機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文--75噸時(shí)循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)

1、機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文-75噸時(shí)循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì) 摘要 近年來(lái),隨著能源設(shè)備的開展和利用,特別是鍋爐這種將工質(zhì)加熱到一定的溫度和壓力的能源設(shè)備廣泛應(yīng)用,給環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。尤其是以煤為主要燃料的鍋爐燃燒排放出大量的灰渣、粉塵、二氧化硫和氮的氧化物等污染物,嚴(yán)重影響了生態(tài)環(huán)境。又由于煤、石油等化石燃料的不斷開采而日漸枯竭,人們一直在努力尋找一種高效、低污染的燃燒方式以解決以上兩個(gè)問題。 我國(guó)在上世紀(jì)80年代初期開始研究開發(fā)循環(huán)流化床燃燒技術(shù),鑒于CFB鍋爐的優(yōu)點(diǎn)和我國(guó)環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格,極大地推動(dòng)了循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的推廣和開展。本次設(shè)計(jì)為75噸/時(shí)循環(huán)流化床鍋爐,屬于中壓自然循

2、環(huán)鍋爐。 在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中,進(jìn)行了無(wú)脫硫工況,脫硫工況的燃料消耗量和燃燒煙氣的計(jì)算。主要計(jì)算有熱力計(jì)算,強(qiáng)度計(jì)算和煙風(fēng)阻力計(jì)算以及回料器設(shè)計(jì)計(jì)算,旋風(fēng)別離器的設(shè)計(jì)計(jì)算。其中熱力計(jì)算包括爐膛、高溫過熱器、低溫過熱器、省煤器以及空氣預(yù)熱器的計(jì)算。旋風(fēng)別離器選用一個(gè)絕熱旋風(fēng)別離器。鑒于該鍋爐為中壓鍋爐,采用鋼管式省煤器?？諝忸A(yù)熱器采用管式空氣預(yù)熱器。 利用CAD,完成了鍋爐總圖、本體圖、爐墻磚砌圖、鍋筒展開圖。關(guān)鍵詞 循環(huán)流化床鍋爐;熱力計(jì)算;強(qiáng)度計(jì)算;煙風(fēng)阻力計(jì)算 Abstract In recent years,along with the extensive application of th

3、e energy equipments, boiler -this kind of energy equipment that heats the work to a certain temperature and the pressure also be subjected to a value.The widely use of the equipments caused serious pollution to the environment.Especially coal as the main fuel of the boiler combustion,that emit large

4、 amounts of ash, dust, sulfur dioxide and nitrogen oxide pollutants, such caused a serious impact on the ecological environment.Furthermore as coal, oil and other fossil fuels continued to mined and the depletion. It has been struggling to find an efficient and Cleaner burning method to solve the ab

5、ove issues. In the early 1980s, China began to research and developmentR&D the circulating fluidized bed combustion technology. Given the advantages of CFB boilers as well as our environmental emissions standards increasingly strict year by year, great impetus has to the circulating fluidized bed co

6、mbustion technology. The topic that the graduation of this time design is the CFB which is 75t/h, belonging to the middle type pressure & natural circulation boiler。 Throughout the design process,I had made a calculation about the without desulfurization conditions, the status of the desulfurization

7、 of fuel consumption and combustion flue gas.The main calculating conclude thermodynamic calculation, strength calculation,the smoke and wind resistance calculation,the designe of the retune leg and the cyclone. Thermodynamic calculations which include the furnace and high-temperature superheater, l

8、ow-superheater and economizer and air preheater calculations. Cyclone choose an adiabatic cyclone. In view of the medium-pressure boiler of this boiler,chosing pipe-economizer while air Preheater using the tube type air preheaterKeywords CFB; thermodynamic calculations; strength calculation; smoke&

9、wind resistance calculation不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符,此行不會(huì)被打印目 錄摘要IAbstractII第1章 緒 論1第2章 鍋爐結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介22.1 鍋爐根本特性22.1.1 燃料特性22.1.2 石灰石特性22.1.3 輔助計(jì)算22.2 方案論證22.2.1 著火和穩(wěn)燃22.2.2 防磨32.2.3 著火和穩(wěn)燃32.3 鍋爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介32.3.1 鍋筒及爐內(nèi)設(shè)備32.3.2 水冷壁及下降管42.3.3 燃燒設(shè)備42.3.4 過熱器52.3.5 省煤器62.3.6 空氣預(yù)熱器62.3.7 鋼架及平臺(tái)樓梯62.3.8 爐墻及保溫結(jié)構(gòu)62.3.9 密封和膨脹62.3.10 防

10、磨措施72.3.11 鍋爐閥門儀表及管道72.4 本章小結(jié)7第3章 熱力計(jì)算83.1 設(shè)計(jì)任務(wù)83.2 燃料特性83.3 輔助計(jì)算83.3.1 燃燒脫硫計(jì)算83.3.2 脫硫工況時(shí)燃燒產(chǎn)物平均特性計(jì)算123.3.3 鍋爐熱平衡及燃燒和石灰石消耗量計(jì)算143.4 爐膛設(shè)計(jì)及熱力計(jì)算163.4.1 爐膛結(jié)構(gòu)特性計(jì)算163.4.2 爐膛熱力計(jì)算183.5 高溫過熱器設(shè)計(jì)及熱力計(jì)算213.5.1 高溫過熱器結(jié)構(gòu)計(jì)算213.5.2 高溫過熱器傳熱計(jì)算223.6 低溫過熱器設(shè)計(jì)及傳熱計(jì)算243.6.1 低溫過熱器結(jié)構(gòu)計(jì)算243.6.2 低溫過熱器傳熱計(jì)算243.7 省煤器設(shè)計(jì)及熱力計(jì)算263.7.1 省煤

11、器結(jié)構(gòu)計(jì)算263.7.2 省煤器傳熱計(jì)算283.8 空氣預(yù)熱器設(shè)計(jì)及熱力計(jì)算313.8.1 空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)計(jì)算313.8.2 空氣預(yù)熱器傳熱計(jì)算323.9 熱力計(jì)算結(jié)果匯總表333.10 本章小結(jié)34第4章 回料器設(shè)計(jì)計(jì)算354.1 本章小結(jié)36第5章 強(qiáng)度計(jì)算375.1 鍋筒強(qiáng)度設(shè)計(jì)375.1.1 筒體最大未加強(qiáng)孔直徑計(jì)算375.1.2 孔的加強(qiáng)計(jì)算375.1.3 相鄰兩孔互不影響最小節(jié)距計(jì)算395.1.4 孔橋減弱系數(shù)計(jì)算395.1.5 鍋筒筒體允許最小減弱系數(shù)395.1.6 鍋筒凸形封頭強(qiáng)度校核計(jì)算405.1.7 本章小結(jié)41第6章 煙風(fēng)阻力計(jì)算426.1 煙氣側(cè)流阻計(jì)算426.2 空氣

12、預(yù)熱器空氣側(cè)流阻計(jì)算466.3 引、送風(fēng)機(jī)的選擇476.4 旋風(fēng)別離器煙氣阻力計(jì)算486.5 爐膛配風(fēng)裝置阻力計(jì)算556.6 回料器風(fēng)室壓力計(jì)算576.7 本章小結(jié)57結(jié) 論58致 謝59參考文獻(xiàn)60附錄A61附錄B74千萬(wàn)不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符,此行不會(huì)被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域,然后“更新整個(gè)目錄。打印前,不要忘記把上面“Abstract這一行后加一空行緒 論 鍋爐作為一種能源轉(zhuǎn)換設(shè)備,在工業(yè)生產(chǎn)和生活中得到廣泛的應(yīng)用。鍋爐是利用燃料燃燒釋放的熱能或其它熱能將工質(zhì)加熱到一定參數(shù)的設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的開展,鍋爐無(wú)論在受熱面的結(jié)構(gòu)還是在燃燒方式上都有了很大的改良,以至于鍋爐效率得到了提高,這

13、對(duì)能源利用,保護(hù)環(huán)境都有重要的意義。循環(huán)流化床鍋爐是八十年代開展起來(lái)的新一代燃煤流化床鍋爐,具有高效低污染的特點(diǎn),在國(guó)際上被稱為清潔燃燒技術(shù)?正受到日益廣泛的關(guān)注,但目前循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)方法還很不完善,主要表達(dá)在沒有完整的設(shè)計(jì)導(dǎo)那么和設(shè)計(jì)理論。 本鍋爐采用單鍋筒自然循環(huán),全膜式壁爐膛高倍率循環(huán)流化床鍋爐。 本次設(shè)計(jì)為75噸/時(shí)循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì),無(wú)論是方案的選擇論證,爐膛的選擇,鍋爐的整體布置,尾部受熱面的型式和布置,別離器、回料器的設(shè)計(jì)等都經(jīng)過仔細(xì)計(jì)算和選擇,力求合理,造價(jià)適宜。 由于水平有限,此次設(shè)計(jì)難免有錯(cuò)誤之處,但是經(jīng)過此次設(shè)計(jì),在一定程度掌握了鍋爐的一般設(shè)計(jì)計(jì)算方法,加強(qiáng)了理論知

14、識(shí)與實(shí)踐的結(jié)合,為以后走向工作崗位奠定了根底。鍋爐結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介鍋爐根本特性燃料特性 1)燃料名稱:二類煙煤 2)工作基成分碳Car46.55;氫Har3.06;氧Oar6.11;氮Nar0.86;硫Sar1.94;全水分Mar9.00;灰分Aar32.48;枯燥無(wú)灰基揮發(fā)分Var38.50。 3)低位發(fā)熱量:Qnet,ar17694KJ/kg4)入爐煤顆粒度010mm,其中d50=1.52.0mm,d0.1mm不大于10%。石灰石特性 1)石灰石數(shù)據(jù): 石灰石含量=97.32%;石灰石含量=0% 2)石灰石水分Md0.8%;石灰石灰分Ad1.88%,石灰石粒度02mm輔助計(jì)算Oar-Sar2

15、5.12Mar18258.12 kj/kg。564.12628kj/kg這說(shuō)明煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)合理。方案論證 本次設(shè)計(jì)鍋爐為75噸/小時(shí)循環(huán)流化床鍋爐,其設(shè)計(jì)方案如下:著火和穩(wěn)燃 爐膛內(nèi)存在著大量的熾熱床料,有很大的熱慣性,可順利點(diǎn)火,低負(fù)荷不投油溫燃效果較好,可達(dá)40%MCR。爐膛下部密相區(qū)水冷壁覆蓋成型耐磨瓦,即可防磨,又可減小下爐膛吸熱,低負(fù)荷時(shí)任可維持較高溫度,保證燃燒穩(wěn)定。爐膛設(shè)計(jì)是保證燃燒效率的關(guān)鍵。整個(gè)爐膛設(shè)計(jì)分為密相區(qū)和稀相區(qū)。本次設(shè)計(jì)的煤種為二類煙煤,流化速度約為4.9m/s,使飛升到稀相區(qū)粒徑較小,大局部粒子在密相區(qū)燃燒放熱,密相區(qū)溫度控制在850,此溫度為石灰石脫硫的最正確溫

16、度。在密相區(qū)未燃盡的細(xì)小顆粒,進(jìn)入稀相區(qū)強(qiáng)化燃燒。合理設(shè)計(jì)爐膛斷面,降低稀相區(qū)內(nèi)的煙氣速度,約為33.5m/s,并保證稀相區(qū)有足夠的高度,使炭粒子停留時(shí)間大于其燃盡時(shí)間。在稀相區(qū)內(nèi)合理布置絕熱瓦,使稀相區(qū)溫度維持在850左右,高的爐膛溫度對(duì)于炭粒子的燃盡是十分有利的。不能在稀相區(qū)里燃盡且能被稀相區(qū)速度攜帶出爐膛的細(xì)微粒子,進(jìn)入上部對(duì)流煙道區(qū),其中一局部被對(duì)流受熱面阻擋回爐膛,進(jìn)一步強(qiáng)化燃燒,構(gòu)成內(nèi)循環(huán)。另一局部通過上部對(duì)流受熱面進(jìn)入旋風(fēng)別離器,確保未燃盡的細(xì)微粒子被別離下來(lái)并屢次返回爐膛密相區(qū)二次燃燒,降低飛灰可燃物,保證鍋爐機(jī)組具有較高的燃燒效率。防磨 爐膛和旋風(fēng)別離器直段均采取成型耐磨磚,

17、鍋爐尾部受熱面前排管迎風(fēng)面、煙道轉(zhuǎn)彎處、局部煙氣走廊區(qū)均裝有防磨蓋板或均流板,有效防止煙氣磨損。著火和穩(wěn)燃 循環(huán)流化燃燒方式,燃燒溫度850,大大低于灰變形溫度,防止了大面積結(jié)焦的可能。鋼板等壓風(fēng)室,風(fēng)帽阻力較大,布風(fēng)均勻,防止了局部流化不均勻而結(jié)焦;風(fēng)播煤,煤入爐均勻,防止路口出燃燒過于強(qiáng)烈而超溫。從根本上保證了別離器和回料器工作的平安性。循環(huán)流化床密相區(qū)的床溫是一個(gè)十分重要的控制參數(shù),它的有效恒定可以維持石灰石在密相區(qū)的高效反響中完成脫硫。采用非機(jī)械式U閥回料器,配風(fēng)嚴(yán)格按照要求,可保證穩(wěn)定連續(xù)回料。床溫上布置足夠數(shù)量的溫度測(cè)點(diǎn),及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理可能出現(xiàn)的少量結(jié)渣,防止結(jié)渣擴(kuò)大,影響平安運(yùn)行

18、。鍋爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介鍋筒及爐內(nèi)設(shè)備鍋筒 內(nèi)徑1500mm,壁厚46mm,筒身長(zhǎng)6600mm,包括兩側(cè)封頭一起為7660mm。上鍋筒筒身用20鋼板熱卷冷校而成,封頭為20鋼沖壓而成的橢圓形封頭,封頭和筒身壁厚都為46mm。鍋筒位于鍋爐頂部標(biāo)高44691mm處,兩端自由膨脹。鍋筒內(nèi)裝置 鍋筒內(nèi)部裝置采用機(jī)械別離裝置進(jìn)行汽水別離。一次別離元件為228直徑的旋風(fēng)別離器,二次別離元件為鋼絲網(wǎng)。此外,鍋筒內(nèi)還設(shè)有給水分配管,連續(xù)排污管,加藥管和水位測(cè)量接管,以確保給水的正常分配、 鍋水品質(zhì)以及鍋筒水位的指示與控制。 鍋筒內(nèi)部裝置的嚴(yán)密性對(duì)于蒸汽品質(zhì)的影響是很大的,安裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙仔細(xì)施工,確保安裝的正確性和

19、焊接質(zhì)量,以消除患。水冷壁及下降管 燃燒室的四壁由膜式水冷壁組成,膜式水冷壁采用605的鍋爐管,管節(jié)距為80mm,與620的扁鋼焊制而成,上部材質(zhì)為20鋼,下部材質(zhì)為20G。 水冷壁由集中下降管供水,再由分散連接管與管組成。飽和水從鍋筒出來(lái)通過兩根外徑為273的下降管進(jìn)入標(biāo)高為3858mm和4757mm的側(cè)水冷壁下集箱,接著順序被分流到爐膛的標(biāo)高為1328mm下前集箱和下后集箱,把位于標(biāo)高1328mm處的下前集箱和位于標(biāo)39996mm處的前后水冷壁上集箱連接起來(lái)的膜式水冷壁管屏,組成了前部豎井的前墻和爐頂。所有集箱材質(zhì)均為20G鋼。燃燒設(shè)備給煤機(jī) 刮板式給煤機(jī): 該設(shè)備用來(lái)將制備好的燃料和石灰

20、石及時(shí)準(zhǔn)確地送入爐內(nèi),且送入量應(yīng)與鍋爐運(yùn)行負(fù)荷的要求一致。因此,要求該設(shè)備輸送量應(yīng)連續(xù)可調(diào),調(diào)節(jié)應(yīng)靈敏可靠,輸送過程中應(yīng)保證密封。本設(shè)備的尺寸、輸送距離等由電廠布置確定。布風(fēng)板 布風(fēng)板作為重要的布風(fēng)裝置,其在流化床鍋爐中作用有三個(gè):一是支承靜止的燃料層:二是布風(fēng)板上具有均勻的氣流速度分布:三是維持流化床層的穩(wěn)定。其主要有風(fēng)帽式和密孔板式兩種形式。風(fēng)帽式局部布風(fēng)板由風(fēng)室、花板、風(fēng)帽和隔熱板組成。本鍋爐采用風(fēng)帽式布風(fēng)板。風(fēng)帽外徑為42mm,內(nèi)徑26mm,正方形布置,間距8080mm,共布置772只風(fēng)帽。每只風(fēng)帽開孔16個(gè),孔徑為6mm。耐火保護(hù)層厚度為147mm,花板厚度為20mm。布風(fēng)板阻力為整

21、個(gè)床層阻力的30%才可以維持床層穩(wěn)定運(yùn)行。別離器 旋風(fēng)別離器是循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一。本鍋爐采用一只高溫旋風(fēng)別離器,布置在標(biāo)高10265mm至37711mm之間,別離器用Q235-A.F鋼板制成,內(nèi)設(shè)防磨內(nèi)襯.該別離器內(nèi)直徑為4220mm,筒體高h(yuǎn)為6550mm,總高度H為11350mm,排灰口直徑D0為1100mm,別離器入口高度a為3690mm,別離器入口寬度b為790mm,排氣管內(nèi)直徑De為1520mm,排起管插入深度為1850mm,總壁厚300mm。它實(shí)現(xiàn)里鍋爐的灰平衡和熱平衡,保證路內(nèi)燃燒的穩(wěn)定與高效,別離器的設(shè)計(jì)、布置關(guān)系到鍋爐的經(jīng)濟(jì)性和可靠性,而且氣固別離技術(shù)的開展決定

22、了循環(huán)流化床技術(shù)的開展。回料器 本鍋爐采用U型回料器。由密封腿、回料器本體和返料腿組成。密封腿與別離器豎管相接處以及返料腿垂直段處均設(shè)有金屬膨脹節(jié)。設(shè)計(jì)要那么:一、回料器底部輸送距離盡量要小;二、不得出現(xiàn)未流化區(qū)域;三、灰料不能以溢流態(tài),而應(yīng)以氣力輸送態(tài)經(jīng)返料腿進(jìn)入爐膛;四、整個(gè)回料器截面保持不變。密封腿直徑為778mm,回料器溢流堰高Hw為1367mm,隔板厚度為200mm,隔板高度為1367mm,回料器本體寬度Wbh為1100mm,回料器本體高度Hbh為1765mm,回料器本體深度Bbh為1528mm,詳細(xì)見回料器計(jì)算局部。 過熱器 從鍋筒出來(lái)的飽和蒸汽,經(jīng)過過熱器被加熱到額定過熱溫度。對(duì)

23、于中壓鍋爐,采用純對(duì)流過熱器,布置在尾部豎井煙道中。過熱器分成兩級(jí) ,低溫過熱器布置在煙氣較低局部,逆流布置,材料為20鋼;高溫過熱器布置在煙氣的高溫局部,順列、順流布置,以降低溫壓,防止過熱損壞,材料為20鋼。蒸汽從頂棚管出來(lái)后經(jīng)低溫級(jí)進(jìn)口集箱進(jìn)入低溫過熱器,出低溫級(jí)出口集箱后進(jìn)入噴水減溫器,調(diào)節(jié)汽溫后,進(jìn)入高溫過熱器,最后經(jīng)過高溫級(jí)出口集箱進(jìn)入蒸汽總管被輸往汽輪機(jī)利用。高溫過熱器管子規(guī)格423.5,雙管圈,順列布置,橫向節(jié)距111mm,縱向平均節(jié)距110mm,橫向管排數(shù)39排,縱向管排數(shù)16排,全部受熱面積208.92m2。低溫過熱器管子規(guī)格383.5,雙管圈,順列、逆流布置,橫向節(jié)距90

24、.5mm,縱向節(jié)距78mm,橫向管排數(shù)45排,縱向管排數(shù)28排,全部受熱面積427.19m2。省煤器 省煤器用于加熱鍋爐給水,降低排煙溫度,提高鍋爐效率,節(jié)約燃料消耗。中壓鍋爐采用鋼管式省煤器。省煤器聯(lián)箱布置在側(cè)墻,采用單面進(jìn)水方式。在管組煙氣入口處的第一、二排管,管子彎頭局部及靠前、后墻兩排管子都裝有防磨蓋板。管子規(guī)格為323的無(wú)縫鋼管,錯(cuò)列、逆流布置,橫向節(jié)距90mm,縱向節(jié)距60mm,橫向管排數(shù)32/31排,平均橫向管排數(shù)231.5排,縱向管排數(shù)26排,總受熱面積254.24m2。空氣預(yù)熱器 本鍋爐采用管式空氣預(yù)熱器,單級(jí)布置,有兩個(gè)管組, 上、下流程分別由3136根長(zhǎng)3160mm,40

25、1.5鋼管組成,錯(cuò)列、逆流布置,橫向節(jié)距60mm,縱向節(jié)距40mm,上、下流程間隔800mm,煙氣在管內(nèi)自上而下流動(dòng),空氣在管外橫向沖刷,空氣兩次交叉流動(dòng)后由熱空氣管道進(jìn)入爐膛,空氣預(yù)熱器的總受熱面積為1744.8m2鋼架及平臺(tái)樓梯 鍋爐鋼架為桁架式,采用八根型鋼柱,通過頂板及連系梁承受鍋爐所有重量,按抗七級(jí)地震設(shè)計(jì)。柱腳與鋼筋混凝土根底固接。 凡屬操作、檢修、測(cè)試門孔處及連通道均設(shè)有平臺(tái)和樓梯,平臺(tái)采用柵格結(jié)構(gòu),固定支撐在鋼架上。爐墻及保溫結(jié)構(gòu) 燃燒室外部使用微孔硅酸鈣板制成敷管爐墻,尾部低溫省煤器處采用砌筑和澆注的輕型爐墻,爐墻上設(shè)有人孔,觀察孔及測(cè)試孔,開孔處用耐火材料外加罩殼密封。在別

26、離器、回送裝置、空氣預(yù)熱器、汽水及灰管道外側(cè)均設(shè)有硅酸鈣或巖棉組成的保溫層。密封和膨脹1 旋風(fēng)別離器與爐膛、返料器、尾部煙道之間均采用非金屬膨脹節(jié),既可吸收膨脹差產(chǎn)生的位移,又可保證鍋爐整體密封。2 爐膛水冷壁和包墻過熱器均為膜式壁結(jié)構(gòu),具有良好的密封性。爐膛水冷壁和包墻過熱器四周沿高度方向設(shè)置有剛性梁,以增加水冷壁剛度和承受爐內(nèi)壓力的波動(dòng)能力。3 鍋爐的給煤管和二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)管上均設(shè)置有不銹鋼金屬膨脹節(jié)。床下啟動(dòng)點(diǎn)火燃燒器和返料器采用恒力彈簧支吊。防磨措施1 布風(fēng)板以上6. 5 m 高的密相區(qū)采用了防磨層,在爐膛底部易磨損區(qū)域采用密焊銷釘并敷設(shè)防磨材料,銷釘密度是500 個(gè)/ m2 。在防磨層和

27、水冷光管的邊界處采用水冷管向外讓管的結(jié)構(gòu)。2 爐膛頂部煙氣出口的水冷壁側(cè)墻和后側(cè)采用密焊銷釘并敷設(shè)防磨材料,銷釘密度為500 個(gè)/ m2 。3 爐膛上部水冷壁光管區(qū)域不布置任何測(cè)點(diǎn)和門孔,所有煙氣溫度和壓力測(cè)點(diǎn)均布置在敷設(shè)耐磨層的區(qū)域以內(nèi)。4 高溫絕熱旋風(fēng)別離器的內(nèi)壁及進(jìn)口區(qū)域采用高性能耐磨可塑料。5 尾部豎井內(nèi)的受熱面管子兩邊彎頭處設(shè)置阻流板,防止形成煙氣走廊。各段受熱面首排管子設(shè)有防磨護(hù)板。過熱器吊掛管布置有防磨蓋板鍋爐閥門儀表及管道 鍋爐為單母管給水,給水經(jīng)給水操作臺(tái)進(jìn)入省煤器入口集箱,給水由一條主管路及一條旁路組成。母管壓力為6.2MPa,調(diào)節(jié)閥后壓力為4.8MPa,正常運(yùn)行時(shí)使用主管

28、路自動(dòng)調(diào)節(jié),升火啟動(dòng)及低負(fù)荷時(shí)使用旁路手動(dòng)調(diào)節(jié)。 在鍋筒上裝有2只, 過熱器集汽集箱上裝有一只PN106.4,DN80、d040的彈簧平安閥,在過熱器集汽集箱出口裝有PN106.4、DN200的電動(dòng)主汽閥,其它水位表排污、加藥、取樣等表計(jì)和閥門均按常規(guī)設(shè)置。本章小結(jié) 本次設(shè)計(jì)的題目是75噸/小時(shí)循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì),本章首先對(duì)鍋爐的整體概況進(jìn)行了選擇,并結(jié)合設(shè)計(jì)題目,列出鍋爐標(biāo)準(zhǔn),燃料特性,管子特性,以及主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)選題作了方案論證,并簡(jiǎn)要介紹了鍋筒及爐內(nèi)設(shè)備,水冷壁,燃燒設(shè)備,過熱器,省煤器,空氣預(yù)熱器,鋼架,平臺(tái),扶梯,爐墻以及閥門儀表。熱力計(jì)算設(shè)計(jì)任務(wù) 1)鍋爐額定供熱量:Do7

29、5t/h 2)鍋爐出口蒸汽壓力:p3.82MPa(表壓) 3)飽和蒸汽溫度:tbq450 4)給水溫度:tgs150 5)排污率:pw1% 6)排煙溫度:py145 7)冷空氣溫度:tlk20燃料特性 1)燃料名稱:二類煙煤 2)工作基成分 碳Car46.55;氫Har3.06;氧Oar6.11;氮Nar0.86;硫Sar1.94;全水分Mar9.00;灰分Aar32.48;枯燥無(wú)灰基揮發(fā)分Var38.50。 3)低位發(fā)熱量:Qnet,ar17694KJ/kg 4)入爐煤顆粒度010mm,其中d50=1.52.0mm,d0.1mm不大于10%。輔助計(jì)算Oar-Sar25.12Mar18258.

30、12。564.12628kj/kg 這說(shuō)明煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)合理。燃燒脫硫計(jì)算無(wú)脫硫工況時(shí)的燃料計(jì)算 計(jì)算見表3-1。表3-1無(wú)脫硫工況時(shí)燃料計(jì)算 序號(hào)名稱符號(hào)公式及來(lái)源數(shù)值單位1理論空氣量0.0889+0.375+0.265-0.03334.8104m3/kg2三原子氣體體積0.8822m3/kg3理論氮?dú)怏w積3.8017m3/kg4理論水蒸氣體積0.5282m3/kg5飛灰份額測(cè)量值0.7無(wú)脫硫工況時(shí)得煙氣體積計(jì)算 計(jì)算見表3-2。表3-2無(wú)脫硫工況時(shí)煙氣體積計(jì)算名稱公式符號(hào)爐膛旋風(fēng)筒高溫過熱器低溫過熱器省煤器空氣預(yù)熱器單位出口過量空氣系數(shù) 1.20 1.20 1.20 1.20 1.22 1.

31、25平均過量空氣系數(shù) 1.20 1.20 1.20 1.20 1.21 1.235過量空氣量 0.9620 0.9620 0.9620 0.9620 1.010 1.130m3/kg水蒸氣體積 0.5437 0.5437 0.5437 0.5437 0.5445 0.5464m3/kg煙氣總體積6.1796 6.1796 6.1796 6.1796 6.2277 6.3479m3/kg脫硫計(jì)算 計(jì)算見表3-3。 表3-3脫硫計(jì)算序號(hào)名稱符號(hào)公式及來(lái)源數(shù)值單位1SO2原始排放濃度(1.998104)/6106.1mg/m32SO2允許排放濃度“GB13271鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)表2900mg/

32、m33計(jì)算脫硫效率(1-/)100%85.26mg/m34燃煤子脫硫能力系數(shù)A測(cè)量值80.8?5石灰石脫硫能力系數(shù)K測(cè)量值0.8055?6鈣硫摩爾比M/A/K2.112?7石灰石中CaCO3含量見表2-397.32%8入爐石灰石量3.122m/0.1314kg/kg9CaCO3未利用率測(cè)量值15.0%10煅燒成CaO時(shí)吸熱量(1-)5561.8m/100193.7kj/kg11脫硫時(shí)放熱量15597.7/100 /100257.99kj/kg12可支配熱量 +A /1+15695.9kj/kg13燃燒所需理論空氣量 見表3-24.8104m3/kg14脫硫所需理論空氣量1.667/100 /1

33、002.76m3/kg15燃燒和脫硫當(dāng)量理論空氣量+/1+4.2761m3/kg16燃燒產(chǎn)生理論氮?dú)怏w積見表3-23.8071m3/kg17脫硫所需空氣中氮?dú)怏w積0.790.0218m3/kg18當(dāng)量理論氮?dú)怏w積0.8/100/1+0.793.3842m3/kg19燃燒產(chǎn)生RO2體積見表3-20.8822m3/kg20煅燒石灰石生成CO2體積0.699m/1002.86m3/kg21脫硫使SO2減少量0.699/100 /1001.16m3/kg22燃燒和脫硫時(shí)產(chǎn)生RO2當(dāng)量體積+-/1+0.7948m3/kg23燃燒產(chǎn)生理論水蒸氣體積見表3-20.5282m3/kg24當(dāng)量理論水蒸氣體積0.

34、0124+Md+0.111/1+0.9610.4688m3/kg25入爐燃料灰量/1000.3248kg/kg26入爐石灰石直接生成飛灰量3.122/100m/1.97kg/kg27入爐石灰石灰分含量100-/100 1-/100- Md/1002.1kg/kg28未反響CaO的量1.749100/100m/100- /100 /1002.79kg/kg29脫硫產(chǎn)物CaSO4的量 4.26/100 /1000.0802kg/kg30當(dāng)量灰分+/1+40.19%31未脫硫時(shí)底灰份額 取定0.3?32脫硫工況時(shí)底灰份額/100+/1+/1000.4566?33未脫硫時(shí)飛灰份額1-0.7?34脫硫時(shí)

35、飛灰份額/100+/1+/1000.5433?35別離效率設(shè)計(jì)值99%36灰循環(huán)倍率/(1-)53.79?37別離器前飛灰份額+54.33?38脫硫后的SO2排放濃度(1.998104)1- /100890.80mg/m339脫硫效率(1-/)10085.41%40誤差(-)/0.110.15%合格脫硫工況時(shí)燃燒產(chǎn)物平均特性計(jì)算不同過量空氣系數(shù)下燃燒產(chǎn)物的容積及成分 不同過量空氣系數(shù)下燃燒產(chǎn)物的容積及成分見表3-4。表3-4 煙氣特性表名稱符號(hào)公式別離器前別離器后單位a54.33a0.5433爐膛別離器高溫過熱器低溫過熱器省煤器空氣預(yù)熱器平均過量空氣系數(shù)+/21.21.21.21.21.211

36、.235?水蒸氣容積0.48260.48260.4826048260.48330.4850m3/kg5.5168 5.5168 5.56035.6689m3/kgRO2容積份額0.14410.14410.14410.14410.14290.1402?H2O容積份額0.08750.08750.08750.08750.08690.0856?三原子氣體容積份額0.23160.23160.23160.23160.22980.2258?飛灰濃度3957.943957.943957.943957.943927.03851.76g/m3煙氣重量8.13708.13708.13708.13708.19988.

37、3568kg/kg煙氣密度1.50761.50761.50761.50761.48631.1.4741kg/m3不同過量空氣系數(shù)燃燒產(chǎn)物的焓溫表 不同過量空氣系數(shù)下燃燒產(chǎn)物的焓溫表見表3-5。表3-5 煙氣焓溫表Iy I0y + -1 I0k空預(yù)器1.2515804.111628.412475.553347.494234.125155.026093.277054.638034.059013.1810029.31省煤器1.2314787.141594.252423.883277.984155.365048.575967.596909.617869.698828.959824.67低溫過熱器前1.

38、213775.831571.482389.433231.654096.864977.605883.86812.947760.128706.139688.25V0D3.7935m3/kgCk V0D12565.731138.731722.412316.792925.283548.314189.304833.705478.546140.916821.23Ck11132.3266.3402.8541.8684.1829.8979.71130.41281.21436.11595.2I0ykj/kg3+5+7+910662.681343.732044.952768.293511.84267.945045

39、.945846.206664.417477.958324ADar44.4% 0f0.5781CAAa 0f /100917.6436.9257.6078.63100.11122.32144.64167.48191.06214.84239.51CA880.8169.1263.8360.1458.5560.2662.4767.0875.0983.91096.9VDH200.4245m3/kgCH2O VDH20770.65142.70216.87293.61372.56453.42537.81626.13714.45808.68902.86CH2O6150.7304.4462.6626.3794.

40、7967.21147.21335.61524.01725.01925.9V0DN23.0009m3/kgCCN2 V0DN25439.27879.891326.271782.462247.112720.563202.133698.254208.254704.045228.25C N24129.8260.0391.9526.7664.0803.9946.21092.81243.51390.01544.9VDRO20.7101m3/kgCCO2 VDRO231135.12284.22444.21613.59792.02971.641161.361354.341550.651750.391953.3

41、8CCO22170.0357.6558.9772.0996.51222.51461.21704.01951.02202.32457.7溫度110020030040050060070080090010001100鍋爐熱平衡及燃燒和石灰石消耗量計(jì)算 鍋爐熱平衡及燃料的計(jì)算見表3-6。表3-6鍋爐熱平衡及燃料和石灰石的計(jì)算序號(hào)名稱符號(hào)計(jì)算公式來(lái)源數(shù)值單位1可支配熱量見表3-315695.9kj/kg2排煙溫度設(shè)定1453排煙焓查焓溫表3-61125.75kj/kg4冷空氣溫度給定205冷空氣焓查焓溫表3-6113.15kj/kg6脫硫工況時(shí)底灰含炭量試驗(yàn)數(shù)據(jù)1.5%7脫硫工況時(shí)底灰份額見表3-30.

42、45668脫硫工況時(shí)飛灰含炭量試驗(yàn)數(shù)據(jù)6.0%9脫硫工況時(shí)飛灰份額見表3-30.5433?10固體不完全燃燒損失2.91%11底灰溫度85012灰焓查?循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)與計(jì)算?表8-2821kj/kg13灰渣物理熱損失0.78%14氣體不完全燃燒損失查?循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)與計(jì)算?表8-10.04%15排煙損失6.12%16散熱損失查?循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)與計(jì)算?表8-10.5%17鍋爐熱效率89.65%18保溫系數(shù)0.994?19過熱蒸汽出口焓MPa,3332.87kj/kg20飽和蒸汽焓MPa,2799.08kj/kg21飽和水焓 MPa,1100.81kj/kg22給水溫度給定15023給

43、水焓 MPa,634.72kj/kg24排污率選定1%25排污量750kg/h26鍋爐有效利用熱量194049324kj27脫硫工況時(shí)當(dāng)量燃料消耗量11820.95kg/h28脫硫工況時(shí)計(jì)算燃料消耗量10178.43kg/h29脫硫工況時(shí)燃料消耗量10483.50kg/h30計(jì)算石灰石消耗量1337.45kg/h31石灰石消耗量1573.47kg/h32計(jì)算燃料當(dāng)量消耗量+11515.88kg/h爐膛設(shè)計(jì)及熱力計(jì)算 爐膛結(jié)構(gòu)特性計(jì)算 爐膛結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。 爐膛結(jié)構(gòu)計(jì)算見表3-7。圖3-1爐膛結(jié)構(gòu)示意圖 表3-7 爐膛結(jié)構(gòu)計(jì)算序號(hào)名稱符號(hào)計(jì)算公式來(lái)源數(shù)值單位1密相區(qū)耐火層0.4+3.154+

44、0.7+2.071+0.7+3.154+0.4+266.93折算系數(shù)?循汗流化床鍋爐設(shè)計(jì)與計(jì)算?表7-17.5?計(jì)算受熱面積 5.02膜式壁(6.5+4.021)24.02184.61折算系數(shù)?循汗流化床鍋爐設(shè)計(jì)與計(jì)算?表7-11?計(jì)算受熱面積84.612稀相區(qū)3.694.58折算系數(shù)?循汗流化床鍋爐設(shè)計(jì)與計(jì)算?表7-14.3?計(jì)算受熱面積(+)0.2膜式壁(21.5+4.051+21.994)4.021+361.5折算系數(shù)?循汗流化床鍋爐設(shè)計(jì)與計(jì)算?表7-10.577?計(jì)算受熱面積208.593傳熱周界比(44.12+20+44.12)/801.353?4爐膛計(jì)算受熱面積(+)428.83爐

45、膛熱力計(jì)算 爐膛傳熱計(jì)算見表3-8。表3-8 爐膛傳熱計(jì)算序號(hào)號(hào)名稱符號(hào)計(jì)算公式或來(lái)源數(shù)值單位1可支配熱量見表 3-615695.9KJ/kg2氣體不完全燃燒損失見表 3-64%3固體不完全燃燒損失見表 3-62.91%4灰渣物理熱損失見表 3-60.78%5熱空氣溫度選定2006熱空氣焓查焓溫表3-51138.73kj/kg7爐膛出口過量空氣系數(shù)見表 3-31.2?8冷空氣溫度選定209冷空氣焓查焓溫表3-5113.15kj/kg10回料器進(jìn)口過量空氣系數(shù)2?11給料系統(tǒng)進(jìn)口過量空氣系數(shù)設(shè)定8.7?12爐膛進(jìn)口過量系數(shù)-1.18?13鍋爐有效熱量(100-)/(100-)+(+)18890.

46、5kj/kg14爐膛出口煙溫假定85015爐膛出口煙氣焓查焓溫表3-57286.53KJ/kg16循環(huán)灰量69.15Kg/s17計(jì)算燃料當(dāng)量消耗量見表3-611515.88Kg/h18當(dāng)量煙氣體積見表3-65.51682m3/kg19爐膛截面積4.0214.02116.1720爐膛截面煙氣流速(273+)/(273)4.4921床對(duì)流放熱系數(shù)查?循環(huán)流流化床鍋爐設(shè)計(jì)與計(jì)算?圖7-2326.822水冷壁管外壁溫度假定29523工質(zhì)溫度取 MPa時(shí)飽和溫度255.824內(nèi)外壁平均溫度(+)/2275.425材料導(dǎo)熱系數(shù)管材:20g,由查表42.2726管外徑選定627管內(nèi)徑選定528吸收率由,查?

47、循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)與計(jì)算?圖7-20.42229輻射放熱系數(shù)234.7430床總放熱系數(shù)+552.831床密相區(qū)對(duì)管傳熱系數(shù)(-)/-516.332管外壁計(jì)算溫度ln/2-+295.533誤差-合格34鰭高 選定135鰭厚選定636鰭端溫度假定31537鰭片平均溫度(+)/2305.338吸收率由,查?循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)與計(jì)算?圖7-20.42739床輻射放熱系數(shù)240.740床總放熱系數(shù)+567.541材料導(dǎo)熱系數(shù)材料:20g,由查表161.0142鰭片m值24.1243鰭基溫度-554.544鰭端溫度538.845鰭端計(jì)算溫度-311.246誤差-3.85合格47床密相區(qū)對(duì)鰭片傳熱系數(shù)(-)/-520.2248爐膛膜式壁平均傳熱系數(shù)+/S+S88.24mm,20mm517.0259爐膛計(jì)算受熱面積見表3-7428.8350爐膛膜式水冷壁傳熱溫差-594.251保溫系數(shù)見表3-60.994?52膜式壁吸熱量/11440.05kj/kg531kg燃料燃燒向爐膛受熱面內(nèi)工質(zhì)傳熱量(-)1153