水冷壁的设计解析.doc

目录 1 绪论 2 1.1锅炉发展史 2 1.2锅炉设计 3 1.3 煤粉锅炉 3 1.4水冷壁 4 1.5 本设计主要特点 5 1.6本设计运用原理和主要步骤 5 2 计算说明书 6 2.1锅炉总体简介 6 2.2炉膛简图 7 2.3锅炉设计条件及性能参数 8 2.4燃煤特性 8 2.5煤的元素分析数据校核和煤种判别 9 2.5.1元素校核 9 2.6煤种判别 10 2.6.1煤种判别 10 2.6.2折算成分计算 10 2.7燃烧产物计算 11 2.7.1理论空气量及理论烟气容积 11 2.8热平衡及燃料消耗量计算 12 2.9炉膛设计和热力计算 16 2.9.1炉膛结构设计 16 2.9.2炉膛热力计算 17 2.10水冷壁的选择 21 2.10.1水冷壁的布置 21 2.10.2水冷壁的侧墙出口悬吊图 22 2.10.3水冷壁悬吊装置的强度计算及校核 22 结束语 24 附表2-10：炉膛烟气温焓表 26 附表2-11：蒸汽压力—饱和温度对照表 26 参考文献 27 1 绪论 自改革开放以来，我国电力行业发展迅猛，电源结构不断调整，电网建设不断加强，电力环保取得显著成绩，电力装备技术不断提高，交直流输电系统控制保护设备的技术水平已居于世界领先行列。进入21世纪以来，电力需求更加旺盛，发展潜力巨大，电力建设任务仍十分艰巨，我国的电力工业发展遇到了前所未有的机遇，总体呈现出快速发展的态势。随着新能源的开发与利用及高新经济技术的需求，各种能源的利用率正不断地提高。如何节约能源、利用能源已经成为当今社会的主题。锅炉的出现和发展迄今已有二百余年的历史。期间，从低级到高级，有简单到复杂，随着生产力的发展和对锅炉容量、参数要求的不断提高，锅炉型式和锅炉技术得到了迅速的发展。亚临界汽包锅炉在我国的大型电站中有着广泛的应用，炉膛受热面普遍采用膜式水冷壁。 1.1锅炉发展史 锅炉从开始应用至今已有300多年的历史。它是从小型、中型到大型，从微压、低压到中压，从铆接结构到焊接结构，从手工操作到机械化、自动化等。主要是沿着增加供热能力、提高压力、降低能耗、减轻劳动强度、节省钢材以及改善污染的方向发展的。 早在17 世纪60年代，第一台铜制球形锅炉诞生，其压力仅9.81至19.62kPa。此后，为满足生产和生活上的需要，锅炉类型与结构也不断创新，到目前为止出现了锅壳式的火管锅炉和水管锅炉；自然循环锅炉和强制循环锅炉以及水、火管混合型锅炉等等。锅壳式锅炉的特征是锅炉的主要部件都放在锅筒内，外表看上去仅是一个圆筒，这种锅炉又分为立式锅壳锅炉和卧式锅壳锅炉两种。绝大部分是火管锅炉，目前普遍使用的快装锅炉是在卧式外燃回火管锅炉的基础上，增加了水冷壁辐射受热面和经济器等尾部受热面，成为一种水、火管混合式锅炉。 随着蒸汽动力的发展，要求锅炉产量和参数不断提高，火管锅炉不能满足这种要求，水管锅炉便应运而生。水管锅炉的特征是把主要受热面的管子布置在锅筒的外面，另用耐火砖砌成炉膛，在炉膛中燃烧的火焰冲刷管子的外壁，水在管中流动，并在上下锅筒之间自然循环。最初生产的水管锅炉是横直水管，水管两端与大集箱连接，由于整块的方形集箱强度要求较高，后将整集箱改为分集箱。这样强度得到了保证，但集箱和集箱上的手孔加工复杂，而且精度要求高，金属消耗量也比较大。另外，横水管管内汽水混合物容易分层流动，对水循环不利。后来将水管垂直布置，方形集箱都由锅筒和圆形集箱代替，而且锅筒的数目逐渐减少。水管锅炉用弯水管作为受热面，摆脱了锅筒水容积空间的限制，大大增加了锅炉的自由度，能充分适应单台锅炉容量增大、蒸汽参数提高的要求[3] 。 锅炉的炉膛或燃烧室也在不断地改进。老式的燃烧设备是固定炉排手工加煤，现在小型立式锅炉中还有采用的。随着锅炉容量的不断增大，耗煤量相应增多，司炉劳动强度增加，同时煤在锅炉中不完全燃烧情况日益严重，因而出现了机械化和半机械化燃烧设备。由于城市现代化建设和环保的要求，近年来燃油或燃气锅炉日益增多，与之配套的是全自动的燃烧控制系统。 锅炉的辅助设备也在不断改进。为了提高热效率，改善燃烧工况，进一步利用炉膛辐射热、提高蒸发量，在炉膛内布置了水冷壁，在尾部出现了经济器（或称省煤器）和空气预热器等受热面。受热面的管材品种也不断增加，如：光管、螺纹管、鳍片管、肋片管和钉刺管等，以增大受热面提高产热量。 由于焊接技术的发展，锅炉制造方面，过去所采用的铆接工艺已逐步由焊接工艺所取代，这样不仅提高了锅炉的质量，又节约了钢材。 由于水管锅炉对水质要求高，锅炉给水也由原水逐步改进为软化水，为了避免锅炉的腐蚀还需采用除氧水。水处理设备和管理日趋完善。 随着现代工农业的迅猛发展，环境质量不断恶化，对社会环境保护要求提高了，锅炉消烟除尘也从无到有并逐步升级，烟气的脱硫脱硝技术正日趋