600MW电厂制粉系统毕业论文

毕业设计（论文）清河发电厂扩建 600MW火电机组制粉系统初步设计The Pulverizing System Preliminary Design Of The Extend Of 600MW Thermal Electric Generation Unit In Qinghe Power Generation Corporation长 春 工 程 学 院： ： 本 科 ： 能源动力工程学院 ： 热能与动力工程 ： 动力 0743 ： 张志正 ： 教 授 ： 2011.6.20 学生姓名学历层次所在系部所学专业所在班级指导教师教师职称完成时间摘 要电厂锅炉燃烧系统设计是火电厂生产系统初步设计的一个重要内容，对于大型锅炉，制粉系统已成为与锅炉燃烧设备共同组成不可分割的燃烧系统整体的一部分，因而其设计要与锅炉燃烧设备综合考虑，以满足锅炉正常运行对燃烧的要求。目前，我国电厂锅炉所用燃料主要是煤，因此电厂的制粉系统的设计是火电厂生产系统初步设计的一个重要内容，对于大型锅炉，制粉系统已成为与锅炉燃烧设备共同组成不可分割的燃烧系统整体的一部分，因而其设计要与锅炉燃烧设备综合考虑，以满足锅炉正常运行对燃烧的要求。锅炉煤粉制备系统是将煤磨制成一定粒度的煤粉并输送至锅炉进行燃烧的所有设备组成的系统。本次设计就是根据清河发电厂扩建 600MW 机组工程锅炉容量和燃用煤种，通过计算来选择和设计制粉设备和制粉系统，以及校核所选择的设备和系统是否满足机组的正常工作，同时在机组检修以及出现故障时能否保证制粉系统的正常运行。关键词 磨煤机 制粉系统 设备选型 设计AbstractThe design on power plant boiler combustion system is an important content of the preliminary design on thermal power plant production system. For the large-scale boiler, the pulverizing system has already composed of an important part of the whole inalienable combustion system with the boiler combustion equipment together. At present, the main fuel used in power plant boiler is coal, For the large-scale boiler, the pulverizing system has already composed of an important part of the whole inalienable combustion system with the boiler combustion equipment together. Thus its design needs to be considered comprehensively connecting with combustion equipment of the boiler, in order to satisfy the combustion requirements to normal operation of the boiler. Preparation of pulverized coal boiler system is made of a certain size coal mill and delivered to the pulverized coal boiler to burn all the components of the system. This design is based Qinghe Power Station Extension Project 600MW unit capacity and burning coal boiler, To select and design by calculating the milling equipment and pulverizing system, And the choice of equipment and checking systems are working to meet the unit, while in the unit maintenance and failure can guarantee the normal operation of coal pulverizing system.KeywordsPulverizer, Pulverizing system, Devices selection, Design目 录前 言 .1第一章 概述 .21.1 设计任务概述 .21.2 原始资料 .21.3 设计思想和思路 .51.4 设计方法概述 .5第二章 锅炉燃煤量的确 定 .72.1 煤种的燃烧计算 .72.2 锅炉的燃料量的确定 .9第三章 磨煤机选型及制粉系统形式的确定 .113.1 根据燃料量确定出力 .113.2 根据出力选择磨煤机 .113.3 校核出力 .123.4 根据制粉系统选定原则选择制粉系统形式 .13第四章 制粉系统热 力计算 .154.1 确定初始干燥剂量 .15初始干燥剂量的确定 .154.3 干燥剂组成成分 .204.4 干燥剂核算出力及风机容量确定 .22第五章 制粉系统空气动力计算及相关风机 选型 .245.1 制粉系统各管道的计算和选择 .245.2 各段摩擦阻力以及各部件及设备的局部阻力计算 .285.3 送风机管道及局部阻力计算 .405.4 风机选型 .46第六章 制粉系统其他辅助设 备的选择 .486.1 煤斗的选择与计算 .486.2 给煤机的选型 .496.3 粗粉分离器的选型 .496.4 木块分离器与木削分离器的选择 .506.5 煤粉分配器的选择 .506.6 补偿器选择 .50第七章 制粉系统总体论述 .51设计总结 .53致 谢 .55附录： .56长春工程学院毕业设计（论文）1前 言本次设计的来源由指导教师张志正提供，电厂锅炉制粉系统设计是火电厂生产系统初步设计的一个重要内容,本次设计的目的是根据清河发电厂扩建 600MW 机组工程锅炉容量和燃用煤种，选择制粉系统，设计制粉系统并通过燃烧计算、制粉系统热力计算、选型校核计算、空气动力计算确定相应的设备。并根据选择结果画出燃烧系统图和设备布置图。从中了解燃烧系统整体设计过程，设备选型过程，并锻炼手工和计算机绘图能力。给电力设计院提供初步的设计样品，方便进一步的设计，电建公司可以根据数据、图纸进行安装。设计拟解决工程的实际问题有：磨煤机的选择和应用、相关设备的排列布置、风机的选择和排列。用直吹式或中间储仓式制粉系统，给煤机、分离器、给粉机等辅机的选择。制粉系统的平衡计算。磨煤机的数量问题。煤粉制备系统系统（也就是制粉系统）是将煤磨制成一定粒度的煤粉并输送至锅炉进行燃烧的所有设备组成的系统。煤粉制备系统可分为直吹式制粉系统和中间储仓式制粉系统两种。前者是指煤粉经磨煤机磨成煤粉后直接吹入炉膛，后者是将磨好的煤粉先储存在煤粉仓中，然后再根据锅炉的运行负荷的需要，从煤粉仓经给煤机送入炉膛燃烧。在现代燃煤锅炉中，它已成为与锅炉燃烧设备共同组成的不可分割的燃烧系统整体的重要部分。锅炉的安全经济运行与制粉系统的良好设计、布置及其运行情况密切相关。国内相关设计有：广西电力工业勘察设计研究院：国电永福发电有限公司2300MW 机组扩建 、员村热电厂扩建工程。东北电力设计院：华润电力拉萨燃机电厂新建工程、鲁能宝清电厂新建工程(2 600MW)。青岛捷能电力设计公司广东俊富集团热电厂制粉系统制粉系统设计的主要任务是进行磨煤机的优化选型，合理选择制粉系统型式及其各种辅助设备和部件，进行管道的合理布置设计以及进行整个系统和设备的参数计算，以使制粉系统能适应煤的特性，具有良好的运行性能和技术经济指标。长春工程学院毕业设计（论文）2第一章 概述1.1 设计任务概述电厂锅炉制粉系统设计是火电厂生产系统初步设计的一个重要内容，本次设计就是根据清河电厂 600MW 机组工程锅炉容量和燃用煤种，选择适合的制粉设备，拟定制粉系统，并通过燃料计算、制粉系统的热力计算、设备选型校核计算、空气动力计算确定相应的设备。并根据选择结果画出相应的燃烧系统图和设备布置图。使学生了解燃烧系统整体设计过程，设备选型过程，并锻炼手工和计算机绘图能力。1.2 原始资料1.21 煤种和锅炉的已知资料：表 1.1 煤种资料项 目 单 位 设计煤种 校核煤种收到基低位发热值 Qnet.ar kJ/kg 12950 11980收到基全水份 Mt % 29.9 31.0收到基灰份 Aar % 20.17 21.49干燥无灰基挥发份 Vdaf % 49.67 49.72工业分析空气干燥基水份 Mad % 19.07 16.82收到基碳 Car % 35.75 33.53收到基氢 Har % 2.33 2.32收到基氧 Oar % 10.74 10.49收到基氮 Nar % 0.68 0.67元素分析收到基全硫 St.ar % 0.43 0.50可磨性系数 HGI - 53 61冲刷磨损指数 Kc 1.32 2.27游离 SiO2 55.29 59.02灰变形温度 DT（T1） 1260 1220灰软化温度 ST（T2） 1290 1250灰半球温度 HT 1310 1280灰熔化温度 FT（T3） 1370 1310长春工程学院毕业设计（论文）3锅炉资料：辽宁清河发电有限责任公司现装机 1200MW，由 4 台 100MW 及 4 台 200MW 机组组成。本期工程安装 1600MW 超临界燃煤汽轮发电机组。锅炉：超临界、变压运行直流炉、带启动循环泵、单炉膛、一次再热、平衡通风、对冲燃烧、紧身封闭、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构 型。锅炉型号：HG-1900/25.4-YM3 锅炉主要热力参数如下表：表 1.2 锅炉主要热力参数名 称 单位 BMCR BRL/TRL THA过热蒸汽流量 t/h 1900 1798 1664过热器出口蒸汽压力 MPa(g) 25.50 25.37 25.2过热器出口蒸汽温度 oC 571 571 571再热蒸汽流量 t/h 1614 1524 1423再热器进口蒸汽压力 MPa(g) 4.77 4.49 4.21再热器出口蒸汽压力 MPa(g) 4.58 4.31 4.04再热器进口蒸汽温度 oC 320.3 313.8 306.4再热器出口蒸汽温度 oC 569 569 569省煤器进口给水温度 oC 284 280.1 275.4预热器出口一次风 390 379.4 365.6预热器出口二次风 365 357.2 345.6空气预热器出口（未修正） 154.45 150.02 144空气预热器出口（修正后） 148.3 143.9 138.1长春工程学院毕业设计（论文）4名 称 单位 BMCR BRL/TRL THA燃料消耗量 t/h 423.6 404.3 378.6计算热效率（按低位发热量） % 92.13 92.36 92.66保证热效率（按低位发热量） % 91.8截面热负荷 MW/m2 4.05 容积热负荷 kW/m3 71.06 燃烧器区域热负荷 kW/m2 1.405 一次风率 % 36.7炉膛出口过剩空气系数 - 1.19 1.191.22 当地自然条件：辽宁清河发电有限责任公司位于辽宁省铁岭市清河区清河镇内，属辽宁省铁岭市管辖，为独立的铁岭市清河区长大铁路的东侧，西距开原市约 9km，离清河水库3.5km，并有铁路与国铁相连，厂区北侧为住宅区，与清河镇连为一体。厂区西侧是储煤区，卸、运煤设施均布置在这里。辽宁清河发电有限责任公司位于东北电网的中心，向沈阳、抚顺、鞍山、辽阳、四平等工业地区供电，是东北电网的主力电厂之一。从开原市有公路直通清河镇，公司内部铁路与中长线国家铁路相连，交通非常便利。辽宁清河发电有限责任公司厂区属丘陵沟谷地带，自然地形较为复杂。厂区南北两侧均为山坡，中部较为平坦，但自西向东倾斜，向沟外呈簸箕形分布。主厂房位于冲沟北侧坡度为 60-72的坡地上，建设时为适宜地形变化，减少开挖土方量，厂房内 4100MW 机组的零米与 4200MW 机组的零米按地面标高不同而相差2.5m，主厂房零米比两侧铁路站场高 79m。主厂房及厂区不受水库溃坝的影响。辽宁清河发电有限责任公司处在平原与丘陵交汇地区，该地区属寒温带季风型大陆性气候，全年主导风向为南及西南风。最大冻土深度-1.43m。年平均气温 6.5 长春工程学院毕业设计（论文）5最高气温 37.9 最低气温 -36.6 年平均相对湿度 66 %年平均降水量 671 mm年平均蒸发量 1764.0 mm年平均风速 3.6 m/s最大冻土深度 -1.43 m1.3 设计思想和思路制粉系统设计的任务总的来说是根据锅炉燃用的煤的特性和锅炉采用的燃烧设备来选择制粉系统和磨煤机的形式和参数，并对制粉系统范围内的其它设备，部件，管道及元件进行合理选型，布置和计算，以保证制粉系统具有良好的运行性能和技术经济指标。制粉系统必须按照电厂锅炉实际燃用的煤种进行设计。应当预先取得有代表性煤种进行必要的分析核定煤样的煤种归属。除此之外还必须校核煤种。校核煤种的特性不应与设计煤种相差过大。对于校核煤种的分析化验要求与设计煤种相同。1.4 设计方法概述制粉系统的设计主要是从锅炉的燃煤量以及煤种的性质开始的。通过锅炉的有关数据以及煤种的特性来求出锅炉每小时所消耗的燃煤量，然后通过锅炉每小时消耗的燃煤量除以磨煤机的台数以确定每台磨煤机的出力来选取磨煤机。选取完磨煤机后要对其进行磨煤机的校核来确定磨煤机的计算出力等，然后对制粉系统进行干燥剂的热力计算以确定初始干燥剂量、初温、终温等。在制粉系统热力计算完成后要对管道进行布置和设计，然后