鍋爐畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

1、<p><b>　　目次</b></p><p><b>　　1 緒論3</b></p><p>　　1.1燃?xì)忮仩t的特點(diǎn)3</p><p>　　1.2燃?xì)忮仩t的現(xiàn)狀5</p><p>　　1.3此次設(shè)計(jì)燃?xì)忮仩t的基本思路6</p><p>　　2 設(shè)計(jì)任

2、務(wù)與燃料特性參數(shù)7</p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)任務(wù)7</b></p><p><b>　　2.2燃料特性7</b></p><p><b>　　3 燃料計(jì)算8</b></p><p>　　4 燃料燃燒計(jì)算9</p><p>　　4.

3、1煙道中各處過量空氣系數(shù)及各受熱面的漏風(fēng)系數(shù)計(jì)算9</p><p>　　4.2理論空氣量和理論煙氣量的計(jì)算9</p><p>　　4.3各受熱面煙道中煙氣特性表9</p><p>　　4.4煙氣溫焓表（見附表）10</p><p>　　4.5鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算10</p><p>　　5 爐膛設(shè)計(jì)計(jì)算

4、12</p><p>　　5.1爐膛熱力計(jì)算方法12</p><p>　　5.2爐膛尺寸計(jì)算12</p><p>　　5.3爐膛結(jié)構(gòu)特性計(jì)算13</p><p>　　5.4爐膛熱力計(jì)算13</p><p>　　6 對流管束計(jì)算15</p><p>　　6.1設(shè)計(jì)思想15</p

5、><p>　　6.2第一管束結(jié)構(gòu)計(jì)算15</p><p>　　6.3第一管束熱力計(jì)算15</p><p>　　6.4第二管束結(jié)構(gòu)計(jì)算18</p><p>　　6.5第二管束熱力計(jì)算18</p><p>　　7 過熱器設(shè)計(jì)計(jì)算21</p><p>　　7.1過熱器設(shè)計(jì)思想21</p&

6、gt;<p>　　7.2過熱器結(jié)構(gòu)計(jì)算21</p><p>　　7.3過熱器熱力計(jì)算22</p><p>　　8省煤器設(shè)計(jì)計(jì)算25</p><p>　　8.1省煤器設(shè)計(jì)思想25</p><p>　　8.2省煤器的結(jié)構(gòu)計(jì)算25</p><p>　　8.3省煤器熱力計(jì)算25</p>

7、<p>　　9熱力計(jì)算匯總表28</p><p><b>　　10阻力計(jì)算29</b></p><p>　　10.1第一鍋束管束阻力計(jì)算29</p><p>　　10.2第二鍋束管束阻力計(jì)算30</p><p>　　10.3 過熱器阻力計(jì)算31</p><p>　　10.4 省

8、煤器阻力計(jì)算32</p><p>　　11煙道阻力計(jì)算34</p><p>　　12 送引風(fēng)機(jī)選擇計(jì)算36</p><p>　　12.1送風(fēng)機(jī)36</p><p>　　12.2引風(fēng)機(jī)36</p><p>　　13 所選燃燒器的基本原理37</p><p>　　14 旋風(fēng)除塵器38&

9、lt;/p><p>　　14.1工作原理38</p><p>　　14.2旋風(fēng)除塵器的特點(diǎn)38</p><p>　　14.3除塵器的選擇38</p><p>　　15 防爆措施39</p><p>　　15.1氣體爆炸原因39</p><p>　　15.2 防爆門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)39</p

10、><p>　　16 水位自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)40</p><p>　　16.1系統(tǒng)簡介40</p><p>　　16.2系統(tǒng)原理40</p><p>　　附表（煙氣焓溫圖）：40</p><p><b>　　結(jié)論42</b></p><p><b>　　致謝43&

11、lt;/b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)46</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　燃?xì)忮仩t是一種以可燃?xì)怏w作為燃料的能源轉(zhuǎn)換設(shè)備，用以生產(chǎn)熱水或蒸汽，滿足工業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活的需要。本文主要介紹了燃?xì)忮仩t的優(yōu)越性、存在的問題、燃?xì)忮仩t的發(fā)展現(xiàn)狀。燃?xì)忮仩t以氣體作為

12、燃料，燃料輸送方便，計(jì)量準(zhǔn)確，操控性好，燃?xì)忮仩t自動化控制程度高，運(yùn)行管理工作量小。但是，氣體燃料存在爆炸的潛在危險(xiǎn)，一旦燃?xì)庑孤?，后果不堪設(shè)想。因此，對燃?xì)鈾z漏工作要求比較嚴(yán)格。國內(nèi)燃?xì)忮仩t發(fā)展比國外慢，但是目前國內(nèi)的生產(chǎn)廠家已能生產(chǎn)各種規(guī)格的燃?xì)忮仩t，只是國產(chǎn)燃燒器應(yīng)用較少 。鑒于目前的能源形勢，鍋爐的發(fā)展方向依然是高參數(shù)、大容量，以提高鍋爐的效率，達(dá)到節(jié)約能源的目的。燃?xì)忮仩t也不例外，高參數(shù)、大容量，也是其發(fā)展方向。但是，燃油燃?xì)?/p>

13、資源短缺，也在一定程度上制約了燃?xì)忮仩t的發(fā)展。</p><p>　　本文介紹了此次設(shè)計(jì)的基本思路，通過一個(gè)具體實(shí)例敘述了設(shè)計(jì)的全過程。鍋爐設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，在此過程中，幾乎涉及了所學(xué)的各門專業(yè)課，用到了工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、燃燒學(xué)、鍋爐設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程圖學(xué)等專業(yè)課的知識。通過設(shè)計(jì)，既是對所學(xué)課程的鞏固，也對設(shè)計(jì)工作有了一定的了解，知道如何去做一項(xiàng)工作。大體概括為：接受任務(wù)書，查閱相關(guān)資料，熟悉整體設(shè)計(jì)過程，

14、作相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算，布置整體結(jié)構(gòu)，選取可以確定的標(biāo)準(zhǔn)件，工程圖繪制。這是我總結(jié)的一般設(shè)計(jì)思想。由于以前沒有從事過類似的工作，此次設(shè)計(jì)還存在相當(dāng)多的問題，請指導(dǎo)教師多加指點(diǎn)。</p><p>　　1.1燃?xì)忮仩t的特點(diǎn)</p><p>　　1.1.1熱效率高，環(huán)境污染低:</p><p>　　1.由于燃?xì)庵械幕曳?、含硫量和含氮量均比煤中的含量低，燃燒后產(chǎn)生的煙氣中粉塵量極少

15、，排放出的煙氣比較容易達(dá)到國家對燃燒設(shè)備所要求的標(biāo)準(zhǔn)。使用燃?xì)忮仩t可以大減輕對環(huán)境的污染。</p><p>　　2.燃?xì)忮仩t的爐膛容積熱強(qiáng)度較高；由于煙氣污染小，對流管束不受腐蝕和結(jié)渣，傳熱效果好，燃?xì)馊紵a(chǎn)生大量三原子氣體（二氧化碳、水蒸氣等）的輻射能力較強(qiáng)，而且排煙溫度低，使其熱效率明顯提高。</p><p>　　1.1.2鍋爐設(shè)備投資低:</p><p>　　

16、1.燃?xì)忮仩t可選用較高的爐膛熱負(fù)荷，從而縮小爐膛體積。因不存在受熱面污染、結(jié)渣、磨損等問題，可選用較高的煙速，減小對流受熱面的尺寸。通過合理布置對流管束，使燃?xì)忮仩t較同容量燃煤鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、重量輕，設(shè)備投資明顯減少。</p><p>　　2.燃?xì)忮仩t使用管道輸送的燃?xì)鉃槿剂希瑹o需燃料儲存設(shè)備。在供給燃燒前也無需燃料加工制備設(shè)備，使系統(tǒng)大為簡化；同時(shí)也不需要配置吹灰器、除塵器、出渣設(shè)備和燃料烘干器等附屬設(shè)備

17、，使系統(tǒng)大為簡化。</p><p>　　3.由于無需燃料儲存，節(jié)省運(yùn)輸費(fèi)用、場地及勞動力。</p><p>　　1.1.3運(yùn)行成本低:</p><p>　　1.燃?xì)忮仩t的熱負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)，在系統(tǒng)內(nèi)調(diào)節(jié)靈活，燃?xì)庥?jì)量簡單準(zhǔn)確，便于燃?xì)夤?yīng)量的調(diào)節(jié)。</p><p>　　2.由于附屬設(shè)備少，啟動快，又無燃料制備系統(tǒng)，可減少預(yù)備工作帶來的各種消耗，用

18、電量低于燃煤鍋爐。</p><p>　　3.不需要用蒸汽加熱燃料及烘干燃料，蒸汽消耗較少。</p><p>　　4. 因燃?xì)庵械碾s質(zhì)較少，鍋爐不會發(fā)生高、低溫受熱面的腐蝕，鍋爐的連續(xù)運(yùn)行周期長。</p><p>　　1.1.4設(shè)備維修費(fèi)用低:</p><p>　　1.燃?xì)忮仩t燃燒系統(tǒng)設(shè)備簡單，因而需要維修保養(yǎng)的項(xiàng)目少，維修費(fèi)用低。</p

19、><p>　　2.由于不存在結(jié)渣及高低溫受熱面腐蝕，因而不需要由此而更換受熱面的管件[1]。</p><p>　　1.1.5存在的危險(xiǎn)：</p><p>　　天燃?xì)馐且环N易燃、易爆性氣體，它沒有顏色，雖有一定的氣味卻難以憑嗅覺及時(shí)發(fā)現(xiàn)。如果燃?xì)饴┤胪＿\(yùn)的爐膛或空氣中，會引起爆炸。所以燃?xì)夤苈繁仨殗?yán)格檢漏，爐膛內(nèi)要有必要的聯(lián)鎖保護(hù)控制系統(tǒng)，鍋爐房要有燃?xì)庑孤┍O(jiān)測報(bào)警裝置和

20、通風(fēng)設(shè)備，采用防爆電器。鍋爐應(yīng)有嚴(yán)格的啟動順序控制系統(tǒng)，燃?xì)忮仩t在點(diǎn)火之前必須仔細(xì)吹掃爐膛和煙道，排除爐內(nèi)可能積存的可燃?xì)怏w。鍋爐燃燒器必須安裝熄火安全保護(hù)裝置，一但出現(xiàn)熄火現(xiàn)象，二次點(diǎn)火前也必須進(jìn)行吹掃并按正常點(diǎn)火程序進(jìn)行。另外，燃?xì)獠捎霉艿垒斔?，無備用燃料，一旦發(fā)生燃?xì)夤艿榔屏训葐栴}或燃?xì)鈮毫^低，便會造成停爐事故。隨著燃?xì)忮仩t的廣泛應(yīng)用和技術(shù)設(shè)備的日益完善，事故隱患正在逐漸降低，各種安全保護(hù)手段已能保證燃?xì)忮仩t的運(yùn)行非?？煽?。燃?xì)?/p>

21、鍋爐與燃煤鍋爐相比具有絕對優(yōu)勢，但從國內(nèi)外燃?xì)忮仩t的具體使用情況來看，還存在一定問題，必須加強(qiáng)防范。</p><p>　　1.燃?xì)夤苈繁仨殗?yán)格檢漏，爐膛內(nèi)要有必要的聯(lián)鎖保護(hù)控制系統(tǒng)，鍋爐房要有燃?xì)庑孤┍O(jiān)測報(bào)警裝置和通風(fēng)設(shè)備，采用防爆電器。         </p><p>　　2.鍋爐應(yīng)有嚴(yán)格的啟動順序控制系統(tǒng)

22、，燃?xì)忮仩t在點(diǎn)火之前必須仔細(xì)吹掃爐膛和煙道，排除爐內(nèi)可能積存的可燃?xì)怏w。鍋爐燃燒器必須安裝熄火保護(hù)裝置，一但出現(xiàn)熄火現(xiàn)象，能及時(shí)實(shí)施保護(hù)措施。二次點(diǎn)火前也必須進(jìn)行吹掃并按正常點(diǎn)火程序進(jìn)行[2]。</p><p>　　1.2燃?xì)忮仩t的現(xiàn)狀</p><p>　　1.2.1國產(chǎn)、進(jìn)口燃?xì)忮仩t并存：</p><p>　　目前國內(nèi)有五十多家燃?xì)忮仩t生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品品種規(guī)格齊全。

23、蒸汽鍋爐的單臺蒸發(fā)量最低為0.2t/h，最高可達(dá)65t/h；壓力有0.4MPa、0.7 MPa、1.0 MPa、1.25 MPa、2.45 MPa、3.82 MPa等六種；可生產(chǎn)飽和蒸汽、過熱蒸汽，溫度有250攝氏度、350攝氏度、400攝氏度、450攝氏度等幾種。熱水鍋爐單臺供熱功率最低為0.3MW，最高可達(dá)21 MW；壓力有常壓、0.7MPa、1.0 MPa、1.25 MPa；供熱溫度有80攝氏度、95攝氏度、115攝氏度、130攝

24、氏度等。我國燃?xì)忮仩t的產(chǎn)和質(zhì)量均能滿足國內(nèi)鍋爐房建設(shè)的需要，但是大部分鍋爐還是配用進(jìn)口的燃燒器，配用國內(nèi)燃燒器的比例很小。</p><p>　　進(jìn)口燃?xì)忮仩t主要來自德國、美國、英國、瑞士、意大利、日本、韓國等幾個(gè)國家。與鍋爐配套的進(jìn)口燃燒器有德國、美國、英國、法國、瑞典、意大利、日本、韓國等國家的幾十個(gè)品牌，其中應(yīng)用最多的是德國的威索牌燃燒器[3]。</p><p>　　1.2.2與燃油鍋

25、爐相比，燃?xì)忮仩t使用較少：</p><p>　　目前的燃油燃?xì)忮仩t中，燃油鍋爐較多，燃?xì)忮仩t較少。</p><p>　　主要有兩方面的原因妨礙燃?xì)忮仩t的應(yīng)用。一是天然氣的產(chǎn)量與需求量的矛盾，地區(qū)性氣源的制約成為燃?xì)忮仩t推廣的障礙。隨著我國“西氣東輸”工程的全面啟動以及國家能源政策向燃?xì)馐聵I(yè)的傾斜，天然氣供應(yīng)量將進(jìn)一步提高。二是燃?xì)忮仩t管網(wǎng)的鋪設(shè)成本比較高，也制約了燃?xì)忮仩t的應(yīng)用[4]。&l

26、t;/p><p>　　1.2.3.國產(chǎn)燃燒器性能有待提高：</p><p>　　如前所述，目前國內(nèi)生產(chǎn)的燃油燃?xì)忮仩t上的關(guān)鍵部件——燃燒器仍主要依賴進(jìn)口。</p><p>　　進(jìn)口燃燒器的自控程度高，性能穩(wěn)定。國產(chǎn)的燃燒器性能不夠完善，自控程度有限，用戶信賴程度低。為此，建議我國鍋爐行業(yè)的有關(guān)專家應(yīng)對燃燒器進(jìn)行深入細(xì)致的研究，加大對燃燒器的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)技術(shù)力量，以提高鍋爐

27、用燃燒器的國產(chǎn)化率[5]。</p><p>　　1.3此次設(shè)計(jì)燃?xì)忮仩t的基本思路</p><p>　　首先根據(jù)燃料特性對燃料發(fā)熱量進(jìn)行計(jì)算,根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書給定的鍋爐容量進(jìn)行燃料消耗量計(jì)算,由特定類型的鍋爐的體積熱強(qiáng)度，確定鍋爐的體積。選定燃燒器。其次,假設(shè)爐膛出口溫度,并根據(jù)以前經(jīng)驗(yàn)布置爐膛輻射受熱面,并對其進(jìn)行校核計(jì)算,看其爐膛出口溫度是否滿足假定,如不滿足,則應(yīng)對爐膛內(nèi)的水冷壁受熱面進(jìn)

28、行修改,最終使?fàn)t膛出口溫度滿足條件。在爐膛出口溫度已定的條件下,可以對其后的對流受熱面進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。工質(zhì)在對流管束內(nèi)循環(huán),將飽和水加熱成飽和蒸汽,已知燃料特性和爐膛出口溫度,根據(jù)熱量平衡,煙氣的放熱量等于工質(zhì)的吸熱量,通過查煙氣焓溫表可以計(jì)算出對流管束的出口煙溫。在尾部煙道中依次布置過熱器,省煤器等對流受熱面,同樣根據(jù)熱平衡進(jìn)行校核計(jì)算。已知過熱器進(jìn)口煙溫和過熱器中的飽和蒸汽溫度過熱蒸汽溫度,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)大概的結(jié)構(gòu)和受熱面積,對其進(jìn)行

29、校核,看是否滿足要求。如不滿足要求,應(yīng)對結(jié)構(gòu)和受熱面積進(jìn)行修改,使過熱器出口煙溫滿足要求。已知過熱器的出口煙溫，即已知省煤器的進(jìn)出口煙溫,根據(jù)給水溫度和已知的省煤器出水溫度,根據(jù)熱平衡設(shè)計(jì)出合理的受熱面積,使其滿足要求[6]。</p><p>　　鍋爐的總體結(jié)構(gòu)已經(jīng)確定,可以計(jì)算出鍋爐總的吸熱量,已知燃料的發(fā)熱量,可以計(jì)算出鍋爐的熱效率,用計(jì)算出的熱效率與給定的熱效率進(jìn)行比較,如果滿足誤差許可,鍋爐的結(jié)構(gòu)計(jì)算和熱

30、力計(jì)算就算完成,下一步工作就是進(jìn)行鍋爐結(jié)構(gòu)圖的繪制和輔助受熱面圖的繪制[7]。</p><p>　　2 設(shè)計(jì)任務(wù)與燃料特性參數(shù)</p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　鍋爐額定蒸發(fā)量：D=6t/h</p><p>　　鍋筒額定蒸汽壓力：1.25Mpa</p><p>

31、;　　過熱蒸汽溫度：194℃</p><p><b>　　排煙溫度：150℃</b></p><p><b>　　鍋爐效率：87%</b></p><p>　　及鍋爐水位自動調(diào)節(jié)方案</p><p><b>　　2.2燃料特性</b></p><p>　

32、　燃料性質(zhì)：天然氣，甲烷97.84%,二氧化碳0.11%,氮?dú)?.05%[8]。</p><p><b>　　3 燃料計(jì)算</b></p><p>　　通過查閱《燃油燃?xì)忮仩t》中的燃料計(jì)算公式計(jì)算燃料低位發(fā)熱量，并查閱《工程熱力學(xué)》中標(biāo)準(zhǔn)狀況下，天然氣和空氣的含濕量，為以下的計(jì)算打好基礎(chǔ)。</p><p><b>　　低位發(fā)熱量計(jì)算：

33、</b></p><p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)狀況下，，</b></p><p><b>　　干燥劑地位發(fā)熱量：</b></p><p><b>　　應(yīng)用基低位發(fā)熱量：</b></p><p><b>　　4 燃料燃燒計(jì)算</b></p>

34、;<p>　　4.1煙道中各處過量空氣系數(shù)及各受熱面的漏風(fēng)系數(shù)計(jì)算</p><p>　　由于在燃?xì)忮仩t設(shè)計(jì)中，燃?xì)忮仩t的密封性很好，所以在演到各處的的過量空氣系數(shù)是一致的，取值為1.1；漏風(fēng)系數(shù)為0。具體見表1：</p><p><b>　　表1</b></p><p>　　4.2理論空氣量和理論煙氣量的計(jì)算</p>

35、<p>　　通過參照《鍋爐及鍋爐房設(shè)備》中對理論空氣量和理論煙氣量的計(jì)算，得出如表2：</p><p><b>　　表2</b></p><p>　　4.3各受熱面煙道中煙氣特性表</p><p>　　通過以上理論空氣量和理論煙氣量計(jì)算并加入過量空氣系數(shù)，參照《鍋爐及鍋爐房設(shè)備》中對實(shí)際空氣量和實(shí)際煙氣量的計(jì)算，得出如表3：<

36、/p><p><b>　　表3</b></p><p>　　4.4煙氣溫焓表（見附表）</p><p>　　4.5鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算</p><p>　　在此計(jì)算中，查閱《燃油燃?xì)忮仩t》中關(guān)于鍋爐熱平衡及燃料消耗量的計(jì)算，并在以上計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行如下的計(jì)算，如表4所示：</p><p><

37、;b>　　表4</b></p><p>　　注：以后如果沒有特殊說明，所查表圖均為文獻(xiàn)9中所查。</p><p><b>　　5 爐膛設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　5.1爐膛熱力計(jì)算方法</p><p>　　1.根據(jù)預(yù)先擬定的爐膛布置草圖確定爐膛的幾何特性，計(jì)算各爐墻面積和爐膛容積；確定水冷壁的

38、幾何特性并計(jì)算出爐膛有效輻射受熱面總面積、爐膛水冷程度以及爐膛有效輻射層厚度。</p><p>　　2.計(jì)算爐內(nèi)有效放熱量，在選定爐子出口過量空氣系數(shù)的情況下，由焓溫表求出理論燃燒溫度。</p><p>　　3.先假定一個(gè)爐膛出口溫度，在焓溫表中求得相應(yīng)的焓值，從而可以計(jì)算出煙氣的平均熱容量。</p><p>　　4.計(jì)算爐膛火焰黑度、爐膛系統(tǒng)黑度。</p&g

39、t;<p>　　5.選取經(jīng)驗(yàn)系數(shù)M值。</p><p>　　6.所得爐膛出口溫度應(yīng)與假定的爐膛出口溫度基本相近，其相差值不應(yīng)大于100攝氏度，否則按照前面敘述重新計(jì)算[1]。</p><p>　　7.計(jì)算爐膛輻射受熱面平均熱流密度：</p><p>　　8.計(jì)算爐膛容積熱強(qiáng)度： </p><p><b>　　5.2爐膛

40、尺寸計(jì)算</b></p><p><b>　　體積熱強(qiáng)度：取</b></p><p><b>　　爐膛體積：</b></p><p>　　燃燒器選定，火焰長度為3.2m,為了保持較好的火焰充滿度，又不致使火焰沖壁，火焰長度方向爐膛長度定為3.5m，燃燒器安裝前墻中間。 </p><p>

41、　　爐膛尺寸：長3.5 m，直徑2m。</p><p>　　由于蒸發(fā)量比較小所以選用的是臥式三回程濕背式煙管鍋爐。</p><p>　　5.3爐膛結(jié)構(gòu)特性計(jì)算</p><p>　　經(jīng)過以上的尺寸計(jì)算設(shè)計(jì)爐膛結(jié)構(gòu)，如表5：</p><p><b>　　表5</b></p><p><b>

42、　　5.4爐膛熱力計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)以上那個(gè)的爐膛結(jié)構(gòu)根據(jù)文獻(xiàn)[1]進(jìn)行爐膛熱力計(jì)算,見表6</p><p><b>　　表6</b></p><p><b>　　6 對流管束計(jì)算</b></p><p><b>　　6.1設(shè)計(jì)思想</b><

43、;/p><p>　　給水從省煤器進(jìn)入鍋爐水系統(tǒng)，從飽和水加熱至飽和蒸汽，這一過程的吸熱量分為兩部分，一部分為水和爐膛之間的輻射和對流換熱，另一部分為水在鍋爐鍋爐管束中的輻射和對流換熱。爐膛結(jié)構(gòu)以定，水和爐膛之間的換熱可以確定。飽和水至飽和蒸汽的剩余吸熱量全部從鍋爐管束吸收，這樣就可以大概確定鍋爐管束的受熱面。設(shè)計(jì)定為三回程，鍋爐管束設(shè)計(jì)分為第一管束和第二管束。</p><p>　　6.2第一管

44、束結(jié)構(gòu)計(jì)算</p><p>　　根據(jù)以上設(shè)計(jì)思想，具體設(shè)計(jì)鍋爐管束結(jié)構(gòu)見表7：</p><p><b>　　表7</b></p><p>　　6.3第一管束熱力計(jì)算</p><p>　　根據(jù)以上那個(gè)鍋爐管束的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行熱力計(jì)算，見表8：</p><p><b>　　表8</b>

45、;</p><p>　　6.4第二管束結(jié)構(gòu)計(jì)算</p><p>　　具體設(shè)計(jì)第二鍋爐管束的結(jié)構(gòu)，見表9：</p><p><b>　　表9</b></p><p>　　6.5第二管束熱力計(jì)算</p><p>　　根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行第二管束的熱力計(jì)算，見表10：</p><p&

46、gt;<b>　　表10</b></p><p><b>　　7 過熱器設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　7.1過熱器設(shè)計(jì)思想</p><p>　　過熱器布置在鍋爐的尾部煙道中，屬于對流受熱面。爐膛結(jié)構(gòu)和對流管束的結(jié)構(gòu)確定之后，可以計(jì)算出爐膛出口溫度和對流管束的出口溫度，對流管束的出口溫度就是過熱器的進(jìn)口溫度。給定過熱

47、蒸汽溫度，由額定壓力可以確定飽和蒸汽溫度。由工質(zhì)進(jìn)出口溫度，查水蒸氣表可以確定工質(zhì)的吸熱量。根據(jù)熱平衡原理，工質(zhì)吸熱量等于煙氣放熱量，查煙氣焓溫表可以確定過熱器出口溫度。理想狀態(tài)下，吸熱量、放熱量和傳熱量三者是相等的，由此便可以進(jìn)行過熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了[12]。</p><p>　　7.2過熱器結(jié)構(gòu)計(jì)算</p><p>　　根據(jù)以上設(shè)計(jì)思想，具體設(shè)計(jì)過熱器的管子結(jié)構(gòu)，見表11：</p&

48、gt;<p><b>　　表11</b></p><p>　　7.3過熱器熱力計(jì)算</p><p>　　根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)計(jì)算，進(jìn)行過熱器的熱力計(jì)算，見表12：</p><p><b>　　表12</b></p><p><b>　　8省煤器設(shè)計(jì)計(jì)算</b></

49、p><p>　　8.1省煤器設(shè)計(jì)思想</p><p>　　省煤器安裝在鍋爐尾部煙道中，用以降低排煙溫度、加熱給水，屬于輔助對流換熱面。在尾部煙道中，省煤器布置在過熱器后，前面已經(jīng)確定了過熱器結(jié)構(gòu)，傳熱量即可確定，煙氣的進(jìn)出口溫度即可確定。進(jìn)入省煤器的給水溫度已知，煙氣進(jìn)出省煤器的溫度已知，設(shè)計(jì)原理與過熱器相似，由此便可以對省煤器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和熱力計(jì)算了。</p><p>

50、;　　8.2省煤器的結(jié)構(gòu)計(jì)算</p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)[1]設(shè)計(jì)省煤器的具體管子結(jié)構(gòu)，見表13：</p><p><b>　　表13</b></p><p>　　8.3省煤器熱力計(jì)算</p><p>　　根據(jù)以上的省煤器管子結(jié)構(gòu)計(jì)算，進(jìn)行省煤器熱力計(jì)算，見表14：</p><p><b&

51、gt;　　表14</b></p><p><b>　　9熱力計(jì)算匯總表</b></p><p>　　通過以上對鍋爐管束，過熱器和省煤器的結(jié)構(gòu)和熱力計(jì)算匯總出一個(gè)鍋爐的熱力過程總表，如表15：</p><p><b>　　表15</b></p><p><b>　　10阻力計(jì)算&

52、lt;/b></p><p>　　10.1第一鍋束管束阻力計(jì)算</p><p>　　通過以上對第一鍋爐管束的熱力和結(jié)構(gòu)計(jì)算，參照《燃油燃?xì)忮仩t》一書中對鍋爐管束的阻力計(jì)算進(jìn)行如下的計(jì)算，見表16：</p><p><b>　　表16</b></p><p>　　10.2第二鍋束管束阻力計(jì)算</p>&

53、lt;p>　　通過以上對第二鍋爐管束的熱力和結(jié)構(gòu)計(jì)算，參照《燃油燃?xì)忮仩t》一書中對鍋爐管束的阻力計(jì)算進(jìn)行如下的計(jì)算，見表17：</p><p><b>　　表17</b></p><p>　　10.3 過熱器阻力計(jì)算</p><p>　　通過以上對過熱器的熱力和結(jié)構(gòu)計(jì)算，參照《燃油燃?xì)忮仩t》一書中對過熱器的阻力計(jì)算進(jìn)行如下的計(jì)算，見表18

54、：</p><p><b>　　表18</b></p><p>　　10.4 省煤器阻力計(jì)算</p><p>　　通過以上對省煤器的熱力和結(jié)構(gòu)計(jì)算，參照《燃油燃?xì)忮仩t》一書中對省煤器的阻力計(jì)算進(jìn)行如下的計(jì)算，見下表19：</p><p><b>　　表19</b></p><p&

55、gt;<b>　　11煙道阻力計(jì)算</b></p><p>　　查表8－6，取煙囪高度為：</p><p>　　查表8－5，取A＝0.2。蒸發(fā)量：D=6t/h</p><p>　　煙氣在煙囪中每米的溫度降：</p><p>　　煙氣在煙囪中的溫度降：</p><p><b>　　煙囪出口

56、煙氣溫度：</b></p><p>　　煙囪中煙氣的平均溫度：</p><p><b>　　煙囪自生風(fēng)：</b></p><p>　　煙囪出口煙氣流速，查表8－7，取</p><p>　　煙囪直徑出口內(nèi)徑計(jì)算：</p><p>　　煙囪錐度，取i=0.03</p><

57、;p><b>　　煙囪進(jìn)口直徑： </b></p><p>　　煙囪沿程摩擦阻力： </p><p>　　查表8－1，取，查圖8－4，取</p><p><b>　　出口速度損失：，取</b></p><p><b>　　煙囪總阻力： </b></p>&l

58、t;p>　　旋風(fēng)除塵器阻力（給定）：1048.6Pa</p><p>　　爐膛出口至煙囪出口的總阻力：</p><p><b>　　鍋爐煙道的總壓降：</b></p><p><b>　　爐膛出口真空度，取</b></p><p>　　12 送引風(fēng)機(jī)選擇計(jì)算</p><p&

59、gt;<b>　　12.1送風(fēng)機(jī)</b></p><p><b>　　冷空氣流量：</b></p><p><b>　　送風(fēng)機(jī)計(jì)算流量： </b></p><p><b>　　送風(fēng)機(jī)壓頭： </b></p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)[13]選取送風(fēng)機(jī)型號：G4

60、-35-11No.8。</p><p><b>　　12.2引風(fēng)機(jī)</b></p><p><b>　　煙氣量：</b></p><p><b>　　引風(fēng)機(jī)計(jì)算流量： </b></p><p><b>　　引風(fēng)機(jī)計(jì)算壓頭：</b></p>&

61、lt;p>　　為煙道全壓降，為煙囪引力</p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)[13]選取引風(fēng)機(jī)型號：Y4-45-11No.8。</p><p>　　13 所選燃燒器的基本原理</p><p>　　周邊供氣蝸殼式燃燒器主要由蝸殼配風(fēng)器和三層圓柱形套管構(gòu)成?？諝馔ㄟ^蝸殼產(chǎn)生強(qiáng)烈漩流，再進(jìn)入內(nèi)圓筒繼續(xù)旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，一小部分空氣進(jìn)入內(nèi)圓筒后，就從一排矩形孔鉆入外環(huán)套，并從火孔周圍

62、流出，作為二次空氣同時(shí)冷卻燃燒器頭部。燃?xì)庾怨艿肋M(jìn)入內(nèi)環(huán)套，從內(nèi)圓筒周邊的2～3排小孔徑向高速噴入中心空氣旋轉(zhuǎn)氣流中，二者強(qiáng)烈混合進(jìn)入火道燃燒。周邊供氣蝸殼式燃燒器空氣通道阻力約為1000~1200Pa[1]。</p><p>　　依據(jù)所選燃料的消耗量，選取周邊供氣蝸殼式燃燒器Ⅲ型燃燒器[1]，其火道口直徑為750mm。</p><p><b>　　14 旋風(fēng)除塵器</b&

63、gt;</p><p><b>　　14.1工作原理</b></p><p>　　旋風(fēng)除塵器是利用離心力從煙氣中除去煙塵粒子的設(shè)備。含塵煙氣由切向進(jìn)口管導(dǎo)入除塵器外殼和排氣管之間，形成旋轉(zhuǎn)向下的外旋流，懸浮于外旋流中的含塵粒子在離心力的作用下被甩到外壁，并隨外旋流轉(zhuǎn)到除塵器的下部灰斗。而凈化后的煙氣形成上旋流，并經(jīng)內(nèi)圓筒排出。</p><p>

64、　　14.2旋風(fēng)除塵器的特點(diǎn)</p><p>　　旋風(fēng)除塵器本身無運(yùn)轉(zhuǎn)部件，結(jié)構(gòu)簡單，可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，管理方便，維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用少，耗電量少?？梢阅洼^高的煙氣溫度，適用于中等粒度或粗粒度煙塵的凈化。在目前技術(shù)條件下，捕集粒徑在5微米以上的塵粒時(shí)效率較高，但對粒徑在1微米以下的塵粒捕集效率很低[14]。</p><p>　　14.3除塵器的選擇</p><p>　　本設(shè)計(jì)選

65、取干式除塵器中的XZZ型立式旋風(fēng)式除塵器，本體由煙氣進(jìn)口管、直通型旁室、反射屏、直筒型錐體及煙氣出口等組成。考慮到切向進(jìn)入除塵器的含塵氣流會在除塵器頂部形成上灰環(huán)，從而可能在排氣管入口處與已進(jìn)化煙氣的上懸氣流混合，形成“返混”而降低除塵效率，故采用了直通型旁室。</p><p><b>　　15 防爆措施</b></p><p>　　15.1氣體爆炸原因</p&

66、gt;<p>　　燃油燃?xì)忮仩t應(yīng)為燃料的可燃性，當(dāng)和空氣在一定的濃度范圍內(nèi)混合時(shí)，會形成爆炸性氣體。主要原因有：</p><p>　　1.鍋爐點(diǎn)火前，當(dāng)因某種原因燃?xì)饴┤霠t膛，而又未對爐膛、煙道進(jìn)行吹掃或吹掃時(shí)間不夠、風(fēng)量不足時(shí)，則點(diǎn)火時(shí)會發(fā)生爆炸。</p><p>　　2.在燃?xì)忮仩t中，由于熄火引起爆炸的事故多發(fā)生在燃燒器前燃起壓力或風(fēng)壓波動太大引起脫火或回火的情況下，當(dāng)過

67、爐燃燒不良時(shí)，可燃?xì)怏w進(jìn)入鍋爐后部煙道，與后部煙道漏入的空氣混合形成的爆炸性氣體（負(fù)壓運(yùn)行的鍋爐），在高溫作用下，可能引起二次燃燒或爆炸。</p><p>　　15.2 防爆門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　要防止燃?xì)忮仩t的爐膛或煙道發(fā)生爆炸，首先應(yīng)防止在爐內(nèi)無明火的情況下燃?xì)膺M(jìn)入爐膛；其次是要保證良好的燃燒。作為預(yù)防措施，在點(diǎn)火前必須仔細(xì)吹掃爐膛和煙道，使其內(nèi)部可能積存的可燃性氣體及時(shí)排除

68、。另外，為了減輕爐膛和煙道在發(fā)生爆炸時(shí)的破壞程度，可以在燃?xì)忮仩t的爐膛和煙道上設(shè)計(jì)防爆門，防爆門在發(fā)生爆炸時(shí)，由于爐內(nèi)和煙道內(nèi)壓力突然升高，而開啟或破裂，泄出高壓煙氣。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用旋啟重力式防爆門，是靠門蓋的自重使其常關(guān)，當(dāng)爐內(nèi)煙氣的推力大于因自重產(chǎn)生的平衡力時(shí)，門蓋被推開，泄出爐內(nèi)高溫?zé)煔?。結(jié)構(gòu)上做成圓型，一般均能在爐內(nèi)壓力恢復(fù)正常后，靠門蓋的自重自動復(fù)位。</p><p

69、>　　設(shè)計(jì)防爆門接管直徑為560mm，門蓋的直徑為520mm，厚40mm。</p><p>　　16 水位自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)</p><p><b>　　16.1系統(tǒng)簡介</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)采用的是雙沖量水位自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)適合于蒸發(fā)量在6.5t/h~20t/h的工業(yè)鍋爐。經(jīng)實(shí)踐證明，這種系統(tǒng)水位波動可小于±20m

70、m,一般都在±10mm以內(nèi)。</p><p><b>　　16.2系統(tǒng)原理</b></p><p>　　本系統(tǒng)是以水位為主控制信號，以蒸汽流量為前饋信號組成的反饋+前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)。圖4是其系統(tǒng)示意圖。圖中FKS-1時(shí)開方器，它把壓差變送器PΔB輸出信號，轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝髁啃盘?，送到控制器LC-3和指示儀FI-2上。由于加入了蒸汽流量信號，便能克服有虛假水位引起的錯(cuò)

71、誤控制動作。例如，當(dāng)蒸汽流量增加時(shí)，上升的虛假水位信號使給水閥門關(guān)小，而蒸汽流量信號卻使給水閥門開大。也就是使給水量與蒸汽量向相反方向變化的錯(cuò)誤動作，使調(diào)節(jié)一開始就朝著正確方向調(diào)節(jié)。因而可大大改善控制過程的動態(tài)品質(zhì)。同時(shí)，由于引入了蒸汽流量的前饋信號，能改善控制系統(tǒng)的特性，提高控制質(zhì)量。</p><p>　　附表（煙氣焓溫圖）：</p><p>　　圖1 鍋爐本體圖</p>

72、<p>　　1-鍋殼；2-爐膽；3-第二回程；4-第三回程</p><p>　　圖2 省煤器結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖3 過熱器結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖4 水位自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　這一畢業(yè)設(shè)計(jì)，嚴(yán)格按照國

73、家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)定，系統(tǒng)的闡述了燃?xì)忮仩t設(shè)計(jì)的全過程。設(shè)計(jì)的宗旨是：理論上可行，實(shí)際中可用；布置合理，結(jié)構(gòu)簡單。主要的設(shè)計(jì)理論是根據(jù)熱平衡原理，對鍋爐的輻射、對流受熱面進(jìn)行布置，爐膛的結(jié)構(gòu)和熱力計(jì)算，對流管束的結(jié)構(gòu)和熱力計(jì)算，過熱器、省媒器的結(jié)構(gòu)和熱力計(jì)算。每一處結(jié)構(gòu)的計(jì)算，都有詳細(xì)的計(jì)算表格，列出了計(jì)算公式以及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的來源，最后列出了計(jì)算結(jié)果。設(shè)計(jì)過程中，充分體現(xiàn)了理論聯(lián)系實(shí)際的原則，用最簡單的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出符合要求的產(chǎn)品，以減輕安裝運(yùn)行

74、維護(hù)的工作。此外，節(jié)能與環(huán)保是當(dāng)前的焦點(diǎn)問題，如何提高鍋爐的效率、降低鍋爐排煙污染，也是設(shè)計(jì)考慮的主要問題。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜、枯燥的工作，在此過程中遇到了很多困難，首先要感謝我的指導(dǎo)教師***，在他耐心嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹笇?dǎo)下，使我度過難關(guān)。同時(shí)，還要感謝***教授為我解答問題。同組同學(xué)和與本課題相關(guān)的同學(xué)在設(shè)

75、計(jì)過程中給了我很大的幫助，給了我靈感的啟發(fā)，給了我精神上的支持，使我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，為大學(xué)生活畫上圓滿的句號。千言萬語也無法表達(dá)我對你們的感激之情，我要向我的老師、同學(xué)和支持我的人，深情的說一聲：“感謝你們對我的支持和幫助”。謝謝各位為我付出的一切，我相信，畢業(yè)之后我會努力的工作，為社會做出自身最大的貢獻(xiàn)，創(chuàng)造最大的輝煌，讓社會記住我，為我的人生增添光彩。</p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)</p&

76、gt;<p>　　1.趙欣新，惠世恩.燃油燃?xì)忮仩t.第一版。西安交通大學(xué)出版社，2005.</p><p>　　2. Minchener AJ. Industrial clean coal energy efficiency improvements in </p><p>　　China. The 4th International Symposium on Coal Co

77、mbustion, Beijing, 1999.</p><p>　　3.金定安,曹子棟,俞建洪.工業(yè)鍋爐原理.西安交通大學(xué)出版社,1986.</p><p>　　4.陳學(xué)俊,陳聽寬.鍋爐原理.機(jī)械工業(yè)出版社,1990.</p><p>　　5.張永照, 陳聽寬,黃祥新.工業(yè)鍋爐.機(jī)械工業(yè)出版社,1982.</p><p>　　6.趙明泉.鍋

78、爐結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì).哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1991.</p><p>　　7.趙欣新，李衛(wèi)東，惠世恩，羅正輝.燃油燃?xì)忮仩t結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及圖冊.第一版.西安交通大學(xué)出版社，2002.</p><p>　　8.宋巖.影響天然氣組分變化的主要因素.石油勘探與開發(fā)，1991(2)：43.</p><p>　　9奚士光，吳味隆，蔣君衍.鍋爐及鍋爐房設(shè)備.第三版.中國建筑工業(yè)出版，199

79、5.</p><p>　　10家騄，余福曉，王永青.水和水蒸氣熱力性質(zhì)圖表.第二版.高等教育出版社，2004.</p><p>　　11范兆巖.工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方法.中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.</p><p>　　12夏敏文.熱能工程設(shè)計(jì)手冊.第一版.化學(xué)工業(yè)出版社，1998.</p><p>　　13郭立君，何川.泵與風(fēng)機(jī).第三版.中國電力出版社

80、，2004.</p><p>　　14 Clear Blue Sky: China’s Environment in the New Century. Washington </p><p>　　(DC): The World Bank, 1997.</p><p>　　15徐幫學(xué)，燃油、燃?xì)忮仩t選型、安裝及運(yùn)行維護(hù)與燃煤鍋爐燃油、燃?xì)饣脑旒夹g(shù)實(shí)用手冊.學(xué)苑音像出