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1、130t/h煤粉锅炉设计开题报告性 我国是一个能源消耗大国，自1996年起，我国发电及发电装机容量均超过日本，跃居世界第二位。但我国由于各方面的原因，如技术还欠发达，能源短缺。决定了我国电力建设的总方针：优先发展火电，大力开发水电，加快发展核电，适度发展天然气发电，积极发展新能源发电，重点是风力发电与太阳能发电以及生物质能发电，开发与节约并重，高度重视环保，提高能源利用效率。虽然，近几年，我国的新能源发电所占的比例明显提高，但是火力发电依然是我国能源结构中最主要的部分。火力发电量在总发电量中的比重，在近十几年来一直保持在80%以上，其中煤电在总火电的比重保持在90%以上，“九五”期间，煤电在火
2、力发电中的比重更上升到95%以上，油电的比重则不到5%，气电的比重微乎其微。预计在今后的相当长时期内，我国的发电能源结构会发生微小的变化但以煤电为主的大格局不会改变。我国要在21世纪前20年进行全面小康建设，实现国民经济总值翻两番，电力的发展必须与这个总目标相适应。21世纪前20年，电力建设和改造的规模将达到9亿KVA以上，需要建设的输变电工程220KV及以上达40km左右，变电总量达16KVA以上。到2020年相应需要的发电用煤炭在18亿t以上，需天然气400亿，为此机械制造行业要提供相应规模的发电、输变电设备。综上所述，煤电在我国发电各组成成分中所占比例最大，影响最深，涉及领域最广，显而易
3、见，作为电厂三大主机之一的锅炉在国民经济中有着举足轻重的影响。2.工业锅炉的基本情况锅炉分布分布情况：华北 24万蒸吨，占24；东北 25万蒸吨，占25； 华东 1875万蒸吨，占 19；巾南 144万蒸吨；西北 993万蒸吨；西 南 6.3万蒸吨；中南西北西南合 占31。热水锅炉主要集中在“三 北 ”严 寒地区 ，占全 国的 93（952万)MW锅炉容量工业锅炉是重要的热能动力设备，在国民经济发 展、居民生活中起着不可或缺的作用，同时工业锅炉 在使用过程中对环境造成的污染也日趋严重。据统 计，截止2009年底，中国在用锅炉5952万台，其中 工业锅炉5848万台，占锅炉总台数的9825，工
4、业锅炉总量呈逐年上升的态势，统计数据见表1。工业锅炉量大面广，单台锅炉容量较小，安装 污染控制系统的经济投入相对较高，目前真正安 装、运行污染物减排系统的锅炉很少，因此需加强 燃煤工业锅炉节能减排技术的推广应用。3.工业锅炉的生产情况随着国家对环保理力度的加大。实行“上大压小”政策，通过对部分锅炉生产企业的调查数据来看，企业所生产的锅炉台数变化不大，但总容量 增幅较大，平均单台锅炉容量逐年增加。4.燃煤锅炉的分析 据统计，目前在用锅炉中燃煤锅炉约占总容量、总台数的80以上。锅炉产品中，燃煤锅炉占总容量、总台数的65左右，统计数据见表35.燃煤工业锅炉存在的问题自20世纪七八十年代以来，国内曾先
5、后通过自主开发和国际合作，开展过许多燃煤T业锅炉的技 术提高丁作，组织过不少燃煤技术的攻关研究。近 几年同内燃煤工业锅炉技术已得到发展和进步，已 成功开发出小型煤粉燃烧技术系统，回燃式抛煤机 锅炉及关键技术，链条锅炉分层给料和变负荷控制 技术，全程优化配风及运行自动诊断控制技术，燃 煤工业锅炉烟气除尘、脱硫一体化技术等。大力发 展了集中供热和区域供热技术，提高了工业锅炉的 燃烧效率，同时减少了污染物排放。 但总体来看，目前中国燃煤工业锅炉的运行状 况仍低于囝外同类产品的水平，锅炉房整体系统的 效率较低，小型燃煤设备污染物排放超标严重，燃 煤工业锅炉的节能减排工作任重道远。锅炉总体技术水平落后单
6、机容量小表3 工业锅炉产品和燃煤锅炉数据统计 燃煤下业锅炉数量多，尽管平均容量逐年上升， 但单机容量仍然较小。容量35 th的锅炉数量约 占工业锅炉总台数的96，其中容量10 th的占 80。大多数锅炉为链条炉，总体工艺水平较差。 在燃煤工业锅炉中，层燃炉约占总容量的 80，不同容量的链条炉约占45。由于高效、环 保、节能的先进燃煤锅炉还没有得到推广应用，燃 煤丁业锅炉热效率较低，约62左右，且自动化水 平低、污染物排放超标。 目前锅炉存在的问题有：运行负荷较低、灰渣 含碳量高、过量空气系数大、排烟温度高等。表6为 燃用河北某矿区烟煤锅炉的热效率实测数据，从实 测结果看。所测锅炉的平均热效率为
7、57，而2 th 锅炉的平均热效率仅达到41，远低于锅炉的设计热效率。先进国家的燃煤工业锅炉运行热效率平均为 80一82is，有些锅炉投运已2030 a，其热效率 仍然很高，如美国一台容量为24970 kgh的蒸汽锅 炉，投运已有23 a，其热效率仍达到82。除尘与脱硫技术低，燃煤锅炉污染物排放高工业锅炉以燃煤为主年燃煤量约在65亿t左右。多数燃煤工业锅炉的污染物排放控制技术 水平低，所采用的除尘设施效率不到70，烟尘排 放超标。由于脱硫设备的投资和运行成本较高，目 前工业锅炉基本没有配套脱硫装置，特别是小型锅 炉，S0，排放普遍超标。现有湿式除尘脱硫一体化 装置实际脱硫效率一般为30一60，
8、投资和脱硫 成本都较高，用户不愿使用，环保部门很难监督。 近几年，政府大力推行燃煤优质化工作，强调 使用低硫煤，这方面有了定的改善，但从整体上 来讲，s0：排放超标仍然是锅炉排放污染的一个重 要问题。 自动控制水平低许多锅炉缺少必要的仪器仪表配置，如炉膛温 度显示仪表、排烟温度计、氧量计、流量计(含水和 蒸汽)以及煤的计景等监测仪表。由于普遍未设热 电偶温度计对炉膛温度进行检测，司炉工或管理人 员无法确定在实际负荷状态下炉膛温度应控制的 范围，鼓、引风量与燃料供应量如何配比；更无法确 定在负荷变动情况下，炉膛温度的变化，鼓、引风量 与燃料应做怎样的相应调整。造成运行管理不善， 操作不当，排烟温
9、度高，炉渣含碳量高、炉膛空气过 剩系数偏大等不良状况，锅炉效率明显下降，煤耗 量增加。用煤质量不稳定中国锅炉用煤品种多变、质量不稳定，且以散煤 和原煤为主。一直没有像欧美国家那样，采用链条锅 炉专用煤。中国燃煤工业锅炉以层燃锅炉为主，煤炭 灰分和硫分普遍较高，煤的发热量与挥发分波动大， 细末煤含量大，无法满足层燃锅炉设计要求(如要求 粒度小于6 111nl的细末煤含量不大于30等)，既降 低锅炉热效率，也增加了锅炉的污染物排放。 炉节能工作监督和管理体系不完善目前中国燃煤工业锅炉的安全、环保和节能监 督严重分离。技术监督局负责安全监督，每年年检， 工作较规范；环保部门负责污染物排放控制的监督
10、与管理按年抽查，全面规范管理难度大；一直没有 建立完善的国家和地方节能管理体系和能源执法 监督体系，各地节能中心只负责能效检测和技术服 务，无人负责节能执法。缺乏完善的、与市场经济 发展相适应的国家和地方节能政策及相关标准，已 有的标准多属指导性的，未与设计规范、设备制造 和实际应用相联系，实施效果差。导致技术落后。6.锅炉的污染问题及节能减排 污染问题严重 我国工业锅炉主要以煤炭为燃料，。我国煤炭消费量的80是原煤直接燃烧，燃 烧过程将会造成大气环境中污染物如TsP、SO2、 cO：、NOx、可吸入颗粒物等大幅度增加。 目前，中国燃煤工业锅炉年耗煤4亿t，每年向 大气排放s02 600万t、
11、烟尘800万t(占全国总排 放量的50左右)、cO：164亿t、灰渣8700万t， 工业锅炉能源消耗和污染排放均位居全国工业行 业第二，仅次于电站锅炉。 总体上看，我国的工业锅炉呈现容量小、效率 低、排放高的特点。燃煤工业锅炉以层燃式链条炉 为主，占90以上，其次为层燃式往复炉，还有少 量的流化床、抛煤机炉和煤粉炉旧。节能减排对于污染问题，国家加大力度治理，强调节能减排。6.加强锅炉技术改造，实现技术节能 对在用工业燃煤锅炉进行节能技术改造，比如 分层分行分段燃烧装置改造51。 分层就是将燃煤中为数不多稍大些的颗粒仍排布在煤层的最底部，用以防止细煤在炉排片缝隙 间的泄漏。 分行是将燃煤中大部分
12、的粉煤布置成一个垄 形结构(见图1)。从炉前向炉内望去，煤层外表峰 谷相间，其上表面的展开长度较炉排的实际宽度增 加30一40。这样的布煤结构在单位时间内使 更多的燃煤接受炉拱的辐射热(符合链条锅炉自 上而下层状燃烧的特点)，相当于炉排工作面积加 大，燃煤燃烧时间加长。由于波谷处的通风阻力小，率先引燃起火，并将高温的火焰和热流直接传 导及对流给波峰处的粉煤；随着波谷处燃烧的逐步 加剧，波峰处的粉煤随之开始燃烧，波峰底部较大 颗粒燃煤的挥发分也逐渐析出、引燃；随气流的累 计膨胀及炉排的不断运动，波峰顶部的粉煤逐渐坍塌，形成一个全炉排上都有人工在拨火的自扰动氛 围，激烈燃烧之后，火床又趋于平整(一
13、般到炉排 中部即可变成平面)。分段是指将控制煤层厚度的闸板根据炉排的 宽度分8区段布置，当某一区段的煤层出现厚薄不 均或燃烧不充分时，将该区段对应的煤闸板做针对 性调节。分段控制煤层厚度的煤闸板，与可变形组 合式筛分器配合起来使用，在锅炉其他设备正常使 用的前提下，可以使各种煤质情况下的燃烧调整至 最佳状态，这也代表着目前分层燃烧技术的水平。 根据锅炉运行期间测试结果，在其他设备正常好用的情况下，与普通煤斗相比，平均节煤5一lO。6.22加强锅炉运行管理，实行管理节能司炉工的技术水平和责任心直接影响到锅炉 的能耗和污染状况，高水平的司炉工在锅炉运转中 可使锅炉经济运行，减少能耗，降低烟尘和黑烟
14、的 排放量。因此应该加大对司炉工的技术培训，提高 他们的操作水平。同时要求管理人员学习节能法 规、节能新知识和节能管理方面知识，使锅炉管理 人员更新观念，提高锅炉运行和管理水平。完善各 种规章制度，健全了管理机构，实行定时、定点检查 检修制度，实行“以产定耗，节奖超罚”制度，提高 司炉工的责任心和节能减排意识。 通过仪表监测排烟温度、烟气氧含量、过量空 气系数、炉渣含碳量等节能指标，及时调整锅炉运 行参数，优化锅炉燃烧工况，提高锅炉的热效率。 对运行锅炉及管道加强保温以减少散热损失，杜绝 运行过程“跑、冒、滴、漏”的现象。在燃煤中添加 高效清灰剂或除焦剂，及时有效地对水冷壁管、对 流管柬以及烟
15、管进行吹灰，保持锅炉烟气受热面清 洁。6.23加强锅炉水质监督工作。实现水处理节能一般锅炉给水中含有大量的溶解气体和盐类， 如果给水未经处理或处理不当，会造成锅炉受热面 腐蚀和结垢现象。锅炉受热面结水垢时，受热面热 阻增大，传热性能变差，燃料燃烧所放出的热量不 能迅速地传递到炉水中。在这种情况，为了保持锅 炉的额定参数，就必须更多地投加燃料，提高炉膛 和烟气温度，因此，造成能源的浪费。水垢的导热系数很小，约为钢板导热系数的l30l50。据 测算，锅炉本体内部每结1nn水垢，燃料消耗要增 加8一10，整体热效率下降3，而且锅炉 结垢后对锅炉安全运行也极为不利。因此应该采 取有效的水处理技术和除垢
16、技术，加强对锅炉的给 水、锅水检验分析，实现锅炉无垢运行。7工业锅炉生物质燃烧应用现状 我国目前有工业锅炉约50多万台，每年耗煤量 约为全国煤耗总量的13，由燃煤工业锅炉造成的环 境污染非常严重，许多地区(尤其是大中城市)都开始 限制燃煤工业锅炉的使用，大量的工业锅炉必须采用 洁净能源。尽管油气燃料、电力等均为洁净能源，但我 国油气资源不丰、电力供需矛盾更为突出，因此，如发 展燃油、燃气锅炉和电加热锅炉，其能源供应难以得到 长期稳定的保证。我国拥有丰富的生物质资源，其中， 农林剩余物占有很大的比重，而这些农林剩余物作为 锅炉燃料使用则具有环境友好、可以再生的特点，因 此，研究工业锅炉生物质燃烧技术，开发生物质燃料锅 炉，对节约常规能源、优化我国能源结
