【正文】 布風(fēng)板 阻力計(jì)算 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 計(jì)算公式或來(lái)源 數(shù) 值 1 布風(fēng)板風(fēng)帽數(shù)量 1n 179 2 風(fēng)帽小孔數(shù) 2n 6 3 風(fēng)帽小孔直徑 kd mm 8 4 風(fēng)帽小孔面積 ?f m2 21241 nnd k? 5 空氣溫度 kt ℃ 風(fēng)帽加熱 150 6 出口過(guò)量空氣系 數(shù) ?? 查表 7 一次風(fēng)份額 X 選取 8 風(fēng)帽小孔風(fēng)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 11 布風(fēng)板阻力 bfh? Pa 2 2kgz WA? 注：本表計(jì)算過(guò)程參考 [3] 料層阻力計(jì)算 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式或來(lái)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(jì) 算 煙氣的阻力計(jì)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(jì)算。本章的計(jì)算過(guò)程大部分是依據(jù)一些經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算過(guò)程滿足要求，結(jié)果基本正確。 ℃ 2 出口煙溫 θ ℃ 3 工質(zhì)進(jìn)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(jì)算得 7 進(jìn)口煙焓 I39。 kJ/㎏ 按 P= 3 出口水溫 t ℃ 由計(jì)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(jì)算過(guò)程參考 [2] 鑄鐵省煤器結(jié)構(gòu) 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式及計(jì)算 結(jié)果 1 管外徑 d mm 選取 76 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 2 管內(nèi)徑 dn mm 選取 60 3 每根管長(zhǎng) 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(duì)節(jié)距 ζ1 s1/d 15 縱向相對(duì)節(jié)距 ζ2 s2/d 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 鑄鐵省煤器傳熱計(jì)算 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式及計(jì)算 結(jié)果 1 進(jìn)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jìn)口水溫 t39。 ℃ 由爐膛熱力計(jì)算得 2 煙氣入口焓 I39。...39。 KJ/Kg 39。 ＝ 12260 .859kj/kg 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(guò)量系數(shù) α 3 平均空氣過(guò)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(jì)，雖然參考了一些前人的經(jīng)驗(yàn)，但是還是會(huì)有很多考慮不周的地方，希望在以后的工作和學(xué)習(xí)過(guò)程中加強(qiáng)這方面的能力。為了方便操作，除爐頂和鍋筒處的樓梯平臺(tái)外，其他樓梯平臺(tái)均與人孔相對(duì)應(yīng)。 樓梯的結(jié)構(gòu)應(yīng)該方便鍋爐的運(yùn)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(duì)接而成，為 200 200 的結(jié)構(gòu)。在前墻布置有兩個(gè)給煤箱，通過(guò)播煤裝置 ，將煤均勻的布在布風(fēng)板上方，使燃料能更好的充分燃燒。使用床上拋煤機(jī)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(yùn)行，給煤系統(tǒng)必須運(yùn)行可靠，維修方便。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 給煤裝置以及二次風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 給煤裝置 的設(shè)計(jì)應(yīng)首先考慮若干燃料特性，如粒度分布、水分、揮發(fā)分。在布風(fēng)板上布置 179 個(gè)風(fēng)帽，采用四邊形布置，每個(gè)風(fēng)帽上開 6 個(gè)小孔，每個(gè)小孔直徑為 8mm，橫向孔間距為 120mm，縱向孔間距為 100mm。 布風(fēng)板的結(jié)構(gòu) 布風(fēng)板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理關(guān)系到流化床鍋爐是否可以穩(wěn)定運(yùn)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(gè)流程，所以在長(zhǎng)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(zhǎng)為2m，內(nèi)徑為 60mm 的標(biāo)準(zhǔn)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(zhǎng)度均勻錯(cuò)列布置的管子來(lái)實(shí)現(xiàn)，管子和集箱采用焊接連接。在各蛇行管進(jìn)口端口和出口端口，分別連接到進(jìn)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(diǎn)是：體積小，重量輕，價(jià)格低廉。鑄鐵省煤器的缺點(diǎn)是：體積大，重量大，價(jià)格貴，而且因?yàn)檫B接的法蘭多，容易發(fā)生漏水現(xiàn)象，同時(shí)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(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)如圖 1 所示，因?yàn)殄仩t寬度已定，故可以計(jì)算出 旋風(fēng)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(biāo)高為 8m，爐膛分為密相區(qū)和稀相區(qū)，密相區(qū)出口處標(biāo)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(jìn)入從切向進(jìn)入分離器，達(dá)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(fēng)，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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 第 2章 鍋爐設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)所設(shè)計(jì)的 10t/h 循環(huán)流化床鍋爐屬于小型工業(yè)鍋爐，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的比較少，主要是由于 10t/h 的鍋爐應(yīng)用流化床技術(shù)不容易實(shí)現(xiàn)。這一切都成為推動(dòng)流化床技術(shù)發(fā)展的源源動(dòng)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(guò)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(shí)發(fā)生最高，如何解決這一問(wèn)題亟待研究。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 （ 5）燃燒控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，鍋爐的運(yùn)行與常規(guī)煤粉爐有較大的不同，還未達(dá)到與常規(guī)煤粉爐相當(dāng)?shù)倪\(yùn)行和控制水平。 （ 4）鍋爐受熱面磨損嚴(yán)重，因此，不得不犧牲流化床傳熱強(qiáng)烈的優(yōu)勢(shì)，鍋爐整體的金屬耗量并不比同容量的煤粉爐少。 （ 2）對(duì)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(shí)分離器磨損問(wèn)題尚待解決。 （ 5）燃料制備系統(tǒng)簡(jiǎn)單 循環(huán)流化床無(wú)需煤粉爐復(fù) 雜制粉系統(tǒng)，只需簡(jiǎn)單的干燥及破碎裝置即可。 （ 4）鍋爐負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng) 循環(huán)流化床的負(fù)荷可以很低。 （ 3）污染物排放少 可利用石灰石等脫硫劑進(jìn)行爐內(nèi)高效脫硫是循環(huán)流化床突出優(yōu)點(diǎn)。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(dá) 97﹪ ～ 99﹪，低溫?zé)傅奶匦允古懦龅臓t渣和循環(huán)灰?guī)缀鯚o(wú)含碳的成分，燃用二類煙煤鍋爐燃燒效率達(dá) ﹪ ,比我國(guó)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(dòng)動(dòng)力特性，質(zhì)量和動(dòng)量交換非常充分，為新加入燃料預(yù)熱著火創(chuàng)造十分有利的條件。同時(shí)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(shí)增加了風(fēng)機(jī)電耗，從燃燒效率和動(dòng)力消耗綜合考慮，增加循環(huán)倍率并不總是經(jīng)濟(jì)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(jī)會(huì)也越多，傳熱條件好。循環(huán)流化床的運(yùn)行風(fēng)速是一個(gè)重要參數(shù)，一般為4m/s～ 5m/s，風(fēng)速提高會(huì)使?fàn)t子更緊湊，截面熱負(fù)荷相應(yīng)增大，但風(fēng)速過(guò)高不僅使磨損加大，而且鍋爐造價(jià)增加，風(fēng)機(jī)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(duì)流換熱，同體顆粒的導(dǎo)熱和氣固流體對(duì)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(qiáng)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(dāng)程度的均一性。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 傳熱過(guò)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?；旌狭己?，加熱床層時(shí)，床層溫度基本均勻。 循環(huán)流化床鍋爐簡(jiǎn)介 循環(huán)流化床流態(tài)化床料特點(diǎn) （ 1）床表面總保持水平，相當(dāng)于一個(gè)高溫蓄熱池。 在 2020 年 4 月 15 日舉行的 “ 21 世紀(jì)煤炭高層論壇 ” 上，有關(guān)專家指出， 21 世紀(jì)煤炭仍將是我國(guó)的主要能源，煤炭工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中的重要地位不會(huì)改變。工業(yè)鍋爐燃煤占我國(guó)煤炭消耗量的33％ ，由于其燃燒效率低，加之低煙囪排放，它們?cè)诮孛娲髿馕廴局兴挤蓊~超過(guò)其在燃煤使用