燃煤矸石循環(huán)流化床鍋爐的設計

1、哈爾濱工業(yè)大學2009屆本科優(yōu)秀畢業(yè)設計（論文）選集240220th燃煤矸石循環(huán)流化床鍋爐的設計能源科學與工程學院：王慶功指導教師：別如山摘要：本論文介紹的是一臺220th燃用煤矸石循環(huán)流化床鍋爐的設計。由于煤矸石自身具有硬度大、熱值低的特點，本設計首先在分析燃料的基礎上，結合國內外循環(huán)流化床鍋爐的設計經驗，選擇了合適的鍋爐結構，并選擇與燃料合適的運行參數，通過進行熱力計算和強度計算，確定鍋爐各部分結構尺寸。熱力計算是循環(huán)流化床鍋爐設計

2、、改造所必須的計算，根據熱力計算可確定鍋爐的燃料消耗量、鍋爐效率及各受熱面大小等設計參數，是鍋爐強度計算、水動力計算、煙風阻力計算的基礎。計算過程中需要參考許多與燃煤矸石相適應的熱力計算參數。強度計算是確定鍋爐汽水系統(tǒng)壁厚的主要依據，保證所設計鍋爐的安全性。在此基礎上繪制了鍋爐結構總圖及零件圖。關鍵詞：關鍵詞：循環(huán)流化床；鍋爐設計；煤矸石；熱力計算；強度計算Abstract：Describedinthispaperisa220thcir

3、culatingfluidizedbedcombustionboiler’sdesignwithcoalganguecombustion.Asaresultofcoalgangueitsownfeaturesofhardnesslowcalificvaluethedesignisbasedontheanalysisoffuelthentakethecirculatingfluidizedbedboilerathomeabroadthee

4、xperienceofthedesignfreferenceItheappropriateboilerstructuretheappropriateoperationparametersfthefueldeterminethestructureofthevariouspartsoftheboilersizethroughthethermalintensitycalculation.Thermalcalculationistheneces

5、sarycalculationofcirculatingfluidizedbedboilerdesignmodifyingwhichcandeterminethedesignparameterssuchasfuelconsumptionthesizeofheatingsurfaceefficiencyoftheboiler.itisthebasisofthestrengthcalculationwaterpowercalculation

6、thesmokewindresistancecaculation.itneedanumberofreferenceparametersofthethermodynamiccalculationadaptitngtotheburningcoalgangue.Strengthcalculationistodeterminethewallthicknessofboiler’ssteamwatersystemitensuresthesafety

7、ofthedesignedboiler.Imaketheboiler’sstructureCADdrawingscomponentsdrawingsonthebasisofabove.Keywds：circulatingfluidizedbedboilerdesigncoalgangueheatcalculationintensitycalculation0引言我國循環(huán)流化床燃燒基本成熟，制造和運行成本都較低，在保證高效燃燒的基礎上能顯

8、著降低廢棄物排放，可以滿足目前世界上最嚴格的環(huán)保標準。在當前及今后較長的時間內，流化床燃煤技術是潔凈煤燃燒的主要形式和發(fā)展重點。流化床燃燒具有對燃料適應性好，有害氣體排放量低等優(yōu)點，自它問世以來在世界各主要工業(yè)化國家得到了迅速的發(fā)展。流化床燃燒在電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、窯爐和焚燒各種廢物、燒水泥等領域得到了廣泛的應用。流化床燃燒是介于層狀燃燒與煤粉燃燒之間的一種燃燒方式。為保證新建和改建的循環(huán)流化床鍋爐安全、經濟、高效和低污染的運行，對循環(huán)

9、流化床鍋爐合理的設計是其關鍵因素之一。目前各設計單位和制造廠家采用了各自的熱力計算方法和設計方法，并且已經利用計算機進行輔助設計，但不少重要的設計參數選取和計算仍然帶有一定的盲目性和純經驗性，而且尚未形成一套完善的、統(tǒng)一的設計計算方法，給工程設計人員和相關的技術人員在鍋爐設計和選型方面帶來很大的不便。本文以哈爾濱工業(yè)大學循環(huán)流化床鍋爐設計經驗為基礎，對一臺220th燃煤矸石循環(huán)流化床進行了結構和強度設計，并繪制了鍋爐總圖和部件圖。哈爾濱

10、工業(yè)大學2009屆本科優(yōu)秀畢業(yè)設計（論文）選集2422.5.22.5.2鍋爐煙風系統(tǒng)鍋爐煙風系統(tǒng)鍋爐采用平衡通風?？諝獠捎脙杉壦惋L，一次風經空氣預熱器升溫后分為兩路:第一路由風道引入爐底水冷風室，經過布風板上的風帽進入爐膛；第二路由風道引至爐前加煤管，隨給煤一起進入爐膛。二次風經空氣預熱器升溫后由二次風風道引到爐前的二次風箱，再從二次風箱引出若干個支管，經兩層二次風噴口進入爐膛。燃煤在爐膛內燃燒后產生的高溫煙氣和飛灰離開旋風分離器并流經

11、尾部豎井內的對流受熱面，然后經除塵系統(tǒng)、引風機，進入煙囪，排向大氣。高壓流化風機供給返料器高壓流化風，石灰石輸送風由專用風機提供。2.5.32.5.3燃燒過程組織燃燒過程組織本鍋爐采用循環(huán)流化床燃燒方式。燃煤和空氣在爐膛內流態(tài)化狀態(tài)下?lián)交烊紵?，并與受熱面進行熱交換，離開爐膛并夾帶有大量物料的煙氣經過高溫旋風分離器之后，絕大部分固體物料被分離器分離下來，經返料器返回爐膛，煙氣則進入尾部煙道。循環(huán)流化床燃燒系統(tǒng)由爐膛、旋風分離器和返料器等核

12、心部分組成。2.5.42.5.4鍋爐配風系統(tǒng)鍋爐配風系統(tǒng)本鍋爐燃燒系統(tǒng)采用兩級配風，一次風經空氣預熱器升溫至207℃后，進入水冷風室，經過布風板上的風帽進入爐膛。二次風經空氣預熱器也升溫至207℃，進入二次風箱，經若干根支管引入爐膛。一、二次風風量比為55：45，布風板下的一次風室風壓大約為10000Pa，二次風箱內的風壓大大于爐膛內壓力。運行中可以適當調節(jié)一、二次風風量的配比。從一次風預熱器出口風道上引出一只風管，做為給煤機的播煤風，

13、在爐前分成4個支管，分別接到爐前2個進煤管的特定部位，在進煤口的下部形成氣墊使煤能夠順利地進入爐膛。從二次風機出口引出一只風管，在爐前分成2個支管，接到爐前2個給煤機的特定部位，做為給煤機的密封風。兩個返料器用的流化風由高壓風機提供。2.5.52.5.5鍋爐的排渣系統(tǒng)鍋爐的排渣系統(tǒng)煤燃燒后的灰渣以底渣形式從爐膛底部和以飛灰形式從尾部排出。煤的種類、粒度和成灰特性等會影響底渣和飛灰份額。底渣從布風板上的四個排渣管接到四臺水冷滾筒冷渣器。位

14、于中間的一個排渣管作為事故排渣用。排渣量維持合適的料層差壓為準，一般差壓波動500Pa，以保證鍋爐良好的運行狀態(tài)。2.5.62.5.6鍋爐的點火啟動系統(tǒng)鍋爐的點火啟動系統(tǒng)鍋爐設置有四臺床上點火燃燒器和四臺床下點火燃燒器，點火燃燒器由點火油槍、高能點火器及火焰檢測裝置組成。床下點火燃燒器為主啟動燃燒器，床上點火燃燒器起補燃作用。鍋爐首次冷態(tài)啟動時，在流化床內加裝床料并進行平整，先啟動床下點火燃燒器，加熱啟動床料，床料在流化狀態(tài)下升至一定溫

15、度并保持穩(wěn)定，然后啟動床上點火燃燒器，床料升至550℃后，開始投煤。可先斷續(xù)少量給煤，當床料溫度持續(xù)上升后，加大給煤量并連續(xù)給煤直到鍋爐啟動完畢。2.62.6受熱面布置受熱面布置2.6.12.6.1爐膛水冷壁受熱面爐膛水冷壁受熱面爐膛水冷壁和水冷屏采用膜式壁結構，懸吊于鋼架的頂部橫梁上，下膨脹。水冷壁管的規(guī)格為Ф605mm，節(jié)距為80mm，材料為20G。水冷壁由4根集中下降管供水，由連接管與前墻、后墻和側墻下集箱冷壁上集箱經汽水引出管與