【正文】 xxxx學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書65噸/時循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計與計算畢業(yè)論文 目 錄摘 要 IAbstract II目 錄 III第1章 緒論 1 第2章 鍋爐結(jié)構(gòu)與設(shè)計簡介 2 2 鍋爐基本特性 3 3 3 3 3 4 4 方案論證 4 鍋爐結(jié)構(gòu)簡介 6 6 6 7 9 9 10 10 10 11 本章小結(jié) 11 第3章 熱力計算 12 12 12 12 12 16 19 爐膛設(shè)計及傳熱計算 20 20 22 24 24 25 27 27 27 28 28 29 30 30 31 32 33 第4章 強(qiáng)度計算 34 34 35 35 36 37 37 38 39 39 結(jié) 論 40 參考文獻(xiàn) 41 致 謝 42 I 摘 要 I目 錄 III第1章 緒論 5 第2章 鍋爐結(jié)構(gòu)與設(shè)計簡介 2 在這種燃燒方式下，燃燒室密相區(qū)的溫度水平受到燃煤過程中的高溫結(jié)渣、低溫結(jié)焦和最佳脫硫溫度的限制，一般維持在850℃左右。這一溫度范圍也恰與最佳脫硫溫度吻合。由于循環(huán)流化床鍋爐較煤粉爐爐膛的溫度水平低的特點，帶來了低污染排放和避免燃煤過程中結(jié)渣等問題的優(yōu)越性。 鍋爐基本特性 2 第3章 熱力計算 12 爐膛設(shè)計及傳熱計算 20 第4章 強(qiáng)度計算 33 結(jié) 論 39 致 謝 42 參考文獻(xiàn) 41 千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行5 第1章 緒論隨著能源設(shè)備的發(fā)展和利用，特別是鍋爐這種將工質(zhì)加熱到一定的溫度和壓力的能源設(shè)備廣泛應(yīng)用，給環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。尤其是以煤為主要燃料的鍋爐燃燒排放出大量的灰渣、粉塵、二氧化硫和氮的氧化物等污染物，嚴(yán)重影響了生態(tài)環(huán)境。又由于煤、石油等化石燃料的不斷開采而日漸枯竭，人們一直在努力尋找一種高效、低污染的燃燒方式以解決以上兩個問題。循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的清潔燃燒技術(shù)，是解決燃燒煤而產(chǎn)生的污染問題的主要方法之一。此外，循環(huán)流化床燃燒還對不同性質(zhì)的燃煤適應(yīng)性強(qiáng)，適于燃燒低質(zhì)煤等特點。在煤含硫量高時，還可以在燃煤中加入石灰石，在燃燒中低成本脫硫。而不必架設(shè)投資巨大的煙氣脫硫設(shè)備。在循環(huán)流化床燃燒中，燃燒溫度很低，空氣又分級送入，燃燒中所產(chǎn)生的氮的氧化物很低，煤燃燒后所余下的灰渣活性強(qiáng)，便于生產(chǎn)水泥、制磚、化工等，用來綜合利用，它是沒有廢棄物的燃燒方法。循環(huán)流化床燃燒技術(shù)具有一些層燃和煤粉燃燒等常規(guī)燃煤技術(shù)所不具備的特點。最突出的特點是：燃燒溫度低，停留時間長，以及湍流混合強(qiáng)烈，這些優(yōu)點給流化床燃燒帶來一系列優(yōu)點。除以上所述優(yōu)點外，還具有燃燒強(qiáng)度大，床內(nèi)傳熱能力強(qiáng)，負(fù)荷調(diào)節(jié)性能強(qiáng)，易于操作和維護(hù)等優(yōu)點。由于上述諸多優(yōu)點使得循環(huán)流化床燃燒技術(shù)特別適合我國的國情，在較短的時間內(nèi)得到了迅速的發(fā)展和應(yīng)用。本次設(shè)計為65噸/小時循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計，無論是方案的選擇論證，爐膛的選擇，鍋爐的整體布置，尾部受熱面的型式和布置，分離器、回料器的設(shè)計等都經(jīng)過仔細(xì)衡量，力求合理。熱力計算，煙鳳祖力計算，強(qiáng)度計算的數(shù)據(jù)力求精確，使整個設(shè)計力求完美。由于水平有限，此次設(shè)計難免有錯誤之處，但是經(jīng)過此次設(shè)計，在一定程度掌握了鍋爐的一般設(shè)計計算方法，加強(qiáng)了理論知識與實踐的結(jié)合，為以后走向工作崗位奠定了基礎(chǔ)。 3 第2章 鍋爐結(jié)構(gòu)與設(shè)計簡介循環(huán)流化床燃煤鍋爐基于循環(huán)流態(tài)化的原理組織煤的燃燒過程，以攜帶燃料的大量高溫固體顆粒物料的循環(huán)燃料為重要特征。固體顆粒充滿整個爐膛，處于懸浮并強(qiáng)烈摻混的燃燒方式。但與常規(guī)煤粉爐中發(fā)生的單純懸浮燃燒過程相比，顆粒在循環(huán)流化床燃燒室內(nèi)的濃度遠(yuǎn)大于煤粉爐，并且存在顯著地顆粒成團(tuán)和床料的顆?；鼗?，顆粒與氣體間的相對速度大，這一點顯然與基于氣力輸送方式的煤粉懸浮燃燒過程完全不同。循環(huán)流化床鍋爐的燃燒與煙風(fēng)流程示意圖見圖1： 圖1 循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)燃燒與煙風(fēng)系統(tǒng)預(yù)熱后的一次風(fēng)（流化風(fēng)）經(jīng)風(fēng)室由爐膛底部穿過布風(fēng)板送入，使?fàn)t膛內(nèi)的物料處于快速流化狀態(tài)，燃料在充滿整個爐膛的惰性床料中燃燒。較細(xì)小的顆粒被氣流夾帶飛出爐膛，并由飛灰分離裝置分離收集，通過分離器下的回料管與飛灰回送器（返料器）送回爐膛循環(huán)燃燒；燃料在燃燒系統(tǒng)內(nèi)完成燃燒和高溫?zé)煔庀蚬べ|(zhì)的部分熱量傳遞過程。煙氣和未被分離器捕集的細(xì)顆粒排入尾部煙道，繼續(xù)與受熱面進(jìn)行對流換熱，最后排出鍋爐。在這種燃燒方式下，燃燒室密相區(qū)的溫度水平受到燃煤過程中的高溫結(jié)渣、低溫結(jié)焦和最佳脫硫溫度的限制，一般維持在850℃左右。這一溫度范圍也恰與最佳脫硫溫度吻合。由于循環(huán)流化床鍋爐較煤粉爐爐膛的溫度水平低的特點，帶來了低污染排放和避免燃煤過程中結(jié)渣等問題的優(yōu)越性。 鍋爐基本特性鍋爐規(guī)范見表21。表21 鍋爐規(guī)范型號額定蒸發(fā)量 過熱蒸汽壓力過熱蒸汽溫度給水溫度65t/h MPa450℃105℃燃料特性見表22。表22 燃料特性碳?xì)溲醯蛩只曳謸]發(fā)分低位發(fā)熱量符號數(shù)值13536KJ/Kg石灰石特性見表23。表23 石灰石特性特性含量含量水分灰分符號數(shù)值0管子特性見表24。表24 管子特性名稱管徑厚度節(jié)距排列及氣流流向符號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80高溫過熱器105110順列橫向交叉流低溫過熱器95順列橫向交叉流省煤器9060錯列橫向交叉流空氣預(yù)熱器6040錯列縱向交叉流下降管蒸汽引出管主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)見表25。表25 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 鍋爐效率,％　排煙溫度℃燃料耗 ㎏/s給水溫度 ℃140105 鍋爐基本尺寸見表26。表26 鍋爐尺寸爐膛寬度爐膛深度鍋筒中心高度鍋爐外形尺寸長寬高單位㎜㎜㎜㎜㎜㎜數(shù)值5620281035673238201256037400 方案論證本次設(shè)計的題目是65噸/小時循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計，屬水管式中壓自然循環(huán)鍋爐，應(yīng)以運(yùn)行的安全性和可靠性作為其首要特性設(shè)計準(zhǔn)則。而且在此前提下，充分發(fā)揮循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的一系列優(yōu)點，并且盡量避免或克服其本身存在的缺點，如鍋爐本身耗電量大，飛灰含炭量偏高，受熱面磨損及腐蝕嚴(yán)重等負(fù)面特性。因此在設(shè)計過程中，主要考慮的方面是爐膛內(nèi)著火的穩(wěn)定性及熱流密度的橫向均勻性，爐膛內(nèi)有足夠的傳熱量，煤的燃盡程度，合理的煙氣流速和排煙溫度，受熱面的磨損問題，分離器的分離效率、物料的平衡以及鍋爐的脫硫效率等。本鍋爐屬于小型中壓鍋爐，受熱面以蒸發(fā)受熱面為主，%。在尾部煙道中布置有吸熱量不多的過熱器、鋼管式省煤器和管式空氣預(yù)熱器，且過熱器兩級布置，%%?？諝忸A(yù)熱器用于預(yù)熱燃燒用的空氣，使得排煙溫度降低到合理的溫度值，減少排煙損失，提高鍋爐效率，減少燃料消耗量?！∮捎阱仩t容量不大，爐膛和尾部煙道中的受熱面已經(jīng)可以滿足鍋爐的吸熱要求，無需布置其他受熱面，并且為了獲得高的分離效率，因此鍋爐采用高溫旋風(fēng)分離器，而且不布置外置換熱器，整個鍋爐爐型采用M型布置。循環(huán)流化床鍋爐屬于室燃爐，爐膛設(shè)計中應(yīng)首先確定爐膛的截面熱負(fù)荷，其容積熱負(fù)荷在循環(huán)流化床鍋爐中沒有多大意義。而截面熱負(fù)荷選擇與運(yùn)行風(fēng)速的選擇是相關(guān)的。循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行風(fēng)速是一個很重要的參數(shù)，一般運(yùn)行風(fēng)速為410m/s，運(yùn)行風(fēng)速提高會使?fàn)t子更為緊湊，截面熱負(fù)荷相應(yīng)增大，同時爐膛高度增加，磨損增加，鍋爐造價，能耗都會增加。但運(yùn)行風(fēng)速過低則發(fā)揮不了流化床的優(yōu)點，因此對每種燃料都具有最佳運(yùn)行風(fēng)速。截面熱負(fù)荷一般在34MW/m2， W/m2。對于床溫得選擇，要考慮鍋爐結(jié)焦，燃燒效率，脫硫效率，NOx及N2O的排放量等問題，而且盡量避免煤中金屬升華。當(dāng)床溫升高時，NOx排放量上升；當(dāng)床溫高于860℃時，床溫升高，脫硫效率很快下降，而燃燒效率有所提高。因此床溫應(yīng)控制在850900℃左右，一般不超過900℃。對于本次設(shè)計，床溫取850℃。在設(shè)計中，鍋爐的排煙溫度和熱空氣溫度是首要和基本的。排煙溫度低時，鍋爐排煙熱損失減少，熱效率提高；但會使得受熱面煙氣側(cè)與工質(zhì)側(cè)的溫差降低，增加金屬耗量。同時，排煙溫度過低，會使煙氣中的硫酸蒸汽低于受熱面壁溫，引起受熱面低溫腐蝕。%，鍋爐容量65t/h，排煙溫度選取為140℃。熱空氣溫度的選擇主要應(yīng)保證燃料在鍋爐內(nèi)迅速著火。熱空氣溫度過高對強(qiáng)化燃燒沒有太大幫助，只要燃料能穩(wěn)定燃燒，熱空氣溫度不必太高，%，較易著火 ，熱空氣溫度選取為200℃。過量空氣系數(shù)對循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行影響較大，如果選擇過小，則燃料不能充分燃燒，使機(jī)械部完全燃燒損失增加；如果選擇過大，會增加排煙熱損失。，因此，在本次設(shè)計中。在循環(huán)流化床鍋爐燃燒過程中，為降低NOx的排放和降低風(fēng)機(jī)的能耗，將燃燒用空氣分成一、二次風(fēng)送入爐內(nèi)。二次風(fēng)率過大，對脫硝和降低能耗有利，一次風(fēng)率過低，不能保證密相區(qū)顆粒正常流化，而且大顆粒燃料無法燃盡。在此次設(shè)計中，一、二次風(fēng)配比為1:1，二次風(fēng)單層送入，風(fēng)速為3050m/s。爐膛的尺寸主要包括爐膛的長、寬、高及截面收縮形式。爐膛橫截面積在流化風(fēng)速確定后已經(jīng)確定，長寬比主要考慮二次風(fēng)在爐內(nèi)的穿透能力，深度一把不超過8m，長寬比在1:1至2:1都是正確的，對于本鍋爐爐膛長寬比取2:1。爐膛高度在保證細(xì)粉燃盡度、蒸發(fā)受熱面需求、返料機(jī)構(gòu)料腿足夠靜壓頭以及鍋爐設(shè)計壓力下足夠自然循環(huán)的前提下，盡可能降低爐膛高度，以減少鍋爐造價。由于空氣分一、二次風(fēng)送入，為保證二次風(fēng)口以下的流化風(fēng)速，爐膛下部區(qū)域采用錐形擴(kuò)口，擴(kuò)口角度為。由于爐膛下部風(fēng)速較高，磨損嚴(yán)重，且為保證燃料穩(wěn)定著火，在布風(fēng)板至二次風(fēng)入口處敷設(shè)一定厚度的防磨耐火材料。鍋爐采用干式出灰，灰的排放有三個途經(jīng)，一是通過密相區(qū)底部的排渣管，經(jīng)水冷螺旋出渣機(jī)排放。二是通過分離器下部的灰冷卻器排放。三是作為飛灰被除塵器收集排放。 鍋爐結(jié)構(gòu)簡介本鍋爐鍋爐為室內(nèi)(外)布置，由前部及尾部兩個豎井煙道組成。前部豎井為懸吊結(jié)構(gòu)，爐膛由膜式水冷壁組成，自下而上依次為一次風(fēng)室、濃相床、懸浮段、蒸發(fā)管。尾部豎井采用支承結(jié)構(gòu)，布置有高溫過熱器，低溫過熱器，鋼管式省煤器及管式空氣預(yù)熱器，兩豎井之間由兩個并列的旋風(fēng)分離器相連通，分離器下部接回送裝置及灰冷卻器。燃燒室及分離器內(nèi)部均設(shè)有防磨內(nèi)襯，前部豎井采用敷管爐墻，后部豎井采用輕型板壁爐墻，由八根型鋼柱承受鍋爐全部重量。當(dāng)屬于鍋爐以外的煙、風(fēng)、汽水管道要支撐在鍋爐構(gòu)架上時，必須按負(fù)荷的大小及負(fù)荷著力點的位置校核構(gòu)架強(qiáng)度，必要時另行加固。 內(nèi)徑1400㎜，壁厚42㎜