75吨时循环流化床蒸汽锅炉设计学士学位论文.doc

哈尔滨理工大学学士学位论文学士学位论文西昌地区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。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。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。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。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。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。关键词 循环流化床；锅炉设计；高温绝热旋风分离器Design of 75t/h circulating fluidized bed steam boiler for Xichang酽锕极額閉镇桧猪訣锥。AbstractThe 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.彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。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 computing are used in heating calculation. 謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。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.厦礴恳蹒骈時盡继價骚。Key words circulating fluidized bed; design of boiler; high temperature cyclone separator茕桢广鳓鯡选块网羈泪。Key words circulating fluidized bed; design of boiler; high temperature cyclone separatorKey words circulating fluidized bed; design of boiler; high temperature cyclone separator不要删除行尾的分节符，此行不会被打印鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。-III-目 录摘要IAbstractII第1章 绪 论6籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。1.1 循环流化床锅炉的发展历程与应用6預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。1.2 我国循环流化床锅炉的发展7渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。1.3 循环流化床锅炉的前景展望8铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。1.3.1 循环流化床高参数化-超临界化8擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。1.3.2 循环流化床调峰机组9贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。1.3.3 循环流化床热水锅炉9坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。第2章 锅炉的总体结构布置10蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。2.1 锅炉结构初步选定及其概述10買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。2.2 方案论证11綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。2.2.1 锅炉的总体布置11驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。2.2.2 气固分离器的选取12猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。2.2.3 炉膛结构的初步设计12锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。2.2.4 水冷壁及其炉墙形式的选取12構氽頑黉碩饨荠龈话骛。2.2.5 过热器与减温器的选取12輒峄陽檉簖疖網儂號泶。2.2.6 省煤器的选取13尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。2.2.7 空气预热器的选取13识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。2.2.8 西昌地区的煤种情况13凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。2.3 本章小结14恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。第3章 热力计算15鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。3.1 锅炉规范、辅助计算及热平衡计算15硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。3.1.1 基本参数15阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。3.1.2 煤种及燃料特性15氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。3.1.3 辅助计算15釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。3.2 各受热面的设计及其热力计算24怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。3.2.1 密相区埋管的设计及其传热计算24谚辞調担鈧谄动禪泻類。3.2.2 稀相区水冷壁的设计及其传热计算27嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。3.2.3 过热器的结构设计及其传热计算30熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。3.2.4 锅炉吸热量的受热面分配37鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。3.2.5 省煤器和空气预热器的结构设计及其传热计算38纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。3.3 热力计算结果汇总48颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。3.4 本章小结49濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。第4章 循环流化床锅炉主要部件的设计及计算50銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。4.1 高温绝热旋风分离器的设计计算50挤貼綬电麥结鈺贖哓类。4.1.1 分离器基本参数与尺寸的确定50赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。4.1.2 分离器的离心沉降速度的校验51塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。4.1.3 分离器的理论切割直径51裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。4.1.4 分离器中的烟气阻力计算51仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。4.2 U型返料器的设计与计算51绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。4.2.1 返料器尺寸的确定52骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。4.2.2 U型返料器送风量的计算52瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。4.3 布风板的设计53鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。4.3.1 花板的设计53栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。4.3.2 风帽54辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。4.3.3 耐火保护层55峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。4.4 炉膛开口55詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。4.4.1 给料口55则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。4.4.2 床层底部的排渣口55胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。4.4.3 循环物料进口55鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。4.4.4 二次风入口的设计55稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。4.5 本章小结55陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。第5章 强度计算57沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。5.1 锅筒强度校核计算57钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。5.1.1 锅筒筒体强度校核计算60懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。5.1.2 孔的加强计算60謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。5.2 下降管联箱的强度设计计算65呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。5.3 本章小结68莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。第6章 烟风阻力计算69麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。6.1 烟气侧流阻计算69納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。6.2 空气预热器空气侧流阻计算75風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。6.3 布风装置的空气侧阻力计算76灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹。6.4 引、送风机的选取76铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。6.5 本章小结77攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。结 论78趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。致 谢79夹覡闾辁駁档驀迁锬減。参考文献80视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。附录A 英文资料（原文）82偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。附录 英文资料（译文）101緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。-113 -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。疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。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&W公司为代表的采用塔式布置中温旋风分离循环流化床锅炉技术；以原芬兰Alhstrom公司为代表的燃烧室内布置翼形受热面的高温绝热旋风分离的循环流化床锅炉技术；以美国FW公司为代表的带有Intrex的汽冷旋风分离循环流化床锅炉技术和美国B&W公司采用简易分离的循环流化床锅炉技术。九十年代中期，又迅速崛起了由前Alhstrom公司开发出的冷却式方型分离紧凑式循环流化床锅炉技术。技术流派的演变是一个技术发展的过程。八十年代，由笨重易损的热旋风筒，进步到九十年代初的精巧耐用的汽冷旋风筒，进而到九十年代中开发出的冷却式方型分离紧凑式循环流化床锅炉又克服了汽冷旋风筒的生产成本问题，并为循环流化床锅炉最终回归到传统锅炉的简洁布置开创了道路；目前由Foster Wheeler 公司生产，安装于波兰的260MWe循环流化床锅炉即采用方形分离器技术。 镞锊过润启婭澗骆讕瀘。从容量上看，循环流化床锅炉也从热电用小中型低参数容量发展到高参数大型电站锅炉。目前世界上在运行的最大容量循环流化床锅炉为美国佛罗里达300MWe燃用石油焦的循环流化床锅炉。另有近十台200300 MWe循环流化床锅炉正在安装或制造。国外公司预计，目前的技术水平制造600MWe循环流化床锅炉是有把握的。榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。当前全世界（除中国外）100MWe以上循环流化床锅炉运行台约60台。其中已经投产运行的40余台。这些循环流化床锅炉主要在欧美，只有20左右在亚洲。单台连续运行最高记录为13个月，可用率达到98。循环流化床锅炉检验规程和安全规程已经列入美国的ASME标准，这是该技术成熟及标准化的重要标志。邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑。1.2 我国循环流化床锅炉的发展我国的循环流化床燃烧技术的来自于自主开发、国外引进、引进技术的消化吸收三个主要来源。上世纪八十年代以来，我国循环流化床锅炉数量和单台容量逐年增加。嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲。国内自主开发的主要研究单位为清华大学，中科院热物理研究所及西安热工研究院等。他们与锅炉厂结合，开发了从35t/h-440t/h 系列化国产循环流化床锅炉。以性能和价格优势将国外技术挤出了中国中小循环流化床锅炉市场。其中清华大学与哈尔滨锅炉厂刚刚完成的十五攻关国产化440t/h 再热超高压循环流化床锅炉（135MWe）示范工程于今年七月通过了科技部验收。这是目前国内在运行的最大容量循环流化床锅炉。同时，清华完成了世界首台135MWe再热循环流化床锅炉电厂仿真机，技术水平世界领先。清华大学与国内合作锅炉厂多年合作研究完成的循环流化床锅炉设计理论，设计导则，热力计算软件完全突破了国外对我国的技术封锁。该软件已经出口到日本，打破了多年来我国一直依赖进口循环流化床技术的局面。鉴于清华大学在循环流化床锅炉研究开发中的声誉，一些著名的国际公司，如ABB、法国EDF公司、石川岛播磨等与清华大学合作研究一些循环流化床燃烧技术中的难题。该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭。目前容量在400t/h级再热型循环流化床锅炉，国内已经基本掌握，进入了推广示范阶段。国产化670t/h (200MWe) 正在立项实施。劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙。我国曾多次引进国外循环流化床锅炉技术，并数次购买国外循环流化床锅炉产品，推动了中国循环流化床锅炉技术的发展。如电力部从芬兰Alhstrom公司购买的内江电厂410t/h炉;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。 臠龍讹驄桠业變墊罗蘄。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。鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞。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荷亚临界区具有自然循环性质，运行十分安全。穑釓虚绺滟鳗絲懷紓泺。我国是一个燃煤大国，在电力部门需要装备相对一批大型燃煤发电设备。常压循环流化床燃烧技术是已经为国际上公认的商业化程度最好的洁净煤技术，但在达到较高的供电效率方面并未具有明显的优越性。超临界CFB作为下一代CFB技术，由于可以得到较高的供电效率（比目前我国发电厂平均效率28高出12个百分点），脱硫成本比FGD低50以上，而投资最多与SPC+FGD持平，是一种适于在中国大量推广的燃煤发电技术。隶誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽。因此一些著名的循环流化床锅炉公司均非常关注这一方向。法国阿尔斯通和美国福斯特惠勒均投入大量人力物力开发大容量超临界参数循环流化床锅炉。特别是2003年三月Foster Wheeler 公司签订了世界上第一台，也是最大容量的460MWe 超临界循环流化床锅炉合同。它将安装在波兰南部Lagisza 电厂。浹繢腻叢着駕骠構砀湊。我国近年来流化床技术发展迅速。总运行台数已经超过了世界其他地区的所有循环流化床锅炉的总和。单台容量从75t/h（3.82MPa）发展到440t/h（13.7MPa）。国家发改委支持引进了300MWe亚临界循环流化床锅炉（17MPa）。因此我国应尽快开展超临界循环流化床锅炉的研究。趁国外超临界循环流化床锅炉相关专利及产品出现之前，形成我国的超临界循环流化床锅炉自主知识产权和相关专利，这样，可以摆脱过去的反复引进的被动局面，使我国循环流化床燃烧技术实现跨越式发展。鈀燭罚櫝箋礱颼畢韫粝。1.3.2 循环流化床调峰机组循环流化床锅炉已证明具有远高于煤粉炉的负荷调节特性。它可以在30MCR下稳定不投油运行。冷却型分离器循环流化床锅炉具有频繁调负荷的能力。因此，我国电网峰谷差逐年加大，调峰循环流化床锅炉是一个良好的解决方案。今后应加强调峰循环流化床锅炉的开发工作。惬執缉蘿绅颀阳灣熗鍵。1.3.3 循环流化床热水锅炉中国城镇社区的快速发展，对大容量供暖锅炉需求加大。这些燃煤锅炉的污染排放极难解决。燃用天然气从经济到资源方面均不宜大面积推广。循环流化床热水锅炉是一个良好选择。我国新开发的116MWth 循环流化床热水锅炉经石家庄市两年运行经验证明了该炉在节能，环保，可靠性方面的突出优势。可以作为今后的重点发展推广方向。贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐。第2章 锅炉的总体结构布置2.1 锅炉结构初步选定及其概述 循环流化床锅炉整体结构采用“M”型布置，即分离器布置于炉膛与尾部竖井烟道之间。在炉膛底部的密相区布置有多排竖直埋管，在密相区以上至炉膛顶部的四周竖直墙上布置有膜式水冷壁。从炉膛出口出来的含尘烟气经过布置在炉膛与尾部烟道之间的两级高温绝热旋风分离器后。其中的固体颗粒被分离，烟气进入竖直烟道进而冲刷布置其中的对流受热面，在竖直烟道至上而下依次布置有高温对流过热器、低温对流过热器、上级省煤器、上级空气预热器、下级省煤器、下级空气预热器。嚌鲭级厨胀鑲铟礦毁蕲。在炉膛底部布风板以上约2m处的前后墙上分别开有给料口和循环灰料的入口。循环流化床锅炉的炉膛横截面呈正方形状，为了均匀的配给二次风。在密相区与稀相区的交界处，亦即炉膛底部倾斜墙的上方，开有两排，共十六个二次风口，均匀分布于四周的炉墙上。这同时有利于二次风在炉膛内有足够的穿透深度。薊镔竖牍熒浹醬籬铃騫。布置于烟道上的卧式流过热器采用分两级布置，在两级过热器之间设有锅炉自制冷凝水喷水减温器，由进入锅炉的给水来冷却饱和蒸汽制成凝结水，回收凝结放热量后再进入省煤器。省煤器和空气预热器采用两级交错配合布置，以节省受热面，减少钢材消耗量。齡践砚语蜗铸转絹攤濼。锅炉汽泡的正方布置四根集中下降管，分别供水给12组水冷壁系统。汽包内部装设汽水旋风分离器、二次分离用百叶窗分离器。绅薮疮颧訝标販繯轅赛。由于循环流化床锅炉的炉膛高度要大于普通的煤粉炉锅炉，因此采用轻而薄的管上炉墙，炉墙通过吊装结构挂在膜式水冷壁上。这样的结构既节省了钢材，又节省了炉墙上的耐火材料，同时又减轻了锅炉与构架的重量采用管上炉墙。另外，这样的结构还具有良好的密封性能，漏风系数小，不容易结渣等优点。因此采用管外炉墙与膜式水冷壁1。饪箩狞屬诺釙诬苧径凛。锅炉总体布置见图2-1。图2-1：锅炉总体结构布置图2.2 方案论证 2.2.1 锅炉的总体布置锅炉的总体布置既与锅炉的参数、容量有关，也和锅炉用的燃料的性质等因素有关。根据任务书所给的锅炉容量为20.83kg/s(75t/h)，属于中容量循环流化床电站锅炉，总体布置采用常用的M形布置，这样虽然锅炉的整体高度较大，但占地面积较小，布置以及检修尾部受热面都比较方便，且有较好的燃烧效率1。烴毙潜籬賢擔視蠶贲粵。2.2.2 气固分离器的选取高温旋风分离器是一种常用的气固分离装置，这种分离器相对于惯性分离器而言，具有较高的分离效率，对于循环流化床来说更为适用。目前的循环流化床锅炉多采用这种分离器。另外，相对于汽（水）冷结构的高温旋风分离器而言，在目前，由耐火材料制成的高温绝热旋风分离器已经具有了较为成熟的设计方法。因此采用这种气固分离较为合适5 8。 鋝岂涛軌跃轮莳講嫗键。2.2.3 炉膛结构的初步设计锅炉设计的初期必须对炉膛的基本尺寸进行设计，这些初步设计主要包括炉膛高度，横截面形状，炉深，炉宽以及炉膛下部收缩部分尺寸的确定。这些设计需要综合考虑锅炉制造和运行时的一系列因素。设计时初步选定的锅炉截面热负荷和容积热负荷，由此可以确定锅炉的横截面积以及炉膛的整体高度。再取炉膛的深宽比为1：1，这样有利于二次风在炉内的均匀分布和在炉内的穿透力度。炉膛下部收缩部分的尺寸根据初步选定的铺角以及一次风高度确定5 8。撷伪氢鱧轍幂聹諛詼庞。2.2.4 水冷壁及其炉墙形式的选取循环流化床锅炉的燃烧方式决定了它较通常的煤粉炉来说，具有较大的高度。本次设计的锅炉为75t/h的蒸汽锅炉，在目前的电站锅炉行业已经属于是小容量锅炉，但是其高度仍然较大。为了尽量减轻锅炉的重量和方便锅炉的安装，本次设计的水冷壁采用膜式水冷壁，炉膛的炉墙采用轻而薄的管上炉墙，通过吊装结构挂在水冷壁上。这样便减轻了锅炉及其构架的重量。与此同时可以提高炉膛的密封性能，减少了炉膛的漏风，而且水冷壁不容结渣，也节省了炉墙上的耐火材料。踪飯梦掺钓貞绫賁发蘄。2.2.5 过热器与减温器的选取过热器的工作任务是把锅炉所产生的饱和蒸汽过热到一定温度，同时在锅炉允许的负荷波动（一般是60%70%负荷到100%负荷）范围内以及工况变化（如燃料水分变化，过量空气量变化）时保持过热蒸汽温度正常，其波动范围保持在一般规定的10以内。过热器根据它所采用的传热方式分为对流过热器、半辐射过热器及辐射过热器三种。对流过热器是放在炉膛外面对流烟道里的过热器，主要以对流传热方式吸收流过它的烟气的热量，常用于低参数及中参数锅炉中。半辐射过热器也称屏式过热器，一般放在炉膛上部出口附近，它既吸收炉膛中火焰的辐射热，又以对流方式吸收流过它的烟气的热量。辐射过热器是放在炉顶或炉墙上的过热器，它基本上只吸收炉膛里火焰和烟气的辐射热，常应用于高参数锅炉1 4。婭鑠机职銦夾簣軒蚀骞。因本次设计的锅炉属中容量锅炉，所以采用两级对流过热器较为合理。减温器的作用就是冷却蒸汽，使之温度降低，从而保护汽轮机及过热器的管壁不超温。减温器的形式有两种，第一种是面式减温器，其原理是将锅炉给水的一部分通过由管子组成的传热面的一侧，蒸汽通过另一侧，用给水来冷却蒸汽，可通过调节给水量来调节蒸汽温度。但这种调节温的方法所用面式减温器结构复杂，管子弯头有时会断裂、漏水，运行上不够安全可靠，同时由于减温器热容量大，调节汽温时汽温反应迟缓。第二种是喷水减温器，就是把水直接喷入蒸汽中以降低其温度。这种减温器结构简单，运行可靠，反应又快，因此目前采用较广14。譽諶掺铒锭试监鄺儕泻。所以在两级过热器之间采用喷水减温器进行减温。但喷水减温时，减温水的水质必须非常纯净，含杂质非常少，否则会使盐结在过热器管中，盐结的比较多时会使过热器受热面超温而烧坏。为此采用自制冷凝水减温方法来解决喷水减温所用水的问题。俦聹执償閏号燴鈿膽賾。2.2.6 省煤器的选取省煤器可分为两种：一种是铸铁省煤器，优点是不论水侧或烟气侧都不太怕腐蚀，缺点是太笨重、弯头及法兰多，材料本身也缺乏塑性、不能随冲击和高压，仅能用在压力低于2.2MPa的情况下。另一种是钢管省煤器，因其具有结构紧凑、造价低、能承受汽水冲击、能承受高压、运行可靠，固采用之14。缜電怅淺靓蠐浅錒鵬凜。2.2.7 空气预热器的选取空气预热器可分为回转式空气预热器和管式空气预热器：回转式空气预热器的优点是节省钢材、结构紧凑，节省场地，而且可以和锅炉尾部其他受热面分开布置，在布置上较方便，抗腐蚀性能好，因此在大型锅炉中常采用；缺点是结构复杂，制造机加工工作量大，对制造及安装要求比较高。管式空气预热器是在我国使用很广的一种空气预热器，烟气在管中纵向流动，空气在管外横向流动冲刷受热面，而且多制成“管箱”形式，使制造、运输、安装都非常方便23。骥擯帜褸饜兗椏長绛粤。因本次设计的锅炉属中、小型电站锅炉，应优先考虑制造、运输和安装的方便性，所以采用管式空气预热器。2.2.8 西昌地区的煤种情况 本次设计之前经过多方面调查以及资料收集和文献查阅表明，西昌地区属于常压地带，具有很大的含煤面积，共探明煤炭资源62亿吨，煤种以褐煤为主，约占41吨，占2/3，其余为瘦煤，焦煤，与少量无烟煤。因此本次设计的设计煤种为褐煤。设计时采用内蒙古扎赉诺尔的代表性褐煤。癱噴导閽骋艳捣靨骢鍵。2.3 本章小结本章根据给定的设计任务书，结合西昌地区的环境以及燃料情况，选定设计煤种；依据褐煤的燃料特性、以及所设计锅炉的吨位和蒸汽参数等给定值，初步选定了过热器、省煤器、空气预热器、水冷壁等受热面的型式和布置方式；因为燃烧方式为循环流化床燃烧，本次设计的锅炉受用最常用的“M”型布置。鑣鸽夺圆鯢齙慫餞離龐。第3章 热力计算3.1 锅炉规范、辅助计算及热平衡计算3.1.1 基本参数1锅炉额定蒸发量：20.83kg/s(75t/h)2过热器出口蒸汽压力：p=9.8MP3过热器出口蒸汽温度：t=4504给水温度：205给水压力：10.3MP6排污率： =5%7排烟温度：=1408冷空气温度：=303.1.2 煤种及燃料特性1燃料名称：褐煤（采用内蒙古扎赉诺尔的代表性褐煤）2煤的应用基成分：碳：=34.65%氢：=2.34%氧：=10.48%氮：=0.57%硫：=0.31%灰分：=17.02%水分：=34.63%3煤的干燥器无灰基挥发分：=9%4燃料低位发热量：=12288.3kJ/kg3.1.3 辅助计算1燃烧产物容积计算：煤完全燃烧（=1）时理论空气量及燃烧产物容积计算见表3-1（以1kg燃料为准）。表3-1 燃料产物的计算序号名称符号单位计算公式或来源结果1理论空容积Vokm3/kg3.36182三原子气体容积VRO2m3/kg0.64873理论氮气容积VoN2m3/kg2.66044理论蒸汽容积VoH2Om3/kg0.68925理论烟气容积Voym3/kg3.99832漏风系数烟道各各受热面的漏风系数及过量空气系数见表3-2： 表3-2 空气过量系数及各段烟道的漏风系数序号名称符号单位计算公式或来源结果1密相区出口处的名义过量空气系数查表5-221.12稀相区的漏风系数b.c查表5-220.13上级过热器漏风系数gr1查表5-220.034下级过热器漏风系数gr2查表5-220.035上级省煤器漏风系数sm1查表4-310.026下级省煤器漏风系数sm2查表4-310.027上级空预器漏风系数ky1查表4-310.038下级空预器漏风系数ky2查表4-310.033锅炉的各项热损失见表3-3：表3-3 锅炉的各项热损失序号名称符号单位计算公式或来源结果1气体不完全燃烧损失q3%查表5-220.52固体不完全燃烧损失q4%查表5-2233密相区出口处的气体不完全燃烧热损失q3bb%q3+2=2.52.54密相区内的燃烧份额选取0.55密相区内的固体不完全燃烧热损失q4bb%49.256一次风占总风量的比率x%查表5-22607密相区出口处的名义空气系数bb查表5-221.18密相区出口处的实际空气过剩系数bb1.2614烟气特性计算见表3-4：表3-4 烟气特性计算序号名称符号单位计算公式或来源密相区稀相区上过热器下过热器上省煤器下空预器下省煤器下空预器1. 1进口空气过剩系数/1.11.11.21.231.261.281.311.332. 2出口空气过剩系数/1.11.21.231.261.281.311.331.363. 3平均空气过剩系数ar/1.11.151.2151.2451.271.2951.321.3454. 4水蒸汽体积VH2Om3/kg0.69460.69730.70080.70250.70380.70540.70620.70795. 5干烟气体积Vgdm3/kg4.33454.50264.72114.82194.9064.98295.05735.15816. 6烟气体积Vgm3/kg5.02915.19995.42195.52445.60985.68835.76355.8667. 7二氧化物分压力rRO2/0.1290.12480.11960.11740.11560.1140.11260.11068. 8水蒸汽分压力rH2O/0.13810.13410.12930.12720.12550.12120.12250.12079. 9三原子气体分压力rR/0.26710.25890.24890.24460.24110.23520.23510.231310. 10烟气的重量Ggkg/kg5.65575.8756.16026.29186.40156.53316.59896.730511. 11各段烟气处飞灰份额fa/查表B5-2选3070%2 0.6512. 12飞灰含碳量C%查表B5-2(10%)28.013.底渣含碳量C%查表B5-2(2%)21.014.飞灰质量浓度kg/kg0.9060.8720.016640.016280.01600.01570.01550.015215.飞灰体积浓度kg/m30.18020.16770.003070.002950.002850.002760.002690.0025916.固体不完全燃烧损失q4%查表B5-2(26%)23.017.循环倍率R选取518. 18所需分离器分离效率%9819.烟气中飞灰的质量浓度Gfakg/kg0.11065烟气焓温表见表3-5：表3-5 空气烟气焓温表序号温度()=0.6487=206604=0.6892=+（KJ/kg） (KJ/m3)= . (KJ/kg) (KJ/m3)=. (KJ/kg) (KJ/m3)= . (KJ/kg)1100170.03110.3129.58344.73150.52103.74558.772200357.46231.88259.92691.49304.46209.831133.23300558.81362.5392.011042.9462.72318.911724.314400771.88500.72525.441397.88626.16431.552330.155500994.35645.03663.81765.97794.85547.812958.8166001224.66794.44804.122139.28968.88667.753601.4777001461.88948.32947.522520.781148.84791.784260.8888001704.881105.961093.62909.411334.4919.674935.0499001952.281266.441241.643303.261526.131051.815621.511010002203.51429.411391.73702.481722.91187.426319.31续表3-5=3.3618(m3/kg)=0.65； =17.02%；=8%； =3%； =98% (m3/kg)=. (m3/kg)(kJ/kg)分离器前：=.100. ./(100-).(100-q4)+n分离器后：=.100. ./(100-).(100-q4)+n.(1-)序号密相区稀相区上过热器下过热器上省煤器上空预器下省煤器下空预器1132.43445.282.6919.179.159.159.129.179.122266.36895.45173.2819.2219.1819.1819.1119.2219.133402.691353.76268.9529.8329.7729.7729.6729.8329.694541.761821.29367.7940.7940.7140.7140.5740.7940.65684.12299.81468.7351.9851.8951.8951.751.9851.756829.742789.42571.3663.3663.2563.2563.0263.6363.087978.323288.92675.773462.633462.674.9474.8174.8174.5474.9474.6181129.123795.88782.354008.744008.786.7686.6186.6186.2986.7686.3791282.324310.9891.454567.764567.898.8698.6898.6898.3398.8698.42101437.44832.251003.135140.885140.9111.25111.05111.05110.65111.25110.75续表3-5序号密相区稀相区上过热器下过热器上省煤器上空预器下省煤器下空预器bb =1.1bc=1.20gr1=1.23gr2=1.26sm1=1.28sm2=1.31ky1=1.33ky2=1.361692.6705.93714.84723.75737.12750.4221403.151429.971447.881474.681492.691519.4632133.192173.752200.722241.342268.5723