【正文】 熱器低溫過熱器高溫省煤器低溫省煤器高溫空氣預熱器低溫空氣預熱器10017456022923423924525025526020035231510494664774874975085185283005364781565710726742758773789805400726642210796298310041025104610671088500920811267612191245127212991326135213796001118984327114821514154715791612164416767001321116238911751178918271866190419421980800134045362025206921132157220222462290900151952052305235524052455250525552605 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算[2][3][4] 鍋爐的各項熱損失[4] q2——排煙熱損失，由于排煙溫度高于外界空氣溫度所造成的熱損失。2 鍋爐熱平衡計算 燃煤特性煤種：煙煤應用基成分 低位發(fā)熱值 鍋爐參數(shù)額定蒸發(fā)量 額定蒸汽壓力 額定蒸汽溫度 給水溫度 冷空氣溫度 連續(xù)排污率 理論空氣量、理論煙氣容積計算[1] 理論空氣量單位質量的收到基完全燃燒而又沒有剩余氧存在時所需要的空氣量用表示,它是指標狀況下不含水蒸氣的干空氣量。(2) 受高濃度煙塵沖刷的相應部件要用耐磨材料及防磨結構。(3) 爐內(nèi)分離裝置，目前國外多用離心式旋風分離器，但其尺寸隨著鍋爐大型化而增大，致使布置困難，運行維護費用增加。關鍵是要形成循環(huán)，以達到提高燃燒效率和減少大氣污染的目的?；眯枰嫶蟮姆蛛x器。風機問題則是單就煙一風系統(tǒng)阻力而言。不過這些問題大多已經(jīng)得到較好的解決。2005一2010年期間，我國還將建設投產(chǎn)開遠、秦皇島、黃角莊、坪石等一批300MW循環(huán)流化床電站。我國己有30多臺l00MW等級的循環(huán)流化床機組在運行或設計安裝之中。一旦這項新技術實現(xiàn)了大型化和國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)化，就能切實地體現(xiàn)其重大的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀從上世紀開始，世界各國有很多科研機構和制造廠商致力于循環(huán)流化床鍋爐的開發(fā)研究，共同的努力使此項技術日臻成熟和完善。(6)灰渣便于綜合利用。(3) 負荷調節(jié)比寬，在25%額定負荷下仍能不投油穩(wěn)定燃燒。專家們估計，二十一世紀將是流化床燃燒在大型電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和各種廢物焚燒爐上得到廣泛應用的世紀。流化床燃燒在電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、窯爐和焚燒各種廢物、燒水泥等領域得到了廣泛的應用。日本于1993年在“新能源綜合開發(fā)機構”內(nèi)組建了“潔凈煤技術中心”，負責全日本的新能源和潔凈煤技術的規(guī)劃、管理和實施。潔凈煤技術是當前世界各國解決由煤炭引發(fā)的環(huán)境問題的主導技術之一，也是國際高技術競爭的一個重要領域。煤炭燃燒等帶來的環(huán)境污染問題有酸雨污染、粉塵污染和溫室效應氣體引起的全球氣溫變暖問題。 主要研究內(nèi)容（1）針對設計要求選擇合理的爐型，繪制鍋爐總圖和主要部件結構圖；（2）完成150t/h循環(huán)流化床鍋爐本體的熱力計算和鍋筒的強度計算； （3）研究150t/h循環(huán)流化床鍋爐的運行特點。150TH循環(huán)流化床鍋爐爐膛本體設計畢業(yè)論文1 緒論 課題背景能源與環(huán)境是當今社會發(fā)展的兩大問題。本課題是150t/h循環(huán)流化床鍋爐，對其鍋爐本體進行設計計算。煤炭與其他一次能源，如石油、天然氣相比，是一種比較“臟”的燃料，它在燃燒過程中將產(chǎn)生大量的灰渣、粉塵、廢水、SONOX等廢棄物，如果這些廢棄物未能妥善處理，將會嚴重干擾生態(tài)環(huán)境，甚至造成永久性破壞。基于能源結構及環(huán)境狀況的考慮，在20世紀90年代，我國就將潔凈煤燃燒技術作為可持續(xù)發(fā)展和實現(xiàn)環(huán)境根本轉變的戰(zhàn)略措施之一，給予了高度的重視。歐共體指定了“兆卡計劃”，旨在促進歐洲能源利用新技術的開發(fā)，減少對石油的依賴和煤炭利用造成的環(huán)境污染。流化床燃燒具有對燃料適應性好，有害氣體排放量低等優(yōu)點，自它問世以來在世界各主要工業(yè)化國家得到了迅速的發(fā)展。流化床燃燒則克服了二者的某些缺點，保留了它們的優(yōu)點，是一種很有競爭能力和優(yōu)勢的潔凈煤燃燒技術。(2) 燃料適應性強，不僅可以燃用煙煤等優(yōu)質燃料，而且可燃用各種劣質燃料，如貧煤、洗中煤、泥煤、研石、石油焦、油頁巖、廢木屑，甚至工業(yè)廢棄物和城市垃圾等?？捎檬沂髅摿蛱砑觿?，低成本實現(xiàn)爐內(nèi)脫硫。本次設計是很具有代表性的典型循環(huán)流化床鍋爐，通過準確的計算數(shù)據(jù)與形象的圖紙描述，能較直觀的分析出該鍋爐對比其他鍋爐的優(yōu)缺點，同時，通過設計強化了所學專業(yè)知識和CAD繪圖操作能力，增強了閱讀大量文獻資料和論文的能力。雖然循環(huán)流化鍋爐以其獨特的優(yōu)點在國內(nèi)外都得到了極大的發(fā)展，但要完全發(fā)揮其優(yōu)勢，必須走產(chǎn)業(yè)化和大型化的道路，開發(fā)制造具有我國自主知識產(chǎn)權的大型循環(huán)流化鍋爐，并在容量上盡快達到與煤粉爐相當?shù)乃?。清華大學、中科院熱物理所等科研院所與國內(nèi)鍋爐生產(chǎn)廠家合作，在燃燒、傳熱、流態(tài)化、氣固分離、脫硫灰渣處理等方面完成了大量卓有成效的理論和實驗研究工作。國產(chǎn)化后的大型循環(huán)流化床機組的含稅電價與同容量常規(guī)火電機組加脫硫裝置基本相當。循環(huán)流化床鍋爐在發(fā)展過程中也遇到過很多的問題，如煙一風系統(tǒng)阻力較高、風機用電量大、受熱面磨損問題比較嚴重、對輔助設備要求較高等。而冷渣器和高壓風機等主要輔助設備隨著循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展，也都有了成熟的產(chǎn)品。但在鍋爐大型化的過程中，仍然存在下述缺點:(1) 由于采用高氣體流速，高物料循環(huán)倍率，床內(nèi)氣固混合物密度大，又加分離器流動阻力，因而使鍋爐機組運行的自耗電能增大。針對上述主要問題，國內(nèi)外不少研究、設計人員致力于下述有關方向的研究:(1) 根據(jù)不同的燃料種類、顆粒度，選用合適的流化狀態(tài)，用一種或兩、三種配合使用。對熱值低的煤采用低倍率以減少廠用電。同時，從實用性出發(fā)，對鍋爐本體和配套設備需解決下述問題:(1) 使用高效低阻的飛灰分離器，要求體積小，耐溫防磨，運行周期長。(5) 配套設備要有專門設計的煤粒、石灰石粒的制備系統(tǒng)及設備，高效高壓頭的送引風機、與煤粉爐不同的灰渣排除方式及設備、應用含硫酸鈣灰渣的綜合利用途徑。理論空氣焓的計算式為： （）式中 ——每Nm3干空氣連同帶入的水蒸氣在溫度為t℃時的焓,Kcal/Nm3稱為比焓； ——理論空氣量，Nm3/kg；煙氣是含有多種氣體成分的混合氣體，煙氣的焓是煙氣的各組成成分的焓的總和。q3——化學未完化燃燒熱損失，它是指排煙中未完全燃燒的可可燃氣體等所帶走的熱量，其所占比例不大。通過計算、查表，%。 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算名 稱符號單位計算公式計算結果排煙溫度℃先假定，再校核144排煙焓kcal/kg冷空氣溫度℃設計值30單位體積冷空氣焓llkkcal/m3理論空氣量冷空氣的焓kcal/kg54機械未完全燃燒熱損%取值[2]3排煙熱損失%化學不完全燃燒損失%按表B52選取[3]散熱損失%取值[2]灰渣熱損失%取值[2]給水焓Ifwkcal/kg水的熱力性質圖表[5]152飽和水焓Iswkcal/kg水的熱力性質圖表[5]267出口蒸汽焓kcal/kg水蒸汽的熱力性質圖表[5]795名 稱符號單位計算公式計算結果飽和蒸汽焓kcal/kg水的熱力性質圖表[5]668鍋爐蒸發(fā)量t/h給定參數(shù)130排污率Ppw%給定參數(shù)2鍋爐總有效熱量kcal/kg(－Ifw)＋Ppw(Isw－Ifw)102130950鍋爐機組效率燃料總消耗量kg/h/(/100)計算燃料消耗量kg/h(100－)/1003 鍋爐受熱面的熱力計算該鍋爐為150t/h中溫、中壓循環(huán)流化床鍋爐，采用先進的循環(huán)流化床燃燒技術，“П”型布置,框架支吊結構。前后墻各布置55根,兩側墻各布置32根,共174根。其中，布風板每邊需留出80mm的安裝尺寸。分離下來的飛灰經(jīng)返料裝置送回爐膛繼續(xù)燃燒。 高溫過熱器結構尺寸圖 低溫過熱器結構尺寸圖 高溫過熱器熱力計算[1][11] 高溫過熱器熱力計算名稱符號單位計算公式結果蒸汽進口溫度℃低過出口溫度333蒸汽進口焓kcal/kg名稱符號單位計算公式結果蒸汽進口流量kg/s設計給定對流放熱量kcal/kg先假定，后校核494對流放熱量焓kcal/kg137蒸汽出口焓kcal/kg+蒸汽出口溫度℃蒸汽熱力性質圖表[5]450煙氣進口溫度℃分離器煙氣出口溫度進口煙焓kcal/kg2421煙氣出口溫度℃先假定,再校核748溫差較大端的溫差℃=－491溫差較小端的溫差℃=－415溫壓℃520蒸汽進口流量m3/s設計值蒸汽出口流量m3/s設計值流通截面Fgrm2高溫過熱器結構蒸汽流速wgrm/s蒸汽進口導熱系數(shù)蒸汽的物理特性[10]蒸汽出口導熱系數(shù)蒸汽的物理特性[10]導熱系數(shù)蒸汽進口粘性系數(shù)蒸汽的物理特性[10]蒸汽出口粘性系數(shù)m2/s蒸汽的物理特性[10]粘性系數(shù)m2/s蒸汽進口普朗特數(shù)蒸汽的物理特性[10]蒸汽出口普朗特數(shù)蒸汽的物理特性[10]普朗特數(shù)管徑dgrm設計值對流傳熱系數(shù)1546對流受熱面積Hgrm2過熱器結構名稱符號單位計算公式結果管子污染壁溫℃煙氣進口流量煙氣出口流量流通截面Fyq高溫過熱器結構煙氣流速wyqm/s(+Q2)/2 Fyq灰污系數(shù)ε鍋爐熱力計算線算圖[11]煙氣進口導熱系數(shù)煙氣的物理特性[10]煙氣出口導熱系數(shù)煙氣的物理特性[10]導熱系數(shù)(+)/2煙氣進口粘性系數(shù)煙氣的物理特性[10]煙氣出口粘性系數(shù)煙氣的物理特性[10]粘性系數(shù)(+)/2深度方向修正系數(shù)管徑dyqm高溫過熱器結構