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余熱鍋爐方案設(shè)計(jì)-在線瀏覽

2025-01-11 18:34本頁面
  

【正文】 脹接千余根受熱管 )。氣流沖刷完全 ,不堆灰 ,傳熱效果好 ,煙氣流動(dòng)阻力小 .蒸發(fā)器基管選用 42 4,材料為 20G ,選用較粗的管徑 ,可以減少循環(huán)回路的阻力 ,降低汽包的布置高度。 本次設(shè)計(jì)采用的螺旋肋片管 ,肋片高度 16mm ,厚度 ,間距 12mm。在設(shè)計(jì)條件下 ,過熱器的吸熱量占總的吸熱量 %,所需的傳熱面積僅 而全部采用 12CrMoV 材料 ,雖然投資略有增加 ,但能保證其安全運(yùn)行 ,在制造、安裝、維修上較為方便 .過熱器采用 38 4mm管徑 ,呈順列逆流布置。在煙溫波動(dòng)177。 省煤器的設(shè)計(jì) 省煤器處在煙溫較低處 ,其傳熱溫差小 ,所需傳熱面積大。為了防止低溫腐蝕的產(chǎn)生 ,通常采用下列措施。其方法有:將省煤器的出口的部分高溫水經(jīng)噴射器注入到省煤器進(jìn)口或采用高壓除氧器,用提高省煤器進(jìn)水溫度的方法來防止低溫腐蝕 ,勢(shì)必要增加省煤器的傳熱面積 ,在設(shè)計(jì)條件下 ,若省煤器出口水溫 為 209℃ ,進(jìn)口水溫由 104℃提高到150℃ ,省煤器呈逆流布置。 .(2)在省煤器的低溫段采用熱管換熱元件 ,利用熱管能保持較高的恒定壁溫這一原理來防止酸性液體的冷凝。 本次設(shè)計(jì)將省煤器分成高、低溫兩段 ,高溫段管材為 20G ,低溫段用耐腐蝕合金鋼 ,以便 8 制造安裝。高、低溫段采用相同的幾何尺寸。 選用較高的煙速可強(qiáng)化對(duì)流換熱 ,減小余熱鍋爐的受熱面積 .但過高流速會(huì)增加煙氣的流動(dòng)阻力。 .因此應(yīng)綜合比較投資與運(yùn)行費(fèi)用 ,來選擇適合的煙氣流速。 此外 ,在選用煙速時(shí) ,還需考慮余熱鍋爐的振動(dòng)問題 ,在煙氣橫向流 過管束時(shí) ,過高的煙速容易引起受熱面的振動(dòng) ,造成余熱鍋爐不能正常運(yùn)行。 積灰的防止和清除 ( 1)采用足夠大的“空腔輻射冷卻室”。 ( 3)在余熱鍋爐內(nèi)部不要設(shè)置容易引起積灰的結(jié)構(gòu)。 ( 2) .在選擇對(duì)流受熱面的沖刷方式時(shí),應(yīng)考慮防止積灰。 10 ( 2)使用附加劑防止積灰。根據(jù)吹灰桿伸縮的長短可分為長桿和短桿的吹灰器。它的優(yōu)點(diǎn)是吹灰介質(zhì)壓力高,噴射速度大,能清除粘結(jié)性較強(qiáng)的積灰;吹灰介質(zhì)也容易取得。如果使用壓縮空氣或蒸汽作吹灰介質(zhì),會(huì)增加煙氣中含氧量或水份,并增加鍋爐的排煙量,從而對(duì)尾氣的處理帶來一定的不良影響。 當(dāng)余熱鍋爐的積灰、結(jié)渣情況嚴(yán)重,一般清除灰渣較多是采用壓縮空氣吹灰和機(jī)械振動(dòng)兩種形式 或結(jié)合使用。安裝在水冷壁角隅上的振動(dòng)除灰裝置由激振器、振動(dòng)桿、連接彈簧和固定懸臂梁組成 ,為了清除受熱面上的積灰和結(jié)渣而施加的振動(dòng)力可在受熱面上產(chǎn)生低、中、高頻振動(dòng)。一般認(rèn)為高頻振動(dòng)清灰效果較好 ,但從實(shí)踐來看 ,高頻振動(dòng)往往因沖擊力穿透不夠 ,位移過小而清灰打渣效果不理想。 腐蝕 很多爐窯排出的煙氣中,常含有一些腐蝕性氣體和腐蝕性物質(zhì),如硫的氧化物,釩的氧化物,硫酸鹽絡(luò)化物等。 11 腐蝕一般分低溫腐蝕和高溫腐蝕,低溫腐蝕的特點(diǎn)是均勻性的腐蝕,它使管壁厚度逐漸減薄以至破裂。 低溫腐蝕 當(dāng)進(jìn)余熱鍋爐的煙氣中含有較多二氧化硫時(shí),其中一部分 會(huì)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為三氧化硫,并與煙氣中水蒸氣結(jié)合生成硫酸。低溫腐蝕的速度是很驚人的,造成的后果也是嚴(yán)重的。提高壁溫的方法通常有提高鍋爐運(yùn)行壓力和充填法兩種,即提高鍋爐運(yùn)行壓力及用管充填法。 2)除特殊情況外,一般應(yīng)使煙氣縱向沖刷受熱面,這樣既利于防止積灰,又利 于防止低溫腐蝕。 4)采用涂保護(hù)層的保護(hù)措施。 ( 3)在煙氣中使用附加劑防止鍋爐低溫腐蝕,有的附加劑能使積灰性能惡化,變成 緊密堅(jiān)硬積灰,這點(diǎn)應(yīng)特別注意。過熱器、再熱器、輻射室中水泠壁管、金屬固定件等都可能產(chǎn)生這種腐蝕,其特點(diǎn)是局部深陷的潰瘍性腐蝕。目前有如下的幾種理論: ( 1)堿性金屬硫酸鹽絡(luò)合物的液相腐蝕學(xué)說。 ( 3)高溫氧化腐蝕學(xué)說。 防止高溫腐蝕的方法有: ( 1)控制金屬溫度使它低于開始出現(xiàn)高溫腐蝕的溫度。 ( 3)選擇耐高溫腐蝕的金屬材料或涂料。 防止高溫 腐蝕和低溫腐蝕的設(shè)計(jì) 當(dāng)余熱鍋爐受熱面的壁溫高于硫酸露點(diǎn) ,煙氣溫度在 500℃以上區(qū)域發(fā)生的腐蝕為高溫腐蝕。由于煙氣中含 SO2 較高 ,轉(zhuǎn)化為 SO3 后 ,與煙氣中水蒸汽結(jié)合生成硫酸 ,當(dāng)鍋爐受熱面壁溫低于所生成硫酸的露點(diǎn)時(shí) ,硫酸就在受熱面上凝結(jié)而發(fā)生低溫腐蝕。在設(shè)計(jì)上 ,選擇鍋爐壓力時(shí)使相應(yīng)的工質(zhì)飽和溫度高于煙氣露點(diǎn) 5~ 10℃。 磨損是一個(gè)非常復(fù)雜的現(xiàn)象,一般認(rèn)為它由以下三種情況產(chǎn)生的: ( 1)撞擊磨損:由于粒子的撞擊,使機(jī)體的表面組織產(chǎn)生局部的破碎和脫離。 ( 3)擦動(dòng)或滾動(dòng)磨損:由于粒子的摩擦而引起的機(jī)體表面的磨薄。 于采用螺旋肋片管換熱器替代原有的光管換熱器,鍋爐本體重量以及汽水空間均有一定程度的減少,因此由原來的基礎(chǔ)和鋼架結(jié)構(gòu)根據(jù)對(duì)煙氣速度以及含塵粒度分布情況的分析:正常工況下,受熱面不會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的磨損;由于煙氣流速高,為慎重起見,過熱器、蒸發(fā)器均選用厚壁管,以保證余熱鍋爐的安全。因此,針對(duì)余熱鍋爐現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行狀況采用螺旋肋片管是比較恰當(dāng)強(qiáng)度符合要求。 14 4 小結(jié) 采用余熱鍋爐取代原有鍋爐可充分回收硫磺制酸再生煙氣的余熱 ,以余熱鍋爐年運(yùn)行 7000h ,中壓蒸汽 90 元 /t計(jì) , 每年經(jīng)濟(jì)效益達(dá) 60余萬元 ,達(dá)到了有效利用資源的效果。 經(jīng)過幾個(gè)星期的努力,畢業(yè)設(shè)計(jì)圓滿結(jié)束。從中了解到一項(xiàng)設(shè)計(jì)工程的艱辛,這對(duì)我以后的工作有很大好處,使我更有信心與決心完成工作中的任務(wù)。這樣,使我對(duì)以前的知識(shí)又有了重新的認(rèn)識(shí),并將其與生產(chǎn)實(shí)際、有機(jī)地結(jié)合起來,既是 “設(shè)計(jì)師”,又是“總工程師”,從宏觀上對(duì)一臺(tái)鍋爐有了一個(gè)整體、全面的認(rèn)識(shí),并且增加了經(jīng)驗(yàn)。困難在于無法繼續(xù)進(jìn)行下去,出現(xiàn)了不能滿足要求的情況,我求助于徐老師,并成功地得到了解決!收獲在于讓我認(rèn)識(shí)到工作中不會(huì)永遠(yuǎn)一帆風(fēng)順的,困難避免不了,關(guān)鍵在于要?jiǎng)幽X,靈活運(yùn)用我們以前所學(xué)過的課本知識(shí)。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我們也學(xué)到了工程上的很多知識(shí),為自己的理論知識(shí) 增加了實(shí)際性的東西!培養(yǎng)了我們的自學(xué)能力與判斷分析能力! 15 5 參考文獻(xiàn) [ 1]北京有色冶金設(shè)計(jì)總院主編《余熱鍋爐設(shè)計(jì)與運(yùn)行》,冶金工業(yè)出版社, 1982 [ 2][蘇] 莫強(qiáng)主編《鍋爐設(shè)備空氣動(dòng)力計(jì)算》,電力工業(yè)出版社, 1981 [ 3]《鍋爐機(jī)組熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方法》,機(jī)械工業(yè)出版社, 1976 [ 4]《鍋爐與鍋爐房設(shè)備》,中國建筑工業(yè)出版社, 1985 [5]鍋爐本體布置及計(jì)算 西安交通大學(xué)出版社 ,1990 [6]撒應(yīng)祿,《鍋爐受熱面外部過程》,水利電力出版社, [7]林宗虎 、徐通橫 .《實(shí)用鍋爐手冊(cè)》 [M ].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,1999. 16 附錄:設(shè)計(jì)計(jì)算部分 1 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)及要求 余熱鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù) 535 ℃ 195 ℃ 105000 Nm3/h : RN2=% RO2=% RH2O=8% RCO=% SOx=% 粉塵含量 120~ 160mg/Nm3 5 鍋爐給水壓力 鍋爐給水溫度 104℃ 6 蒸汽管網(wǎng)中壓 、設(shè)計(jì)要求 余熱鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 設(shè)計(jì)內(nèi)容 ①煙氣焓溫表 ②各段吸熱量分配 ③熱力計(jì)算 利用計(jì)算機(jī)繪圖手段畫出方案布置圖 、設(shè)計(jì)思路 熟悉課題,閱讀相關(guān)資料 設(shè)計(jì)中考慮要點(diǎn) ①設(shè)計(jì)參數(shù)選擇的經(jīng)濟(jì)性 ②結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 17 ③運(yùn)行特點(diǎn) ④安裝維護(hù)的方便性 ⑤運(yùn)行的可靠性 、煙氣焓溫表 θ (Cθ )CO2 (Cθ )N2 (Cθ )O2 (Cθ )H2o (Cθ )CO Σ ℃ kJ/Nm3 kJ/Nm3 kJ/Nm3 kJ/Nm3 kJ/Nm3 kJ/m3 100 200 300 400 500 600 196 700 、各段吸熱量分配 Q=(Cpi`tCpit)=D(igrigs) 由煙氣進(jìn)出口溫度, 查得 Cpi`= Cpi= 由工質(zhì)進(jìn)出口溫度, 查得 h”= kJ/Nm3。(fd ??? ? =(+) 30 傳熱系數(shù) K kw/m℃ )/( 2121 ????? ? = **(8+) 31 傳熱溫壓 Δ t ℃ (Δ tdΔ tx) /lnxdtt?? 32 過熱器受熱面積 H m2 Q/(Δ t*K)= (*) 33 縱向排數(shù) Z2 排 H/(Z1π d lpj)= (24***6) 取 11 21 3 蒸發(fā)器段計(jì)算 、蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 蒸發(fā)管上的肋片規(guī)格為:肋高 h=20mm,肋厚 δ =,間距 s=12mm, 則每米單排蒸發(fā)管的受熱面積為: π D*(1nδ )+2*n*π /4*(D=h)2D2 =**(*103*75)+2*π /4*75*((+)) = 橫向面積 : H=*16*6= 煙氣的流動(dòng)面積 : Fy=*616**6= 熱片面積: *103*75**2= *6*16= Fy‘ == 序號(hào) 數(shù)值名稱 符號(hào) 單位 計(jì)算公式 結(jié)果 1 煙道流通面積 M m2 A*b *6 2 管子直徑及布置 d mm 順列 ,逆流布置 φ 42*4 3 橫向排數(shù) Z1 16 4 縱向排數(shù) Z2 待求 5 橫向節(jié)距 S1 mm 110 6 縱向節(jié)距 S2 mm 110 7 蒸汽流通面積 f m2 Z1π dn2/4= 16** 8 煙氣流通面積 FY m2 Md*b*Z1=6* 16**
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