【正文】 空氣預熱器和管式空氣預熱器：回轉式空氣預熱器的優(yōu)點是節(jié)省鋼材、結構緊湊，節(jié)省場地，而且可以和鍋爐尾部其他受熱面分開布置，在布置上較方便，抗腐蝕性能好，因此在大型鍋爐中常采用；缺點是結構復雜，制造機加工工作量大，對制造及安裝要求比較高。 因哈爾濱理工大學學士學位論文 14 此本次設計的設計煤種為褐煤。 哈爾濱理工大學學士學位論文 16 表 31 燃料產(chǎn)物的計算 序號 名稱 符號 單位 計算公式或來源 結果 1 理論空容 積 Vok m3/kg ararararK OH SCV )( ?? ?? 8 2 三原子氣 體容積 VRO2 m3/kg ) ( ar arRO S CV ?? 3 理論氮氣 容積 VoN2 m3/kg okarNO VNV 2 ?? 4 理論蒸汽 容積 VoH2O m3/kg arar MH 0 1 2 1 ? 5 理 論煙氣容積 Voy m3/kg 00222 OHNRO VVV ?? 2．漏風系數(shù) 煙道各各受熱面的漏風系數(shù)及過量空氣系數(shù) 見 表 32： 表 32 空氣過量系數(shù)及各段煙道的漏風系數(shù) 序號 名稱 符號 單位 計算公式或來源 結果 1 密相區(qū)出口處的名 義過量空氣系數(shù) α＂ ／ 查表 52[2] 2 稀相區(qū)的漏風系數(shù) ／ 查表 52[2] 3 上級過熱器漏風系 數(shù) Δαgr1 ／ 查表 52[2] 4 下級過熱器漏風系 數(shù) Δαgr2 ／ 查表 52[2] 5 上級省煤器漏風系 數(shù) Δαsm1 ／ 查表 43[1] 6 下級省煤器漏風系 數(shù) Δαsm2 ／ 查表 43[1] 7 上級空預器漏風系 數(shù) Δαky1 ／ 查表 43[1] 8 下級空預器漏風系 數(shù) Δαky2 ／ 查表 43[1] 3．鍋爐的 各項熱損失見表 33： 表 33 鍋爐的各項熱損失 序號 名稱 符號 單位 計算公式或來源 結果 哈爾濱理工大學學士學位論文 17 1 氣體不完全燃燒損失 q3 % 查表 52[2] 2 固體不完全燃燒損失 q4 % 查表 52[2] 3 3 密相區(qū)出口處的氣體 不完全燃燒熱損失 q3bb % q3+2= 4 密相區(qū)內(nèi)的燃燒份額 δ ／ 選取 5 密相區(qū)內(nèi)的固體不完 全燃燒熱損失 q4bb % )1 0 0(1 0 0 433 qqq bb ???? ? 6 一次風占總風量的比 率 x % 查表 52[2] 60 7 密相區(qū)出口處的名義 空氣系數(shù) αbb ／ 查表 52[2] 8 密相區(qū)出口處的實際 空氣過剩系數(shù) αbb ／ bbxqq ?.100100 44?? 4．煙氣特 性計算見表 34： 表 34 煙氣特性計算 序號 名稱 符號 單位 計算公式或來源 密相區(qū) 稀相區(qū) 上過熱器 下過熱器 上省煤器 下空預器 下省煤器 下空預器 1. 1 進口空氣過剩系數(shù) α＇ / / 2. 2 出口空氣過剩系數(shù) α / / 3. 3 平均空氣過剩系數(shù) αar / 2/)39。 一次風區(qū)高（即布風板至二次風入口處垂直高度）為 。爐膛尺寸示意如下圖： 圖 31：爐膛示意圖 哈爾濱理工大學學士學位論文 24 各受熱面的設計及其 熱力計算 密相區(qū)埋管的 設計及 其 傳熱計算 1． 密相區(qū)埋管的結構設計 在循環(huán)流化床鍋爐底部密相區(qū)四周布置豎直埋管（如圖 32），管子 最 低處距風帽小孔高度為 330mm。同時，爐膛的爐墻采用輕而薄的管上爐墻，通過吊裝結構掛在水冷壁上。 從 下 級過熱器出口 集 箱出來的蒸汽進入噴水減溫器，該噴水由鍋筒引出飽和蒸汽冷凝而得，冷 卻水采用進入省煤器前的給水。膜式水冷壁的管子規(guī)格為 Φ 60 5，管間距取 80mm。由于在密相區(qū)處 氣 流速度高，顆粒濃度大，管子彎頭受到的定向沖刷比較嚴重，因此，每排管子的彎頭 外都包有一層耐高溫的防磨蓋板 。爐膛頂部呈傾斜布置，傾角取 15176?？捎梢韵鹿角蟮缅仩t爐膛容積及截面積[4]： 36. ?????? vn e tar qQBV ?F 26. ?????? Fn e tar qQBF 爐膛底部布風板以下的風室傾角為 15176。 本章小結 本章根據(jù)給定的設計任務書，結合西昌地區(qū)的環(huán)境以及燃料情況，選定設計煤種；依據(jù)褐煤的燃料特性、以及所設計鍋爐的噸位和蒸汽參數(shù)等給定值，初步選定了過熱器、省煤器、空氣預熱器、水冷壁等受熱面 的型式和布置方式；因為燃燒方式為循環(huán)流化床燃燒，本次設計的鍋爐受用最常用的“ M”型布置。 因本次設計的鍋爐屬中、小型電站鍋爐，應優(yōu)先考慮制造、運輸和安裝的方便 性，所以采用管式空氣預熱器。 省煤器的選取 省煤器可分為兩種：一種是鑄鐵省煤器，優(yōu)點是不論水側或煙氣側都不太怕腐蝕，缺點是太笨重、彎頭及法蘭多，材料本身也缺乏塑性、不能隨沖擊和高壓，僅能用在壓力低于 的情況下。這種減溫器結構簡單，運行可靠，反應又快，因此目前采用較廣 [1][4]。 減溫器的作用就是冷卻蒸汽，使之溫度降低，從而保護汽輪機及過熱器的管壁不超溫。對流過熱器是放在爐膛外面對流煙道里的過熱器，主要以對流傳熱方式吸收流過它的煙氣的熱量，常用于低參數(shù)及中參數(shù)鍋爐中。與此同時可以提高爐膛的密封性能，減少了爐膛的漏風，而且水冷壁不容結渣，也節(jié)省了爐墻上的耐火材料。 水冷壁 及其爐墻形式 的選取 循環(huán)流化床鍋爐的燃燒方式?jīng)Q定了它較通常的煤粉爐來說，具有較大的高度。這些設計需要綜合考慮鍋爐制造和運行時的一系列因素。目前的循環(huán)流化床鍋爐多 采用這種分離器。 鍋爐總體布置見圖 21。 由于循環(huán)流化床鍋爐的爐膛高度要大于普通的煤粉爐鍋爐，因此采用輕而薄的管上爐墻，爐墻通過吊裝結構掛在膜式水冷壁上。 布置于煙 道上的臥式 流過熱器 采用 分兩級布置，在兩級 過熱器 之間 設有鍋爐自制冷凝水噴水減溫 器 ，由進入鍋爐的給水來冷卻飽和蒸汽制成凝結水，回收凝結放熱量后再進入省煤器。 在爐膛底部布風板以上約 2m 處的前后墻上分別開有給料口和循環(huán)灰料的入口。 哈爾濱理工大學學士學位論文 10 第 2章 鍋爐 的 總體結構 布置 鍋爐結構 初步選定及其 概述 循環(huán)流化床鍋爐整體結構采用“ M”型 布置， 即分離器布置于爐膛與尾部豎井煙道之間。燃用天然氣從經(jīng)濟到資源方面均不宜大面積推廣。因此，我國電網(wǎng)峰谷差逐年加大，調(diào)峰循環(huán)流化床鍋爐是一個良好的解決方案。趁國外超臨界循環(huán)流化床 鍋爐相關專利及產(chǎn)品出現(xiàn)之前，形成我國的超臨界循環(huán)流化床鍋爐自主知識產(chǎn)權和相關專利，這樣，可以擺脫過去的反復引進的被動局面，使我國循環(huán)流化床燃燒技術實現(xiàn)跨越式發(fā)展。總運行臺數(shù)已經(jīng)超過了世界其他地區(qū)的所有循環(huán)流化床鍋爐的總和。法國阿爾斯通和美國福斯特惠勒均投入大量人力 物力開發(fā)大容量超臨界參數(shù)循環(huán)流化床鍋爐。 我國是一個燃煤大國，在電力部門需要裝備相對一批大型燃煤發(fā)電設備。特別是國際上及清華大學 近期的研究證明，循環(huán)流化床鍋爐及超臨界均是成熟技術，二者的結合相對技術風險不大，然而，結合后產(chǎn)生的技術綜合了循環(huán)流化床鍋爐低成本污染控制及高供電效率兩個優(yōu)勢。 國內(nèi)的循環(huán)流化床技術發(fā)展，應是消化引進國外循環(huán)流化床技術和研制開發(fā)自主知識產(chǎn)權的大型循環(huán)流化床鍋爐制造技術并重，一方面消化完善引進國外循環(huán)流化床技術，使之完全適應我國的國情，另 一方面在消化的基礎上找到突破口，結合自己開發(fā)工作的成果和經(jīng)驗予以創(chuàng)新，形成自己的專利技術，打破國外循環(huán)流化床技術一統(tǒng)我國大型循環(huán)流化床市場的哈爾濱理工大學學士學位論文 8 局面，建立擁有良好競爭機制大型循環(huán)流化床市場。目前國家發(fā)改委組織引進了法國阿爾斯通 300MWe 循環(huán)流化床鍋爐技術，希望一次性解決電力系統(tǒng)對大型發(fā)電循環(huán)流化床鍋爐的需要。如電力部從芬蘭Alhstrom 公司購買的內(nèi)江電廠 410t/h 爐 。鑒于清華大學在循環(huán)流化床鍋爐研究開發(fā)中的聲譽，一些著名的國際公司，如 ABB、法國 EDF 公司、石川島播磨等與清華大學合作研究一些循環(huán)流化床燃燒技術中的難題。這是目前國內(nèi)在運行的最大容量循環(huán)流化床鍋爐。 國內(nèi)自主開發(fā)的主要研究單位為清華大學，中科院熱物理研究所及西安熱工研究院等。單臺連續(xù)運行最高記錄為 13 個月，可用率達到98％。國外公司預計，目前的技術水平制造600MWe循環(huán)流化床鍋爐是有把握的。八十年代，由笨重易損的熱旋風筒，進 步到九十年代初的精巧耐用的汽冷旋風筒，進而到九十年代中開發(fā)出的冷卻式方型分離緊湊式循環(huán)流化床鍋爐又克服了汽冷旋風筒的生產(chǎn)成本問題，并為循環(huán)流化床鍋爐最終回歸到傳統(tǒng)鍋爐的簡潔布置開創(chuàng)了道路；目前由Foster Wheeler 公司生產(chǎn)，安裝于波蘭的 260MWe 循環(huán)流化床鍋爐即采用方形分離器技術。W 公司為代表的采用塔式布置中溫旋風分離循環(huán)流化床鍋爐技術；以原芬蘭 Alhstrom 公司為代表的燃燒室內(nèi)布置翼形受熱面的高溫絕熱旋風分離的循環(huán)流化床鍋爐技術；以美國 FW 公司為代表的帶有 Intrex 的汽冷旋風分離循環(huán)流化床鍋爐技術和美國 Bamp。 high temperature cyclone separator 哈爾濱理工大學學士學位論文 IV 目 錄 摘要 .......................................................................................................................I Abstract ............................................................................................................... II 第 1 章 緒 論 .................................................................................................... 6 循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展歷程與應用 ....................................................... 6 我國循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展 ................................................................... 7 循環(huán)流化床鍋爐的前景展望 ................................................................... 8 循環(huán)流化床高參數(shù)化 超臨界化 ................................................ 8 循環(huán)流化床調(diào)峰機組 ........................................................................ 9 循環(huán)流化床熱水鍋爐 ........................................................................ 9 第 2 章 鍋爐的總體結構布置 .......................................................................... 10 鍋爐結構初步選定及其概述 ................................................................. 10 方案論證 ................................................................................................. 11 鍋爐的總體布置 .............................................................................. 11 氣固分離器的選取 .......................................................................... 12 爐膛結構的初步設計 ...................................................................... 12 水冷壁及其爐墻形式的選取 .......................................................... 12 過熱器與減溫器的選取 .................................................................. 12 省煤器的選取 ..................................