锅炉房工艺设计.ppt

第四章 锅炉房工艺设计,第一节 锅炉房布置 一、锅炉房位置的选择 (1)靠近供热中心地区或靠近供热量最大的区域。 (2)交通方便，便于人流物流的分开；有较好的朝向，有利自然通风；地质条件较好的地区。 (3)符合环保．卫生．防火要求和有关规定。避免烟尘对周围环境的污染。 (4)应考虑将来发展的余地。 (5)锅炉间属丁类生产厂房。,,二、多层或高层建筑内锅炉房布置 三、锅炉房布置的一般原则,四、锅炉间的设备布置,1．锅炉间跨度 2．锅炉间运转层布置 3．锅炉间屋架下弦标高的确定 4．锅炉间底层布置 5．锅炉间固定端布置 6．锅炉间外侧布置,第二节 锅炉选择,一、供热介质和参数的选择 (一)工业锅炉供热系统热介质 蒸汽为供热介质（饱和蒸汽和过热蒸汽） 热水为供热介质两种（低温热水和高温热水）,以蒸汽为介质有如下优点：,(1)可以同时满足蒸汽用户和热水用户需要。 (2)输送过程中，不需要增压设备，不耗电能，靠自身压力就能达到输送需要。 (3)在使用和输送过程中，不考虑静压，不需要定压系统。 (4)采用蒸汽为供热介质温度高，可减少用户的散热器面积。 (5)可采用热电联产供热方案，提高供热的经济效益。,以蒸汽为供热介质有如下缺点：,（1）单纯供热锅炉能源效率低。 （2）输送需要压力高，比热水输送距离短，一般为3～5km，最大不能超过7km （3）因冷凝水回收困难，热损大，水量损失也大，即脱盐水或软化水损失大。 （4）输送过程中热损失大。,以热水为供热介质有如下特点：,(1)热水蓄热能力强，热稳定性好。 (2)供热负荷调节灵活，可根据室外温度调节供水温度。 (3)以热电联产方案提供热水，只需从低压抽汽取得，可多发电提高热能效率。 (4)输送距离长，一般为5-l0km，甚至l0km以上也是可以的。 (5)热损失小。 (6)国内己普遍采用热水管直埋敷没，而蒸汽管道一般需架空或管沟敷设。直埋敷设占地面积小，不影响市容。 以热水为热介质的缺点是输送过程中耗电能大。,选择供热介质的原则,(1)凡以生产工艺供热为主的系统，应选择以蒸汽为介质，热水供应从热交换或蒸汽喷射取得。 (2)凡以生活用热为主的系统，或有少量低压(在0.3MPa以下)生产用蒸汽可选高温水为介质，少量蒸汽由高温水交换取得。 (3)既有较高压力的生产工艺用蒸汽，又有较大量的生活供热，需经过技术经济比较，可选以蒸汽为介质或选蒸汽、热水两种锅炉。,(二)供热介质参数的选择,1．以蒸汽为介质 (1)供热介质参数的选择，应根据用热尸的性质和要求，并结合锅炉生产的系列参数，综合考虑。 在选择锅炉参数时还应考虑蒸汽在输送过程中的压降和温降。 (2)当热用户有多种用热参数，按最高参数选择锅炉，其他参数以减温减压处理。如低参数蒸汽量较大(10t／h以上)、热负荷稳定，且采用热电联产供热，需经技术经济比较，根据汽轮机参数选定锅炉介质参数。,2．以热水为介质,(1)当供热区域较大，输送距离长的情况下，以选择高温水供热为宜。 (2)小区域生活采暖锅炉房一般采用低温水供热即95℃／70℃。 (3)以热电厂为热源时，供水温度应按高温水设计；当有二级加热时(高峰加热器，或调峰锅炉)应取大值。 区域锅炉房与热电厂联网供热时，应采用热电厂热网参数。 (4)热水网的压力按水压图确定。,二、锅炉设备选择原则,(1)按设计负荷量来选择锅炉的额定蒸发量，当热负荷量波动幅度较大或间歇供热时，还可考虑采取蓄热器调节高、低负荷。 (2)锅炉主要技术指标应能在任何情况下都能满足设计要求的参数。 (3)应能有效地燃烧所采用的燃料，应有较高的热效率。 (4)应能符合国家环保、消防、劳动部门提出的要求，有利于环境保护。 (5)宜选用容量和燃烧设备相同的锅炉，当必须选用不同类型锅炉时，其容量和类型不宜超过两种。 (6)在保证运行安全的前提下，应使基建投资和运行费最省。,选用燃油燃气锅炉时除按上述原则外应注意锅炉厂家能否做到以下几点：,1)安全运行有保障，应自动化运行。 2)燃烧过程中能否保证S02，NOx达到排放标准。 3)燃烧器的配置是否符合燃料的性质。 4)进口锅炉的外形尺寸和重量是否符合我国运输部门的规定。 5)进口锅炉是否符合国际产品质量管理通用标准，和是否取得中华人民共和国劳动部颁发的进口锅炉压力容器安全质量许可证书。,第三节 锅炉烟风系统,一、风机选择原则 (1)锅炉鼓、引风机宜单炉配置，采用单炉配置时，系统简单，漏风量少，不同的机炉之间气流不会互相干扰，便于实现自动控制，运行比较安全可靠。对于燃油燃气锅炉房还有利于安全防爆。只有蒸发量较小的、人工控制的锅炉在必要时才考虑锅炉房内几台锅炉集中配置鼓、引风机。 (2)单炉配置鼓、引风机时，风量的富裕量宜为10％，风压的富裕量宜为20％。集中配置风机时，鼓、引风机均不应少于2台，其中各有一台备用，并应使风机符合并联运行的要求，其风量、风压的富裕量应比单炉配置时适当加大。,,(3)选择风机时应尽量使风机常年在较高效率范围内运行。同时必须按当地大气压和实际运行温度，对于厂家配套的或从风机样本中选用的风机风量、风压及功率进行校核计算，根据汁算结果来选择风机。 (4)从节能和有利于运行调节考虑，在技术经济合理前提下，应采用电动机凋速装置代替风机入口节流装置(常用的如调节门，转动挡板或导向器)调节风、烟气量。,二、风机选择计算,(一)鼓风机的风量计算 (二)鼓风机的风压 (三)引风机的风量 (四)引风机的风压 (五)二次风机的选择 (六)风机及电动机功率的计算,(七)风机性能在不同使用条件下的修正,(1)各种鼓、引风机的主要技术参数(转速、全压、流量、功率)、安装及外形尺寸，所配电动机的型号和功率等可在厂家的风机样本及《锅炉房实用设计手册》 中查到。样本所列风机性能均系厂家标定的性能，为了选择适合使用条件的风机，必须把使用条件换算到风机性能表标定的条件，然后根据换算结果选择风机。 (2)风机使用条件与风机样本或使用说明书中的性能表中标定的条件不符时，应进行换算。,三、风烟管道设计及计算,(一)风烟管道设计要点 (1)风、烟管道布置应力求平直、附件少、气密性好．阻力小。 (2)风、烟管道材料应有足够的耐热性、耐磨性和耐压性。 (3)大尺寸的风烟管道应配置足够的加强肋或加强杆，增强刚度与强度。 (4)几台锅炉共用一个烟囱或烟道时，宜使每台锅炉的抽力均衡，总烟道内各截面处的流速不宜有显著差别，避免气流的冲撞：各支烟道上应装设启闭可靠的烟道门。,,(5)风、烟道应尽量布置在地面上，并在烟道适当位置设置清扫口，其尺寸不应小于0.4m(宽)x0.5m(高)。 (6)引风机、热风道、烟道均应保温，热风，烟道热膨胀应采取补偿措施。 (7)风、烟道设置必要的测点，满足测试仪表装设的要求。 (8)多台燃油燃气锅炉排烟管道集中布置时需单独设置风门及防爆门。防爆门一般应布置在烟道顶部，气流直接冲击面不危及人员安全的地方。,(二)风烟管道设计计算,1．风烟道流速和断面尺寸的确定 2．风、烟道的阻力计算 锅炉烟气系统总阻力：从炉膛出口至烟囱出口的全部阻力∑△p，它由锅炉机组本体的烟道阻力△Pbt，锅炉出口至烟囱入口的烟道阻力△Pyd,以及烟囱阻力△Pyz三部分组成. 锅炉风道系统总阻力:从鼓风机风道入口至锅炉的整个系统(含空气预热器、炉排或燃烧器等)阻力之和。,四、烟囱的计算,(一)烟囱高度的确定 (1)锅炉烟囱高度应满足国家“环境空气质量标准” 和“锅炉大气污染物排放标准”，若当地有锅炉排放地方标准时还应予满足。 (2)燃油燃气锅炉房烟囱高度除须保证必要的抽力和满足环保规定外，还应注意烟囱设置位置，使排烟通畅，不影响锅炉的正常燃烧：可根据具体布置情况一炉设一烟囱或数炉共用一烟囱，若集中烟囱沿建筑物外墙布置时，其顶部应高出建筑物3m以上，设置防雷避雨措施。,,(3)设置在高层建筑群内的锅炉房烟囱除满足“排放标准”要求外，还应避免高层建筑风压带对烟囱排烟的不良影响，烟囱高度应超过风压带0.6m以上。对于过长、过高的排烟系统，设计时必须进行排烟系统阻力与抽力的计算，以便采取克服阻力过大或抽力过大影响锅炉正常运行的措施。 (4)当按烟囱抽力校核烟囱高度时，对于常年运行的锅炉房，应分别以冬季、夏季采暖通风计算温度和相应的锅炉最大蒸发量计算，取其中较高值：对于釆暖期运行的锅炉房，应分别以采暖期室外计算温度和采暖末期的室外温度及其相应锅炉的最大蒸发量计算，取其中较高值。,(二)烟囱出口直径,确定烟囱出口直径(内径)，先要恰当地选定烟囱出口的烟气流速，使烟囱在锅炉全负荷运行时不致因阻力太大，在最低负荷运行时不致因外界风力影响造成空气倒灌，烟气排不出去，此外，选用烟囱流速时还应根据锅炉房扩建或锅炉房增容改造的可能性取适当的数值 。对于微正压燃烧锅炉，在克服烟气系统阻力所能允许的条件下，应提高烟囱内烟气流速，缩小烟囱直径，降低烟囱造价：圆形烟囱出口内径一般不宜小于0.8m，当直径较小时可做成方形，以便于施工，金属烟囱不受其限制。,第四节 锅炉给水处理,一、锅炉水质标准 (一)蒸汽锅炉 (二)热水锅炉水质标准 (三)汽轮机凝结水质量标准 (四)补给水质量标准 (五)减温水质量标准,二、锅外水处理,(一)钠离子交换软化 1．原理 原水通过钠离子交换剂时，水中的Ca2+、Mg2+被交换剂中的Na+所代替，使易结垢的钙镁化合物转变为不形成水垢的易溶性钠化合物使水得到软化。,,通过钠离子交换后的软化水，原水中的碳酸盐硬度变成碳酸氢钠，即水的碱度不变。 由于Na的摩尔质量比1/2 Ca2+ 和1/2Mg2+ 的摩尔质量大，所以软化水的含盐量(与溶解固形物近似相等)比原水略有提高 。,2．设备及系统 (1)设备：钠离子交换软水设备种类较多，有固定床、浮动床、流动床等。浮动床、流动床离子交换设备适用于原水水质稳定，软化水出力变化不大，连续不间断运行。固定床离子交换设备无须上述要求，是工业锅炉房的常用软化水设备。 固定床离子交换设备按再生方式可分为顺流再生和逆流再生两种。逆流再生与顺流再生相比较具有相对原水硬度适应范围大且出水质量好，再生盐耗低(20%)，自用水率即水耗低(30％-40％)，故被广泛采用。顺流再生离子交换器操作比逆流再生简单，在一定条件下仍有采用。,,(2)系统： 钠离子交换软化水系统一般分为单级和双级(即二个单级串联)两种。固定床逆流再生钠离子交换器，进水总硬度一般小于6.5mmol／L，最高进水总硬度小于l0mmol／L，单级出水即可达到锅炉水质标准的要求(≤0.03mmol／L)。单级固定床顺流再生钠离子交换器，进水总硬度不宜大干2mmol／L。对于原水硬度较高，且对降低原水碱度无要求时，则应考虑采用双级钠离子串联系统。,(二)软化除碱,为了保证蒸汽品质和减少发沫，避免汽水共腾，必须保持锅水碱度在规定范围，所以锅炉给水在必要时要进行除碱处理 。 1．钠离子交换后加酸处理 原水经钠离子交换后，水中的碱度不变，为了降低碱度，可在软化水中加酸(一般用硫酸)来中和水中的碱度。经硫酸中和处理后，生成的C02可在除C02器中除去。,2．氢—钠离子交换,原理：当原水的碳酸盐硬度较大或有负硬度(水中含有钠碱度)时，采用氢-钠离子交换法可降低原水的硬度和碱度，也可除去部分含盐量，从而实现降低锅炉排污率的目的。氢—钠离子交换法有串联、并联、综合多种系统。,3．石灰软化除碱,石灰能除去水中的CO2和碳酸盐硬度，并将镁的非碳酸盐硬度转变成相应的钙硬度，即水的非碳酸盐硬度不变，石灰能除去部分铁和硅的化合物。由于水中的钙镁离子和碳酸氢根离子转变成难溶于水的化合物，从水中沉淀出来，因此石灰水处理能降低水的硬度、碱度和溶解固形物。,(三)水的离子交换除盐,通过软化或软化除碱后，不能达到规定的给水标准或排污要求时，就应考虑对原水进行除盐，以便能较彻底地解决问题。 对采用地面水作补水的中压锅炉和次高压锅炉的除盐系统，一般采用一级除盐系统即可满足要求。当一级除盐还达不到要求时，可以在前面加一级电渗析初级除盐，或者在其后面加一级混床进行终处理。,(四)再生液制备系统,再生液的制备包括再生剂的贮存、溶解、计量，输送等功能，阳离子交换剂常用固体再生剂有氯化钠(食盐)，常用液体再生剂有硫酸、盐酸。 1．氯化钠(食盐)溶液制备系统及计算 2．硫酸，盐酸溶液的制备系统的计算,(五)水处理方案的选择,锅炉补给水的处理方式，应根据水源的水质、机组对水质的要求，综合考虑炉水水质标准、蒸汽品质要求，锅内装置和过热蒸汽减温方式、锅炉补水率、锅炉排污率、设备及药品供应情况等因素，经技术经济比较确定。,1．补给水处理系统出力的确定,锅炉补给水处理系统是向热力系统补充合格的补充水，其出力应满足热力系统在正常运行情况下和最不利工况下热力系统所需的补充水。同时，应计入水处理系统的自用水，在水处理设备再生时，水处理系统也应保证满足热力系统的补水要求。,2．水处理方案的选择,(1)预处理：当原水水质不能满足离子交换系统和膜法系统的要求时，应对原水进行预处理。预处理方式根据原水中的悬浮物、胶态硅化合物、有机物的含量以及后阶段处理的方式等因素决定。 1)原水悬浮物含量小于或等于50mg/L时，宜采用过滤或接触混凝、过滤处理。 2)原水悬浮物含量大于50mg/L时，宜采用混凝、澄清．过滤处理。 3)原水碳酸盐硬度较高时，可采用石灰预处理。 4)当原水含盐量较高时，经技术经济比较后，可采用预脱盐处理， 5)当以地下水及自来水作为水源时，一般不再设置预处理装置。地下水含砂、含铁量较高，地表水有机物含量高时，均应采取处理措施。,(2)后阶段处理：后阶段的水处理应能将经预处理的水进一步处理到瞒足锅炉对补给水水质的要求。,1)热水锅炉：热水锅炉一般采用单级钠离子交换系统，宜选用全自动钠离子交换器。 2)蒸汽锅炉 ①两级串联的钠离子交换系统。 ②钠离子交换后加酸处理，加酸处理后的软化水应经除二氧化碳处理，软化水的PH值应连续监测。 ③弱酸阳离子交换树脂或不足量酸再生的氢一钠离子串联系统。 ④除盐水处理系统。 ⑤常用的除盐水处理方式有：离子交换，反渗透，电渗析等方式。,(3)化学水处理设备型式选择,离子交换器可分为顺流再生固定床、逆流再生固定床，浮动床等形式，可按要求选择。,三、锅内水处理,(一)锅内加药水处理原理 锅内加药水处理是往锅内加碱性药剂，与锅炉给水中的钙镁等盐类生成松散沉渣，通过排污排出锅炉，根据参数和处理目的，可分为三种加药处理方式：全部锅内加药水处理；辅助加药水处理和锅炉给水调pH值加氨处理。,(二)全部锅内加药水处理,1．全部锅内加药处理适用范围 (1)锅炉额定蒸发量≤2t／h且额定蒸汽压力≤1.0MPa的蒸汽锅炉。 (2)额定功率≤2.8MW的热水锅炉。通过补加药剂使锅水pH值控制在10～12。 (3)原水的悬浮物含量不应大于20mg／L。 (4)给水的总硬度不应大于4mmol／L。 (5)应保持锅炉经常排污。,(三)辅助加药水处理,辅助加药防垢处理是用加磷酸三钠(Na3PO4·12H20)溶液的办法使锅水内经常维持一定量的磷酸根(PO43-)，因锅炉处于沸腾条件下又碱性较强(pH值一般在10—12范围)，使锅水中的钙离子与磷酸混合发生反应，生成碱式磷酸钙是一种松软的水渣，不会粘附在锅壁上成水垢，易随排污排出锅外。 根据“工业锅炉水质”要求1.0Mpa<蒸汽压力≤2.5MPa的蒸汽锅炉的锅水应加磷酸盐防垢处理，磷酸根(PO43-)的浓度标准为10—30mg/l。,(四)锅炉给水调pH值加氨处理,在锅内辅助水处理中，对高压以上的锅炉常采用挥发性处理(加氨及联胺)，在为了控制pH值大于9以上，在给水管道中加氨处理。,四、给水除氧系统,(一)热力除氧 为防止热力设备及其管道腐蚀，必须除去在锅炉给水中的溶解氧和其他气体，热力除氧是根据亨利定律和道尔顿定律的基本原理，即在一定的压力下，水温越高，气体在水中的溶解度越低。热力除氧就是利用蒸汽把水加热到相应压力下的饱和温度时，蒸汽分压力将接近水面上的全压力，溶解于水中各种气体的分压力接近于零，这时溶解于水中的气体被析出。,1．热力除氧的特点,(1)不增加给水的含盐量又能除去水中的氧和其他气体(如C02、N2，NH3等)。 (2)提高给水温度可充分利用余热加热给水，如二次汽、排汽、疏水、回水等，即减少热损失提高热效率。 (3)易调节控制，较其他方法除氧稳定可靠，被广泛应用。,2．热力除氧的分类,按压力大小可分为大气式和压力式两种：大气式除氧器在工业锅炉上运用最广。压力式除氧器又分高压、中压两种。 热力除氧器按进水形式分为全补给水和部分补给水(另部分为凝结水或疏水)，按除氧头结构又分为淋水盘式、膜式和喷雾式等，按除氧头与贮水箱联接形式又分为立式和卧式，按运行方式又可分为定压与滑压两种。 3．热力除氧管道系统与运行,4．热力除氧器滑压运行,除氧器采取滑压运行后，抽汽管路中省去了压力调节阀，减少了节流损失，降低热耗，也简化了系统。滑压运行时除氧器的工作压力任何时候都接近于供汽压力，提高了机组运行的安全性。 滑压运行时，除氧器内的压力与温度的动态变化不一致，当负荷骤变时，水温的降低滞后于压力的降低，进入水泵的水温不能即时降低，泵人口压力低于水温所对应的饱和压力，使水泵产生汽蚀现象．所以在采用滑压运行时，除氧器与水泵的安装高度在计算时应考虑这一因素。,(二)真空除氧,真空除氧是低温水除氧，具有少用蒸汽和不用蒸汽的特点，常用的真空除氧系统有蒸汽喷射和水喷射两种：其工作压力低于0．0588MPa，一般最好使水加热到40～60℃。为保持水始终沸腾，应使水维持在过热2~l0℃下的真空度：水喷射系统适于热水锅炉系统，但由于真空系统难以做到系统的密闭性，故应用不广泛。,(三)化学除氧,1．药剂除氧 药剂除氧是在给水中加入化学还原药剂，如亚硫酸钠(Na2S03)、亚硫酸氢钠(NaHSO3)，联胺(N2H4)等，使其与氧反应生成无腐蚀性的稳定化合物，将水中的熔解氧固定，借锅炉排污熔将化合物排出炉外。 2．钢屑除氧 钢屑除氧是将一定温度的水，流经装有钢屑(或多孔海绵铁柱)的除氧器，铁屑被水中的氧氧化达到除氧目的。,(四)解析除氧,根据亨利定律，氧在水中的溶解度与水所接触的气体中氧的分压力成正比，而气体中氧的分压力又与气体中氧的含量成正比，因此将含氧的水与已脱氧的气体强烈混合降低氧的分压力，则溶于水中的氧即大量扩散到气体中，含氧气体在反应器内与500—600℃的灼热木炭相遇，反应成无氧气体(c02)，循环使用。,五、锅炉排污,从锅炉蒸发段排出含杂质的炉水，经扩容器(回收二次汽)和热交换器回收部分工质的热量后排放，称谓锅炉排污系统。 炉水杂质(溶解盐类和泥渣)是由给水带入炉内，在蒸发段中蒸发部分杂质被蒸汽带走，大部分留在炉水中，使炉水含盐浓度不断提高，影响蒸汽品质，将锅筒水位附近含盐分高的水连续不断地排出炉外，使炉水盐分稳定在一定的水平上，称为连续排污系统。 但是连续排污不能将炉水中泥渣完全排出，泥渣集中在锅内最低处，因此每隔一段时间需对锅内低处进行一次约30s的定期排污，又有定期排污系统。,(一)排污系统组成由排污阀门、管道、扩容器、换热器、流量压力仪表等组成。,(二)排污量 1．连续排污 (1)连续排污率计算：排污率是锅炉排污量与蒸发量之比.,,当炉水含盐量要求一定时，给水含盐量高，排污率就增大，炉水含盐量与给水含盐量之比(即倍数)称为锅水浓缩度，以m表示 在自然循环锅炉上常采用二段蒸发，在盐段上排污就可提高锅水的排污浓度，以降低排污率。 排污率的增大意味着水量和热量损失增加，所以对排污率有一定限制。,2．定期排污,工业锅炉定期排污应在锅炉低负荷时进行，且应做到一次少排、勤排、快排。一般炉内加药水处理每班至少排污一次，炉外水处理，视水质情况，每天2—3次，一次排污时间0.5~1min。,(三)排污扩容器的容积计算,1．连续排污扩容器容积计算 扩容器容积分两部分，一为汽容积，二为水容积，水容积较小仅为汽容积的1／4。 2 ．连续排污扩容器容积计算,(四)排污系统及排污水的回收利用,(1)连续排污水首先进入排污扩容器，在其中骤然降压，产生二次蒸汽，送人低压蒸汽系统供他用或直接进除氧器、水箱加热除氧水等。扩容器内余下的排污水含盐量较高，可通过换热器加热锅炉补给水，冷却后的排污水直接排人排污降温池，或进入定期排污扩容器再排出。 定期排污水，排量小直接进入定期排污扩容器，二次蒸汽排入大气，水排入排污降温池。 (2)当锅炉房台数较多，连续排污水量较大时，为回收这部分余热损失，一般采用管壳式换热器，加热从化水来的软水(或脱盐水)，使排污水温度降至50℃以下再排放。,第五节 锅炉给水设备,一、锅炉给水泵和给水箱 (一)锅炉给水泵的选择 1.锅炉给水泵的流量 2.锅炉给水泵的扬程 3.离心式给水泵的变工况换算 4.离心式给水泵的电动机功率,,5．水泵的汽蚀和汽蚀余量 (1)水泵的汽蚀会造成水泵性能恶化，产生噪声和振动以及造成水泵部件的腐蚀和疲劳。 (2)为保证水泵在设计最大流量时和进水容器液面处于最低时不发生汽蚀现象，需计算水泵的吸上安装高度和灌注安装高度。,6．锅炉给水泵的配置,(1)当采用母管制的给水系统全厂应设置一台备用给水泵，给水泵的总容量和台数，应保证在任何一台给水泵停用时，其余给水泵总出力仍能满足全部锅炉额定蒸发量的110％。 (2)当锅炉给水泵性能不能并联运行时，每台给水泵的流量应满足对应锅炉额定蒸发量的110％。 (3)不具有一级电力负荷的锅炉房，且给水泵停止运行会给锅炉造成缺水事故时，应设置汽动事故备用给水泵，其流量应满足昕有运行锅炉在额定蒸发量时所需给水量的20％-40％，且不应小于最大一台给水泵的流量。,,(二)锅炉给水箱选择 锅炉房宜设1个给水箱或除氧水箱。常年不问断供热的锅炉房或容量大的锅炉房应设置2个。给水箱的总有效容量为所有运行锅炉在额定蒸发量时所需20—60min的给水量。,,二、凝结水泵和凝结水箱 (一)凝结水泵选择 (1)凝结水泵一般不少于两台，其中一台备用。当一台水泵停止运行时，其余水泵的总容量不应小于凝结水量的120％。 （2）凝结水泵的扬程,(二)凝结水箱的选择,(1)凝结水箱的总有效容量一般按凝结水回收20~40min的水量确定。对小型锅炉房一般将凝结水箱和给水箱合一使用。 (2)闭式凝结水系统，凝结水箱也应为闭式水箱，闭式水箱的二次汽应通过水封排人大气。 (3)当返回凝结水温度90~100℃时，水箱底至水泵轴线的高差不小于1.0m，当凝结水温度大于100℃时不小于1.5m。 (4)凝结水箱应考虑自动控制水位装置，达到水泵自动启停。,第六节 锅炉房燃料贮运系统,一、燃煤锅炉房的贮运煤系统 (一)燃煤运输量 (二)燃煤存贮设施 (三)贮煤场的装卸机械设施 (四)锅炉房内的燃料机械输送设备选择 输煤机械种类很多，中、小型锅炉常用的有人工手推车、炉前卷扬翻斗、电动葫芦吊煤罐、埋刮板、斗提机、胶带运煤机等，输送细颗粒燃煤还可用螺旋输送机等。其中，刮板机。斗提机、螺旋输送机、胶带机等也常用于大中型锅炉(热电站)上的各类炉型的炉前燃料输送。,二、煤粉制备,(一)煤粉的主要特性 1．煤的可磨性指数KVTI和HGI 煤的可磨性是以可磨性指数来表示，它是风干状态的单位重量的标准燃料与试验燃料，从相同粒度磨到相同细度时所消耗能量之比。 可磨性指数HGI——“煤的可磨性指数测定方法(哈德格罗夫法)”。 可磨性指数KVTI—— “测定VTI可磨性指数的方法”(全苏热工研究院法)。,,可磨性指数KVTI用于钢球磨煤机的设计计算，可磨性指数HGI用于除钢球磨煤机以外的所有磨煤机的计算，两种可磨性指数，可进行换算： KVTI=0.0149HGI+0.32 可磨性指数愈大，煤愈易于磨碎,,2．煤的冲刷磨损指数Ke 表示煤冲刷磨损其他物质(如磨煤机的钢球、钢甲等)的强弱程度的指标。煤的冲刷磨损指数的大小和煤中灰分，石英及颗粒大小有紧密关系，它与磨煤机形式的选择和磨煤机金属磨耗率有关。 3．煤的燃烧特性 煤的燃烧特性与煤的挥发分、灰分，水分和发热量有关。煤的燃烧性能根据煤的着火温度IT分为5级。,,4．煤粉的爆炸特性 煤粉的爆炸特性与灰分、水分、挥发分、煤粉细度、气粉混合物的温度和浓度及含氧量等因素有关。 5．煤粉细度 煤粉细度主要用过筛分档法来确定，即用通过某一号筛子的煤粉量的百分数Di(％)或剩留于某一号筛子上的煤粉量的百分数Ri(％)来表示.,,煤粉细度的选择取决于煤种及其挥发分含量、磨煤机及分离器形式以及锅炉的燃烧方式等。根据DT／T5145—2002“火力发电厂制粉系统设计计算技术规定”对于300MW及以上的机组，按表4-61所列的公式选取。,(二)磨煤机和制粉系统类型及其选择,1．磨煤机及制粉系统类型 (1)磨煤机类型：磨煤机是利用挤压，碾磨和撞击原理将煤制成煤粉，并用热介质对煤进行干燥的设备。 磨煤机按其工作转速可分为高速磨煤机、中速磨煤机和低速磨煤机三类；按碾磨零件的形式可分为8种类型，其中低速磨2种，中速磨4种，高速磨2种。,,1)钢球磨煤机。属低速磨煤机，如MTZ(DTM)型磨， 2)双进双出钢球磨煤机：属低速磨煤机，如BBD．D型磨等。 3)碗式磨煤机(又称辊碗式)。属中速磨煤机，如RP、HP型磨等。 4)轮式磨煤机(又称辊环式)。属中速磨煤机，如MPS(或ZGM、MP)、MBF型磨等。 5)球环磨煤机(又称滚球式)。属中速磨煤机，如E型磨(ZQM)等。 6)平盘磨煤机(又称辊盘式)。属中速磨煤机，如LM型磨等。 7)风扇磨煤机。属高速磨煤机，如S、N，YFM型磨等。 8)锤击磨煤机(又称竖井式磨煤机)。属高速磨煤机，如MMT型磨等。,,(2)制粉系统类型：制粉系统一般分为贮仓式制粉系统和直吹式制粉系统两大类。 贮仓式制粉系统是将磨煤机磨制出的煤粉，经分离器后首先进入煤粉仓贮存，根据锅炉运行的需要，再用一次风将给粉机给出的煤粉吹入炉膛燃烧。 直吹式制粉系统，是将磨煤机磨好的煤粉，经干燥介质全部直接吹入炉膛燃烧。磨煤机的制粉量，需要随锅炉负荷的改变而变化。,,根据制粉系统内干燥介质的压力的不同，又可分为正压系统和负压系统； 根据输送煤粉采用不同的介质，又可分为热风送粉系统和乏气送粉系统，或采用热风—乏气送粉的混合系统。,我国常见的制粉系统类型有：,1)钢球磨煤机贮仓式乏气送粉制粉系统。 2)钢球磨煤机贮仓式热风送粉制粉系统。 3)钢球磨煤机贮仓式开式制粉系统。 4)双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统。 5)中速磨煤机正压直吹式热一次风制粉系统。 6)中速磨煤机正压直吹式冷一次风制粉系统。 7)风扇磨煤机直吹式三介质干燥制粉系统。 8)风扇磨煤机直吹式二介质干燥制粉系统。,贮仓式乏气送粉,贮仓式热风送粉,负压直吹：排粉机置于分离器后，磨损严重,,正压直吹（热一次风机）,,正压直吹（冷一次风机）,,双进双出钢球磨直吹式 冷一次风机 三分仓式空预器,2．磨煤机及制粉系统性能简介,(1)钢球磨煤机的转速一般为15-30r／min。钢球磨煤机可以磨制任何煤种，特别适用于磨制低挥发分的无烟煤和高灰分的贫煤。 (2)中速磨煤机的转速一般为45—300r/min，它适宜磨制中等细度的烟煤。 (3)高速磨煤机的转速一般为600-1500r／min。其优点是能磨制外在水分较大的煤。,3．磨煤机及制粉系统的选择,磨煤机形式和制粉系统选择，应根据使用煤种的特性，锅炉对煤粉细度的要求，负荷的调节能力，机组连续运行时间，基建投资及运行费用等因素经技术经济比较后确定。,4．磨煤机性能参数,各种磨煤机的主要性能参数有磨煤机的出力和功率。 磨煤机的实际出力取决于磨煤机的碾磨出力、干燥出力和通风出力并取其中的最小值。 磨煤机的基本出力(即磨煤机的铭牌出力)，是指磨煤机在特定的煤质条件和煤粉细度下的磨煤机出力。磨煤机的基本出力一定要经过各种修正后，才成为磨煤机的碾磨出力。,,(1)磨煤机的碾磨出力 是根据煤质特性(如煤的可磨性指数、水分、灰分等)、煤粉细度和水分以及磨煤机的结构尺寸和碾磨件的各种状态，计算出达到规定细度的煤粉产量。 (2)磨煤机的干燥出力 是根据干燥介质带入热量和规定煤粉水分，通过热平衡计算得到的煤粉产量 。 (3)磨煤机的通风出力 是根据磨煤机至燃烧器出口(直吹式制粉系统)或至粗粉分离器出口(中间贮仓式制粉系统)的气粉混合物空气动力计算求得的煤粉量。,(三)制粉系统主要附属设备和部件的选择,1．原煤仓 2．给煤机 3．煤粉分离器 4．煤粉仓 5．给粉机和输粉机,,(四)制粉系统管道设计 (五)煤粉制备的安全技术措施 煤粉制备过程中可能出现的安全问题，主要是煤，煤粉的自燃和煤粉的爆炸。煤粉制备的安全措施，就是针对可燃物质产生燃烧和爆炸的原因来制定的：首先，从技术上和管理上积极采取措施，如何预防煤和煤粉燃烧和燃爆的发生；其次，燃料燃烧和燃爆发生后，如何做到尽量减少初始爆炸引起的破坏损失和防止二次爆炸的发生。,1．防止煤和煤粉着火的技术措施,(1)煤场中堆积有自燃性的煤时，其堆积时间不应过长，同时煤场应有压实，洒水或其他防止自燃的措施。 (2) 在结构和布置上应采取的主要措施,,(3)严格控制干燥介质的进出口温度，除无烟煤外，控制磨煤机出口气粉混合物的最高允许温度tM2。 (4)严格控制制粉系统的含氧量。为了防止气粉混合物出现燃爆，对制粉系统中含氧量的控制十分重要。对于负压制粉系统其终端的含氢量应不大于12％。 (5)设置必要的热工检测和自动保护装置。,2．减小煤粉初始爆炸引起破坏的技术措施,3．消防、灭火 (1)煤粉制备区域应设水雾式灭火系统或蒸汽灭火系统，严禁采用喷射水柱的方法灭火。 (2)应在制粉系统适当地点及煤粉仓内应设置惰性气体灭火管道。 (3)煤粉制备的电气安全设计，应按GB50058—1992“火灾和爆炸危险环境电力设计规范”的有关规定进行。,三、燃油燃气锅炉房的燃油贮运和燃烧设施,(一)油库总体布置 1．油库布置原则 2．油库分级 3．油库中油晶火灾危险性分类 (二)油罐区布置,(三)燃油燃气锅炉辅助燃烧设施,1．锅炉油点火系统 2．燃烧器 3．日用油箱 4．炉前重油加热器 5．日用油箱加热计算 6．燃油过滤器 7．燃油油泵的结构及选择 8．燃气调压站,9．燃油燃气锅炉燃烧系统的防爆及附件,(1)油品或燃气的爆炸极限 (2)燃油燃气锅炉炉膛爆炸的原因 (3)燃油(气)炉膛防爆措施 (4)防爆门类型 (5)呼吸阀 (6)阻火器 (7)呼吸阀选择,第七节 灰渣贮运系统,一、除灰渣系统的选择 锅炉房内部除灰系统，一般可分为气力除灰系统，水力除灰渣系统，机械除灰渣系统和水力、气力、机械混合除灰渣系统等四大类。气力除灰系统中又包括正压气力除灰系统、负压气力除灰系统和联合气力除灰系统。水力除灰渣系统中又包括灰渣沟自流输送系统，灰渣混除输送系统和灰渣分除输送系统。,,除灰渣系统的选择，应根据灰渣量和灰渣的化学、物理特性，除尘器和排渣装置的形式、水质和水量、电厂与灰场的总图布置以及灰渣综合利用和环保要求，通过技术经济比较后确定。 在确定锅炉房除灰渣系统时应注意以下各点： (1)当灰中CaO含量大干10％时，不宜采用水力除灰系统。 (2)当采用气力除灰且输送距离超过150m时，不宜采用负压气力除灰系统。 (3)当采用气力除灰且输送距离不超过1000m时，宜采用正压气力除灰系统。,二、灰渣贮运,(一)灰渣场 为了尽量减少污染，灰渣场应设在锅炉房常年主导风向的下方。灰渣场与贮煤场应有一定距离，或用矮墙隔开，严禁混在一起。灰渣场的贮存量应根据运输条件和综合利用的情况来决定，一般宜为贮存3-5日锅炉房最大计算排灰渣量．灰渣场地可用灰渣夯实或水泥铺地，并有一定的排水坡度。灰渣场应有照明设施。,,(二)灰渣斗 灰渣斗总贮存量应视运输条件而定，宜为1～2日的锅炉房最大计算排灰渣量。在寒冷地区为了防止灰渣斗结冰，灰渣斗应有排水和防冻措施，如采用蒸汽保温或室内布置。灰渣斗出口与地面或轨面净距，用汽车运渣时不应小于2.1m；用火车运渣时不应小于5.3m，当火车不通过灰渣斗下部时，其净高可减至3.5m。灰渣斗内壁应光滑，壁面倾角不宜小于600。灰渣斗的出口尺寸不宜小于600mm× 600mm。灰渣斗下的地面应有排水坡度。,,三、除灰渣系统设计与主要计算 (一)灰渣产生量 (二)负压气力除灰系统 (三)灰渣混除水力除灰渣系统 (四)机械式除灰渣系统,第八节 热水供热系统,一、概述 二、热水锅炉供热系统形式 (一)高、低温热水系统 (二)主供热管道系统,三、热水系统的定压及补水,定压即在热水网系统压力恒定之点保持在一定范围内变化。压力恒定之点即为系统定压点，定压点的位置，一般设在热网循环水泵的吸入侧的除污器前为宜，也可在集水器上。定压点的压力值应根据热水网的水压图要求而定。 热水网的定压方式从原理上归纳为四大类，即：利用补水自身压力定压；利用开式水箱水位定压；利用补水泵定压和利用气体定压。,,(一)利用软化水或锅炉连续排污定压系统 (二)利用开式高位水箱定压系统 (三)利用补水泵定压系统 (四)气体定压方式 (五)补水甭的选择,第九节 锅 炉 烟 气 净 化,一、有关锅炉烟气排放的标准和规定 二、锅炉大气污染物排放量和排放浓度的计算 三、锅炉大气污染物防治原理、技术特点与选用要求,,锅炉大气污染物应采用综合防冶的措施进行治理，主要可以分为下述几个方面进行： 1．转变能源结构 2．发展集中供热 3．对燃料进行预处理 4．改革工艺设备,锅炉烟气净化系统设计要点,(1)排入大气的有害物(粉尘、二氧化硫、氮氧化物等)浓度必须符合国家和地方排放标准的规定，且应符合工程项目环境影响评价报告书(表)及其批复的有关要求，这是进行锅炉烟气净化设计的依据。 (2)烟气净化设备(如干式或湿式脱硫除尘器，静电除尘器等)的选择，应根据锅炉在额定出力下的出口烟尘浓度、燃料含硫量和烟气净化设备对负荷的适应性等因素，在高效、低阻、低钢耗和低运行费等方面经技术经济比较后择优选用。 （3）烟气净化设备及其附属设施应有防腐蚀和防磨损的措施，以便延长设备和管路的使用。,,(4)由于锅炉烟气净化设备大多设置在引风机进口位置前方，处在负压状态下运行，必须设置可靠的密封排灰装置，防止设备漏入空气、降低净化效果。 (5)烟气净化设备的废弃物(如干灰、脱水后的污泥等)应设置密闭运输设备及时运走，防止扬尘，造成二次污染。 (6)采用湿式净化设备时，应采用闭式循环系统，必须保证水压稳定并设置不易堵塞的灰、水分离装置。要采取措施防止造成净化设备管路的堵塞、腐蚀等问题发生。在寒冷地区的灰、水处理系统应有防冻措施，废水排放应符合排放标准。,