粉煤炉设计-学位论文.doc
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1、 J I A N G S U U N I V E R S I T Y JIANGSU UNIVERSITY 热动专业毕业设计 煤粉炉设计 所属学院: 能动学院 学生班级: 热能0901班 姓名姓名: 郭楠 姓名学号: 3090202024 指导老师: 张敏 摘要:工业锅炉作为国内主要的热能动力设备,一直是研究的重点。对于容量超过35t/h的锅炉,人们常常采用煤粉炉。煤粉炉的设计自然是最重要的。130t/h煤粉炉的设计对此有一定的意义。在设计过程中,先对煤粉炉进行了调研,翻阅了一些国外资料,对锅炉进行结构设计,热力计算和校核计算等。在计算过程中,首先大致上确定锅炉的大体结构,再进行辅助计算,得到
2、烟气焓温表,然后进行炉膛结构设计,热力计算,再对水冷壁排渣管进行结构设计,热力计算,对过热器进行结构设计,热力计算,再对省煤器空气预热器进行设计,最后进行校核计算,最终得到了一套设计方案。煤粉炉作为重要的热能动力设备,在工业生产中应用甚广,应更加关注它的优化。 关键词:煤粉炉;热力计算;结构设计Abstract: As a major thermal power equipment, industrial boiler has been the focus of the study. For the capacity of boiler more than 35t/h, people ofte
3、n use pulverized coal. The design of pulverized coal is naturally the most important thing. The design of 130t/h pulverized coal is significant to it. During the design process, firstly some research were done to pulverized coal, secondly I read some books from abroad, at last I did the structural d
4、esign , thermal calculation and calculation check of pulverized coal. During the calculation process, firstly I determined the general structure of boiler. Secondly I did supporting calculations to receive the temperature of the flue gas enthalpy table. Thirdly I did structural design, thermal calcu
5、lation of furnace. Fourthly I did structural design, thermal calculation of the water wall and the sullage pipe. Fifthly I did structural design, thermal calculation of superheater. Sixthly I did structural design, thermal calculation of economizer and air preheater. Then I did the checking calculat
6、ion, Finally I got a set design. As an important thermal power equipment, Pulverized coal is widely used in industry. We should pay more attention to its optimization.Keywords: pulverized coal; thermodynamic calculation; structural design目录第一章绪论11-1 锅炉重要性11-2 锅炉型式简介11-3 煤粉炉简介1第二章 辅助计算22.1燃烧产物计算32.2烟
7、气特性计算4第三章 燃烧室设计及传热计算103.1炉膛结构设计103.2煤粉燃烧器的型式及布置143.3燃烧器水冷壁布置173.4燃烧室传热计算18第四章 凝渣管设计及传热计算224.1凝渣管结构特性计算224.2凝渣管传热计算24第五章 过热器设计及传热计算265.1第二级(高温)过热器结构设计265.2第二级(高温)过热器传热计算305.3第一级(低温)过热器结构设计355.4第一级(低温)过热器传热计算36第六章 上级省煤器和空气预热器设计及传热计算406.1上级省煤器结构设计406.2上级省煤器传热计算426.3上级空气预热器结构设计446.4上级空气预热器传热计算45第七章 下级省煤
8、器和空气预热器设计及传热计算487.1下级省煤器结构设计487.2下级省煤器传热计算507.3下级空气预热器结构设计527.4下级空气预热器传热计算54第八章空气动力计算56附录63结语67参考文献68致谢70第一章绪论1-1 锅炉重要性 锅炉是国民经济中重要的供应蒸汽的设备。电力,机械,冶金,化工,纺织,造纸,食品等工业都需要大量蒸汽。但各种工业规模不同,因此所需要供应蒸汽的锅炉的容量,蒸汽参数,结构,性能也不相同。 现代电力工业是规模巨大,发展迅速的先行工业。电站锅炉一般容量巨大,蒸汽参数(压力,温度)高,要求性能好,是火力发电站中的主要设备之一。我国已能设计,制造,运行容量巨大的,每小时
9、蒸发量达到2000t/h的,发电量达600MWe的巨型电站锅炉。 除电力工业外,化工,纺织等工业规模也比较大,有既供电又供热的自备电厂,也称为电热联产电站。 小型工业锅炉所需的锅炉容量较小,参数较低,这种锅炉称为工业锅炉。由于容量较小,工业锅炉在结构上,燃烧方法上与电站锅炉相差很多。1-2 锅炉型式简介 现代锅炉的形式很多,不论是从蒸发受热面中工质流动的方式,或是从燃烧方式来分,都可以分成不同的类型。 从蒸发受热面中水的流动方式来说,除了自然循环外,一种是在下降管上装设循环泵,用泵的压头来使蒸发受热面中的水循环,称为强制循环。采用这种循环方式的锅炉称为强制循环锅炉。 有的锅炉没有锅筒,给水从省
10、煤器进入锅炉,流经蒸发受热面,再经过过热器后流出,成为所要求的压力和温度的蒸汽。这种没有水循环的锅炉称为直流锅炉。 锅炉所用燃烧方式也因燃料不同,锅炉容量不同而有差异。怼气体及液体燃料来说,都采用悬浮燃烧,也称室燃。对固体燃料煤而言,在锅炉容量小时,多采用层燃,就是将煤块放在炉排上成层的燃烧,在锅炉容量大时,多把煤磨成煤粉悬浮燃烧,这样的锅炉称为煤粉炉。近年来流化床燃烧技术发展很快,已开始在电站锅炉中采用。1-3 煤粉炉简介 煤粉炉是燃煤电站锅炉最常采用的燃烧方式。根据排渣方式,它又可以分固体及液态排渣两种,其中以固体排渣通用最广,只有在煤的灰熔点过低时才采用液态排渣。 一般在锅炉容量高于10
11、kg/s(35t/h)时才采用煤粉炉。世界上最大的煤粉炉发电容量大1300MWe。我国制造的煤粉炉已达600MWe。不过煤粉炉也能用于小型锅炉,我国也有多年运行7kg/s(25t/h)及更小的煤粉炉的经验,与链条炉相比,小型煤粉炉的缺点是能耗高,养护困难。 液体排渣煤粉炉因能烧灰熔点低,挥发分含量低的煤而得到较高的燃烧效率,而且所排液态渣在水淬后能用做建筑材料。其主要缺点是在运行中它对煤的灰熔点及高温下灰的黏度比较敏感,有时排渣困难。此外,在运行不当时会有析铁,火侧腐蚀等事故发生;由于燃烧温度高,有时生成的氧化氮较多,污染环境,因此近年来采用者逐渐减少。第二章 辅助计算设计任务1) 锅炉额定蒸
12、汽量:36.1kg/s(130t/h)2) 蒸汽参数:1. 汽包内蒸汽压力:4.3MPa。2. 过热器出口汽压力:3.9MPa。3. 过热器出口蒸汽温度:450。3) 给水温度:170。4) 给水压力:4.9MPa。5) 排污率:。6) 排烟温度:。7) 预热空气温度:trk=370。8) 冷空气温度:tlk=30。9) 空气中含水蒸汽量:d=10g/kg。燃料特性燃料名称:焦作无烟煤煤的收到基成分: 碳Car=66.1%。 氢Har=2.2%。 氧Oar=2.0%。 氮Nar=1.0%。 硫Sar=0.4%。 灰分Aar=21.3%。 水分Mar=7.0%。煤的干燥无灰基挥发分Vdaf=7.
13、0%。灰熔点特性: DT=1310; ST=1370; FT=1420;煤的可磨度:Kkm=1.2。煤的收到基低位发热量:Qar,net,p=22880kJ/kg。采用单锅筒型布置,上升烟道为燃烧室及凝渣管。水平烟道布置两级悬挂对流过热器,垂直下行烟道布置两级省煤器及两级管式空气预热器。整个炉膛全部布满水冷壁,炉膛出口凝渣管簇由锅炉后墙水冷壁延伸而成,在炉膛出口出采用由后墙水冷壁延伸构成的折焰角,以使烟气更好的充满炉膛,采用光管水冷壁。 对流过热器分两级布置,由悬挂式蛇形管束组成,在两级之间有锅炉自制冷凝水喷水减温装置,由进入锅炉的给水来冷却饱和蒸汽制成凝结水,回收凝结放热量后再进入省煤器。
14、省煤器和空气预热器采用两级配合布置,以节省受热面,减少钢材消耗量。 锅炉采用四根集中下降管,分别供水给12组水冷壁系统。燃烧方式采用四角布置的直流燃烧器。根据煤的特性选用钢球滚筒式磨煤机储仓式制粉系统。2.1燃烧产物计算 煤完全燃烧()时理论空气量及燃烧产物容积计算(以1kg燃料为基准) Car66.1Har2.2Oar2.0Nar1.0Sar0.4Aar21.3Mar7Qar,net,p22880理论空气容积 =0.0889(66.1+0.3750.4)+0.2652.2-0.03332.0 =6.4m3/kg三原子气体容积 =0.01866(66.1+0.3750.4) =1.236225
15、 m3/kg理论氮气容积 =0.0081.0+0.796.4 =5.064 m3/kg理论水蒸气容积 =0.1112.2+0.01247+0.01616.4 =0.43404 m3/kg理论烟气容积 =1.236225+5.064+0.43404 =6.734265 m3/kg烟气中飞灰质量浓度 =0.95 =0.20235kg/kg(代表飞灰中纯灰份额,查锅炉原理及计算可得)煤的折算灰分 =10000 =9.30944g/MJ2.2烟气特性计算烟道各处过量空气系数,各受热面漏风系数符号大小6.4m3/kg1.236225 m3/kg5.064 m3/kg0.43404 m3/kg6.7342
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