鍋爐設備及系統課件

《鍋爐設備及系統》第一章

概

述第一節超臨界鍋爐的發展現狀與趨勢一、國內外超臨界機組發展情況1．國外超臨界機組發展情況60

年代初，美國、俄羅斯和日本就開始發展超臨界大型機組80

年代以后，隨著金屬材料技術的發展，輔機及系統方面的成熟，超臨界技術得以迅速發展2．國內超臨界機組發展情況80年代開始引進超臨界壓力機組，600MW超臨界機組在上海石洞口第二發電廠于1992年投入運行以來，效益良好目前，國外超臨界一次再熱機組熱效率一般可達40%～42%，先進的則高達45%以上，供電煤耗大多在300g/（kW·h）左右玉環發電廠（100MW超超臨界機組）業績：鍋爐效率：93.88%機組熱效率:

45.4%發電煤耗:

270g/（kW·h）左右NOX排放：270mg/Nm3SOX排放：17.6mg/Nm3二、超臨界火電技術的發展趨勢展望三、超臨界火電機組技術國產化的關鍵超臨界參數帶來了一些新的問題：超臨界參數下材料特性，鍋爐傳熱、水動力、熱偏差和動態特性，汽輪機關鍵部件的結構設計與轉子的冷卻技術、汽流激振、固體顆粒侵蝕機組的軸系穩定性及汽輪機末級長葉片的開發在國產化的條件下尚需要解決的一些技術問題機組大型化而帶來的技術問題發電機的設計、制造和大件運輸等方面鍋爐縱剖面圖一“600MW超臨界火電機組研制”項目主要關鍵技術和攻關內容：（1）600MW超臨界機組系統優化及提高運行性能超臨界機組材料和鑄鍛件國產化超臨界機組自控系統及儀表研究（4）600MW超臨界汽輪機研制（5）600MW超臨界鍋爐研制超臨界機組輔機設備研制超超臨界火電機組技術開發第二節本廠超臨界鍋爐概況本廠采用的DG1900/25.4-II1

型鍋爐是東方鍋爐（集團）股份有限公司與日本巴布科克-日立公司及東方-日立鍋爐有限公司合作設計、聯合制造的600MW超臨界本生直流鍋爐該鍋爐為超臨界參數變壓直流本生型鍋爐，一次再熱，前后墻對沖燃燒，單爐膛，尾部雙煙道結構，采用擋板調節再熱汽溫，固態排渣，全鋼構架，全懸吊結構，平衡通風，露天布置主廠房規劃圖一主廠房規劃圖2鍋爐縱剖面圖3主廠房規劃圖3鍋爐示意圖鍋爐縱剖面圖二一、鍋爐主要參數和設計條件1．主要參數BMCR

-

Boiler

maximum

continuous

rating

ECR

-

Economical

continuous

ratingBRL

-

Boiler

reliable

limit2．燃料特性鍋爐設計貧頂山混合煤種。點火和助燃用油種為#0輕柴油3．鍋爐給水及蒸汽品質鍋爐給水質量標準：補給水量：補給水量：正常時

20.3

t/h冷態啟動或清洗時

507.5

t/h補給水制備方式：一級除鹽加混床系統4．鍋爐基本性能要求不投油最低穩燃負荷不大于45%B-MCR鍋爐采用定壓運行或定-滑-定運行方式，鍋爐負荷連續變化率可按以下數值：30%B-MCR以下：

±2%

B-MCR

/分鐘30%～50%B-MCR：

±3%

B-MCR

/分鐘50%～100%B-MCR：±5%

B-MCR

/分鐘負荷階躍： 大于10%汽機額定功率/分鐘鍋爐從點火到帶滿負荷所需時間為：冷態啟動：7～8小時溫態啟動：2～3小時熱態啟動：1～1.5小時極熱態啟動：＜1小時鍋爐主要承壓部件設計使用壽命為30年。在機組預期壽命能滿足以下要求：冷態啟動（停機超過72小時）：＞200次溫熱態啟動（停機72小時內）：＞1200次熱態啟動（停機10小時內）：＞5000次整臺鍋爐在30年壽命期內，在上述啟停和負荷變化工況下，鍋爐的壽命損耗不超過壽命的70%二、主要設備1．爐膛和水冷壁爐膛寬為19419.2

mm

，深度為15456.8

mm

，高度為67000mm，整個爐膛四周為全焊式膜式水冷壁爐膛由下部螺旋盤繞上升水冷壁和上部垂直上升水冷壁兩個不同的結構組成爐膛冷灰斗的傾斜角度為55°

，除渣口的喉口寬度為1.2432m上爐膛水冷壁采用垂直管屏。水冷壁出口工質匯入上部水冷壁出口集箱，后由連接管引入水冷壁出口匯集集箱，再由連接管引入啟動分離器2．過熱器過熱器：頂棚、豎井煙道四壁及豎井分隔墻、低溫對流過熱器、屏式過熱器、末級過熱器。蒸汽流程：頂棚過熱器、包墻過熱器/分隔墻過熱器、低溫過熱器、屏式過熱器及末級過熱器。設有兩級四點噴水減溫低溫過熱器布置在后豎井后煙道內，分為水平段和垂直出口段。屏式過熱器布置在爐膛上部區域，在爐深方向布置了2

排，兩排屏之間緊挨著布置，每一排管屏沿爐寬方向布置13片屏，共26片。高過蛇形管位于折焰角上部，沿爐寬方向布置有31

片。管屏內外圈管采用不同規格的管子3．省煤器省煤器位于低溫過熱器的下方，沿煙道深度方向順列布置省煤器上組布置在后豎井下部環形集箱以上包墻區域下組布置在后豎井環形集箱以下護板區域4．鍋爐啟動系統啟動系統由啟動分離器、貯水罐、水位控制閥等組成啟動分離器布置在爐前，垂直水冷壁混合集箱出口，采用旋風分離形式，數量為兩個水冷壁加熱以后的工質分別由6

根連接管沿切向向下傾斜15

°進入兩分離器，分離出的水通過連接管進入分離器下方的貯水罐5．再熱器低再蛇形管由水平段和垂直段兩部分組成，水平段分三組水平布置于后豎井前煙道內，由6根管子繞制而成，每組之間留有足夠的空間便于檢修使用低再水平段由過熱器懸吊管懸掛高溫再熱器布置于末級過熱器后的水平煙道內6．燃燒設備中速磨直吹式制粉系統，每爐配6臺磨，1臺備用燃燒器采用前后墻對沖燃燒方式，36

只HT

－NR3

燃燒器分三層布置在爐膛前后墻上燃燒器上部布置有燃盡風(OFA)風口，16只燃盡風風口分別布置在前后墻上燃燒器區域設有大風箱，大風箱被分隔成單個風室，每個燃燒器一個風室設36只簡單機械霧化點火油槍，18只蒸汽霧化啟動油槍，點火油槍位于三次風通道中，啟動油槍位于煤粉燃燒器的中心每只燃燒器均設置火檢裝置。煤火檢采用紅外線光纖型；點火油槍火檢采用紫外線+紅外線非光纖型；啟動油槍采用紅外線光纖型7．空氣預熱器采用32#VI型三分倉回轉式空氣預熱器，每臺鍋爐配置兩臺預熱器采用反轉方式，即一次風溫低，二次風溫高，受熱面自上而下分為三層熱端和中間段蓄熱元件由定位板和波形板交替疊加而成，鋼板厚度

0.6

mm

。 冷端蓄熱元件由

1.2

mm

厚垂直大波紋的和平板構成，高度為300mm，冷端用低合金耐腐蝕鋼板預熱器采用先進的徑向、軸向和環向密封系統，徑向、軸向密封采用雙密封。并配有性能可靠的帶電子式敏感元件的具有自動熱補償功能的密封間隙自動跟蹤調節裝置屏式過熱器第二章 燃料成分及特性第一節 燃煤的成份及特性一、概述二、煤的元素分析成分三、煤的工業分析成分四、煤的分析基準表示方法1．煤的分析基準收到基。用下標ar表示空氣干燥基。以下角碼ad表示干燥基。以下角碼d表示干燥無灰基。以下角碼daf表示2．各種基準的換算五、發熱量煤的發熱量分為高位發熱量和低位發熱量Qnet.ar

=

Qgr,ar－25（9Har＋Mar）

KJ/kg標準煤Bbz

=

BQar,net

/29270

KJ/kg式中Bbz—標準煤耗量Kg/hB—實際煤耗量Kg/h六、煤的其他性能灰的性質灰的性質：熔化性和燒結性。熔化性影響爐內；燒結性影響對流受熱面結渣：渣粒以液體或半液體粘附受熱面管壁或爐墻上形成一層緊密的灰渣層灰的熔融性：常用變形溫度DT，軟化溫度ST，熔化溫度FT來表示當溫度間隔值在200~400℃

時，固相和液相共存的溫度區間較寬，煤灰的粘度隨溫度變化慢，冷卻時在較長時間保持一定粘度，在爐膛中易于結渣，這樣的灰渣稱為長渣，可用于液態排渣爐當溫度間隔值在100~200℃時為短渣，此灰渣粘度隨溫度急劇變化，凝固快，適用于固態排渣爐如果灰熔點溫度很高(ST>1350℃)，一般認為不會發生結渣如果灰熔點較低(ST<1200℃)，容易結渣2．粘結性所謂煤的粘結性指的是粉碎后的煤在隔絕空氣的情況下加熱到一定溫度時，煤的顆粒相互粘結形成焦塊的性質。煤的粘結性的測定方法以坩鍋法最為普遍，分為七個等級1—焦炭殘留物均為粉狀2—焦炭殘留物粘著，以手輕壓即成粉狀3—焦碳殘留物粘結，以手輕壓即碎成小塊4—不熔化粘結，用手指用力壓裂成小塊5—不膨脹熔化粘結，成淺平餅狀，表面有銀白色金屬光澤6—膨脹熔化粘結，表面有銀白色金屬光澤，且高度超過15mm7—強膨脹熔化粘結，表面有銀白色金屬光澤，且高度大于15mm煤的耐熱性煤的耐熱性是指煤在加熱時是否易于破碎而言。耐熱性的強弱能直接影響煤的燃燒和氣化效果。耐熱性差的煤（主要是無煙煤和褐煤），氣化和燃燒時容易破碎成碎片無煙煤耐熱性低的原因主要是由于其結構致密褐煤的耐熱性差主要是由于內部水分大量蒸發所致反應性和可燃性煤的反應性是指煤的反應能力，也就是燃料中的碳與二氧化碳及水蒸氣進行還原反應的速度。反應性的好壞是用反應產物中CO的生成量和氧化層的最高溫度來表示。CO的生成量越多，氧化層的溫度越低，則反應性就越好煤的可燃性指的是燃料中的碳與氧發生氧化反應的速度，即燃燒速度。煤的碳化程度越高，則反應性和可燃性就越差七、折算成分和標準煤折算成分所謂燃料的折算成分，就是相對于每4182

KJ/kg

熱量的煤，所帶入鍋爐的水分、灰分和硫分折算水分：折算灰分：折算硫分：當煤中的Mar,zs>8%時，稱為高水分煤；當Aar,zs>4%時，稱為高灰分煤；當時，Sar,zs>0.2%稱為高硫分煤。標準煤八、發電用煤分類無煙煤：揮發分含量低（在10%

以下）；呈黑色而有金屬光澤；重度較大，質硬不易研磨煙煤：揮發分含量范圍（約為20~40%）貧煤：揮發分含量較低（約為10~20%）4

．褐煤：褐煤的形成年限較短，外觀呈棕褐色，無光澤，質軟易碎。其揮發物可達40%或更高5．低質煤：單獨燃用有困難，燃燒不穩定，燃燒經濟性較差，或煤中有害雜質含量較高的煤，稱為低質煤（或劣質煤）。它

們又分為五小類：低發熱量煤、超高灰分煤、超高水分煤、高

硫煤、易結渣煤第二節點火及助燃用油（略）第三節燃煤的著火及燃燒特性分析一、影響煤粉氣流著火的因素燃料的性質爐內散熱條件煤粉氣流的初溫一次風量和一次風速燃燒器結構特性鍋爐負荷二、燃煤的燃燒特性碳氫比C/H燃料比FC/Vdaf反應指數T15燃燒分布曲線熱解曲線煤的燃盡率曲線四、煤的熱重分析煤的熱重分析是在程序溫度控制下測量物質的質量與溫度關系并進行分析的一種方法，測量儀器為熱天平。五、煤的著火和燃燼指標利用煤的熱重分析方法可得到煤的各種熱分析曲線，例如熱重分析曲線（TGA），微商熱重曲線（DTA），差熱分析曲線（DTA）等1．著火穩燃性指標用燃料著火穩定性指數Rw來代表，計算公式如下Rw＝560

/

Ti

+

650

/

T1max

+

0.27W1max式中

Ti

—著火溫度，℃T1max

—最大失重速度時對應的溫度，℃W1max

—最大失重速度，mg/min2．燃燼指標燃燼指標用燃燼特性綜合判別指數Rj

來代表，其計算公式如下N

＝

0.55G2

+

0.0043

T2max

+

0.14

τ98

+

0.27

τ98’

–

3.7Rj

=1/

N式中

τ98，τ98’

—

煤和煤焦燒掉98

%

時所需時間，minT2max

—難燃峰最大反應速度時對應的溫度，℃G2—

難燃峰下燒掉的燃料量，mg第四節燃煤的結渣和沾污特性一、燃煤的結渣機理定義影響結渣的因素燃煤灰分特性爐內空氣動力特性爐膛的設計特性鍋爐運行負荷

3．結渣的危害二、煤灰的結渣和積灰特性1．煤灰結渣性的常規判別準則（1）煤灰成分結渣指數1

）堿酸比。灰中鐵和鈣會增強結渣。還原性氣氛中，熔融的鐵促進渣的早期形成；氧化性氣氛中，鈣可降低硅酸鹽玻璃體的粘度。而鉀會促進玻璃體形成，褐煤灰中K2O含量大于1%，結渣性較嚴重。小于0.2%時，次煙煤的結渣性較輕。硅可減輕結渣性。但硅含量過高時會產生無定型玻璃質，反而使結渣性增強。Al2O3含量增加可減輕結渣性。常用堿酸比來作為判別指數式中B—煤灰中堿性成分含量；A—煤灰中酸性成分含量固態排渣煤粉爐，B/A=0.4~0.7

時，為結渣煤；B/A=0.1~0.4

時，為輕微結渣煤；B/A<0.1時，為不結渣煤；一般認為B/A<0.5為宜。液態排渣爐和旋風爐，

B/A<0.27時，灰渣的流動性較差2）硅鋁比。煤灰中2SiO2/Al2O3的比值。研究表明，2SiO2/Al2O3=1.18時，不會結渣；2SiO2/Al2O3>1.18時，有自由SiO2存在并可能與CaO，MgO，FeO形成共晶體，使煤灰的熔化溫度下降，有可能出現結渣3）硅比SR

。研究表明，較大的硅比意味著灰渣有較高的粘度。當SR>72時不易發生結渣，當SR<65時，有可能發生嚴重結渣，因為灰中鐵和鈣的含量增加會使粘度降低4）鐵鈣比。Fe2O3/CaO的比值。這是因為鐵的化合物熔點不高，在爐內易熔化并形成阻力較小的球狀顆粒，在爐內氣流作用下容易運動到水冷壁附近而造成結渣。對Fe2O3>（CaO+MgO）的煤，Fe2O3/CaO<0.3時，為不結渣煤，

Fe2O3/CaO=0.3~3.0時為中等結渣煤，Fe2O3/CaO>3.0時為結渣煤。所以鐵鈣比越大，結渣的可能性也越大5）結渣指標Rt和RS。美國常用Rt和RS作判別指標。Fe2O3/（CaO+MgO）>1，為煙煤型灰，Fe2O3/（CaO+MgO）<1，且（CaO+MgO）>20%，則稱褐煤型煤灰，對煙煤型煤灰用下式計算式中Sd—干燥基硫分，%R

S

的分級界限為：R

S

<0.6

時，為不結渣煤；R

S

=0.6~2.0

時，為中等結渣煤；RS

=2.0~2.6時，為強結渣煤；RS

>2.6時，為嚴重結渣煤對褐煤型煤灰用下式計算式中STmax—在氧化性氣氛和還原性氣氛兩種測量值中較高的軟化溫度；

DTmin—在氧化性氣氛和還原性氣氛兩種測量值中較低的變形溫度。

Rt>1343℃時，為不結渣煤；Rt=1149~1343℃時，為中等結渣煤；Rt<1149℃時，為嚴重結渣煤煤灰熔融結渣指數（略）煤灰粘度結渣指數（略）2．煤灰沾污性的常規判別準則（略）煤灰成分沾污指數（略）煤灰和飛灰燒結強度（略）三、本機組燃煤的結渣和積灰特性分析（略）第三章 煤粉制備及設備第一節煤粉的性質一、煤粉的流動性煤粉顆粒大小在0～1000μm間，其中20～50的煤粉顆粒居多二、煤粉細度1．煤粉細度的表示方法2．煤粉的經濟細度三、煤粉的顆粒組成煤粉的粒徑分布，符合下列方程：若為R200

和R90已知，則：n越大，則過細和過粗的煤粉就越少，其煤粉顆粒分布就越均勻，

n越小，則過細和過粗的煤粉就越多，煤粉顆粒分布就不理想，一般n在0.8～1.3之間四、煤粉的水分（略）煤粉內水分過高，在煤粉管道內容易結塊，煤粉輸送困難及著火推遲等，因此應將煤粉進行充分的干燥而保持其流動性。水分過低時，煤粉又易自燃甚至引起爆炸。所以煤粉中水分的大小應根據它的輸送

的可靠性及制粉系統的經濟性綜合考慮五、煤粉的爆炸性（略）煤粉和空氣混合物在一定條件下會發生爆炸，引起設備和人生事故。煤粉的爆炸性與許多因素有關，如煤粉的揮發分、水分和灰分的大小，煤粉細度，氣粉混合物的溫度，混合物中煤粉濃度和氧的濃度等。揮發分越高，產生爆炸的可能性就越大。煤粉水分和灰分增加，將使爆炸可能性降低。煤粉越細，可爆性越大。對于煙煤煤粉，當粒徑大于100μm時，幾乎不會發生爆炸第二節煤的可磨性系數在風干狀態下，將同一質量的標準煤樣和試驗煤樣由相同的初始粒度磨碎到相同的煤粉細度時所所消耗的能量之比。可磨性系數可用下式表示，即可磨性系數數值大則表示該煤種容易被磨制，單位耗能少；反之，則表示該煤難于磨制，單位耗能多煤的可磨性指數的測定有各種方法，除前蘇聯和東歐某些國家外，世界上普遍采用Hardgrove法，簡稱哈氏法。我國于1981年制定的《煤的可磨性試驗方法》里采用的是Hardgrove法，前蘇聯所采用的測量煤的可磨性指數的方法為BTИ法哈氏可磨性系數的測定：將50

g

空氣干燥的煤樣，放入哈氏可磨性試驗儀中旋轉60轉進行破碎。施加在鋼球上的總作用力為284N，將所得的煤粉進行篩分，根據篩余量的多少，利用下式計算哈氏可磨性指數HGI：HGI=13+6.93G71式中

G71——通過孔徑為0.071mm篩的試樣質量，g。測定可磨性系數的目的：制粉系統運行時，利用它能預計磨煤機的磨煤出力和電能消耗；設計鍋爐制粉系統時，根據它來選擇磨煤機的型式，計算磨煤出力和電能消耗第三節制粉系統中速磨煤機冷一次風機正壓直吹式制粉系統一、制粉系統的布置

在制粉間的頂層布置二條輸煤皮帶

運轉層（17.6m）布置六臺電子稱重皮帶式給煤機

給煤機與輸煤皮帶之間通過六只原煤斗連接

系統布置了六臺HP1003型中速碗式磨煤機

通過調節給煤機電機的轉速可以控制供給磨煤機的煤量

磨煤機磨制好的煤粉由煤粉管道輸送給鍋爐燃燒器

每臺磨煤機各有六根出粉管道分別供應六個燃燒器二、制粉系統的工質流程煤的流程一次風流程兩臺一次風機。空氣在一次風機出口分成兩路。一路為冷一次風；另一路去空氣預熱器，經空預器加熱后成為熱一次風。冷、熱一次風在磨煤機進口處按一定比例混合，以控制進入磨煤機的一次風溫。一次風溫由風門擋板調節風粉混合物流程密封風流程兩臺密封風機，一臺運行，一臺備用。從冷一次風管引出一路冷風，經濾網過濾后送往密封風機，升壓后用作磨煤機磨輥、磨煤機軸承、熱一次風風門、磨煤機出粉管閥門及給煤機的密封風三、制粉系統的控制系統

磨煤機出力是通過給煤量來控制的

給煤量的多少由控制給煤機電機的轉速來實現

給煤機配備有給煤量自動稱量裝置

給煤機配備有斷煤信號發送裝置第四節磨煤機上海重型機器廠制造的中速碗式磨煤機，六臺一、型號和參數1．磨煤機HP1003型中速碗式磨煤機2．磨煤機的電動機轉速：3．磨煤機齒輪減速機1000rpm輸入轉速:1000rpm輸出轉速:4．磨煤機潤滑435．密封風機rpm6．一次風機二、磨煤機的結構與工作原理1．磨煤機的結構該型磨煤機是一種上部帶有分離器的淺碗磨,型號為HP1003

（個位上的數表示磨輥的個數；十位上的數為奇數時表示深碗磨，為偶數時表示淺碗磨；百位上的數和千位上的數聯合組成的數表示磨碗的名義尺寸）磨煤機主要由機體和分離器兩部分組成。磨煤機部件主要有：落煤管、分離器頂蓋、內錐體、分離器體、葉輪裝置、行星齒輪減速器、排出閥、折向門調節裝置、文丘里管、彈簧加載裝置、側機體裝置、磨碗裝置、磨輥裝置、密封空氣集管、石子煤排出口等落煤管、分離

器頂蓋、內錐

體、分離器體、葉輪裝置、行

星齒輪減速器、排出閥、折向

門調節裝置、

文丘里管、彈

簧加載裝置、

側機體裝置、

磨碗裝置、磨

輥裝置、密封

空氣集管、石

子煤排出口等碗式磨具有結構新穎、運行可靠、維修方便、單位電耗小、金屬磨損少、使用壽命長、應用廣泛等優點外，傳動機構采用集中潤滑，煤粉細度均勻性好且可作線性調節。還采用了一些先進技術，包括：新型的螺旋傘齒輪行星二級減速立式傳動，傳動裝置上部采用液壓滑動止推軸承，構成了獨立的減速箱，既便于檢修，隔熱與密封；磨輥堆焊工藝技術和大直徑錐形磨輥，對一般的煤種磨輥的設計壽命12000小時，實際壽命可保證10000小時，磨輥磨損后可重復堆焊使用；隨磨碗一起轉動的葉輪裝置來改變一次風的流向和流速，使通過磨煤機的空氣分配得更為均勻，增強了煤粉的分離效果，降低了磨煤機內部的磨損及一次風阻力損失，提高了對石子煤排量的調控能力；磨輥與磨碗襯板無直接金屬接觸，運行時可空載起動，起動力矩小，運行平穩，停機時磨碗中的存煤便于清除；磨煤機的出力是由給煤量和一次風量來控制的，出力調節范圍大，最小出力為最大出力的25%2．磨煤機的工作原理原煤（直徑

35mm）經中心給煤管送入落到旋轉的磨碗上，在離心力的作用下，向磨碗的周緣移動，在磨碗上形成一層煤床。三個獨立的彈簧加載磨輥按相隔120°分布，安裝于磨碗之上，磨輥與磨碗之間保持一定的間隙。磨輥利用彈簧加壓裝置施以必要的研磨壓力。煤在磨碗襯板與磨輥之間被研磨成粉。磨煤機主要是利用磨輥與磨碗對它們之間的煤的壓碎和研磨兩種方法來實現磨煤的。煤粉在離心力的作用下向外移動，沿磨碗周緣溢出熱空氣從側機體進入，然后沿著旋轉的磨碗外徑上升。裝在磨碗上的葉片（葉輪）使氣流趨于垂直方向。在磨碗外緣上較小較輕的煤粒被氣流攜帶向上，而重的不易磨碎的外來雜物穿過氣流落入側機體區域煤粉顆粒經歷了三級分離過程：第一級：安裝在分離器體上的固定氣體折向器使得最重的煤粉顆粒突然改變方向，失去動量并直接回到磨碗上重磨。第二級：彎曲的可調葉片使風粉混合物產生旋轉運動使一部分較粗的顆粒從煤粉氣流中分離，返回磨碗重磨。第三級：較細的煤粉氣流通過折向門進入內錐體，折向葉片使風粉混合物在內錐體內產生旋轉，由于離心力的作用，煤粉被進一步分離磨煤機的干燥是在磨碗上方的空間內進行，在磨碗上的干燥作用不大。因此，這種磨煤機對原煤水分的變化比較敏感，水分過多的煤會被壓成煤餅而使磨煤機的出力大幅度下降。煤中的石子、矸石和鐵塊等從磨碗邊緣溢出后，由于較重，從風環處落下。磨碗轂上裝有可轉動的刮板，把上述雜物掃入石子煤排出口，進入石子煤收集斗中。石子煤排出口裝有閥門，正常運行時，閥門保持打開，只有在清理石子煤收集斗時才關閉閥門。平時不要關閉閥門，否則雜物留在機體內，被刮板支架和襯板研磨，會造成這些部件的額外磨損，并存在著火隱患。如果有煤排到石子煤收集斗中，這表明：給煤量過多，或磨輥壓力過小，或一次風流量太小，或磨煤機出口工質溫度過低。磨煤機零件磨損過多或調整不當也會造成煤的排出。磨煤機在正壓下運行，密封空氣系統向磨碗轂周圍提供清潔空氣，用以防止熱空氣和煤粉逸出而污染蝸輪箱；同時，也向磨輥耳軸提供密封空氣以免煤粉進入磨輥軸承三、磨煤機的主要部件磨輥磨輥由磨輥軸、上下軸承、磨輥、耳軸和殼體等組成。耳軸的作用是在裝卸磨輥時，用作翻轉磨輥的支點。通過磨輥裝卸門，可以很方便地對磨輥進行安裝與檢修。通過調整預載壓力螺栓，可以調節該壓力的大小。

通過調節磨輥定位螺栓，可以控制磨輥與磨碗的間隙磨碗磨碗裝在磨碗轂上，磨碗部件由磨碗和襯板等組成。碗式磨煤機的一大特點是磨煤機的粉碎能力較高。這是因為磨碗面是傾斜的，煤的重力產生的沿斜面的分力抵消了部分離心力的作用，使煤向磨碗周緣移動的速度變慢，增加了煤在磨碗上的停留時間3．煤粉分離器由分離器頂、折向門和內錐體等組成。煤粉氣流經折向門葉片后，在內錐體內產生旋轉氣流，粗粉被分離出來，沿內錐體壁返回磨碗重磨。合格的煤粉經文丘里管分配，被送往六根出粉管道。內錐體壁面襯有陶瓷襯片。

4．落煤管與文丘里管中心落煤管是將原煤送往磨碗處磨制。文丘里管的作用是將磨好的煤粉分配給六根出粉管，分配任務是靠文丘里管六塊隔板來完成的。在出粉管和文丘里管等都加裝了防磨襯板。

5．出粉管閥門由閥體、氣控圓筒、閥門操縱桿、閥門圓蓋和限位開關等組成。它的作用之一是參與調節燃燒器的給煤量，一次風速一定時，出粉管閥門的開度決定了燃燒器的給煤量。另一個作用是在檢修或事故時，將磨煤機與煤粉管道隔離第五節給煤機一、設備規范型號:

CS2024型電子稱重給煤機數量:

6臺給煤機（5臺運行，1臺備用）給煤出力:給煤率控制精度:8～100t/h0.5%進煤口法蘭內徑:610mm出煤口法蘭內徑:610mm皮帶寬度:840mm進料口與出料口距離:2134mm皮帶驅動電機:變頻電機：380

V，3KW清掃電機:380

V，0.25

KW二、給煤機的結構與工作原理給煤機由機座，給料皮帶機構，鏈式清理刮板稱重機構，清煤及斷煤信號裝置，潤滑及電氣管路及微機控制柜等組成。1．給煤機的結構（1）機座機座由機體，進料口和排料端門體，側門和照明燈等組成。機體為一密封的焊接殼體，能承受0.34Mpa的爆炸壓力。機體的進料口處設有導向板和擋板，使煤進入機器后能在皮帶上引成一定斷面的煤流，均由不銹鋼制成。進料口排料端門體用螺釘緊密壓緊于機體上，以保持密封。門體可以選用向左或向右開啟。在所有門體上均設有觀察窗，在窗內裝有噴頭，當窗孔內側積有煤灰時，可以通過噴頭用壓縮空氣或水予以清洗。密封結構的照明燈供觀察機器內部運行情況時照明使用。可承收0.35Mpa的抗爆壓力。堅固的機殼既保持整體密封，又起支撐作用。（2）給料皮帶機構由電動機、減速機、皮帶驅動滾筒，張緊滾筒，張力滾筒，皮帶支撐板以及給料膠帶等組成。膠帶帶有邊緣，內側中間有凸筋，各滾筒有相應的凹槽。在驅動滾筒端，裝有皮帶清潔刮板。膠帶中部安裝的張力滾筒，使膠帶保持一定的張力，膠帶的張力隨著溫度和濕度的變化而有所改變，可用張緊拉桿來調節膠帶的張力。在機座側門內，裝有指示板，張力滾筒的中心應調整在指示板的中心刻線。給料機構的驅動電動機采用變頻調速電動機（含測速發電機），通過變頻控制器，組成具有自動調節功能的交流無級調速裝置，它能在較寬廣的范圍內，進行平滑的無級調速。給料皮帶減速機為圓柱齒輪及渦輪兩極減速裝置，渦輪采用油浴潤滑，齒輪則通過減速箱內的擺線油泵，使潤滑油通過蝸桿軸孔后進行潤滑，蝸輪軸端通過柱銷聯軸器帶動皮帶驅動滾筒。（3）斷煤信號裝置安裝在膠帶上方，當膠帶上無煤時，由于信號裝置上擋板的擺動，使信號裝置軸上的凸輪觸動限位開關從而控制皮帶驅動電機，或起動煤倉振動器，或者返向控制室表示膠帶上無煤，斷煤信號也可提供停止給煤量累計以及防止在膠帶上有煤的情況下定度給煤機。堵煤信號裝置安裝在給煤機出口處，其結構與斷煤信號裝置相同，當煤流堵塞至排出口時，限位開關發出信號，并停止給煤機。（4）稱重機構位于給煤機進料口與驅動滾筒之間，共3

個。一對固定于機體上，構成稱重跨距，另外一個稱重托棍，則懸掛于一對負荷傳感器上，膠帶上煤重由負荷傳感器送出訊號。負荷傳感器的輸出訊號，表示單位長度上煤的重量；測速發電機輸出的頻率信號，則表示為膠帶的速度，微機控制系統把這兩者綜合，就可以得到機器的給煤率。在負荷傳感器及稱重托棍的下方，裝有稱重校準量塊。在機器工作時，校準量塊支承在稱重臂和偏心盤上而與稱重棍脫開，當需要定度時，轉動校重桿手柄使偏心盤轉動，稱重校準量塊即懸掛在負荷傳感器上，從而檢查重量訊號是否準確。圖3-5 稱重組件結構圖（5）鏈式清理刮板鏈式清理刮板供清理給煤機機體內底部積煤用，在機器工作時，膠帶上粘結的煤通過皮帶清潔刮板刮落，膠帶內側如有粘結煤灰，則通過自潔式張緊滾筒后由滾筒端面落下，同時密封風的存在，也會使煤灰產生，這些煤灰堆積在機體底部，如不及時清除，往往有可能引起自燃。刮板鏈條由電動機通過減速機帶動鏈輪拖動。帶翼的鏈條，將煤灰刮至給煤機出口排出。鏈式清理刮板推薦隨著給料皮帶的運轉而連續運行。采用這種運行方式，可以使機體內積煤最少。同時，連續清理可以減少給煤率誤差。連續的運轉，也可以防止鏈銷粘結和生銹。清理刮板機構驅動電動機采用精確的電子式電流繼電器進行過載保護，當清理刮板機構過載時，在電流繼電器作用下最后切斷電動機供電電源，使減速機停止轉動。（6）密封空氣密封空氣的進口位于給煤機機體進口處的下方，法蘭式接口供用戶接入密封空氣用。在正壓運行系統中，給煤機需要通過密封空氣來防止磨煤機熱風通過排料口回入給煤機。密封空氣壓力為磨煤機進口壓力加上60～245Pa的壓力，所需密封空氣量則為通過進料落煤管由煤斗部分的空氣泄漏量，加上形成給煤機和磨煤機進口間的壓力差所需的空氣量。給煤機本身密封可靠，可以認為無泄漏。在給煤機機體進口處附近，裝有內螺紋接口，可以在此接上壓力表來測定機內的壓力數值，在不接壓力表時則以螺塞密封。密封空氣壓力過低會導致熱風從磨煤機回入給煤機內，這樣，煤灰將容易積滯在門框或其它凸出部分，從而引起自燃。密封空氣壓力過高和風量過大，又會將煤粒從膠帶上吹落，從而使稱量精度下降，并增加清理刮板的負荷，密封空氣量過大也容易使觀察孔內產生塵霧的不利于觀察，因此應當適當調整密封空氣的壓力。機器的潤滑機器的潤滑除減速機采用潤滑油浸油潤滑外，其余潤滑均采用潤滑脂。機器內部的潤滑依靠利用軟管接至機體外，所以不需打開機器門體即可在運行中進行潤滑。控制系統CS2024型給煤機的控制原理并不復雜，它通過稱重傳感器測量單位皮帶長度上煤的重量，同時通過測速發電機測量并換算出皮帶的轉動速度，二者的積分得出實際給煤率，與要求給煤率進行比較，然后調節皮帶電機的速度，使給煤率控制在所要求的指令值上。由微機板、電源板、輸入通道板、輸出通道板、速度控制器等模塊構成整個給煤機控制系統（9）斷堵煤報警開關在給煤機稱重平臺外側與驅動輪之間的皮帶上方設置有斷煤擋板，當皮帶上的煤層頂起擋板后，通過轉軸上的凸輪開關，發出有煤信號。同理設置在給煤機出口的堵煤擋板，在落煤管堵煤時堆煤推動堵煤擋板，堵煤開關發出堵煤信號。有煤、堵煤信號將參與邏輯控制，必要時會自動停止給煤機運行。圖3-7表示的是斷堵煤報警開關。三、給煤機的運行1．啟動前的準備工作原煤斗進煤之前，開、關原煤斗出口閥門以排出原煤斗中雜物；進入給煤機內清掃雜物；）安裝好皮帶和重量傳感器；檢查減速箱油位是否正常；校正稱重輥，檢查稱重跨距和稱重輥的自由旋轉性；調整清掃裝置鏈條張力，應調整到要求的5cm的垂度；正確安裝微機控制裝置，所有的PC卡及電纜插頭都緊固地插到了插座上；關于電動機轉速控制，將最大轉速電位差計（RS）設置在逆時針方向滿負荷處，將減速電位差計設置在調節范圍中點處；測量給煤機進口主斷路開關電壓，如果電壓正常，則接通電源，綠色指示燈READY亮。2．給煤機的運行方式從計量的角度而言，給煤機有稱重式和容積式兩種運行方式。前者給煤以每小時噸數給出，后者則以皮帶驅動滾筒每分鐘轉數來代表給煤機的出力。從控制角度劃分，給煤機有遙控、本機（就地）等運行方式，由選擇開關SSF選定。在“遙控”方式時，由爐膛安全監控系統（

FSSS

）的啟動指令控制給料皮帶機構運轉。啟動時給煤機先以容積方式運行，并受給料皮帶驅

動電機的直接反饋信號控制，給煤機上的給煤率顯示器FRI上顯示出電機轉速。當斷煤信號裝置檢測到皮帶上有煤并且電子控制信號正常時，即自動切換為稱重式運行，FRI顯示出每小時給煤噸數。如果電子信號不正常，則給煤機仍按容積方式運行。給煤機的“本機”運行方式僅用于對給煤機的標定或空載檢查。如果皮帶上有煤，則“本機”運行方式不能建立，給煤機會自動停機。3．給煤機的標定由于給煤機的運行方式有兩種，所以其標定種類也有兩種：（1）按稱重方式標定：根據所要求給煤率與給煤機最大給煤率的比值，決定出給煤率，在電子線路板上，利用拔碼開關預先調整好；（

2

）按容積方式標定：將給煤機的最大給煤率轉換成每分鐘給煤容積，再將此數值除以皮帶驅動滾筒每轉一周能輸送的容積，然后再乘以減速機的總速比，即為容積方式工作時電機的最大轉速。第六節制粉系統的啟動和停運一、制粉系統啟動前的檢查和準備工作啟動磨煤機前徹底檢查系統中的所有元件，確保清潔。檢查所有必須的回路斷路器的閉合。檢查磨煤機機殼及分離器無漏焊、破裂之處。各機械裝置連接可靠，螺絲固定好，密封完善不漏。檢查頂軸和潤滑系統中油箱油位正常，油箱內清潔無雜物，且潤滑系統準備投運，各個閥門處在正確的位置。清洗濾網。檢查驅動齒輪潤滑系統并準備投運。檢查齒輪有無充分的潤滑，系統是否有充足的潤滑油。系統中有無適當的空氣壓力。檢查并吹掃磨煤機的控制管。其液壓機構的功能應符合要求，動作正常。取樣煤管及旋塞開關要處在全關位置。密封良好觀察孔清潔。檢查馬達，軸承有足夠的潤滑油。減速齒輪和軸承潤滑恰當。檢查一次風機及其軸承有足夠的油潤滑及可靠的冷卻介質。檢查燃燒器和油槍，準備投運。檢查所有一次風及調溫風的電動和汽動閥門，一次風隔離擋板，一次風流量調節，輔助風及密封風擋板，燃燒器隔離閥門及所有的擋板起跳正常并處在合適的開度位置。檢查手動，給煤機密封風調節擋板應該同第一次整定時一樣的開度。檢查惰化消防系統處在合適的位置，并處在備用狀態。檢查給煤機內部無雜物，調節擋板靈活，傳動裝置及各部件完整。皮帶給煤機的托輥完整，皮帶無損壞，接頭良好。檢查原煤倉中有足夠的煤，進煤管和落煤管閥門處在合適的位置。檢查監測儀表，報警、跳閘信號裝置應該完好，試驗正常確認無誤。各部油壓、油量、油位、油質正常，符合設計值。各檢查完畢后，檢查試運轉一次風機、密封風機。并經過８小時試運，各部件合格。檢查試運轉給煤機，并調整分步試運轉。各檢查一切正常后，按規定啟動一次風機、密封風機進行有關風壓試驗。檢查各部無漏風無漏粉現象，符合要求。對檢修后的制粉系統啟動前應做下面的試驗：拉合閘試驗、故障按鈕試驗、連鎖裝置試驗、各旋轉部件試運行。二、制粉系統的啟動啟動制粉系統的條件啟動一次風機啟動潤滑油泵啟動密封風機啟動磨煤機打開熱一次風風門啟動給煤機三、制粉系統的停止正常停機磨煤機停機前，應先將自動改為手動，并做好停止制粉系統的準備。在正常停機期間，要求將磨煤機冷卻到正常運行溫度以下，并走空磨煤機內的煤，停機前的冷卻溫度為60℃。將給煤機出力減少到最低值以減少磨煤機負荷。給煤量以10%的速率遞減。在每次給煤量減少之后，需進行下一次遞減之前，應讓磨煤機出口溫度回復到設定值。磨煤機一次風控制投自動。監測磨煤機出口溫度，不允許其超過設定值8℃。需要注意的是，火焰著火能量的大小必須可調以保證煤粉氣流著火穩定。當給煤量達到最小值時，關閉熱一次風門以降低磨煤機出口溫度。冷一次風風門應自動打開以維持所需的一次風量。當磨煤機分離器出口溫度降到60℃時，停掉給煤機。提升磨輥，讓磨煤機至少再運行10分鐘以消除磨盤上的煤。停磨煤機，磨輥下降復位。關小冷一次風風門，留下約5%的開度，讓一部分冷風繼續吹掃和冷卻磨煤機。磨煤機出粉管閥門仍然保持打開狀態。要注意的是，在機組初次啟動期間，必須設置一個自動停止裝置，使冷一次風風門停在最小開度位置上。在磨煤機啟停整個期間，必須始終保持最小冷一次風量。保持系統潤滑油。如果冬天磨煤機停運時需要關閉潤滑油系統，則冷油器中冷卻水必須關閉。如果管子結冰，則在啟動時必須仔細檢查以確保管子沒有破裂，油沒有被冷卻水污染。2．緊急停機發生下列情況時應緊急停機：鍋爐安全保護動作；一次風量小于最低風量的85%；）磨煤機分離器出口溫度≤55℃或≥120℃；磨輥油溫≥120℃；電動機停止轉動。緊急停機時，下列設備必須同時操作：緊急關閉磨煤機進口熱風隔絕門；關閉冷熱風調節門；停止給煤機；停磨煤機；開防爆蒸汽。磨煤機緊急停機后必須打開冷卻至環境溫度，并進行手工清掃。如果緊急停機1

小時后，仍無法排除故障，要進行以下操作：1

）磨煤機空載運行，將磨盤上積煤燃盡，避免自燃；2）關閉密封風、潤滑油站、高壓油站。3．緊急停機后的啟動緊急停機之后，磨煤機冷卻至環境溫度，并打開進行了清掃，磨煤機的再次啟動要進行以下操作：1）檢查磨煤機及輔助設備；2）排渣，然后按正常啟動程序進行。緊急停機后重新啟動磨煤機時，出粉管閥門必須關閉，否則爐膛煙氣會貫入煤粉管道而進入磨煤機；重新啟動磨煤機時，盡可能一次一臺，先至少開足十分鐘以吹掃人工清掃時未清理的煤粉；當磨煤機重新啟動吹掃殘余煤粉時，出粉管閥門必須打開以便氣流通過。第七節制粉系統運行中的檢查和調整一、磨煤機運行中的監視和檢查二、設備在運行中的調整制粉系統在運行中調整的主要任務是：使系統所磨制的煤粉量滿足鍋爐運行的需要；保持合格的煤粉細度與水分；維持正常的風溫和風壓，防止制粉系統發生堵塞和爆炸；盡量降低制粉系統的耗電量。為了降低電耗，制粉系統應保持在最大出力下運行，并應該做到：連續均勻給煤，保持磨煤機內煤量合適；保持合適的通風量；保持氣粉混合物出口溫度正常。運行中應即時調整給煤機轉速，供給足夠的煤量來適應磨煤機的出力，同時應特別注意原煤中大塊煤矸石、鐵件及木塊等進入卡壞機件。增加或減少磨煤機的給煤時，應緩慢進行。磨煤機的出力，可根據出

入口壓差、溫度、磨煤機電流及制粉系統風壓等進行調整。1．煤粉細度的調整煤粉細度的變化和分離器折向門開度、磨輥研磨力、給煤量、一次風量大小等因素有關。煤粉細度的調整主要是通過改變分離器折向門葉片的開度來完成的，折向門葉片開度從大到小，煤粉細度由粗變細。當折向門葉片開度最大（半徑方向）時，煤粉還太細，就需要減少磨輥彈簧壓力；反之，當折向門葉片開度最小時，煤粉仍然很粗，則需要加大磨輥彈簧的壓力。需要注意的是，磨煤機的一次風量也影響煤粉的細度。但是，一次風量的大小取決于使爐內保

持良好燃燒的一次風比例，不能將其作為調節煤粉細度的手段。磨煤機在初次運行時，折向門開度暫定為45°。經過1000小時以上的運行后，通過性能試驗可以得出磨煤機運行的最佳工況，即滿足鍋爐燃燒的經濟煤粉細度。試驗主要包括以下內容：調整最佳折向門開度、最佳研磨力和適當的一次風量等。磨在運行過程中，如果折向門磨損嚴重，回粉擋板關閉不嚴或掛有雜物都會影響煤粉的分離，故要經常維護和檢查。

2．磨煤機出力及磨輥加載性能的調整根據磨煤機出力的大小調整磨輥的加載力3．風煤比的控制磨煤機的給煤量和一次風量根據一次風與煤粉出力變化曲線操作。可以根據鍋爐廠和設計院的要求來制定“標準空氣曲線”，以確保磨煤機一次風量與系統要求相匹配。建立正確的給煤量和一次風量的比率是很重要的，如果標定的一次風量、給煤量不準，不僅影響鍋爐的負荷調節，而且影響磨煤機的運行。故在磨煤機初次運行前，應對照標準空氣曲線校對給煤量和一次風量的比率，認真檢查標定的給煤量和一次風量是否準確。運行期間應定期校對測量裝置，防止測量裝置出現質量問題而使標定的給煤量和一次風量失準。在磨煤機運行初期，一次風量自動調節尚未投入，由運行人員手動調節磨煤機出力時，應做到增加磨的出力時，先加風量，后加煤量。降低出力時，先減煤量，后減風量，以防止一次風量調節過快或風量過小造成石子煤量過多，甚至堵煤。4．排渣排渣是通過液壓控制關斷門的開與關，由人工定時清理排渣箱內的石子煤。清理排渣箱內的石子煤必須在滑板關斷門關閉時清理。清理的間隔時間應根據運行情況來決定。運行初期應間隔半小時檢查一次排渣箱，但是每次啟磨和停磨時必須檢查或清理排渣箱，正常運行時應1～2小時檢查一次排渣箱。在正常運行時石子煤很少，石子煤較多時主要是出現在以下情況：1）磨煤機啟動后；2）緊急停磨；3）煤質較差；4）運行后期磨輥、襯瓦、噴嘴磨損嚴重；5）運行時磨出力增加過快，一次風量偏少（即風煤比失調）。其中啟動磨煤機和緊急停磨引起的石子煤增多屬正常情況。對于由噴嘴喉口磨損引起的石子煤增多，應更換噴嘴。排渣應注意以下問題：1）初次運行時，排渣箱滑板關斷門應先不開；2）排渣箱滑板關斷門未完全關閉，不得打開排渣門，以防止人員燙傷；3）清理排渣箱后，應及時關閉排渣門，打開滑板關斷門，以避免一次風室積渣過多損壞刮板和石子煤跑到機座炭精密封室內。第八節制粉系統的事故及故障處理一、制粉系統的自燃及爆炸二、制粉系統的斷煤三、落煤管的堵塞四、轉動機械故障五、用電中斷或者掉閘六、磨煤機的運行故障及處理第四章煤粉燃燒及設備第一節燃燒設備一、爐膛爐膛的設計應滿足下列要求：合理布置燃燒器，使燃料能迅速著火，并有良好的爐內空氣動力場，使各壁面熱負荷均勻，即要使火焰在爐膛的充滿程度好，減少氣流的死滯區和旋渦區，且要避免火焰沖墻，避免結渣。爐膛要有足夠的容積和高度，保證燃料在爐內的停留時間，完全燃燒。能夠布置合適的蒸發受熱面，滿足鍋爐容量的需要；同時保證爐膛出口溫度合適，爐膛出口及以后的受熱面不結渣和安全工作。

3）爐膛結構緊湊，金屬材料用量少；便于制造、安裝、檢修和運行。容積熱負荷:每小時送入鍋爐單位容積的平均熱量爐膛截面熱負荷:按燃燒器區域爐膛橫界面計算，每小時送入爐膛的平均熱量燃燒器區域壁面熱負荷:按照燃燒器區域爐膛單位爐壁面積折算，每小時送入爐膛的平均熱量二、燃燒器對燃燒器的基本要求有：保證送入爐內的煤粉氣流能迅速、穩定地著火燃燒；供應合理的二次風，使它與一次風能及時良好地混合，確保較高的燃燒效率；

3）火焰在爐膛的充滿程度較好，且不會沖墻貼壁，避免結渣；有較好的燃料適應性和負荷調節范圍；流動阻力較小，污染物生成量小；能減少NOX的生成，減少對環境的污染。旋轉射流具有如下特點：旋轉射流不但具有軸向速度，而且有較大的切向速度，因此，氣流的初期擾動非常強烈。由于射流不斷卷吸周圍氣體，而且不斷擴展，其切向速度的旋轉半徑也不斷增大，切向速度衰減得很快，所以射流的后期擾動不夠強烈。因而使旋轉射流的射程相對較短。旋轉射流在燃燒器出口存在一個中心回流區，能回流高溫煙氣，加熱煤粉氣流，使之快速著火。因此，旋轉射流是從兩方面卷吸周圍高溫煙氣的，一方面從回流區的高溫煙氣；另一方面旋轉射流也從射流的外邊界卷吸周圍的高溫煙氣。旋轉射流的擴展角較大。旋流強度對旋轉射流的影響：隨著旋流強度的不同，旋轉射流的氣流結構型式不同。隨著旋流強度的增加，中心回流區的回流量加大，回流區的長度是先增加后又縮短。當旋流強度過低時，回流區的長度和回流量都較小，對著火不利。如旋流強度過大，雖然回流量增大，當回流區縮短，對著火也不利。旋流強度太大還會形成全擴散氣流，造成飛邊。3

）擴展角隨著氣流旋流強度的增大而增大。氣流的射程隨著旋流強度的增大而減小。第二節HT-NR3旋流煤粉燃燒器一、燃燒器本體

4-1

HT-NR3旋流煤粉燃器示意二、燃燒系統燃燒器采用前后墻對沖燃燒，采用新型的HT

－NR3

低NOx

燃燒器。布置有16只燃盡風噴口，36只HT－NR3燃燒器噴口，共52個噴口。煤粉燃燒器分3層，每層共6只，前后墻各布置18只HT－NR3燃燒器；在前后墻距最上層燃燒器噴口一定距離處布置有一層燃盡風噴口，每層

16只，前后墻各布置8只。在燃燒器中，助燃空氣被分為三股，它們是：直流一次風、直流二次風和旋流三次風。一次風由一次風機提供。它首先進入磨煤機干燥

原煤并攜帶磨制合格的煤粉通過燃燒器的一次風入口彎頭組件進入HT-NR3燃燒器，再流經燃燒器的一次風管，最后進入爐膛。一次風管內

靠近爐膛端部布置有一個錐形煤粉濃縮器，用于在煤粉氣流進入爐膛

以前對其進行濃縮。濃縮后的一次風和二次風、三次風調節協同配合，以達到低負荷穩燃和在燃燒的早期減少NOx的目的。三、燃盡風(OFA)燃盡風采用優化的雙氣流結構和布置形式。燃盡風包含兩股獨立的氣流：中央部位的氣流是非旋轉的氣流，它直接穿透進入爐膛中心；外圈氣流是旋轉氣流，用于和靠近爐膛水冷壁的上升煙氣進行混合。外圈氣流的旋流強度和兩股氣流之間的分離程度由一個簡單的調節桿來控制。調節桿的最佳位置在鍋爐試運行期間燃燒調整時設定。這樣，可通過燃燒調整，使燃盡風沿膛寬度和深度同煙氣充分混合，既可保證水冷壁區域呈氧化性特性，防止結渣；同時可保證爐膛中心不缺氧，達到高燃燒效率。前后墻的燃盡風口均布置8個，使燃盡風沿爐寬方向燃盡風覆蓋了整個一次風。這種布置可有效的防止出現煤粉顆粒逃逸現象，有利于降低飛灰可燃物，同時又可防止燃燒器區域靠近兩側墻處結焦。四、燃燒器配風控制燃燒器每層風室的入口處均設有風門擋板，所有風門擋板均配有執行器，可程控調節。全爐共配有8個風門用執行器，執行器上配有位置反饋裝置，執行器具有故障自鎖保位功能。為使每個燃燒器的空氣分配均勻，在燃燒器區域設有大風箱，大風箱被分隔成單個風室，每個燃燒器一個風室。大風箱對稱布置于前后墻，設計入口風速較低，可以將大風箱視為一個靜壓風箱，風箱內風量的分配取決于燃燒器自身結構特點及其風門開度，這樣就可以保證的燃燒器在相同狀態下自然得到相同風量，利于燃燒器的配風均勻。大風箱和燃燒器的載荷通過風箱的殼體，傳遞給支撐梁；支撐梁的一端與殼體相連，另一端與固定在鋼結構上的恒力彈簧吊架相連。風箱簡圖見圖4-4。這樣，大風箱和燃燒器的載荷不由螺旋水冷壁支撐，避免了對螺旋水冷壁造成損壞。五、燃燒器喉口旋流燃燒器的喉口設計對燃燒器性能(火焰穩定性、燃燒器區域結渣的控制等)和整個爐膛都有十分重要的影響。HT-NR燃燒器都安裝有一只專門設計的喉口。這個喉口有合理的旋角；喉口前緣由爐膛水冷壁管環繞；喉口表面鑲襯光潔的、導熱性能良好的陶瓷材料，不僅耐高溫、耐磨，而且與普通耐

火材料相比能夠大大降低喉口表面的溫度，有助于防止喉口部

位結渣。大量運行經驗表明，采用這種結構的喉口可以完全消除燃燒器喉口區域的結渣。第四節煤粉爐的點火裝置一、油燃燒器及其點火器為了使煤粉燃燒器和油燃燒器可靠的點燃，本鍋爐共設36只簡單機械霧化點火油槍，18只蒸汽霧化啟動油槍。點火油槍位于三次風通道中，其出力～

250kg/h；啟動油槍位于煤粉燃燒器的中心，其出力～

2200

kg/h

。每只HT-NR3

燃燒器裝有1支點火油槍用于點火。在鍋爐前墻中、下層和鍋爐后墻中

層共裝有18只啟動油槍用于暖爐和低負荷穩燃。每只油槍配有自身的高能點火器。高能點火器、油槍及其各自的推進器設計成組合一體型式，結構緊湊，并且能夠完全滿足程控點火的要求。根據BHK

的設計經驗，如果采用機械霧化油槍，在燃燒器中心具有如圖4-7所示的油錐體。采用機械霧化應用于低NOx燃燒器，油錐體將被沿直線前進的一次風氣流吹離噴口，火焰的穩定性得不到維持。在鍋爐啟動和低負荷穩燃時將耗費更多的油，根據BHK長期設計燃燒器的經驗，從經濟性和可靠性的角度考慮，低

NOx燃燒器HT－NR3燃燒器配36只機械霧化油槍的形式不可取。采用蒸汽霧化油槍可以很好地同低NOx的HT－NR燃燒器匹配。蒸汽霧化油槍具有很強的噴射角，可以穿透幾乎

沿直線前進的一次風氣流到達如圖4-8所示的火焰穩燃環附近。在火焰穩燃環附近有強烈的回流區，這樣在鍋爐啟動

和通常的運行中就得到了穩定、可靠的火焰。當鍋爐啟動

時，通過點火油槍點燃啟動油槍。鍋爐輸入熱量隨投運啟

動油槍的數量的增加而增加，當達到30％MCR，開始投入上層煤粉燃燒器；在隨鍋爐負荷的增加，投運油槍的數量

逐漸減少至到油槍完全退出。當低負荷穩燃時，僅需要

250kg/h出力的點火油槍既可滿足要求。二、火焰檢測裝置日立公司建議每只HT-NR燃燒器設置2套火焰檢測裝置：一套用于煤火焰檢測，另一套用于油

火焰檢測。火焰檢測裝置應當選用成熟、可靠的產品，以滿足爐膛安全監控的要求。燃燒器上預留有火焰檢測探頭的安裝位置。第五節燃燒器的運行操作一、燃油系統的運行燃油系統投運前的檢查啟動火檢冷卻風機燃油系統投入前閥門準備點火油系統的投入啟動油系統的投入投入啟動油霧化和吹掃蒸汽系統燃油系統油泄漏試驗啟動爐膛吹掃開啟燃油跳閘閥檢查點火油槍允許點火條件建立A12點火油槍點火許可條件點火油槍的啟動A12點火油槍的點火啟動步驟（其他點火油槍對相同）。點火油槍投入后，投入點火油供油壓力自動檢查啟動油點火允許條件建立啟動油槍的投入啟動油槍投入后，投入啟動油壓力自動點火油槍的退出油槍的運行及檢查二、制粉系統的運行第六節爐內結渣及防治結渣是鍋爐較普遍的現象，尤其當燒劣質煤時，結渣的情況更顯著，為此，對結渣的危害、原因及預防和消除方法等應充分了解。—、結渣對鍋爐運行的危害

1．渣會引起過熱汽溫升高，甚至會招致汽水管爆破結渣會使鍋爐出力降低，嚴重時造成被迫停爐結渣會縮短鍋爐設備的使用壽命排煙損失增大，鍋爐效率降低引風機消耗電能增加水冷壁結渣還會對鍋爐水冷壁的熱偏差帶來不利的影響。二、焦渣的形成三、結渣的原因燃燒過程中空氣量不足與空氣混合不良燃料和空氣分布不均造成火焰偏斜爐膛熱負荷運行操作鍋爐設計或檢修質量不佳燃料質量四、預防和消除結渣的方法1．降低爐膛出口煙氣溫度（1）合理使用一次風;（2）減少爐膛熱強度;（3）降低火焰中心位置;（4）加速燃煤著火;（5）保持適當的過剩空氣量組織良好的爐內空氣動力場保證合適的煤粉細度和均勻度加強運行中監視，及時清焦吹灰，保持受熱面清潔保證燃煤質量除去多余的衛燃帶其他原因本鍋爐旋流燃燒器設計特點利用火焰中NOx還原技術利用穩燃環實現快速點火和高火焰溫度性能優越的煤粉濃縮器燃燒系統設計指導思想燃燒系統設計時將爐膛分為三各區域，即主燃區、NO還原區和燃燼區。HT-NR

燃燒器穩燃的主要措施有：利用煤粉濃縮器實現煤粉濃淡燃燒，利用煤粉濃淡燃燒技術加強煤粉氣流的著火；在一次風出口處設置穩燃環，利用穩燃環進一步加強煤粉氣流的著火；利用雙通道技術降低二次風與一次風的混合速度，確保煤粉氣流的著火。在燃燒器一次風出口處存在高溫煙氣的回流區，回流區的存在對煤粉氣流的著火是非常重要的。對不同的煤種應選用回流區的大小。由于采用雙通道和穩燃環的存在，可降低回流區中氧濃度，因而可減少NO的生成量。在主燃區的上方設置一段還原區。由于還原區內氧濃度較低，這對進一步分解主燃區中生成的NO的濃度。在還原區的上方為燃燼區。在該區，燃燒所要求的一部分空氣由燃燼風噴嘴噴入爐內，使未燃燼的焦碳進一步燃燒。此時，由于煤燃燒產生的煙氣中的一部分NO已還原成N2，再加入空氣對NO生成量的影響不大。從而實現低NO燃燒的目的。第五章超臨界鍋爐的工作原理和基本型式第一節 超臨界鍋爐的工作原理一、直流鍋爐的工作原理直流鍋爐依靠給水泵的壓頭將鍋爐給水一次通過預熱、蒸發、過熱各受熱面而變成過熱蒸汽。直流鍋爐的工作原理:圖5-1直流鍋爐的工作原理示意圖二、直流鍋爐的特點結構特點直流鍋爐無汽包，工質一次通過各受熱面，且各受熱面之間無固定界限適用于壓力等級較高的鍋爐可采用小直徑蒸發受熱面管且蒸發受熱面布置自由采用小管徑水冷壁且不用汽包。直流鍋爐通常可節省約20%~30%的鋼材。采用小直徑管后流動阻力增加，給水泵電耗增加。

4．給水品質要求高自動控制系統要求高啟停和變負荷速度快第二節 直流鍋爐的基本型式一、早期直流鍋爐的型式本生式蘇爾壽式拉姆辛式二、現代直流鍋爐的型式三種主要型式：一次垂直上升管屏式（

UP型）；爐膛下部多次上升、爐膛上部一次上升管屏式（FW型）；螺旋圍繞上升管屏式。一次垂直上升管屏式直流鍋爐（通用壓力鍋爐）螺旋式水冷壁直流鍋爐爐膛下部多次上升、上部一次上升管屏式直流鍋爐(FW型)鍋爐主要界限尺寸鍋爐深度mm44500鍋爐寬度(外側柱)mm44000鍋爐寬度(內側柱)mm25000鍋筒大板梁標高mm82800爐膛寬度mm19419.2爐膛深度mm15456.2頂棚拐點標高mm72800水平煙道深mm5486.4后豎井低溫再熱器煙道深度mm6604后豎井低溫過熱器煙道深度mm8331.2水冷壁下集箱標高mm5800第六章超臨界鍋爐的構造第一節蒸發受熱面一、水冷壁結構本工程水冷壁具有如下特點：按日立-巴布科克壁溫計算、應力分析計算結果選用受熱面管及膜式扁鋼材質并留有裕度；包括冷灰斗在內的爐膛下部采用螺旋盤繞水冷壁，上部采用垂直水冷壁，適于變壓運行及鍋爐調峰；水冷壁為全膜式結構，并采用微負壓爐膛設計，爐內煙氣不泄漏；下部螺旋盤繞水冷壁管全部采用內螺紋管，可防止水循環不穩定現象的發生，降低最低質量流速，減小水冷壁流動阻力；下部水冷壁與上部水冷壁之間設有過渡段，并設有混合分配集箱，以及下部螺旋盤繞內螺紋管的采用，水冷壁出口工質溫度偏差小；采用不同的剛性梁支撐結構，剛性梁與水冷壁可相對滑動，自由膨脹爐膛水冷壁的設計主要考慮以下幾點：隨負荷降低，工作條件惡劣的水冷壁中，質量流速也按比例下降。在直流方式下，工質流動的穩定性受到影響，為了防止出現流動的多值性不穩定現象，須限定最低直流運行負荷時的質量流速；在臨界壓力點以下負荷運行時，與亞臨界機組一樣，必須重視水冷壁管內兩相流的傳熱和流動，要防止發生膜態沸騰；低負荷時，爐膛水冷壁的吸熱不均將加大，須防止它引起水冷壁管圈吸熱不均導致溫度偏差增大；在變壓運行中，蒸發點的變化，使單相和兩相區水冷壁金屬溫度將變化，須注意水冷壁及其剛性梁體系的熱膨脹設計，防止頻繁變化引起承壓件上出現疲勞破壞；由于降低負荷后，省煤器段的吸熱量減少，按B-MCR工況設計布置的省煤器在低負荷時有可能出現出口處汽化，它將影響水冷壁流量分配，導致流動工況惡化。螺旋管圈的設計，是為了在直流爐中負荷減少時，既減少了工質流量又能充分冷卻爐膛水冷壁，螺旋管圈爐膛的基本原理就是減少組成爐膛水冷壁管子的數量，保持較高的質量流速，又不加大管子之間的節距，使管子和肋片的金屬壁溫在任何工況下都安全，于是將管子以一定傾角沿爐膛四周向上盤繞就能做到這一點。因此螺旋管圈水冷壁設計達到這樣兩個目的：（1）減少各管屏的管子數量，提高管內質量流速，避免管壁金屬發生過熱和超溫。（2）使每根管子都經過爐膛的四面墻就可把管子間的吸熱偏差減至最小程度。所有的水冷壁管都是按工質向上流動而布置。對大容量鍋爐水冷壁，螺旋盤繞管和垂直上升管兩種布置都是可行的。在本鍋爐設計中，爐膛由下部螺旋盤繞上升水冷壁和上部垂直上升水冷壁兩個不同的結構組成，都采用膜式結構，兩者間由過渡水冷壁轉換連接。圖6-1不同的水冷壁形式下出口工質溫度偏差比較圖6-2水冷壁總體布置圖爐膛寬度為22162.4mm，深度為15456.8mm，高度為

62000mm的爐膛。水冷壁中介質流向朝上。冷灰斗的角度為55°，除渣口的喉口寬度約為1.240m。爐膛中下部都采用螺旋盤繞管圈，管子傾角約19.5°，管子規格Φ38.1，管子節距50.8，上爐膛采用垂直管屏，垂直管屏管子規格為

Φ31.8，節距50.8。上下爐膛之間采用Ф191，材質為SA335P12的中間集箱過渡連接。經省煤器加熱后的給水，通過單根下水連接管（φ457.2×62，SA-106C）引至兩個下水連接管分配集箱（φ368.3×68，SA106C），再由32根螺旋水冷壁引入管（φ127×19，SA106C）引入兩個螺旋水冷壁入口集箱（φ190.7×38，SA106C）。螺旋水冷壁管屏螺旋水冷壁管均為六頭、上升角60°的內螺紋管，456根，管子規格Φ38.1×7.5，材料

SA-213T2。冷灰斗的傾斜角度為55°，除渣喉口寬度為1.2432米。冷灰斗處管子節距為50.8、49.827mm，中部螺旋管傾角為19.471°，管子節距50.8mm。螺旋水冷壁管屏膜式采用雙面坡口扁鋼，厚度δ6.4，材料15CrMo。冷灰斗螺旋水冷壁：40片屏，屏寬均控制在2700mm以內。為便于車間生產，每一片屏分成若干工藝小屏，再廠內生產后組裝出廠。為減少工地焊口，角部彎頭均帶在管屏上出廠。中部螺旋水冷壁屏：前（后）墻各分28片，管屏寬度3200m以內，長度均小于

14米。側墻各分14片，管屏寬度3200m以內，最長的管屏長16.72米。角部彎頭均帶在管屏上。燃燒器、吹灰器等大開孔管屏均設計成通用件形式。渡段水冷壁：螺旋水冷壁抽出爐外（前、兩管全 部，后管4抽1成后凝渣管，另3 根抽出到爐外），完全混合后引入形成 垂直水冷壁。渡段水冷壁分屏：管子格Φ38.1×7.5和Φ31.8×9.1，材料SA-213T2。每屏均包括螺旋水冷壁出口段、垂直水冷壁入口段、螺旋水冷壁出口集箱、垂直水冷壁出口集箱四部分。渡段水冷壁連接管：螺旋水冷壁出口集箱：

Φ190.7×43，SA106C，24根混合段引出連接管：

Φ141.3×24/Φ127×22，SA335P12，22根混合集箱：Φ444.5×95，SA335P12，2根混合段引入連接管：

Φ141.3×24/Φ127×22，SA335P12，22根垂直水冷壁進口集箱：

Φ190.7×43，SA335P12，24根垂直水冷壁管屏：垂直管屏管：規格

Φ31.8×9.1，節距50.8

mm；膜式扁鋼厚δ6.4，材料為

15CrMo，不開坡口。垂直水冷壁前墻分屏：共380根管，分成7屏，每屏寬2692.4，上集箱標高

73800，下部標高54450

，分成2段：73800-65700=810065700-54450=11250垂直水冷壁側墻分屏：共680根管子，各分成10屏，最大屏

3048，上集箱高

73500，下部標高54450

，分成2段：73500-65700=780065700-54450=11250水平煙道水冷壁側墻分屏：共82根管子，各分1屏，屏2540，屏長14250，1段：后折焰角水冷壁分屏：垂直水冷壁后墻凝渣管從后墻螺旋水冷壁管4抽1管相接，垂直上升，起支吊后墻水冷壁作用。共338根，分成7屏，每屏寬為2686.1，1段凝渣管均為散管水平煙道底部水冷壁分屏：折焰角水冷壁管向水平煙道沿伸形成水平煙道底部共338根，分成7屏，每屏寬為2686.1，1段出口集箱管接

。下水連接管：φ457.2×62,

SA-106C，1根下水連接管分配集箱：φ368.3×68，SA106C，2根螺旋水冷壁引入管：φ127×19，SA106C，32根螺旋水冷壁入口集箱：φ190.7×38，SA106C，2根螺旋水冷壁出口集箱：Φ190.7×43，SA106C，24根混合段引出連接管：Φ141.3×24/Φ127×22，SA335P12，22根混合集箱：Φ444.5×95，SA335P12，2根混合段引入連接管：Φ141.3×24/Φ127×22，SA335P12，22根垂直水冷壁進口集箱：Φ190.7×43，SA335P12，24根上部水冷壁出口集箱：Φ190.7×42，SA335P12汽水連接管：Φ141.3×25/Φ88.9×19，SA335P12，22根水冷壁出口匯集集箱：Φ584.2×106，SA335P12，1根水冷壁連接管及集箱匯總剛性梁????每面墻的每層剛性梁水平上均設有膨脹中心，以此為固定端，即導向點。爐膛側墻固定端距后水冷壁中心線

3232.6后豎井側墻固定端距前包墻中心線

1320.8爐膛及后豎井前后墻的固定端設定在鍋爐中心線上。剛性梁兩端與鍋爐水冷壁間可相互安全滑動。螺旋管水冷壁和垂直水冷壁具有不同的剛性梁結構。垂直水冷壁剛性梁設計同常規亞臨界鍋爐圖4-3-2

螺旋水冷壁剛性梁的布置（在后墻上，從螺旋水冷壁到上部水冷壁的轉折點）垂直膜式水冷壁爐膛后墻出口集箱螺旋膜式水冷壁水平剛性梁垂直剛性梁垂直搭接板螺旋水冷壁剛性梁剛性梁由垂直剛性梁和水平剛性梁構成網格結構，剛性梁體系及爐墻等的自重荷載完全由垂直搭接板支吊。作用在水冷壁上的爐膛壓力被傳遞到垂直搭接板上，反作用力通過大、小接頭傳遞給垂直剛性梁，最后從垂直剛性梁的頂端和底端傳到水平剛性梁上。螺旋水冷壁剛性梁垂直搭接板滑道耳板可固定垂直搭接板，又可使其上下滑動，保證垂直搭接板和螺旋水冷壁間相對滑動。垂直搭接板與垂直剛性梁之間用大、小接頭連接，保證了垂直剛性梁與垂直搭接板間的相對滑動。在大接頭附近端的垂直剛性梁與該附

近的水平剛性梁焊接固定，而垂直剛

性梁另一端與另一層水平剛性梁之間，通過焊接在該層水平剛性梁上的滑動

導向槽連接，垂直剛性梁可在此槽內

滑動，保證垂直剛性梁與水平剛性梁

間的相對滑動。垂直搭接板最上端與垂直水冷壁焊接固定，從而把下部全部荷載傳遞到上部水冷壁。螺旋水冷壁剛性梁爐墻結構第二節過熱器及再熱器一、概述在過熱器和再熱器的設計及