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1、吉林化工学院本科毕业设计说明书200MW机组循环流化炉的设计与计算The Design and Calculation of 200MW Units Circulating Fluidized Bed Boiler 性 质: 毕业设计 毕业论文毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确
2、的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 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
3、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670吨/时循环流化床锅炉，属于超高压锅炉。 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。主要计算有热平衡计算，热力计算和结构计算。其中热力计算包括炉膛、过热器、省煤器以及空气预热器的计算。 关键词：循环流化床锅炉；热平衡计算；热力计算；结构计算Abstrac
4、tIn recent years，along with the extensive application of the energy equipments, boiler this kind of energy equipment that heats the work to a certain temperature and the pressure also be subjected to a value.The widely use of the equipments caused serious pollution to the environment.Especially coal
5、 as the main fuel of the boiler combustion,that emit large amounts of ash, dust, sulfur dioxide and nitrogen oxide pollutants, such caused a serious impact on the ecological environment.Furthermore as coal, oil and other fossil fuels continued to mined and the depletion. It has been struggling to fi
6、nd an efficient and Cleaner burning method to solve the above issues.In the early 1980s, China began to research and development the circulating fluidized bed combustion technology. Given the advantages of CFB boilers as well as our environmental emissions standards increasingly strict year by year,
7、 great impetus has to the circulating fluidized bed combustion technology. The topic that the graduation of this time design is the CFB which is 670t/h, belonging to the Ultra high type pressure boiler。Throughout the design process，I had made a calculation about the without desulfurization condition
8、s, the status of the desulfurization of fuel consumption and combustion flue gas.The main calculating conclude heat balance calculation, thermodynamic calculation and structural calculations. Key Words：CFB；heat balance calculation ;thermodynamic calculations; structural calculation目 录摘 要IAbstractII第
9、1章 绪 论1第2章 基本数据22.1 设计任务22.2 燃料特性2设计煤种2石灰石22.3 确定锅炉基本结构3第3章 锅炉热平衡及燃料消耗量的计算43.1燃烧脱硫计算4无脱硫工况时的燃料计算4无脱硫工况时的烟气体积计算43.2脱硫计算53.3脱硫工况时受热面中燃烧产物的平均特性7第4章 热平衡和传热系数计算94.1 锅炉设计参数94.2 锅炉热平衡及燃料和石灰石消耗量94.3 炉膛膜式水冷壁传热系数计算11第5章 结构计算135.1 炉膛膜式水冷壁受热面积计算135.2 锅筒结构计算145.3 过热器结构计算155.4 省煤器结构计算165.5 空气预热器结构计算17第6章 热力计算186.
10、1 炉膛热力计算186.2 过热器热力计算196.3 省煤器热力计算226.4 空气预热器热力计算23第 七 章 结构总结257.1过热器257.2省煤器257.3空气预热器257.4钢架及平台楼梯257.5炉墙及保温结构267.6密封和膨胀267.7防磨措施267.8锅炉阀门仪表及管道26结 论27附 表28参考文献29致 谢30第1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
11、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。本锅炉采用全膜式壁炉膛高倍率循环流化床锅炉。固体粒子经与气体或液体接触而转变为类似流体状态的过程，称为流化过程。流化过程用于燃料燃烧，即为流化燃烧，其炉子称为流化床锅炉。循环流化床锅炉是在鼓泡流化床锅炉技术的基础上发展起来的新炉型，它与鼓泡床锅炉的最大区别在于炉内流化风速较高（一般为48m/s），在炉膛出口加装了气固物料分离器。被烟气携带排出炉膛的细小固体颗粒，经分离器分离后，再送回炉内循环燃烧。循环流化床锅炉可
12、分为两个部分：第一部分由炉膛（快速流化床）、气固物料分离器、固体物料再循环设备和外置热交换器（有些循环流化床锅炉没有该设备）等组成，上述部件形成了一个固体物料循环回路。第二部分为对流烟道，布置有过热器、再热器、省煤器和空气预热器等，与其它常规锅炉相近。循环流化床锅炉燃烧所需的一次风和二次风分别从炉膛的底部和侧墙送入，燃料的燃烧主要在炉膛中完成，炉膛四周布置有水冷壁用于吸收燃烧所产生的部分热量。由气流带出炉膛的固体物料在气固分离装置中被收集并通过返料装置送回炉膛。本次设计为200MW机组循环流化床锅炉设计，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等都经过仔细计算和选择，
13、力求合理。第2章 基本数据2.1 设计任务1）锅炉额定供热量：Do=670t/h2）锅炉出口蒸汽压力：p=13.8MPa（表压）3）饱和蒸汽温度： =5404）给水温度：=2205）排污率：=1%6）排烟温度：=1427）冷空气温度：=202.2 燃料特性设计煤种1）工作基成分碳=49.4；氢=3.48；氧=6.55；氮=1.2；硫=1.88；水分=6.1；灰分=31.39；干燥无灰基挥发分=8.2。2）低位发热量：=20084煤质分析校核计算：339.13+1029.95-108.86(-)-25.12=19675.6=408.47628 这说明煤质分析数据合理。石灰石序号名称符号数值单位1
14、石灰石含量97.03%2石灰石含量0%3石灰石水分0.8%4石灰石灰分1.88%2.3 确定锅炉基本结构因采用角置直流式燃烧器，炉膛采用正方形截面。取炉膛截面热负荷=4082kW/，炉膛截面F=132.4，取炉膛宽a=11.52m，炉膛深b=11.52m，布置的水冷壁管，管间距s=20，侧面墙的管数为182根，前、后墙的管数为180根。锅筒下降管大直径管取6根426*50，分配支管取159*16。第3章 锅炉热平衡及燃料消耗量的计算3.1燃烧脱硫计算3.1.1无脱硫工况时的燃料计算1. 理论空气容积 2. 三原子气体容积 3. 理论氮气容积4. 理论水蒸气容积5. 理论烟气容积6. 飞灰中纯灰份额无脱硫工况时的烟气体积计算表3-1无脱硫工况时的烟气体积计算名称公式符号炉膛旋风筒高温过热器低温过热器省煤器空气预热器出口过量空气系数1.221.221.221.221.241.27平均过量空气系数1.221.221
