【正文】 力的%才可以維持床層穩(wěn)定運(yùn)行。其結(jié)構(gòu)見圖21。圖21 布風(fēng)板及風(fēng)帽 分離器旋風(fēng)分離器是循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)的核心部件。它實(shí)現(xiàn)了 鍋爐的灰平衡和熱平衡，保證爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定與高效。分離器的設(shè)計(jì)和、布置關(guān)系到鍋爐的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。本鍋爐采用高溫旋風(fēng)分離器。因?yàn)楦邷匦L(fēng)分離器技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，分離效率高。 介紹 旋風(fēng)分離器是一種控制循環(huán)流化床固體循環(huán)速率的重要組成部分。是鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵[13]。 工作原理傳統(tǒng)的旋風(fēng)分離器由進(jìn)氣管、排氣管、下料管及圓錐形的筒體組成。含塵氣流以一定的速度與筒體成切線方向作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使粉塵顆粒在離心力的作用下飛向筒體內(nèi)壁，然后沿內(nèi)壁滑落并從下料管排至返料器。然而氣體和固體細(xì)小固體顆粒向上旋流經(jīng)排氣管排出，從而使粉塵顆粒從氣相物料中分離出來，達(dá)到氣固分離的目的[14]。 特點(diǎn)旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝方便，投資少； 屬靜態(tài)設(shè)備，操作維護(hù)容易； 性能穩(wěn)定，操作彈性大； 不受氣體種類、氣體中固體顆粒濃度以及溫度、壓力的限制，應(yīng)用范圍非常廣 [15]。該分離器內(nèi)直徑D0為6000mm，筒體高h(yuǎn)為5500mm，總高度H為12000mm，排灰口直徑D0為1100mm，分離器入口高度a為3000mm，分離器入口寬度b為1000mm，排氣管內(nèi)直徑De為2000mm，排氣管插入深度hc 為2300mm，排氣管總長度L為4000mm。分離器從內(nèi)到外分別是耐火層、保溫層、鋼外殼。總壁厚300mm。其結(jié)構(gòu)見圖22。圖22 旋風(fēng)分離器 對(duì)流受熱面設(shè)計(jì)高溫分離器接著連接尾部對(duì)流煙道，布置有過熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器。在高溫與低溫過熱器之間，布置有噴水減溫器，使過熱蒸汽溫度在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)波動(dòng)。過熱器之后，布置有省煤器，省煤器出口煙溫比給水溫度高為適宜，使省煤器和空氣預(yù)熱器之間達(dá)到最佳吸熱比?？諝忸A(yù)熱器，通常為管式，以減少漏風(fēng)，煙氣速度一般取。過熱器和省煤器，無須使用吹灰器。這意味著它們的灰粘污系數(shù)比煤粉爐中低[18]。 過熱器從鍋筒出來的飽和蒸汽，經(jīng)過過熱器被加熱到額定過熱溫度送入汽輪機(jī)。過熱器分成兩級(jí) 布置在尾部豎井煙道中，低溫過熱器布置在煙氣較低部分，逆流布置，材料為20鋼；高溫過熱器布置在煙氣的高溫部分，順流布置，以降低溫壓，避免過熱損壞，材料為20鋼。蒸汽從頂棚管出來后經(jīng)低溫過熱器進(jìn)口集箱進(jìn)入低溫過熱器，出低溫級(jí)出口集箱后進(jìn)入自制冷凝水噴水減溫器（圖上未畫出），調(diào)節(jié)汽溫后，進(jìn)入高溫過熱器，最后經(jīng)過高溫級(jí)出口集箱進(jìn)入蒸汽總管被輸往汽輪機(jī)利用。高溫過熱器管子規(guī)格，雙管圈，順列布置，橫向節(jié)距110mm，縱向平均節(jié)距110mm，橫向管排數(shù)45排，縱向管排數(shù)20排。低溫過熱器管子規(guī)格，雙管圈，順列布置，橫向節(jié)距95mm，縱向平均節(jié)距90mm，橫向管排數(shù)45排，縱向管排數(shù)30排。其結(jié)構(gòu)見圖23和圖24，具體尺寸見鍋爐總圖。 圖23高溫過熱器圖24 低溫過熱器省煤器用于加熱鍋爐給水，降低排煙溫度，提高煙氣利用率，節(jié)約燃料消耗量。中壓鍋爐采用鋼管式省煤器。省煤器聯(lián)箱布置在側(cè)墻，采用單面進(jìn)水方式。管子規(guī)格為的無縫鋼管，錯(cuò)列布置，橫向節(jié)距90mm，縱向節(jié)距60mm，橫向管排數(shù)41/42排，縱向管排數(shù)35排， m2。其結(jié)構(gòu)見圖25，具體尺寸見鍋爐總圖。圖25 省煤器 空氣預(yù)熱器本鍋爐采用管式空氣預(yù)熱器，單極布置，有兩個(gè)管組，每個(gè)管組由三個(gè)并列管箱組成， 上、下流程分別由4550根長3000mm，鋼管組成，錯(cuò)列布置，橫向節(jié)距65mm，縱向節(jié)距40mm，上、下流程間隔800mm，空氣預(yù)熱器總高度6800mm?？諝庠诠芡鈾M向沖刷，煙氣在管內(nèi)自上而下流動(dòng)，空氣兩次交叉流動(dòng)后由熱空氣管道進(jìn)入爐膛。其結(jié)構(gòu)見圖26。 圖26 空氣預(yù)熱器表42管子特性名稱管徑厚度節(jié)距排列及氣流流向符號(hào)橫向縱向管子排列方式煙氣沖刷方式煙氣與工質(zhì)流向單位mmmmmm水冷壁100高溫過熱器110110順列橫向交叉流低溫過熱器9590順列橫向交叉流省煤器9060錯(cuò)列橫向交叉流空氣預(yù)熱器6540錯(cuò)列縱向交叉流 循環(huán)流化床鍋爐排放控制 燃煤循環(huán)流化床鍋爐要對(duì)主要有碳?xì)浠衔锖头蹓m排放物作控制。SO2排放的控制 燃用煤中大部分含有硫分，硫會(huì)氧化成，成為煙氣成分之一。當(dāng)溫度在℃時(shí)，把石灰石加入爐床中，經(jīng)鍛燒后，形成CaO 其吸熱反應(yīng)如下： 固體CaO 與氣體和O2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成CaSO4，其放熱反應(yīng)如下：在流化床運(yùn)行溫度下為穩(wěn)定的化合物固體，可以從爐床中排出。 的排放控制循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)燃燒方式，可以抑制燃料型NOx生長?？刂埔淮物L(fēng)量小于理論燃燒空氣量，爐膛中部分段送入二次風(fēng)來實(shí)現(xiàn)，使燃料中氮在爐膛底部釋放出為，而不是燃料型。CO和碳?xì)浠衔锏呐欧趴刂? 循環(huán)流化床鍋爐，要獲得較高的燃燒效率，必須得減少煙氣中的可燃物、和碳?xì)浠衔铩＿@通過對(duì)合適給煤量、床溫、足夠爐膛停留時(shí)間、一、二次風(fēng)比、和合適二次風(fēng)系統(tǒng)，使得燃料充分混合而燃燒完全。 粉塵排放的控制為了滿足粉塵排放的控制要求，必須采用末級(jí)除塵器，通常為靜電除塵器和布袋除塵器。當(dāng)用石灰石脫硫時(shí)，一般采用布袋除塵器[19]。但因和會(huì)影響導(dǎo)電阻和電離勢(shì)，故不用石灰石脫硫時(shí)，一般采用靜電除塵[20]。 鋼架及平臺(tái)樓梯鍋爐鋼架為采用八根型鋼柱,通過頂板及連系梁承受鍋爐所有重量。柱腳與鋼筋混凝土基礎(chǔ)固接。 凡屬操作、檢修、測(cè)試門孔處及連通道均設(shè)有平臺(tái)和樓梯，平臺(tái)采用柵格結(jié)構(gòu)，固定支撐在鋼架上。 爐墻及保溫結(jié)構(gòu)燃燒室外部使用管上爐墻，有三層。第一層用超細(xì)玻璃棉壓實(shí)于模式水冷壁；第二層為珍珠巖磚；第三層為密封抹面。尾部煙道采用輕型板壁爐墻，第一層為耐火混凝土；第二層為保溫混凝土；第三層為絕熱層。在分離器、回送裝置、空氣預(yù)熱器、汽水及灰管道外側(cè)均設(shè)有硅酸鈣或巖棉組成的保溫層。 鍋爐閥門儀表及管道鍋爐為單母管給水，給水經(jīng)給水操作臺(tái)進(jìn)入省煤器入口集箱，給水由一條主管路及一條旁路組成。正常運(yùn)行時(shí)使用主管路自動(dòng)調(diào)節(jié)，升火啟動(dòng)及低負(fù)荷時(shí)使用旁路手動(dòng)調(diào)節(jié)。在鍋筒上裝有2只， 過熱器集汽集箱上裝有一只彈簧安全閥，在過熱器集汽集箱出口裝有電動(dòng)主汽閥，其它水位表排污、加藥、取樣等表計(jì)和閥門均按常規(guī)設(shè)置。 本章小結(jié)本次設(shè)計(jì)的題目是135噸/小時(shí)循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)，本章首先對(duì)鍋爐的整體概況進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，并結(jié)合設(shè)計(jì)題目，列出鍋爐規(guī)范，燃料特性，管子特性，以及主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)選題作了方案論證，并簡(jiǎn)要介紹了鍋筒及爐內(nèi)設(shè)備，水冷壁，燃燒設(shè)備，過熱器，省煤器，空氣預(yù)熱器，鋼架，平臺(tái)，扶梯，爐墻以及閥門儀表。5 135t/h CFBB 熱力計(jì)算在本次循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)中，所做的熱力計(jì)算的步驟如下： 根據(jù)燃料特性和空氣過剩系數(shù)及各段煙道的漏風(fēng)系數(shù)，計(jì)算出空氣量、煙氣量及煙氣焓。 鍋爐的各項(xiàng)熱損失計(jì)算。氣體、固體不完全燃燒熱損失和一次風(fēng)率根據(jù)表查得。 煙氣特性計(jì)算。根據(jù)上級(jí)的數(shù)據(jù)分別計(jì)算出稀相區(qū)、過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器的空氣過剩系數(shù)，水蒸氣和煙氣的體積，各氣體的分壓力和飛灰的各項(xiàng)參數(shù)。 煙氣焓溫表計(jì)算。根據(jù)三原子氣體、氮?dú)?，水蒸氣、煙氣和空氣的體積計(jì)算出各自的焓值。再計(jì)算出稀相區(qū)、過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器的實(shí)際煙氣量。 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算。鍋爐的輸入熱量 ，確定鍋爐的總熱損失和鍋爐效率，最后計(jì)算出鍋爐的輸出熱量和計(jì)算煤耗量等項(xiàng)目的計(jì)算。 爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。確定爐膛的截面積和體積計(jì)算出爐膛的高，最后計(jì)算出爐墻的面積。 稀相區(qū)的傳熱計(jì)算。由進(jìn)入稀相區(qū)的熱量、稀相區(qū)的煙速等，最后由稀相區(qū)的煙氣焓確定稀相區(qū)的溫度。 過熱器的熱力計(jì)算。由過熱器的水蒸氣和煙氣的焓值知，確定煙氣的放熱量和水蒸汽的吸熱量，根據(jù)過熱器的結(jié)構(gòu)尺寸最終確定過熱器的傳熱面積。 省煤器的熱力計(jì)算。由省煤器的給水和煙氣的焓值知，確定煙氣的放熱量和給水的吸熱量，根據(jù)省煤器的結(jié)構(gòu)尺寸最終確定省煤器的傳熱面積。 空氣預(yù)熱器的傳熱計(jì)算。由空氣預(yù)熱器的送風(fēng)和煙氣的焓值知，確定煙氣的放熱量和空氣的吸熱量，根據(jù)空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)尺寸最終確定空氣預(yù)熱器的傳熱面積。1 熱力計(jì)算匯總表6 煙氣側(cè)阻力計(jì)算 爐膛真空度根據(jù)平衡通風(fēng)情況給出的爐膛出口負(fù)壓取值范圍為2030 Pa，在此取爐膛真空度 Pa。 旋風(fēng)分離器阻力計(jì)算。進(jìn)口煙道阻力計(jì)算包括煙氣加速突變損失、灰粒加速突變損失、煙氣加速漸變損失、灰粒加速漸變損失和進(jìn)口煙道沿程阻力損失等的計(jì)算。本體阻力計(jì)算包括通體摩擦阻力、煙氣返程阻力、煙氣壓縮損失和導(dǎo)渦管煙氣沿程阻力損失等。出口煙道阻力計(jì)算包括平面彎頭阻力損失、出口煙道煙氣擴(kuò)張損失、水平彎頭阻力損失和煙氣加速突變損失等計(jì)算。 煙道轉(zhuǎn)向室阻力計(jì)算。根據(jù)煙道煙氣溫度、密度、進(jìn)出口截面積等確定它的動(dòng)壓頭，從而確定煙道轉(zhuǎn)向室阻力。 過熱器阻力計(jì)算。根據(jù)煙氣溫度、密度、流速和管子的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算出過熱器的阻力=。 省煤器阻力計(jì)算。根據(jù)省煤器側(cè)煙氣溫度、密度、流速、原始阻力等進(jìn)而求得省煤器阻力。 空氣預(yù)熱器阻力計(jì)算。依據(jù)空氣預(yù)熱器側(cè)的煙氣溫度、流速、密度和空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)尺寸等確定其的阻力。 最后確定除塵器阻力計(jì)算、煙囪阻力計(jì)算、煙氣側(cè)自生通風(fēng)力計(jì)算、鍋爐煙氣側(cè)煙總流阻。7 空氣側(cè)阻力計(jì)算 冷風(fēng)道阻力計(jì)算 按實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，取進(jìn)口冷風(fēng)道阻力=400 Pa 空氣預(yù)熱器阻力計(jì)算 。 空氣沖刷錯(cuò)列管簇阻力由空氣的溫度、流速和原始阻力等獲得 空氣預(yù)熱器空氣側(cè)自身通風(fēng)力計(jì)算由熱空氣、冷空氣溫度和密度，煙氣密度等計(jì)算所得。 熱風(fēng)道阻力假定為=200Pa 爐膛風(fēng)室壓力計(jì)算由配風(fēng)裝置上料層阻力計(jì)算和配風(fēng)裝置阻力計(jì)算組成。 爐膛風(fēng)室壓力為布風(fēng)板阻力加料層阻力，即整個(gè)床層阻力。=+=。 爐膛空氣進(jìn)口處真空度計(jì)算=20+31=鍋爐空氣側(cè)總流阻計(jì)算=+++=。8 風(fēng)機(jī)的選擇 循環(huán)流化床鍋爐依靠引風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)一起維持爐膛內(nèi)及其部分的正常壓力，只有各部分壓力環(huán)境正常，鍋爐才能得到正常運(yùn)轉(zhuǎn)。所以，選擇風(fēng)機(jī)型號(hào)是非常重要的。在選擇風(fēng)機(jī)前要計(jì)算鍋爐各部分的阻力計(jì)算，上面我們已經(jīng)將鍋爐的各部分阻力計(jì)算完畢，但是在風(fēng)機(jī)選型中依然需要注意以下幾點(diǎn)：鍋爐的風(fēng)機(jī)宜單爐配置；單爐配置風(fēng)機(jī)時(shí)，風(fēng)量富余量為 10% ，風(fēng)壓富余量宜為 20% ；集中配置風(fēng)機(jī)時(shí)，送、引風(fēng)機(jī)均不少于兩臺(tái)，其中各有一臺(tái)備用，并應(yīng) 使風(fēng)機(jī)并聯(lián)使用；應(yīng)選用高效、節(jié)能和低噪聲風(fēng)機(jī)；應(yīng)使風(fēng)機(jī)常年運(yùn)行中處于較高的效率范圍。通過計(jì)算本次設(shè)計(jì)選擇的引風(fēng)機(jī)型號(hào)型號(hào)為： 27 D；送風(fēng)機(jī)型號(hào)： 22 D 由風(fēng)機(jī)型號(hào)參照表查得9 計(jì)算說明書見附表10 風(fēng)機(jī)型號(hào)參照表見附表結(jié) 論 由于個(gè)人水平有限，此次設(shè)計(jì)中難免有不懂之處。但是經(jīng)過此次設(shè)計(jì)，一定程度上掌握了鍋爐的一般設(shè)計(jì)計(jì)算方法，加強(qiáng)了理論知識(shí)與實(shí)踐的結(jié)合，為以后走向工作崗位奠定了基礎(chǔ)。在這篇論文中，基于任務(wù)書所給定的參數(shù)以及一些經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，做了如下工作：首先對(duì)鍋爐的整體布置進(jìn)行了論證，選定了適合的結(jié)構(gòu)方案；然后對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行了熱力計(jì)算，以確定各個(gè)部位的具體結(jié)構(gòu)尺寸：根據(jù)尺寸繪制了精確的鍋爐總圖、水系統(tǒng)圖、省煤器圖、煙風(fēng)系統(tǒng)圖；對(duì)鍋爐的煙道和風(fēng)道進(jìn)行阻力計(jì)算，在此基礎(chǔ)上計(jì)算了所需要的引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)功率。參考文獻(xiàn)[1]趙果然。循環(huán)流化床鍋爐國內(nèi)外現(xiàn)狀概述[J].鍋爐制造,2009,(04):1921. 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