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1、山东科技大学学士学位论文摘 要随着国民经济的发展，锅炉作为一种重要的能源转换设备得到了广泛的研究和长足的发展，在工业生产中得到了广泛的应用。燃油锅炉与燃煤锅炉相比，没有机械燃烧热损失，不产生炉渣，比较清洁。综合考虑现如今国内外锅炉的研究情况，本文设计了一台10t/h燃油蒸汽锅炉，燃油采用大庆石油，并且采用卧式湿背式三回程结构。在锅炉设计的过程中，主要考虑的因素是保证炉内着火，炉膛内有足够的辐射热量，在整个锅炉结构的设计过程中，要确保有一定的气密性来保证炉膛内进行的燃烧。影响锅炉管束传热效果的主要因素是烟气温度、速度等。本文设计的锅炉烟气走管程，第一管束采用螺纹管，传热效果比较好；第二管束采用光
2、管，不易磨损和积灰，容易清理。本文对锅炉炉膛和第一、第二管束做了结构设计和热力计算，锅炉烟气走管程，第一管束采用螺纹管，传热效果比较好；第二管束采用光管，不易磨损和积灰，容易清理。经过校核，该锅炉可以在额定条件下良好运行。 关键词：燃油锅炉；卧式湿背式三回程；螺纹烟管；波纹炉胆 IABSTRACTWith the development of national economy, the boiler as an important energy conversion equipment has been widely research and development,has been wide
3、ly used in industrial production。Compared with coal-fired boiler fuel boiler, no mechanical combustion heat loss, do not produce the slag, more clean。Considering nowadays at home and abroad research situation of boiler, this paper designed a 10 t/h steam boiler fuel, fuel oil using daqing petroleum,
4、 and adopts horizontal wet type structure of three return back.In the process of boiler design, the main consideration is to ensure that the furnace fire, heat furnace with enough radiation, in the process of the whole structure of the boiler design, be sure to have a certain air tightness toguarant
5、ee within the combustion chamber of a stove or furnace.Main factors influencing the heat transfer effect of the boiler tube bundle is the fluegas temperature, velocity, etc.In this paper, design of boiler flue gas tube side, the first bundle using thread tube, the heat transfer effect is better;Seco
6、nd bundle using light tube, not easy to wear and dust, easy to clean.In this paper, the boiler furnace and first and second bundle of structure design and thermal calculation, boiler flue gas tube side, the first bundle using thread tube, the heat transfer effect is better;Second bundle using light
7、tube, not easy to wearand dust, easy to clean.After checking, the boiler can be running under the rated conditions Keywords: Fuel boiler;Horizontal wet type three return back;Screw thread smoke tube;Corrugated furnaceV目录摘 要IABSTRACTIV1.绪论11.1我国能源的形式与问题11.2燃油燃气锅炉发展简史11.3燃油燃气锅炉发展方向52.燃油燃气锅炉结构及其工作流程72.
8、1燃油燃气锅炉整体结构72.2燃油燃气锅炉工作流程83.设计的初步数据103.1设计计算对象103.2燃料特性表103.3理论空气量及燃烧产物113.4温焓表114.10吨燃油锅炉设计的热力计算134.1. 锅炉的热平衡计算134.2. 炉胆传热计算194.3. 对流受热面的计算295.技术经济性分析445.1燃油燃气锅炉供暖的经济性445.2不同形式供暖的经济比较44结论48致谢49参考文献50附录51V1绪论1.1我国能源的形式与问题众所周知，能源是人类社会和经济发展的最基本条件，也是不可缺少的最重要条件，我国在过去基本上依赖单一能源维持国民经济增长，能源的消费结构长期以来一直跟不上我国国
9、民经济的发展和人民生活水平的提高。我国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家，一次性能源生产和消费65%左右为煤炭，大量使用煤炭，使66%的中国城市大气中颗粒物含量以及22%的城市空气二氧化硫含量超过国家空气质量二级标准。长期以来这种以煤炭为主的能源结构和单一的能源消费模式带来了严重的环境污染。据预测，到2020年我国能源需求量将至少增加108t标准煤。因此，如何减少煤炭资源的消耗及不断开发可再生能源已经成为我国解决能源矛盾的主要方向。但是石油天然气等较少，新能源中核能、风能、地热能、光能等其它新能源起步晚，虽然发展很快，但所占份额还是很少。所以至少在21世纪前半叶我国能源消费结构将不会作出很大
10、改变。同时，随着经济和科学技术的发展，使得人类对绿色生活的观念越来越强，对生活质量和生存环境的要求日益增加，而油、天然气作为优质洁净的燃料和原料也越来越引起人们的重视。因此，加快油和天然气的合理开发利用是缓解我国能源供需矛盾和优化能源结构的一项重要措施。1.2燃油燃气锅炉发展简史 锅炉的产生是人们对液体进行加热的认识基础上发展起来的。采用燃烧的方式对液体的加热大体上可分为直接加热和间接加热。所谓间接加热，就是高温火焰或者烟气与加热的物料不直接接触或者用固定导热体隔开。锅炉就是采用间接加热原理加热介质的。対圆筒中的水进行直接火焰加热，即把锅筒直接放置在燃烧设备上方加热，就是间接加热的一种，这种简
11、单的加热方式热效率较低，为45%55%，一般只能用作厨房燃具。以后在此基础上形成了火管式锅炉和水管式锅炉。所谓直接加热，就是高温火焰或者烟气与被加热的物料直接接触。这种加热方式一般有三类：一类是用短火焰或者高温烟气直接烘烤固体，对固体进行局部性快速加热，如热处理炉加热；二类是高温烟气和被加热的液体介质进行混合，将低温的气体物质加热成高温介质如直燃式的暖风机；三类是高温烟气和被加热的液体介质进行混合加热，如侵没燃烧加热。对于一些小型的采暖锅炉，当燃用比较清洁的气体燃料时，也可直接将锅炉尾部的烟气和冷水相接触，将水加热以供应热水，同时最大限度地利用锅炉尾部余热。 从锅炉技术的发展史可以看出，锅炉的
12、发展可以归纳为两个不同的方向，这两个方向都是在对液体间接加热的基础上演变而来。了解这一锅炉的发展渊源，对我们更好地开发新产品会有一定的指导作用。 一个方向是在圆筒形锅炉的基础上，在圆筒内部增加受热面积，开始是在一个大圆筒内部增加了一个火铜，燃料在火筒燃烧。以后增加到两个火筒。再以后从两个火筒发展到很多小直径的烟管，后来容量增大后发展为卧式的火筒。这些锅炉因为燃料燃烧后的高温烟气在火筒和烟管中流动，所以统称为火管或者锅壳式锅炉。如下图1.1所示 （a）圆筒锅炉 （b）双火筒锅炉 （c）纯烟管 图1.1 火管锅炉 另一个方向是在圆筒形锅炉的基础上，在圆筒外部增加水筒的数目，燃料在筒外燃耗。和火管式
13、锅炉的发展相类似，水管的数目不断增加，发展成为很多小直径的水管。也有一开始就采用盘旋的一次直流水管直接快速地加热工质。这些锅炉因为水在管中流动，所以统称为水管式锅炉。如下图1.2所示 （a）圆筒锅炉 （b）多水管锅炉 （c）整集箱式锅炉图1.2 水管锅炉 燃油燃气锅炉就其本体结构而言可分为火管锅炉和水管锅炉。火管锅炉结构简单，水及蒸汽容量大，对负荷变动适应性好，对水质的要求比水管锅炉低，多用于小型企业生产工艺和生活采暖上。水管锅炉的受热面布置方便，传热性能好，在结构上可用于大容量和高参数的工况，但是对水质和运行水平要求较高。水火管锅炉是在火管锅炉和水管锅炉的基础上发展起来的，具有两者的优点，对
14、水质要求和水管锅炉相似。火管锅炉因为容量较小，结构紧凑，一般制成快装式锅炉，容量不大的水管锅炉也可制成快装锅炉，以便于运输和现场安装。中小型燃油燃气锅炉的发展，大体上可分为三个不同的时期： （1）从燃煤过路的基础上法则而来，锅炉结构仍然保留着燃煤锅炉的特点。它只是去除了燃煤的燃烧设备，对炉膛稍加改装后，加装燃油燃气燃烧装置而成的。 （2）第二次世界大战后，小型燃油锅炉得到了很大发展，这些锅炉是按照燃油船用锅炉的要求进行设计的，其结构形式的发展均受到船用锅炉空间的限制，燃油燃气燃烧器也没有进行标准化生产，在其它工业中的应用受到限制。 （3）专门按照燃油燃气的燃烧器特点进行设计的燃油燃气锅炉。随着
15、工业化的发展，对燃油燃气锅炉的容量和参数提出了更高的要求。另外，鉴于城市大气污染日趋严重，因此国家对锅炉的排放物提出了日益严格的限制，很多国家的能源消费结构发生了很大变化。因此，70年代以来，发达国家中小型锅炉燃用轻质油、天然气等清洁的份额日渐增多，燃油燃气锅炉进入独立开发的发展时期。1.3燃油燃气锅炉发展方向 随着我国改革开放的不断深化，全国各地经济建设的迅速发展，城市高层民用建筑的快速崛起，国家对环保工作提出的更高要求，油气资源的大力开发，燃油燃气锅炉应用逐年上升，可以预见未来几年燃油燃气锅炉将会更大比例的取代燃煤锅炉来作为主流。所以综观最近几年燃油燃气锅炉的改造发展，我们可以总结出未来的发展方向如下： （1）锅炉效率越来越高。燃油燃气锅炉的高效率意味着可以节约日益紧张和昂贵的能源。 （2）结构越来越简单。采用简单结构构成的受热面，减少同种材料的不同使用规格。 （3）使用更加简易的配套辅机。给水泵、重油泵、重油加热器、鼓风机和其他一些辅机要和锅炉本体一起装配，且要保证运输的可靠性。特别是快装锅
