1、畢業(yè)設計論文-西昌地區(qū)75th循環(huán)流化床蒸汽鍋爐設計 西昌地區(qū)75th循環(huán)流化床蒸汽鍋爐設計摘 要循環(huán)流化床CFB燃燒技術是上個世紀70年代在國際上開展起來80年代在鍋爐上得到成功應用的一種清潔煤燃燒技術由于具有高效低污染且煤種適應性強這三大特點自從70年代末第一臺20th循環(huán)流化床鍋爐問世以來循環(huán)流化床燃燒技術得到了許多國家的重視并與此同時得到了迅速的開展我國自上世紀八十年代采取引進和自我開發(fā)兩條路線完全掌握了中小型循環(huán)流化床鍋爐設計制造技術本次設計根據(jù)給定的畢業(yè)設計任務書參考相關資料結合工程實際情況在分析鍋爐的根本構造工作過程及根本特性的根底上75th循環(huán)流化床蒸汽鍋爐進行設計鍋爐主體采用

2、最典型的型布置方式爐膛出口布置布置兩級過熱器交錯布置兩級省煤器和兩級空氣預熱器另外本設計進行了爐膛設計計算鍋爐各對流受熱面的設計計算氣包與集箱的強度校核計算煙風阻力計算在熱力計算中利用相似原理采用逐次逼近法進行迭代計算確定爐體及相關部件的尺寸鍋爐效率為爐膛截面積為m2爐膛容積為m3從計算結果知該鍋爐設計合理效率較高可供工程實際設計參考假設能工程實施將能帶來較好的社會效益與經濟效益本畢業(yè)設計論文包括設計說明書一份鍋爐系統(tǒng)總圖一張鍋爐水管系統(tǒng)圖一張鍋筒圖一張關鍵Design of 75th circulating fluidized bed steam boiler for XichangAbst

3、ractThe circulation fluid bed CFB burning technology is a kind of clean coal burning technology which starts from 70sand achieve the application on the boiler successfully at 80s in the last century Because its highly effective the low pollution and strong compatible for many coal plants It is at th

4、e end of the 70s when the first 20thcirculation fluid bed boiler has been publishedthe circulation fluid bed burning technology obtained many nationals values and obtained the rapid development at the same time Our country opens the beginning of developping the circulation fluid bed boiler technolog

5、y from on century 80s and simultaneously adopts the introduction and the self-development two political lines we are already completely had grasped the design and manufacture technology for middle and small scale circulation fluid bed boiler at presentAccording to the graduation design mission book

6、that the tutor gave definitely this design combines the operation experience of the project practice and consult the relevant design data a 75thCFB steam boiler for Xichang is designed on the basis of consulting concerning references and analyzing basic structure working process and general features

7、 of the boiler Typical M type boiler The high temperature cyclone separator is distributed between the outer gate of the furnace and vertical flue primary secondary superheater higher and lower level economizers cross-connectedly is distributed in the vertical flue In addition designing calculation

8、of furnace convective heating surface intensity of drum and smoke-wind resistance are accomplished It should be emphasized that similarity criterion and successive approximation method with iterative computing are used in heating calculation The efficiencysectional area and volume of the designed bo

9、iler are 8683 3127 m2 78185 m3 respectively It can be seen from the calculating result that the total design can gain both the economical benefit and the social benefit which indicates the design can be provided as reference of actual engineering design This graduation design paper included a design

10、 instructiona systemic drawing of boiler a drawing of tube and a drawing of drumKey words circulating fluidized bed design of boiler high temperature cyclone separatorKey words circulating fluidized bed design of boiler high temperature cyclone separatorKey words circulating fluidized bed design of

11、boiler high temperature cyclone separator不要刪除行尾的分節(jié)符此行不會被打印目 錄摘要IAbstractII第1章 緒 論611 循環(huán)流化床鍋爐的開展歷程與應用612 我國循環(huán)流化床鍋爐的開展713 循環(huán)流化床鍋爐的前景展望8com 循環(huán)流化床高參數(shù)化-超臨界化8com 循環(huán)流化床調峰機組9com 循環(huán)流化床熱水鍋爐9第2章 鍋爐的總體結構布置1021 鍋爐結構初步選定及其概述1022 方案論證11com 鍋爐的總體布置11com 氣固別離器的選取12com 爐膛結構的初步設計12com 水冷壁及其爐墻形式的選取12com 過熱器與減溫器的選取12com

12、 省煤器的選取13com 空氣預熱器的選取13com 西昌地區(qū)的煤種情況1323 本章小結14第3章 熱力計算1531 鍋爐標準輔助計算及熱平衡計算15com 根本參數(shù)15com 煤種及燃料特性15com 輔助計算1532 各受熱面的設計及其熱力計算24com 密相區(qū)埋管的設計及其傳熱計算24com 稀相區(qū)水冷壁的設計及其傳熱計算27com 過熱器的結構設計及其傳熱計算30com 鍋爐吸熱量的受熱面分配37com 省煤器和空氣預熱器的結構設計及其傳熱計算3833 熱力計算結果匯總4834 本章小結49第4章 循環(huán)流化床鍋爐主要部件的設計及計算5041 高溫絕熱旋風別離器的設計計算50com 別

13、離器根本參數(shù)與尺寸確實定50com 別離器的離心沉降速度的校驗51com 別離器的理論切割直徑51com 別離器中的煙氣阻力計算5142 U型返料器的設計與計算51com 返料器尺寸確實定52com U型返料器送風量的計算5243 布風板的設計53com 花板的設計53com 風帽54com 耐火保護層5544 爐膛開口55com 給料口55com 床層底部的排渣口55com 循環(huán)物料進口55com 二次風入口的設計5545 本章小結55第5章 強度計算5751 鍋筒強度校核計算57com 鍋筒筒體強度校核計算60com 孔的加強計算6052 下降管聯(lián)箱的強度設計計算6553 本章小結68第6

14、章 煙風阻力計算6961 煙氣側流阻計算6962 空氣預熱器空氣側流阻計算7563 布風裝置的空氣側阻力計算7664 引送風機的選取7665 本章小結77結 論78致 謝79參考文獻80附錄A 英文資料原文82附錄 英文資料譯文101千萬不要刪除行尾的分節(jié)符此行不會被打印在目錄上點右鍵更新域然后更新整個目錄打印前不要忘記把上面Abstract這一行后加一空行緒 論開展循環(huán)流化床燃燒技術上個世紀70年代一種清潔煤燃燒技術由于具有高效低污染且煤種適應性強這三大特點自從70年代末第一臺20th循環(huán)流化床鍋爐問世以來循環(huán)流化床燃燒技術得到了許多國家的重視并與此同時得到了迅速的開展八十年代德國魯奇公司首

15、先取得了循環(huán)流化床裝置的專利并研究開發(fā)出當時世界上最大的270th循環(huán)流化床鍋爐由此引發(fā)出了全世界循環(huán)流化床的開發(fā)熱潮至今已經形成幾個技術流派以魯奇公司為代表 包括Stain公司和ABB公司 的絕熱旋風筒帶有外置換熱床的循環(huán)流化床鍋爐技術以德國BW公司為代表的采用塔式布置中溫旋風別離循環(huán)流化床鍋爐技術以原芬蘭Alhstrom公司為代表的燃燒室內布置翼形受熱面的高溫絕熱旋風別離的循環(huán)流化床鍋爐技術以美國FW公司為代表的帶有Intrex的汽冷旋風別離循環(huán)流化床鍋爐技術和美國BW公司采用簡易別離的循環(huán)流化床鍋爐技術九十年代中期又迅速崛起了由前Alhstrom公司開發(fā)出的冷卻式方型別離緊湊式循環(huán)流化床

16、鍋爐技術技術流派的演變是一個技術開展的過程八十年代由笨重易損的熱旋風筒進步到九十年代初的精巧耐用的汽冷旋風筒進而到九十年代中開發(fā)出的冷卻式方型別離緊湊式循環(huán)流化床鍋爐又克服了汽冷旋風筒的生產本錢問題并為循環(huán)流化床鍋爐最終回歸到傳統(tǒng)鍋爐的簡潔布置開創(chuàng)了道路目前由Foster Wheeler 公司生產安裝于波蘭的260MW循環(huán)流化床鍋爐即采用方形別離器技術 沉著量上看循環(huán)流化床鍋爐也從熱電用小中型低參數(shù)容量開展到高參數(shù)大型電站鍋爐目前世界上在運行的最大容量循環(huán)流化床鍋爐為美國佛羅里達300MW燃用石油焦的循環(huán)流化床鍋爐另有近十臺200300 MW循環(huán)流化床鍋爐正在安裝或制造國外公司預計目前的技術水

17、平制造600MW循環(huán)流化床鍋爐是有把握的當前全世界除中國外100MW以上循環(huán)流化床鍋爐運行臺約60臺其中已經投產運行的40余臺這些循環(huán)流化床鍋爐主要在歐美只有20左右在亞洲單臺連續(xù)運行最高記錄為13個月可用率到達98循環(huán)流化床鍋爐檢驗規(guī)程和平安規(guī)程已經列入美國的ASME標準這是該技術成熟及標準化的重要標志我國的循環(huán)流化床燃燒技術的來自于自主開發(fā)國外引進引進技術的消化吸收三個主要來源上世紀八十年代以來我國循環(huán)流化床鍋爐數(shù)量和單臺容量逐年增加國內自主開發(fā)的主要研究單位為清華大學中科院熱物理研究所及西安熱工研究院等他們與鍋爐廠結合開發(fā)了從35th-440th 系列化國產循環(huán)流化床鍋爐以性能和價格優(yōu)勢

18、將國外技術擠出了中國中小循環(huán)流化床鍋爐市場其中清華大學與哈爾濱鍋爐廠剛剛完成的十五攻關國產化440th 再熱超高壓循環(huán)流化床鍋爐135MW示范工程于今年七月通過了科技部驗收這是目前國內在運行的最大容量循環(huán)流化床鍋爐同時清華完成了世界首臺135MW再熱循環(huán)流化床鍋爐電廠仿真機技術水平世界領先清華大學與國內合作鍋爐廠多年合作研究完成的循環(huán)流化床鍋爐設計理論設計導那么熱力計算軟件完全突破了國外對我國的技術封鎖該軟件已經出口到日本打破了多年來我國一直依賴進口循環(huán)流化床技術的局面鑒于清華大學在循環(huán)流化床鍋爐研究開發(fā)中的聲譽一些著名的國際公司如ABB法國EDF公司石川島播磨等與清華大學合作研究一些循環(huán)流化

19、床燃燒技術中的難題目前容量在400th級再熱型循環(huán)流化床鍋爐國內已經根本掌握進入了推廣示范階段國產化670th 200MWe 正在立項實施我國曾屢次引進國外循環(huán)流化床鍋爐技術并數(shù)次購置國外循環(huán)流化床鍋爐產品推動了中國循環(huán)流化床鍋爐技術的開展如電力部從芬蘭Alhstrom公司購置的內江電廠410h爐石化系統(tǒng)從同一公司購置的茂名2臺220h 燃用油頁巖的循環(huán)流化床鍋爐近年從美國Foster Wheeler 公司購置的鎮(zhèn)海石化220h金山石化的280h燃用石油焦循環(huán)流化床鍋爐國內三家大型鍋爐廠先后引進了美國Foster Wheeler 公司50100MWe汽冷旋風筒循環(huán)流化床鍋爐技術德國EVT 15

20、0MW以下容量再熱循環(huán)流化床鍋爐技術和前美國ABB-CE的再熱循環(huán)流化床鍋爐技術目前國家發(fā)改委組織引進了法國阿爾斯通300MW循環(huán)流化床鍋爐技術希望一次性解決電力系統(tǒng)對大型發(fā)電循環(huán)流化床鍋爐的需要根據(jù)不完全統(tǒng)計我國已在引進循環(huán)流化床鍋爐方面花費了近兩億美元然而國外從來也沒有把循環(huán)流化床的設計核心技術教給中國甚至熱力計算程序都不是源代碼 國內的循環(huán)流化床技術開展應是消化引進國外循環(huán)流化床技術和研制開發(fā)自主知識產權的大型循環(huán)流化床鍋爐制造技術并重一方面消化完善引進國外循環(huán)流化床技術使之完全適應我國的國情另一方面在消化的根底上找到突破口結合自己開發(fā)工作的成果和經驗予以創(chuàng)新形成自己的專利技術打破國外循

21、環(huán)流化床技術一統(tǒng)我國大型循環(huán)流化床市場的局面建立擁有良好競爭機制大型循環(huán)流化床市場我國循環(huán)流化床鍋爐技術的開展史提供的教訓實在太多了循環(huán)流化床鍋爐大型化開展的一個重要的目標是開發(fā)超臨界參數(shù)循環(huán)流化床鍋爐由于超臨界技術及大型循環(huán)流化床均是已經掌握的技術將二者結合形成的超臨界循環(huán)流化床鍋爐將在環(huán)保及效率上實現(xiàn)雙突破特別是國際上及清華大學近期的研究證明循環(huán)流化床鍋爐及超臨界均是成熟技術二者的結合相對技術風險不大然而結合后產生的技術綜合了循環(huán)流化床鍋爐低本錢污染控制及高供電效率兩個優(yōu)勢因此其商業(yè)前途十分光明具有巨大的商業(yè)潛力是清潔煤燃燒技術中一個異軍突起的新方案因而極可能形成一個在IGCCPFBCPC

22、FGD之外的清潔煤技術新起點超臨界循環(huán)流化床鍋爐技術實現(xiàn)難度低于超臨界煤粉爐由于燃燒室內熱負荷低有可能以相對簡單的本生爐垂直管方案構成燃燒室受熱面而且低質量流率帶來的低阻力降可能使其在低負荷亞臨界區(qū)具有自然循環(huán)性質運行十分平安我國是一個燃煤大國在電力部門需要裝備相對一批大型燃煤發(fā)電設備常壓循環(huán)流化床燃燒技術是已經為國際上公認的商業(yè)化程度最好的潔凈煤技術但在到達較高的供電效率方面并未具有明顯的優(yōu)越性超臨界CFB作為下一代CFB技術由于可以得到較高的供電效率比目前我國發(fā)電廠平均效率28高出12個百分點脫硫本錢比FGD低50以上而投資最多與SPCFGD持平是一種適于在中國大量推廣的燃煤發(fā)電技術因此一

23、些著名的循環(huán)流化床鍋爐公司均非常關注這一方向法國阿爾斯通和美國福斯特惠勒均投入大量人力物力開發(fā)大容量超臨界參數(shù)循環(huán)流化床鍋爐特別是2003年三月Foster Wheeler 公司簽訂了世界上第一臺也是最大容量的460MW 超臨界循環(huán)流化床鍋爐合同它將安裝在波蘭南部Lagisza 電廠我國近年來流化床技術開展迅速總運行臺數(shù)已經超過了世界其他地區(qū)的所有循環(huán)流化床鍋爐的總和單臺容量從75th382MPa開展到440th137MPa國家發(fā)改委支持引進了300MW亞臨界循環(huán)流化床鍋爐17MPa因此我國應盡快開展超臨界循環(huán)流化床鍋爐的研究趁國外超臨界循環(huán)流化床鍋爐相關專利及產品出現(xiàn)之前形成我國的超臨界循環(huán)

24、流化床鍋爐自主知識產權和相關專利這樣可以擺脫過去的反復引進的被動局面使我國循環(huán)流化床燃燒技術實現(xiàn)跨越式開展循環(huán)流化床鍋爐已證明具有遠高于煤粉爐的負荷調節(jié)特性它可以在30MCR力因此我國電網峰谷差逐年加大調峰循環(huán)流化床鍋爐是一個良好的解決方案今后應加強調峰循環(huán)流化床鍋爐的開發(fā)工作中國城鎮(zhèn)社區(qū)的快速開展對大容量供暖鍋爐需求加大這些燃煤鍋爐的污染排放極難解決燃用天然氣從經濟到資源方面均不宜大面積推廣循環(huán)流化床熱水鍋爐是一個良好選擇我國新開發(fā)的116MW 循環(huán)流化床熱水鍋爐經石家莊市兩年運行經驗證明了該爐在節(jié)能環(huán)?？煽啃苑矫娴耐怀鰞?yōu)勢可以作為今后的重點開展推廣方向鍋爐總體結構鍋爐結構概述 布置流過熱器

25、分兩級布置在兩級之間有鍋爐自制冷凝水噴水減溫由進入鍋爐的給水來冷卻飽和蒸汽制成凝結水回收凝結放熱量后再進入省煤器省煤器和空氣預熱器采用兩級配合布置以節(jié)省受熱面減少鋼材消耗量鍋爐四根集中下降管分別供水給12組水冷壁系統(tǒng)汽包內部裝設旋風別離器二次別離用別離器爐墻采用管上爐墻1鍋爐總體布置見圖2-1圖2-1鍋爐總體結構布置圖方案論證 鍋爐的總體布置鍋爐的總體布置既與鍋爐的參數(shù)容量有關也和鍋爐用的燃料的性質等因素有關根據(jù)任務書所給鍋爐容2083kgs 75th 屬于鍋爐總體布置采用形布置布置檢修尾部受熱面比擬方便1氣固別離器的選取5 8 爐膛結構的初步設計鍋爐設計的初期必須對爐膛的根本尺寸進行設計這些

26、初步設計主要包括爐膛高度橫截面形狀爐深爐寬以及爐膛下部收縮局部尺寸確實定這些設計需要綜合考慮鍋爐制造和運行時的一系列因素設計時初步選定的鍋爐截面熱負荷和容積熱負荷由此可以確定鍋爐的橫截面積以及爐膛的整體高度再取爐膛的深寬比為11這樣有利于二次風在爐內的均勻分布和在爐內的穿透力度爐膛下部收縮局部的尺寸根據(jù)初步選定的鋪角以及一次風高度確定5 8水冷壁及其爐墻形式的選取循環(huán)流化床鍋爐的燃燒方式決定了它較通常的煤粉爐來說具有較大的高度本次設計的鍋爐為75th的蒸汽鍋爐在目前的電站鍋爐行業(yè)已經屬于是小容量鍋爐但是其高度仍然較大為了盡量減輕鍋爐的重量和方便鍋爐的安裝本次設計的水冷壁采用膜式水冷壁爐膛的爐墻

27、采用輕而薄的管上爐墻通過吊裝結構掛在水冷壁上這樣便減輕了鍋爐及其構架的重量與此同時可以提高爐膛的密封性能減少了爐膛的漏風而且水冷壁不容結渣也節(jié)省了爐墻上的耐火材料過熱器與減溫器的選取過熱器的工作任務是把鍋爐所產生的飽和蒸汽過熱到一定溫度同時在鍋爐允許的負荷波動一般是6070負荷到100負荷范圍內以及工況變化如燃料水分變化過量空氣量變化時保持過熱蒸汽溫度正常其波動范圍保持在一般規(guī)定的±10以內過熱器根據(jù)它所采用的傳熱方式分為對流過熱器半輻射過熱器及輻射過熱器三種對流過熱器是放在爐膛外面對流煙道里的過熱器主要以對流傳熱方式吸收流過它的煙氣的熱量常用于低參數(shù)及中參數(shù)鍋爐中半輻射過熱器也稱屏

28、式過熱器一般放在爐膛上部出口附近它既吸收爐膛中火焰的輻射熱又以對流方式吸收流過它的煙氣的熱量輻射過熱器是放在爐頂或爐墻上的過熱器它根本上只吸收爐膛里火焰和煙氣的輻射熱常應用于高參數(shù)鍋爐1 因本次設計的鍋爐屬中鍋爐所以采用兩級對流過熱器較為合理減溫器的作用就是冷卻蒸汽使之溫度降低從而保護汽輪機及過熱器的管壁不超溫減溫器的形式有兩種第一種是面式減溫器其原理是將鍋爐給水的一局部通過由管子組成的傳熱面的一側蒸汽通過另一側用給水來冷卻蒸汽可通過調節(jié)給水量來調節(jié)蒸汽溫度但這種調節(jié)溫的方法所用面式減溫器結構復雜管子彎頭有時會斷裂漏水運行上不夠平安可靠同時由于減溫器熱容量大調節(jié)汽溫時汽溫反響緩慢第二種是噴水減

29、溫器就是把水直接噴入蒸汽中以降低其溫度這種減溫器結構簡單運行可靠反響又快因此目前采用較廣1所以在兩級過熱器之間采用噴水減溫器進行減溫但噴水減溫時減溫水的水質必須非常純潔含雜質非常少否那么會使鹽結在過熱器管中鹽結的比擬多時會使過熱器受熱面超溫而燒壞為此采用自制冷凝水減溫方法來解決噴水減溫所用水的問題省煤器的選取省煤器可分為兩種一種是鑄鐵省煤器優(yōu)點是不管水側或煙氣側都不太怕腐蝕缺點是太笨重彎頭及法蘭多材料本身也缺乏塑性不能隨沖擊和高壓僅能用在壓力低于22MPa的情況下另一種是鋼管省煤器因其具有結構緊湊造價低能承受汽水沖擊能承受高壓運行可靠固采用之14空氣預熱器的選取空氣預熱器可分為回轉式空氣預熱器

30、和管式空氣預熱器回轉式空氣預熱器的優(yōu)點是節(jié)省鋼材結構緊湊節(jié)省場地而且可以和鍋爐尾部其他受熱面分開布置在布置上較方便抗腐蝕性能好因此在大型鍋爐中常采用缺點是結構復雜制造機加工工作量大對制造及安裝要求比擬高管式空氣預熱器是在我國使用很廣的一種空氣預熱器煙氣在管中縱向流動空氣在管外橫向流動沖刷受熱面而且多制成管箱形式使制造運輸安裝都非常方便23因本次設計的鍋爐屬中小型電站鍋爐應優(yōu)先考慮制造運輸和安裝的方便性所以采用管式空氣預熱器熱力計算鍋爐標準輔助計算及熱平衡計算根本參數(shù)鍋爐額定蒸發(fā)量2083kgs 75th 過熱器出口汽壓力MP3過熱器出口蒸汽溫度 4504給水溫度5給水壓力MP6排污率 7排煙溫

31、度 140冷空氣溫度 0煤種及燃料特性燃料名稱煤的應用基成分碳 3465氫 234氧 1048氮 057硫 031灰分 1702水分 34633煤的枯燥器無灰基揮發(fā)分 94燃料位發(fā)熱量 kJkg輔助計算燃燒產物容積計算煤完全燃燒 1時理論空氣量及燃燒產物容積計算見表3-1以1kg燃料為準表3-1 序號名稱符號單位計算公式或來源結果1理論空容積Vokm3kg336182三原子氣體容積VRO2m3kg064873理論氮氣容積VoN2m3kg266044理論蒸汽容積VoH2Om3kg068925理論煙氣容積Voym3kg39983煙道各各受熱面的漏風系數(shù)及過量空氣系數(shù)表3-2 表3-2 空氣過量系數(shù)

32、及各段煙道的漏風系數(shù)序號名稱符號單位計算公式或來源結果1密相區(qū)出口處的名義過量空氣系數(shù)查表5-22112稀相區(qū)的漏風系數(shù)bc查表5-22013上級過熱器漏風系數(shù)gr1查表5-220034下級過熱器漏風系數(shù)gr2查表5-220035上級省煤器漏風系數(shù)sm1查表4-310026下級省煤器漏風系數(shù)sm2查表4-310027上級空預器漏風系數(shù)ky1查表4-310038下級空預器漏風系數(shù)ky2查表4-31003表3-3 鍋爐的各項熱損失序號名稱符號單位計算公式或來源結果1氣體不完全燃燒損失q3查表5-22052固體不完全燃燒損失q4查表5-2233密相區(qū)出口處的氣體不完全燃燒熱損失q3bb32 2525

33、4密相區(qū)內的燃燒份額選取055密相區(qū)內的固體不完全燃燒熱損失q4bb49256一次風占總風量的比率x查表5-22607密相區(qū)出口處的名義空氣系數(shù)bb查表5-22118密相區(qū)出口處的實際空氣過剩系數(shù)"bb1261表3-4 煙氣特性計算序號名稱符號單位計算公式或來源密相區(qū)稀相區(qū)上過熱器下過熱器上省煤器下空預器下省煤器下空預器1進口空氣過剩系數(shù)1111121231261281311332出口空氣過剩系數(shù)"11121231261281311331363平均空氣過剩系數(shù)ar1111512151245127129513213454水蒸汽體積VH2Om3kg069460697307008

34、07025070380705407062070795干煙氣體積Vgdm3kg4334545026472114821949064982950573515816煙氣體積Vgm3kg5029151999542195524456098568835763558667二氧化物分壓力rRO2012901248011960117401156011401126011068水蒸汽分壓力rH2O01381013410129301272012550121201225012079三原子氣體分壓力rR026710258902489024460241102352023510231310煙氣的重量Ggkgkg56557587

35、561602629186401565331659896730511各段煙氣處飛灰份額fa查表B5-2選3070206512飛灰含碳量C查表B5-2 10 280底渣含碳量C查表B5-2 2 210飛灰質量濃度kgkg0906087200166400162800160001570015500152飛灰體積濃度kgm30180201677000307000295000285000276000269000259固體不完全燃燒損失q4查表B5-2 26 230循環(huán)倍率R選取518所需別離器別離效率98煙氣中飛灰的質量濃度Gfakgkg011065煙氣焓溫表見表3-5表3-5 空氣煙氣焓溫表序號溫度 0

36、6487 206604 06892 KJkg KJm3 KJkg KJm3 KJkg KJm3 KJkg 1100170031103129583447315052103745587722003574623188259926914930446209831133233005588136253920110429462723189117243144007718850072525441397886261643155233015550099435645036638176597794855478129588166001224667944480412213928968886677536014777001461

37、8894832947522520781148847917842608888001704881105961093629094113344919674935049900195228126644124164330326152613105181562151101000220351429411391737024817229118742631931續(xù)表3-5 33618 m3kg 065 1702 8 3 98 m3kg m3kg kJkg 別離器前 100 100- 100-q4 n別離器后 100 100- 100-q4 n 1- 密相區(qū)稀相區(qū)上過熱器下過熱器上省煤器上空預器下省煤器下空預器13243

38、445282691917915915912917912226636895451732819221918191819111922191334026913537626895298329772977296729832969454176182129367794079407140714057407940656841229981468735198518951895175198517568297427894257136633663256325630263636308797832328892675773462633462674947481748174547494746181129123795887823540

39、0874400878676866186618629867686379128232431098914545677645678988698689868983398869842101437448322510031351408851409111251110511105110651112511075續(xù)表3-5密相區(qū)稀相區(qū)上過熱器下過熱器上省煤器上空預器下省煤器下空預器"bb 11"bc 120"gr1 123"gr2 126"sm1 128"sm2 131"ky1 133"ky2 1366926705937148472375

40、737127504221403151429971447881474681492691519463213319217375220072224134226857230904428809293546288082293554297175536547437236436546537236364243044326724445767805248381295017335116893233796399658080959219791062037110514666130267423410119434212426656鍋爐熱平衡及燃料計算見表3-6表3-6 熱平衡及燃料消耗量計算表序號名稱符號單位計算公式及來源結果1鍋

41、爐的輸入熱量QrkjkgP8731378942排煙溫度給定1853排煙焓kjkg由煙氣焓溫表查得1404104冷空氣溫度給定305理論冷空氣炩kjkg133566固體不完全燃燒熱損失q4參考煙氣特性表37排煙損失q2P8738938氣體不完全燃燒熱損失q3查表5-22029散熱損失q5選取P90 306510灰渣物理熱損失P91303911總熱損失q131712鍋爐效率gl100-q868313保熱系數(shù)09914過熱蒸汽焓kjkg查附表-413243615給水溫度取熱力除氧后的給水溫度10510516省煤器入口壓力MPa給定10317給水炩kjkg查未飽和水和過熱蒸汽表4407118鍋筒工作壓

42、力PMpa按給定的過熱器壓力98Mpa1Mpa110819飽和水焓kjkg查飽和水焓13991820排污率pw給定521汽化潛熱rkjkg查飽和蒸汽表13319422鍋爐的輸出熱量kw6707523耗煤量Bkgh229052324計算耗熱量kgh2221808 100KWm爐膛截面積熱負荷可由以下公式求得鍋爐爐膛容積及截面積4爐膛底部布風板以下的風室傾角為15°在布風板以上至二次風入口處局部呈錐形擴口鋪角取8°一次風區(qū)高即布風板至二次風入口處垂直高度為35m取爐膛深寬比為11那么整個爐膛橫截面呈正方形爐膛頂部呈傾斜布置傾角取15°由此可求取爐膛高度約為27m爐膛尺

43、寸示意如下列圖圖3-1爐膛示意圖熱力計算設計及傳熱計算 圖3-2密相區(qū)埋管布置示意圖表3-7 密相區(qū)的埋管傳熱計算序號名稱符號單位計算或公式來源數(shù)值別離返料灰溫度假定與爐膛出口處溫度相同850別離返料灰焓kjkg查焓溫表8369密相區(qū)入爐熱量kjkg110977假定密相區(qū)溫度先假設再校核900每公斤燃料的煙氣體積mkg按表4查取503布風板有效面積取爐膛截面積3127床溫下的流化速度ms203床料粒子平均單量直徑m選取15mm00015煙氣的運動黏性系數(shù)ms查附表-101146×10密相區(qū)煙氣密度kg m查表6-120301固體粒子真空密度kg m查取P70 21400阿基米德數(shù)Ar

44、72227床料臨界流化速度ms 20936流化數(shù)2168氣泡貼壁時間份額 80201乳化團貼壁的時間份額0799乳化團貼壁時間s22557床料粒子的堆積比體積kg m依褐煤查取2820固定床的空隙度0414床料粒子的導熱系數(shù)wm03煙氣的導熱系數(shù)wm900時查表-10101比值3比值查線算圖C102184數(shù)值wm0184煙氣比熱容jkg 查表6-121289乳化團的有效導熱系數(shù)wm0238接觸熱阻R1w000145乳化團的比熱容jkg 查表4-6310048管內工質溫度即鍋筒工作壓力下的飽和蒸汽溫度 查表-1130943乳化團的熱值R2w000454乳化團對壁面的放熱系數(shù)w22863壁面溫度

45、233943料層的有效輻射溫度765密相區(qū)料層對壁面的輻射放熱系數(shù)w8299埋管的水平管距S1d選取18埋管的垂直管距S2d選取2埋管布置的結構特性系數(shù)查線算圖C1220785埋管的傳熱系數(shù)Kw24082假設溫度下的煙氣焓IKjkg查表51062037埋管受熱面吸熱量Qkw33858077埋管受熱面積H238密相區(qū)出口煙氣平均熱容量VKjkg1183實際煙氣溫度 290091誤差e100 90091-900 90001稀相區(qū)水冷壁的設計及傳熱計算表3-8 稀相區(qū)的傳熱計算序號名稱符號單位計算公式或來源數(shù)值假設稀相區(qū)的出口煙溫假設850出口煙焓kjkg查焓溫表1034571進入稀相區(qū)的熱量kjk

46、g1247964爐膛出口固體顆粒濃度kg m根據(jù)循環(huán)倍率選取505固體顆粒密度kg m根據(jù)P70查取21400稀相區(qū)的空隙率 2099964稀相區(qū)壁面的空隙率 2099864顆粒團空隙率參照流床臨界流化時固體顆?？障断禂?shù)選取0414固體顆粒分散相中固體顆粒的百分比YY 1-000036壁面覆蓋率系數(shù)選取根據(jù)出口濃度低于下限01com01顆粒團的壁面覆蓋率2000413稀相區(qū)的煙氣平均溫度87545氣體導熱系數(shù)wm查表701顆粒導熱系數(shù)wm查表703氣體密度kg m查表70301顆粒密度kg m查表71400氣體比熱容cjkg 查表71289顆粒比熱容cjkg 查表7 c c10048平均粒徑d

47、m00015床料的臨界流化速度ms查表70936顆粒團的有效導熱系數(shù)wm203189顆粒團的比熱容cjkg 1- c c2112246顆粒團的密度kg m 1- 2820525邊壁區(qū)固體顆粒濃度kg m 1- 21904顆粒團貼壁下滑長度Lm017820261顆粒團貼壁下滑速度ms選取1220216顆粒團壁面停留時間tSL201632顆粒團與壁面間的有效傳熱系數(shù)Kw 4 c t 2151413顆粒團與壁面氣膜間傳熱系數(shù)Kwm d216667顆粒團與壁面間對流傳熱系數(shù)Kw1 1 K1 K 2150143阿基米德數(shù)Ar查表772227稀相區(qū)煙速ms2416煙氣動力粘度Pas 136×s

48、5409×雷諾數(shù)Recom 466 04500 4594固體顆粒終端速度ms d× Ar75 2879固體顆粒分散相密度kg mY 1-Y 208049普朗特數(shù)Pr查表-1010585固體顆粒分散相對流傳熱系數(shù)Kw c g d Pr d c 233254對流傳熱系數(shù)Kw K 1- K233737稀相區(qū)水冷壁溫度t查表733943水冷壁外表吸收率e選取式7-23208顆粒外表吸收率e選取式7-232085系數(shù)B因固體顆粒屬于漫反射顆粒依式7-23查取20667稀相區(qū)吸收率eeB1- e2 e B1- e e B1- e20947固體顆粒分散相輻射傳熱系數(shù)Kw T-T 1 e1

49、 e T-T 212578顆粒團吸收率e05 1 e 20925顆粒團輻射傳熱系數(shù)Kw T-T 1 e1 e T-T 212341輻射傳熱系數(shù)Kw K 1- K212577稀相區(qū)傳熱系數(shù)KwK K K15951稀相區(qū)水冷壁受熱面積H先假設再校核160水冷壁傳熱量QkwK H - t 100013002686稀相區(qū)出口煙氣焓IkjkgQ-3600 Q B1035164稀相區(qū)出口煙氣溫度查焓溫表85042誤差e 85042-850 ×1008500049過熱器的傳熱計算從鍋筒出來的飽和蒸汽經過頂棚管到級對流過熱器的入口箱蒸汽通過蛇形管逆流至出口箱從級過熱器出口箱出來的蒸汽進入噴水減溫器該

50、噴水由鍋筒引出飽和蒸汽冷凝而得冷卻水采用進入省煤器前的給水蒸汽經減溫后進入級過熱器的入口箱順流布置上級過熱器距離尾部煙道頂部的中空高度為675m為了便于檢修兩級過熱器間距取1m上下兩級過熱器的結構簡圖圖3-2 圖3-3過熱器示意圖級過熱器的結構特性計算見表3-傳熱計算見表3-級過熱器的結構特性計算見表3-傳熱計算見表3-計算中假定減溫水量為kgs可使減溫幅度 相應減焓幅度 kJkg表3-9 上級高溫過熱器結構設計序號名稱符號單位計算公式或來源數(shù)值管子外徑dmm選取 P348242管子壁厚mm選取 P34825橫向相對節(jié)距 s d225橫向管子節(jié)距smms d105縱向相對節(jié)距選取 P6442縱向管子節(jié)距smms d84有效輻射層厚度sm09 d4-10203過熱蒸汽流速ms選取 P349118過熱蒸汽比容mkg根據(jù)