52吨循环流化床锅炉设计VIP

-I-西昌地区 75t/h 循环流化床蒸汽锅炉设计摘 要循环流化床（CFB）燃烧技术是上个世纪 70 年代在国际上发展起来，80 年代在锅炉上得到成功应用的一种清洁煤燃烧技术。由于它具有高效，低污染且煤种适应性强这三大特点，自从 70 年代末第一台 20t/h 循环流化床锅炉问世以来，循环流化床燃烧技术得到了许多国家的重视，并与此同时得到了迅速的发展。我 国 自 上 世 纪 八 十 年 代 起 开 始 发 展 循 环 流 化 床 锅炉 技 术 ， 并 同 时 采 取 引 进 和 自 我 开 发 两 条 路 线 ， 目 前 已 经 完 全 掌 握 了 中 小型 循 环 流 化 床 锅 炉 设 计 制 造 技 术 。本次设计根据给定的毕业设计任务书，参考相关资料，结合工程实际情况，在分析锅炉的基本构造、工作过程及基本特性的基础上，对西昌地区 75t/h 循环流化床蒸汽锅炉进行设计。锅炉主体采用最典型的 M 型布置方式，在炉膛出口与尾部烟道之间布置高温绝热旋风分离器。尾部竖井烟道依次布置两级过热器，交错布置两级省煤器和两级空气预热器。另外本设计进行了炉膛设计计算、锅炉各对流受热面的设计计算、气包与集箱的强度校核计算、烟风阻力计算。在热力计算中，利用相似原理，采用逐次逼近法，进行迭代计算，确定炉体及相关部件的尺寸。本次设计的锅炉效率为 86.83%，炉膛截面积为 31.27m2，炉膛容积为781.85m3。从计算结果知，该锅炉设计合理，效率较高，可供工程实际设计参考，若能工程实施，将能带来较好的社会效益与经济效益。本毕业设计论文包括设计说明书一份、锅炉系统总图一张、锅炉水管系统图一张、锅筒图一张。关键词 循环流化床；锅炉设计；高温绝热旋风分离器-II-III-Design of 75t/h circulating fluidized bed steam boiler for XichangAbstractThe circulation fluid bed (CFB) burning technology is a kind of clean coal burning technology which starts from 70s,and achieve the application on the boiler successfully at 80s in the last century. Because its highly effective, the low pollution and strong compatible for many coal plants. It is at the end of the 70s when the first 20t/hcirculation fluid bed boiler has been published,the circulation fluid bed burning technology obtained many nationals values, and obtained the rapid development at the same time. Our country opens the beginning of developping the circulation fluid bed boiler technology from on century 80s, and simultaneously adopts the introduction and the self-development two political lines, we are already completely had grasped the design and manufacture technology for middle and small scale circulation fluid bed boiler at present.According to the graduation design mission book that the tutor gave definitely, this design combines the operation experience of the project practice and consult the relevant design data, a 75t/hCFB steam boiler for Xichang is designed on the basis of consulting concerning references and analyzing basic structure ,working process and general features of the boiler. Typical M type boiler. The high temperature cyclone separator is distributed between the outer gate of the furnace and vertical flue; primary, secondary superheater higher and lower level economizers cross-connectedly is distributed in the vertical flue. In addition, designing calculation of furnace, convective heating surface, intensity of drum and smoke-wind resistance are accomplished. It should be emphasized that similarity criterion and successive approximation method with iterative -IV-computing are used in heating calculation. The efficiency、sectional area and volume of the designed boiler are 86.83%, 31.27 m2, 781.85 m3 respectively. It can be seen from the calculating result that the total design can gain both the economical benefit and the social benefit, which indicates the design can be provided as reference of actual engineering design. This graduation design paper included a design instruction，a systemic drawing of boiler, a drawing of tube and a drawing of drum.Key words circulating fluidized bed; design of boiler; high temperature cyclone separator-V -目 录摘要 .IAbstract.II第 1 章 绪 论 .61.1 循环流化床锅炉的发展历程与应用 .61.2 我国循环流化床锅炉的发展 .71.3 循环流化床锅炉的前景展望 .81.3.1 循环流化床高参数化-超临界化 .81.3.2 循环流化床调峰机组 .91.3.3 循环流化床热水锅炉 .9第 2 章 锅炉的总体结构布置 .102.1 锅炉结构初步选定及其概述 .102.2 方案论证 .112.2.1 锅炉的总体布置 .112.2.2 气固分离器的选取 .122.2.3 炉膛结构的初步设计 .122.2.4 水冷壁及其炉墙形式的选取 .122.2.5 过热器与减温器的选取 .122.2.6 省煤器的选取 .132.2.7 空气预热器的选取 .132.2.8 西昌地区的煤种情况 .132.3 本章小结 .14第 3 章 热力计算 .153.1 锅炉规范、辅助计算及热平衡计算 .15-VI -3.1.1 基本参数 .153.1.2 煤种及燃料特性 .153.1.3 辅助计算 .153.2 各受热面的设计及其热力计算 .243.2.1 密相区埋管的设计及其传热计算 .243.2.2 稀相区水冷壁的设计及其传热计算 .273.2.3 过热器的结构设计及其传热计算 .303.2.4 锅炉吸热量的受热面分配 .373.2.5 省煤器和空气预热器的结构设计及其传热计算 .383.3 热力计算结果汇总 .483.4 本章小结 .49第 4 章 循环流化床锅炉主要部件的设计及计算 .504.1 高温绝热旋风分离器的设计计算 .504.1.1 分离器基本参数与尺寸的确定 .504.1.2 分离器的离心沉降速度的校验 .514.1.3 分离器的理论切割直径 .514.1.4 分离器中的烟气阻力计算 .514.2 U 型返料器的设计与计算 .514.2.1 返料器尺寸的确定 .524.2.2 U 型返料器送风量的计算 .524.3 布风板的设计 .534.3.1 花板的设计 .534.3.2 风帽 .544.3.3 耐火保护层 .554.4 炉膛开口 .55-VII -4.4.1 给料口 .554.4.2 床层底部的排渣口 .554.4.3 循环物料进口 .554.4.4 二次风入口的设计 .554.5 本章小结 .55第 5 章 强度计算 .575.1 锅筒强度校核计算 .575.1.1 锅筒筒体强度校核计算 .605.1.2 孔的加强计算 .605.2 下降管联箱的强度设计计算 .655.3 本章小结 .68第 6 章 烟风阻力计算 .696.1 烟气侧流阻计算 .696.2 空气预热器空气侧流阻计算 .756.3 布风装置的空气侧阻力计算 .766.4 引、送风机的选取 .766.5 本章小结 .77结 论 .78致 谢 .79参考文献 .80附录 A 英文资料（原文） .82附录 英文资料（译文） .101-8 -第 1 章 绪 论1.1 循环流化床锅炉的发展历程与应用循环流化床锅炉燃烧技术的发展始于上个世纪 70 年代，是一种新型的清洁煤燃烧技术。由于它具有高效，低污染且煤种适应性强这三大特点，自从 70 年代末第一台 20t/h 循环流化床锅炉问世以来，循环流化床燃烧技术得到了许多国家的重视，并与此同时得到了迅速的发展。八十年代，德国鲁奇公司首先取得了循环流化床装置的专利，并研究开发出当时世界上最大的 270t/h 循环流化床锅炉，由此引发出了全世界循环流化床的开发热潮。至今已经形成几个技术流派：以鲁奇公司为代表(包括 Stain 公司和 ABB 公司)的绝热旋风筒带有外置换热床的循环流化床锅炉技术；以德国 B石化系统从同一公司购买的茂名2 台 220t/h 燃用油页岩的循环流化床锅炉;近年从美国 Foster Wheeler 公司购买的镇海石化 220t/h,金山石化的 280t/h 燃用石油焦循环流化床锅炉。国内三家大型锅炉厂先后引进了美国 Foster Wheeler 公司50100MWe 汽冷旋风筒循环流化床锅炉技术，德国 EVT 150MWe 以下容量再热循环流化床锅炉技术和前美国 ABB-CE 的再热循环流化床锅炉技术。目前国家发改委组织引进了法国阿尔斯通 300MWe 循环流化床锅炉技术，希望一次性解决电力系统对大型发电循环流化床锅炉的需要。根据不完全统计，我国已在引进循环流化床锅炉方面花费了近两亿美元。然而，国外从来也没有把循环流化床的设计核心技术教给中国。甚至热力计算程序都不是源代码。 国内的循环流化床技术发展，应是消化引进国外循环流化床技术和研制开发自主知识产权的大型循环流化床锅炉制造技术并重，一方面消化完善引进国外循环流化床技术，使之完全适应我国的国情，另一方面在消化的基础上找到突破口，结合自己开发工作的成果和经验予以创新，形成自己的专利技术，打破国外循环流化床技术一统我国大型循环流化床市场的-10 -局面，建立拥有良好竞争机制大型循环流化床市场。我国循环流化床锅炉技术的发展史提供的教训实在太多了。1.3 循环流化床锅炉的前景展望1.3.1 循环流化床高参数化-超临界化循环流化床锅炉大型化发展的一个重要的目标是开发超临界参数循环流化床锅炉。由于超临界技术及大型循环流化床均是已经掌握的技术，将二者结合形成的超临界循环流化床锅炉将在环保及效率上实现双突破。特别是国际上及清华大学近期的研究证明，循环流化床锅炉及超临界均是成熟技术，二者的结合相对技术风险不大，然而，结合后产生的技术综合了循环流化床锅炉低成本污染控制及高供电效率两个优势。因此，其商业前途十分光明，具有巨大的商业潜力，是清洁煤燃烧技术中一个异军突起的新方案。因而极可能形成一个在 IGCC、PFBC、PCFGD 之外的清洁煤技术新起点。超临界循环流化床锅炉技术实现难度低于超临界煤粉炉，由于燃烧室内热负荷低，有可能以相对简单的本生炉垂直管方案构成燃烧室受热面；而且，低质量流率带来的低阻力降可能使其在低负