燃贫煤120吨小时电站锅炉及主要部件设计(编辑修改稿)

燃贫煤120吨小时电站锅炉及主要部件设计(编辑修改稿)内容摘要：

及主要部件设计 哈尔滨理工大学学士学位论文 7 器的优点是节省钢材、结构紧凑，节省场地，而且可以和锅炉尾部其他受热面分开布置，在布置上 比 较方便，抗腐蚀性能好，因此在大型锅炉中常采用；缺点是结构复杂，制造机加工工作量大，对制造及安装要求比较高。 管式空气预热器是在我国使用很广的一种空气预热器，烟气在管中纵向流动，空气在管外横向流动冲刷受热面，而且多制成 “管箱 ”形式，使制造、运输、安装都非常方便 [2][3]。 因本次设计的锅炉属中、小型电站锅炉，应优先考虑制造、运输和安装的方便性，所以采用管式空气预热器。 空气预 热器的具体结构设计见 节。 钢架、平台和扶梯 为了支撑锅筒、集箱、管子及炉墙，设置了钢架，锅炉本体重量由刚架传至基础，为安装、检查和维修，设置了平台，各平台之间由扶梯连接。 炉墙 采用轻型砌砖炉墙， 炉膛炉墙的负荷作用在钢 架和基础，分三层。 内层为耐火砖，中间层为硅藻土保温砖，外层为钢板 ，在侧墙上分别在锅炉管束中部，燃尽室， 过热器 上方， 省煤器上方，空气预热器上方均开有人孔，以便安装维修，清除灰渣。 省煤器上部空间设有烟气旁通通道，用于起停炉时做临时烟气通道，保护省煤器不被烧坏。 锅炉范围内的阀门仪表 锅 炉产生的 蒸汽 由 蒸汽引出管引出。 为了保证锅炉安全，装有两个安全阀，同时在上锅筒装有两个压力表以便观察压力，水压表两个。 本章小结 锅炉是国民经济中重要的供应蒸汽的设备，本章首先对锅炉的 整体概况进行了简单介绍，并结合设计题目，列出锅炉规范，燃料特性。 根据选题作了方案论证，本次的设计题目是 120t/h 的蒸汽锅炉 ，属中压电站 锅炉，其运行的安全性和可靠性作为其主要特性设计时应放在首位。 因此在设计的过程中，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，煤的燃尽程度以及合理的烟气速度和排烟温度。 受热面以蒸发受热 面为主，炉膛设计中首先根据燃烧面热负荷 Rq ，燃煤量及煤发热量决定 炉膛宽度a，炉膛容积由相应的炉膛容积热负荷 vq 决定。 本章简要介绍了锅筒及炉内设备，水冷壁，燃烧设备，锅 炉管束，省煤器，空气预热器，钢架，平台，扶梯，炉墙以及阀门仪表。 燃贫煤 120 吨小时电站锅炉及主要部件设计 哈尔滨理工大学学士学位论文 8 第 3章 热力计算 锅炉规范、辅助计算及热平衡计算 基本参数 1） 锅炉额定蒸发量： (120t/h)。 2）蒸汽参数 : ① 气包内蒸汽压力：。 ② 过热器出口 表 压力：。 ③ 过热器出口蒸汽温度： 450℃。 3）给水温度： 160℃。 4）给水压力：。 5）排污率：pwp=2%。 6）排烟温度：pw=140℃。 7）预热空气温度：rkt=350℃。 8）冷空气温度：lkt=20℃。 煤种及燃料特性 1）燃料名称： 贫煤。 2）煤的应用基成分 : ① 碳arC=%。 ② 氢arH=%。 ③ 氧arO=%。 ④ 氮arN=%。 ⑤ 硫arS=%。 ⑥ 灰分arA=%。 ⑦ 水分arM=%。 3）煤的干燥器无灰基挥发分 dafV =%。 4）灰熔点特性： DT＞ 1500℃ ； ST＞ 1500℃ ； FT＞ 1500℃。 燃贫煤 120 吨小时电站锅炉及主要部件设计 哈尔滨理工大学学士学位论文 9 5）煤的可磨度： kmK =。 6）燃料 低 位发热量： =22625kJ/kg。 辅助计算 （ 1）燃烧产物容积计算 煤完全燃烧（  =1）时理论空气量及燃烧产物容积计算见表 31（以 1kg燃料为准）。 表 31 初始数据表 序号 名 称 符号 单位 公式及计算 结果 1 理论空气容积 okV m3 /kg （ arC + arS ） + arH arO 2 三原子气体容积 2ROV m3 /kg （arC + arS ） 3 理论氮气容积 20NV m3 /kg arN + okV 4 理论水蒸气容积 20HOV m3 /kg arH + arM + okV 5 理论烟气容积 0yV m3 /kg 20NV+ 20NV+ 20HOV 6 飞灰中纯灰份额 hfa 查表 839[1] 7 烟气中飞灰质量 浓度 fhG Kg/kg fh 100arA 8 煤的折算灰份 zhA g/MJ ,10000arar pAQ (2)空气平衡及焓温表 1）烟道各处过量空气系数，各受热面的漏风系数 及不同过量空气系数下燃烧产物的容积列于表 32 中，炉膛出口过量空气系数按表 42[1]取。 各受热面的漏风系数按表 43[1]取。 燃贫煤 120 吨小时电站锅炉及主要部件设计 哈尔滨理工大学学士学位论文 10 表 32 烟气特性表 名 称 及公式 符 号 单 位 炉膛及凝渣管 第二级 过热器 第一级过热器 上 级 省煤器 上级 空 气预热器 下 级 省煤器 下级空气预热器 漏风系数  — 出口过量空气系数  — 平均空气系数 pj — 水蒸汽容积 OH2V m3 /kg 烟气总容积 yV m3 /kg 水蒸气容份额 OH2r — 三原子气体容份额 2ROr — 三原子气体总容积份额 r — 烟气重量 yG ㎏ /㎏ 飞灰浓度 fh ㎏ /㎏ 空气预热器出口热空气的过量空气系数：  fllky  2）不同过量空气系数下燃烧产物的焓温 表见表 33。 表 33 烟气焓 温表 烟气温度θ /℃ V2RO= m3/kg V02N= m3/kg V02OH= m3/kg Ioy kJ/kg Gfh = kJ/kg 2COC kJ/m3 I2RO= 2COC V 2RO kJ/㎏ 2NC kJ/ m3 I02N= 2NC V02N kJ/kg OHC2 kJ/ m3 I0H2O=CH2O θV0H2O kJ/kg Ioy =I2RO+ I02N+ I02OH fhC kJ/ m3 Ifh=Gfh fhC kJ/kg 100 130 200 260 300 392 400 527 500 664 600 804 燃贫煤 120 吨小时电站锅炉及主要部件设计 哈尔滨理工大学学士学位论文 11 700 948 800 1094 900 1242 1000 1392 1100 1544 1200 1697 1300 1853 1400 2020 1500 2166 1600 2325 1700 2484 1800 2644 1900 2804 2020 2965 续表 Vok = kJ/kg Iy = Ioy +Ifh +( 1)Iok l Ⅱgr, Ⅰgr, Ⅱsm, Ⅱky, Ⅰsm, Ⅰky, Ckθ kJ/m3 Iok = Vok Ckθ kJ/kg — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 燃贫煤 120 吨小时电站锅炉及主要部件设计 哈尔滨理工大学学士学位论文 12 — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 3） 锅炉热平衡及燃料耗量计算见表 34。 表 34 热平衡及燃料消耗量计算表 序号 名 称 符号 单位 计算公式或来源 结果 1 固体未完全燃烧损失 qgt % 查表 839[1] 2 2 气体未完全燃烧损失 qqt % 查表 839[1] 0 3 外部冷却损失 qlq % D=,有尾部受热面 4 灰渣物理热损失 qhz % 420.. parQ = 42022625 = 19,不计算 0 5 排烟过量空气系数 py — 查表 32 6 排烟温度 py ℃ 见基本参数 140 7 排烟焓 Ipy kJ/kg 查表 33( =) 8 冷空气温度 tlk ℃ 见基本参数 20 9 冷空气焓 Ilk kJ/kg 查表 33 10 排烟损失 qpy % ( pyI py lkI )pargtQ q..100 11 锅炉效率 gl % pyhzlqqtgt qqqqq 1 0 0 12 锅炉蒸发量 D Kg/s 见基本参数 13 过热蒸汽出口焓 gri kJ/kg P=,t=450℃ ,查水蒸气表 14 饱和水焓 i bh kJ/kg P=,查水蒸气表 15 给水温度 tgs ℃ 见基本参数 160 16 给水焓 i gs kJ/kg P=,t=160℃ ,查水蒸气表 17 排污率 ppw % 见基本参数 2 18 锅炉总吸热量 Qgl kw D( gri gsi )+ ppw D( bhi gsi ) 19 燃料消耗量 B Kg/s parglgl..100 20 计算燃料消耗量 Bj Kg/s  1001 gtqB 燃贫煤 120 吨小时电站锅炉及主要部件设计 哈尔滨理工大学学士学位论文 13 21 制粉系统的漏风系数 f — 查表 45[1] 22 空气预热器出口空气 温度 trk ℃ 见基本参数 350 23 空气预 热器出口空气 温焓 Irk kJ/kg 查表 33 24 空气预热器吸热量 Qky kJ/kg ’‘ ky (Irk Ilk ) 25 空气预热器吸热量与 燃料热量的百分比 qky % parkyQ Q..100 26 保热系数  — lqglglq 热力 计算 燃烧室设计及传热计算 燃烧室尺寸的决定 （ 1） 炉膛宽度及深度：因采用角置直流式燃烧器，炉膛采用正方形截面。 按表 839[1]取炉膛截面热负荷 Fq =2520kw/m2 ，炉膛截面 F = m2 ，取炉膛宽 a =，炉膛深 b=,布置  60 的水冷壁管，管间距s=66mm，侧面墙的管数为 88 根，前后墙的管数为 86 根。 燃贫煤 120 吨小时电站锅炉及主要部件设计 哈尔滨理工大学学士学位论文 14 燃烧器底边出口窗中心图 31 炉膛尺寸（侧墙） （ 2）燃烧室炉墙面积的确定： 燃烧室侧面尺寸见图 31,确定过程见表 35 表 35 炉膛结构尺寸表 序号 名 称 符号 单位 公 式及计算 结果 1 炉膛截面热负荷 qF kW/m2 查表 840[1] 2520 2 炉膛截面积 F m2 Fpne tarj qQBa ..2  3 炉膛宽度 a m F 取整， 64 的倍数 4 第一根凝渣管高 h 1n m 设定 4 5 顶棚宽度 ldp m a lzy lx cos x 6 折焰角前端到第一排凝渣管斜管长度 lx m 设定 燃贫煤 120 吨。