65吨小时循环流化床锅炉设计

65吨/小时循环流化床锅炉设计 摘 要 本次的毕业设计的题目是65吨/小时循环流化床锅炉设计。设计本着锅炉运行的安全性和可靠性为首要设计特性的准则，综合考虑燃烧，传热，脱硫，烟气、空气、工质的动力特性以及受热面的磨损和腐蚀。保证锅炉的着火稳定性，炉膛内有足够的辐射热量，煤的燃尽程度，合理的烟气速度和排烟温度以及脱硫效率。同时，还要确保有一定的气密性以保证炉膛内进行微负压燃烧。 在整个设计过程中作为技术支持进行了热力计算、强度计算和烟风阻力计算。其中热力计算包括炉膛、高温过热器、低温过热器、省煤器以及空气预热器。炉膛及尾部顶棚全部采用膜式壁结构，解决炉膛漏风问题；将全部过热器布置在尾部烟道内，使其运行更加可靠。为了提高分离器的分离效率和锅炉的结构紧凑，采用两个小直径高温旋风分离器。鉴于该锅炉为中压锅炉，所以采用钢管式省煤器，为降低低温腐蚀，便于维修，将空气预热器低温段与高温段隔开。 此外，利用CAD绘制锅炉总图、 炉墙砖砌图、锅筒展开图、锅炉本体图。 关键词　循环流化床锅炉；热力计算；强度计算；烟风阻力计算 Abstract The title of the paper is the design of 65t/h circulating fluidized bed boiler( CFB). The savety and dependability of operation that characterize the had there beginning in the design of this boiler type. Therefore, among the whole design the fators that the combustion, the heat transmittion, the desulphurization, the the motive charact-eristic of the smoke spirit and air and the work quality, the attrition and corrosi-on of the heating sueface should be considerate comprehensively and seriously to ensure the stability of catch fire of the boiler,and there is enough radiant heat inside the furnace, ensure the fule could be burn out completely, and there is a proper flow rate of the gas and exhaust gas temperature, also the boiler has a certainly desulphurization efficiency. In the process of the whole design , we carry through the thermal calculation ,flue-gas and air resistance calculation, and strength calculation of pressure parts for boilers to be a technical support. The the thermal calculation include the furnace, high temperature superheater, low temperature superheater, steel tube economizer and tubular air heater. The furnace and the roof use membrane wall to solve problem of air leakage and put all of the superheater in the convection pass to make the superheater dependable when it working. In order to improve the separate efficiency of cyclone separator, and make the boiler more well-organized, we use two small diameter cyclone separator. Consider it is a medium pressure boiler, we fit it with steel tube economizer. In order to reduce the low temperature corrosion and easy to repair, separate the high temperature part and the low temperature part of air heater for a certain distance. In addition, we portray the diagram of the whole boiler, the diagram of wall, the diagram of the drum and the diagram of the tube system with the software Auto CAD 2006. Keywords　 CFB；thermal calculation；strength calculation; flue-gas and air resistance calculation; 不要删除行尾的分节符，此行不会被打印 - III - 目 录 摘要 I Abstract II 第1章 绪论 1 第2章 锅炉结构与设计简介 2 2.1 循环流化床锅炉概述 2 2.2 锅炉基本特性 3 2.2.1 锅炉规范 3 2.2.2 燃料特性 3 2.2.3 石灰石特性 3 2.2.4管子特性 3 2.2.5主要经济技术指标 4 2.2.6锅炉基本尺寸 4 2.3 方案论证 4 2.4 锅炉结构简介 6 2.4.1 锅筒及炉内设备 6 2.4.2 水冷壁 6 2.4.3 燃烧设备 7 2.4.4 过热器 10 2.4.5 省煤器 11 2.4.6 空气预热器 12 2.4.7 钢架及平台楼梯 13 2.4.8 炉墙及保温结构 13 2.4.9 锅炉阀门仪表及管道 13 2.5 本章小结 14 第3章 热力计算 15 3.1 设计任务 15 3.2 燃料特性 15 3.3 辅助计算 15 3.3.1 燃烧脱硫计算 15 3.3.2 脱硫工况时燃烧产物平均特性计算 19 3.3.3 锅炉热平衡及燃烧和石灰石消耗量计算 21 3.4 炉膛设计及传热计算 23 3.4.1 炉膛结构特性计算 23 3.4.2 炉膛传热计算 25 3.5 高温过热器设计及传热计算 28 3.5.1 高温过热器结构计算 28 3.5.2 高温过热器传热计算 28 3.6 低温过热器设计及传热计算 30 3.6.1 低温过热器结构计算 30 3.6.2 低温过热器传热计算 31 3.7 省煤器设计及传热计 32 3.7.1 省煤器结构计算 32 3.7.2 省煤器传热计算 33 3.8 空气预热器设计计算 34 3.8.1 空气预热器结构计算 34 3.8.2 空气预热器传热计算 35 3.9 热力计算结果汇总表 36 3.10 本章小结 37 第4章 强度计算 38 4.1 锅筒强度校核计算 38 4.1.1 筒体最大未加强孔直径计算 39 4.1.2 孔加强的计算 40 4.1.3 相邻两孔互不影响最小节距计算 41 4.1.4 孔桥减弱系数计算 41 4.1.5 锅筒筒体允许最小减弱系数计算 42 4.1.6 锅筒凸形封头强度校核计算 42 4.2 安全阀排放能力校核计算 43 4.3 本章小结 44 第5章 烟风阻力计算 45 5.1 烟道阻力计算 45 5.1.1 炉膛真空度 45 5.1.2 旋风分离器阻力计算 45 5.1.3 烟道转向室阻力计算 49 5.1.4 高温过热器阻力计算 50 5.1.5 低温过热器阻力计算 50 5.1.6 烟道截面变化阻力计算 51 5.1.7 省煤器阻力计算 51 5.1.8 空气预热器阻力计算 52 5.1.9 除尘器阻力计算 53 5.1.10 烟囱阻力计算 53 5.1.11 烟气侧自生通风力计算 54 5.1.12 锅炉烟气侧烟总流阻 54 5.2 空气侧阻力计算 54 5.2.1 冷风道阻力计算 54 5.2.2 空气预热器阻力计算 54 5.2.3 热风道阻力 56 5.2.4 炉膛风室压力计算 56 5.2.5 炉膛空气进口处真空度计算 58 5.2.6 锅炉空气侧总流阻计算 58 5.3 送风机的选择 58 5.4 引风机的选择 59 5.5 本章小结 59 结 论 60 致 谢 61 参考文献 62 附录A 63 附录B 70 千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行 - VI - 第1章 绪论 随着能源设备的发展和利用，特别是锅炉这种将工质加热到一定的温度和压力的能源设备广泛应用，给环境造成了严重污染。尤其是以煤为主要燃料的锅炉燃烧排放出大量的灰渣、粉尘、二氧化硫和氮的氧化物等污染物，严重影响了生态环境。又由于煤、石油等化石燃料的不断开采而日渐枯竭，人们一直在努力寻找一种高效、低污染的燃烧方式以解决以上两个问题。 循环流化床燃烧技术是20世纪70年代发展起来的清洁燃烧技术，是解决燃烧煤而产生的污染问题的主要方法之一。此外，循环流化床燃烧还对不同性质的燃煤适应性强，适于燃烧低质煤等特点。在煤含硫量高时，还可以在燃煤中加入石灰石，在燃烧中低成本脱硫。而不必架设投资巨大的烟气脱硫设备。在循环流化床燃烧中，燃烧温度很低，空气又分级送入，燃烧中所产生的氮的氧化物很低，煤燃烧后所余下的灰渣活性强，便于生产水泥、制砖、化工等，用来综合利用，它是没有废弃物的燃烧方法。循环流化床燃烧技术具有一些层燃和煤粉燃烧等常规燃煤技术所不具备的特点。最突出的特点是：燃烧温度低，停留时间长，以及湍流混合强烈，这些优点给流化床燃烧带来一系列优点。除以上所述优点外，还具有燃烧强度大，床内传热能力强，负荷调节性能强，易于操作和维护等优点。由于上述诸多优点使得循环流化床燃烧技术特别适合我国的国情，在较短的时间内得到了迅速的发展和应用。 本次设计为65吨/小时循环流化床锅炉设计，无论是方案的选择论证，炉膛的选择，锅炉的整体布置，尾部受热面的型式和布置，分离器、回料器的设计等都经过仔细衡量，力求合理。热力计算，烟凤祖力计算，强度计算的数据力求精确，使整个设计力求完美。 由于水平有限，此次设计难免有错误之处，但是经过此次设计，在一定程度掌握了锅炉的一般设计计算方法，加强了理论知识与实践的结合，为以后走向工作岗位奠定了基础。 第2章 锅炉结构与设计简介 2.1 循环流化床锅炉概述 当气流向上通过颗粒床层时，其运动状态是变化的。流速较低时，颗粒静止不动；当流速增加到某一速度后，颗粒不再由布风板