减少主要设备的投资费用，总希望用较大设备来减少台数；容量大的机组热效率高，台数少，运行人员可减少。鉴于以上三点，我们希望尽可能减少台数增大单机容量，但在一个发电厂内只装一台机组并不好，因为汽轮机检修期间或因事故停机时电厂将完全停止工作，再要开机，必须从电网获得电量，否则就要装备用汽动给水泵等辅助机械，同时，为保证电厂供电区一切用户所需的电能，系统与该厂

设计者： 1

火力发电厂热力系统毕业论文 间输电线路容量则必须加大。

② 电力系统的备用容量问题：系统的备用容量限制了所选机组容量的大小，原因是系统中最大机组的容量多大，备用容量就应该大于或等于它。选取的最大机组单机容量大，则备用设备对应的容量也要大，因此，从这方面考虑，又不希望单机容量过大，以使备用设备费用太大，所以规程中规定了最大机组的容量为系统总容量的8～10%。

③ 电厂的负荷性质：电厂负荷的性质影响电厂在变动负荷下的经济性，如在尖峰负荷的电厂中，只装置台数很少的大容量机组就会使这些汽轮机组在低负荷下运行。有时负荷会低到使机组不能稳定运行，从而空载热耗将占很大比例，使热经济性大大下降，若在该厂中装置台数较多而容量较小的机组就可避免上述现象发生，但是，采用小机组，其单位容量的价格会增高，电厂设备投资增多，所以，过分的增加机组数量和过分频繁地启停某一机组也是不当的。

总之，国内发电厂应根据系统规划与建设速度，在系统备用容量允许的情况下，尽 可能选择单机容量较大的机组。 2.锅炉型式的选取

(1)同一发电厂，必须选取同一型式和同一容量的锅炉。

(2)必须考虑蒸汽参数、负荷特性、生水品质、燃料特性与燃烧方式，如考虑到参数则是9.8～19.6MPa，可选直流炉和汽炉；9.8MPa以下选自然循环汽包炉；临界和超临界压力只能用直流炉。

(3)锅炉单位容量的选取

选锅炉的单位容量，应在原则性热力系统计算结束了最大蒸汽消耗量的基础上进行，同时考虑到电厂必须的后备容量。

(4)凝汽式电厂一般一机配一炉，不设备用炉。

(5)装有供热式机组的发电厂，当一台容量最大的锅炉停运时，其余锅炉应满足供用户连续生产所需的生产用汽量，冬季取暖、通风和生活用热量的70%，此时允许降低部分发电出力。

由于该厂不设备用容量，据原则性热力系统计算和一机一炉的配置原则，选取锅炉型式为：HG1025-17.4（176）型自然循环汽包炉。 3.汽轮机的选取

从原始数据得知，所设计的发电厂是东北电厂，又在系统内担负负荷为基本负荷，所以负荷变动不大，单机容量尽可能大些，所以本次设计所选机型如下。

国产N300—16.904/537/537型中间一次再热凝汽式汽轮机。

设计者： 2 火力发电厂热力系统毕业论文

第1章 锅炉燃烧系统计算及辅助设备的选择

1.1 燃烧计算

1.1.1 燃料性质

本次设计选用燃料如表2-1。

表2-1（燃料特性参数） 序 号 姓 名 Car（%） Har（%） Oar（%） Nar（%） Sar（%） Mar（%） Aar（%） Vdaf（%） Kkm Qar,net,p 59.26 4.09 4.24 1.26 0.83 9.52 20.8 35.4 1.2 计算

1.1.2 原始数据

1.1.2.1 锅炉型号

HG-1025/17.4（176） 1.1.2.2 锅炉主要技术规范

额定蒸发量：1025T/h 过热蒸汽压力：17.4 MPa 过热蒸汽温度：540℃ 再热蒸汽流量：766.5 T/h 再热进出口压力：3.66 /3.29MPa 再热进出口温度：324/540℃

汽包工作压力：20.4MPa 给水温度：272.4℃

给水压力：21.58MPa 排污率：1% 锅炉效率：92.5%

1.1.2.3 锅炉各处过量空气系数及漏风系数

“炉膛出口过量空气系数：?L=1.20；炉膛漏风系数：Δα=0.1；

屏式过热器漏风系数：Δαp=0；对流过热器漏风系数：Δαdg=0.03×2；

设计者： 3 火力发电厂热力系统毕业论文 省煤器漏风系数：Δαsm=0.02×2；再热器漏风系数：Δα空气预热器漏风系数：Δαky=0.2

1.1.3 燃烧系统计算

1.收到基的低位发热量，采用门捷列夫经验公式计算如下：

Qar,net?339Car?1030Har?109(Sar?Oar)?25.12 kj/kg

zy

=0.03×2；

=339×59.26+1030×4.09+109（0.83-4.24）

-25.12×9.52 =23691.01 kj/kg

2.锅炉每小时实际燃料消耗量

\\'Dgr(hgr?hgs)?Dzr(hzr?hzr)?Dpw(hpw?hgs)B?QdyQdy??gl

式中：—低位发热量（23691.01kj/kg）

ηgl—锅炉效率为92.5%

\\由Pgr＝17.4MPa tgr＝540℃ 查性质表得: hgr＝3412kJ/kg 由给水温度272.4℃ 给水压力21.58MPa 查性质表得hgs＝1071.7kJ/kg

'''由pzr＝3.66MPa tgr＝324℃ 查性质表得hzr＝3036kJ/kg

\‘'由p\zr＝3.29MPa tgr＝540℃ 查性质表得hzr＝3553.4kJ/kg

hpw=1858.9kJ/kg

代入以上数据得：

B={1025×（3412-1071.7）23691.01)＝127.93t/h

+766.5×(3553.4-3036)+0.01×1025×(1858.9-1071.7)}/(0.925×

1.2 制粉系统及磨煤机型式的确定

1.2.1 制粉系统形式的确定

1.2.1.1 制粉系统的作用、类型

制粉系统的作用是安全可靠和经济地制造和运送锅炉所需的合格的煤粉，从原煤仓出口开始，经给煤机、磨煤机、分离器等一系列煤粉的设备，分离和分配输送设备，包

设计者： 4 火力发电厂热力系统毕业论文 括中间储存等相关设备和连接管道及其部件和附件，直到煤粉和空气混合物均匀分配给锅炉各个燃烧器的整个系统。

根据燃料的性质，磨煤机形式，锅炉容量及负荷性质，我国现在火力发电厂当中运行比较可靠的正压直吹式制粉系统采用冷一次风送粉。可满足MPS（辊-环式）磨，满负荷运行。（见附录1制粉系统图）

对于储仓式制粉系统，磨煤机的煤粉量不需与锅炉燃煤量一致，其运行方式在锅炉的调节有一定的独立性。并可经常在经济负荷下运行，但其设备结构复杂，钢材消耗量多，运行费用高，低负荷运行不经济，煤粉自燃爆炸的可能性比直吹式制粉系统的大。

对于直吹式制粉系统其系统简单、设备少、布置紧凑、投资省、电耗小，但其运行可靠性较差，排粉风机磨损严重，容易出现风粉不均匀的现象。直吹式制粉系统有正压和负压两种连接方式，对于负压直吹式制粉系统，排粉风机磨损严重，不仅风机效率低，电耗多，且漏风量大，大量空气随着一次风进入锅炉会降低锅炉效率。而正压直吹式制粉系统通过排粉风机的是洁净的空气，不存在风机磨损的问题，冷空气不会漏入系统，但存在煤粉外漏将严重污染环境，同时，直吹式制粉系统又分为热一次风和冷一次风系统，热一次风系统即一次风机输送高温空气，对结构有特殊要求，运行可靠性差。冷一次风系统使得一次风机工作条件大为改善，且通常与三分仓的回转式空气预热器配合使用。

1.2.1.2 制粉系统的选择依据

（1）选择磨煤机的型式和制粉系统时应根据煤的燃烧、磨损、可磨性系数与爆炸特性以及磨煤机的制粉系统特性和煤粉细度要求。结合锅炉炉膛和燃烧器结构一并考虑投资，电厂检修运行水平及设备的配置，备品备件以及煤的来源和煤中杂物情况等因素，以达到磨煤机制粉系统和燃烧装置匹配合理。保证机组安全经济运行。

（2）当煤干燥无灰基挥发分大于10%，制粉系统设计时应该考虑防爆要求。 （3）煤的可磨性能，可以用煤的磨损性指数来判断或通过试磨确定。 （4）根据燃料着火温度选择系统类型。 1.2.1.3 制粉系统的选择

因为该设计燃料成分，且根据着火温度及工作环境的需要，见《火力发电厂设计技术规程-制粉系统》表4.3.1所以用正压直吹式冷一次风机制粉系统。这种制粉系统运行灵活可靠、造价低、电耗小、制粉系统出现故障时不会立即影响锅炉正常运行，而且磨煤机又可以经常在经济负荷下运行。

1.2.2 磨煤机的选型依据

磨煤机型式的选择考虑燃料的性质、研磨细度、运行的可靠性、运行费用（包括磨煤电耗、全部损耗、检修维护费用）及锅炉容量等，由表2-2查：

表2-2 磨煤机和制粉系统的选择

设计者： 5 火力发电厂热力系统毕业论文 钢球磨 中速磨 风扇磨 Mar Aar 不限制 Vdaf 不限制 15~25 >20 Kkm 不限制 R90 5~50 15~50 制粉系统 储仓式、直吹式 ?40 ?15 不限制 ?30 <30 ?1.2~1.3 >1.3 直吹式 直吹式 ?50 对于本次设计中给定的燃料数值其Kkm＝1.26，因此采用中速磨煤机配套的直吹式制粉系统。

1.2.3 中速MPS磨煤机

中速磨煤机运行空载功率小，运行控制灵敏，能适应锅炉负荷的变化，煤粉的均匀性好。但是，它的结构复杂，运行和检修要求的技术水平高，对煤种有选择性，对原煤中的杂物较为敏感，需严格的定期检修、维护。中速磨煤机不能空磨启动，需要先向磨煤机中进煤后才能启动磨煤机,防止磨煤机发生脆裂。而且目前大容量机组多数采用中速磨煤机正压直吹式制粉系统。故选用中速MPS磨煤机。

1.2.4 磨煤机台数的确定

1.2.4.1 依据

根据《火力发电厂设计技术规程》第6.2.2条规定：MPS磨煤机正压直吹式制粉系统的磨煤机台数和出力按下列要求选择：

（1）每台锅炉装设的的磨煤机不应该少于4台；

（2）每台锅炉装设的磨煤机计算出力按设计煤种不应小于锅炉最大连续蒸发量时所需要的燃煤量；

（3）当一台磨煤机停止运行时，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运行负荷要求。

取磨煤机单台出为45t/h，则

127.93Zm??2.84

45由前面的条件并结合此计算数据，可取5台MPS磨，其中4台运行，一台备用。

1.2.4.2 每台磨的磨煤量

Bm?KcB Zm式中：Kc储备系数，按《火力发电厂设计技术规程》第6.2.3条取Kc=110%

1.1?127.93Bm??35.185?1 设计者： 6

火力发电厂热力系统毕业论文 1.2.4.3 磨煤机型号的确定

B按照计算的m选用MPS190型磨煤机规范见表2-3

表2-3 （MPS190型磨煤机型号） MPS190型 出 力 电机型号 功 率 单位 T/h KW 数据 52.6 YKK710 450 1.2.4.4 磨煤机的出力校核

由于磨煤机产品目录上的出力是可指HGY为50，水分为10%，煤粉细度R90＝20%时的磨煤机出力，实际煤种不同于设计煤种所以必须进行校核计算，轮式磨煤机的磨煤出力按下列公式计算：

式中数量：BM0 —基本出力，52.6t/h；

fH—可磨性指数，fH可根据火力发电厂制粉系统设计计算技术规定

表5.3.1，计算其哈氏可磨指数得：

0BM?BmfHfRfMfAfgHGI?kkm?0.321.26?0.32??63.090.01490.0149

所以，fH = 1.11

FR —煤粉细度，根据R90查表5.3.1

对于固态排渣煤粉炉，燃用烟煤时，R90=2+0.5n Vdaf （本次设计的煤种中Vdaf=35.4%，因此其属于烟煤）。 n为均匀性系数，采用n=1，这个数值基本接近于中速磨煤机实际煤粉均匀性，所以，R90=2+0.5×1×35.4=19.7，查得，FR =0.94；

Fm—原煤水分，查表5.3.1得1；

FA—原煤灰分，FA =1.0+（20-Aar）×0.005=0.996

Fg—原煤粒度对磨煤出力的修正系数，轮式磨煤机取1。

因为BM＞0Bm

BM?BmfHfRfMfAfg?52.6?1.11?0.94?1?0.99?1?54.33因此磨煤机出力满足工作要求

1.3 给煤机的选择

1.3.1 常用给煤机型式、作用及特点

设计者： 7 火力发电厂热力系统毕业论文 给煤机是制粉系统供给锅炉燃料的主要辅机之一。对于大型锅炉不仅要求其保证出力而且要求有良好的调节性能，以及供煤的连续性、均匀性、以保证锅炉稳定燃烧。

给煤机的任务是根据磨煤机或锅炉负荷的需要调节给煤量，并把原煤均匀连续地送入磨煤机中

1.3.1.1 常用的给煤机有圆盘式、皮带式、刮板式、电磁震动式 (1)圆盘式给煤机

圆盘式给煤机的优点是结构简单、紧凑、严密；缺点是煤湿时易阻塞。 (2)皮带式给煤机

皮带式给煤机的优点是可用于各种煤，不易阻塞，缺点是不严密，漏风较大，占地面积大。 (3)刮板式给煤机

刮板式给煤机的优点结构合理、不易堵煤，较严密，并有利电厂布置，缺点是当煤块过大或煤中有杂物时易卡死、占地面积大。 (4)电磁振动式给煤机

电磁振动给煤机的优点是无转动部分，因而维修简便，给煤均匀，便于调节，耗电量小，体积小，重量轻，造价低，缺点是煤过湿时给煤量调节较难，容易发生堵塞或原煤自流现象。

1.3.2 给煤机选型原则

根据《火力发电厂设计技术规程》第6.2.4条规定，给煤机的台数，出力、型式按下列要求选择：

根据系统特点、给煤量、调节性能和运行可靠性选择给煤机，本设计采用MPS磨煤机的正压直吹式制粉系统，因此宜采用称重皮带式给煤机。该种类型的给煤机具有以下特点：

电子称重皮带式给煤机：能自动计量和调节给煤量并且测量精度高达±0.5%。并能给出断煤、出煤口堵煤信号。外壳和煤闸门能耐压0.345MPa其密封性能好、漏风小、对湿分大或易黏结的煤也可以使用。电子称重式给煤机装有电子称重元件，能根据锅炉负荷的要求自动调节皮带的运行速度，以保证正确的给煤量。其计量准确，便于自动控制，并能连续的稳定给煤，工作可靠。

1.3.3 给煤机出力的计算

给煤机的出力：Bgm=1.1Bm=1.1×35.18=38.70T/h

1.3.4 给煤机型式及其特性参数

设计者： 8 火力发电厂热力系统毕业论文

查产品目录选型号为NJG-80型给煤机5台，其特性参数见表2-4

表2-4（给煤机型号）

名称 给煤机型号 最大出力 调速范围 功率 单位 T/h rpm kw 数值 NJG-80 96 2.4-19.2 2.2 名称 电流 转速 电压 单位 A rpm V 数值 8.8 1450 6000

1.4 制粉系统汇总

对本次设计的制粉系统中的相关计算以及所选用的制粉系统、磨煤机类型、给煤机类型进行如下汇总小结。

1.4.1 煤耗量的确定

(1)收到基的低位发热量，采用门捷列夫经验公式计算如下：

Qar,net?339Car?1030Har?109(Sar?Oar)?25.12 kj/kg

=339×59.26+1030×4.09+109（0.83-4.24）

-25.12×9.52 =23691.01 kj/kg

(2)煤耗量的计算

\\'Dgr(hgr?hgs)?Dzr(hzr?hzr)?Dpw(hpw?hgs)B?Qdy??gl

B={1025×(3412-1071.7）+766.5×(3553.4-3036)+0.01×1025×(1858.9-1071.7)}/(0.925

×23691.01)＝127.93t/h

设计者： 9 火力发电厂热力系统毕业论文 1.4.2 制粉系统的确定

因为该设计燃料成分，且根据着火温度及工作环境的需要，见《火力发电厂设计技术规程-制粉系统》表4.3.1所以用正压直吹式冷一次风机制粉系统。

1.4.3 磨煤机的确定

对于本次设计中给定的燃料数值其Kkm＝1.26，因此采用中速磨煤机配套的直吹式制粉系统。而且目前大容量机组多数采用中速磨煤机正压直吹式制粉系统。故选用中速MPS磨煤机，且选择数量为5台，4台运行，一台备用。其型号如下：按照计算的Bm选用MPS190型磨煤机规范见表2-5

表2-5（MPS190型磨煤机型号） MPS190型 出 力 电机型号 功 率 电 压 单位 T/h KW V 数据 52.6 YKK710 450 6000

1.4.4 给煤机的确定

本设计采用MPS磨煤机的正压直吹式制粉系统，因此宜采用称重皮带式给煤机。查产品目录选型号为NJG-80型给煤机5台，其特性参数见表2-6

表2-6（给煤机型号）

名称 给煤机型号 最大出力 调速范围 功率 单位 T/h rpm kw 数值 NJG-80 96 2.4-19.2 2.2 名称 电流 转速 电压 单位 A rpm V 数值 8.8 1450 6000 1.5 制粉系统说明

设计者： 10 火力发电厂热力系统毕业论文 1.5.1 系统概述：

煤粉制备系统是指将原煤磨制成粉然后送入锅炉炉膛进行悬浮燃烧所需设备和相关连接管道的组合。 1.5.1.1 制粉系统的任务：

制造并连续供给燃烧所需的煤粉，在煤质发生变化等情况下，仍能保证供给质量合格的煤粉，并且能降低制粉的电耗和钢耗，提高制粉系统的经济性，防止发生煤粉自燃和爆炸等事故，保证制粉系统和锅炉机组的安全运行。 1.5.1.2 制粉系统的组成：

制粉系统由磨煤机、给煤机、给粉机、煤粉分离器、及其连接管道和阀门组成。

1.5.2 制粉系统的类型

常见的制粉系统可以分为直吹式和中间储仓式两种 1.5.2.1 直吹式制粉系统

1.直吹式制粉系统：所谓直吹式制粉系统，是将煤经磨煤机磨成煤粉后直接吹入炉膛燃烧; 根据排粉机安装位置不同，直吹式制粉系统，分为正压系统与负压系统两类。

（1）负压系统：排粉机（也是一次风机）装在磨煤机之后，整个系统处于负压下 作，称为负压直吹式制粉系统。负压系统由于煤粉全部通过排粉机，叶片磨损严重，维 护费用高；系统在负压下工作，漏风量增大，，会使流经空气预热器的空气量减少，排烟 温度升高。这种系统的最大优点是磨煤机不会向外冒粉，工作环境比较干净。

（2）正压系统：排粉机装在磨煤机之前或空气预热器之前时，制粉系统处于正压下工作，称为正压系统。由于系统处于正压，外界空气不会漏入，锅炉运行经济性高，同时不存在排粉机磨损问题。这种系统对磨煤机及管道严密性要求高，否则向外冒粉，即污染环境又不安全。

2.直吹式制粉系统的主要特点： 其优点是：

（1）系统简单，设备少，管道短，投资高；

（2）煤粉没有中间停留，气粉温度也不太高，出现爆炸的危险性小; （3）制粉系统磨煤电耗较低。 其缺点是：

（4）磨煤机运行出力需随锅炉负荷变化而变化，因此，不能经常处于经济出力下运行； （5）磨煤机故障将直接影响锅炉工作。但对于大容量锅炉来说，一台锅炉装有多台磨煤机，有事故备用与检修备用，这一缺点已不是主要问题。

（6）直吹式制粉系统利用乏汽作为一次风，温度低又含有水分，对着火不利，故挥发分

设计者： 11

火力发电厂热力系统毕业论文 低，水分高的煤种不适宜采用直吹式制粉系统；

（7）锅炉负荷变化时，给煤机量的调节是通过给煤机来实现的，故时滞较大。 1.5.2.2 中间储仓式制粉系统：

1.中间储仓式制粉系统：中间储仓式制粉系统是磨煤机将磨好的煤粉先储存在煤粉仓中，然后再根据锅炉负荷的需要，从煤粉仓经由给粉机、一次风管送入锅炉炉膛进行悬浮燃烧。中间储仓式制粉系统分为乏汽送粉系统和热风送粉系统两类。

（1）乏气送粉系统：由细粉分离器出来的乏气（干燥剂）经排粉机升压后，作为一次风吹送煤粉进炉膛燃烧，这种系统称为乏气送风系统。乏气作为一次风，其温度较低，（60~130摄氏度），有含有水蒸气，对煤粉气流的着火、燃烧不利。因此它不适宜挥发分低、水分高的煤种，如无烟煤、贫煤、劣质煤等。而适用烟煤等易于着火的煤种。

（2）热风送粉系统：利用热空气作为一次风吹送煤粉，这种系统称热风送分系统。热空气作为一次风，温度较高，有利于煤粉气流的着火与稳定燃烧。适用于无烟煤、贫煤、劣质煤等煤种。

2.中间储仓式制粉系统主要特点： 其优点是：

（1）由于煤粉机运行出力不受锅炉负荷制约，因此，磨煤机可经常处于经济工况下运行。 （2）通过排粉机的乏气中，只含有少量（约10％）细煤粉，故它的磨损较负压直吹式系统轻。 其缺点是：

（1）系统复杂，设备多，管道长，初投资高;

（2）磨煤电耗较高；

（3）煤粉有中间储存，固有发生爆炸的危险性；

（4）系统多数为负压，漏风大，影响锅炉运行经济性。

1.5.3 直吹式与中间储仓式制粉系统的比较

直吹式制粉系统的优点是系统简单，设备少，布置紧凑，钢材耗量少，投资省，运行

1制粉系统设备的工作直接影响锅炉的运行工况，运行可靠性相对电耗也较低。缺点是：○

2直吹式负压系统的排粉风机磨损严重，对制粉较低，因而在系统中需设置备用磨煤机：○

3锅炉负荷变化时，燃煤量通过给煤机调节，时滞较大，灵活性系统工作安全影响较大。○

4由于燃煤与空气的调节均在磨煤机之前，运行中调节并列一次风管中煤粉和空气的较差○

分配比较困难，容易出现风粉不均现象。

1在煤粉仓中储存煤粉，并可通过螺旋输粉机在相邻中间储仓式制粉系统的优点是：○

2磨煤机可经常在经济负荷下运行，当储粉量足制粉系统间调剂煤粉。供粉的可靠性高；○

3锅炉负荷变化时，煤量通过给粉机调够时，还可停止磨煤机工作并不影响锅炉正常运行○

4储仓式系统还可采用热风送粉，从而大大节，由于中间环节少，使调节既方便又灵活；○

5虽然储仓式系统也在负压下工作，但与改善燃用无烟煤，贫煤及劣质煤时的着火条件；○

设计者： 12 火力发电厂热力系统毕业论文 直吹式负压系统相比，通过排粉机的煤粉量多用是细粉分离器分离后剩余的少量细粉，因此，排粉机的磨损比直吹式负压系统轻的多。储仓式系统的主要缺点是系统复杂，钢材耗量多，初投资大，运行费用高，煤粉自燃爆炸的可能性亦比直吹式系统大。

1.5.3 制粉系统中常见的问题

1.漏粉事件。由于煤质变化等原因造成磨煤机最大电流大幅降低的现象没有得到运行人员及时认真的分析，使磨煤机差压变大后，发生漏粉现象，导致对0m处的设备造成污染。 2.中间储仓式制粉系统比较复杂，煤粉仓中易漏入水蒸气和空气，使煤粉受潮结块，发生堵塞现象；煤粉仓不严密处可能向外喷粉；钢材耗量多，初投资大，运行费用高，煤粉自燃爆炸的可能性亦比直吹式系统要大。

1.5.5 解决措施

1.加强自身的专业知识，不断的完善学习，争取事故发生前能够及时有效的分析，降低事故的发生率；当制粉系统中出现异常现象时要引起足够的重视，及时认真的分析，及时到就地检查，发现漏粉立即采取果断措施处理。

2.对于中间储仓式制粉系统的煤粉仓中易漏入水蒸气和空气，可在煤粉仓和螺旋输粉机上装设吸潮管，是由煤粉仓、螺旋输粉机引至细粉分离器入口的管子。吸潮管的作用是借细粉分离器的入口负压，抽吸螺旋输粉机、煤粉仓中的水蒸气和漏入的空气，防止煤粉受潮结块，发生堵塞现象。

1.6 输煤系统说明

1.6.1 输煤系统的作用

燃煤发电厂必须具备有一套完整的燃料运输系统，以完成下述任务：卸煤并输煤至锅炉房原煤仓，向煤场堆煤或从煤场取煤、碎煤、除铁、称量、取样等。对燃料运输系统的要求是：必须安全贮存足够的燃料量并及时向锅炉房输送所需的燃煤，同时必须实现机械化和自动化。

1.6.2 燃料运输系统构成及其工作特点

燃料运输系统包括卸煤设备、受卸装置、贮煤场、煤场机械、煤场内运输系统和设备，以及给煤设备、破碎和筛选设备、计量设备等。 1.6.2.1 铁路来煤的卸煤设备和受卸设备.

设计者： 13 火力发电厂热力系统毕业论文 卸煤设备是将煤从车厢中清除下来的机械，对其要求是：卸煤速度快，彻底干净且不损伤车厢；受卸装置是接受和转运设备的总称，对它的要求是：具备一定的货位，使之不影响一次或多次卸车，并能将所接受的煤尽快的转运出去。 1.卸煤设备

（1）螺旋卸煤机 （2）翻车机 （3）底开车厢 2.受卸装置

（1）长缝煤槽受卸装置 （2）翻车机受卸装置

1.6.2.2 水路来煤的卸煤机械和受卸设施

大型码头的卸船机械宜采用桥式抓斗牵引式卸船机；接卸煤万吨级以上非自卸船的煤码头应配备清仓机械。

1.码头：船舶停靠码头分浮码头和固定码头两类。 2.卸煤设备

（1）桥式抓煤机 （2）链斗式卸煤机 3、受卸装置 1.6.2.3 煤场机械

堆料机是火力发电厂储煤场用以连续堆煤、取煤的专用机械设备，是近年来新兴的一种存、取煤两用的新型煤场机械，分以下几种： 1.悬臂斗轮堆取料机 2.门型滚轮堆取料机 3.圆形煤场斗轮堆取料机 4.悬臂堆料机和悬臂取料机

1.6.2.4 煤的厂内运输系统和设备

煤的厂内运输就是将煤从受卸装置或煤场送往锅炉房原煤仓，目前电厂中普遍采用固定式带式输送机进行煤的厂内运输。

1.6.3 带式输送机的类型：

目前，在火力发电厂中应用最广泛的输送机是普通带式输送机。普通带式输送机可分为TD62型带式输送机、TD75型带式输送机和DTI型带式输送机三类。带式输送机用于水平输送，也可用于倾斜输送，但不同类型的带式输送机，倾斜向上运输的倾斜角有一定的限度。

1.6.4 带式输送机的理工作原理

设计者： 14 火力发电厂热力系统毕业论文

带式输送机的工作原理：输送带绕经传动滚筒和尾部改向滚筒形成一个无极的环形带，上下两段输送带分别支承在托辊3和11上，螺杆拉紧装置给输送带以正常运转所需要的张紧力。工作时传动滚筒通过它与输送带之间的摩擦力带动输送带运行，煤及其他的物料装在输送带上和输送带一起运动。带式输送机一般是利用上段带运送物料， 并且在端部卸料：也可利用专门的卸料装置，在任意位置卸料。

1.6.5 带式输送机的布置种类及组成

1.布置种类：水平布置，倾斜布置方式，带凸弧曲线段布置方式，带凹弧线布置方式。 2.带式输送机的组成：

带式输送机由驱动装置，制动装置，支承部分，张紧装置，转向装置，清扫装置，装料装置，卸料装置和胶带等部分组成。 3.带式输送机的布置原则：

为了保证物料在输送带上不向下滑移，输送带的倾角应比物料与胶带间的静摩擦角小10°~15°。当采用向上倾斜布置时，带式输送机的倾角一般不超过18°；对运送破碎后的煤， 最大允许倾角可达20°；若必须采用大倾角向上输送物料，可采用花纹带式输送机，最大 倾角可达25°或更大。当用倾斜带式输送机向下输送物料时，一般允许倾角为向上输送时的80％。 1.6.6 煤况变化对燃料运输的影响

1.煤水分对燃料运输的影响

影响：煤水分过大，一方面降低了热能利用率，增大了燃料消耗量，从而增加运输的负担，一方面易引起输煤设备的粘煤、堵煤。煤水分过小，在输煤过程中，会产生自流，给煤造成困难，煤尘很大，易造成环境污染。 2.煤的灰分对燃料运输的影响

影响：煤的灰分增加，由于灰分的比重大约是可燃物比重的两倍，输送同容积的煤量 高灰分煤重量大，可能会使煤设备超负荷，造成燃料运输系统磨损增加。

1.7 烟风系统说明

1.7.1 概述：

运输到火力发电厂的原煤，经过初步破碎和除铁、除木屑后，送入原煤斗，煤经原煤斗靠自重落下，经给煤机口进入磨煤机3，磨制成合格的细粉，由预热的空气通过排粉风

设计者： 15 火力发电厂热力系统毕业论文 机5将磨好的煤粉经过燃烧器6喷入炉膛11的空间燃烧，燃料的化学能便转变成燃烧产物（烟气）的热能，高温烟气经炉膛进入水平烟道和尾部烟道，烟气在流动过程中，以不同的换热方式将热量传递给布置在锅炉中的各种受热面。在炉膛内主要以辐射和对流混合的半辐射方式传给屏式过热器13，而在水平烟道和尾部烟道中主要以对流传热方式依次流过高温过热器14，再热器19，低温过热器20，省煤器23和空气预热器27。此时烟气因对流放热已降温至110~180°C，烟气最后由引风机30送往烟囱引排入大气中。由燃烧器送入炉膛的预热空气，是由送风机26 将冷空气送入炉膛尾部的空气预热器27中，加热后才送进燃烧器中的。二次风机将冷空气输送到空气预热器加热后，通过燃烧器直接送入炉膛内部，起到混合、扰动、强化燃烧的作用，称为二次风。一次风机分为两路，一路经空气预热器加热后进入磨煤机中，将煤加热和干燥，便于磨制细粉，同时将磨制好的煤粉输送到燃烧器，进入炉膛，这股携带煤粉的空气称为一次风，另外一路直接送到磨煤机中，携带、输送煤粉至炉膛内部。

1.7.2 煤粉锅炉的烟风及燃烧系统的设备：

1.烟气系统：空气预热器、省煤器、吹灰器、引风机、送风机、一次风机 2.燃烧系统：炉膛（燃烧室）、燃烧器和点火装置

1.7.3 炉膛：

1.炉膛是供煤粉充分燃烧的空间，这个空间应足够大，使煤粉在其中能基本燃烧完，在炉膛内燃烧生成的高温烟气主要通过辐射方式把一部分热量传给布置在炉膛四周墙上的水冷壁等受热面。使炉膛出口烟气温度降低到对流受热面安全工作允许的温度范围内。因此，要求炉膛应有合理的形状和足够的空间尺寸，并与燃烧器共同组织炉内的空气动力场，保证火焰烟气流在炉膛的充满程度，火焰不贴墙，不冲壁，并比较均匀的壁面热强度分布。此外，对燃烧设备的要求是;

（1）燃烧效率高，即化学未完全燃烧热损失和机械未完全燃烧热损失应尽量小； （2）着火和燃烧稳定、可靠；

（3）运行方便。燃烧设备应便于点火、调节等运行操作； （4）制造、安装和检修要简单、方便。

1.7.4 燃烧器：

1.现代煤粉锅炉的煤粉燃烧器形式很多，就其出口气流特点，可分为旋流式燃烧器和直流式燃烧器两大类。

2.旋流燃烧器一般布置在炉膛的前、后墙或两侧墙，其出口汽是一边旋转，一边向前做螺旋式的运动。这股旋转射流的组合，也可以是旋转射流和直流的组合。气流的旋转运动可

设计者： 16

火力发电厂热力系统毕业论文 以借助于蜗壳或导向叶片来造成。旋流燃烧器的喷口都是圆形的，中间的内圈喷口是一次风，一次风外圈是二次风，二个喷口同一轴心，每边墙上可以布置多排的独立燃烧器。 3.旋流燃烧器旋转射流有如下特点：

旋转射流既有轴向速度，也有较大的切向速度，从旋流燃烧器出来的气流既有旋转的 趋势，又有从切向飞出的趋势。因此，旋流燃烧器气流的初期扰动非常强烈。但由于射流 不断卷吸周围气体，而且不断扩展，其切向速度的旋转半径也不断增大，切向速度衰减的 很快，因而旋转射流的着火是从内外边界开始的。旋转射流的扩展角较大。扩展角越大的 则回流区越大，射流出口段湍动度大，早期混合强烈。另一方面，强烈的湍动会使得射流 衰减加快，射流刚性下降，后期混合减弱，射流也较短。 4.直流燃烧器：

直流燃烧器的出口气流是不旋转的直流射流组。通常直流燃烧器布置在炉膛四角，燃 烧器出口的射流，其几何轴线同切于炉膛中心的假想图，行成四角布置切园燃烧方式，因 此造成气流在炉膛内的强烈的螺旋上升运动。它在炉膛内燃烧器区域行成一个一定的旋转 大火球，各个角上燃烧器喷出的煤粉气流，一进入炉膛就受到高温旋转火球的点燃，之后 迅速着火。因此着火条件很好，煤种的适应范围较广，几乎可以成功地燃用各种固体燃料 炉内气流的强烈旋转上升，可使煤粉气流的后期扰动混合仍十分强烈，煤粉的燃尽条件好。 5.直流燃烧器四角切圆燃烧特点：

（1）四角射流着火后相交，相互点燃，使煤粉着火稳定，是煤粉着火稳定性较好的炉型。 （2）由于四股射流在炉膛内相交后强烈旋转，湍流的热量、质量和动量交换十分强烈，故能加速着火后燃料的燃尽程度。

（3）四角切圆射流有强烈的湍流扩散和良好的炉内空气动力结构，炉膛充满系数较好，炉内热负荷均匀。

（4）切圆燃烧时每角均由多个一、二次风喷嘴所组成。负荷变化时调节灵活，对煤种适应性强，控制和调节手段也较多。

（5）炉膛结构简单，便于大容量锅炉的布置。

（6）便于实现分段送风，组织分段燃烧，从而抑制氮氧化物的排放等。但是，四周布置的直流燃烧器喷口出来的气流并不能保持沿喷口几何轴线方向前进，而会出现一定程度的偏斜，使气流偏向炉膛一侧。偏斜严重时，会使燃烧器射流贴附或冲击炉墙。这是造成炉膛水冷壁结渣，则直接影响锅炉运行的安全性和经济性。在切圆燃烧炉膛中，由于燃烧器的一次风煤粉气流动量比二次风小，其刚性较差。因此，一次风射流的偏斜也最厉害。水冷壁结渣往往是由于一次风煤粉气流贴壁冲墙造成的。所以从水冷壁结渣方面看，应尽量减小一次风煤粉气流的偏斜。 6.直流燃烧器的配风方式有： （1）均等配风方式； （2）分级配风方式

1.7.5 旋流射流与直流射流在流动特性上的主要差别：

设计者： 17 火力发电厂热力系统毕业论文

旋转射流不但有轴向、径向速度，而且有切向速度，其变化情况的特点是产生了回流区；旋流射流切向速度衰减很快，轴向速度衰减慢，但比直流快的多，因此在同样的初始动量下，旋转射流射程短；旋转射流的扩展角比直流大，旋转强度加大，扩展角随之加大。

1.7.6 点火装置：

1.锅炉点火装置主要用于锅炉启动时点燃主燃烧器的煤粉气流。此外，当锅炉低负荷 或燃用劣质煤时，可以用点火装置来稳定燃烧或作为辅助燃烧设备。现在，较大容量 的锅炉中都实现了自动化，不仅锅炉启动时能自动点火，而且，当锅炉运行发生燃烧不 稳定而熄火时，也能自动投入点火装置，进行复燃。

2.常用的点火方式有采用过渡燃料的点火装置和带煤粉预热室的点火装置两种。 3.锅炉常用的点火器有：电火花点火，电弧点火和高能点火三种。

1.7.7 空气预热器：

常见的种类主要有管式和回转式空气预热器两种形式。随着锅炉容量的不断增大，体积庞大的管式空气预热器使尾部受热面的布置越来越困难。受热面易发生低温腐蚀和堵灰，即采用小直径，小管距的结构，也只能解决一定程度，因此大容量机组普遍采用了回转式空气预热器。回转式空气预热器可分为两种，目前国产300MW机组的锅炉大多采用受热面旋转的回转式空气预热器，对于冷一次风的燃煤锅炉通常采用三分仓式空气预热器。

1.7.8 送引风机

在锅炉的辅助设备中，风机担负着连续输送气体的任务，风机的安全运行将直接影响到锅炉的安全、可靠、经济运行，因此风机是锅炉的主要辅机。按其工作原理可分为离心式和轴流式风机。一次风机和送风机都是轴流式风机，主要是提供大量的空气。引风机为离心式风机，可以产生一定的负压将烟气排入大气。

1.7.9 常见的问题

1.旋流燃烧器哪些部位容易损坏

旋流燃烧器是在高温及具有磨损的煤粉气流高速流过的条件下工作，以下部位易发生损坏：

（1）二次风喷口烧坏； （2）一次风喷口烧坏；

（3）一次风蜗壳或一次风风管磨损穿孔；

设计者： 18 火力发电厂热力系统毕业论文 （4）二次风入口挡板热变形。

2.风机的主要故障喘振现象及其解决的措施

喘振是流体机械及管道中介质的周期性引入排出产生的机械振动并伴随强烈的噪音。防止和消除喘振的措施

（1）在风机选型及管路设计时应尽量使工作点避开不稳定区。

（2）设计管路时应避免容积过大的管段，避免促成喘振的客观条件。

（3）采用适当的调节方式，使风机稳定工作区扩大。例如动叶可调和静叶调节轴流风机。

1.8 汽水系统说明

1.8.1 系统概述

它的主要任务是吸收燃料燃烧放出的热量，通过与相关受热面的热交换，安全可靠和高效的传递给受热面内的工质使水加热、蒸发气化和过热并最后变成具有一定参数的过热蒸汽。它由省煤器，汽包，下降管，

下联箱，水冷壁，过热器，再热器等汽水管道组成。

1.8.2 省煤器

它的任务是利用锅炉尾部烟气的热量加热锅炉给水。作用有：○1节省燃料○2改善汽包的工作条件○3降低锅炉造价。 1.省煤器的种类：

（1）按材料可分为铸铁省煤器和钢管省煤器。目前，大中型容量锅炉广泛采用钢管式省煤器，其优点是强度高，能承受冲击，工作可靠；同时传热性能好，重量轻，体积小，价格低廉。缺点是耐腐蚀性较差。

（2）按出口水温可分为沸腾式和非沸腾式省煤器。高压以上的锅炉的省煤器一般采用非沸腾式。

2.省煤器的启动保护

一般的保护方法是在省煤器进口与汽包下部之间装有不受热的再循环管，利用再循环管与省煤器中工质的密度差，使省煤器中得水不断循环流动，管壁也因而不断得到冷却而不被烧坏。

1.8.3 汽包：其作用有（1）是加热，蒸发，过热三个过程的连接枢纽和大致分界点；（2）具有一定的蓄热能力，能较快适应外界负荷的变化 。（3）内部装 置可以提高蒸汽品质 。（4）外接附件保证锅炉工作安全。

设计者： 19 火力发电厂热力系统毕业论文 1.8.4 下降管：水冷壁的供水管，其作用是把汽包中的水引入下联箱进行汇集、混合、分配后再分配到各水冷壁管中，以维持正常循环。通常大型电厂锅炉的下降管在炉外集中布置。

1.8.5 联箱：是一根直径较粗的管子，其作用是把下降管与水冷壁连接在一起，以便起到汇集，混合，再分配工质的作用，联箱一般布置在炉外，不受热。

1.8.6 水冷壁：水冷壁是蒸发设备中唯一的受热面，它是由连续排列的管子组成的辐射传

热平面，紧贴炉墙形成锅炉周壁。 1.水冷壁的作用有：

（1）炉膛中的高温火焰对水冷壁进行辐射传热使水冷壁内的工质吸收热量由水逐步变成 汽水混合物，完成工质的蒸发过程。

（2）在炉膛内敷设一定面积的水冷壁，大量吸收了高温烟气的热量，可使炉墙附近和炉 膛出口处的烟温降低到灰的软化温度以下，防止炉墙和受热面结渣，提高锅炉运行的安全 和可靠性。

（3）敷设水冷壁后，炉墙的内壁温度可大大降低，保护了炉墙且炉墙的厚度可以减小重 量减轻，简化了炉墙结构，为采用轻型锅炉创造了条件。

（4）由于辐射传热量与火焰热力学温度的四次方成正比，而对流传热量只与温差的一次 方成正比。水冷壁是以辐射传热为主的蒸发受热面，且炉内火焰温度又很高，故采用水冷 壁用对流蒸发管束节省金属，从而使锅炉受热面的造价降低。 2.常见的水冷壁的类型：

（1）光管式水冷壁 （2）销钉式水冷壁 （3）膜式水冷壁

3.现代大中型锅炉普遍采用膜式水冷壁。其优点是：

（1）膜式水冷壁的炉膛具有良好的气密性，适用于正压或负压的锅炉，对于负压炉膛还能大大减小漏风，提高锅炉的效率； （2）对于炉墙具有良好的保护作用；

（3）在相同的炉墙面积下，膜式水冷壁的辐射传热面比一般光管水冷壁大，因而膜式水冷壁可节约管材；

（4）模式水冷壁可在现场成片的吊装，使安装工作量大大的减少，加快了锅炉的安转进度；

（5）膜式水冷壁能承受较大的侧向力，增加了抗炉膛的爆炸能力。 4.水冷壁的高温腐蚀问题：

高温腐蚀是高温受热面烟气侧在高温烟气环境下且管壁温度较高时发生的腐蚀，会使受热面变薄、强度降低、寿命缩短。影响水冷壁外部腐蚀的最主要因素是水冷壁附近的烟气成分和管壁温度。减轻水冷壁高温腐蚀的措施：○1改进燃烧，严格控制管壁温度，避免出现管壁局部温度过高，保持管壁附近为氧化性气氛，采用耐腐蚀材料。

设计者： 20 火力发电厂热力系统毕业论文

1.8.7 过热器：其作用是将汽包来的饱和蒸汽加热成合格温度和压力的过热蒸 汽，并且提高汽轮机末级叶片蒸汽干度。

1.过热器按传热方式可分为：对流，辐射，半辐射三种形式。

2.按蒸汽和烟气的相对流动方向分为：顺流，逆流，双逆流及混合流四种方式。 3.按结构形式不同可分为：蛇形管式，屏式，包墙式，壁式四种。

4.实际生产中常见的过热器主要有顶棚过热器，低温过热器，前后屏过热器，包覆过热器。

1.8.8 再热器：主要作用是将气轮机中做过部分功的蒸汽再次进行加热升温，然后送气 轮机中低压缸继续做功。

1.8.9 过热器和再热器运行中应注意的问题：

1.运行中应保持汽温稳定。汽温的波动不应超过+5~—10℃

2.过热器和再热器有可靠的调温手段，使运行工况在一定范围内变化能维持额定的汽温。 3.尽量减少并联管间的热偏差。

1.8.10 热偏差：管组中个别管子的焓增偏离平均焓增的现象，称为热偏差。 影响热偏差的因素主要有热负荷不均，结构不均，流量不均。 减小热偏差的措施：

1.将受热面分级，并进行级间混合

2.两级间进行左右交叉流动，以消除烟道两侧烟温偏差。但在再热器系统中一般不宜采用左右交叉，其目的为了减少系统的流动阻力，以提高再热蒸汽的做功能力。

3.蒸汽引入引出联箱时采用静压分布均匀连接，避免采用Z形连接，应采用U形连接或多管引入引出的连接方式以减少各管之间压差差异。

4.适当均衡并列各管的长度和吸热量，增大部分管段的管径，减少其阻力受热面可按受热条件，壁温工况采用材料，不同管径。

5.减少炉膛出口烟气残余旋转，以减少炉膛出口及水平烟道的左右烟温偏差。

6.对于屏式过热器，应减少屏前或管束前烟气空间尺寸，减少每片屏之间烟气空间差异。 同时对其外圈管采取措施以改善其受热条件，运行中常用的措施有： （1）投运前提前做好炉内空气动力场试验和燃烧调整试验； （2）正确进行燃烧调整，保证燃烧安全； （3）保持受热面清洁。及时吹灰、打渣；

1.8.11 汽水系统注意问题

（1）进入锅炉的给水必须预先处理，运行时也应监视给水和蒸汽的品质。 （2）选择适当的烟气流速并加装防磨装置，防止受热面的磨损。

设计者： 21

火力发电厂热力系统毕业论文

1.8.12 汽水系统的工作流程图如下：

给水泵 省煤器 汽过热器 排汽 高压缸 再热器 下降管水冷壁 下联乏气 中低压缸 图2-1 汽水系统工作流程

****1.9 脱硫系统说明

1.9.1 脱硫系统的目的

脱去燃料中产生的硫化物，减少有毒有腐蚀性气体的生成，减轻或防止对大气的污染。

1.9.2 SO2、SO3、的生成

烟气中SO2是由燃料中的可燃硫通过燃烧反应生成的。但烟气中的SO3并不是有SO2与O2直接生成的，而是在炉内高温下，氧分子离解成氧原子，氧原子再与SO2反应生成SO3。在炉内火焰温度不太高时，氧原子浓度很低，SO3浓度不会太高。当烟气流过对流受热面时，受热面上的积灰和氧化膜可使SO2催化生成SO3，因而烟气中的SO3浓度增加。

1.9.3 脱硫的基本途径

1.燃烧前脱硫，使进入炉内燃料含硫量降低，SO2排放浓度及排放量也就降低，其常用 途径为：

（1）对煤矿的煤质进行选择，凡原煤的含硫量低于规定标准的方可使用； （2）采用两种煤掺混，使混煤的含硫量达到规定的标准； 设计者： 22 火力发电厂热力系统毕业论文 （3）煤经洗选后不仅含硫量降低，含灰量也降低；

（4）燃用水煤浆，不仅可减少SO2的排放量，还可以提高锅炉的热效率。

2.燃烧中脱硫，在硫中加入固硫剂，使燃烧过程中产生的SO2与固定硫化剂化合而脱硫，其主要的途径为：

（1）采用固硫型煤，在煤中添加固硫剂及胶粘剂制成型煤；

（2）固硫剂粉末与碎煤一起喷入炉内燃烧，循环流化床锅炉就属于此类型；

3.燃烧后脱硫，也即烟气脱硫，方法有很多，按固硫剂的形态可以分为干法和湿法两大类，根据脱硫过程最终形成的副产品是否回收利用，还可以分为回收法和抛弃法两大类。 4.采用低氧燃烧

低氧燃烧就是指在较小的过量空气系数下进行的燃烧。由于燃料中的硫燃烧生成SO2， 在高温下若遇到氧便再氧化成SO3。采用低氧燃烧时，火焰温度低，烟气中剩余氧量极少， 因而SO2转化的可能性就大大减少，这样就可减少SO3的产生和抑制H2SO4的生成。

1.9.4 脱硫系统的选择及组成

1.石灰石/石膏脱硫系统

（1）组成：脱硫吸收塔，除雾器，浆液搅拌器，供水和排水，浆液分配连箱和喷嘴循 环浆液泵，浆液排放泵和氧化风机；

（2）存在的突出问题是耗水量大，需设置大规模废水处理装置，因此使用范围小，选 择技术经济更为可行的、无排水且无需烟气再热或半干式脱硫工艺。

2.喷雾干燥式烟气脱硫技术

（1）组成：脱硫剂灰浆配置系统，SO2吸收和吸收剂灰浆蒸发系统，收集飞灰和副产品脱硫工艺。

（2）选择原因,脱硫效率虽没有湿法脱硫那么高，但它不必处理大量废水，可使系统简单。

1.9.5 存在问题及解决措施

湿法脱硫系统的腐蚀问题及解决措施？

脱硫系统内部环境十分复杂，固体、液体、汽体相混合，影响工程 造价设备寿命，运行的经济及停运的检修的难易程度，腐蚀区域：烟气交换器吸收塔入口、吸收塔入口干湿界面区域、吸收塔出口到热交换器之间的区域、热交换器出口到烟囱、石灰石供给系统和石膏浆液的排除和处理系统。

解决措施：衬胶、涂玻璃鳞片、树脂和使用合金钢。

1.9.6 脱硫工艺流程

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图2-2 石灰——石膏烟气清洗工艺流程图

1.10 脱硝系统说明

1.10.1 概述：

氮氧化物排放到大气当中，会形成光化学烟雾，造成酸雾沉降和颗粒物污染。二氧化氮是一种温室气体，还会破坏臭氧层。所以，氮氧化物的排放不仅对大气环境质量造成影响，而且对人类健康和生态系统还造成危害。因此，实施大型烟气脱硝工程，进一步降低火电厂污物排放，不仅对改善当地环境空气质量、提高人民群众生活质量水平有着重要的社会意义，而且对发电企业也具有长远的经济效益。

1.10.2 燃煤锅炉氮氧化物生成机理：

燃料燃烧所产生的氮氧化物有三种，即温度型、快速温度型、燃料型、其生成机理各不相同。煤燃烧过程中产生的氮氧化物主要是NO和NO2，在煤燃烧过程中氮氧化物的生成量和排放量与煤的燃烧方式，特别是燃烧温度和过量空气系数等燃烧条件有关。研究表明，在煤的燃烧过程中生成氮氧化物的主要途径有三个： 1.热力型氮氧化物

热力型氮氧化物是空气中的O2和N2在燃料燃烧时所形成的高温环境下生成的NO和NO2的总和。当燃烧区域的温度低于1000°C时，NO的生成量很小，温度在1300~1500C时，NO的浓度大约为500~1000ppm，而且随着温度的升高，氮氧化物的生成速度按指数规律增加。因此，温度对热力型氮氧化物的生成具有决定作用。根据热力型氮氧化物的生成过程，

设计者： 24 火力发电厂热力系统毕业论文 要控制其生成，就需降低锅炉炉膛中燃烧，并避免产生局部高温区，以降低热力型氮氧化物的生成。

2.快速型氮氧化物

快速型氮氧化物主要是指燃料中的碳氢化合物在燃料浓度较高区域燃烧时所产生的烃与燃烧空气中的N2分子发生反应，形成的CN、HCN，继续氧化而生成的氮氧化物。因此，快速型氮氧化物主要产生于碳氢化合物含量较高、氧浓度较低的富燃料区，多发生在内燃机的燃烧过程。而在燃煤锅炉中，其生成量较很小。 3.燃料型氮氧化物

燃料型氮氧化物的生成是燃料中的氮化合物在燃烧过程中氧化反应而生成的氮氧化物，称为燃料型氮氧化物，燃煤电厂锅炉中产生的氮氧化物中大约75~90％是燃料型氮氧化物，因此燃料型氮氧化物是燃煤电厂锅炉产生氮氧化物的主要途径。研究燃料型氮氧化物的生成和破坏机理，对于控制燃烧过程中氮氧化物的生成和排放，具有重要意义。

这三种类型的氮氧化物，其各自的生成量和煤的燃烧温度有关，在多次锅炉中燃料型的氮氧化物是最主要的，其占氮氧化物总量的60~80%，热力型其次，不低于氮氧化物的生成。

1.10.3 减少氮氧化物的技术

目前除少数机组采用湿法脱硫或少部分采用选择性非还原法以外，大多数机组斗采用选择性催化还原法，它主要由充有催化剂的脱硫反应器，还原剂注入系统设备组成，SCR设备简单并无转动机械部分，可靠性较高。SCR用氨作还原剂，喷入烟气中，使氮氧化物还原在适当温度条件下通过催化剂进行反应。

SCR设备比较简单，故仅介绍脱销反应器，脱销反应器由壳体和催化剂层元件组成，催化剂通常由基材、载体，以及活性金属构成。催化剂层有板状和蜂窝状两种型式，它是由催化剂先制成蜂窝状的元件，再将这些元件制成模块组件而成，通过板式组块烟气的水平流动、横向流动经板块、而扁蜂窝状式组块烟气垂直流动，蜂窝状组块不使用基材，其载体材料同时起基材作用。

1.10.4 联合脱硫脱销

目前我国虽有电厂采用电子束辐射，同时脱硫脱销净化工艺，而多数大容量机组采用的是：石灰石—石膏法脱硫+SCR脱硝技术二者结合方式。

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第2章 原则性热力系统的拟定和计算

2.1 原则系统的拟性热力定

2.1.1 概述：

原则性热力系统是根据本次设计任务书以及机炉制造厂提供的本体汽水系统来拟定的，回热加热级数八级，最终给水温度272.4℃各加热器形式除一台高压除氧器为混合式，其余均为表面式加热器，在这种情况下，拟定原则性热力系统。发电厂原则性热力系统是以规定的符号表明工质在完成某种热力循环时所必须流经的各种热力设备之间的联系线路图，原则性热力系统只表示工质流过时的状态，参数起了变化的各种热力设备，它仅表明设备之间的主要联系，原则性热力系统实际表明了工质的能量转换及热能利用的过程，它反映了发电厂能量转换过程技术完善程度和热经济性。

2.1.2 给水回热加热和除氧器连接系统的拟定

给水回热加热系统是组成原则性热力系统的主要部分，对电厂的安全经济和电厂的投资都有一定的影响，系统的选择主要是拟定加热器的疏水方式。拟定的原则是系统简单，运行可靠，在此基础上实现较高的经济性。

本机有八级不调整抽汽，回热系统为“三高、四低、一除氧”，除氧器为混合式加热器，其余均为表面式加热器。主凝结水和给水在各加热器中的加热温度按温升分配。 3#、2#、1#高压加热器和5#低压加热器，由于抽汽过热度很大，设有内置式蒸汽冷却器，一方面提高三台高加出口水温，另一方面减少3#高加温差，使不可逆损失减小，以提高机组的热经济性，但如果采用疏水泵将其打入所对应的高加出口水中，会使系统复杂，同时，疏水温度高对水泵的运行不利，使安全性降低。在2#、3#高加之间设外围式疏水冷却器，减少了对三段抽汽的排挤，使三段抽汽不再减少很多，五段抽汽（5#低加）经再热后的蒸汽过热度很大，所以加装内置式蒸汽冷却器。5#低加疏水自流入6#低加（六段抽汽）继而与6低加流水自流入7低加，此设计简化了系统，提高了安全性。7低加疏水采用疏水逐级自流流入8号低加。8＃低加疏水自流入凝汽器中，因未级抽汽量较多，减少了冷源损失。 除氧器采用滑压运行，除氧压力为0.739MPa，对应饱和水温度为166。C，采用此除氧器有以下优点：可以至少减少一台价格昂贵运行十分可靠的高压加热器；当高压加热器因故停用时，给水温度仍可保持在240。C，以采用大气式除氧器给水温度104。C距正常给水温度差值小，这样就可以减小给水温度大幅度变动给锅炉运行的影响；高压除氧器有利于避免除氧器的“自生沸腾”；除氧器压力高，对应的饱和温度高了，温度高不仅使气体溶

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