热动毕业设计

1 / 20 热动毕业设计 摘 要 以 300MW 热力系统为研究对象，通过理论分析，建立对热力系统的分析思 路和认识，借助于 300MW 仿真系 统平台，分析锅炉、汽轮机结构特点及辅助系统的设备组成和工作原理。分析表明，热力系统分析的基础是建立在对设备的认识和理解的基础上的。 关键词：锅炉；汽轮机；各系统流程；各设备组成及作用；工作原理； 前言 本设计以 300MW 火电机组为典型机组，分析了各局部热力系统的组成、连 接方式以及火力发电厂主要热 力辅助设备的基本结构、工作原理等基本知识。 在设计之初，学习了电厂锅炉、汽轮机设备与运行、火电厂热力系统 流体力学 泵与风机等专业课程，从中了解到火电厂的相关设备的结构、作用及工作原理，但整个学习的过程是间断的，没能形成系统框架的认识和分析，缺乏综合运用的能力。在此基础上对 300MW 火电机组的热力系统进行分析，从中提高了自己对火电厂热力系统的认识和理解，将自2 / 20 己所学的知识在分析中进一步加深，提高自己的综合运用能力。 本设计共分为十六章，主要包括锅炉设备的结构 、工作原理；有关辅助设备 和系统；比较详细的介绍了汽轮机、给水泵汽轮机组的特性、构造、运行相关参数及工作原理，汽轮机主要辅助系统及设备的特性、构造、作用及工作原理等内容。 在分析过程中，查阅了大量的资料和相关的专业书籍，力求分析的更准确和 内容的真实性。 目 录 前言 一、锅炉概述 . 1 锅炉的主 要结构 . 1 锅 炉 基 本 技 术 规范： . 2 燃 用 的 燃 料 成 分 和 特 性 指3 / 20 标 . 4 二、 汽 机 概述 . 4 汽轮机参数规范： . 4 汽 轮 机 结 构 及 特点： . 6 三、制粉系统 . 7 制粉系统 . 7 制粉系统的主要辅助设备 . 8 风和煤 . 9 防 止 煤 粉 自 燃 和 爆 炸 的 措4 / 20 施 . 9 影响制粉系统工作的因素 . 9 四、风烟系统 . 9 锅炉的通风方式及其特点 . 10 风机简介 . 10 烟囱选择 . 11 送 、 引 风 量 的 确 定 方法 . 11 五、灰渣系统 . 12 电除尘器 .5 / 20 . 12 灰 渣 的 处 理 方 式 及 特点 . 12 生产流程： . 13 六 、 锅 炉 汽 水 系统 . 13 省煤器 . 13 蒸发设备 . 13 汽包水位 . 15 过 热 器 和 再 热器 . 15 6 / 20 喷 水 减温 . 16 锅 炉 旁 路 系 统 及 过 热 器 疏水 . 17 七、主 蒸 汽 系 统 与 再 热 蒸 汽 系统 . 18 主 蒸 汽 系 统 和 再 热 蒸 汽 系统 . 18 旁路系统 . 19 八 、 主 凝 结 水 系统 . 19 九、除氧器系统 . 20 十、主给水系统 . 21 给 水 泵 及 汽 动 给 水 泵7 / 20 组 . 21 高压加热器 . 22 十 一 、 回 热 抽 汽 系 统 和 加 热 器 疏 水 系统 . 22 给水回热加热的目的 . 23 混 合 式 和 表 面 式 加 热 器 的 优 缺点 . 23 表 面 式 加 热 器 上 有 关 附 件 的 用途 . 23 回热抽汽管路 . 24 十 二 、 凝 汽 器 真 空 系统 . 24 十 三 、 循 环 冷 却 水 系统 .8 / 20 . 25 十四、排污利用系统 . 26 十五、辅助蒸汽系统及补充水系统 . 27 十六、汽轮机润滑油系统 . 28 结论 . 29 致谢 . 30 参考文献 . 30 广西电力职业技术学院 2 毕业设计 一、锅炉概述 本机组采用单元布置。锅炉为上海锅炉厂生产的 SG l025一 M893 型亚临界压力、一次中间再热循环控制汽9 / 20 包炉。锅炉采用摆动式燃烧器，四角布置、切向燃烧，中间储仓热风送粉制粉系统，单炉膛、型露天布置，水循环方式采用 CC+循环系统即“低压头循环泵 +内螺纹管”，称为改良型控制循环，全钢架悬吊结构、平衡通风，固态排渣。 锅炉的主要结构 1.炉膛 炉膛由炉墙和水冷壁围成的供燃料燃烧的空间。炉膛宽 11970mm，深 11760mm，宽深比 :1，炉顶标高 59600mm，汽包中心线标高 60520mm，炉顶大板梁底标高 68500mm。锅炉炉顶采用全密封结构。并设有大罩壳。炉膛上部布置了分隔屏、后屏及屏式再热器，前墙及两侧墙前部均设有墙式辐射再热器，炉室下水包标高为 7340mm。炉膛及后烟井四周设有绕带式刚性梁，以承受正、负两个方向的压力，炉膛部分布置了20 层刚性梁，后烟井尾部布置 14 层刚性梁。 炉膛灰斗底部出渣采用水力排渣，锅炉排渣斗容积能满足不小于 8 小时的排渣量。 炉 膛部分布置有 48 只墙式吹灰器，炉膛上部及对流烟道区域内布置 36 只长行程伸缩式吹灰器，每台预热器烟气出口端布置有一只伸缩式吹灰器，运行时所有吹灰器均实现程序控制。在炉膛出口左右两侧装有烟温探针，启动时用此控制炉膛出口烟温不超过 540，以保护再热器。 10 / 20 2水冷壁 水冷壁由 4536 膜式水冷壁管组成，水冷壁四周采用了内螺纹管，可以使水冷壁中的质量流速降低，流量减少，使循环倍率从过去的 4 降低到 2。 3过热器 过热器的汽温调节主要采用喷水，各级过热器之间均采用大直径 管道及三通阀连接，使介质能充分混合，减少热偏差，并简化布置。包覆过热器布置成几个回路，其目的是为了降低系统的阻力。 4再热器 再热器为墙式辐射再热器，其汽温调节主要采用燃烧器摆动及过量空气系数调节，在再热器进口管道上装有事故喷水装置。各级再热器间都采用大直径管道及三通连接，以便增加充分混合的条件。并在屏再和末再之间通过连接管道进行左右交叉，以减少因炉膛左右侧烟温偏差而引起的再热蒸汽温度偏差。 5汽包 汽包是加热、 蒸发、过热三个过程的连接枢纽和大致分界点。汽包中心线 第 1 页 共 35 页 东北电力大学 本科毕业设计 11 / 20 题 目： CFB 锅炉调试中存在的问题探讨 学 院： 专 业： 姓 名：指导教师： 二 0 一二 年 七月 CFB 锅炉调试中存在的问题探讨 目录 摘要 1 前言 2 四川锅炉厂 150T/H 流化床锅炉简介 3 150T/H 流化床锅炉冷态试验取得的相关数据 4 150T/H 流化床锅炉调试中存在的问题及原因分析 5 150T/H 流化床锅炉调试后采取的对策 6 150T/H 循环流化床锅炉的调试后整改建议 参考文献 CFB 锅炉调试中存在的问题探讨 摘 要 某公司自备热电站一台 CG 150/ MXI 循环流化床锅炉从 XX 年 7 月投入调试运行以来至 XX 年 12 月，锅炉出现结焦，运行负荷达不到设计要求，参数波动大参数稳定性差，同时冷渣器故障不能 正常运行，耐火浇注料脱落等造成12 / 20 停炉，给安全生产和文明生产带来极大影响；锅炉燃烧工况调整与冷态试验数据有一定偏差。经过对问题的认真分析，结合厂家意见和冷态试验数据，对存在的问题逐一进行解决，基本达到设计要求，实现正常运行。现将调试心得作简要介绍。 关键词：循环流化床锅炉 调试 结焦 浇筑料 前言 循环流化床锅炉的由来与发展 循环流化床锅炉的前身是沸腾炉，也称鼓泡床，它是德国人温克勒于 1921 年发明的。循环流化床锅炉真正成为具有工业使用价值是在五六十年代， 到现在为止，最具代表性的是芬兰奥 斯龙公司的循环流化床锅炉、德国鲁奇公司的循环流化床锅炉、美国巴特利的多固体循环流 化床锅炉及德国 BABCOCK 的循环流化床锅炉等，其中芬兰奥斯龙公司的循环流化床锅炉影响 较大。 六十年代末期，为了提高锅炉的燃烧效率，奥斯龙公司对运行风速为 3m/s 的鼓泡流化床锅炉采用了高温旋风分离器来实现细粉与烟气的分离，从而进行再循环。实验表明，燃烧 效率得到了很大提高。随后，奥斯龙公司在芬兰制造了第一台功率为 15MW 的商用循环流化床锅炉，当时燃料使用泥煤。现在，奥斯龙公司已经 生产了许多循环流化床锅炉，并实现了由小型向大型化发展。 13 / 20 循环流化床锅炉的特点 1）燃料适应性广 由于大量灰粒子的稳定循环，新加入循环流化床锅炉的燃料将只占床料的很小份额。由于循环流化床的特殊流体动力特性，使其中的质量和热量交换非常充分。这就为新加入燃料的预热、着火创造了十分有利的条件。而未燃尽的煤粒子通过多次循环既可增加其炉内停留时间又可多次参与床层中剧烈的质量和热量交换，十分有利于其燃尽。这就使循环流化床锅炉不仅可高效燃用烟煤、褐煤等易燃煤种，同样可高效燃用无烟煤等难燃 煤种，还可高效燃用各种低热值、高灰分或高水分的矸石、固体垃圾等废弃物 。 2）锅炉的截面热强度高 、效率高 同样由于流化床中剧烈的质量和热量交换，不仅使燃烧过程能在较小截面内完成，还使炉膛内床层和烟气流与水冷壁之间的传热效率也大大增加。这就使 循环流化床锅炉的炉膛截面和容积可小于同容量的链条炉，沸腾床锅炉甚至煤粉炉。由于锅炉具有循环分离装置，而且分离器的效率高达 99%以上，该流化床锅炉热效率也达到了 85%以上，燃烧效率在 98%以上。 3） 锅炉负荷调节范围宽 循环流化床锅炉中床料绝大部分是高温循环灰，这就为新加入燃料的迅速着火和燃烧提供了稳定的热源。因而14 / 20 循环流化床锅炉的负荷可以很低，如额定负荷的 30%左右，无需辅助的液体燃料，也不会发生煤粉炉难于保持正常燃烧甚至熄火的情况。 由于同样原因， 循环流化床锅炉能够适应负荷的快速变化。从国内循环流化床锅炉用户的运行情况来看，在 30-110%负荷范围内运行，汽温、汽压均能保持在正常范围。 4）可以通过向炉内添加石灰石进行脱硫 可利用脱硫剂进行炉内高效脱硫是循环流化床锅的突出优点。常用的脱 硫剂是石灰石。通常循环流化床锅炉的床温保持在 800-1000oC 之间，过高可能因床内产生焦、渣块而破坏正常流化工况，过低则难以保证必要的燃烧温度。而这一区间正是脱硫反应效率最高的温度区间。因而在适当的钙硫比和石灰石粒度下，可获得高达 80%-90%的脱硫率。同样由于较低的燃烧温度，加以分级送风，使循环流化床锅炉燃烧时产生的氮氧化物也远低于煤粉炉。这样，燃煤循环流化床锅炉的二氧化硫和氮氧化物排放量都远低于不加烟气脱硫的煤粉炉，可轻易地控制到低于标准允许排放量的水平，符合环保要求，属于清洁燃烧技术。 5） 易于实现灰渣综合利用 循环流化床燃烧过程属于低温燃烧，同时炉内优良的燃尽条件使得锅炉的灰渣含碳量低，灰渣活性好，可作为水泥的掺和料或建筑材料，同时低温烧透也有利于灰渣中稀15 / 20 有金属的提取 。 2.四川锅炉厂 150T/H 流化床锅炉简介 四川锅炉厂生产的 CG 150/ MXI 循环流化床锅炉系单锅筒横置式自然循环、“水冷旋风分离器”中间布置、膜式壁炉膛前吊后支、全钢架型结构、室外布置、床下点火锅炉。锅炉构架采用钢结构，焊接成一个整体，整台锅炉均由搁置在构架顶部的大板梁悬吊 ，锅炉运转层标高为 7 米。锅炉的竖井烟道自上而下布置了高温过热器、低温过热器、中级省煤器、下级省煤器、上级空气预热 毕业设计任务书 平直翅片管传热与阻力特性的数值研究 毕业设计要求及原始数据： 1、毕业设计要求： 了解强化传热技术的发展、平直翅片管强化传热的机理及此换热设备在实际中 的应用； 了解翅片管换热与阻力性能研究进程及国内外研究发展现状； 了解用数值方法研究翅片管换热问题的优越性并掌握数值解法的基本原 理； 初步掌握 GAMBIT 软件构建三维模型、划分网格、使用 Fluent 软件数值求解并 16 / 20 对实验数据后处理分析的基本方法； 初步培养严谨的科研素质和独立工作的能力。 2、原始数据： 平直翅片管式换热器在空调制冷、电子器件散热设备中最为常见。通常管子以叉排和顺排两种方式排列，且流动换热在不同结构通道内各不相同，其流场与温度场可用周期性的流动与换热模型进行模拟，具体问题如下： 流体横掠平直翅片管管束，管内外流体形成交叉流动，由于管束通道结构 的对称性，计算区域的物理模型取整个宽度的一半、间距的一半来进行，横向尺寸由管间中分面和管子中心纵剖面界定，高度由翅片厚度中分面及翅片间距中分面来界定。所以，本文仅取一个单元周期区域研究即可。假设流动介质为不可压缩空气，物性参数为常数，忽略重力影响，流动为三维、稳态的层流且已进入周期性充分发展段。翅片管基本尺寸保持翅片厚度为，管径 10cm，翅片间距为，管排纵向间距为 22mm，横向间距为 16mm。空气物性参数为： ?1225kgm3， ?10-5kgm?s， Cp?K， ?K，管外壁面温度恒定 ： Tw?318K。 计算区域结构示意图 毕业设计主要内容： 通过对富氧燃烧技术的认识，了解该技术对节能、减排、降耗的适用性；并从技术、经济两方面研究该技术对17 / 20 电站锅炉的影响，能够提出解决一些问题的方案或者建议。 第一部分 绪论 第二部分 平直翅片管换热流动模型建立与分析 该部分主要分析了平直翅片管通道的流动特点，描述了本文所研 究对象的构建及计算区域的选取，并讨论了相关参数的计算方法及模 型计算定解条件的确定。 第三部分 平直翅片管数值模拟及 CFD 简介 该部分主要介绍了数值传热学理论及常用数值解法，并分析实验 法、分析法和数值解法各自的优势；描述了 CFD 理论思想基本概况、 利用 GAMBIT 对计算区域离散的方法及 FLUENT 数值算法的选取。 第四部分 翅片管数值计算结果及分析 该部分主要针对不同结构尺寸的平直翅片管数值模拟的结果进行显示、并对数据整理，分析其各因素对 翅片管换热与阻力特性的影响。 第五部分 结论 学生应交出的设计文件： 毕业设计一份 18 / 20 主要参考文献： 1. 李祥华，宋光强几种新型换热器的特点及使用状况对比 J化肥工业 2001， 9： 78-80 2. 刘卫华百叶窗型和波形管片式换热器性能实验研究 J石油化工高等学校学报 1996， 9 ： 49-53 3. 孟继安基于场协同理论的纵向涡强化换热技术及其应用 D北京：清华大学航天航空学 院， XX， 1-5 4. 陶文铨计算流体力学与传热学 M西安：西安交通大学出版社： 1991 4-7 5. 康海军，李妩，李慧珍等平直翅片管换热器传热与阻力特性的实验研究 J西安交通大学 学报 1994， 28： 91-98 6. 柳飞，何国庚多排数翅片管空冷器风阻特性的数值模拟 J制冷与空调 XX， 4： 30-33 7. 宋富强，屈治国，何雅玲等低速下空气横掠翅片管换热规律的数值模拟 J西安交通大学 学报 2002， 36： 899-902 8. 徐百平，江楠等平直翅片 管翅式换热器减阻强化传热数值模拟 J石油炼制与化工 XX， 9： 45-49 19 / 20 9. 屈治国，何雅玲，陶文铨平直开缝翅片传热特性的三维数值模拟及场协同原理分析 J工 程热物理学报 XX， 5： 826-829 10. 刘建，魏文建，丁国良翅片管式换热器换热与压降特性的实验