【正文】 排放量占到電廠總排放量的65%。　　%，水泥生產(chǎn)排塵占總量的70%。在水泥生產(chǎn)排塵中，地方水泥廠排塵占到80%，成為工業(yè)12塵的主要排放源。近年來，鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)發(fā)展迅速口1996年全國鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)污染源調(diào)查結(jié)果表明，1995年全國鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)二氧化硫、煙塵和工業(yè)粉塵排放量分別占當(dāng)年全國工業(yè)二氧化硫、%、%%。鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)污染物排放已成為我國環(huán)境污染的重要因素。以煤炭為主的能源消耗是大氣中顆粒物的主要來源。大氣中細(xì)顆粒物（直徑小于10微米）和超細(xì)顆粒物（）對人體健康最為有害，它們主要來自工業(yè)鍋爐和家庭煤爐所排放的煙塵。大氣中的二氧化硫和氮氧化物也大多來自這些排放源。工業(yè)鍋爐燃煤占我國煤炭消耗量的33％，由于其燃燒效率低，加之低煙囪排放，它們在近地面大氣污染中所占份額超過其在燃煤使用量中所占份額。由此可見，煤炭的燃燒利用可說是造成我國大氣污染的罪魁禍?zhǔn)?，對我國的環(huán)境條件造成了極大的破壞。在2004年4月15日舉行的“21世紀(jì)煤炭高層論壇”上，有關(guān)專家指出，21世紀(jì)煤炭仍將是我國的主要能源，煤炭工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中的重要地位不會改變。但是，煤炭燃燒利用帶來的危害的也不容忽視，而且，現(xiàn)在我國煤炭燃燒的利用率還很低，因此我國大力推動潔凈煤技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)煤炭的清潔、高效利用，從而減少污染、提高終端能源效率。 循環(huán)流化床鍋爐簡介 循環(huán)流化床流態(tài)化床料特點(diǎn)（1）床表面總保持水平，相當(dāng)于一個(gè)高溫蓄熱池。（2）床內(nèi)固體顆粒可像流體一樣從底部或側(cè)面孔口中排出。（3）床內(nèi)顆粒混合良好，加熱床層時(shí)，床層溫度基本均勻。 循環(huán)過程循環(huán)過程就是指氣固混合物通過高溫或中溫旋風(fēng)分離器，將分離出固體物料返回爐膛繼續(xù)燃燒的過程。 傳熱過程循環(huán)流化床由于爐膛內(nèi)部有高濃度的物料循環(huán)，傳熱狀況與煤粉爐不同。煤粉爐主要通過輻射的方式將燃料燃燒釋放的熱量傳遞給受熱面，而循環(huán)流化床傳熱既要考慮對流換熱的的影響，也要考慮輻射換熱的作用。循環(huán)流化床固體顆粒之間的頻繁碰撞加強(qiáng)了傳熱，氣體與固體以及固體顆粒間的傳熱系數(shù)很大，使得爐膛溫度表現(xiàn)出相當(dāng)程度的均一性。在爐膛底部的密相區(qū)，由于物料濃度很高，因此換熱方式以顆粒對流換熱為主。在爐膛上部的懸浮段朝向壁面的傳熱包括氣體的對流換熱，同體顆粒的導(dǎo)熱和氣固流體對受熱面的輻射換熱等形式。 影響顆粒傳熱的主要因素（1）流化風(fēng)速：流化風(fēng)速增加，氣體和固體之間擾動劇烈，碰撞增強(qiáng)，使顆粒傳熱系數(shù)增大。循環(huán)流化床的運(yùn)行風(fēng)速是一個(gè)重要參數(shù)，一般為4m/s～5m/s，風(fēng)速提高會使?fàn)t子更緊湊，截面熱負(fù)荷相應(yīng)增大，但風(fēng)速過高不僅使磨損加大，而且鍋爐造價(jià)增加，風(fēng)機(jī)功率，廠用電也增加。（2）顆粒粒徑：粒徑小，傳熱系數(shù)大。（3）顆粒濃度：顆粒濃度越高，相互間碰撞機(jī)會也越多，傳熱條件好。國外有的研究認(rèn)為循環(huán)流化床中傳熱系數(shù)與懸浮濃度平方根成正比。（4）循環(huán)倍率：循環(huán)倍率是反映爐內(nèi)顆粒濃度的重要參數(shù)，是指返送回爐膛的物料量與燃料量及脫硫劑量之比。循環(huán)倍率增加，返物料量增大，傳熱系數(shù)增大，爐內(nèi)傳熱大大改善，又節(jié)省受熱面。同時(shí)燃燒效率隨循環(huán)倍率的增加而增加，但提高循環(huán)倍率的同時(shí)增加了風(fēng)機(jī)電耗，從燃燒效率和動力消耗綜合考慮，增加循環(huán)倍率并不總是經(jīng)濟(jì)的。 循環(huán)流化床的技術(shù)特點(diǎn)（1）燃料適應(yīng)廣由于大量灰粒穩(wěn)定循環(huán)，新加入循環(huán)流化床的煤僅占床料很小份額。又由于循環(huán)流化床特殊流動動力特性，質(zhì)量和動量交換非常充分，為新加入燃料預(yù)熱著火創(chuàng)造十分有利的條件。而未燃盡的煤粒通過多次循環(huán)既可增加爐內(nèi)停留時(shí)間，又可多次參與床層中能量轉(zhuǎn)換，有利于燃盡，可高效穩(wěn)定燃燒3000kcal/kg～7000kcal/kg的煤，使循環(huán)流化床不僅可燃用高效煙煤、褐煤等易燃煤，又可燃用無煙煤等難燃煤種，還可高效燃用各種低熱值，高灰分或高水分的矸石，固體垃圾等。循環(huán)流化床煤燃燒效率達(dá)97﹪～99﹪，低溫?zé)傅奶匦允古懦龅臓t渣和循環(huán)灰?guī)缀鯚o含碳的成分，﹪,比我國目前工業(yè)鍋爐50﹪～60﹪的平均熱效率高很多。（2）截面熱強(qiáng)度高循環(huán)流化床使燃燒在較小截面內(nèi)完成，還使床層和煙氣流與水冷壁間傳熱效率大大增加。這使循環(huán)流化床爐膛截面積和容積可小于同容量的鏈條爐、煤粉爐。截面負(fù)荷主要影響爐膛高和爐膛截面積，一般循環(huán)流化床截面負(fù)荷為3WM/m2～6 WM /m2 。（3）污染物排放少可利用石灰石等脫硫劑進(jìn)行爐內(nèi)高效脫硫是循環(huán)流化床突出優(yōu)點(diǎn)。循環(huán)流化床850℃～900℃的燃料溫度配上分級送風(fēng)，使污染物的排放濃度可控制在200ppm以下，鏈條爐和煤粉爐不能實(shí)現(xiàn)，從而使循環(huán)流化床產(chǎn)生的氮氧化物也遠(yuǎn)低于煤粉爐和鏈條爐。（4）鍋爐負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)循環(huán)流化床的負(fù)荷可以很低。如額定負(fù)荷的30﹪左右無需輔助液體燃料，也不會發(fā)生煤粉爐難于保持正常燃燒甚至熄火的情況。（5）燃料制備系統(tǒng)簡單循環(huán)流化床無需煤粉爐復(fù)雜制粉系統(tǒng)，只需簡單的干燥及破碎裝置即可。 循環(huán)流化床應(yīng)用存在的問題（1）雖然循環(huán)流化床的燃燒效率較鼓泡流化床有較大提高，但除燃燒無煙煤等難燃煤種外，其飛灰含碳量仍略高于煤粉爐。（2）對固體顆粒分離設(shè)備的效率、耐高溫和耐磨性能要求較高，尤其燃用高灰燃料時(shí)分離器磨損問題尚待解決。（3）鍋爐系統(tǒng)的煙風(fēng)阻力較大，需要采用高壓鼓風(fēng)機(jī)，因此存在風(fēng)機(jī)電耗高，噪聲大等問題。（4）鍋爐受熱面磨損嚴(yán)重，因此，不得不犧牲流化床傳熱強(qiáng)烈的優(yōu)勢，鍋爐整體的金屬耗量并不比同容量的煤粉爐少。盡管如此，目前受熱面的安全運(yùn)行和壽命還無法與煤粉爐相比。（5）燃燒控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，鍋爐的運(yùn)行與常規(guī)煤粉爐有較大的不同，還未達(dá)到與常規(guī)煤粉爐相當(dāng)?shù)倪\(yùn)行和控制水平。選擇和使用循環(huán)流化床鍋爐自控系統(tǒng)要根據(jù)自己使用狀況量身定做，設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試要制定標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格把關(guān)，循環(huán)流化床能否經(jīng)濟(jì)運(yùn)行自控是關(guān)鍵。（6），通常在高溫火焰下被破壞，而流化床燃燒的低溫度水平有利于其形成，尤其在燃用煙煤時(shí)發(fā)生最高，如何解決這一問題亟待研究。 本章小結(jié)由于循環(huán)流化床鍋爐與煤粉爐和鏈條爐相比，在環(huán)保方面具有明顯的優(yōu)勢，使得其得到了廣泛的應(yīng)用，與此同時(shí)也取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。這一切都成為推動流化床技術(shù)發(fā)展的源源動力，使得流化床技術(shù)在幾十年間得到了飛速的發(fā)展。但是由于其流化機(jī)理、傳熱機(jī)理復(fù)雜，給研究帶來了很大的困難，同時(shí)也給致力于研究流化床技術(shù)的科研工作者巨大的機(jī)會。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的10t/h循環(huán)流化床鍋爐屬于小型工業(yè)鍋爐，在國內(nèi)應(yīng)用的比較少，主要是由于10t/h的鍋爐應(yīng)用流化床技術(shù)不容易實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)的過程中遇到了不少的困難，同時(shí)也對循環(huán)流化床的設(shè)計(jì)過程有了初步的了解，學(xué)到了很多的知識，收獲頗豐。第2章 鍋爐設(shè)計(jì)方案 鍋爐參數(shù) 鍋爐工作參數(shù)要求1）鍋爐蒸發(fā)量：10t/h2）工作壓力： 3）蒸汽溫度： ℃4）給水溫度： 105℃5）排煙溫度： 小于170℃ 煤種參數(shù)褐煤 ： =12280kj/kg Car=% Har=% Oar=% Nar=% Sar=% Aar=% Mar=% Vdaf=% 鍋爐的總體結(jié)構(gòu)方案本次設(shè)計(jì)的10t/h的循環(huán)流化床蒸汽鍋爐采用單鍋筒橫向布置，為自然循環(huán)鍋爐。本鍋筒的標(biāo)高為9700mm，爐寬為2350mm。深度為2000mm。本鍋爐采用的是鋼梁懸吊結(jié)構(gòu)，爐膛分為密相區(qū)和稀相區(qū)，因?yàn)槊芟鄥^(qū)有磨損，并且比較嚴(yán)重，所以沒有布置任何受熱面，在稀相區(qū)的四周布置了水冷壁。在前墻密相區(qū)出口處給煤，另外，為了更好的組織燃燒，在稀相區(qū)入口處布置二次風(fēng)，這樣既可以提高燃燒效率，又可以降低Nox的排放。由于爐膛出口處沒有布置鍋爐管束，不需要對鍋爐管束進(jìn)行沖刷，不布置折焰角，爐膛出口采用水平爐頂。在出口到分離器留有一定的距離，并且出口截面積逐漸縮小使煙氣更好的形成旋轉(zhuǎn)，并且更容易進(jìn)入從切向進(jìn)入分離器，達(dá)到分離的效果。在尾部煙道內(nèi)布置了三級省煤器，高溫級省煤器材料采用鋼管，低溫省煤器材料為鑄鐵，沒有布置空氣預(yù)熱器。 爐膛結(jié)構(gòu)及其中受熱面的布置2m的方形結(jié)構(gòu)，爐頂標(biāo)高為8m，爐膛分為密相區(qū)和稀相區(qū)，爐膛出口不布置折焰角。采用厚度為380mm的爐墻，其中保溫層厚度為230mm，耐火層厚度為120mm，保溫層和耐火層為30mm的空隙。為了減少爐膛密相區(qū)內(nèi)受熱面的磨損，在密相區(qū)內(nèi)不布置受熱面。在稀相區(qū)布置水冷壁，采用四周布置，其中水冷壁的管徑為60mm，s/，e/。，直接從爐頂引出。 旋風(fēng)分離器和回料裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為了滿足分離并返送物料的需求，本鍋爐沿寬度方向并排布置了兩個(gè)倒錐形的上排氣式旋風(fēng)分離器，此旋風(fēng)分離器的分離效率為95%,。旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，因?yàn)殄仩t寬度已定，故可以計(jì)算出旋風(fēng)分離器的外徑為1140mm，內(nèi)徑為900 mm，分離器的排煙管直徑為600 mm，分離器煙氣入口處的高度為1200 mm。分離器豎直段的高度為1900 mm，倒錐邊與水平面成60176。的夾角。分離器返料管的直徑為180 mm，與水平面的夾角為65176。，分離器返料口為密相區(qū)出口。圖1旋風(fēng)分離器 尾部煙道結(jié)構(gòu)以及其中受熱面的布置尾部煙道的煙深為2m，在布置鑄鐵省煤器段。煙道內(nèi)的爐墻與爐膛內(nèi)的爐墻結(jié)構(gòu)相同，前墻和后墻的保溫層與耐火層之間的間隙變?yōu)?0mm。省煤器分為鑄鐵式省煤器和鋼管式省煤器，鑄鐵省煤器的強(qiáng)度不高，只用于工作壓力低于4MPa的鍋爐中，同時(shí)鑄鐵性脆，不能承受沖擊，由于鑄鐵的耐腐蝕性好以及由于工藝要求，鑄鐵式省煤器具有較厚的管壁，常用于未經(jīng)除氧的小型鍋爐中，使其不致因內(nèi)外腐蝕而很快破壞。鑄鐵省煤器的缺點(diǎn)是：體積大，重量大，價(jià)格貴，而且因?yàn)檫B接的法蘭多，容易發(fā)生漏水現(xiàn)象，同時(shí)又較易堵灰，因此不常用。鋼管省煤器是現(xiàn)代鍋爐中最常用的一種，可用于任何壓力容量，任何形狀的煙道中。與鑄鐵式相比，鋼管式的優(yōu)點(diǎn)是：體積小，重量輕，價(jià)格低廉。在煙道內(nèi)布置了兩級鋼管省煤器和一級鑄鐵省煤器，兩級鋼管省煤器由一系列錯(cuò)列的蛇行管組成。其中鋼管的內(nèi)徑為42mm，橫向截距為90mm，縱向截距為80mm。，第一級省煤器為32列，第二級省煤器為16列。在各蛇行管進(jìn)口端口和出口端口，分別連接到進(jìn)口集箱和出口集箱。集箱布置在鍋爐的煙道外面。給水的引出和引入是由沿集箱長度均勻錯(cuò)列布置的管子來實(shí)現(xiàn)，管子和集箱采用焊接連接。由于省煤器中水速過低，為了提高水速，將每一級省煤器改成兩個(gè)流程。鑄鐵省煤器采用管長為2m，內(nèi)徑為60mm的標(biāo)準(zhǔn)件，橫向布置6排，縱向布置12列。為使水速滿足要求，采用單進(jìn)單出結(jié)構(gòu)。 鍋筒、集箱以及管道的結(jié)構(gòu)鍋爐采用單鍋筒橫向布置，鍋筒內(nèi)徑為1400mm，壁厚為20mm。在爐膛四周統(tǒng)一采用外徑為219mm，壁厚為10mm的集箱，前墻和后墻的集箱長度為2m。前墻與后墻只布置下集箱，兩側(cè)墻布置上、下集箱。尾部煙道采用外徑為159mm，壁厚為10mm的集箱。由于鋼管省煤器采用兩個(gè)流程。所有集箱都采用圓形封頭。鍋筒下降管以及蒸汽引出管采用外徑為133mm的管子。尾部煙道外的集箱連接管道采用89mm的管子，壁厚為4mm。 布風(fēng)板的結(jié)構(gòu)布風(fēng)板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理關(guān)系到流化床鍋爐是否可以穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。它的結(jié)構(gòu)應(yīng)該保證顆粒能夠均勻和穩(wěn)定的流化、床料磨損最小、床內(nèi)構(gòu)件或受熱面的磨損最輕、固體顆粒落入風(fēng)箱的量最小、運(yùn)行范圍內(nèi)節(jié)涌最小等，所以本鍋爐采用比較通用的風(fēng)帽型布風(fēng)裝置。在布風(fēng)板上布置179個(gè)風(fēng)帽，采用四邊形布置，每個(gè)風(fēng)帽上開6個(gè)小孔，每個(gè)小孔直徑為8mm，橫向孔間距為120mm，縱向孔間距為100mm。為使布風(fēng)板能夠承受床料的壓力，取用布風(fēng)板的厚度為30mm,鋼板上布置厚度為100mm的耐火材料。 給煤裝置以及二次風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)給煤裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)首先考慮若干燃料特性，如粒度分布、水分、揮發(fā)分。這些特性分別影響整個(gè)流化床燃燒特性。為確保流化床鍋爐連續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行，給煤系統(tǒng)必須運(yùn)行可靠，維修方便。給煤系統(tǒng)還應(yīng)有調(diào)速裝置，以滿足負(fù)荷調(diào)節(jié)的要求。使用床上拋煤機(jī)給煤方式米取代床下給煤，能將燃料拋撒到更大的床面面積上。因此本設(shè)計(jì)中的給煤裝置的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造和安裝均比較。在前墻布置有兩個(gè)給煤箱，通過播煤裝置，將煤均勻的布在布風(fēng)板上方，使燃料能更好的充分燃燒。二次風(fēng)的布置在密相區(qū)的出口處，風(fēng)口水平，二次風(fēng)起到攪拌和混合的作用，增加未燃盡的燃料在爐膛內(nèi)的停留時(shí)間，使燃料的盡可能燃盡，由于計(jì)算的燃料的消耗量大，并且在回料裝置也要送風(fēng)，所以二次風(fēng)占的份額為40%。 鍋爐的支撐以及樓梯的結(jié)構(gòu)鍋爐采用鋼架支撐，鋼架為兩塊槽鋼對接而成，為200200的結(jié)構(gòu)。水平面