【正文】 布風板阻力計算 序號 名稱 符號 單位 計算公式或來源 數(shù) 值 1 布風板風帽數(shù)量 1n 179 2 風帽小孔數(shù) 2n 6 3 風帽小孔直徑 kd mm 8 4 風帽小孔面積 ?f m2 21241 nnd k? 5 空氣溫度 kt ℃ 風帽加熱 150 6 出口過量空氣系 數(shù) ?? 查表 7 一次風份額 X 選取 8 風帽小孔風速 kW m/s ? ??? f tBVX kj273 )273(?? 9 空氣阻力系數(shù) zA 選取 10 空氣密度 ρg Kg/m3 kt??273 哈爾濱工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 38 11 布風板阻力 bfh? Pa 2 2kgz WA? 注：本表計算過程參考 [3] 料層阻力計算 序號 名稱 符號 單位 公式或來源 結(jié)果 1 壓降減小系數(shù) ? 選取 2 靜止料層堆積高度 H ㎜ 已知 300 3 料層堆積密度 ? ㎏ /m3 查表 800 4 料層阻力 lch? gH?? 1920 煙氣阻力計算 煙氣 的阻力計算主要包括分離器的阻力、煙道轉(zhuǎn)彎處的阻力、省煤器的阻力的計算。本章的計算過程大部分是依據(jù)一些經(jīng)驗公式，計算過程滿足要求，結(jié)果基本正確。 ℃ 2 出口煙溫 θ ℃ 3 工質(zhì)進口溫度 t39。t 17 最小溫差 △ tx ℃ θt39?！?) CK。 kW/(㎡ Qq/φ+△ αV0 9 出口煙溫 θ ℃ 查焓溫表 10 煙氣側(cè)放熱量 Qy kJ/㎏ 11 平均煙溫 θav ℃ (θ39。 ℃ 由計算得 7 進口煙焓 I39。 kJ/㎏ 按 P= 3 出口水溫 t ℃ 由計算得 4 出口水焓 i kJ/㎏ 查焓溫表 5 水吸熱 量 Qq kJ/㎏ (D+ρD)(ii39。t 32 平均溫壓 △ t ℃ (△ td△ tx)/ln(△ td/△ tx) 33 傳熱量 Q kJ/㎏ k△ tH/1000Bj 34 誤差 e % 100(QyQ)/Qy 注：本表計算過程參考 [2] 鑄鐵省煤器結(jié)構(gòu) 序號 名稱 符號 單位 公式及計算 結(jié)果 1 管外徑 d mm 選取 76 哈爾濱工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 2 管內(nèi)徑 dn mm 選取 60 3 每根管長 l m 選取 2 4 方鰭片寬度 b m 選取 5 每根管受熱面積 H m2 選取 6 每根管煙氣流通截面 積 fl m2 選取 7 橫向節(jié)距 s1 m 選取 8 縱向節(jié)距 s2 m 選取 9 橫向管排數(shù) Z1 選取 6 10 縱向管排數(shù) Z2 選取 12 11 省煤器受熱面積 H m2 Z1Z2H 12 省煤器煙氣流通截面 積 fg m2 Z1f1 13 水的流通截面積 fw m2 2πdn2/4 14 橫向相對節(jié)距 ζ1 s1/d 15 縱向相對節(jié)距 ζ2 s2/d 哈爾濱工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 鑄鐵省煤器傳熱計算 序號 名稱 符號 單位 公式及計算 結(jié)果 1 進口水溫 t39。/(a1ε+1) 30 最小溫差 △ tx ℃ θt39。℃ ) αf＋ αf39?！?) αf(1+(Tkj/1000)(lkj/lgz) 28 灰污系數(shù) ε (㎡ 27 修正后煙氣輻射放熱系數(shù) αf39?！?) a0CsCzCw0 21 三原子氣體 減弱系數(shù) kqr∑ 1/() [(+)/(∑s)] () r∑ 22 飛灰減弱系 數(shù) kfhμfh 1/() 43850ρyμfh/(Tdfh)2/3 哈爾濱工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 23 煙氣輻射吸 收力 kps / (Kqr∑ +kfhμfh)ps 24 煙氣黑度 a / 1ekps 25 管壁溫度 tb ℃ t+60 26 輻射放熱系 數(shù) αf kW/(㎡ kJ/㎏ iQyBj/(D+D) 12 進口水溫 t39。 ℃ 由爐膛熱力計算得 2 煙氣入口焓 I39。...39。 KJ/Kg 39。 ＝ 12260 .859kj/kg 哈爾濱工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 取密相區(qū)的燃燒分額為 δ ＝ Q39。 由熱量守恒的： φBcal(Q39。 kJ/㎏ 按 P= 查表 15 飽和蒸汽焓 i kJ/㎏ 按 P= 查表 16 給水溫度 tg ℃ 給定 105 17 給水焓 ig Mpa 查表 18 排污率 ρp % 給定 5 19 省煤器入口壓力 Mpa 給定 20 鍋爐工作壓力 Pgt Mpa 給定 哈爾濱工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 21 鍋爐的輸出熱量 Q1 kJ/㎏ D(iig)+ρpD(i39。 2 出口處的空氣過量系數(shù) α 3 平均空氣過量系數(shù) αav (α39。由于這是第一次比較系統(tǒng)的做鍋爐設(shè)計，雖然參考了一些前人的經(jīng)驗，但是還是會有很多考慮不周的地方，希望在以后的工作和學習過程中加強這方面的能力。為了方便操作，除爐頂和鍋筒處的樓梯平臺外，其他樓梯平臺均與人孔相對應。 樓梯的結(jié)構(gòu)應該方便鍋爐的運行、檢修等。 鍋爐的支撐以及樓梯的結(jié)構(gòu) 鍋爐采用鋼架支撐，鋼架為兩塊槽鋼對接而成，為 200 200 的結(jié)構(gòu)。在前墻布置有兩個給煤箱，通過播煤裝置 ，將煤均勻的布在布風板上方，使燃料能更好的充分燃燒。使用床上拋煤機給煤方式米取代床下給煤，能將燃料拋撒到更大的床面面積上 。為確保流化床鍋爐連續(xù)穩(wěn)定地運行，給煤系統(tǒng)必須運行可靠，維修方便。 哈爾濱工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 給煤裝置以及二次風系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 給煤裝置 的設(shè)計應首先考慮若干燃料特性，如粒度分布、水分、揮發(fā)分。在布風板上布置 179 個風帽，采用四邊形布置，每個風帽上開 6 個小孔，每個小孔直徑為 8mm，橫向孔間距為 120mm，縱向孔間距為 100mm。 布風板的結(jié)構(gòu) 布風板的結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理關(guān)系到流化床鍋爐是否可以穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。 鍋 筒下降管以及蒸汽引出管采用外徑為 133mm 的管子，壁厚為。由于鋼管省煤器采用兩個流程，所以在長為 的集箱中間加上擋板。前墻與后墻只布置下集箱，兩側(cè)墻布置上、下集箱。 鍋筒、集箱以及管道的結(jié)構(gòu) 鍋爐采用單鍋筒橫向布置，鍋筒內(nèi)徑為 1400mm，壁厚為 20mm。鑄鐵省煤器采用管長為2m，內(nèi)徑為 60mm 的標準件，橫向布置 6 排，縱向布置 12列。給水的引出和引入是由沿集箱長度均勻錯列布置的管子來實現(xiàn)，管子和集箱采用焊接連接。在各蛇行管進口端口和出口端口，分別連接到進口集箱和出口集箱。其中鋼管的內(nèi)徑為 42mm，橫向截距為 90mm，縱向截距為 80mm。與鑄鐵式相比，鋼管式的優(yōu)點是：體積小，重量輕，價格低廉。鑄鐵省煤器的缺點是：體積大，重量大，價格貴，而且因為連接的法蘭多，容易發(fā)生漏水現(xiàn)象，同時又較易堵灰，因此不常用。煙道內(nèi)的爐墻與爐膛內(nèi)的爐 墻結(jié)構(gòu)相同，在煙道寬度為 處，前墻和后墻的保溫層與耐火層之間的間隙變?yōu)?10mm。分離器返料口為密相區(qū)出口。的夾角。 旋風分離器的結(jié)構(gòu)如圖 1 所示，因為鍋爐寬度已定，故可以計算出 旋風分離器的外徑為 1140mm，內(nèi)徑為 900 mm，分離器的排煙管直徑為 600 mm，分離器煙氣入口處的高度為 1200 mm。水冷壁在前墻和后墻的穿墻高度為 和 ，直接從爐頂引出，水冷壁在兩側(cè)墻的穿墻高度為 ，然后從兩側(cè)墻為 處引到上集箱。 為了減少爐膛密相區(qū)內(nèi)受 熱面的磨損，在密相區(qū)內(nèi)不布置受熱面。 哈爾濱工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 爐膛結(jié)構(gòu)及其中受熱面的布置 鍋爐的爐膛采用 2m 的方形結(jié)構(gòu)，爐頂標高為 8m，爐膛分為密相區(qū)和稀相區(qū)，密相區(qū)出口處標高為 ，爐膛出口不布置折焰角。在出口到分 離器留有一定的距離，并且出口截面積逐漸縮小使煙氣更好的形成旋轉(zhuǎn)，并且更容易進入從切向進入分離器，達到分離的效果。在前墻密相區(qū)出口處給煤，另外，為了更好的組織燃燒，在稀相區(qū)入口處布置二次風，這樣既可以提高燃燒效率，又可以降低 Nox 的排放。深度為 2020mm。 哈爾濱工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 第 2章 鍋爐設(shè)計方案 鍋爐參數(shù) 鍋爐工作參數(shù)要求 1）鍋爐蒸發(fā)量： 10t/h 2）工作壓力： 3）蒸汽溫度： ℃ 4）給水溫度： 105℃ 5）排煙溫度： 小于 170℃ 煤種參數(shù) 褐煤 ： =12280kj/kg Car=% Har=% Oar=% Nar=% Sar=% Aar=% Mar=% Vdaf=% 鍋爐的總體結(jié)構(gòu)方案 本次設(shè)計的 10t/h 的循環(huán)流化床蒸汽鍋爐采用單鍋筒橫向布置， 為自然循環(huán)鍋爐。 本次畢業(yè)設(shè)計所設(shè)計的 10t/h 循環(huán)流化床鍋爐屬于小型工業(yè)鍋爐，在國內(nèi)應用的比較少，主要是由于 10t/h 的鍋爐應用流化床技術(shù)不容易實現(xiàn)。這一切都成為推動流化床技術(shù)發(fā)展的源源動力，使得流化床技術(shù)在幾十年間得到了飛速的發(fā)展。 （ 6）流化床燃燒中的生成物 N2O 大大高于常規(guī)的煤粉燃燒系統(tǒng) .N2O 是燃燒過程中間產(chǎn)物，通常在高溫火焰下被破壞，而流化床燃燒的低溫度水平有利于其形成，尤其在燃用煙煤時發(fā)生最高，如何解決這一問題亟待研究。 哈爾濱工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 （ 5）燃燒控制系統(tǒng)比較復雜，鍋爐的運行與常規(guī)煤粉爐有較大的不同，還未達到與常規(guī)煤粉爐相當?shù)倪\行和控制水平。 （ 4）鍋爐受熱面磨損嚴重，因此，不得不犧牲流化床傳熱強烈的優(yōu)勢，鍋爐整體的金屬耗量并不比同容量的煤粉爐少。 （ 2）對固體顆粒分離設(shè)備的效率、耐高溫和耐磨性能要求較高，尤其燃用高灰燃料時分離器磨損問題尚待解決。 （ 5）燃料制備系統(tǒng)簡單 循環(huán)流化床無需煤粉爐復 雜制粉系統(tǒng)，只需簡單的干燥及破碎裝置即可。 （ 4）鍋爐負荷適應性強 循環(huán)流化床的負荷可以很低。 （ 3）污染物排放少 可利用石灰石等脫硫劑進行爐內(nèi)高效脫硫是循環(huán)流化床突出優(yōu)點。這使循環(huán)流化床爐膛截面積和容積可小于同容量的鏈條爐、煤粉爐。循環(huán)流化床煤燃燒效率達 97﹪ ～ 99﹪，低溫燒透的特性使排出的爐渣和循環(huán)灰?guī)缀鯚o含碳的成分，燃用二類煙煤鍋爐燃燒效率達 ﹪ ,比我國目前工業(yè)鍋爐 50﹪ ～ 60﹪的平均熱效率高很多。又由于循環(huán)流化床特殊流動動力特性，質(zhì)量和動量交換非常充分，為新加入燃料預熱著火創(chuàng)造十分有利的條件。同時燃燒效率隨循環(huán)倍率的增加而增加，但提高循環(huán)倍率的同時增加了風機電耗，從燃燒效率和動力消耗綜合考慮，增加循環(huán)倍率并不總是經(jīng)濟的。 （ 4）循環(huán)倍率：循環(huán)倍率是反映爐內(nèi)顆粒濃度的重要參數(shù)，是指返送回爐膛的物料量與燃料量及脫硫劑量之比。 （ 3）顆粒濃度：顆粒濃度越高，相互間碰撞機會也越多，傳熱條件好。循環(huán)流化床的運行風速是一個重要參數(shù)，一般為4m/s～ 5m/s，風速提高會使爐子更緊湊，截面熱負荷相應增大，但風速過高不僅使磨損加大，而且鍋爐造價增加，風機功率，廠用電也增加。在爐膛上部的懸浮段朝向壁面的傳熱包括氣體的對流換熱，同體顆粒的導熱和氣固流體對受熱面的輻射換熱等形式。循環(huán)流化床固體顆粒之間的頻繁碰撞加強了傳熱，氣體與固體以及固體顆粒間的傳熱系數(shù)很大，使得爐膛溫度表現(xiàn)出相當程度的均一性。 哈爾濱工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 傳熱過程 循環(huán)流化床由于爐膛內(nèi)部有高濃度的物料循環(huán) ，傳熱狀況與煤粉爐不同。 （ 3）床內(nèi)顆粒混合良好，加熱床層時，床層溫度基本均勻。 循環(huán)流化床鍋爐簡介 循環(huán)流化床流態(tài)化床料特點 （ 1）床表面總保持水平，相當于一個高溫蓄熱池。 在 2020 年 4 月 15 日舉行的 “ 21 世紀煤炭高層論壇 ” 上，有關(guān)專家指出， 21 世紀煤炭仍將是我國的主要能源，煤炭工業(yè)在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中的重要地位不會改變。工業(yè)鍋爐燃煤占我國煤炭消耗量的33％ ，由于其燃燒效率低，加之低煙囪排放，它們在近地面大氣污染中所占份額超過其在燃煤使