【正文】 J I A N G S U U N I V E R S I T Y JIANGSU UNIVERSITY 熱動(dòng)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 煤粉爐設(shè)計(jì) 所屬學(xué)院： 能動(dòng)學(xué)院 學(xué)生班級(jí)： 熱能0901班 姓名姓名： 郭楠 姓名學(xué)號(hào)： 3090202024 指導(dǎo)老師： 張敏 摘要：工業(yè)鍋爐作為國(guó)內(nèi)主要的熱能動(dòng)力設(shè)備，一直是研究的重點(diǎn)。對(duì)于容量超過35t/h的鍋爐，人們常常采用煤粉爐。煤粉爐的設(shè)計(jì)自然是最重要的。130t/h煤粉爐的設(shè)計(jì)對(duì)此有一定的意義。在設(shè)計(jì)過程中，先對(duì)煤粉爐進(jìn)行了調(diào)研，翻閱了一些國(guó)外資料，對(duì)鍋爐進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，熱力計(jì)算和校核計(jì)算等。在計(jì)算過程中，首先大致上確定鍋爐的大體結(jié)構(gòu)，再進(jìn)行輔助計(jì)算，得到煙氣焓溫表，然后進(jìn)行爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，熱力計(jì)算，再對(duì)水冷壁排渣管進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，熱力計(jì)算，對(duì)過熱器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，熱力計(jì)算，再對(duì)省煤器空氣預(yù)熱器進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行校核計(jì)算，最終得到了一套設(shè)計(jì)方案。煤粉爐作為重要的熱能動(dòng)力設(shè)備，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用甚廣，應(yīng)更加關(guān)注它的優(yōu)化。 關(guān)鍵詞：煤粉爐；熱力計(jì)算；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Abstract: As a major thermal power equipment, industrial boiler has been the focus of the study. For the capacity of boiler more than 35t/h, people often use pulverized coal. The design of pulverized coal is naturally the most important thing. The design of 130t/h pulverized coal is significant to it. During the design process, firstly some research were done to pulverized coal, secondly I read some books from abroad, at last I did the structural design , thermal calculation and calculation check of pulverized coal. During the calculation process, firstly I determined the general structure of boiler. Secondly I did supporting calculations to receive the temperature of the flue gas enthalpy table. Thirdly I did structural design, thermal calculation of furnace. Fourthly I did structural design, thermal calculation of the water wall and the sullage pipe. Fifthly I did structural design, thermal calculation of superheater. Sixthly I did structural design, thermal calculation of economizer and air preheater. Then I did the checking calculation, Finally I got a set design. As an important thermal power equipment, Pulverized coal is widely used in industry. We should pay more attention to its optimization.Keywords: pulverized coal。 thermodynamic calculation。 structural design目錄第一章緒論 111 鍋爐重要性 112 鍋爐型式簡(jiǎn)介 113 煤粉爐簡(jiǎn)介 1第二章 輔助計(jì)算 2 3 4第三章 燃燒室設(shè)計(jì)及傳熱計(jì)算 10 10 14 17 18第四章 凝渣管設(shè)計(jì)及傳熱計(jì)算 22 22 24第五章 過熱器設(shè)計(jì)及傳熱計(jì)算 26（高溫）過熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 26（高溫）過熱器傳熱計(jì)算 30（低溫）過熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 35（低溫）過熱器傳熱計(jì)算 36第六章 上級(jí)省煤器和空氣預(yù)熱器設(shè)計(jì)及傳熱計(jì)算 40 40 42 44 45第七章 下級(jí)省煤器和空氣預(yù)熱器設(shè)計(jì)及傳熱計(jì)算 48 48 50 52 54第八章空氣動(dòng)力計(jì)算 56附錄 63結(jié)語 67參考文獻(xiàn) 68致謝 70第一章緒論11 鍋爐重要性 鍋爐是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要的供應(yīng)蒸汽的設(shè)備。電力，機(jī)械，冶金，化工，紡織，造紙，食品等工業(yè)都需要大量蒸汽。但各種工業(yè)規(guī)模不同，因此所需要供應(yīng)蒸汽的鍋爐的容量，蒸汽參數(shù)，結(jié)構(gòu)，性能也不相同。 現(xiàn)代電力工業(yè)是規(guī)模巨大，發(fā)展迅速的先行工業(yè)。電站鍋爐一般容量巨大，蒸汽參數(shù)(壓力，溫度)高，要求性能好，是火力發(fā)電站中的主要設(shè)備之一。我國(guó)已能設(shè)計(jì)，制造，運(yùn)行容量巨大的，每小時(shí)蒸發(fā)量達(dá)到2000t/h的，發(fā)電量達(dá)600MWe的巨型電站鍋爐。 除電力工業(yè)外，化工，紡織等工業(yè)規(guī)模也比較大，有既供電又供熱的自備電廠，也稱為電熱聯(lián)產(chǎn)電站。 小型工業(yè)鍋爐所需的鍋爐容量較小，參數(shù)較低，這種鍋爐稱為工業(yè)鍋爐。由于容量較小，工業(yè)鍋爐在結(jié)構(gòu)上，燃燒方法上與電站鍋爐相差很多。12 鍋爐型式簡(jiǎn)介 現(xiàn)代鍋爐的形式很多，不論是從蒸發(fā)受熱面中工質(zhì)流動(dòng)的方式，或是從燃燒方式來分，都可以分成不同的類型。 從蒸發(fā)受熱面中水的流動(dòng)方式來說，除了自然循環(huán)外，一種是在下降管上裝設(shè)循環(huán)泵，用泵的壓頭來使蒸發(fā)受熱面中的水循環(huán)，稱為強(qiáng)制循環(huán)。采用這種循環(huán)方式的鍋爐稱為強(qiáng)制循環(huán)鍋爐。 有的鍋爐沒有鍋筒，給水從省煤器進(jìn)入鍋爐，流經(jīng)蒸發(fā)受熱面，再經(jīng)過過熱器后流出，成為所要求的壓力和溫度的蒸汽。這種沒有水循環(huán)的鍋爐稱為直流鍋爐。 鍋爐所用燃燒方式也因燃料不同，鍋爐容量不同而有差異。懟氣體及液體燃料來說，都采用懸浮燃燒，也稱室燃。對(duì)固體燃料煤而言，在鍋爐容量小時(shí)，多采用層燃，就是將煤塊放在爐排上成層的燃燒，在鍋爐容量大時(shí)，多把煤磨成煤粉懸浮燃燒，這樣的鍋爐稱為煤粉爐。近年來流化床燃燒技術(shù)發(fā)展很快，已開始在電站鍋爐中采用。13 煤粉爐簡(jiǎn)介 煤粉爐是燃煤電站鍋爐最常采用的燃燒方式。根據(jù)排渣方式，它又可以分固體及液態(tài)排渣兩種，其中以固體排渣通用最廣，只有在煤的灰熔點(diǎn)過低時(shí)才采用液態(tài)排渣。 一般在鍋爐容量高于10kg/s（35t/h）時(shí)才采用煤粉爐。世界上最大的煤粉爐發(fā)電容量大1300MWe。我國(guó)制造的煤粉爐已達(dá)600MWe。不過煤粉爐也能用于小型鍋爐，我國(guó)也有多年運(yùn)行7kg/s（25t/h）及更小的煤粉爐的經(jīng)驗(yàn)，與鏈條爐相比，小型煤粉爐的缺點(diǎn)是能耗高，養(yǎng)護(hù)困難。 液體排渣煤粉爐因能燒灰熔點(diǎn)低，揮發(fā)分含量低的煤而得到較高的燃燒效率，而且所排液態(tài)渣在水淬后能用做建筑材料。其主要缺點(diǎn)是在運(yùn)行中它對(duì)煤的灰熔點(diǎn)及高溫下灰的黏度比較敏感，有時(shí)排渣困難。此外，在運(yùn)行不當(dāng)時(shí)會(huì)有析鐵，火側(cè)腐蝕等事故發(fā)生；由于燃燒溫度高，有時(shí)生成的氧化氮較多，污染環(huán)境，因此近年來采用者逐漸減少。第二章 輔助計(jì)算設(shè)計(jì)任務(wù)1) 鍋爐額定蒸汽量：（130t/h）2) 蒸汽參數(shù)：1. 汽包內(nèi)蒸汽壓力：。2. 過熱器出口汽壓力：。3. 過熱器出口蒸汽溫度：450℃。3) 給水溫度：170℃。4) 給水壓力：。5) 排污率：。6) 排煙溫度：℃。7) 預(yù)熱空氣溫度：trk=370℃。8) 冷空氣溫度：tlk=30℃。9) 空氣中含水蒸汽量：d=10g/kg。燃料特性燃料名稱：焦作無煙煤煤的收到基成分： 碳Car=%。 氫Har=%。 氧Oar=%。 氮Nar=%。 硫Sar=%。 灰分Aar=%。 水分Mar=%。煤的干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf=%?；胰埸c(diǎn)特性： DT=1310℃； ST=1370℃； FT=1420℃；煤的可磨度：Kkm=。煤的收到基低位發(fā)熱量：Qar，net，p=22880kJ/kg。采用單鍋筒Ⅱ型布置，上升煙道為燃燒室及凝渣管。水平煙道布置兩級(jí)懸掛對(duì)流過熱器，垂直下行煙道布置兩級(jí)省煤器及兩級(jí)管式空氣預(yù)熱器。整個(gè)爐膛全部布滿水冷壁，爐膛出口凝渣管簇由鍋爐后墻水冷壁延伸而成，在爐膛出口出采用由后墻水冷壁延伸構(gòu)成的折焰角，以使煙氣更好的充滿爐膛，采用光管水冷壁。 對(duì)流過熱器分兩級(jí)布置，由懸掛式蛇形管束組成，在兩級(jí)之間有鍋爐自制冷凝水噴水減溫裝置，由進(jìn)入鍋爐的給水來冷卻飽和蒸汽制成凝結(jié)水，回收凝結(jié)放熱量后再進(jìn)入省煤器。 省煤器和空氣預(yù)熱器采用兩級(jí)配合布置，以節(jié)省受熱面，減少鋼材消耗量。 鍋爐采用四根集中下降管，分別供水給12組水冷壁系統(tǒng)。燃燒方式采用四角布置的直流燃燒器。根據(jù)煤的特性選用鋼球滾筒式磨煤機(jī)儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)。 煤完全燃燒（）時(shí)理論空氣量及燃燒產(chǎn)物容積計(jì)算（以1kg燃料為基準(zhǔn)） CarHarOarNarSarAarMar7Qar，net，p22880理論空氣容積 =（+）+ =三原子氣體容積 =（+） = m3/kg理論氮?dú)馊莘e =+ = m3/kg理論水蒸氣容積 =+7+ = m3/kg理論煙氣容積 =++ = m3/kg煙氣中飛灰質(zhì)量濃度 = =(代表飛灰中純灰份額，查鍋爐原理及計(jì)算可得)煤的折算灰分 =10000 =煙道各處過量空氣系數(shù)，各受熱面漏風(fēng)系數(shù)符號(hào)大小 m3/kg m3/kg m3/kg m3/kgkg/kg漏風(fēng)系數(shù)（查鍋爐原理及計(jì)算可得） 爐膛及凝渣管第二級(jí)過熱器第一級(jí)過熱器上級(jí)省煤器上級(jí)空氣預(yù)熱器下級(jí)省煤器下級(jí)空氣預(yù)熱器漏風(fēng)系數(shù) 出口處過量空氣系數(shù) 即入口過量空氣系數(shù)及漏風(fēng)系數(shù)之和。 （查表得） 第二級(jí)過熱器=+= 第一級(jí)過熱器=+= 上級(jí)省煤器=+= 上級(jí)空氣預(yù)熱器=+= 下級(jí)省煤器=+= 下級(jí)空氣預(yù)熱器=+= 平均過量空氣系數(shù) 爐膛及凝渣管=（+）= 第二級(jí)過熱器=（+）= 第一級(jí)過熱器=（+）= 上級(jí)省煤器=（+）= 上級(jí)空氣預(yù)熱器=（+）= 下級(jí)省煤器=（+）= 下級(jí)空氣預(yù)熱器=（+）= 水蒸氣容積 +（）= +（）= +（）= +（）= +（）= +（）= +（）= 煙氣總?cè)莘e +（）= +（）= +（）= +（）= +（）= +（）= +（）=水蒸氣容積份額 三原子氣體容積份額 爐膛及凝渣管= 第二級(jí)過熱器= 上級(jí)省煤器= 上級(jí)空氣預(yù)熱器= 下級(jí)省煤器= 下級(jí)空氣預(yù)熱器=三原子氣體總?cè)莘e份額∑= 爐膛及凝渣管∑== 第二級(jí)過熱器∑== 第一級(jí)過熱器∑== 上級(jí)省煤器∑== 上級(jí)空氣預(yù)熱器∑== 下級(jí)省煤器∑== 下級(jí)空氣預(yù)熱器∑==煙氣質(zhì)量 爐膛及凝渣管= 第二級(jí)過熱器= 第一級(jí)過熱器= 上級(jí)省煤器= 上級(jí)空氣預(yù)熱器=