【文章內(nèi)容簡介】 3。 27 附 表 28 參考文獻 29 致 謝 30 本科畢業(yè)設計說明書 1 第 1 章 緒 論 鍋爐作為一種能源轉(zhuǎn)換設備，在工業(yè)生產(chǎn)和生活中得到廣泛的應用。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)的設備。隨著科學技術的發(fā)展，鍋爐無論在受熱面的結(jié)構(gòu)還是在燃燒方式上都有了很大的改進，以至于鍋爐效率得到了提高，這對能源利用，保護環(huán)境都有重要的意義。 循環(huán)流化床鍋爐是八十年代發(fā)展起來的新一代燃煤流化床鍋爐，具有高效低污染的特點，在國際上被稱為清潔燃燒技術 正受到日益廣泛的關注 ， 但目前循環(huán)流化床鍋爐的設計方法還很不完善。 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)的過程，稱為流化過程。流化過程用于燃料燃燒，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的基礎上發(fā)展起來的新爐型，它與鼓泡床鍋爐的最大區(qū)別在于爐內(nèi)流化風速較高（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)設備和外置熱交換器（有些循環(huán)流化床鍋爐沒有該設備）等組成，上述部件形成了一個固體物料循環(huán)回路。第二部分為對流煙道，布置有過熱器、再熱器、省煤器和空氣預熱器等，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和二次風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返料裝置送回爐膛。 本次設計為 200MW 機組 循環(huán)流化床鍋爐設計，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)過仔細計算和選擇，力求合理。 ： 200MW機組循環(huán)流化 爐的設計與計算 2 第 2 章 基本數(shù)據(jù) 設計任務 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 設計煤種 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)分析校核計算： ,arQ 計 ＝ arC + arH ( arO arS ) arM = kgkj/ , , ar ar| |計 =628kJ/kg 這說明煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)合理 。 石灰石 序 號 名稱 符號 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)設計說明書 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機組循環(huán)流化 爐的設計與計算 4 第 3 章 鍋爐熱平衡及燃料消耗量的計算 無脫硫工況時的燃料計算 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. 理論氮氣容積20 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 = 無脫硫工況時的煙氣體積計算 表 31 無脫硫工況時的煙氣體積計算 名稱 公式 符號 爐膛 旋風筒 高溫過熱器 低溫過熱器 省煤器 空 氣 預熱器 出 口 過量空氣系數(shù) α 平 均 過量空氣系數(shù) α39。+α（ ） pjα 過 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)設計說明書 5 脫硫計 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)生理論氮氣體積203= / kgNV 17. 脫硫所需空氣中氮氣體積20 0 3= 0 .7 9 0 .0 2 0 7 m / k gd N dVV = 18. 當量理論氮氣體積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機組循環(huán)流化 爐的設計與計算 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. 燃燒和脫硫時產(chǎn)生 RO2當量體積 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 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. 未脫硫時底灰份額 = 32. 脫硫工況時底灰份額 4ar100= = 0 . 4 4 4 9( 1 ) 100d d Ca O Ca S ODd DardAa A A Aa AB+ + + ++ 33. 未脫硫時飛灰份額 =1 =0. 7fdaa 34. 脫硫時飛灰份額 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)設計說明書 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 計 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 迭代收斂認可 脫硫工況時受熱面中燃燒產(chǎn)物的平均特性 表 32 脫硫工況時受熱面中燃燒產(chǎn) 物的平均特性 計算公式 單位 分離器前 a= 煙道名稱 分離器后 a= 爐膛 分離器 旋風筒 高溫 過熱器 低溫 過熱器 省煤器 空預器 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機組循環(huán)流化 爐的設計與計算 8 表 33 煙氣焓溫表 Iy= I0y +( α″1) I0 k 空預器 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