410吨小时煤粉电站锅炉毕业论文.doc
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1、学士学位论文410吨小时煤粉电站锅炉摘 要本设计的题目为410t/h煤粉锅炉。对于锅炉设计,锅炉采用单锅筒,自然循环,集中下降管,本锅炉采用型布置,钢架结构。锅炉前部为炉膛,为减少过热器热偏差和获得较好的气温调节特性,本炉采用辐射-对流多次交叉换侧,两次喷水减温的过热器系统。整个过热器包括顶棚管、包墙管、屏式过热器和二级对流过热器。省煤器采用钢管式,装在尾部竖井中,分上下两级布置,两级间有一次前后交叉,工质逆流,自下向上。本锅炉采用立式管式空气预热器,分两级布置,上级一个行程,下级三个行程,考虑到低温引起的局部腐蚀,将最下面的一个行程设计成单独管箱,便于维修和更换。燃烧器采用四角布置,切圆燃烧
2、。炉顶水平烟道转向室和尾部包墙均用鳍片管包敷。本论文包括两个主要部分。第一部分是方案简介;第二部分是410t/h煤粉炉的热力计算,热力计算按烟气流程依次为炉膛、屏式过热器、对流过热器、转向室、省煤器和空气预热器,并进行了校核。关键词 煤粉锅炉;型布置;自然循环AbstractThis subject of the design is 410t/h pulverized coal-burning boiler and the research of the performance of louver concentrator. The boiler type is the disposition
3、 type and its struction is made up of the steel, with single drum, natral circulation. With radiant superheater in the exit of furnace, the front of boiler is membrane water-cooled walls. Two stage superheaters are disposed in the horizontal smoke flue. The heat recovery accessory are two stage econ
4、omizers and two stage air heaters which are placed alternatively. The horizontal smoke flue transforming room enclosure surface of the rear are enclosed by fin tubes. The experment was done to research the ratio of flux of rich and lean air of the concentrator, and Achieve the expected goal of the e
5、xperiment.This paper includes four main parts. The first part is the summary of the schema, the second part is a thermal calculation of 220t/h pulverized coal-burning boiler, the thermal calculation according to the direction of flue gas flowing include:the furnace,the tranfermable room,the enconomi
6、zer and the air heater; the third part is the design and calculation of the combustor ;the last is the introduction and conclusion of the experiment. Keywords pulverized coal-boiler; disposition type ; natral circulation目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景11.2 锅炉的发展简况21.3 本章小结2第2章 方案论证32.1 锅炉的主要参数32.2 燃
7、料特性32.3 锅炉设计方案选择与总体布置32.3.1 蒸发受热面的型式及炉型的选择32.3.2 锅炉的总体布置42.3.3 炉膛52.3.4 过热器52.3.5 省煤器52.3.6 空气预热器62.4 本章小结6第3章 方案简介73.1 锅炉的基本尺寸73.2 锅炉结构简介73.2.1 炉膛及水冷壁73.2.2 锅筒及锅筒内部设备83.2.3 燃烧设备83.2.4 过热器93.2.5 省煤器93.2.6 空气预热器103.3 本章小结10第4章 锅炉热力计算114.1 辅助计算114.1.1 理论空气量及烟气量计算114.1.2 烟气性质表124.1.3 焓温表134.1.4 锅炉热平衡及燃
8、料消耗量164.2 炉膛设计及传热计算184.2.1 炉膛尺寸的决定184.2.2 炉膛结构计算194.2.3 炉膛受热面204.2.4 炉膛传热计算214.3 屏式过热器设计及传热计算244.3.1 屏式过热器的结构254.3.2 屏式过热器传热计算264.3.3 炉内传热数据274.3.4 屏式过热器传热计算284.4 高温过热器设计及传热计算324.4.1 高温过热器的结构334.4.2 高温过热器的传热计算344.5 低温过热器设计及传热计算414.5.1 低温过热器的结构414.5.2 低温过热器的传热计算434.6 转向室设计及传热计算474.6.1 转向室的结构特性及计算474.
9、7 上级省煤器设计及传热计算504.7.1 上级省煤器的结构514.7.2 上级省煤器传热计算524.8 上级空气预热设计及传热计算554.8.1 上级空气预热器的结构554.8.2 上级空气预热器传热计算554.9 下级省煤器设计及传热计算574.9.1 下级省煤器的结构574.9.2 下级省煤器传热计算594.10 下级空气预热设计及传热计算614.10.1 下级空气预热器的结构614.10.2 下级空气预热器传热计算624.11 热平衡校核644.12 本章小结65结论66致谢67参考文献68附表A 英文文献70附表B 英文翻译81千万不要删除行尾的分节符,此行不会被打印。在目录上点右键
10、“更新域”,然后“更新整个目录”。打印前,不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行第1章 绪论1.1 课题背景我国是一个能源消费大国,煤炭始终占有我国能源利用的主导地位,尤其随着近几年随着石油资源的紧缺,国际油价的大幅上涨,煤炭的利用又逐渐回到了人们的视线。据1999年统计,我国一次能源消费构成中煤炭占73.5%,从2004年开始, 我国每年的新建机组容量快速增加, 到2007年底, 全国电力装机容量达到7.18亿千瓦, 发电量32, 644亿千瓦时。从新增装机的电源结构分析, 火电机组发展最快,以致火电装机容量和发电量所占的比例都不断增加, 2007年火电装机容量占77.42%,
11、火电发电量占83.34% (主体是煤电)。目前中国煤炭消费以动力煤为主,占消费总量约85%,2001年作燃料消耗的煤大约在10亿t,其中发电用煤占煤炭生产量的45%,在未来30-50年,中国国内一次能源的生产和供应不会像目前欧、美一些国家那样以油、气为主,煤炭仍占有主要地位。预计到2010年,煤炭在一次商品能源中约占65%,到2020年约占60%以上,煤炭消费的绝对量将呈上升趋势,中国未来一次能源生产、消费仍将呈现以煤为主多元化结构。因此。煤炭在我国经济社会发展中占有极重要的地位。从全世界范围看,由于核电站、水电站和其他形式电站的发展,今后火力发电的比例将有所下降,但仍可占世界总发电量的50以
12、上。电站锅炉一般容量巨大、蒸汽参数(压力、温度)高,要求性能好,是火力发电站的主要设备之一。我国在电站设计、制造、运行等方面都达到很高的水平。除电力工业外,化工、纺织等工业规模也比较大,都常有既供电又供热(蒸汽或热水)的自备电厂,也称为电热联产电站。这种自备电站的规模也很大,可以和中型火力电站相比,所用锅炉的容量和参数与电站锅炉相差不大。本次设计采用了煤粉炉,煤粉炉是大型电站的主要燃烧方式,煤粉炉的特点是:煤预先在磨煤机中磨成煤粉,用热风或乏气送粉;在较高的温度,较大的接触燃烧面积的条件下,燃烧有所改善,燃料适应性广,为无烟煤、烟煤、贫煤等均可稳定及时燃烧,燃烧效率、机械化、自动化程度都较高。
13、1.2 锅炉的发展简况我国的锅炉工业是20世纪50年代初才发展起来的,在第一个五年计划期间,我国建立了上海、哈尔滨等锅炉厂,并开始制造中、高参数锅炉的电站锅炉。此时主要技术来自苏联,基本特征是采用火室燃烧,双锅筒,分散下降管,光管水冷壁,轻型框架式炉墙。到20世纪60年代我们开始设计更大吨位的锅炉,并逐步采用了膜式水冷壁,使炉墙大大简化。到20世纪7080年代,我国的能力达到:再热温度达到750直流锅炉和配60万千瓦机组的亚临界参数锅炉,采用膜式水冷壁,集中下降管,全部顶棚管,包墙管全支撑,全吊挂,回转式空气预热器,从而使锅炉结构紧凑、占地小、安全、经济、可靠、便于自动控制、自动调节,接近世界
14、先进水平。我国的锅炉研究机构在理论分析和大量实验的基础上,参考我国所积累的大量运行经验,制定了我国自己的锅炉热力计算方法、锅炉水动力计算方法、锅炉受压元件的强度计算方法等。电子计算技术已经广泛应用在锅炉的设计、计算和运行中。在燃烧技术方面,也有许多创新,如煤粉炉燃烧的稳燃技术,以及降低SOx、NOx排放量的清洁燃烧技术等。1.3 本章小结本章对能源的利用进行了说明,并列出近几十年我国能源的消费,而后又对锅炉的发展进行了简单的介绍,总之,随着国民经济的高度发展,锅炉工业必将在现代化建设中发挥越来越重要的作用。双击上一行的“1”“2”试试,J(本行不会被打印,请自行删除)第2章 方案论证2.1 锅
15、炉的主要参数(1)额定蒸发量D=410 t/h; (2)额定蒸汽压力(表压)Pgr=9.81 MPa(100); (3)额定蒸汽温度tgr=540;给水温度 tgs=220;(4) 锅筒压力(表压)=11.28 MPa(115)2.2 燃料特性(1)煤种:烟煤(2)煤质特性表表2-1 煤质特性表Car%Har%Oar%Nar%Sar%Mar%Aar%Vdaf%Qnet,arkj/kg50.13.874.690.531.18.3531.3630.6820145DTSTFT1135122013202.3 锅炉设计方案选择与总体布置锅炉设计是一种综合性技术。在锅炉设计中,设计人员必须同时考虑燃料特性
16、,燃烧方式,总体布置,汽水回路型式,调节性能,受压部件强度等问题,以决定锅炉设计的方案。2.3.1 蒸发受热面的型式及炉型的选择在自然循环锅炉中,汽水主要靠水和蒸汽密度的差别而循环流动,锅炉工作压力愈低,这个差别就愈大,循环比较可靠。在锅炉为高,超高参数锅炉时,只要适当地设计锅炉循环回路,汽水循环还是可靠地。不过在参数不高时,汽包壁要设计得很厚,这在制造上很困难,汽包得重量也很重,运输安装都不方便。强制循环只要时借助循环系统中的循环泵使汽水循环,在可以采用自然循环锅炉的领域都可以采用强制循环。由于它的循环不是靠汽和水的密度差,因此在锅炉工作压力高于18.15Mpa,甚至接近19.62Mpa时,
17、仍可采用这种循环形式的锅炉。参数再高,则由于汽水不容易或不可能用汽包来分离就只有采用直流锅炉。直流锅炉中的工质水、汽水混合物。蒸汽是由于给水泵的压力而流动的,它只有相互连接的受热面,从省煤器到过热器没有保证汽水分离的汽包。当锅炉工作压力接近或超过临界压力时(临界压力为22.12Mpa),只有采用直流锅炉,当锅炉工作压力低于临界压力时,由于没有汽包,有时采用直流锅炉也是合算的。它的缺点是给水质量要求较高,对自动控制系统的要求也较高,给水泵消耗的能量也较大。再将锅炉参数等因素综合来考虑,本设计采用自然循环方式。2.3.2 锅炉的总体布置锅炉的整体布置是指炉膛中的辐射受热面,与对流烟道及其中的各种对
18、流受热面之间的总体布置,既与锅炉的参数、容量有关,也和锅炉燃用的燃料的性质等因素有关。由于具体条件的不同,会产生很多种不同的方案。锅炉的总体布置形式对锅炉运行的可靠性和锅炉本身及厂房建筑、连接风道等的成本、维护与检修的方便程度等都有影响。因此,锅炉设计应充分考虑各种布置型式的特点,衡量其优缺点进行合理的选择。在下面的论述中将予以简要介绍。型布置:这是所有直流锅炉与煤粉锅炉中最为典型以及国内外中、大容量锅炉中应用最为广泛的炉型。这种型式的锅炉整体由垂直的柱体炉膛、转向室及下行烟道三部分组成。型布置简单、紧凑,它的优点是锅炉的排烟口在下方,送风机、引风机及除尘设备等均可在地面布置;锅炉构架及厂房建
19、筑均可较低;尾部对流烟道气流向下,易于吹灰,并有自生吹灰作用;各受热面部件易于布置成逆流方式,以加强对流换热;锅炉本体及与汽轮机的连接管道系统的金属消耗适中。它的主要缺点有:在炉膛和对流烟道的上方由于烟气转弯而存在这转向室,转向室内烟气的速度场和湿度场分布不均匀,换热效能较低;占地面积较大;由于这种布置烟道较低,又要求炉膛高度与对流竖井的高度近似相同,因此尾部受热面布置较困难,尾部烟道飞灰浓度不均匀,容易引起受热面的局部磨损。综上所述,考虑到型布置的各种优点及有较成熟的经验和技术,故本次设计采用型布置。制粉系统采用钢球磨中间储仓式制粉系统。煤粉能吸附大量的空气,具有很好的流动性,煤粉越细,越干
20、燥,流动性越好,但煤粉早存储中容易氧化而自燃,尤其是搞挥发分的煤种,挥发分越多,越易燃,所以采用乏汽送粉。锅炉采用单锅筒,单段蒸发,集中下降管。对于大容量锅炉,尾部烟道截面积较大,烟气流速较低,换热系数小,传热量小,耗钢量大,成本高。为提高烟气冲刷速度,特将尾部烟道分为两通道。对于容量大锅炉,由于锅炉的密度相对的小一些,因此空气的流速有过高的倾向,为解决此问题常采用两侧进出的方案。本设计采用前后两侧送风的方案。增大了空气的流通截面而使空气的流速合理,还降低了空气侧的流阻。热风温度327,省煤器、空气预热器均采用两级布置。锅炉构架采用全钢结构,炉膛、过热器、上级省煤器全悬吊在顶板梁上,尾部空气预
21、热器和下级省煤器全悬吊在顶板梁上。燃烧器采用四角切圆布置,除渣设备用水力除渣,并配有单齿轮碎渣机。2.3.3 炉膛本锅炉炉膛是正方形,保证了四角喷燃形成的切圆不偏斜,使炉膛中心湿度,较其它部分高,防止和限制了结渣。在炉膛内采用膜式水冷壁,提高了炉膛的密封性,减少了漏风,使炉墙的厚度和重量下降。2.3.4 过热器本锅炉的工质参数要求较高,为保证蒸汽过热所需的吸热量,必须将过热器布置在更高的烟温区,以减少过热器的金属耗量。但由于锅炉燃烧固体燃料,对流过热器前的烟气温度受结渣条件的限制,不能过高,因此在炉膛出口处进入对流烟道之前布置屏式过热器。既吸收烟气流过时的对流热,又吸收炉膛中的辐射热及屏间烟气
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