400th燃劣質(zhì)煤煤粉鍋爐

1、本文設(shè)計(jì)的是400t/h燃貧煤高壓煤粉鍋爐，其過熱蒸汽壓力為 9.8MPa,過 熱蒸汽溫度為540C，給水溫度為215C。鍋爐采用單鍋筒，自然循環(huán)n型布置 固態(tài)排渣。采用直吹式系統(tǒng)，四角切圓燃燒，直流燃燒器，重油點(diǎn)火。鍋爐前部 為爐膛，四周布滿膜式水冷壁，爐膛出口處布置屏式過熱器，折焰角斜坡上有高溫對(duì)流過熱器，水平煙道為低溫對(duì)流過熱器，且布置了兩級(jí)噴水減溫器，便于調(diào)節(jié)蒸汽溫度。尾部豎井部分交錯(cuò)布置兩級(jí)省煤器和兩級(jí)空氣預(yù)熱器。省煤器雙側(cè) 進(jìn)水，空預(yù)器為雙面進(jìn)風(fēng)的管式空預(yù)器。 屏式過熱器采用振動(dòng)吹灰，對(duì)流過熱器 采用蒸汽吹灰，尾部受熱面采用鋼珠吹灰。關(guān)鍵詞：貧煤；高壓；自然循環(huán)；四角切圓燃燒Abs

2、tractThis design is for 410t / h high-pressure lean coal boiler, whose superheatedsteam s pressure is 9.8Mpa, superheated steam s temperatfeedswa40r stemperature is 215 C . The boiler is n -type with single drum, and it uses natural circulation, direct-firing system, four corner tangential combustio

3、n The front of the boiler is the furnace, which is full of water-colded walls. The superheater lays at the furnace exit, the high-temperature superheater is on the slope of furnace, the low-temperature superheateris at the horizontal flue, the tail-flue is furnished with two economizers and two air

4、preheaters. The superheater sets vibration ash-removal equipments, the convection superheaters set steam ash-removal equipments ,the tail-heated surface sets steel ball ash-removal equipme nts.Keywords: lean coal; high-pressure； natural circulation； four corner tangential combusti on目錄引言11 文獻(xiàn)綜述2.1.1

5、課題背景及意義 2.1.1.1課題背景2.1.1.2鍋爐發(fā)展簡史 2.1.1.3我國電站鍋爐發(fā)展概況 31.1.4國外電站鍋爐機(jī)組的發(fā)展 41.1.5鍋爐發(fā)展新技術(shù) 5.1.2主要研究內(nèi)容、應(yīng)用價(jià)值、創(chuàng)新 61.2.1主要研究內(nèi)容6.1.2.2應(yīng)用價(jià)值7.1.2.3 創(chuàng)新7.1.3擬采用的研究方法 7.1.4預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)、困難設(shè)想 71.4.1預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)7.1.4.2困難設(shè)想7.2鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明 9.2.1鍋爐的總體布置9.2.2鍋爐結(jié)構(gòu)102.2.1爐膛水冷壁102.2.2鍋筒及鍋筒內(nèi)設(shè)備122.2.3燃燒設(shè)備132.2.4蒸汽過熱器及汽溫調(diào)節(jié)1.42.2.5省煤器1.72.2.6空

6、氣預(yù)熱器182.2.7除渣裝置202.2.8吹灰裝置212.2.9鍋爐構(gòu)架212.2.10密封裝置212.2.11爐墻結(jié)構(gòu)223熱力計(jì)算233.1主要設(shè)計(jì)參數(shù)233.2燃料特性233.3輔助計(jì)算233.3.1空氣平衡233.3.2燃燒產(chǎn)物體積及焓的計(jì)算233.3.3煙氣特性計(jì)算 243.3.4煙氣的焓溫表 243.3.5鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算2 43.4爐膛的結(jié)構(gòu)及熱力計(jì)算243.5屏式過熱器的結(jié)構(gòu)及熱力計(jì)算243.6對(duì)流過熱器的結(jié)構(gòu)及熱力計(jì)算243.7轉(zhuǎn)向室的結(jié)構(gòu)及熱力計(jì)算 243.8熱量分配253.9省煤器和空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)及熱力計(jì)算 2 53.10熱力計(jì)算主要參數(shù)匯總 25結(jié)論26致

7、謝27參考文獻(xiàn)28附錄I熱力計(jì)算表29附錄U鍋爐部件結(jié)構(gòu)圖46弓I 言鍋爐是利用燃料燃燒釋放的熱能或其他熱能加熱給水，生產(chǎn)規(guī)定參數(shù)和品質(zhì)的蒸汽的設(shè)備，又稱蒸汽發(fā)生器。鍋爐的一個(gè)主要用途是發(fā)電，是火力發(fā)電廠的三大主機(jī)之一，在電力生產(chǎn)過 程中占有重要地位。在各種工業(yè)企業(yè)的動(dòng)力設(shè)備中，鍋爐也是重要的組成部分。 鍋爐生產(chǎn)的蒸汽供工業(yè)生產(chǎn)直接使用，還供取暖使用。還有用于生活熱水供應(yīng)、 洗浴和采暖的所謂生活鍋爐。因此，鍋爐工業(yè)的發(fā)展對(duì)于中國國民經(jīng)濟(jì)乃至人民 生活水平的提高都有著十分重要的作用。目前我國的能源結(jié)構(gòu)為：以煤為主，還有石油、天然氣、水能等常規(guī)能源， 核能，以及太陽能、生物能、地?zé)崮?、風(fēng)能等新能源

8、。當(dāng)代人類利用能源的主要 形式之一是電能，需要通過各種途徑將各種能源轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?我國的能源結(jié)構(gòu)決 定了我國電力建設(shè)的總方針：優(yōu)先發(fā)展火電，積極發(fā)展水電，適當(dāng)發(fā)展核電，因 地制宜發(fā)展新能源發(fā)電，重點(diǎn)發(fā)展電網(wǎng)，開發(fā)與節(jié)約并重，高度重視環(huán)保，提高 能源利用效率。改革開放以來，電力行業(yè)發(fā)展很快，從 1978年到1998年的21年間，裝機(jī) 容量以每年8.35%的速度增長，使我國電力行業(yè)躍居世界前列。1998年裝機(jī)容量27729kW，位居世界第二位，僅次于美國億千瓦。其中應(yīng)用煤等化石燃料發(fā) 電的火電裝機(jī)容量高達(dá)5.54億千瓦，約占全國總裝機(jī)容量的77.7%。而火力發(fā)電 的發(fā)展要求鍋爐工業(yè)以相應(yīng)的速度發(fā)展

9、。本設(shè)計(jì)就是針對(duì)400t/h燃貧煤高壓煤粉鍋爐進(jìn)行設(shè)計(jì)的。 通過本次設(shè)計(jì)，進(jìn) 一步學(xué)習(xí)了本專業(yè)的知識(shí)，以及鍋爐設(shè)計(jì)與制造中應(yīng)該注意的一些事項(xiàng)， 為以后 的工作學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。1文獻(xiàn)綜述1.1課題背景及意義1.1.1課題背景根據(jù)地質(zhì)勘探工作的成果，我國常規(guī)能源探明總資源量超過 8230億噸標(biāo)準(zhǔn) 煤，探明剩余可開采總儲(chǔ)量1392億標(biāo)準(zhǔn)煤。能源探明總量的結(jié)構(gòu)為：原煤87.4%， 原油2.8%,天然氣0.3%,水能9.5%。能源剩余可采總儲(chǔ)量的結(jié)構(gòu)為：原煤58.8%， 原油3.4%，天然氣1.3%，水能36.5%。我國的能源結(jié)構(gòu)決定了我國電力建設(shè)的總方針： 優(yōu)先發(fā)展火電，積極發(fā)展水 電，適當(dāng)發(fā)展核電，因

10、地制宜發(fā)展新能源發(fā)電，重點(diǎn)發(fā)展電網(wǎng)，開發(fā)與節(jié)約并重， 高度重視環(huán)保，提高能源利用效率。至2007年底，全國電力行業(yè)裝機(jī)容量已達(dá) 7.13億千瓦。其中應(yīng)用煤等化石 燃料發(fā)電的火電裝機(jī)容量高達(dá) 5.54億千瓦，約占全國總裝機(jī)容量的77.7%。根據(jù) 我國常規(guī)能源結(jié)構(gòu)中煤炭比重高的實(shí)際情況，在今后相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)，我國電源結(jié)構(gòu)的主力仍將是火力發(fā)電。為此，我國必須科技先行，加緊發(fā)展高效潔凈煤發(fā)電 技術(shù)，以提高化石燃料的資源利用率和加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)?；鹆Πl(fā)電和工業(yè)生產(chǎn)需要燃燒燃料，也就需要鍋爐。鍋爐是火力發(fā)電廠的三大主機(jī)之一，火力發(fā)電的發(fā)展要求鍋爐工業(yè)以相應(yīng)的 速度發(fā)展。在各種工業(yè)企業(yè)的動(dòng)力設(shè)備中，鍋爐也是重要的

11、組成部分。鍋爐生產(chǎn)的蒸汽供工業(yè)生產(chǎn)直接使用，還供取暖使用。還有用于生活熱水供應(yīng)、洗浴和采 暖的所謂生活鍋爐。用于工業(yè)生產(chǎn)和生活的鍋爐數(shù)量大、分布廣。隨著人民生活水平的提高，對(duì)能源的需求量急劇增大，鍋爐的數(shù)量也就越來 越多。進(jìn)行燃煤鍋爐的設(shè)計(jì)，可以拓寬我們的視野和思路，有助于加深對(duì)專業(yè)知識(shí) 的理解，鍛煉我們查閱資料的能力，為以后的工作和再學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1.1.2鍋爐發(fā)展簡史據(jù)考證，公元前200年左右，古希臘一位叫希羅Hero的人發(fā)明了一種可 供宮廷欣賞之用的裝置。由于下部容器中的水受熱后轉(zhuǎn)變成為蒸汽， 在反沖力的 作用下會(huì)使得上方的圓球旋轉(zhuǎn)。據(jù)認(rèn)為，這是最早利用水蒸汽產(chǎn)生動(dòng)力的裝置， 也因

12、此被認(rèn)為是最早的鍋爐。但直到工業(yè)革命之前，所謂的鍋爐沒有發(fā)展。工業(yè)革命在英國迅速發(fā)展后,由于礦井抽水的需要，對(duì)動(dòng)力的需要增大，瓦特在紐卡門的發(fā)明的基礎(chǔ)上， 完善了蒸汽機(jī)。當(dāng)時(shí)用于產(chǎn)生蒸汽的鍋爐主要為圓筒形，筒外加熱。隨著工業(yè)的發(fā)展，鍋爐向以下兩個(gè)方向發(fā)展：在圓筒內(nèi)部增加受熱面積，開始是在一個(gè)大圓筒內(nèi)增加了一個(gè)鍋筒，然 后增加到兩個(gè)，直到多個(gè)。最后發(fā)展為現(xiàn)代的火管鍋爐。增加筒外部的受熱面積，即增加水筒的數(shù)目，燃料在筒外燃燒，與火管 鍋爐的發(fā)展相似，水筒的數(shù)目不斷增加，發(fā)展成為很多小直徑的水管。由于水在 管中流動(dòng)，故稱為水管鍋爐。從 1840年出現(xiàn)第一臺(tái)水管鍋爐之后，相繼出現(xiàn)了 各種類型的水管鍋爐

13、。水管鍋爐的發(fā)展為大容量、高參數(shù)現(xiàn)代大型動(dòng)力鍋爐奠定 了基礎(chǔ)。水管鍋爐的發(fā)展有兩個(gè)分支：橫水管鍋爐和豎水管鍋爐。橫水管接近水平放 置，其中水的流動(dòng)性不好，此外，增加受熱面仍受到鍋筒直徑的限制，因此橫水 管鍋爐逐漸被淘汰。豎水管鍋爐是現(xiàn)代鍋爐的主要形式。它出現(xiàn)于 1900年，初期采用直水管， 后逐漸被彎水管所代替。經(jīng)過多年的發(fā)展，現(xiàn)已出現(xiàn)了單鍋筒的大容量鍋爐和無 鍋筒的直流鍋爐?？傊?，鍋爐的發(fā)展史就是增加蒸發(fā)量、提高蒸汽參數(shù)、減少煤耗、節(jié)省鋼材 和改進(jìn)工藝過程的歷史。1.1.3我國電站鍋爐發(fā)展概況總體來說，中國的電力工業(yè)發(fā)展很快，創(chuàng)造了世界電力發(fā)展史上的奇跡。我 國電力裝機(jī)容量1987年突破1萬

14、億千瓦，1995年達(dá)到2萬億千瓦，2000年突破 3萬億千瓦，自2004年突破4萬億千瓦以來，我國發(fā)電裝機(jī)容量以每年新增1萬億千瓦的迅猛勢頭，2008年底已經(jīng)達(dá)到7.9253億千瓦。1990年底，我國發(fā)電 裝機(jī)容量僅為美國20.3%;截止2007年底，我國發(fā)電裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到美國的 68%左右，差距大大縮小。2007年底，我國發(fā)電裝機(jī)容量已大致相當(dāng)于世界前十 位電力大國中日本、德國、加拿大、法國和英國5個(gè)國家發(fā)電裝機(jī)容量的總和。我國僅2006年一年投產(chǎn)的發(fā)電裝機(jī)容量，就已經(jīng)相當(dāng)于加拿大、法國、德國和 英國這幾個(gè)國家的發(fā)電裝機(jī)容量之和。在電力總量快速增長的同時(shí)，電能質(zhì)量也明顯提高。一方面，改革開

15、放初期， 中國只有為數(shù)不多的200MW的火電機(jī)組。目前，300MW及以上大型火電機(jī)組 比重達(dá)到59%。600MW及以上清潔高效機(jī)組已成為新建項(xiàng)目的主力機(jī)型，并逐 步向世界最先進(jìn)水平的百萬千瓦級(jí)超超臨界壓力機(jī)組發(fā)展。截止2008年9月底,全國已經(jīng)有10臺(tái)百萬千瓦超超臨界壓力機(jī)組投運(yùn)。大機(jī)組的廣泛應(yīng)用是我國火電的發(fā)電效率大大提高。另一方面在電力的節(jié)能環(huán)保方面也取得了長足的進(jìn)展：2007年，全國共關(guān)停小火電機(jī)組553臺(tái)，容量達(dá)1438萬千瓦，比當(dāng)年關(guān)停1000 萬的目標(biāo)超額了 43.8%。2007年，全國6000千瓦及以上電廠供電煤耗比 2006 年降低 11g/(kW h),達(dá)到 356 g/(k

16、W h),比 1978 年降低 115 g/(kW h),是近 年來下降幅度最大的一年，全年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤2800萬噸左右。2008年110月份該值達(dá)到347 g/(kW h)，當(dāng)年美國是360 g/(kW h)左右。2006年建成并投入運(yùn) 行的燃煤電廠脫硫裝機(jī)容量超過新增發(fā)電裝機(jī)容量；裝備脫硫設(shè)備的火電機(jī)組占全部火電機(jī)組的比重逐年增加。另外我國電力制造業(yè)和電網(wǎng)的發(fā)展都取得喜人的 進(jìn)步。雖然我國取得而來上述的一系列成果， 但我們也應(yīng)該清醒的認(rèn)識(shí)到，目前我 國用電水平仍然低下，人均裝機(jī)容量小，尚有2300萬人沒有用上電。未來20 年, 中國經(jīng)濟(jì)要保持7%以上的經(jīng)濟(jì)增長，每年將要新增電力裝機(jī)容量 25

17、00萬千瓦， 按每千瓦7000元造價(jià)計(jì)算，每年電力新增裝機(jī)將新增投資達(dá)1750億元。根據(jù)目 前的現(xiàn)狀，火電所占比重約為 72.5%，也就是說在未來20年，每年火電廠要新 增裝機(jī)約為1800萬千瓦，每年新增火力發(fā)電總投資將達(dá)1260億元，這是一個(gè)非 常巨大的電力市場。我國是世界上最大的煤生產(chǎn)和消耗國，主要用作燃料，在我國一次能源構(gòu)成中占據(jù)著絕對(duì)主要的地位。然而，煤在燃燒過程中將產(chǎn)生大量的灰渣、 二氧化硫、 氮氧化物等污染物，嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境。因此提高效率，降低成本，優(yōu)化資源配 置，促進(jìn)電力發(fā)展，是我國電力體制改革的總體目標(biāo)。提高火電廠的熱經(jīng)濟(jì)性(減 少能耗)，不僅是降低發(fā)電成本本身的需要，而且減

18、少一次能源的消耗，減少氮 氧化物和硫氧化物的排放，有利于對(duì)資源和環(huán)境的保護(hù)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。此外， 研究如何提高鍋爐的安全性、經(jīng)濟(jì)性，降低其造價(jià)，增長其使用壽命，特別是提 高其效率，提高對(duì)燃料的利用率，減少其對(duì)環(huán)境的污染等方面要求更高。我國鍋爐行業(yè)將出現(xiàn)大的轉(zhuǎn)型，主特別是改善大氣環(huán)境、提高能源利用率越 來越為各行各業(yè)和各級(jí)政府部門關(guān)注，減排、煙氣脫硫、煤氣化等技術(shù)得到廣泛 應(yīng)用，淘汰燃煤鍋爐成為大勢所趨，各種燃?xì)?、電熱等環(huán)保鍋爐正贏得市場和政 府監(jiān)管部門的青睞。此外，垃圾的綜合利用已引起社會(huì)各界的高度重視，對(duì)垃圾進(jìn)行處理的焚燒爐將具有廣闊的市場發(fā)展前景。我國火力發(fā)電發(fā)展的主要方向：繼續(xù)實(shí)行大電

19、站、大機(jī)組、高參數(shù)、環(huán)保節(jié) 水的技術(shù)路線，采用超臨界、超超臨界壓力機(jī)組及循環(huán)流化床技術(shù)，整體煤氣化發(fā)電技術(shù)等以提高火力發(fā)電廠效率、降低發(fā)電成本、減少環(huán)境污染為目標(biāo)。1.1.4國外電站鍋爐機(jī)組的發(fā)展1煤粉發(fā)電鍋爐技術(shù)和繼續(xù)實(shí)行大電站、大機(jī)組、高參數(shù)、環(huán)保節(jié)水的技術(shù)路線，采用超臨界、 超超臨界壓力機(jī)組技術(shù)。大容量鍋爐關(guān)鍵技術(shù)屬于現(xiàn)代高技術(shù)領(lǐng)域。國外鍋爐技 術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)向高參數(shù)、 大容量發(fā)展的過程。目前國際上超超臨界機(jī)組最 大容量已達(dá)1300MW，最高發(fā)電效率可達(dá) 49%。燃燒效率可達(dá)到99%，熱效率 92%-93%，已幾乎接近極限。2循環(huán)流化床發(fā)電鍋爐技術(shù)各國都在尋求新的燃燒方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的火

20、電設(shè)備。從20世紀(jì)80年代開始的，在20世紀(jì)90年代已經(jīng)達(dá)到實(shí)施階段的大型循環(huán)流化床鍋爐（CFB）和燃煤聯(lián)合循環(huán)機(jī)組（加壓流化床燃燒聯(lián)合循環(huán)（PFBC-CC ）和整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）,就是典型的代表。循環(huán)流化床是目前潔凈煤技術(shù)中一項(xiàng)成熟的技術(shù)， 正在向大型化發(fā)展。從上個(gè)世紀(jì) 70年代末，世界上第一臺(tái)商業(yè)運(yùn)行循環(huán)流化床 鍋爐投入運(yùn)行，到現(xiàn)在近30年的歷史中，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)得到了迅速發(fā)展。 循環(huán)流化床（CFB）燃燒技術(shù)是目前已基本實(shí)現(xiàn)大型化和商業(yè)化的潔凈煤燃燒技 術(shù)，由于具有燃燒效率高、污染小、煤種適應(yīng)性好、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大等優(yōu)點(diǎn)，在 世界各主要工業(yè)國家得到大力發(fā)展和推廣應(yīng)用。在短短的

21、二十多年，國外CFB鍋爐容量已達(dá)到 300MW（ 1025t/h）。福斯特惠勒（芬蘭）公司設(shè)計(jì)的600MW和 800MW超臨界壓力循環(huán)流化床鍋爐也即將投入市場。目前國外大型循環(huán)流化床鍋爐主要有兩大流派，即Lurgi派和FW Pyropower派。據(jù)國外資料分析，采用大型循環(huán)流化床鍋爐的電廠，其單位造價(jià)可比傳統(tǒng)的煤粉鍋爐加裝煙氣脫硫裝置低 8%10%。1.1.5鍋爐發(fā)展新技術(shù)潔凈煤技術(shù)（clean coal tech no logy, CCT） 一詞源于美國，它是指煤炭從開 發(fā)到利用全過程中，旨在減少污染排放與提高利用效率的加工、燃燒、轉(zhuǎn)化及污染控制等咼新技術(shù)的總稱。潔凈煤技術(shù)按其生產(chǎn)和利用的過

22、程可分為三類： 第一類是在燃燒前的煤炭加 工和轉(zhuǎn)化技術(shù)。第二類是煤炭燃燒技術(shù)， 主要是潔凈煤發(fā)電技術(shù)。第三類是燃燒 后的煙氣凈化技術(shù)。潔凈煤技術(shù)與電站和鍋爐經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的運(yùn)行息息相關(guān)。煤炭凈化是一個(gè)總稱，又叫煤炭處理或煤炭精選。它為降低各種煤的硫分和 礦物質(zhì)含量提供了一種重要的符合環(huán)保要求的、合理的和經(jīng)濟(jì)的方法。同時(shí)還可以降低單位能量的運(yùn)輸費(fèi)用，增加裝運(yùn)效率、降低煤炭用戶的廢物處理費(fèi)用，提高鍋爐效率、減少鍋爐結(jié)渣，提高發(fā)電能力等。至今為止，物理凈化方法是唯一 工業(yè)化的煤炭凈化方法，我國廣泛采用的有跳汰法、重介質(zhì)選煤法和浮選法。煤的先進(jìn)燃燒技術(shù)是指通過在燃燒過程中改變?nèi)剂闲再|(zhì)、 改進(jìn)燃燒方法、調(diào)

23、整燃燒條件、適當(dāng)加入添加劑等方法來控制污染物的生成，從而實(shí)現(xiàn)污染物排放 量的減少。目前比較成熟且應(yīng)用較廣的先進(jìn)燃燒技術(shù)有：煤粉低 NOx燃燒技術(shù)、 循環(huán)流化床燃燒技術(shù)、水煤漿燃燒技術(shù)。雖然通過煤的洗選、燃燒中降低污染物排放等措施，但還是有相當(dāng)多的大氣 污染物在燃燒后形成并排入到大氣中。 因此，在煙氣排入大氣之前要脫除其中的 有害物如SO2、NOx、顆粒物和CO2等。工業(yè)上，最常見的燃煤煙氣凈化技術(shù)有 顆粒物的脫除技術(shù)（即除塵技術(shù)）、煙氣脫硫技術(shù)和煙氣脫硝技術(shù)。在工業(yè)實(shí)際中，根據(jù)利用的除塵原理，人們習(xí)慣將除塵技術(shù)分為 4大類：機(jī) 械式除塵技術(shù)、靜電除塵技術(shù)、過濾除塵技術(shù)和濕式除塵技術(shù)。按脫硫過程

24、和脫硫產(chǎn)物的干濕狀態(tài)， 煙氣脫硫技術(shù)（FGD）可分為濕法和干 法/半干法。濕法煙氣脫硫的典型技術(shù)工藝有石灰石-石膏濕法脫硫法、氨法AMASOX工藝、亞鈉循環(huán)法和海水脫硫法。干法/半干法煙氣脫硫技術(shù)主要有噴 霧干燥法脫硫技術(shù)、爐內(nèi)噴鈣尾部增濕技術(shù)、煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)和干法催 化煙氣脫硫技術(shù)。煙氣脫硝技術(shù)主要有以下幾種：選擇性非催化還原脫硝技術(shù)（SNCR）、選擇 性催化還原脫硝技術(shù)（SCR）和濕式煙氣脫硫技術(shù)。近些年來，為了減少煙氣凈化的投資，簡化工藝，同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)受到了 越來越多的重視。目前廣為關(guān)注的同時(shí)脫硫脫硝工藝有：電子束氨法和脈沖電暈法、活性炭加氨吸附法、NOXSO工藝、SNOX工

25、藝、SNRB工藝、氧化銅法和 濕式FGD加金屬螯合物法。潔凈煤發(fā)電技術(shù)就是盡可能高效、清潔地利用煤炭資源進(jìn)行發(fā)電的相關(guān)技 術(shù)。目前主要有超超臨界發(fā)電（USC）技術(shù)、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）技 術(shù)、燃煤增壓流化床（PFBC）鍋爐聯(lián)合循環(huán)技術(shù)、整體煤氣化-燃料電池（IGMCFC） 聯(lián)合循環(huán)技術(shù)和整體煤氣化濕空氣聯(lián)合循環(huán)（IGHAT）技術(shù)。1.2主要研究內(nèi)容、應(yīng)用價(jià)值、創(chuàng)新1.2.1主要研究內(nèi)容.進(jìn)行鍋爐方案設(shè)計(jì)，并進(jìn)行方案論證。.根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行熱力計(jì)算。.繪制鍋爐總圖（1張Ai），燃燒器總圖（1張Ai）。.總結(jié)自己的設(shè)計(jì)，寫一篇5000字的概述并翻譯成英語。.書寫2萬字的說明書。1.2.

26、2應(yīng)用價(jià)值本次設(shè)計(jì)的結(jié)果對(duì)實(shí)際的鍋爐設(shè)計(jì)有一定的參考價(jià)值1.2.3倉【J新主要設(shè)計(jì)參數(shù)：蒸發(fā)量：400t/h過熱蒸汽壓力：9.8MPa過熱蒸汽溫度：540C熱風(fēng)溫度：372 C空氣進(jìn)口溫度：30 T給水溫度：215C排煙溫度：138C燃燒器上傾角：8煤種特性（銅川三里洞礦）：Car=56.67Har=2.89Oar=2.83Nar=0.64Sar=5.30Aar=26.77Mar=4.90Vdaf=18.52Qn et,ar=23358KJ/kgHGI=80DT1400C本次設(shè)計(jì)為燃貧煤咼壓鍋爐。煤種的揮發(fā)分Vdaf和發(fā)熱量Qnet,ar這兩個(gè)指標(biāo)較好，水分合適，不易結(jié)渣，煤的可磨性好，但是灰

27、分較高，含硫量很高。在 進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)鍋爐特點(diǎn)和煤種特性采用先進(jìn)的技術(shù)。1.3擬采用的研究方法經(jīng)過前期下廠參觀實(shí)習(xí)，對(duì)電站鍋爐機(jī)組設(shè)備在總體上獲得一定的感性認(rèn) 識(shí)。根據(jù)鍋爐參數(shù)和煤種這兩個(gè)約束條件進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)計(jì)算。1.4預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)、困難設(shè)想1.4.1預(yù)期達(dá)到的目標(biāo).了解煤粉鍋爐的結(jié)構(gòu)布置及設(shè)計(jì)方法；.了解燃燒器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及布置；.了解爐膛衛(wèi)燃帶面積和燃燒器布置方式對(duì)其結(jié)構(gòu)的影響；.了解電站鍋爐的熱力計(jì)算方法；.掌握CAD繪圖。1.4.2困難設(shè)想由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，在選取某些參數(shù)時(shí)可能不夠合理，造成計(jì)算結(jié)果偏差較大, 需要多次校核，影響設(shè)計(jì)進(jìn)度。2鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明2.1鍋爐的總體布置鍋爐外形的選

28、擇應(yīng)該考慮到：工作可靠、鍋爐本身及廠房建筑和連接風(fēng)道管 道金屬材料消耗少、成本低、檢修及運(yùn)行操作方便。因此，鍋爐外形的選擇不僅 與鍋爐各部件的構(gòu)造和布置有關(guān)， 也涉及到整個(gè)電站的布置，特別是汽機(jī)的配合 問題。對(duì)于中參數(shù)和中參數(shù)以上的電站鍋爐大多采用室燃方式，從熱循環(huán)效率和爐 膛內(nèi)燃燒工況來考慮，要求給水溫度和熱空氣溫度較高， 省煤器和空氣預(yù)熱器成 為鍋爐熱力系統(tǒng)不可缺少的一部分。由于壓力較高而使汽化吸熱減少，鍋爐爐膛 水冷壁已經(jīng)能滿足蒸發(fā)受熱面的要求， 因此不需要鍋爐管束；同時(shí)由于過熱氣溫 較高而使過熱吸熱增加，因而有必要也有可能將一部分過熱受熱面布置在爐膛上 部，即頂棚管過熱器及面向爐膛的屏

29、。中參數(shù)以上的鍋爐一般為電站鍋爐，大多數(shù)采用室燃方式，一般都有過熱器、 省煤器、空氣預(yù)熱器等部件，并形成一個(gè)整體，本體的外形取決于爐膛和尾部受 熱面的相對(duì)位置。如此鍋爐布置的外形就有很多形式，如圖 2.1所示：(W(d)(f)(e)圖2.1鍋爐布置形式圖(a)是n型布置，這種布置是電站鍋爐中應(yīng)用最廣泛的方式，各種容量和各種燃料均可采用。其主要特點(diǎn)是：鍋爐高度較低，安裝起吊方便；受熱面易 于布置成工質(zhì)與煙氣呈相互逆流；尾部煙道煙氣向下流動(dòng)，有利于吹灰；鍋爐煙氣出口在底層，送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、除塵器等都可以布置在地面；汽機(jī)與過熱器的 連接管道長度較短。其缺點(diǎn)是：占地面積較大；煙道轉(zhuǎn)彎處引起飛灰對(duì)受熱面

30、的 磨損；轉(zhuǎn)彎處氣室部分難以被充分利用， 當(dāng)燃用發(fā)熱值低的劣質(zhì)燃料時(shí)，尾部對(duì) 流受熱面可能布置不下；鍋爐容量增大時(shí)，尤其是 200MW以上的鍋爐，燃燒器 布置有困難，前墻可能布置不下，前后墻布置則會(huì)使煤粉管道復(fù)雜， 采用四角燃 燒時(shí)，爐膛和尾部煙道在截面和高度上配合難度也增加。為了克服上述缺點(diǎn)，在n型基礎(chǔ)上可以有一些變形，如無水平煙道， 這種形 式結(jié)構(gòu)緊湊，密閉性好，包墻管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，有利于受熱面采用懸吊結(jié)構(gòu)。還 有一種是T型布置，實(shí)際上是將尾部煙道分成兩部分， 對(duì)稱地放在鍋爐兩側(cè)，以 解決n型布置尾部受熱面布置困難的問題。圖（d）是塔形布置。這種布置的特點(diǎn)是：煙氣一直向上流動(dòng)，爐膛可成正

31、方形，其優(yōu)點(diǎn)是：所有對(duì)流受熱面都水平懸吊在爐膛上部，便于疏水；煙道短， 煙氣速度可以取得較高，使整個(gè)鍋爐體積縮小，而且使鍋爐的占地面積減??；煤粉管道和燃燒器布置方便；整臺(tái)鍋爐為選調(diào)結(jié)構(gòu)，只有向下的垂直膨脹，對(duì)流受熱面管子在一側(cè)集中穿墻，減少了密封面， 煙氣不改動(dòng)流動(dòng)方向，對(duì)受熱面沖刷 均勻，磨損減輕。其缺點(diǎn)是：鍋爐很高，安裝和檢修困難，蒸汽管道的長度和成 本增加；爐膛和對(duì)流煙道的截面需配合恰當(dāng)；將空氣預(yù)熱器和送引風(fēng)機(jī)放在頂部， 加重了鍋爐構(gòu)架負(fù)荷，也增加了安裝和檢修的困難。圖（f）是箱型布置，廣泛應(yīng)用于中、大容量的燃油、燃?xì)忮仩t。這里就不 詳述了。其它各種形式的優(yōu)缺點(diǎn)不再一一列舉。 本設(shè)計(jì)考慮

32、到n型布置的優(yōu)點(diǎn)較 多，技術(shù)較成熟，因此采用n型布置。此鍋爐屬高參數(shù)鍋爐，由前面的分析可知，在爐膛出口布置屏式過熱器，在 頂棚布置頂棚過熱器，尾部受熱面則采用省煤器和空氣預(yù)熱器交叉雙極布置，采用雙面進(jìn)風(fēng)進(jìn)水，主要是為了防止溫度過高而難于布置。2.2鍋爐結(jié)構(gòu)2.2.1爐膛水冷壁所謂爐膛水冷壁就是布置在爐膛四周的、 管內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)一般為水或汽水兩相 混合物的受熱面。管內(nèi)工質(zhì)一般向上流動(dòng)， 因而水冷壁也稱為上升管。水冷壁基 本作用是：（1）吸收爐膛內(nèi)火焰的熱量。由于爐膛內(nèi)火焰溫度較高，且煙速很低， 因此這種吸熱主要通過輻射方式來進(jìn)行， 在爐膛出口處將煙氣的溫度冷卻到足夠 低的程度。（2）保護(hù)爐墻。由于

33、水冷壁的存在，使得火焰只能部分或完全不接觸 爐墻，從而起到保護(hù)爐墻的作用。除此之外，水冷壁還能起到懸吊爐墻、防止?fàn)t 膛結(jié)渣等作用。水冷壁主要有兩種類型，即光管式水冷壁和膜式水冷壁。光管式水冷壁就是 通過鍋筒及集箱連接起來的一排布置在爐墻內(nèi)側(cè)的光管；膜式水冷壁就是各光管之間用鰭片或扁鋼焊接成的一組管屏。光管式水冷壁由普通的無縫鋼管彎制而 成，一般是貼近燃燒室爐墻內(nèi)壁、 互相平行地垂直布置，上端與鍋筒或上集箱連 接，下端與下集箱連接。光管水冷壁具有制造、安裝簡單等優(yōu)點(diǎn)，但它的缺點(diǎn)是保護(hù)爐墻的作用小， 爐膛漏風(fēng)嚴(yán)重。由于焊接工藝的限制， 以前廣泛采用光管式水冷壁。近期隨著焊 接工藝的日漸成熟，光管水

34、冷壁的使用越來越少。膜式水冷壁有兩種型式，一種是光管之間焊接扁鋼形成模式水冷壁，一種是由軋制成型的鰭片管焊成。膜式水冷壁對(duì)爐墻的保護(hù)最好，爐墻的重量、厚度大大減小。因?yàn)槟な剿浔诘臓t墻只需要保溫材料，不用耐火材料，因而可以采用輕型爐墻。同時(shí)，水冷 壁的金屬耗量增加不多。此外，膜式水冷壁氣密性好，大大減少了爐膛漏風(fēng)，甚 至也可以采用微正壓燃燒，提高鍋爐熱效率；由于蓄熱能力小，爐膛燃燒室升溫快，冷卻亦快，可縮短啟動(dòng)和停爐的時(shí)間；廠內(nèi)預(yù)先組裝好才出廠，可縮短安裝 周期，保證質(zhì)量。對(duì)于不易著火的燃料，為了使燃料迅速著火和穩(wěn)定燃燒，或者為了在旋風(fēng)爐 及液態(tài)排渣爐中獲得較高的溫度， 常常要把一部分水冷壁管

35、表面遮蓋起來， 以減 少該部位的吸熱量，這部分水冷壁表面成為衛(wèi)燃帶。煤的著火性指標(biāo)：Fz =(Vdaf Mar)2 Car 10* = (18.52 4.90)2 56.67 10* =3.1 2.0，屬于極 易燃煤，故不需要敷設(shè)衛(wèi)燃帶。較大容量的鍋爐一般做成平頂爐，爐頂由頂棚過熱器組成，但一般在爐膛后 墻水冷壁上部接近爐膛出口處設(shè)有折焰角。 這樣做的目的是：提高爐膛內(nèi)的充滿 度，避免渦流與死角，提高爐膛輻射受熱面的利用程度， 改善屏式過熱器及對(duì)流 過熱器的沖刷條件，防止上部煙氣短路； 增加水平連接煙道長度，在不增加爐膛 深度的情況下可以布置更多的對(duì)流受熱面。為了保持折焰角的形狀，常采用三叉

36、管支吊、圓鋼支吊、管子支吊三種形式。女口 2.2圖：圖22折焰角支吊形式圖（a）是使后墻水冷壁的全部或部分管子彎制成折焰角的形狀，用三叉管 引出直管與聯(lián)箱相連。為了保證彎管中的質(zhì)量流速，在直管引入聯(lián)箱處裝有節(jié)流 孔板。這種支吊方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)水循環(huán)也有不利影響，只適用于高壓以下鍋爐。 圖（b）是用圓鋼取代直管，也不需要三叉管，結(jié)構(gòu)簡單。國內(nèi)200MW、部分300MW采用此方案。其缺點(diǎn)是吊桿處要敷設(shè)爐墻保溫，以減小鍋爐啟停時(shí)圓鋼 和水冷壁之間的溫差應(yīng)力。圖（c）所示是使一部分水冷壁管子垂直向上做吊掛 管，其余管子彎成折焰角形狀。膜式水冷壁由于具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用，大型鍋爐幾乎全

37、部采用的是膜式水冷壁。具體到本課題設(shè)計(jì)的水冷壁是：采用的是由焊接的鰭片管構(gòu)成的膜式水冷 壁，外徑為60mm，節(jié)距為80mm，四面墻水冷壁的根數(shù)均為123根，管子中心 至墻的距離為0。為了保證水循環(huán)的安全，要對(duì)水冷壁進(jìn)行分組，將受熱情況相 近的水冷壁管子劃分到一個(gè)回路中。本設(shè)計(jì)每面墻分為4片水冷壁，故共4X4=16 個(gè)回路。折焰角水冷壁深入爐膛 3280mm,占爐膛深度的1/3左右。折焰角的支 吊形式采用的是如圖（c）所示的管子支吊方式。2.2.2鍋筒及鍋筒內(nèi)設(shè)備鍋筒是鍋爐中最重要的圓柱形承壓容器，價(jià)格昂貴，其主要作用如下：接受從省煤器來的給水，向過熱器輸送飽和蒸汽連接上升管和下降管構(gòu)成循環(huán)回

38、路。所以，鍋筒是水被加熱、蒸發(fā)和過熱三個(gè)過程的連接樞紐。鍋筒內(nèi)有一定 數(shù)量的飽和水，因而具有一定量的蓄熱能力。當(dāng)工況發(fā)生變化時(shí)，可以減緩汽壓變化的速度。蓄水量越大，越有利于負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)的調(diào)節(jié)。鍋筒內(nèi)部裝有給 水、加藥、排污、分段蒸發(fā)和蒸汽凈化等裝置以改善蒸汽品質(zhì)。此外，鍋筒上還 裝有壓力表、水位計(jì)和安全閥等附件。鍋筒兩端的端蓋稱為封頭。為了保證封頭有足夠的強(qiáng)度，封頭可以為平封頭、 橢球形圭寸頭及半球形圭寸頭。對(duì)于高壓鍋爐多采用半球形圭寸頭。為了便于進(jìn)入鍋筒 內(nèi)部進(jìn)行設(shè)備的安裝和檢修工作， 在鍋筒的一端或者兩端的封頭上開設(shè)人孔。 人 孔一般為橢圓形，常用尺寸為 420mmX 325mm,最小尺

39、寸為400mmX 300mm。 人孔上的孔蓋俗稱倒門，是用拉力螺絲由鍋筒里面向外關(guān)緊的。 人孔之所以做成 橢圓形，是為了使人孔蓋能夠放進(jìn)鍋筒，運(yùn)行中鍋筒內(nèi)的壓力可以進(jìn)一步將孔蓋 壓緊。從上升管進(jìn)入鍋筒的汽水混合物的流速很高，一般為45m/s,最大為710m/s.這些動(dòng)能很大的汽水混合物沖擊鍋爐內(nèi)部的爐水時(shí)，會(huì)引起大量的爐水飛 濺。因此，首先應(yīng)采用一些分離元件來清除其動(dòng)能。分離裝置有一次分離元件和二次分離元件。一次分離元件的功能是清除給水 混合物的動(dòng)能并初步把蒸汽和循環(huán)水分離。帶有少量水分的蒸汽還要有足夠的空 間高度進(jìn)行重力分離，然后進(jìn)入二次分離元件進(jìn)行機(jī)械分離， 使蒸汽進(jìn)一步得以“干燥”，最后

40、由鍋筒引出送至過熱器。在進(jìn)行汽水分離的時(shí)候，要盡量減少水 室含汽量，防止下降管帶汽，以免影響水循環(huán)的可靠性。對(duì)于高壓及超高壓鍋爐只進(jìn)行汽水分離是不夠的，為了降低蒸汽的溶解性攜 帶，需要組織合理而有效的蒸汽清洗。所謂蒸汽清洗，就是使蒸汽通過較為干凈 的水層或水霧（一般用給水作為清洗水），利用給水和鍋爐水的濃度的差別來降 低蒸汽溶解的鹽分。在較高壓力下， 溶解性攜帶成為蒸汽污染的主要原因， 依靠 汽水分離裝置只能減少蒸汽攜帶的鹽分含量， 而不能解決蒸汽溶鹽的問題，因此， 除采用汽水分離裝置外，還需要采用蒸汽清洗裝置以減少蒸汽中的溶鹽量。具體到本設(shè)計(jì)是：鍋筒內(nèi)徑為1600mm,筒壁厚度為63mm,筒

41、身部分長度 為12800mm,加封頭后總長度為14800mm，所用材料為14MnMoVg，鍋筒通過 兩對(duì)吊架吊在頂板上。鍋筒的正常水位位于鍋筒中心線一下100mm處，最高和最低水位分別位于正常水位線以上和以下 75mm。本鍋爐一次分離元件為立式柱 形筒體的旋風(fēng)分離器，規(guī)格為 315，負(fù)荷為6.5t/h,共布置63個(gè)。飽和蒸汽經(jīng) 過旋風(fēng)分離器的一次分離之后向上運(yùn)動(dòng)通過平孔板式清洗裝置進(jìn)行蒸汽清洗，緊接著進(jìn)入二次分離元件均汽板進(jìn)行二次分離， 最后由飽和蒸汽引出管引至頂棚過 熱器。另外本設(shè)計(jì)的鍋筒采用的是單端蒸發(fā)、 定期排污，并且為了防止下降管入口 處形成漩渦斗而將蒸汽帶入下降管而影響水循環(huán)， 可在

42、下降管入口處加裝保護(hù)裝 置，本設(shè)計(jì)加裝的保護(hù)裝置為柵格，此外也可以裝十字擋板。2.2.3燃燒設(shè)備煤粉鍋爐的燃燒設(shè)備由爐膛、燃燒器、點(diǎn)火裝置、燃料制備系統(tǒng)和爐膛安全 監(jiān)控系統(tǒng)組成。對(duì)爐膛的要求是：（1）應(yīng)有足夠的空間，能在盡可能低的空氣量下使燃料完 全燃燒。（2）布置合適的受熱面，使?fàn)t膛出口煙氣溫度適當(dāng)，保證其后的對(duì)流受 熱面不結(jié)渣和安全工作。（3）與燃燒器配合使?fàn)t內(nèi)有良好的空氣動(dòng)力工況，火焰充滿度高且不沖刷爐墻、不貼壁、不互相干擾，爐膛出口處煙氣的速度場、溫度 場均勻。（4）不結(jié)渣。（5）保證水循環(huán)安全。（6）生成的NOx.SOx少。（7）對(duì) 燃料的通用性大。（8）具有抗內(nèi)、外爆的能力。具體到

43、本設(shè)計(jì)為：爐膛容積熱負(fù)荷為129.36kW/m3，截面熱負(fù)荷為3一33212.65kW/m，爐膛的容積為2404.67m，水平截面為9840X 9840mm的正方 形，有效輻射面積為1216.87m2，主體高度為18430mm,爐膛上部設(shè)有水平爐 頂，下部為與水平成50傾角的冷灰斗，爐子出口煙氣溫度為 1119C。對(duì)燃燒器的要求是：（1）燃燒器出口燃料分布均勻，一、二次風(fēng)的配風(fēng)合理， 混合適時(shí)。（2）能組織良好的爐內(nèi)空氣動(dòng)力工況。（3）運(yùn)行可靠，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，負(fù) 荷調(diào)節(jié)幅度大，對(duì)燃料有較好的適應(yīng)能力，流動(dòng)阻力小，便于調(diào)節(jié)和自動(dòng)控制， 便于制造、安裝和檢修。（4）能與制粉系統(tǒng)及爐膛的特性匹配。（5）

44、減少NOx 的生成量。具體到本設(shè)計(jì)是：采用的是正四角直流燃燒器，單層布置，形成800切圓， 均等配風(fēng)，有六個(gè)一次風(fēng)口、四個(gè)二次風(fēng)口。最下一排燃燒器下邊緣距冷灰斗上 沿距離為1920mm，燃燒器特性計(jì)算列于附錄I表 5。本設(shè)計(jì)的制粉系統(tǒng)為中速磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)。點(diǎn)火系統(tǒng)采用霧化重柴油 外混式噴嘴，點(diǎn)火油噴嘴放在上中二次風(fēng)噴口之中，用電弧自動(dòng)點(diǎn)火裝置點(diǎn)火， 燃燒器采用與水冷壁固定連接方式， 在每只燃燒器上分配有專門的吊掛裝置，把燃燒器掛于爐膛水冷壁上。在熱態(tài)運(yùn)行時(shí)，燃燒器隨水冷壁一起向下自由膨脹， 為保證燃燒器切圓的形狀和位置，要求與燃燒器相連的二次風(fēng)道要采取相應(yīng)的吸 收膨脹的措施。2.2.4蒸

45、汽過熱器及汽溫調(diào)節(jié)過熱器是將主蒸汽從飽和溫度加熱到額定過熱溫度的受熱面。按照傳熱方 式，過熱器可分為對(duì)流、輻射及半輻射三類。按所處的位置及結(jié)構(gòu)，過熱器又分 為布置在爐膛水冷壁上墻式過熱器、布置在爐膛上部的分隔屏和后屏過熱器、布 置在對(duì)流煙道中的垂直式過熱器、水平式過熱器、爐膛頂棚及水平煙道與尾部煙 道的包覆過熱器?，F(xiàn)代大型鍋爐采用了多種形式的過熱器。有效的過熱器設(shè)計(jì)要求解決幾個(gè)問題。突出要解決的是：1. 要求的蒸汽溫度；2. 達(dá)到這一蒸汽溫度所需的過熱器受熱面面積；3. 要放置受熱面的爐煙溫度區(qū)；4. 最適于制造受熱面和支吊架的鋼，合金鋼或其他材料的種類；5. 流過管子的蒸汽流速（質(zhì)量流速），

46、這受到允許蒸汽壓降的限制，但反過 來，它又是控制管金屬溫度的主要因素；6. 受熱面的布置要滿足指望使用的燃料特性的要求，特別是關(guān)于管距，要 避免積灰和結(jié)渣，或者采取措施將這樣的形成物在其形成的最初階段除去；7. 過熱器作為一種構(gòu)架本身的設(shè)計(jì)和型式。前6項(xiàng)中的任何一項(xiàng)發(fā)生變化，都會(huì)使其它各項(xiàng)隨之而變化。先進(jìn)電站設(shè)計(jì)所要求的蒸汽溫度使過熱器設(shè)計(jì)人員和制造廠可以生產(chǎn)的經(jīng) 濟(jì)結(jié)構(gòu)的最高溫度。在這種情況下，經(jīng)濟(jì)要求對(duì)下述相互有關(guān)的兩個(gè)因素要作出 決定。這兩個(gè)因素使：初始費(fèi)用，也就是初投資和以后的維修費(fèi)用（為使運(yùn)行故 障，停機(jī)和更換都減少到最少程度）。如果維修費(fèi)用能大量減少，并在一段合理 的合理的時(shí)間內(nèi)抵

47、補(bǔ)超出的那部分初始費(fèi)用， 則較大的初始投資是有根據(jù)的。因 此，要求的蒸汽溫度這一因素是根據(jù)對(duì)對(duì)其它五項(xiàng)因素組合的最佳值的計(jì)算和特 定工程需要的現(xiàn)有的全部配合認(rèn)識(shí)而定的。最近幾年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)使得購買來安裝 在美國的幾乎全部的大型機(jī)組都采用1000 r左右的蒸汽溫度作為主過熱和再熱的蒸汽溫度。要求的蒸汽溫度具體確定或規(guī)定下來以后，下一步需要考慮的就是達(dá)到這一 過熱度所需要的受熱面積。需要的過熱器受熱面面積。需要的過熱器受熱面面積 方法決定于余下的四項(xiàng)因素，由于相互關(guān)系不是單一的，所以受熱面面積必須通 過試布置的方法來確定，即將它放置在看來令人滿意的爐煙溫度區(qū)。在所謂的標(biāo) 準(zhǔn)鍋爐里，通過實(shí)際布置和通過

48、先占據(jù)的過熱器受熱面空間就能很好地確定這一 區(qū)域。在確定了試布置的和試規(guī)定管距的受熱面面積以后，就可以計(jì)算蒸汽質(zhì)量流蒸汽壓降和過熱器管金屬溫度。然后為管子，聯(lián)葙和其他部件選擇合適的材料， 還可能需要對(duì)幾種布置進(jìn)行比較，以便獲得最佳組合。它們應(yīng)考慮到以下幾點(diǎn)：1 需要成本較低的合金；2 在不危及管子溫度的情況下，得到一個(gè)較為合理的蒸汽壓力；3 使蒸汽質(zhì)量流速較高，以便降低管子溫度；4 采用不同的管距，在燃料種類不定的情況下，那將更好地防止積灰；5在知道了供給地燃料較為有利時(shí)，允許采用更小的管距，以便使布置更 為經(jīng)濟(jì)；6 在通風(fēng)阻力值很緊要的地方，管子將布置成能減少裝置的通風(fēng)阻力；7.允許過熱器受

49、熱面位于爐溫較高的區(qū)域，從而節(jié)約一些受熱面，與標(biāo)準(zhǔn) 布置之差就可以得到補(bǔ)償。采用最佳的經(jīng)濟(jì)和運(yùn)行特性，采用比較滿意的各種標(biāo)準(zhǔn)，就可能完成實(shí)際的 設(shè)計(jì)。但是，還需要大量的經(jīng)驗(yàn)，并使用正確的實(shí)際原則，才能獲得令人滿意的 結(jié)果。輻射式過熱器布置在爐壁上，結(jié)構(gòu)與水冷壁相似，如包墻管、頂棚管過熱器 等。半輻射式過熱器通常稱為屏式過熱器，是由節(jié)距很小的處于同一平面內(nèi)的一排管子組成的管屏，它既吸收熱爐膛內(nèi)的輻射熱，也吸收煙氣的對(duì)流熱，一般布置在爐膛上方。爐膛前上方的屏稱前屏，布置在爐膛后上方的屏稱后屏、布置在 爐膛整個(gè)上方的成為大屏。屏式過熱器可垂直放置，也可水平放置。水平放置時(shí)疏水容易，但固定困難；垂直放

50、置時(shí)則正好相反。我國多采用垂直放置。對(duì)流過熱器分為高、低溫二級(jí)。高溫過熱器在前，懸掛在鼻區(qū)上方。低溫過 熱器在后，懸吊在水平煙道內(nèi)，過熱器均為蛇形管組。過熱器是將蒸汽從飽和溫 度加熱到額定的過熱溫度。在鍋爐負(fù)荷或其它工況變動(dòng)時(shí)，應(yīng)保證過熱溫度的波 動(dòng)處在允許的范圍之內(nèi)。在現(xiàn)代電站鍋爐中，蒸汽過熱器是鍋爐的一個(gè)必備的重 要部件，在很大程度上影響著鍋爐的緊急性和運(yùn)行安全性。在電站鍋爐中，提高過熱蒸汽的參數(shù)是提高火力發(fā)電站熱經(jīng)濟(jì)性的重要途 徑。過熱蒸汽參數(shù)的提高受到金屬材料的限制。過熱器的設(shè)計(jì)必須確保受熱面管 子的外壁溫度低于剛才的抗氧化允許溫度并保證其機(jī)械強(qiáng)度。本設(shè)計(jì)的屏式過熱器為：垂直放置，共1

51、4片，每片屏上有40根，橫向節(jié)距 為700mm，縱向節(jié)距為50mm，每根的尺寸為：外徑 42mm，壁厚5mm。具體 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)見附錄I表8,熱力計(jì)算過程見附錄I表 9,屏式過熱器簡圖見附錄U 圖2。高溫對(duì)流過熱器分為冷段和熱段兩部分，工質(zhì)在冷段逆流，在熱鍛順流，外徑為42mm，壁厚為5mm,具體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)見附錄I表10,熱力計(jì)算過程見附錄 I表11,高溫對(duì)流過熱器結(jié)構(gòu)簡圖見附錄U圖 3。低溫對(duì)流過熱器采用的是純逆流布置， 外徑為42mm,壁厚為5mm,具體結(jié) 構(gòu)數(shù)據(jù)見附錄I表12,熱力計(jì)算過程見附錄I表13.汽溫調(diào)節(jié)采用兩級(jí)冷凝水減溫，因?yàn)閲娝疁p溫是將水直接噴入過熱蒸汽中， 使其霧化、吸熱蒸發(fā)，達(dá)

52、到降低蒸汽溫度的目的。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)靈敏， 減溫器出口的汽溫延遲時(shí)間僅為 510s,調(diào)節(jié)幅度可達(dá)100C以上，壓力損失小。 其中一級(jí)減溫為粗調(diào)，二級(jí)為細(xì)調(diào)，第一級(jí)噴水量為8200kg/h，第二級(jí)減溫水量為5800kg/h,具有足夠的調(diào)節(jié)幅度，可以保證鍋爐在70%負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，汽溫仍可以達(dá)到額定參數(shù)。全部過熱器和集箱都通過吊桿裝置懸掛在鍋爐頂板梁上。蒸汽流程如圖2.3所示：圖2.3蒸汽流程2.2.5省煤器省煤器的作用主要是：（1）降低排煙溫度，提高鍋爐效率，節(jié)省燃料；（2） 充當(dāng)部分加熱受熱面或者蒸發(fā)受熱面。所以在現(xiàn)代鍋爐中，省煤器已成為不可缺 少的一部分。在低壓鍋爐中，裝設(shè)省煤器主要是為

53、了降低排煙溫度， 提高鍋爐效 率，一般仍不可能取消對(duì)流鍋爐管束。在中壓，特別是高壓和超高壓鍋爐中，由 于給水溫度高，并采用了空氣預(yù)熱器，因此，省煤器的應(yīng)用主要是為了減少蒸發(fā) 受熱面，以低廉的省煤器受熱面來代替價(jià)格昂貴的蒸發(fā)受熱面。此外，對(duì)鍋筒式鍋爐而言，尤其是工業(yè)鍋爐，給水經(jīng)省煤器提高溫度后再進(jìn)入鍋筒， 也減輕了鍋 筒所承受的熱應(yīng)力影響。省煤器按材料可以分為鑄鐵式和鋼管式； 按出口是否沸騰可分為沸騰式和非 沸騰式。鑄鐵式省煤器是由一系列外側(cè)帶有方形肋片的鑄鐵通過 180。鑄鐵彎頭 串接組成。其優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕、耐磨損。低壓鍋爐一般都沒有裝置良好的給水除氧 設(shè)備，內(nèi)部容易發(fā)生氧腐蝕；同時(shí)由于給誰進(jìn)省

54、煤器時(shí)水溫很低， 管外壁容易結(jié) 露，煙氣中的SO2和SO3達(dá)露點(diǎn)后就在管外壁形成酸液而發(fā)生外部酸腐蝕。 鑄鐵 式省煤器的缺點(diǎn)是：不能做成沸騰式。否則容易發(fā)生水擊，損壞省煤器；鑄鐵省 煤器管壁較厚，體積和質(zhì)量都較大；肋片間易積灰、堵灰；彎頭多，易滲水漏水。 因此大部分低壓鍋爐都采用鑄鐵式省煤器。中壓鍋爐及以上或容量較大的低壓鍋 爐常采用鋼管式省煤器。鋼管式省煤器一般都是蛇形管，可做成沸騰式，也可做成非沸騰式。管子可錯(cuò)列，也可順列布置，鋼管直徑一般在2838mm,每組高度不超過1.5m,以便于檢修和吹灰。蛇形管的平面可平行于前墻，也可以垂直 于前墻。當(dāng)平行于前墻時(shí)，省煤器收到磨損時(shí)更換容易，并且只

55、需要更換幾排， 故多采用。對(duì)于含灰量高的劣質(zhì)燃料， 省煤器受熱面設(shè)計(jì)應(yīng)該采用防磨措施， 才 能有效的解決磨損問題，這除了在省煤器受熱面設(shè)計(jì)中采用大直徑的厚壁管和管 束做順列布置外，主要是針對(duì)容易引起磨損的部位，裝設(shè)各種形式的防磨裝置。具體到本設(shè)計(jì)是：省煤器裝在尾部豎井部分，采用雙級(jí)交叉布置，錯(cuò)列逆流。 上下級(jí)省煤器都是支撐結(jié)構(gòu)，和空氣預(yù)熱器相交錯(cuò)順次布置在運(yùn)轉(zhuǎn)平臺(tái)上方， 每 兩個(gè)受熱面上是通過鋼梁支撐的， 蛇形管通過支撐梁傳重到兩側(cè)爐板上。 支撐梁 的一端接鼓風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)管使通風(fēng)冷卻。為減輕煙氣中含灰對(duì)受熱面的磨損，在省 煤器上下級(jí)每組管束上二三排和兩側(cè)靠爐墻的管子上加裝防磨蓋板?？紤]到燃用煤種

56、的不同，省煤器與空氣預(yù)熱器之間留有一定的空間，以便可以調(diào)整相應(yīng)的受熱面。上級(jí)省煤器沿?zé)煹郎疃确较驗(yàn)橐惑w， 而下級(jí)省煤器分為上下兩部分，中間留 有1000mm的檢修空間；上下級(jí)省煤器沿?zé)煹缹挾确较蚓鶠樽笥覍?duì)稱的兩部分， 為雙面進(jìn)水，蛇形布置，為鋼管式、沸騰式省煤器。上級(jí)省煤器共有20 排,下級(jí)省煤器共有48排，上級(jí)省煤器縱向節(jié)距為 60mm，下級(jí)省煤器的縱向節(jié)距為 60mm，所用蛇形管外徑32mm，壁厚4mm。具體高溫省煤器結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)見附錄I 表17,其熱力計(jì)算過程見附錄I表 18,其結(jié)構(gòu)簡圖見附錄U圖4。下級(jí)省煤器 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)見附錄I表21,其熱力計(jì)算過程見附錄I表 22,其結(jié)構(gòu)簡圖見附錄U 圖6

57、.2.2.6空氣預(yù)熱器空氣預(yù)熱器的作用：（1）降低排煙溫度提高鍋爐效率。（2）改善燃料的著火 條件和燃燒過程，降低燃燒不完全損失， 進(jìn)一步提高鍋爐效率。對(duì)于著火困難的 燃料，如貧煤、煙煤，常將空氣的預(yù)熱溫度達(dá)到 400左右。（3）熱空氣進(jìn)入爐 膛，提高理論燃燒溫度，強(qiáng)化爐膛的輻射傳熱，進(jìn)一步提高鍋爐的熱效率。（4）熱空氣還作為煤粉鍋爐制粉系統(tǒng)的干燥劑和輸粉介質(zhì)。鑒于以上幾點(diǎn)，現(xiàn)代鍋爐 中空氣預(yù)熱器已經(jīng)成為鍋爐不可缺少的部件。按空氣預(yù)熱器的工作原理，空氣預(yù)熱器可以分為間壁導(dǎo)熱式和再生式兩種。 間壁導(dǎo)熱式空氣預(yù)熱器是煙氣和空氣輪流地流過一種中間熱載體（金屬、陶瓷、 液體等）來實(shí)現(xiàn)傳熱，當(dāng)煙氣流經(jīng)中間載熱體時(shí)，把再熱體加熱；當(dāng)空氣流經(jīng)載 熱體時(shí)，載熱體本身受到冷卻，而空氣卻得到加熱。間壁導(dǎo)熱式空氣預(yù)熱器可以分為管式和板式，再生式空氣預(yù)熱器可分為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)和風(fēng)罩轉(zhuǎn)等型式。管式空氣預(yù)熱器是由許多薄壁鋼管裝在上下級(jí)及中間管板上形成的管箱。最常用的電站鍋爐管式空氣預(yù)熱器分為有立式和