【正文】 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書燃氣鍋爐平衡及燃料消耗量設(shè)計畢業(yè)論文目錄摘要 1Abstract 2緒論 61燃氣鍋爐的特點 62燃氣鍋爐的現(xiàn)狀 83此次設(shè)計燃氣鍋爐的基本思路 9第一章 設(shè)計任務(wù)與燃料特性參數(shù) 10 10 10第二章鍋爐整體布置的確定 11 燃料燃燒計算 11 13 15 16 18 20 21 22 24 25 26 28 32 33 36 3739 42 43 45 46 49 50 52 5355第三章阻力計算 56第四章送引風(fēng)機計算 61 61 61第五章防爆措施 62第六章結(jié)論 63第七章參考文獻 64第八章附錄A 65第九章附錄B 73第十章附錄C93第十一章致謝信99 緒論燃氣鍋爐是一種以可燃氣體作為燃料的能源轉(zhuǎn)換設(shè)備，用以生產(chǎn)熱水或蒸汽，滿足工業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活的需要。本文主要介紹了燃氣鍋爐的優(yōu)越性、存在的問題、燃氣鍋爐的發(fā)展現(xiàn)狀。燃氣鍋爐以氣體作為燃料，燃料輸送方便，計量準(zhǔn)確，操控性好，燃氣鍋爐自動化控制程度高，運行管理工作量小。但是，氣體燃料存在爆炸的潛在危險，一旦燃氣泄漏，后果不堪設(shè)想。因此，對燃氣檢漏工作要求比較嚴(yán)格。國內(nèi)燃氣鍋爐發(fā)展比國外慢，但是目前國內(nèi)的生產(chǎn)廠家已能生產(chǎn)各種規(guī)格的燃氣鍋爐，只是國產(chǎn)燃燒器應(yīng)用較少 。鑒于目前的能源形勢，鍋爐的發(fā)展方向依然是高參數(shù)、大容量，以提高鍋爐的效率，達到節(jié)約能源的目的。燃氣鍋爐也不例外，高參數(shù)、大容量，也是其發(fā)展方向。但是，燃油燃氣資源短缺，也在一定程度上制約了燃氣鍋爐的發(fā)展。本文介紹了此次設(shè)計的基本思路，通過一個具體實例敘述了設(shè)計的全過程。鍋爐設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，在此過程中，幾乎涉及了所學(xué)的各門專業(yè)課，用到了工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、燃燒學(xué)、鍋爐設(shè)計、機械設(shè)計、工程圖學(xué)等專業(yè)課的知識。通過設(shè)計，既是對所學(xué)課程的鞏固，也對設(shè)計工作有了一定的了解，知道如何去做一項工作。大體概括為：接受任務(wù)書，查閱相關(guān)資料，熟悉整體設(shè)計過程，作相關(guān)設(shè)計計算，布置整體結(jié)構(gòu)，選取可以確定的標(biāo)準(zhǔn)件，工程圖繪制。這是我總結(jié)的一般設(shè)計思想。由于以前沒有從事過類似的工作，此次設(shè)計還存在相當(dāng)多的問題，請指導(dǎo)教師多加指點。，環(huán)境污染低: 、含硫量和含氮量均比煤中的含量低，燃燒后產(chǎn)生的煙氣中粉塵量極少，排放出的煙氣比較容易達到國家對燃燒設(shè)備所要求的標(biāo)準(zhǔn)。使用燃氣鍋爐可以大減輕對環(huán)境的污染。 ；由于煙氣污染小，對流管束不受腐蝕和結(jié)渣，傳熱效果好，燃氣燃燒產(chǎn)生大量三原子氣體（二氧化碳、水蒸氣等）的輻射能力較強，而且排煙溫度低，使其熱效率明顯提高。:，從而縮小爐膛體積。因不存在受熱面污染、結(jié)渣、磨損等問題，可選用較高的煙速，減小對流受熱面的尺寸。通過合理布置對流管束，使燃氣鍋爐較同容量燃煤鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、重量輕，設(shè)備投資明顯減少。，無需燃料儲存設(shè)備。在供給燃燒前也無需燃料加工制備設(shè)備，使系統(tǒng)大為簡化；同時也不需要配置吹灰器、除塵器、出渣設(shè)備和燃料烘干器等附屬設(shè)備，使系統(tǒng)大為簡化。，節(jié)省運輸費用、場地及勞動力。: ，在系統(tǒng)內(nèi)調(diào)節(jié)靈活，燃氣計量簡單準(zhǔn)確，便于燃氣供應(yīng)量的調(diào)節(jié)。，啟動快，又無燃料制備系統(tǒng)，可減少預(yù)備工作帶來的各種消耗，用電量低于燃煤鍋爐。，蒸汽消耗較少。4. 因燃氣中的雜質(zhì)較少，鍋爐不會發(fā)生高、低溫受熱面的腐蝕，鍋爐的連續(xù)運行周期長。:，因而需要維修保養(yǎng)的項目少，維修費用低。，因而不需要由此而更換受熱面的管件[1]。：天燃氣是一種易燃、易爆性氣體，它沒有顏色，雖有一定的氣味卻難以憑嗅覺及時發(fā)現(xiàn)。如果燃氣漏入停運的爐膛或空氣中，會引起爆炸。所以燃氣管路必須嚴(yán)格檢漏，爐膛內(nèi)要有必要的聯(lián)鎖保護控制系統(tǒng)，鍋爐房要有燃氣泄漏監(jiān)測報警裝置和通風(fēng)設(shè)備，采用防爆電器。鍋爐應(yīng)有嚴(yán)格的啟動順序控制系統(tǒng)，燃氣鍋爐在點火之前必須仔細吹掃爐膛和煙道，排除爐內(nèi)可能積存的可燃氣體。鍋爐燃燒器必須安裝熄火安全保護裝置，一但出現(xiàn)熄火現(xiàn)象，二次點火前也必須進行吹掃并按正常點火程序進行。另外，燃氣采用管道輸送，無備用燃料，一旦發(fā)生燃氣管道破裂等問題或燃氣壓力過低，便會造成停爐事故。隨著燃氣鍋爐的廣泛應(yīng)用和技術(shù)設(shè)備的日益完善，事故隱患正在逐漸降低，各種安全保護手段已能保證燃氣鍋爐的運行非?？煽俊Ｈ細忮仩t與燃煤鍋爐相比具有絕對優(yōu)勢，但從國內(nèi)外燃氣鍋爐的具體使用情況來看，還存在一定問題，必須加強防范。 ，爐膛內(nèi)要有必要的聯(lián)鎖保護控制系統(tǒng)，鍋爐房要有燃氣泄漏監(jiān)測報警裝置和通風(fēng)設(shè)備，采用防爆電器。 ，燃氣鍋爐在點火之前必須仔細吹掃爐膛和煙道，排除爐內(nèi)可能積存的可燃氣體。鍋爐燃燒器必須安裝熄火保護裝置，一但出現(xiàn)熄火現(xiàn)象，能及時實施保護措施。二次點火前也必須進行吹掃并按正常點火程序進行[2]。、進口燃氣鍋爐并存：目前國內(nèi)有五十多家燃氣鍋爐生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品品種規(guī)格齊全。，最高可達65t/h；、 MPa、 MPa、 MPa、 MPa、 MPa等六種；可生產(chǎn)飽和蒸汽、過熱蒸汽，溫度有250攝氏度、350攝氏度、400攝氏度、450攝氏度等幾種。，最高可達21 MW；壓力有常壓、 MPa、 MPa；供熱溫度有80攝氏度、95攝氏度、115攝氏度、130攝氏度等。我國燃氣鍋爐的產(chǎn)和質(zhì)量均能滿足國內(nèi)鍋爐房建設(shè)的需要，但是大部分鍋爐還是配用進口的燃燒器，配用國內(nèi)燃燒器的比例很小。進口燃氣鍋爐主要來自德國、美國、英國、瑞士、意大利、日本、韓國等幾個國家。與鍋爐配套的進口燃燒器有德國、美國、英國、法國、瑞典、意大利、日本、韓國等國家的幾十個品牌，其中應(yīng)用最多的是德國的威索牌燃燒器[3]。，燃氣鍋爐使用較少：目前的燃油燃氣鍋爐中，燃油鍋爐較多，燃氣鍋爐較少。主要有兩方面的原因妨礙燃氣鍋爐的應(yīng)用。一是天然氣的產(chǎn)量與需求量的矛盾，地區(qū)性氣源的制約成為燃氣鍋爐推廣的障礙。隨著我國“西氣東輸”工程的全面啟動以及國家能源政策向燃氣事業(yè)的傾斜，天然氣供應(yīng)量將進一步提高。二是燃氣鍋爐管網(wǎng)的鋪設(shè)成本比較高，也制約了燃氣鍋爐的應(yīng)用[4]。：如前所述，目前國內(nèi)生產(chǎn)的燃油燃氣鍋爐上的關(guān)鍵部件——燃燒器仍主要依賴進口。進口燃燒器的自控程度高，性能穩(wěn)定。國產(chǎn)的燃燒器性能不夠完善，自控程度有限，用戶信賴程度低。為此，建議我國鍋爐行業(yè)的有關(guān)專家應(yīng)對燃燒器進行深入細致的研究，加大對燃燒器的設(shè)計、生產(chǎn)技術(shù)力量，以提高鍋爐用燃燒器的國產(chǎn)化率[5]。首先根據(jù)燃料特性對燃料發(fā)熱量進行計算,根據(jù)設(shè)計任務(wù)書給定的鍋爐容量進行燃料消耗量計算,由特定類型的鍋爐的體積熱強度，確定鍋爐的體積。選定燃燒器。其次,假設(shè)爐膛出口溫度,并根據(jù)以前經(jīng)驗布置爐膛輻射受熱面,并對其進行校核計算,看其爐膛出口溫度是否滿足假定,如不滿足,則應(yīng)對爐膛內(nèi)的水冷壁受熱面進行修改,最終使?fàn)t膛出口溫度滿足條件。在爐膛出口溫度已定的條件下,可以對其后的對流受熱面進行設(shè)計計算。工質(zhì)在對流管束內(nèi)循環(huán),將飽和水加熱成飽和蒸汽,已知燃料特性和爐膛出口溫度,根據(jù)熱量平衡,煙氣的放熱量等于工質(zhì)的吸熱量,通過查煙氣焓溫表可以計算出對流管束的出口煙溫。在尾部煙道中依次布置過熱器,省煤器等對流受熱面,同樣根據(jù)熱平衡進行校核計算。已知過熱器進口煙溫和過熱器中的飽和蒸汽溫度過熱蒸汽溫度,根據(jù)經(jīng)驗，設(shè)計大概的結(jié)構(gòu)和受熱面積,對其進行校核,看是否滿足要求。如不滿足要求,應(yīng)對結(jié)構(gòu)和受熱面積進行修改,使過熱器出口煙溫滿足要求。已知過熱器的出口煙溫，即已知省煤器的進出口煙溫,根據(jù)給水溫度和已知的省煤器出水溫度,根據(jù)熱平衡設(shè)計出合理的受熱面積,使其滿足要求[6]。鍋爐的總體結(jié)構(gòu)已經(jīng)確定,可以計算出鍋爐總的吸熱量,已知燃料的發(fā)熱量,可以計算出鍋爐的熱效率,用計算出的熱效率與給定的熱效率進行比較,如果滿足誤差許可,鍋爐的結(jié)構(gòu)計算和熱力計算就算完成,下一步工作就是進行鍋爐結(jié)構(gòu)圖的繪制和輔助受熱面圖的繪制[7]。240t/h高壓燃高焦?fàn)t混合煤氣鍋爐第一章 設(shè)計資料及參數(shù) 鍋爐基本參數(shù)1）鍋爐蒸發(fā)量 240t/h2）給水溫度 215℃3）給水壓力 4）過熱蒸汽溫度 540℃5）過熱蒸汽壓力 6）周圍環(huán)境溫度 20℃7）排煙溫度假定值： 140℃8）熱空氣溫度假定值： 300℃9）汽包工作壓力： MPa 燃料特性：高焦?fàn)t混合煤氣（Q低溫=1400千卡/標(biāo)m3） 煤氣成分表項目 CH4 CmHn H2O H2 CO CO2 N2 O2 ∑含量% 第二章 鍋爐整體布置的確定 爐整體的外型——選Π型布置選擇Π形布置的理由如下：1．鍋爐排煙口在下方送、引風(fēng)機及除塵器等設(shè)備均可布置在地面，鍋爐結(jié)構(gòu)和廠房較低，煙囪也建在地面上；2．對流豎井中，煙氣下行流動便于清灰，具有自身除塵的能力；3．各受熱面易于布置成逆流的方式，以加強對流換熱；4．機爐之間的連接管道不長。在爐膛內(nèi)壁面，全部布置水冷壁受熱面，其他受熱面的布置主要受蒸汽參數(shù)、鍋爐容量和燃料性質(zhì)的影響。本鍋爐為高壓參數(shù)，汽化吸熱較多，加熱吸熱和過熱吸熱較少。為使?fàn)t膛出口煙溫降到要求的值，保護水平煙道的對流受熱面，在水平煙道內(nèi)布置高、低溫對流過熱器外，爐膛出口布置半輻射式的屏式過熱器。熱風(fēng)溫度要求高（t=300℃）采用雙級空氣預(yù)熱器、雙級省煤器的布置方式。1．過熱蒸汽系統(tǒng)的流程汽包→頂棚過熱器進口集箱→爐頂過熱器管束→頂棚過熱器出口集箱→對流過熱器進口集箱→對流過熱器管束→對流過熱器出口集箱→集汽集箱→汽輪機。2．水系統(tǒng)的流程給水→省煤器進口集箱→省煤器管束→省煤器出口集箱→后墻引出管→汽包→下降管→下聯(lián)箱→水冷壁→上聯(lián)箱→汽包。采用光管水冷壁，整個爐膛全部布滿水冷壁，在爐膛出口處由后墻的一部分水冷壁延伸構(gòu)成遮焰角，以使煙氣更好地充滿爐膛，其余水冷壁管延伸形成煙道。對流過熱器分兩級布置，由懸掛式蛇形管束組成。在屏式過熱器與高溫過熱器、。 省謀器和空氣預(yù)熱器采用兩級配合布置，以節(jié)省受熱面。減少鋼材消耗量。燃燒方式采用四角布置的旋流燃燒器。鍋爐本體結(jié)構(gòu)見圖I 1024輔助計算（1）燃燒產(chǎn)物容積計算煤完全燃燒（)時理論空氣量及燃燒產(chǎn)物容積計算見表I1(以l立方米燃料為準(zhǔn))。表I2初始數(shù)據(jù)序號名稱符號單位公式及計算結(jié)果1理論空氣容積Nm3/ Nm32三原子氣體容積Nm3/ Nm33理論氮氣容積Nm3/ Nm34理論水蒸氣客積Nm3/ Nm35理論煙氣容積Nm3/ Nm36飛灰中純灰份額0（2）空氣平衡及焓溫表 1）煙道各處過量空氣系數(shù)、各受熱面的漏風(fēng)系數(shù)及不同過量空氣系數(shù)下的燃燒產(chǎn)物的容積列于表I2中，爐膛出口處過量空氣系數(shù)按表2取。表I3名稱及公式符號單