【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 3。 27 附 表 28 參考文獻(xiàn) 29 致 謝 30 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1 第 1 章 緒 論 鍋爐作為一種能源轉(zhuǎn)換設(shè)備，在工業(yè)生產(chǎn)和生活中得到廣泛的應(yīng)用。鍋爐是利用燃料燃燒釋放的熱 能或其它熱能將工質(zhì)加熱到一定參數(shù)的設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鍋爐無(wú)論在受熱面的結(jié)構(gòu)還是在燃燒方式上都有了很大的改進(jìn)，以至于鍋爐效率得到了提高，這對(duì)能源利用，保護(hù)環(huán)境都有重要的意義。 循環(huán)流化床鍋爐是八十年代發(fā)展起來(lái)的新一代燃煤流化床鍋爐，具有高效低污染的特點(diǎn)，在國(guó)際上被稱為清潔燃燒技術(shù) 正受到日益廣泛的關(guān)注 ， 但目前循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)方法還很不完善。 本鍋爐采用全膜式壁爐膛 高 倍率循環(huán)流化床鍋爐 。 固體粒子經(jīng)與氣體或液體接觸而轉(zhuǎn)變?yōu)轭愃屏黧w狀態(tài)的過(guò)程，稱為流化過(guò)程。流化過(guò)程用于燃料燃燒，即為流化燃燒，其爐子稱為流化床鍋爐。 循環(huán)流化床鍋爐是在鼓泡流化床鍋爐技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新?tīng)t型，它與鼓泡床鍋爐的最大區(qū)別在于爐內(nèi)流化風(fēng)速較高（一般為 4～ 8m/s），在爐膛出口加裝了氣固物料分離器。被煙氣攜帶排出爐膛的細(xì)小固體顆粒，經(jīng)分離器分離后，再送回爐內(nèi)循環(huán)燃燒。循環(huán)流化床鍋爐可分為兩個(gè)部分：第一部分由爐膛（快速流化床）、氣固物料分離器、固體物料再循環(huán)設(shè)備和外置熱交換器（有些循環(huán)流化床鍋爐沒(méi)有該設(shè)備）等組成，上述部件形成了一個(gè)固體物料循環(huán)回路。第二部分為對(duì)流煙道，布置有過(guò)熱器、再熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器等，與其它 常規(guī)鍋爐相近。 循環(huán)流化床鍋爐燃燒所需的一次風(fēng)和二次風(fēng)分別從爐膛的底部和側(cè)墻送入，燃料的燃燒主要在爐膛中完成，爐膛四周布置有水冷壁用于吸收燃燒所產(chǎn)生的部分熱量。由氣流帶出爐膛的固體物料在氣固分離裝置中被收集并通過(guò)返料裝置送回爐膛。 本次設(shè)計(jì)為 200MW 機(jī)組 循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)，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等都經(jīng)過(guò)仔細(xì)計(jì)算和選擇，力求合理。 ： 200MW機(jī)組循環(huán)流化 爐的設(shè)計(jì)與計(jì)算 2 第 2 章 基本數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)任務(wù) 1） 鍋爐額定供熱量： Do=670t/h 2） 鍋爐出口蒸汽壓力： p=（表壓） 3） 飽和蒸汽溫度： gqt =540℃ 4） 給水溫度： sgt =220℃ 5） 排污率： pwρ =1% 6） 排煙溫度： pyθ =142℃ 7） 冷空氣溫度： lkt =20℃ 燃料特性 設(shè)計(jì)煤種 1） 工作基成分 碳 arC =； 氫 arH =； 氧 arO =； 氮 arN =； 硫 arS =； 水分 arM =；灰分 arA =； 干燥無(wú)灰基揮發(fā)分 Var =。 2） 低位發(fā)熱量： ,arQ =20xx4kJ/kg 煤質(zhì)分析校核計(jì)算： ,arQ 計(jì) ＝ arC + arH ( arO arS ) arM = kgkj/ , , ar ar| |計(jì) =628kJ/kg 這說(shuō)明煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)合理 。 石灰石 序 號(hào) 名稱 符號(hào) 數(shù)值 單位 1 石灰石3CCOa 含量 3CaCOη % 2 石灰石3MgCO 含量 3MgCOη 0 % 3 石灰石水分 dM % 4 石灰石灰分 dA % 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 3 確定鍋爐基本結(jié)構(gòu) 因采用角置直流式燃燒器，爐膛采用正方形截面。取爐膛截面熱負(fù)荷Fq =4082kW/ 2m ，爐膛截面 F= ㎡，取爐膛寬 a=，爐膛深 b=，布置60ф *5 的水冷壁管，管間距 s=20 ㎜，側(cè)面墻的管數(shù)為 182 根，前、后墻的管數(shù)為 180根。 鍋筒下降管大直徑管取 6 根 ф 426*50，分配支管取 ф 159*16。 ： 200MW機(jī)組循環(huán)流化 爐的設(shè)計(jì)與計(jì)算 4 第 3 章 鍋爐熱平衡及燃料消耗量的計(jì)算 無(wú)脫硫工況時(shí)的燃料計(jì)算 1. 理論空氣容積 030 . 0 8 8 9 ( 0 . 3 7 5 ) 0 . 2 6 5 0 . 0 3 3 2 5 . 1 5 8 4 / k gk a r a r a r a rV C S H O m= + + = 2. 三原子氣體容積 2 30 . 0 1 8 6 6 ( 0 . 3 7 5 ) / 1 0 0 0 . 9 3 5 0 / k gR O a r a rV C S m= + = 3. 理論氮?dú)馊莘e20 0 3N k a rV = 0 . 7 9 V + 0 . 8 N / 1 0 0 = 4 . 0 8 4 7 m / k g 4. 理論水蒸氣容積20 0 3H O a r a r kV = 0 . 1 1 1 H + 0 . 0 1 2 4 M + 0 . 0 1 6 1 V = 0 . 5 4 5 0 / k gm 5. 理論煙氣容積2 2 20 0 0 35 . 5 6 4 7 / k gy R O N H OV V V V m= + + = 6. 飛灰中純灰份額 = 無(wú)脫硫工況時(shí)的煙氣體積計(jì)算 表 31 無(wú)脫硫工況時(shí)的煙氣體積計(jì)算 名稱 公式 符號(hào) 爐膛 旋風(fēng)筒 高溫過(guò)熱器 低溫過(guò)熱器 省煤器 空 氣 預(yù)熱器 出 口 過(guò)量空氣系數(shù) α 平 均 過(guò)量空氣系數(shù) α39。+α（ ） pjα 過(guò) 量 空氣量 0( 1)pj Vα 水 蒸 氣體積 20 ( 1)HOpjVV+α OHV2 煙 氣 總體積 22200( 1)H O NRO pjVV+++ α yV 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 5 脫硫計(jì) 算 1. SO2 原始排放濃度20 4 3S O yμ = 1 . 9 9 8 S a r * 1 0 / V = 5 4 4 2 . 8 m g / m（ ） 2. SO2 允許排放濃度2 3900mg/mSOμ = 3. 計(jì)算脫硫效率2 2 20S O j S O S Oη = 1 μ /μ * 1 0 0 % = 8 3 . 5 %， （ ） 4. 燃煤自脫硫能力系數(shù) A %= 5. 石灰石脫硫能力系數(shù) K= 6. 鈣硫摩爾比2SOm = ln [ ( 1 0 0 η ) /A ] /K = 1 .9 7 2 7. 石灰石中 CaCO3 含量3CaCOη =% 8. 1Kg 燃料中入爐石灰石量3arC a C OS3 . 1 2 2 m 0 . 1 1 8 9k g / k gηdB == 9. CaCO3 未利用率3CaCO =%ξ 10. 煅燒成 CaO 時(shí)吸熱量3A C a C O a rQ = 1 ε * 5 5 6 1 . 8 m S / 1 0 0 = 1 7 5 . 2 9 k J / k g（ ） 11. 脫硫時(shí)放熱量 2SO arT η SQ = 1 5 5 9 7 . 7 * = 2 4 4 . 8 5 k J / k g1 0 0 1 0 0 12. 可支配熱量 D T Tar dQ + Q = ? 1+ B=13. 燃燒所需理論空氣量 03V =5 .1 584m /kg 14. 脫硫所需理論空氣量 2 arS= 1 . 6 6 7 1 0 0 0 . 0 2 6 2 m / k g1 0 0 1 0 0S O jdV η *=， 15. 燃燒和脫硫當(dāng)量理論空氣量 0003+= 4 . 6 3 3 5 m / k g1+ dD dVVV B = 16. 燃燒產(chǎn)生理論氮?dú)怏w積203= / kgNV 17. 脫硫所需空氣中氮?dú)怏w積20 0 3= 0 .7 9 0 .0 2 0 7 m / k gd N dVV = 18. 當(dāng)量理論氮?dú)怏w積2ar0 0 3D N Dd100V = + =3. 669 0m / kg1+B 19. 燃燒產(chǎn)生 RO2 體積2 3ROV =0. 9350m /kg 20. 煅燒石灰石生成 CO2體積2d3arCO SV = 0 .6 9 9 m = 0 .0 2 5 9 m /k g100 ： 200MW機(jī)組循環(huán)流化 爐的設(shè)計(jì)與計(jì)算 6 21. 脫硫使 SO2 減少量 22SOD3arSO η SV = 0 . 6 9 9 * = 0 . 0 l l 0 m / k g1 0 0 1 0 0 22. 燃燒和脫硫時(shí)產(chǎn)生 RO2當(dāng)量體積 2 2 22dDR O C O S OD3RO dV + V VV = = 0 . 8 4 8 9 m /k g1 + B 23. 燃燒產(chǎn)生理論水蒸氣體積203HOV =0. 5450m /kg 24. 當(dāng)量理論水蒸氣體積20 0 3a r d d a rD H O Dd0 . 0 1 2 4 ( M + B M ) + 0 . 1 1 1 HV = + 0 . 0 1 6 1 V = 0 . 4 8 8 5 m / k g1 + B 25. 入爐燃料灰量 arG AF = = 0 . 3 1 3 9 k g /k g100 26. 入爐石灰石直接生成飛灰量 333C a C Of arC a C OC a C Oξ SA = 3 . 1 2 2 m = 0 . 0 1 7 8 k g /k g100 η 27. 入爐石灰石灰分含量 33C a C O C a C O ddd100 ξ η MA = B ( 1 ) = 0 . 0 0 1 9 k g / k g1 0 0 1 0 0 1 0 0 28. 未反應(yīng) CaO 的量 3 2CaCO SOa r a rCaO 100 ξ ηSSA = 1 . 7 4 9 m 1 . 7 4 9 * = 0 . 0 2 7 7 k g / k g1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 29. 脫硫產(chǎn)物 CaSO4的量 24SO arC a S O η SA = 4 . 2 4 6 * = 0 . 0 5 6 7 k g / k g1 0 0 1 0 0 30. 當(dāng)量灰分 34= = 3 8 . 2 5 %1fG C a C O d C a O C a S ODar dF A A A AA B+ + + ++ 31. 未脫硫時(shí)底灰份額 = 32. 脫硫工況時(shí)底灰份額 4ar100= = 0 . 4 4 4 9( 1 ) 100d d Ca O Ca S ODd DardAa A A Aa AB+ + + ++ 33. 未脫硫時(shí)飛灰份額 =1 =0. 7fdaa 34. 脫硫時(shí)飛灰份額 3farf Ca CODf DardAa + A100a = 0 . 5 5 5 1A( 1 + B )100= 35. 分離效率 f %η = 36. 灰循環(huán)倍率 ffn fa ηa = = 37. 分離器前飛灰份額 Dfna=a +a = 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 7 38. 脫硫后的 SO2排放濃度 22SO4arDSO Ddyη1 . 9 9 8 S 1 0 ( 1 )100m = 8 9 2 . 4 1( 1 + B ) V* =預(yù) 計(jì) 39. 脫硫效率 222DSOSO SOμη = ( 1 ) 10 0 83 .6 %μ *= 40. 誤差222SO j SOSOη ηη = =0. 12% 0. 15%η 迭代收斂認(rèn)可 脫硫工況時(shí)受熱面中燃燒產(chǎn)物的平均特性 表 32 脫硫工況時(shí)受熱面中燃燒產(chǎn) 物的平均特性 計(jì)算公式 單位 分離器前 a= 煙道名稱 分離器后 a= 爐膛 分離器 旋風(fēng)筒 高溫 過(guò)熱器 低溫 過(guò)熱器 省煤器 空預(yù)器 mα= dα= dα= dα= cα= kα= (α′+α″)/2 200D H O pj1 DV + 0 .0 1 6 1 (a )V* 3m/kg 0. 5049 0. 5049 0. 5049 0. 5049 2 2 2D 0 DR O DN H O0pj 1 DV +V +V +(a )V 3m/kg 2 /DDDRO yVV — 2 /DDHO yVV — Dnr — 10 /DDar yA a V 3g/m ： 200MW機(jī)組循環(huán)流化 爐的設(shè)計(jì)與計(jì)算 8 表 33 煙氣焓溫表 Iy= I0y +( α″1) I0 k 空預(yù)器 α″=1.25 15 804.11 1621 2475 3349 4232 5152 6097 7053 8035 9018 10029.31 省煤器 α″=1.23 14 787.14 1595 2428 3278 4156 5047 5969 6901 7869 8825 9827 低溫過(guò)熱 器前 α″=1.2 13 775.83 1578 2383 3235 4096 4970 588 6814 7762 8703 9685 V0D=35 m3/kg (Cθ)k V0D 12 565.73 1133 1721 2319 2928 3541 4180 4830 5474 614