58mw强制循环热水链条锅炉设计学士学位论文.doc
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1、 第 V 页58MW强制循环热水链条锅炉设计摘要 我国城市集中供热事业得到了快速发展。大容量热水锅炉是城市集中供热的热源,选择大容量热水锅炉的原则应当是不仅保证在锅炉水质达标的情况下能够保证水动力的安全,而且对于水质稍差时也能保证锅炉的安全运行。大型链条炉排热水锅炉的炉型主要有单(双)锅筒水管式热水锅炉、水火管锅壳式热水锅炉和角管式热水锅炉三大系列,尽管这些炉型在运行中也都程度不同地出现过各种问题,但目前仍然是我国集中供热锅炉的主要炉型。本锅炉为强制循环热水锅炉,用于集中供热,热水经过中间换热站换热后向用户供暖。文章概括叙述了本锅炉的设计情况,包括锅炉的热平衡,锅炉本体的热力计算、烟道阻力计算
2、等,并以链条炉的大型化发展作为专题研究。随着集中供热事业的发展,更多的大型链条炉排热水锅炉将被用于集中供热系统的主热源或调峰热源,如何选择大型链条炉排热水锅炉的结构形式和对锅炉容量进行合理配置,对于供热企业的节能安全运行及节能降耗具有着重要的现实意义。关键词: 链条锅炉;集中供热;大型热水锅炉58MW forced circulation hot water chain boiler design Abstract Chinas urban central heating has been the rapid development of the cause. Large-capacity h
3、ot water boiler is the heat of urban central heating, Select high-capacity hot water boiler should be not only of the principles of the boiler water quality standards to ensure that the circumstances to ensure the safety of the hydrodynamic, but also for less when the water quality to ensure the saf
4、e operation of boilers. Large chain grate furnace hot water boilers are mainly single (double) drum water-tube hot water boiler, shell-and-pan fire and water tube hot water boiler and hot water boiler tube angle three series, although the furnace are in operation to varying degrees, there were vario
5、us problems, however, China remains the main central heating boiler furnace. This boiler is forced circulation hot water boiler for central heating, hot water heat exchanger through the middle station to the user after the heat exchanger.The article describes a general design of the boiler, includin
6、g boiler heat balance, heat boiler, the flue resistance calculation and so on, and large-scale furnace chain as a special study of the development. With the development of central heating, more large-scale chain grate boiler will be used for hot water central heating system, the main heat source or
7、heat source peak, how to choose a large chain grate boiler hot water boiler structure and capacity to carry out a reasonable configuration, energy for heating the safe operation of enterprises and saving energy has an important practical significance.Keywords: chain boiler; central heating; large ho
8、t water boiler 目录1绪论11.1 课题背景11.2国内外发展现状31.3课题的研究方法及内容62工艺流程简介83锅炉的构造93.1锅筒及其内部装置93.2省煤器93.3锅炉安全附件与仪表93.4锅炉的吹灰及检修103.5锅炉炉墙与构架103.5.1炉墙103.5.2构架114锅炉给水处理124.1水中的杂质和水质指标124.1.1锅炉给水质量标准124.1.2锅炉炉水质量标准124.2锅炉受热面的结垢与腐蚀124.3钠离子交换软化134.4离子交换除碱144.5其他水处理方法144.6水的除氧155锅炉热平衡计算165.1原始参数165.1.1锅炉参数165.1.2燃料参数16
9、5.2理论空气量及理论烟气量的计算175.3烟气的温焓表175.4热水锅炉热平衡计算196锅炉部件的热力计算216.1炉膛216.2省煤器236.3附加受热面(水)266.4燃烬室266.5传热部件热力计算结果汇总267项目基本参数288 锅炉烟气通道阻力计算298.1防渣管阻力计算298.2变截面转弯烟道阻力计算308.3省煤器阻力计算318.4 180o转弯阻力计算338.5省煤器阻力计算338.6除尘器阻力计算358.7烟气通道全压降阻力计算358.8引风机阻力计算369锅炉空气通道阻力计算389.1直通管道阻力计算389.2分流合流联箱阻力计算389.3调风门阻力计算399.4炉排下空
10、气压力阻力计算409.5空气通道全压降阻力计算409.6鼓风机阻力计算4110专题部分:工业链条炉高温燃烧脱硫剂与脱硫新技术的研究43101脱硫研究的目的43102工业链条炉脱硫添加剂的研究进展43103钙基添加剂的种类对脱硫效果的影响43104某些碱金属、碱土金属盐等对钙基利用率的影响44105工业废渣和矿物原料在燃烧脱硫中的应用45 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文) 第 49 页1绪论1.1 课题背景我国正处于一个高速发展时期,能源消耗也出现大幅度上升,能源问题已严重制约了我国经济的发展。为保证国民经济持续、快速、健康发展,就必须合理、有效地利用能源,不断地提高能源利用率。锅炉是供热之源
11、。我们把用于动力、发电方面的锅炉,叫做电站锅炉;把用于工业、采暖和生活方面的锅炉,称为供热锅炉,又称工业锅炉。随着经济社会的发展,锅炉设备已广泛应用于现代工业的各个部门,成为发展国民经济的重要热工设备之一。从量大面广的这个角度来看,除了电力行业以外的各行各业中运行着的主要是中小型低压锅炉,全国目前计有50多万台。石油、燃气、煤炭等都是不可再生的能源,需要经过几千万年甚至几亿年才能生成1。另外,受石油价格上涨和全球气候变化的影响,可再生能源开发利用受到国际社会的重视,许多国家提出了明确的发展目标,制定了支持可再生能源发展的法规和政策,使可再生能源技术水平不断提高,产业规模逐渐扩大,成为促进能源多
12、样化和实现可持续发展的重要能源2。 可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能和海洋能等非化石能源,是我国重要的能源资源,在满足能源需求、改善能源结构、建设资源节约型、环境友好型社会等方面发挥重要作用。但可再生能源消费占我国能源消费总量的比重还很低,技术进步缓慢,产业基础薄弱,不能适应可持续发展的需要。例如,我国已经制造出燃油,燃气锅炉,它们都是能效高,污染少的锅炉。我国近几年已经开采出很多沼气田,也产出大量的天然气,但是天然气的价格比较贵,用于集中供热广大居民承受不起,感觉经济压力大,所以没有普及。今年全球的油价和去年相比已经上涨了很多,近期油价又上调,使广大用户难以接受,即使供暖单
13、位也会感觉价格昂贵。随着城市建设和保护环境的需要,尽管燃油,燃气锅炉日益增多 ,但是由于我国是以煤为主要能源消耗的国家,煤炭消费量位居世界之首,占全世界煤炭消耗总量的20%以上,占我国一次性能源消耗总量的75%以上,即使这样会造成城市污染,锅炉燃料还是以煤为主,燃煤锅炉约占803。中国工业锅炉以层状燃烧为主,燃料大多数为煤炭,并且以链条炉排为主导地位,其产量占工业锅炉总台数的52.7、占总容量的59,其次为往复炉排,分别占总台数地21和总容量的17。因为链条炉对于燃料煤的要求相对比较低,不需要磨煤机,筛选等流程。目前城市中常用的供热方式为集中供热、区域锅炉房集中供热、分户供热等三种方式,城市供
14、热应大力发展集中供热;区域锅炉房集中供热的主要发展方向是燃气锅炉;户式供热应在缺少集中热源的情况下采用。 国家应该大力发展热电联产、区域锅炉房供热,合理选择集中供热方式,取代分散、小型工业锅炉供热,提高热电比重4。热电联产具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力供应等综合效益;而且它的优势是:(1)节约能源。链条炉结构简单,蒸发量小,运行参数较低,单位炉膛体积发热量较低,因而它的占地面积小,不必如电站煤粉炉用很大面积布置附属设备,这也是链条锅炉的优点之。(2)减少污染。热电站的供电煤耗一般小于200g/kWh,抽冷机组的热电站稍高,但也在250一230g/kWh,而目前我省供电煤耗约36
15、0g/kWh.热电站的供热煤耗一般40kg/GJ,而小型工业锅炉由于其热效率低,供热煤耗大于50kg/GJ。这两项差别是热电站的节能所在。(3)提高供热质量。分散小锅炉由于设备、管理、技术水平等原因,污染物排放量较大,较难达到环保要求,而热电站一般都有完善的除尘系统,对粉尘、SO2, NO,等的排放控制较好,一般能达标。(4)减少备用容量。小锅炉的供热压力和温度均不够稳定,影响用汽企业产品质量,而由热电站供热,能够提供充足、稳定的用汽。用汽企业由于用汽负荷的不稳定以及生产的发展,一般需要较大的锅炉总容量及备用容量,这既使锅炉设备的年利用小时数降低,同时运行炉的负荷也较低。而采用热电站集中供热后
16、,可以调整峰谷负荷,统一备用,提高设备利用小时数一倍以上,大大减少锅炉的装机总容量。(5)提高技术水平,降低劳动强度。热电站的技术水平、控制水平、自动化程度、生产条件等均比分散小锅炉好得多。可大大降低工人的劳动强度,改善劳动条件。虽然热电联产的发展对于城市环境和城市建设有许多好处,但是由于国家的经济条件和国内的形势,热电联产只是一个目标,还没有大面积实施,成为主要供热方式,因此还是采用集中供热来实现刚大用户的采暖问题。 发展热电联产必须要与是否符合产业政策要求,是否符合国家环境保护政策结合起来,对影响环境的主要污染要采取具体的防治措施.热电联产项目建成后将实现集中供热,替代供热区内大量小锅炉,
17、明显的改善环境、提高供热质量、增加电力供应,是清洁生产的体现,可有效的改善城市大气环境质量,提高人民生活的质量5。1.2国内外发展现状 随着我国机械工业的发展,目前我国已有各种燃煤用的工业锅炉和热水锅炉系列产品,促进集中供暖的发展。从70年代开始,多种供暖系统型式的应用和新型散热设备的研制工作,有了较大的发展,太阳能和地热能用于供暖方面,取得了可喜的成绩。但这些技术在国内属于发展阶段,而且受地域影响很大,因此暂时不可能成为我国主要供暖方式6。由于国民经济的迅速发展,节能工作日益受到重视和开放政策的实施,使我国集中供暖事业,无论在供暖规模和供暖技术方面,都有了很大的发展。我国城市供暖方式大体分为
18、城市集中供暖、区域锅炉房供暖、分散锅炉房供暖、火炉采暖等几种,也有部分工业余热和废热用于建筑采暖。近年来,由于城市能源结构的变化,国外供暖公司进军中国市场的影响,出现了燃气采暖和电加热器采暖方式。城市的供暖均以集中供暖为主,但集中供暖率不等。中国在用的链条炉排锅炉有40多万台,每年新炉递增率为7-8%,还有数量不少的链条炉排窑炉。国外也有很多这种炉排。现在的炉排都采用大型化,与以往的链条炉相比,不仅使效率从50%提高到84%,热水流速加快,传热效果好,而且还节约了燃料。但是大型炉排液存在很多问题,例如对有限的面积存在制约,而且炉排的机械传动也相对慢了很多,主要是对水动力平衡要求比较高;原来的小
19、型链条炉,锅筒的结构小,成本低,运转起来会快一些。链条炉适应煤种广泛,运行稳定,操作简单,结构相对简单,工艺要求较低,锅炉运行参数较低,占地面积较小,锅炉效率较低初投资相对较少,后期维护容易附属设备很少,安全措施较易掌握。 链条锅炉燃煤是在链条炉排上燃烧,链条缓慢移动,带动燃烧的燃煤运行,燃煤的燃尽程度与链条运行的速度有很大关系, 因此该型锅炉区别于电站锅炉主要在燃烧方式的选择上。电站锅炉大多数是采用喷燃方式,链条锅炉主要是燃煤在链条上燃烧,所以该型锅炉相对与电站锅炉适应煤种更加广泛。,该型锅炉效率最高可达70左右,效率较低,炉渣含碳量很高,燃烧褐煤较容易燃尽。褐煤发热量一般较低,达不到锅炉蒸
20、发量的要求,所以链条炉还是以烟煤为主7。一般烟煤和褐煤混合燃烧,效果较好8。链条锅炉主要结构分燃烧室和尾部烟道。燃烧室体积较小,热风从链条炉排底部吹入,燃烧室呈拱形,喉部有拉稀管束,主要是为了减小烟气流速,防止飞灰颗粒沾粘管壁。空气预热器和省煤器布置在尾部烟道,一般为一级,也有两级布置的。由于安全系数较小,所以材质可以选择相对便宜,安全性能低一些的材质,工艺要求也可以较电站锅炉适当放宽。工业锅炉的运行参数,一般满足工业加工需要即可,所以设计运行参数较低,一般2030个大气压,300 400 ,相对于电站锅炉的运行参数低很多,这也是链条锅炉能够存在的原因。长期以来中国的工业锅炉制造重“锅”轻“炉
21、”,致使炉的结构、工艺落后,成为影响锅炉整体性能-热效率低,排放污染严重的主要原因之一。在锅的方面,受压件制造由国家技术监督部门监督,从产品设计。制造装备,检测手段及工艺均得到重视,并开发了各种炉型。而在炉的部分,总的情况是: (1) 炉排形式单调,容量不大。 老的链条炉排有链带式,容量为0.5t/h10t/h;鳞片式,容量为6.5t/h35t/h;往复炉排,其中有平推式和斜推式两种容量为110t/h。因为排放问题,抛煤机炉排、振动炉排、翻动炉排及下饲式燃烧设备没有得到应有的发展。 (2) 炉排结构陈旧,质量不高。 由于缺乏炉排试验研究基地,在设计上普遍是互相抄袭,在工艺上缺乏专用设备,炉排片
22、铸造大多从作坊式的小工场外协,他们都手工制造,熔炼设备简单。因此质量问题多,如炉排密封不严,配风不均,侧密封漏风;炉排断裂、走偏等严重影响了燃烧效率。从而使锅炉热效率低。目前工业锅炉热效率普遍在65%-75%,比欧美国家的低10%-15%。 (3) 炉排制造没有专用设备和专业化生产。 炉排是在高温下工作的机械,应由机械专业设计和配以专门工艺设施制造。但中国的锅炉厂大多数既作锅,又作炉。对锅的制造,工艺及工装都较完善;而对炉就不够重视。特别是外协炉排片质量差,几何尺寸公差、材质均达不到标准要求;而对炉排本体的冷作加工粗糙,又无检验设施。 (4) 燃用原煤对炉排性能影响严重。 至今中国工业锅炉燃烧
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