【正文】 9 9 脫硝原理 10第三章 220t/h循環(huán)流化床鍋爐的熱力設(shè)計及計算 11 不同工況下的燃燒計算 11 11 無脫硫工況下的煙氣體積計算 11 脫硫工況下計算 11 爐膛燃燒產(chǎn)物方程式 15 15 氣冷屏傳熱系數(shù)計算 18 19 19 熱力計算 19 氣冷旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)分析及熱力計算 21 21 熱力計算 21 旋風(fēng)分離器本體阻力計算 24 風(fēng)煙系統(tǒng)阻力計算 26 爐膛風(fēng)室壓力 26 爐膛配風(fēng)裝置阻力計算 27 回料裝置 28 回聊裝置結(jié)構(gòu)計算 28 回料裝置壓力計算 28 布風(fēng)裝置 30 風(fēng)帽的選擇 30 水冷花板的選擇 30 31 高溫過熱器 31 低溫過熱器 32 省煤器 33 空氣預(yù)熱器 34第四章 計算結(jié)果 36 36 36 石灰石 36 37 37 無脫硫工況下的煙氣體積計算 37 脫硫工況下的計算 38 循環(huán)流化床鍋爐熱力計算 41 鍋爐的設(shè)計參數(shù): 41 41 43 結(jié)構(gòu)計算 45 45 爐膛汽冷屏計算受熱面積 47 氣冷旋風(fēng)分離器計算受熱面積 47 熱力計算 48 爐膛熱力計算 48 51 旋風(fēng)分離器煙氣阻力計算 54 61 回料器結(jié)構(gòu)尺寸計算 61 回料器風(fēng)室壓力計算 62 62 高溫過熱器熱力計算 66 低溫過熱器熱力計算 69 省煤器熱力計算 72 空氣預(yù)熱器熱力計算 74第五章 總結(jié) 77第一章 概述 循環(huán)流化床鍋爐是指具有循環(huán)流化床的鍋爐。要改善轉(zhuǎn)化率，一個措施就是“循環(huán)”，即使固體物料多次循環(huán)再入主要反應(yīng)區(qū)，以延長它的停留時間，達到高的轉(zhuǎn)化率。循環(huán)流化床鍋爐以其燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、高效脫硫、氮氧化物排放低、燃燒強度高，爐膛截面積小、負荷調(diào)節(jié)范圍大，負荷調(diào)節(jié)快、燃料預(yù)處理及給煤系統(tǒng)簡單、易于實現(xiàn)煤渣綜合利用的優(yōu)點得到了極大的應(yīng)用和發(fā)展，并取得了巨大的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益以及社會效益。 對220t/h循環(huán)流化床鍋爐的主體部分的結(jié)構(gòu)及熱力設(shè)計。到目前為止，35t/h和75t/h是我國現(xiàn)階段運行的循環(huán)流化床鍋爐的主力機組，積累了豐富的設(shè)計經(jīng)驗、制造經(jīng)驗、運行經(jīng)驗；220t/h和410t/h的大型循環(huán)流化床鍋爐也已經(jīng)投入運行。 早期容量較小的循環(huán)流化床鍋爐類型較多，經(jīng)過不斷發(fā)展完善和大型化以后，目前具有代表性的大型鍋爐如下。具有密相區(qū)床料儲存量大、運行穩(wěn)定、脫硫效率高、燃燒效率高等優(yōu)點。 英國Kaverner公司的MYMIC型循環(huán)流化床鍋爐，其最大的特點是，采用了布置在爐膛內(nèi)的水冷或氣冷的高溫旋風(fēng)分離器，爐內(nèi)高溫?zé)煔鈴钠渲苓吳邢蜻M入旋風(fēng)分離器，分離下來的固體顆粒沿周邊均勻地返回爐膛內(nèi)。 論述循環(huán)流化床鍋爐的特點，流態(tài)化原理及脫硫、脫硝原理。 對循環(huán)流化床鍋爐的主體部分的結(jié)構(gòu)及熱力設(shè)計，得出其與普通煤粉爐的區(qū)別所在。鍋爐采用雙框架結(jié)構(gòu)。鍋爐總體布置見大圖。循環(huán)流化床的工作方式保留了鼓泡床的優(yōu)點，并克服了其缺陷，屬于一種新型的燃燒技術(shù)。循環(huán)流化床鍋爐運行時，一次風(fēng)經(jīng)過布風(fēng)板進入爐膛；二次風(fēng)經(jīng)由爐膛下部一定高度進入爐膛。正是由于第一部分的存在使得燃料在燃燒時形成了一個固態(tài)顆粒循環(huán)回路。因此使得燃料的利用率大大提高，并延長了燃燒反應(yīng)時間。相對于其它鍋爐，循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)的溫度相對較低，有大量的固態(tài)顆粒混合，因此在這種情形下燃燒反應(yīng)速率主要由化學(xué)反應(yīng)速度決定，物理因素將不再是影響燃燒的主導(dǎo)因素了。于此同時，在強烈的動量質(zhì)量傳遞的情況下，使得循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的燃料顆粒產(chǎn)生磨損，從而進一步強化燃燒。 氣體與固體反應(yīng)系統(tǒng)接觸形式如下表固定床移動床流化床并氣流輸送固體催化的氣相反應(yīng)僅適應(yīng)于緩慢失活的催化劑?？蛇M行溫度均勻的大規(guī)模操作。容器和管子的磨蝕，顆粒的粉碎以及夾帶均為嚴重顆粒要求同流化床。 因為被流化的固態(tài)顆粒具有類似于液體的特性，所以顆粒流動較平穩(wěn)，因此操作起來可以連續(xù)地自動控制。除此之外，流化床的固體顆粒比固定床的相對較小，導(dǎo)致顆粒的比表面積較大，所以，流化床氣固之間的傳熱效率與傳質(zhì)速率要比固定床的高許多。 由于流化床中固態(tài)顆粒處于激烈運動的狀態(tài)，會不斷地沖刷換熱器的壁面，導(dǎo)致?lián)Q熱壁面上的汽膜變薄，進而提高了床層對壁面的傳熱系數(shù)。尤其是在燃煤方面，不但早已成功應(yīng)用于工業(yè)，而且呈現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。動力煤洗選加工通常采用物理方法，但是該技術(shù)對煤里的有機硫并沒有處理能力，而且該技術(shù)也不是徹底地脫硫，只是硫份的再分配。燃燒過程中的脫硫主要采用煤氣化聯(lián)合循環(huán)與流化床燃燒技術(shù)。循環(huán)流化床燃燒技術(shù)在燃料適應(yīng)性、燃燒效率等方面向前推進了一步，在Ca/S為2時就可以達到85%~90%的脫硫效率，所以說循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是一項很有發(fā)展前景的技術(shù)。 反應(yīng)方程如下： 爐膛內(nèi)的石灰石的煅燒反應(yīng): CaCo3→CaO+CO2 爐膛內(nèi)除硫的反應(yīng)： CaO+SO2+1/2O2→CaSO4 煅燒反應(yīng)是脫硫反應(yīng)的前提，煅燒反應(yīng)所產(chǎn)生的孔隙大大提高了脫硫顆粒的表面積，煅燒反應(yīng)直接影響了孔隙的大小與分布、CaO晶粒的大小、CaO顆粒的比面積等。由于當(dāng)采用白云石或者含有少量碳酸鎂的石灰石作為脫硫劑是，會導(dǎo)致爐膛內(nèi)的氧化鎂的量很少，因此通常會不予考慮的。 爐內(nèi)噴氨脫硝、提高循環(huán)流化床鍋爐的運行溫度、調(diào)整或降低過量的空氣系數(shù)、組織燃燒、加入催化劑等均可降低氮氧化合物的排放濃度。第三章 220t/h循環(huán)流化床鍋爐的熱力設(shè)計及計算 不同工況下的燃燒計算 理論空氣量 ()三原子氣體體積 ()理論氮氣體積 ()理論水蒸氣體積 () 無脫硫工況下的煙氣體積計算過量空氣量 ()H2O體積 ()煙氣總體積 () 脫硫工況下計算SO2原始排放濃度 （） 計算脫硫效率 （）鈣硫摩爾比 (） 與1kg燃料相配的入爐石灰石量 （)式中：——與1kg燃料相配的入爐石灰石量，kg/kg——石灰石中CaCO3含量，%。/kg；——石灰石脫硫所需要的理論空氣量，kg/kg煅燒石灰石生成的CO2的體積 ()脫硫時SO2體積減少量 () 燃燒和脫硫時產(chǎn)生的RO2的當(dāng)量體積 ()式中： ——CO2和SO2的當(dāng)量體積，m179。/kg——石灰石脫硫所需要的理論空氣量，kg/kg當(dāng)量理論水蒸氣體積（）式中 ： —— 當(dāng)量理論水蒸氣體積，%； ——燃料中的水分，%； ——石灰石中的水分，m179。一般小于3%。 () () 式中：——鍋爐機組熱效率。保溫系數(shù) ()鍋爐機組有效利用熱量 ()脫硫工況當(dāng)量燃燒消耗量 ()脫硫工況計算燃料消耗量 ()脫硫工況燃料消耗量 ()計算石灰石消耗量 ()石灰石消耗量 ()計算燃料當(dāng)量消耗量 () 氣冷屏傳熱系數(shù)計算爐膛截面煙氣流速 ()內(nèi)外壁平均溫度 ()床輻射放熱系數(shù) ()吸收率 ()床密相區(qū)對水冷管的傳熱系數(shù) ()管子外壁的計算溫度 ()鰭端溫度 ()床密相區(qū)對鰭片的傳熱系數(shù) ()爐膛膜式水冷壁的平均傳熱系數(shù) () 循環(huán)流化床鍋爐爐膛結(jié)構(gòu)與特性取決于流化狀態(tài)。要確定爐膛高度應(yīng)綜合考慮以下幾個方面：（1）分離器所不能捕集的細粉必須在鍋爐爐膛內(nèi)一次全部燃盡；（2）爐膛高度應(yīng)能容納全部或者大部分蒸發(fā)或過熱受熱面；（3）保證回料裝置一側(cè)有充足的靜壓頭，保證返料能連續(xù)均勻地進行；（4）確保循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計壓力具有自然循環(huán)；（5）必須確保鍋爐脫硫時所需求得最短氣體停留時間。所以，鍋爐二次風(fēng)口以下區(qū)域通常采用相對較小的截面積，并且常常設(shè)計為向上漸擴的結(jié)構(gòu)。 熱力計算爐膛出口空氣過量空氣系數(shù) () 爐膛有效放熱量 () () 折算成1kg燃料的分離器循環(huán)灰焓增 ()分離器循環(huán)灰焓增份額 ()分離器煙氣焓增份額 ()分離器放熱份額 ()爐膛放熱份額 ()爐膛膜式水冷壁的傳熱溫差 ()爐膛膜式水冷壁吸熱量： ()爐膛汽冷屏傳熱溫差 ()爐膛汽冷屏吸熱量 () ()1kg燃料燃燒產(chǎn)物向爐膛受熱面內(nèi)工質(zhì)和循環(huán)灰傳遞的熱量 ()爐膛受熱面內(nèi)工質(zhì)的吸熱量 ()誤差 ()汽冷屏工質(zhì)焓增 ()平均比容 ()蒸汽流通截面積 ()工質(zhì)流速 ()蒸汽質(zhì)量流速 () 氣冷旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)分析及熱力計算 氣冷旋風(fēng)分離器由導(dǎo)渦管，筒體，椎體，尾部豎管組成。由于采用了彎管形的噴嘴結(jié)構(gòu)，因而可以防止床料顆粒落入風(fēng)室。風(fēng)室四周、底部與花板均是由膜式水冷壁彎制而成，水冷花板兩側(cè)都屬于水冷壁的一部分。 水冷風(fēng)室結(jié)構(gòu) 通常都會要求風(fēng)板對氣流有一定的重整阻力，目的是使布風(fēng)板上方的氣流速度可以達到均勻分布的要求。具有一定的穩(wěn)壓作用和一定體積的容量，可以消除由進口風(fēng)速造成的氣流分布不均勻的弊端?！暗葔猴L(fēng)室“的進風(fēng)方式通常有兩種，（a）所示的從兩側(cè)進風(fēng)方式，（b）所示的從爐膛后部的進風(fēng)方式。因此高溫過熱器常常會采用順流的布置方式。5，橫向節(jié)距為110mm，縱向平均節(jié)距為100mm，橫向管排數(shù)107排，縱向管排數(shù)24排。其結(jié)構(gòu)如下圖所示。管子規(guī)格采用為f38180。用煙氣的熱量來加熱鍋爐的給水，來達到降低排煙溫度，減少排煙熱損失的目的。省煤器聯(lián)箱布置的位置為側(cè)墻