【MT47】【毕业设计】65吨时循环流化床锅炉的设计与计算毕业设计说明书.doc文档

循环流化床燃烧技术具有些层燃和煤粉燃烧等常规燃煤技术所不具备的特点。

最突出的特点是燃烧温度低，停留时间长，以及湍流混合强烈，这些优点给流化床燃烧带来系列优点。

除以上所述优点外，还具有燃烧强度大，床内传热能力强，负荷调节性能强，易于操作和维护等优点。

由于上述诸多优点使得循环流化床燃烧技术特别适合我国的国情，在较短的时间内得到了迅速的发展和应用。

本次设计为吨小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，分离器回料器的设计等都经过仔细衡量，力求合理。

热力计算，烟凤祖力计算，强度计算的数据力求精确，使整个设计力求完美。

由于水平有限，此次设计难免有之处，但是经过此次设计，在定程度掌握了锅炉的般设计计算方法，加强了理论知识与实践的结合，为以后走向工作岗位奠定了基础。

第章锅炉结构与设计简介循环流化床锅炉工作原理循环流化床燃煤锅炉基于循环流态化的原理组织煤的燃烧过程，以携带燃料的大量高温固体颗粒物料的循环燃料为重要特征。

固体颗粒充满整个炉膛，处于悬浮并强烈掺混的燃烧方式。

但与常规煤粉炉中发生的单纯悬浮燃烧过程相比，颗粒在循环流化床燃烧室内的浓度远大于煤粉炉，并且存在显著地颗粒成团和床料的颗粒回混，颗粒与气体间的相对速度大，这点显然与基于气力输送方式的煤粉悬浮燃烧过程完全不同。

循环流化床锅炉的燃烧与烟风流程示意图见图图循环流化床锅炉炉内燃烧与烟风系统预热后的次风流化风经风室由炉膛底部穿过布风板送入，使炉膛内的物料处于快速流化状态，燃料在充满整个炉膛的惰性床料中燃烧。

较细小的颗粒被气流夹带飞出炉膛，并由飞灰分离装置分离收集，通过分离器下的回料管与飞灰回送器返料器送回炉膛循环燃烧燃料在燃烧系统内完成燃烧和高温烟气向工质的部分热量传递过程。

烟气和未被分离器捕集的细颗粒排入尾部烟道，继续与受热面进行对流换热，最后排出锅炉。

在这种燃烧方式下，燃烧室密相区的温度水平受到燃煤过程中的高温结渣低温结焦和最佳脱硫温度的限制，般维持在左右。

这温度范围也恰与最佳脱硫温度吻合。

由于循环流化床锅炉较煤粉炉炉膛的温度水平低的特点，带来了低污染排放和避免燃煤过程中结渣等问题的优越性。

锅炉基本特性锅炉规范锅炉规范见表。

表锅炉规范型号额定蒸发量过热蒸汽压力过热蒸汽温度给水温度燃料特性燃料特性见表。

表燃料特性碳氢氧氮硫水分灰分挥发分低位发热量符号数值石灰石特性石灰石特性见表。

表石灰石特性特性含量含量水分灰分符号数值管子特性管子特性见表。

表管子特性名称管径厚度节距排列及气流流向符号横向纵向管子排列方式烟气冲刷方式烟气与工质流向单位水冷壁高温过热器顺列横向交叉流低温过热器顺列横向交叉流省煤器错列横向交叉流空气预热器错列纵向交叉流下降管蒸汽引出管主要经济技术指标主要经济技术指标见表。

表经济技术指标锅炉效率，排烟温度，燃料耗，给水温度，锅炉基本尺寸锅炉基本尺寸见表。

表锅炉尺寸炉膛宽度炉膛深度锅筒中心高度锅炉外形尺寸长宽高单位数值方案论证本次设计的题目是吨小时循环流化床锅炉设计，属水管式中压自然循环锅炉，应以运行的安全性和可靠性作为其首要特性设计准则。

而且在此前提下，充分发挥循环流化床燃烧技术的系列优点，并且尽量避免或克服其本身存在的缺点，如锅炉本身耗电量大，飞灰含炭量偏高，受热面磨损及腐蚀严重等负面特性。

因此在设计过程中，主要考虑的方面是炉膛内着火的稳定性及热流密度的横向均匀性，炉膛内有足够的传热量，煤的燃尽程度，合理的烟气流速和排烟温度，受热面的磨损问题，分离器的分离效率物料的平衡以及锅炉的脱硫效率等。

本锅炉属于小型中压锅炉，受热面以蒸发受热面为主，其吸热量约占锅炉总吸热量的。

在尾部烟道中布置有吸热量不多的过热器钢管式省煤器和管式空气预热器，且过热器两级布置，过热器和省煤器的吸热量分别约占锅炉总吸热量的和。

空气预热器用于预热燃烧用的空气，使得排烟温度降低到合理的温度值，减少排烟损失，提高锅炉效率，减少燃料消耗量。

由于锅炉容量不大，炉膛和尾部烟道中的受热面已经可以满足锅炉的吸热要求，无需布置其他受热面，并且为了获得高的分离效率，因此锅炉采用高温旋风分离器，而且不布置外置换热器，整个锅炉炉型采用型布置。

循环流化床锅炉属于室燃炉，炉膛设计中应首先确定炉膛的截面热负荷，其容积热负荷在循环流化床锅炉中没有多大意义。

而截面热负荷选择与运行风速的选择是相关的。

循环流化床锅炉的运行风速是个很重要的参数，般运行风速为，运行风速提高会使炉子更为紧凑，截面热负荷相应增大，同时炉膛高度增加，磨损增加，锅炉造价，能耗都会增加。

但运行风速过低则发挥不了流化床的优点，因此对每种燃料都具有最佳运行风速。

对本次设计煤种运行风速为。

截面热负荷般在，在此风速下截面热负荷取。

对于床温得选择，要考虑锅炉结焦，燃烧效率，脱硫效率，及的排放量等问题，而且尽量避免煤中金属升华。

当床温升高时，排放量上升当床温高于时，床温升高，脱硫效率很快下降，而燃烧效率有所提高。

因此床温应控制在左右，般不超过。

对于本次设计，床温取。

在设计中，锅炉的排烟温度和热空气温度是首要和基本的。

排烟温度低时，锅炉排烟热损失减少，热效率提高但会使得受热面烟气侧与工质侧的温差降低，增加金属耗量。

同时，排烟温度过低，会使烟气中的硫酸蒸汽低于受热面壁温，引起受热面低温腐蚀。

对于该设计煤种特性全水分为，锅炉管箱距离设定管箱高度设定受热面积空气流通面烟气流通面积空气预热器传热计算空气预热器传热计算见表。

表空气预热器传热计算序号名称符号单位计算公式或来源数值入口烟温见表入口烟焓见表空气入口温度给定空气入口焓查表空气出口温度给定空气出口焓查表空气平均温度空气平均焓出口过量空气系数空气吸热量烟气出口焓烟气出口温度查表平均烟温烟气容积见表烟气密度见表飞灰浓度见表烟气流速相对管长水蒸气容积份额见表烟气侧对流放热系数查锅炉原理及计算第三版图空气流速空气侧放热系数查锅炉原理及计算第三版图利用系数查锅炉原理及计算第三版图传热系数入口温压出口温压逆流温压大温降小温降参数参数温压修正系数查锅炉原理及计算第三版图温压传热量误差允许误差热力计算结果汇总表热力计算汇总见表。

表热力计算汇总序号名称符号单位炉膛高温过热器低温过热器省煤器空气预热器烟气入口温度烟出口温度介质进口温度介质出口温度介质平均流速烟气平均速平均温压传热系数受热面积附加受热面积总传热量锅炉热平衡，，合格。

本章小结本章主要对整个锅炉的热力进行了计算。

在辅助计算中对有脱硫工况是作了脱硫效率计算，空气平衡燃烧产物特性及焓温计算，以及锅炉热平衡及燃料何石灰石消耗量计算。

然后根据烟气走向对锅炉各个部分作了具体的结构设计和传热计算，包括炉膛结构特性及传热计算，高温过热器结构及传热计算，低温过热器结构及传热计算，省煤器和空气预热器的结构设计及传热计算。

最后进行热力计算汇总和校核。

第章强度计算锅筒强度校核计算锅筒展开图和下降管接头图见图和图。

ⅠⅡⅢⅣⅠ图锅筒展开图图集中下降管接头图筒体最大未加强孔直径计算筒体最大未加强孔直径计算见表。

表筒体最大未加强孔直径计算序号名称符号单位计算公式及来源数值锅筒计算压力给定锅筒绝对压力饱和温度查水蒸气性质表锅筒计算壁温基本许用应力锅筒材料为，查锅炉原理及计算表修正系数查锅炉原理及计算表许用应力锅筒筒体壁厚设定腐蚀减薄量取用工艺减薄量查锅炉原理及计算表附加壁厚锅筒筒体有效壁厚锅筒内径给定系数最大未加强孔直径查锅炉原理及计算图孔加强的计算孔的加强计算见表。

表孔的加强计算序号名称符号单位计算公式及来源数值管接头焊脚高度设定焊缝面积管接头壁厚给定管接头内径给定有效加强高度由于。

。

集中下降管孔强度合格。

相邻两孔互不影响最小节距计算相邻两孔互不影响最小节距计算见表。

表相邻两孔互不影响最小节距计算序号名称符号单位计算公式及来源数值孔直径给定锅筒筒体内径给定锅筒筒体壁厚给定相邻两孔互不影响最小节距孔桥减弱系数计算孔桥减弱系数计算见表。

表孔桥减弱系数计算序号名称符号单位计算公式及来源数值ⅡⅢ象限孔桥减弱系数系数系数斜向节距斜向孔桥减弱系数斜向孔桥当量减弱系数ⅣⅠ象限孔桥减弱系数纵向孔桥减弱系数锅筒筒体允许最小减弱系数计算锅筒筒体允许最小减弱系数计算见表。

表锅筒筒体允许最小减弱系数计算序号名称符号单位计算公式及来源数值锅筒筒体允许最小减弱系数校核ⅠⅡ象限ⅢⅣ象限孔间距均大于，故不考虑孔排减弱。

ⅡⅢ象限ⅣⅠ象限孔桥减弱系数均大于。

锅筒筒体孔桥强度合格。

锅筒凸形封头强度校核计算锅筒凸形封头强度校核计算见表。

表锅筒凸形封头强度校核计算序号名称符号单位计算公式及来源数值计算压力给定内径给定介质温度按锅筒介质温度计算壁温基本许用应力锅筒材料为，查锅炉原理及计算表修正系数查锅炉原理及计算表许用应力人孔最大尺寸给定封头减弱系数封头内高度给定形状系数封头壁厚给定封头附加壁厚，取封头有效壁厚封头最高允许工作压力封头理论壁厚校核凸形封头的计算压力小于最高工作压力，即，封头强度合格。

几何参数校核。

安全阀排放能力校核计算安全阀排放能力校核计算见表。

表安全阀排放能力校核计算序号名称符