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1、 xxxx 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书 1340 吨/时循环流化床锅炉的设计与计算 Design and calculation of circulating fluidized bed boiler 1340t / h 性性 质质: : 毕毕业业设设计计 毕毕业业论论文文 教 学 院： 系 别： 学生学号： 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 职 称： 起止日期： 能源与环境学院 摘 要 本次的毕业设计的题目是1340 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
2、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。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、
3、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 Abstract The topic of this graduation design is 1340 t/h circulating fluidized bed boiler. Design in line with the boiler running safety and reliability as the primary design guidelines, the characteristic of consideration of combustion, heat transfer and des
4、ulfurization, flue gas, air, the dynamic performance of the working medium and the wear and corrosion of heat exchangers. Inside the boiler furnace fire stability enough heat radiation, the burning of coal, a reasonable speed and exhaust temperature and smoke desulfurization efficiency. At the same
5、time, also make sure that there are certain air tightness to slightly negative pressure to ensure that the chamber of a stove or furnace combustion. In the process of the whole design as a technical support for thermodynamic calculation, strength calculation. Thermodynamic calculation including furn
6、ace, high temperature superheater, low temperature superheater, economizer and air preheater. Furnace and the rear roof are all made of the diaphragm wall structure, solve the problem of air leakage of the chamber of a stove or furnace; All the superheater arrangement in the tail flue, make its oper
7、ation more reliable. In order to improve the separation efficiency of separator and boiler structure is compact, high temperature cyclone separator with two small diameter. Given the boiler as the medium pressure boiler, so the economizer tube type, in order to reduce low temperature corrosion, easy
8、 maintenance, to separate air preheater of low-temperature and high temperature. In addition, the use of CAD drawing general layout, boiler furnace wall brick figure, figure figure, boiler drum. Keywords：Circulating fluidized bed boiler; Thermodynamic calculation. Strength calculation; 目 录 摘 要1 Abst
9、ract2 目 录3 1 文献综述6 1.1 概述6 1.1.1 火力发电是电力工业重要组成部分 . 4 1.1.2 火力发电厂三大主机之一 锅炉介绍. 4 1.1.2.3 锅炉的燃料和燃烧方式 . 6 1.2 我国电厂锅炉的发展 .6 第2 章 锅炉结构与设计简介- 2 - 2.1 循环流化床锅炉工作原理- 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
10、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.- 9 - 2.4.5 省煤器.- 9 - 2.4.6 空气预热器- 10 - 2.4.7 钢架及平台楼梯- 10 - 2.4.8 炉墙及保温结构- 10 - 2.4.9 锅炉阀门仪表及管道.- 11 - 2.5 本章小结- 11 - 第3 章 热力计算- 12 - 3.1 设计任务.- 12 - 3.2 燃料特性.- 12 - 3.3 辅助计算.- 12 - 3.3.1 燃烧脱硫计算- 12 - 3.3.2 脱硫工况时燃烧产物平均特性计算- 16 -
11、3.3.3 锅炉热平衡及燃烧和石灰石消耗量计算 .- 19 - 3.4 炉膛设计及传热计算.- 20 - 3.4.1 炉膛结构特性计算.- 20 - 3.4.2 炉膛传热计算- 22 - 3.5 高温过热器设计及传热计算 - 24 - 3.5.1 高温过热器结构计算.- 24 - 3.5.2 高温过热器传热计算.- 25 - 3.6 低温过热器设计及传热计算 - 27 - 3.6.1 低温过热器结构计算.- 27 - 3.6.2 低温过热器传热计算.- 27 - 3.7 省煤器设计及传热计- 28 - 3.7.1 省煤器结构计算- 28 - 3.7.2 省煤器传热计算- 29 - 3.8 空气
12、预热器设计计算- 30 - 3.8.1 空气预热器结构计算.- 30 - 3.8.2 空气预热器传热计算.- 31 - 3.9 热力计算结果汇总表- 32 - 3.10 本章小结.- 33 - 第4 章 强度计算- 34 - 4.1 锅筒强度校核计算- 34 - 4.1.1 筒体最大未加强孔直径计算.- 35 - 4.1.2 孔加强的计算- 35 - 4.1.3 相邻两孔互不影响最小节距计算 .- 36 - 4.1.4 孔桥减弱系数计算- 37 - 4.1.5 锅筒筒体允许最小减弱系数计算 .- 37 - 4.1.6 锅筒凸形封头强度校核计算.- 38 - 4.2 安全阀排放能力校核计算- 3
13、9 - 4.3 本章小结.- 39 - 结 论.- 40 - 参考文献.- 41 - 致 谢.- 42 - 第 1 章 文献综述 1.1 概述 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
14、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。
15、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。 1.1.1 火力发电是电力工业重要组成部分 火力发电是世界电能生产主要形式，我国由于能源构成的特点更是如此。目前在世界 多数国家及我国电力事业中，火力发电约占总发电量的 70%。 水电站基建投资一般比较大， 建设时间长，运行工况受自然条件影响。火力发电虽然成本较高，但基建投资较少，一般 不受地区限制，建设时间比较短，能较快地满足工农业发展需要。 核电站在我国正在兴建，所以目前所占比例并不大。 1.1.2 火力发电厂三大主机之一 锅炉介绍 锅炉是利用燃料或其他能源的热能，把水加热成为热水或蒸汽的机
16、械设备。锅炉中产 生的热水或蒸汽可直接为生产和生活提供所需要的热能， 也可通过蒸汽动力装置转换为机 械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。 1.1.2.1 锅炉的发展简况 锅炉技术的发展是与工业生产的需要和科学技术的进步紧密相关的。 1872 年，英国的工人阶级首先创造了锅炉。当时的构造极为笨重简单，产生的蒸汽量 有限，压力不高。19 世纪，常用的蒸汽压力提高到0.8 兆帕左右。与此相适应，最早的蒸 汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳，后来改用卧式锅壳，在锅壳下方砖砌炉体中 烧火。 随着锅炉越做越大，为了增加受热面积，在锅壳中加装火筒，在火筒前端烧火， 烟气从火筒后面出来，通过砖砌的烟道排向烟囱并对锅壳的外部加热，称为火筒锅炉。开始 只装一只火筒，称为单火筒锅炉或康尼许锅炉，后来加到两个火筒，称为双火筒锅炉或兰开 夏锅炉。 1830 年左右，在掌握了优质钢管的生产和胀管技术之后出现了火管锅炉。一些 火管装在锅壳中，构成锅炉的主要受热面，火 (烟气)在管内流过。在锅壳的存水线以下装
