某工业循环流化床锅炉设计方案.doc

 PAGE 9 摘要 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。 在整个设计过程中，进行了无脱硫工况，脱硫工况的燃料消耗量和燃烧烟气的计算。主要计算有热力计 算，强度计算和烟风阻力计算以及回料器设计计算，旋风分离器的设计计算。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的计算。旋风分离器选用一个绝热旋风分离器。鉴于该锅炉为 中压锅炉，采用钢管式省煤器。空气预热器采用管式空气预热器。 利用 CAD,完成了锅炉总图、本体图、炉墙砖砌图、锅筒展开图。 关键词 循环流化床锅炉；热力计算；强度计算；烟风阻力计算 目录 摘要1 第一章 绪 论 4 第二章 循环流化床锅炉的结构 2.1 方案论证5 2.1.1 着火和稳燃6 2.1.2 防磨6 2.2 锅炉其它结构6 2.2.1 钢架及平台楼梯 6 2.2.2 炉墙及保温结构 6 2.2.3 密封和膨胀6 2.2.4 防磨措施6 2.2.5 锅炉阀门仪表及管道 7 2.4 本章小结7 第三章 热力计算8 3.1 设计任务8 3.2 燃料特性8 3.3 辅助计算8 3.3.1 燃烧脱硫计算8 3.3.2 锅炉热平衡及燃烧和石灰石消耗量计算 15 3.4 炉膛结构设计及热力计算 18 3.4.1.1 密相区结构设计 18 3.4.1.2 稀相区结构设计 19 3.5 高温过热器25 3.6 低温过过热器29 3.7 省煤器设计及热力计算 32 3.7.1 省煤器结构计算 32 3.7.2 省煤器传热计算 34 3.8 空气预热器结构及传热计算 36 3.8.1 空气预热器结构计算 36 3.8.2 空气预热器传热计算 37 3.9 热力计算结果汇总表39 第四章 旋风分离器及回料器设计计算 41 4.1 炉膛风室阻力计算41 4.2 旋风分离器设计46 4.3 回料器设计48 4.4 本章小结53 第五章 强度计算54 5.1 锅筒强度设计54 5.1.1 筒体最大未加强孔直径计算 54 5.1.2 孔的加强计算54 5.1.3 相邻两孔互不影响最小节距计算 55 5.2 孔桥减弱系数计算56 5.2.1 锅筒筒体允许最小减弱系数 56 5.2.2 锅筒凸形封头强度校核计算 56 5.3 本章小结57 第六章 烟气阻力计算58 6.1 烟气侧流阻计算58 6.4 旋风分离器烟气阻力计算 63 结 论 74 致 谢 76 参考文献 78 第一章 绪 论 锅炉作为一种能源转换设备，在工业生产和生活中得到广泛的应用。锅炉是利用燃料燃烧释放的热能或 其它热能将工质加热到一定参数的设备。随着科学技术的发展，锅炉无论在受热面的结构还是在燃烧方式上 都有了很大的改进，以至于锅炉效率得到了提高，这对能源利用，保护环境都有重要的意义。 循环流化床锅炉是八十年代发展起来的新一代燃煤流化床锅炉，具有高效低污染的特点，在国际上被称 为清洁燃烧技术 正受到日益广泛的关注,但目前循环流化床锅炉的设计方法还很不完善,主要体现在没有 完整的设计导则和设计理论。 本锅炉采用单锅筒自然循环，全膜式壁炉膛高倍率循环流化床锅炉。 本次设计为 20 吨/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计算和选择，力求合理，造价合适。 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。 关键词 循环流化床锅炉；热力计算；强度计算；烟风阻力计算 第二章 循环流化床锅炉的组成 循环流化床锅炉是在鼓泡流化床锅炉的基础上改进和发展起来的一种新型有发展前途的高效洁净燃煤 锅炉。它的基本原理是燃煤和空气进入一个流态化燃烧室，发生掺混和着火燃烧，夹带着大量细颗粒物料的 烟气在炉膛出口以后的气固分离器中把所夹带的固体物料分离下来，烟气进入尾部受热面，而被分离器收集 下来的物料通过回料器被送回燃烧室循环再燃烧，从而实现循环燃烧。 循环流化床锅炉设备包括锅炉本体设备和锅炉辅助设备两部分，如图1所示。锅炉的本体设备包括汽水 系统、燃