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1、机械制造及其自动化专业毕业论文-75吨时循环流化床锅炉设计 摘要 近年来,随着能源设备的开展和利用,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开展。本次设计为75吨/时循环流化床锅炉,属于中压自然循
2、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,旋风别离器的设计计算。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。旋风别离器选用一个绝热旋风别离器。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 Abstract In recent years,along with the extensive application of th
3、e 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 as the main fuel of the boiler combustion,that emit large
4、 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 find an efficient and Cleaner burning method to solve the ab
5、ove issues. In the early 1980s, China began to research and developmentR&D the circulating fluidized bed combustion technology. Given the advantages of CFB boilers as well as our environmental emissions standards increasingly strict year by year, great impetus has to the circulating fluidized bed co
6、mbustion technology. The topic that the graduation of this time design is the CFB which is 75t/h, belonging to the middle type pressure & natural circulation boiler。 Throughout the design process,I had made a calculation about the without desulfurization conditions, the status of the desulfurization
7、 of fuel consumption and combustion flue gas.The main calculating conclude thermodynamic calculation, strength calculation,the smoke and wind resistance calculation,the designe of the retune leg and the cyclone. Thermodynamic calculations which include the furnace and high-temperature superheater, l
8、ow-superheater and economizer and air preheater calculations. Cyclone choose an adiabatic cyclone. In view of the medium-pressure boiler of this boiler,chosing pipe-economizer while air Preheater using the tube type air preheaterKeywords CFB; thermodynamic calculations; strength calculation; smoke&
9、wind resistance calculation不要删除行尾的分节符,此行不会被打印目 录摘要IAbstractII第1章 绪 论1第2章 锅炉结构与设计简介22.1 锅炉根本特性22.1.1 燃料特性22.1.2 石灰石特性22.1.3 辅助计算22.2 方案论证22.2.1 着火和稳燃22.2.2 防磨32.2.3 着火和稳燃32.3 锅炉结构简介32.3.1 锅筒及炉内设备32.3.2 水冷壁及下降管42.3.3 燃烧设备42.3.4 过热器52.3.5 省煤器62.3.6 空气预热器62.3.7 钢架及平台楼梯62.3.8 炉墙及保温结构62.3.9 密封和膨胀62.3.10 防
10、磨措施72.3.11 锅炉阀门仪表及管道72.4 本章小结7第3章 热力计算83.1 设计任务83.2 燃料特性83.3 辅助计算83.3.1 燃烧脱硫计算83.3.2 脱硫工况时燃烧产物平均特性计算123.3.3 锅炉热平衡及燃烧和石灰石消耗量计算143.4 炉膛设计及热力计算163.4.1 炉膛结构特性计算163.4.2 炉膛热力计算183.5 高温过热器设计及热力计算213.5.1 高温过热器结构计算213.5.2 高温过热器传热计算223.6 低温过热器设计及传热计算243.6.1 低温过热器结构计算243.6.2 低温过热器传热计算243.7 省煤器设计及热力计算263.7.1 省煤
11、器结构计算263.7.2 省煤器传热计算283.8 空气预热器设计及热力计算313.8.1 空气预热器结构计算313.8.2 空气预热器传热计算323.9 热力计算结果汇总表333.10 本章小结34第4章 回料器设计计算354.1 本章小结36第5章 强度计算375.1 锅筒强度设计375.1.1 筒体最大未加强孔直径计算375.1.2 孔的加强计算375.1.3 相邻两孔互不影响最小节距计算395.1.4 孔桥减弱系数计算395.1.5 锅筒筒体允许最小减弱系数395.1.6 锅筒凸形封头强度校核计算405.1.7 本章小结41第6章 烟风阻力计算426.1 烟气侧流阻计算426.2 空气
12、预热器空气侧流阻计算466.3 引、送风机的选择476.4 旋风别离器烟气阻力计算486.5 炉膛配风装置阻力计算556.6 回料器风室压力计算576.7 本章小结57结 论58致 谢59参考文献60附录A61附录B74千万不要删除行尾的分节符,此行不会被打印。在目录上点右键“更新域,然后“更新整个目录。打印前,不要忘记把上面“Abstract这一行后加一空行绪 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。随着科学技术的开展,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良,以至于锅炉效率得到了提高,这
13、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开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,主要表达在没有完整的设计导那么和设计理论。 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75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,别离器、回料器的设计等都经过仔细计算和选择,力求合理,造价适宜。 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
14、识与实践的结合,为以后走向工作岗位奠定了根底。锅炉结构与设计简介锅炉根本特性燃料特性 1)燃料名称:二类烟煤 2)工作基成分碳Car46.55;氢Har3.06;氧Oar6.11;氮Nar0.86;硫Sar1.94;全水分Mar9.00;灰分Aar32.48;枯燥无灰基挥发分Var38.50。 3)低位发热量:Qnet,ar17694KJ/kg4)入炉煤颗粒度010mm,其中d50=1.52.0mm,d0.1mm不大于10%。石灰石特性 1)石灰石数据: 石灰石含量=97.32%;石灰石含量=0% 2)石灰石水分Md0.8%;石灰石灰分Ad1.88%,石灰石粒度02mm辅助计算Oar-Sar2
15、5.12Mar18258.12 kj/kg。564.12628kj/kg这说明煤质分析数据合理。方案论证 本次设计锅炉为75吨/小时循环流化床锅炉,其设计方案如下:着火和稳燃 炉膛内存在着大量的炽热床料,有很大的热惯性,可顺利点火,低负荷不投油温燃效果较好,可达40%MCR。炉膛下部密相区水冷壁覆盖成型耐磨瓦,即可防磨,又可减小下炉膛吸热,低负荷时任可维持较高温度,保证燃烧稳定。炉膛设计是保证燃烧效率的关键。整个炉膛设计分为密相区和稀相区。本次设计的煤种为二类烟煤,流化速度约为4.9m/s,使飞升到稀相区粒径较小,大局部粒子在密相区燃烧放热,密相区温度控制在850,此温度为石灰石脱硫的最正确温度。在密相区未燃尽的细小颗粒,进入稀相区强化燃烧。合理设计炉膛断面,降低稀相区内的烟气速度,约为33.5m/s,并保证稀相区有足够的高度,使炭粒子停留时间大于其燃尽时间。在稀相区内合理布置绝热瓦,使稀相区温度维持在850左右,高的炉膛温度对于炭粒子的燃
