280吨循环流化床设计_毕业设计(编辑修改稿)

280吨循环流化床设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

4187* Mar / =4187* =4187* Sar / =4187* Aar=%24%,为常灰分的煤； Vdaf=%、 Mar=%，为高水分高挥发分煤；Sar=%，为低硫煤。 锅炉的整体布置 （ 1） 炉膛温度，是 CFBB 设计时的关键数据之一。 根据煤种及炉膛内放热份额为1，选择较高的炉膛燃烧温度为 950℃ ，因为 它会影响锅炉的燃烧效率和水冷壁的吸热量以及吸收剂的利用情况，从而满足 XSO 和 XNO 的排放要求。 （ 2） 布风板作为重要的布风装置，其在流化床锅炉中作用有三个：一是支承静止的燃料层：二是使布风板上具有均匀的气流速度分布：三是维持流化床层的稳定。 本锅炉采用风帽式布风板。 风帽上小孔的面积之和远小于布风板的面积，通过风帽上的小孔的气流速度很大，高速气流进入床层的底部，对床层颗粒产生强烈的扰动，气固质量交换强烈，这对于均匀床层和提高流化质量都是非常重要的 [11]。 （ 3） 循环流化床锅炉的炉膛由膜式水冷壁构成，保证了良好的气密性。 底部为一次风区。 一次风经布风板上的风帽均匀进入炉膛底部， 确保底部流化状态，使燃烧粒子充分混合。 二次风离底部约 5m高处射入炉膛燃烧。 回料口及给煤口均位于炉膛的下部 到两米处。 此机组燃烧器为风道型燃烧器，实施床下点火，是高温烟气与一次风一起，经布风板送入炉膛，加热床料 [12]。 （ 4） 炉膛尺寸主要为炉膛深度、宽度、高度和炉膛下部界面收缩部分的尺寸。 燃烧室的截面宽度与深度的确定应考虑如下主要因素： ① 燃烧室受热面、局部受热面、分离器的布置等相协调； ② 二次风在燃烧室内的穿透深度； ③ 燃料、石灰石及回灰的供给与扩散 [13]。 本次设计选取炉膛宽深比为 1:1，截面为 8804mm*8804mm,截面热负荷为。 山东建筑大学毕业设计说明书 5 （ 5） 燃烧室的高度 ,是循环床锅炉设计的一个重要参数。 高度的确定应综合考虑几个方面的要求： ① 保证燃料流化完全燃烧； ② 有足够的空间布置受热面保证吸热量；③ 保证脱硫所需的气体最短停留时间； ④ 保证足够的循环物料正常回送； ⑤ 与尾部受热面布置所需的高度相协调 [14]。 此次 280t/h 燃煤循环流化床锅炉设计的炉膛高度为自布风板至炉顶最低处为 33 米。 （ 6） 过热器由屏式过热器、旋风分离器、高温过热器、低温过热器、炉顶包覆管。 蒸汽流程为：锅筒 屏式过热器 旋风分离器 一级喷水减温器 低温过热器 二级喷水减温器 炉顶包覆管 高温过热器 由集箱进入汽轮机。 （ 7） 本设计锅炉炉膛内四壁由膜式水冷壁组成 ,膜式水冷壁采用 560 的无缝钢管，管节距为 80mm。 前墙水冷壁管屏下部与集箱连接，上部过炉顶后与上集箱连接，最后蒸汽由管子引入锅筒。 后墙水冷壁管屏与前墙相似，但不过炉顶。 两侧水冷壁管屏下部分别与下级箱连接，上部与上集箱连接，再由管子引入锅筒。 （ 8） 该分离器内直径 D0为 6458mm，筒体高 h 为 9000mm，总高度 H为 20200mm，排灰口直径 D0为 1242mm，分离器入口高度 a为 8000mm，分离器入口宽度 b 为 1600mm，排气管内直径 De为 2990mm，排气管插入深度 hc 为 1355mm。 分离器从内到外分别是耐火层、保温层、钢外壳。 总壁厚 400mm。 （ 9） 尾部对流受热面的设计。 高温分离器接着连接尾部对流烟道，布置有过热器、省煤器和空气预热器。 在高温与低温过热器之间，布置有喷水减温器，使过热蒸汽温度在设计允许的范围内波动。 过热器之后，布置有省煤器，省煤器出口烟温比给水温度高 Co6040 为适宜，本次设计控制在 40℃ 左右，使省煤器和空气预热器之间达到最佳吸热比 [15]。 =%~(3%~20%)、 tgs=215℃ ~(215℃ ~280℃ ),故所选排烟温度暂定为 135℃。 空气预热器，本次设计为竖管式，管内流体为烟气管外为空气，以减少漏风，烟气速度一般取 sm/1310 [16]，本次设计为。 具体设计尺寸见第三章详解。 山东建筑大学毕业设计说明书 6 3 220t/hCFB 锅炉热力计算 锅 炉燃烧产物和锅炉热平衡计 燃烧产物计算 计算理论空气量和理论烟气容积： Oar + Sar + Har + Nar + Mar + Aar +Car （ 1） 、 理论空气量： V0=*（ Car +* Sar） +*（ Har Oar /8） =*（ +* ） +*（ – ） =（ 2） 、 理论氮气容积： VN20=* Nar /100+ V0 =*+* = m3/kg （ 3） 、 三原子气体容积： VRO2=* Car /100+* Sar /100 =*+* = m3/kg （ 4） 、 理论水蒸气容积： VH2O0=* Har /100+* Mar /100+* V0 =*+*+* = m3/kg （ 5） 、 理论烟气容积： Vy0= VH2O0+ VRO2+ VN20 =++ = m3/kg 无脱硫工况计算 根据该锅炉的燃料属性为劣质褐煤，查《循环流化床燃烧锅炉》选择炉膛出口过量空气系数为  =，具体见表 （ 1） 、 无脱硫工况的燃料计算： 表 31 无脱硫工况时燃料计算 序号 名称 符号 公式及来源 数值 单位 1 理论空气量 0V (Car + )+Har arO m3/kg 山东建筑大学毕业设计说明书 7 续表 31 2 三原子气体体积 2ROV 100/)( SarC ar  m3/kg 3 理论氮气体积 02NV 100/ 0 N arV  m3/kg 4 理论水蒸气体积 02OHV 001 VW arH ar  m3/kg 5 飞灰份额 fa 测量值 （ 2） 、 无脱硫工况的烟气体积计算： 表 32 无脱硫工况时烟气体积计算 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 单位 出口过量空气系数  平均过量空气系数 )(   pj 过量空气量 0)1( Vpj  0V m3/kg 水蒸气体积 00)1(VVpjOH  OHV2 m3/kg 烟气总体积 00)1( 222 VVVVpjORNOH yV 9 m3/kg 山东建筑大学毕业设计说明书 8 有脱硫工况计算 有脱硫工况的燃烧计算： 表 33 脱硫计算 序号 名称 符号 公式及来源 数值 单位 1 SO2原始排放浓度 02SO （ 104） /yV mg/m3 2 SO2允许排放浓度 2SO “GB13271锅炉大气污染物排放标准 ”表2 900 mg/m3 3 计算脱硫效率 jSO，2 （ 1 2SO / 02SO ） 100% mg/m3 4 燃煤子脱硫能力系数 A 测量值 — 5 石灰石脱硫能力系数 K 测量值 — 6 钙硫摩尔比 M  100ln[(jSO，2 )/A]/K — 7 石灰石中 CaCO3含量 3CaCO 见表 23 % 8 入炉石灰石量 dB / 3CaCO kg/kg 9 CaCO3未利用率 3CaCO 测量值 % 10 煅烧成 CaO时吸热量 AQ （ 1 3CaCO ） /100 kj/kg 11 脱硫时放热量 TQ ( jSO，2 /100) (Sar /100) kj/kg 12 可支配热量 DarQ ( arQ. +A TQ )/(1+ dB ) kj/kg 山东建筑大学毕业设计说明书 9 续表 33 13 燃烧所需理论空气量 0V 见表 32 m3/kg 14 脱硫所需理论空气量 0dV ( jSO，2 /100) (Sar /100) m3/kg 15 燃烧和脱硫当量理论空气量 0DV ( 0V + 0dV )/(1+ dB ) m3/kg 16 燃烧产生理论氮气体积 02NV 见表 32 m3/kg 17 脱硫所需空 气中氮气体积 02dNV 0dV m3/kg 18 当量理论氮气体积 02DNV ( Nar /100)/(1+ dB )+ 0DV m3/kg 19 燃烧产生 RO2体积 2ROV 见表 32 m3/kg 20 煅烧石灰石生成CO2体积 dCOV2 (Sar /100) m3/kg 21 脱硫使 SO2减少量 DSOV2 ( jSO，2 /100) (Sar /100) m3/kg 22 燃烧和脱硫时产生 RO2当量体积 DROV2 ( 2ROV + dCOV2 DSOV2 )/(1+ dB ) m3/kg 23 燃烧产生理论水蒸气体积 02OHV 见表 32 m3/kg 24 当量理论水蒸气体积 02ODHV [(Mar + dB Md)+ ]/(1+ dB )+ 0DV m3/kg 25 入炉燃料灰量 GF Aar /100 kg/kg 26 入炉石灰石直接生成飞灰量 fCaCOA 3 ( 3CaCO /100)m(Sar / 3CaCO ) kg/kg 27 入炉石灰石灰分含量 dA (100 3CaCO )/100* dB (1 3CaCO /100 Md/100)  410 kg/kg 山东建筑大学毕业设计说明书 10 续表 33 28 未反应 CaO的量 CaOA {[(1003CaCO)/100]m(Sar / 100)( jSO，2/100)( Sar /100)} 310 kg/kg 29 脱硫产物 CaSO4的量 4CaSOA ( jSO，2 /100)( Sar /100)} kg/kg 30 当量灰分 DarA ( GF + fCaCOA3+ dA + CaOA +4CaSOA)/(1+ dB ) % 31 未脱硫时底灰份额 da 取定 — 32 脱硫工况时底灰份额 Dda [ da ( Aar /100)+ dA + CaOA + 4CaSOA]/[(1+ dB )( DarA /100)] — 33 未脱硫时飞灰份额 fa 1 da — 34 脱硫时飞灰份额 Dfa [ fa ( Aar /100)+ fCaCOA3]/ [1+ dB )( DarA /100)] — 35 分离效率 f 设计值 99 % 36 灰循环倍率 na fa f /（ 1 f ） — 37 分离器前飞灰份额 a Dfa + na — 38 脱硫后的 SO2排放浓度 DSO2 （ 104） [1( jSO，2 /100)] mg/m3 39 脱硫效率 2SO （ 1 DSO2/ 02SO） 100 % 40 误差 e │（2SO jSO，2） /2SO│= e ＜ % 合格 烟气特性计算表 不同过量空气系数下燃烧产物的容积及成分见表 34。 山东建筑大学毕业设计说明书 11 表 34 烟气特性表 名称 符号 公式 分离器前 分离器后 单位 a= a= 炉膛 分离器 高温过热 器 低温过 热器 省煤器 空气预 热器 平均过量空气系数 pj ( 39。  +  )/2 —— 水蒸气容积 DOHV2 0pj0 O2H)1( VV   m3/kg 烟气总容积 DyV 0pj02N2ROO2H)(DDDDVVVV1 m3/kg RO2容积份额 2ROr DyDRO VV /2 —— H2O容积份额 OHr2 DyDOH VV /2 —— 三原子气体容积份额 qr O2H2RO rr  —— 飞灰浓度 fh DyDar VaA /10 g/m3 烟气重量 G 100/1 kDarVA  kg/kg 烟气密度 fh DyVG/ kg/m3 烟气焓温计算表 不同过量空气系数下燃烧产物的焓温表见表 35。 山东建筑大学毕业设计说明书 12 表 35 烟气焓温表 锅炉热平衡及燃烧和石灰石消耗量计算 表 36 锅炉热平衡及燃料和石灰石的计算 I y= I0 y +( α″1) I0 k 空预 器 α″=1.38 16 804.69 1628 2477 3349 4210 5155 6086 705 8027 9002 省煤 器 α″=1.29 15 760.04 1530 2333 3162 3982 4879 5752 6669 7597 8524 低温过 热器后 α″=1.27 14 750.12 1513 2302 3120 3921 4805 5684 6581 7498 8413 高温过 热器后 α″=1.24 13 735.23 1487 2260 3。