循环流行化床锅炉技术设计

摘 要 循环流行化床锅炉技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术。在当今全球能源危机的情况下节能技术已经变得越来越重要，国内在这方面的研究、开发和应用也逐渐兴起。本毕业设计是本专业学生在学习完成专业课程后所进行的重要实践性教学环节。通过锅炉结构设计和整体热力计算在内的锅炉设计过程能够让我真正了解锅炉各个部分的特点和功能，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性能,充分了解锅炉燃烧及各部分运行的特点及相互间的影响。 在整个设计过程中进行了炉型、受热面、固体颗粒分离装置、尾部烟道布置、对流受热面的设计.整体设计之后进行锅炉整体热力计算.本锅炉是自然循环的水管锅炉。采用由旋风分离器组成的循环燃烧系统，炉膛为膜式水冷壁结构，过热器分高、低二级过热器，中间设喷水减温器，尾部设二级省煤器和一、二次风空气预热器 此外，利用CAD绘制标准0号锅炉系统图1张，1张1号汽包展开图，1张锅炉本体图。 关键词： 循环流化床锅炉；热力计算；结构计算；烟风阻力计算 V ABSTRACT Circulating fluidized bed boiler technology is popular in recent years the rapid development of a high efficiency and low pollution clean combustion technology. In today's global energy crisis under the situation of energy saving technology has become more and more important, domestic research in this respect, development and application also gradually rise. This graduation design is the professional students after learning complete professional courses are important practical teaching link. Through the boiler structure design and the overall boiler thermodynamic calculation, a design process can let I really understand the characteristics of each part of the boiler and function, considering combustion, heat transfer and desulfurization, flue gas, air, and the dynamic performance of the working medium and the performance of the heating surface, fully understand the boiler combustion and operation characteristics and mutual influence of each part. Throughout the design process of the furnace, heating surface, solid particle separation device, the tail flue layout, the design of the convection heating surface. After the overall design of the boiler thermodynamic calculation as a whole. This is a natural circulation boiler water tube boiler. Adopt cycle combustion system composed of cyclone separator, furnace for membrane type water wall structure, superheater high points and low secondary superheater, intermediate water spray attemperator, tail set secondary economizer air preheater and the primary and secondary wind 0 # boiler in addition, the use of CAD drawing standard chart 1 piece, 1 piece of 1 drum expansion plan, 1 piece of boiler body figure. Key words: circulating fluidized bed boiler; Thermodynamic calculation; Structural calculation; The smoke wind resistance calculation 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 1 2.1 锅炉概述 1 2.2 锅炉主要技术经济指标和有关数据： 1 2.3 锅炉结构简述 1 2.3.1 锅筒 1 2.3.2 水冷系统 1 2.3.3 过热器 2 2.3.4 省煤器 2 2.3.5 空气预热器 2 2.3.6 燃烧系统 3 2.3.7 构架和平台扶梯 3 2.3.8 炉墙 3 2.3.9 锅炉范围内的管路布置 4 2.3.10 锅炉所配安全附件 4 2.3.11 关于锅炉的脱硫 4 第3章 热力计算 5 3.1.1 燃料特性 5 3.1.2 石灰石特性 5 3.2 燃烧脱硫计算 6 3.2.1 无脱硫工况的燃烧计算 6 3.2.2 无脱硫工况时烟气体积计算 6 3.2.3 脱硫计算 7 3.2.4 脱硫工况时受热面中燃烧产物平均特性计算 12 3.2.5 脱硫工况时燃烧产物焓温表 14 3.3 75t/hCFB锅炉热力计算 15 3.3.1 锅炉设计参数 16 3.3.2 锅炉热平衡及燃料和石灰石消耗量 16 3.3.3 炉膛模式水冷壁传热系数计算 20 3.4 结构计算 22 3.4.1 炉膛膜式水冷壁计算受热面积 22 3.4.2 汽冷旋风分离器计算受热面积 26 3.5 热力计算 28 3.5.1 炉膛热力计算 28 3.5.2 汽冷旋风分离器热力计算 30 3.6 75t/h CFB旋风分离器烟气阻力计算 33 3.7 炉膛风室压力计算 42 3.7.1 炉膛配风装置上压力计算 43 3.7.2 炉膛配风装置阻力计算 44 3.8 回料器设计计算 46 3.8.1 结构尺寸计算 47 3.8.2 回料器风室压力计算 48 3.9 尾部烟道受热面结构及传热计算 54 3.9.1 高温过热器的结构计算 54 3.9.2 高温过热器的传热计算 55 3.9.3 低温过热器结构计算 58 3.9.4 低温过热器传热计算 58 3.9.5 高温省煤器结构计算 60 3.9.6 高温省煤器传热计算 62 3.9.7 低温省煤器结构计算 64 3.9.8 低温省煤器传热计算 65 3.9.9 二次风空气预热器结构计算 67 3.9.10 二次风空气预热器传热计算 68 3.9.11 一次风空气预热器结构计算 70 3.9.12 一次风空气预热器传热计算 71 参考文献 73 致 谢 74 第1章 绪论 75吨时循环流化床锅炉设计近年来，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。 我国在上世纪80年代初期开始研究开发循环流化床燃烧技术,鉴于CFB锅炉的优点和我国环境排放标准的日益严格,极大地推动了循环流化床燃烧技术的推广和发展。本次设计为75吨/时循环流化床锅炉,属于中压自然循环锅炉。 循环流化床(CFB)燃烧技术是一项近二十年发展起来的清洁煤燃烧技术。它具有燃料适应性广、燃烧效率高、氮氧化物排放低、低成本石灰石炉内脱硫、负荷调节比大和负荷调节快等突出优点。自循环流化床燃烧技术出现以来，循环床锅炉在世界范围内得到广泛的应用，大容量的循环床锅炉已被发电行业所接受。循环流化床低成本实现了严格的污染排放指标，同时燃用劣质燃料，在负荷适应性和灰渣综合利用等方面具有综合优势，为煤粉炉的节能环保改造提供了一条有效的途径。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75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，烟风阻力计算的数据力求精确，使整个设计力求完美。 - 79 - 但是本人毕竟是大四学生很多方面不会那么完善，在很多方面都会有纰漏。我会本着学术研究的严谨态度谨慎的完成每一步计算，力求使整个设计力求完美。而且这次设计加强了我大学期间所学习的专业知识，对于我全面的贯穿大学的专业知识有很大的帮助，对于以后的实习工作一定有很大的帮助！ 第2章 锅炉结构与设计简介 2.1 锅炉概述 本锅炉是在我公司75t/h燃煤循环流化床锅炉基础上，优化设计开发的新一代高效、低污染75t/h循环流化床锅炉。 本锅炉采用了循环流化床燃烧方式，具有燃烧效率高和低污染的特点。本锅炉既可单烧煤，单烧气，又可煤、气混烧。当燃煤时，燃烧效率达97%。当燃用含硫较高的燃料，通过向炉内添加石灰石，能显著降低二氧化硫的排放，同时由于锅炉的燃烧温度在900℃左右,可以有效地控制NOx的排放，并降低对设备的腐蚀和烟气对环境的污染。它的炉渣可做水泥材料的掺合料。 本锅炉是自然循环的水管锅炉。采用由旋风分离器组成的循环燃烧系统，炉膛为膜式水冷壁结构，过热器分高、低二级过热器，中间设喷水减温器，尾部设二级省煤器和一、二次风空气预热器。 锅炉按半露天布置设计，运转层标高为7米，锅炉的构架全部为金属结构，适用于地震烈度7度地区。 2.2 锅炉主要技术经济指标和有关数据： 额定蒸发量 75 t/h 额定蒸汽压力 3.82 MPa 额定