燃煤矸石循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)2009屆本科優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選集240220th燃煤矸石循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)能源科學(xué)與工程學(xué)院：王慶功指導(dǎo)教師：別如山摘要：本論文介紹的是一臺(tái)220th燃用煤矸石循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)。由于煤矸石自身具有硬度大、熱值低的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)首先在分析燃料的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)外循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，選擇了合適的鍋爐結(jié)構(gòu)，并選擇與燃料合適的運(yùn)行參數(shù)，通過進(jìn)行熱力計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算，確定鍋爐各部分結(jié)構(gòu)尺寸。熱力計(jì)算是循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)

2、、改造所必須的計(jì)算，根據(jù)熱力計(jì)算可確定鍋爐的燃料消耗量、鍋爐效率及各受熱面大小等設(shè)計(jì)參數(shù)，是鍋爐強(qiáng)度計(jì)算、水動(dòng)力計(jì)算、煙風(fēng)阻力計(jì)算的基礎(chǔ)。計(jì)算過程中需要參考許多與燃煤矸石相適應(yīng)的熱力計(jì)算參數(shù)。強(qiáng)度計(jì)算是確定鍋爐汽水系統(tǒng)壁厚的主要依據(jù)，保證所設(shè)計(jì)鍋爐的安全性。在此基礎(chǔ)上繪制了鍋爐結(jié)構(gòu)總圖及零件圖。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床；鍋爐設(shè)計(jì)；煤矸石；熱力計(jì)算；強(qiáng)度計(jì)算Abstract：Describedinthispaperisa220thcir

3、culatingfluidizedbedcombustionboiler’sdesignwithcoalganguecombustion.Asaresultofcoalgangueitsownfeaturesofhardnesslowcalificvaluethedesignisbasedontheanalysisoffuelthentakethecirculatingfluidizedbedboilerathomeabroadthee

4、xperienceofthedesignfreferenceItheappropriateboilerstructuretheappropriateoperationparametersfthefueldeterminethestructureofthevariouspartsoftheboilersizethroughthethermalintensitycalculation.Thermalcalculationistheneces

5、sarycalculationofcirculatingfluidizedbedboilerdesignmodifyingwhichcandeterminethedesignparameterssuchasfuelconsumptionthesizeofheatingsurfaceefficiencyoftheboiler.itisthebasisofthestrengthcalculationwaterpowercalculation

6、thesmokewindresistancecaculation.itneedanumberofreferenceparametersofthethermodynamiccalculationadaptitngtotheburningcoalgangue.Strengthcalculationistodeterminethewallthicknessofboiler’ssteamwatersystemitensuresthesafety

7、ofthedesignedboiler.Imaketheboiler’sstructureCADdrawingscomponentsdrawingsonthebasisofabove.Keywds：circulatingfluidizedbedboilerdesigncoalgangueheatcalculationintensitycalculation0引言我國循環(huán)流化床燃燒基本成熟，制造和運(yùn)行成本都較低，在保證高效燃燒的基礎(chǔ)上能顯

8、著降低廢棄物排放，可以滿足目前世界上最嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。在當(dāng)前及今后較長的時(shí)間內(nèi)，流化床燃煤技術(shù)是潔凈煤燃燒的主要形式和發(fā)展重點(diǎn)。流化床燃燒具有對(duì)燃料適應(yīng)性好，有害氣體排放量低等優(yōu)點(diǎn)，自它問世以來在世界各主要工業(yè)化國家得到了迅速的發(fā)展。流化床燃燒在電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、窯爐和焚燒各種廢物、燒水泥等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。流化床燃燒是介于層狀燃燒與煤粉燃燒之間的一種燃燒方式。為保證新建和改建的循環(huán)流化床鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)、高效和低污染的運(yùn)行，對(duì)循環(huán)

9、流化床鍋爐合理的設(shè)計(jì)是其關(guān)鍵因素之一。目前各設(shè)計(jì)單位和制造廠家采用了各自的熱力計(jì)算方法和設(shè)計(jì)方法，并且已經(jīng)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，但不少重要的設(shè)計(jì)參數(shù)選取和計(jì)算仍然帶有一定的盲目性和純經(jīng)驗(yàn)性，而且尚未形成一套完善的、統(tǒng)一的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，給工程設(shè)計(jì)人員和相關(guān)的技術(shù)人員在鍋爐設(shè)計(jì)和選型方面帶來很大的不便。本文以哈爾濱工業(yè)大學(xué)循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，對(duì)一臺(tái)220th燃煤矸石循環(huán)流化床進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)，并繪制了鍋爐總圖和部件圖。哈爾濱

10、工業(yè)大學(xué)2009屆本科優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選集2422.5.22.5.2鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)鍋爐采用平衡通風(fēng)?？諝獠捎脙杉?jí)送風(fēng)，一次風(fēng)經(jīng)空氣預(yù)熱器升溫后分為兩路:第一路由風(fēng)道引入爐底水冷風(fēng)室，經(jīng)過布風(fēng)板上的風(fēng)帽進(jìn)入爐膛；第二路由風(fēng)道引至爐前加煤管，隨給煤一起進(jìn)入爐膛。二次風(fēng)經(jīng)空氣預(yù)熱器升溫后由二次風(fēng)風(fēng)道引到爐前的二次風(fēng)箱，再從二次風(fēng)箱引出若干個(gè)支管，經(jīng)兩層二次風(fēng)噴口進(jìn)入爐膛。燃煤在爐膛內(nèi)燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔夂惋w灰離開旋風(fēng)分離器并流經(jīng)

11、尾部豎井內(nèi)的對(duì)流受熱面，然后經(jīng)除塵系統(tǒng)、引風(fēng)機(jī)，進(jìn)入煙囪，排向大氣。高壓流化風(fēng)機(jī)供給返料器高壓流化風(fēng)，石灰石輸送風(fēng)由專用風(fēng)機(jī)提供。2.5.32.5.3燃燒過程組織燃燒過程組織本鍋爐采用循環(huán)流化床燃燒方式。燃煤和空氣在爐膛內(nèi)流態(tài)化狀態(tài)下?lián)交烊紵⑴c受熱面進(jìn)行熱交換，離開爐膛并夾帶有大量物料的煙氣經(jīng)過高溫旋風(fēng)分離器之后，絕大部分固體物料被分離器分離下來，經(jīng)返料器返回爐膛，煙氣則進(jìn)入尾部煙道。循環(huán)流化床燃燒系統(tǒng)由爐膛、旋風(fēng)分離器和返料器等核

12、心部分組成。2.5.42.5.4鍋爐配風(fēng)系統(tǒng)鍋爐配風(fēng)系統(tǒng)本鍋爐燃燒系統(tǒng)采用兩級(jí)配風(fēng)，一次風(fēng)經(jīng)空氣預(yù)熱器升溫至207℃后，進(jìn)入水冷風(fēng)室，經(jīng)過布風(fēng)板上的風(fēng)帽進(jìn)入爐膛。二次風(fēng)經(jīng)空氣預(yù)熱器也升溫至207℃，進(jìn)入二次風(fēng)箱，經(jīng)若干根支管引入爐膛。一、二次風(fēng)風(fēng)量比為55：45，布風(fēng)板下的一次風(fēng)室風(fēng)壓大約為10000Pa，二次風(fēng)箱內(nèi)的風(fēng)壓大大于爐膛內(nèi)壓力。運(yùn)行中可以適當(dāng)調(diào)節(jié)一、二次風(fēng)風(fēng)量的配比。從一次風(fēng)預(yù)熱器出口風(fēng)道上引出一只風(fēng)管，做為給煤機(jī)的播煤風(fēng)，

13、在爐前分成4個(gè)支管，分別接到爐前2個(gè)進(jìn)煤管的特定部位，在進(jìn)煤口的下部形成氣墊使煤能夠順利地進(jìn)入爐膛。從二次風(fēng)機(jī)出口引出一只風(fēng)管，在爐前分成2個(gè)支管，接到爐前2個(gè)給煤機(jī)的特定部位，做為給煤機(jī)的密封風(fēng)。兩個(gè)返料器用的流化風(fēng)由高壓風(fēng)機(jī)提供。2.5.52.5.5鍋爐的排渣系統(tǒng)鍋爐的排渣系統(tǒng)煤燃燒后的灰渣以底渣形式從爐膛底部和以飛灰形式從尾部排出。煤的種類、粒度和成灰特性等會(huì)影響底渣和飛灰份額。底渣從布風(fēng)板上的四個(gè)排渣管接到四臺(tái)水冷滾筒冷渣器。位

14、于中間的一個(gè)排渣管作為事故排渣用。排渣量維持合適的料層差壓為準(zhǔn)，一般差壓波動(dòng)500Pa，以保證鍋爐良好的運(yùn)行狀態(tài)。2.5.62.5.6鍋爐的點(diǎn)火啟動(dòng)系統(tǒng)鍋爐的點(diǎn)火啟動(dòng)系統(tǒng)鍋爐設(shè)置有四臺(tái)床上點(diǎn)火燃燒器和四臺(tái)床下點(diǎn)火燃燒器，點(diǎn)火燃燒器由點(diǎn)火油槍、高能點(diǎn)火器及火焰檢測(cè)裝置組成。床下點(diǎn)火燃燒器為主啟動(dòng)燃燒器，床上點(diǎn)火燃燒器起補(bǔ)燃作用。鍋爐首次冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，在流化床內(nèi)加裝床料并進(jìn)行平整，先啟動(dòng)床下點(diǎn)火燃燒器，加熱啟動(dòng)床料，床料在流化狀態(tài)下升至一定溫

15、度并保持穩(wěn)定，然后啟動(dòng)床上點(diǎn)火燃燒器，床料升至550℃后，開始投煤?？上葦嗬m(xù)少量給煤，當(dāng)床料溫度持續(xù)上升后，加大給煤量并連續(xù)給煤直到鍋爐啟動(dòng)完畢。2.62.6受熱面布置受熱面布置2.6.12.6.1爐膛水冷壁受熱面爐膛水冷壁受熱面爐膛水冷壁和水冷屏采用膜式壁結(jié)構(gòu)，懸吊于鋼架的頂部橫梁上，下膨脹。水冷壁管的規(guī)格為Ф605mm，節(jié)距為80mm，材料為20G。水冷壁由4根集中下降管供水，由連接管與前墻、后墻和側(cè)墻下集箱冷壁上集箱經(jīng)汽水引出管與