【正文】 機居世界第21位，發(fā)電量居世界第25位。發(fā)電廠鍋爐煙氣系統(tǒng)過程：煤粉在爐膛中燃燒會產(chǎn)生大量的高溫煙氣，這些高溫煙氣會在爐膛中不斷上升，上升的高溫煙氣會將大量的熱量傳遞給凝渣管簇和過熱器等受熱面，高溫煙氣在經(jīng)過受熱面的層層吸熱后，最后通過吸風機作用下進入尾部煙道，繼續(xù)向省煤器和預熱器傳遞熱量，然后煙氣再進入除塵設置，最后煙氣經(jīng)過吸風機通過煙囪排入高空。（二）燃燒過程控制系統(tǒng)的任務燃燒過程控制的基本任務是使燃料燃燒所提供的熱量適應鍋爐蒸汽負荷的需要，同時還要保證鍋爐安全經(jīng)濟運行。原煤由皮帶輸送到鍋爐車間的煤斗，進入磨煤機磨成煤粉，然后與經(jīng)過預熱器預熱的空氣一起噴入爐內(nèi)燃燒，將煤的化學能轉化成熱能，煙氣經(jīng)除塵器清除灰分后，由引風機抽出，經(jīng)煙囪排出大氣。與直吹式系統(tǒng)相比，由于氣粉分離及煤粉的儲存、轉運、調(diào)節(jié)的需要，中間儲倉式制粉系統(tǒng)增加了細粉分離器、煤粉倉、螺旋輸送機、給粉機等設備。因此，對于調(diào)節(jié)性能較差的普通筒式鋼球磨煤機大多采用這種制粉系統(tǒng)。國內(nèi)采用帶風扇磨煤機的直吹式制粉系統(tǒng)磨制煙煤時，大多數(shù)利用熱風作為干燥劑；而磨制高水分褐煤時則利用熱風摻爐煙作為干燥劑。配備中速磨煤機的直吹式制粉系統(tǒng)有正壓和負壓兩種聯(lián)系方式。所以磨煤機磨煤量隨著鍋爐負荷的變化而變化。（一）直吹式制粉系統(tǒng)直吹式制粉系統(tǒng)中，磨煤機磨制的煤粉全部送到鍋爐爐膛中燃燒。煤粉制備系統(tǒng)可分為直吹式和中間儲倉式兩種。 煤粉制備系統(tǒng)將合格的煤粉供應給燃煤鍋爐。為了燃燒穩(wěn)定持續(xù)的進行下去，燃燒的同時必須向爐內(nèi)引入大量的助燃氧氣和把多余的煙氣抽吸出去，這也就是煙氣系統(tǒng)來完成的工作內(nèi)容。煤粉制備系統(tǒng)的主要任務是將煤粉磨成符合鍋爐煤粉燃燒細度的細小煤粉顆粒，供鍋爐燃燒。這就是煤粉鍋爐的工作過程。從磨煤機排出的煤粉和空氣混合物經(jīng)煤粉燃燒器進入爐膛燃燒。鍋爐內(nèi)燃燒的煤是由原煤首先從煤倉落下，然后經(jīng)過給煤機送入磨煤機磨成細細的煤粉，在煤粉磨制的過程中，還需要不斷的通入用于干燥煤粉的熱空氣。汽水系統(tǒng)的任務是通過爐內(nèi)的換熱設備將火焰和高溫煙氣的熱量傳遞給爐內(nèi)的介質。燃燒系統(tǒng)是將煤粉在爐內(nèi)燃燒，產(chǎn)生火焰和煙氣。隨著這幾個工作過程，鍋爐又被分為制粉和燃燒系統(tǒng)、煙風系統(tǒng)和汽水系統(tǒng)。 煤粉鍋爐一般先將煤磨制成煤粉，然后再在鍋爐中燃燒放熱并產(chǎn)生過熱蒸汽。煤粉鍋爐以其高效節(jié)能啟停簡單的特點在電廠中有著舉足輕重的地位。這種自備電廠的規(guī)模也很大，可以和中型火力發(fā)電廠相比，所用的鍋爐容量和參數(shù)與電站鍋爐相差也不大。除電站鍋爐外，化工、紡織等工業(yè)鍋爐也比較大，都常用既供電又供熱的。我國電力工業(yè)在改革發(fā)展以來發(fā)展迅速，總安裝容量已居世界之首。從世界范圍上來講，火力發(fā)電仍然是世界上最主要的發(fā)電形式，在富煤的我國更是如此。目前發(fā)電的形式很多，如火力發(fā)電、核能發(fā)電、太陽能發(fā)電、地熱能發(fā)電、風力發(fā)電、水力發(fā)電和潮汐能發(fā)電等。現(xiàn)代電力工業(yè)是規(guī)模巨大、發(fā)展迅速的行業(yè)。鍋爐是國民經(jīng)濟中重要的供應蒸汽的設備。提供熱水的鍋爐稱為熱水鍋爐，主要用于生活，工業(yè)生產(chǎn)中也有少量應用。鍋爐包括鍋和爐兩大部分，鍋的原義是指在火上加熱的盛水容器，爐是指燃燒燃料的場所。中國礦業(yè)大學徐海學院2015屆本科生畢業(yè)設計煤粉鍋爐結構設計畢業(yè)設計論文1 緒論 將其它熱能轉變成其它工質熱能，生產(chǎn)規(guī)定參數(shù)和品質的工質的設備稱為鍋爐。燃燒設備以提供良好的燃燒條件，以求能把燃料的化學能最大限度地釋放出來并其轉化為熱能，把水加熱成為熱水或蒸汽的機械設備。鍋爐中產(chǎn)生的熱水或蒸汽可直接為生產(chǎn)和生活提供所需要的熱能，也可通過蒸汽動力裝置轉換為機械能，或再通過發(fā)電機將機械能轉換為電能。產(chǎn)生蒸汽的鍋爐稱為蒸汽鍋爐，又叫蒸汽發(fā)生器，常簡稱為鍋爐，是蒸汽動力裝置的重要組成部分，多用于火電站、船舶、機車和工礦企業(yè)。電力、機械、冶金、化工、紡織、造紙、食品等工業(yè)都需要大量的蒸汽但各種行業(yè)的規(guī)模不同，生產(chǎn)性質也不同，因此所需要的供應蒸汽的鍋爐的容量、蒸汽參數(shù)、結構、性能也不相同。電力工業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎工業(yè)，也是衡量國家現(xiàn)代化水平的重要標準。而當今世界最主要的是火力發(fā)電、水力發(fā)電和核能發(fā)電三種發(fā)電形式。電站鍋爐一般容量巨大、蒸汽參數(shù)（壓力、溫度）高，要求性能好，是火力發(fā)電廠的三大核心設備之一，是最基本的能量轉換設備。而我國在電站鍋爐的設計、制造、運行等方面也都達到了很高的水平，我國已經(jīng)能設計、制造、運行容量巨大的，每小時蒸發(fā)量2000t、發(fā)電容量達600MW的巨型電站鍋爐。這些工業(yè)的自備電廠也稱為電熱聯(lián)產(chǎn)電站。無論是工業(yè)鍋爐還是電站鍋爐，鍋爐都是將燃料的化學能轉換為蒸汽的熱能，也就是讓燃料在爐內(nèi)燃燒放熱，并將爐內(nèi)的介質水加熱成一定數(shù)量和一定質量的高溫高壓的蒸汽供汽輪機使用。正是高效節(jié)能環(huán)保鍋爐的不斷改革創(chuàng)新，推動了現(xiàn)代化電廠的飛速發(fā)展。在爐膛中進行著化學能轉化為熱能的同時，還進行著四個相互關聯(lián)的工作過程，就是煤粉制備過程、燃燒過程、通風過程和生產(chǎn)過熱蒸汽的過程。煤粉制備過程的任務是將煤粉磨成符合鍋爐煤粉燃燒細度的細小煤粉顆粒，供鍋爐燃燒。為了燃燒穩(wěn)定持續(xù)的進行下去，燃燒的同時必須向爐內(nèi)引入大量的助燃氧氣和把多余的煙氣抽吸出去，這也就是煙氣系統(tǒng)來完成的工作內(nèi)容。一臺煤粉鍋爐主要由水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器、空氣過熱器、汽包、磨煤機、給煤機、燃燒器、送風機、引風機和除塵器等設備組成。送風機將冷空氣送入鍋爐尾部的空氣預熱器加熱，從空氣預熱器出來的熱空氣一部分經(jīng)排粉風機進入磨煤機中，用于對煤粉的加熱與干燥，同時這部分熱空氣也是輸送煤粉的介質。經(jīng)空氣預熱器帶來的另一部分熱空氣直接進入爐膛參與與煤粉的燃燒。鍋爐內(nèi)部系統(tǒng)大致被分為四大系統(tǒng)：制粉系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、煙風系統(tǒng)和汽水系統(tǒng)。燃燒系統(tǒng)是將煤粉在爐內(nèi)燃燒，產(chǎn)生火焰和煙氣。汽水系統(tǒng)的任務是通過爐內(nèi)的換熱設備將火焰和高溫煙氣的熱量傳遞給爐內(nèi)的介質。煤粉制備系統(tǒng)是將原煤磨制成粉，然后送入鍋爐爐膛進行懸浮燃燒所需要的設備和相關連接管道的組合，通常簡稱為制粉系統(tǒng)。原煤經(jīng)磨煤機磨成煤粉后直接吹入爐膛燃燒的系統(tǒng)叫做直吹式系統(tǒng)；而中間儲倉式煤粉系統(tǒng)是將磨制好的煤粉先儲存在煤粉倉中，然后根據(jù)鍋爐負荷的需要，從煤粉倉經(jīng)給煤機送入爐膛燃燒。因此，鍋爐煤耗量在任何情況下都等于每臺鍋爐所有的磨煤機磨制煤粉的總和。普通的筒式鋼球磨煤機不適用于直吹式制粉系統(tǒng)，因為普通的筒式鋼球磨煤機在低負荷下或變負荷運行不經(jīng)濟。按照其工作流程，排粉風機在磨煤機之后，整個系統(tǒng)處于負壓下工作，稱為負壓直吹式制粉系統(tǒng)；反之，排粉風機在磨煤機之前則稱為正壓直吹式制粉系統(tǒng)。（二）中間儲倉式制粉系統(tǒng)在中間儲倉式制粉系統(tǒng)中，磨煤機磨煤量不需要與鍋爐的燃煤量保持一致，磨煤機的運行方式在鍋爐中有著一定的獨立性，并可保持在經(jīng)濟負荷下運行。由于球磨機密封性不好，不宜正壓運行，因此配球磨機的中間儲倉式制粉系統(tǒng)都是負壓的系統(tǒng)，且要求球磨機進口維持在200Pa的負壓。（一）燃燒系統(tǒng)簡介鍋爐燃燒過程是一個將燃料的化學能轉化為熱能，以蒸汽形式向負荷設備提供熱能的能量轉化過程?；以统龎m器下面的細灰由灰渣泵排至灰場。具體控制任務因燃料種類、制粉系統(tǒng)類型、燃燒設備的結構以及鍋爐的運行方式不同而有所區(qū)別，具體可歸納為以下幾個方面：（1) 維持蒸汽壓力穩(wěn)定（2) 保證鍋爐燃燒過程的經(jīng)濟性（3) 維持爐膛壓力穩(wěn)定（4) 維持燃燒系統(tǒng)的正常運行鍋爐汽水系統(tǒng)流程：從汽包開始下降管水冷壁水冷壁出口集箱（此時為汽水混合物）汽包（進行汽水分離，水部分進入下降管再循環(huán)，汽部分出汽包）后包墻過熱器低溫過熱器前屏過熱器后屏過熱器高溫過熱器主氣管汽輪機高壓缸再熱冷段壁式再熱器中溫再熱器高溫再熱器再熱熱段管汽機中壓缸低壓缸凝汽器（凝結成水）凝結水泵低加除氧器給水泵高加主給水管省煤器汽包，到這里完成一個整體循環(huán)，最初汽包里的水是從鍋爐補給水系統(tǒng)來的。新中國成立前，我國沒有電廠鍋爐制造業(yè)，僅僅引進了瑞士技術嘗試制造了兩臺蒸發(fā)量為12t/h的鍋爐。新中國成立后，在第一個五年計劃內(nèi)，建立了上海鍋爐廠、哈爾濱鍋爐廠，開始生產(chǎn)中、高參數(shù)的中、大型鍋爐。我國的火力發(fā)電經(jīng)歷了四個發(fā)展階段。在1961年到1980年的第二階段，我國自行研制了超高壓12200MW和亞臨界壓力300MW汽輪機發(fā)電機組配套的400、670、1000t/h的自然循環(huán)鍋爐和直流鍋爐。在1981年至1990年的第三階段，為適應我國改革開放的政策和現(xiàn)代化建設，火電建設得到了較快的發(fā)展。如哈爾濱普華煤燃燒技術開發(fā)中心開發(fā)的PW型旋流式小型煤粉燃燒器，具有著火穩(wěn)定性好、燃燒效率高、煤種適應性廣、本體不結渣、低負荷特性好等特點。在此階段，火電裝機容量也增加了一倍以上，并從美國引進技術制造了300MW和600MW汽輪發(fā)電機組配套1025t/h和2008t/h控制循環(huán)鍋爐。在1991年的第四階段，火力發(fā)電伴隨著水力發(fā)電和已起步的核能發(fā)電繼續(xù)加快發(fā)展，著重于努力提高火力發(fā)電的各項技術經(jīng)濟指標，盡可能達到節(jié)約能源并改善環(huán)境的目的。我國借鑒德國煤粉工業(yè)鍋爐技術經(jīng)驗，自2002年開始研究開發(fā)“高效煤粉工業(yè)鍋爐”系統(tǒng)技術。截至目前，在山西、新疆、山東、天津、廣西等省區(qū)安裝該型鍋爐數(shù)百臺，已實現(xiàn)商業(yè)化運行。蒸汽動力中不可缺少的鍋爐技術也同樣得到了很大的發(fā)展。隨著一次性化石燃料的不斷開采，能源危機也會變得越來越嚴重，這將促使有關能源部門更加注重能源的效率利用問題，這就推動力鍋爐技術發(fā)展的進程。還有一個是為了響應環(huán)保節(jié)能綠色燃燒的口號，必須大力發(fā)展鍋爐技術，提高鍋爐效率，減少溫室氣體及有害氣體的排放。近幾十年來，單臺機組容量不斷增大是一個總的趨勢。上世紀初期，由于電力工業(yè)的飛速發(fā)展，容量和燃燒效率上占據(jù)優(yōu)勢的煤粉爐得到了很快的發(fā)展，大容量的機組也在不斷的出現(xiàn)。其后，德國和日本也投運了單機容量超過800MW的機組，前蘇聯(lián)在1981年投運了一臺1200MW的超臨界壓力直流鍋爐，鍋爐容量為3950t/h。另外，發(fā)達國家的電力工業(yè)發(fā)展已經(jīng)接近飽和，它們不需要容量更大的機組。美國在1953年就有超臨界壓力鍋爐投入運行。前蘇聯(lián)從1960年開始研制超臨界壓力鍋爐，到1971年分別有300、500、800MW超臨界壓力發(fā)電機組運行。日本1967年開始采用超臨界壓力鍋爐，溫度為538/538℃。20世紀80年代后期，我國開始采用超臨界壓力鍋爐，如河北薊縣新建的電廠，華能南京電廠，上海石洞口第二電廠等都采用了引進的超臨界壓力鍋爐。提高蒸汽溫度可以有效提高電廠熱效率，但是氣溫受到金屬材料允許溫度的限制或需要使用昂貴的金屬合金鋼。超高壓以上機組多采用中間再熱，采用一次再熱可提高蒸汽熱效率4%6%，二次再熱可提高約2%。熱電聯(lián)產(chǎn)是提高燃料能量利用效率的有效方法。（二）鍋爐燃燒技術高參數(shù)大容量鍋爐的發(fā)展推動力鍋爐燃燒技術的進步。隨著世界工業(yè)的發(fā)展，煤粉對世界環(huán)境的污染日趨嚴重，而環(huán)境保護的要求卻日益嚴格。此外，隨著煤炭數(shù)量的減少，不得不使用劣質煤和難燒的煤也推動了鍋爐燃燒技術的發(fā)展。循環(huán)流化床燃燒技術既能在燃燒中高效的脫硫，又能控制氮氧化物的生成，對劣質煤還有較好的適應性。近幾年來，這項技術在我國得到了很大的應用，而且鍋爐的容量也在不斷的增大。但凝汽式發(fā)電機組發(fā)電技術趨于成熟，僅從提高蒸汽參數(shù)的方法使發(fā)電效率提高的幅度并不是很大，而且投資和設備運行維護費用也不少。對于燃油或然天然氣的聯(lián)合循環(huán)機組，蒸汽參數(shù)只需要采用高壓，同時燃氣輪機的燃氣溫度采用1100℃至1260℃的高溫，則供電效率能提高到百分之四十五到百分之五十二，但由于石油、天然氣資源的減少，人們把希望寄托在燃煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電方式上。2設計任務與燃料特性參數(shù)1).設計題目： 75t/h煤粉鍋爐設計 (1)鍋爐：蒸發(fā)量75t/h， (2)過熱蒸汽出口壓力：，溫度485℃ (3)給水溫度：150℃ (4)排煙溫度：152℃2).燃料特性： 燃料種類：鶴崗煙煤 燃料成分：Cy= % Oy=% Sy= % Hy= % Ny= % Wy= % Ay= % 燃料可燃基揮發(fā)份： Vr= % 燃料的低位發(fā)熱量： Q ydww=22944kJ/kg 灰熔點：ST1350℃3). 燃燒方式：四角切圓4). 制粉系統(tǒng)：直吹式中速磨，熱風送粉煤的元素成分為100%的校核：Cy+Oy+Sy+Hy+Ny+Wy+Ay=++++++=100 %(一）元素分析數(shù)據(jù)校核1). 可燃基元素成分與應用基成分之間的換算因子為：Kr=則可燃基元素成分應為：2). 干燥基灰分的計算：3). 可燃基低位發(fā)熱量的計算（實驗值）： 4). 可燃基低位發(fā)熱量的計算（門德雷也夫公式） 每1000 kJ發(fā)熱量的灰分＞6%時,誤差應＜177。 kJ/kg ＜840 kJ/kg （Ag=＞6%），故元素成分正確。 2).折算成分的計算： 4%，故屬低灰分煤，Syzs%，故屬低硫分煤。 2).受熱面的布置 在爐膛的內(nèi)壁面，全都用水冷壁受熱面進行布置，對于布置其他的受熱面，應主要考慮蒸汽的各個狀態(tài)下的參數(shù)、鍋爐的容量以及燃料的性質等。由于鍋爐的容量不大，所以采用比較簡單的方式進行布置各級受熱面。 因為對于經(jīng)過空氣預熱器加熱過的熱風溫度有著非常高的數(shù)值要求，所以采用二級空氣預熱器在豎直的煙井中布置，二級空氣預熱器布置在主省煤器的后面。鍋爐的落灰斗設置在主省煤器的煙道轉彎處，在轉彎處由于離心力作用，較大顆粒的灰粒會自動的下降到落灰斗中，因此回轉式空氣預熱器不易被灰塵堵住，同時除塵設備的負擔也會大大的減輕。表2 受熱面在煙道中的煙氣平均特性表計算數(shù)值名稱爐膛和凝渣管高溫過熱器低溫過熱器第二級省煤器進口空氣過量系數(shù) 出口空氣過量系數(shù)平均空氣過量系數(shù)α