1、吉 林 化 工 学 院本 科 毕 业 设 计 说 明 书200MW 机 组 循 环 流 化 炉 的 设 计 与 计 算The Design and Calculation of 200MW Units Circulating Fluidized Bed Boiler 性 质 : 毕 业 设 计 毕 业 论 文本 科 毕 业 设 计 说 明 书- I -毕 业 设 计 （ 论 文 ） 原 创 性 声 明 和 使 用 授 权 说 明原 创 性 声 明本 人 郑 重 承 诺 ：所 呈 交 的 毕 业 设 计 （论 文 ），是 我 个 人 在 指 导 教 师 的 指 导 下进 行 的 研 究 工 作
2、及 取 得 的 成 果 。尽 我 所 知 ，除 文 中 特 别 加 以 标 注 和 致 谢 的 地 方外 ，不 包 含 其 他 人 或 组 织 已 经 发 表 或 公 布 过 的 研 究 成 果 ，也 不 包 含 我 为 获 得 及 其 它 教 育 机 构 的 学 位 或 学 历 而 使 用 过 的 材 料 。对 本 研 究 提 供 过 帮 助 和 做 出过 贡 献 的 个 人 或 集 体 ，均 已 在 文 中 作 了 明 确 的 说 明 并 表 示 了 谢 意 。作 者 签 名 ： 日 期 ： 指 导 教 师 签 名 ： 日 期 ： 使 用 授 权 说 明本 人 完 全 了 解 大 学 关
3、于 收 集 、保 存 、使 用 毕 业 设 计 （论 文 ）的 规 定 ，即 ：按 照 学 校 要 求 提 交 毕 业 设 计 （论 文 ）的 印 刷 本 和 电 子 版 本 ；学 校 有 权 保 存 毕业 设 计 （论 文 ）的 印 刷 本 和 电 子 版 ，并 提 供 目 录 检 索 与 阅 览 服 务 ；学 校 可 以 采 用影 印 、缩 印 、数 字 化 或 其 它 复 制 手 段 保 存 论 文 ；在 不 以 赢 利 为 目 的 前 提 下 ，学 校可 以 公 布 论 文 的 部 分 或 全 部 内 容 。作 者 签 名 ： 日 期 ： ： 200MW机 组 循 环 流 化 炉 的
4、设 计 与 计 算- II -摘 要近 年 来 ， 随 着 能 源 设 备 的 发 展 和 利 用 ， 特 别 是 锅 炉 这 种 将 工 质 加 热 到 一 定 的 温 度 和压 力 的 能 源 设 备 广 泛 应 用 ， 给 环 境 造 成 了 严 重 污 染 。 尤 其 是 以 煤 为 主 要 燃 料 的 锅 炉 燃 烧排 放 出 大 量 的 灰 渣 、 粉 尘 、 二 氧 化 硫 和 氮 的 氧 化 物 等 污 染 物 ， 严 重 影 响 了 生 态 环 境 。 又由 于 煤 、 石 油 等 化 石 燃 料 的 不 断 开 采 而 日 渐 枯 竭 ， 人 们 一 直 在 努 力 寻 找
5、 一 种 高 效 、 低 污染 的 燃 烧 方 式 以 解 决 以 上 两 个 问 题 。 我 国 在 上 世 纪 80年 代 初 期 开 始 研 究 开 发 循 环 流 化 床 燃 烧 技 术 ， 鉴 于 CFB锅 炉 的 优 点 和我 国 环 境 排 放 标 准 的 日 益 严 格 ,极 大 地 推 动 了 循 环 流 化 床 燃 烧 技 术 的 推 广 和 发 展 。 本 次 设计 为 670吨 /时 循 环 流 化 床 锅 炉 ， 属 于 超 高 压 锅 炉 。 在 整 个 设 计 过 程 中 ， 进 行 了 无 脱 硫 工 况 ， 脱 硫 工 况 的 燃 料 消 耗 量 和 燃 烧
6、烟 气 的 计 算 。主 要 计 算 有 热 平 衡 计 算 ， 热 力 计 算 和 结 构 计 算 。 其 中 热 力 计 算 包 括 炉 膛 、 过 热 器 、 省 煤器 以 及 空 气 预 热 器 的 计 算 。 关 键 词 ： 循 环 流 化 床 锅 炉 ； 热 平 衡 计 算 ； 热 力 计 算 ； 结 构 计 算本 科 毕 业 设 计 说 明 书- III -AbstractIn recent years， along with the extensive application of the energy equipments, boiler this kind of energ
7、y equipment that heats the work to a certain temperature and the pressure also be subjected to a value.The widely use of the equipments caused serious pollution to the environment.Especially coal as the main fuel of the boiler combustion,that emit large amounts of ash, dust, sulfur dioxide and nitro
8、gen oxide pollutants, such caused a serious impact on the ecological environment.Furthermore as coal, oil and other fossil fuels continued to mined and the depletion. It has been struggling to find an efficient and Cleaner burning method to solve the above issues.In the early 1980s, China began to r
9、esearch and development the circulating fluidized bed combustion technology. Given the advantages of CFB boilers as well as our environmental emissions standards increasingly strict year by year, great impetus has to the circulating fluidized bed combustion technology. The topic that the graduation
10、of this time design is the CFB which is 670t/h, belonging to the Ultra high type pressure boiler。Throughout the design process， I had made a calculation about the without desulfurization conditions, the status of the desulfurization of fuel consumption and combustion flue gas.The main calculating co
11、nclude heat balance calculation, thermodynamic calculation and structural calculations. Key Words： CFB； heat balance calculation ;thermodynamic calculations; structural calculation： 200MW机 组 循 环 流 化 炉 的 设 计 与 计 算- IV -目 录摘 要 IAbstractII第 1 章 绪 论 1第 2 章 基 本 数 据 22.1 设 计 任 务 22.2 燃 料 特 性 22.2.1 设 计 煤
12、种 22.2.2 石 灰 石 22.3 确 定 锅 炉 基 本 结 构 3第 3 章 锅 炉 热 平 衡 及 燃 料 消 耗 量 的 计 算 43.1 燃 烧 脱 硫 计 算 43.1.1 无 脱 硫 工 况 时 的 燃 料 计 算 43.1.2 无 脱 硫 工 况 时 的 烟 气 体 积 计 算 43.2 脱 硫 计 算 53.3 脱 硫 工 况 时 受 热 面 中 燃 烧 产 物 的 平 均 特 性 7第 4 章 热 平 衡 和 传 热 系 数 计 算 94.1 锅 炉 设 计 参 数 94.2 锅 炉 热 平 衡 及 燃 料 和 石 灰 石 消 耗 量 94.3 炉 膛 膜 式 水 冷
13、壁 传 热 系 数 计 算 11第 5 章 结 构 计 算 135.1 炉 膛 膜 式 水 冷 壁 受 热 面 积 计 算 135.2 锅 筒 结 构 计 算 145.3 过 热 器 结 构 计 算 155.4 省 煤 器 结 构 计 算 165.5 空 气 预 热 器 结 构 计 算 17第 6 章 热 力 计 算 186.1 炉 膛 热 力 计 算 186.2 过 热 器 热 力 计 算 196.3 省 煤 器 热 力 计 算 226.4 空 气 预 热 器 热 力 计 算 23本 科 毕 业 设 计 说 明 书- V -第 七 章 结 构 总 结 257.1 过 热 器 257.2 省
14、煤 器 257.3 空 气 预 热 器 257.4 钢 架 及 平 台 楼 梯 257.5 炉 墙 及 保 温 结 构 267.6 密 封 和 膨 胀 267.7 防 磨 措 施 267.8 锅 炉 阀 门 仪 表 及 管 道 26结 论 27附 表 28参 考 文 献 29致 谢 30本 科 毕 业 设 计 说 明 书- 1 -第 1 章 绪 论锅 炉 作 为 一 种 能 源 转 换 设 备 ， 在 工 业 生 产 和 生 活 中 得 到 广 泛 的 应 用 。 锅 炉 是 利 用燃 料 燃 烧 释 放 的 热 能 或 其 它 热 能 将 工 质 加 热 到 一 定 参 数 的 设 备 。
15、随 着 科 学 技 术 的 发 展 ，锅 炉 无 论 在 受 热 面 的 结 构 还 是 在 燃 烧 方 式 上 都 有 了 很 大 的 改 进 ， 以 至 于 锅 炉 效 率 得 到了 提 高 ， 这 对 能 源 利 用 ， 保 护 环 境 都 有 重 要 的 意 义 。循 环 流 化 床 锅 炉 是 八 十 年 代 发 展 起 来 的 新 一 代 燃 煤 流 化 床 锅 炉 ， 具 有 高 效 低 污 染的 特 点 ， 在 国 际 上 被 称 为 清 洁 燃 烧 技 术 正 受 到 日 益 广 泛 的 关 注 ， 但 目 前 循 环 流 化 床 锅炉 的 设 计 方 法 还 很 不 完 善
16、 。本 锅 炉 采 用 全 膜 式 壁 炉 膛 高 倍 率 循 环 流 化 床 锅 炉 。 固 体 粒 子 经 与 气 体 或 液 体 接 触而 转 变 为 类 似 流 体 状 态 的 过 程 ， 称 为 流 化 过 程 。 流 化 过 程 用 于 燃 料 燃 烧 ， 即 为 流 化 燃烧 ， 其 炉 子 称 为 流 化 床 锅 炉 。 循 环 流 化 床 锅 炉 是 在 鼓 泡 流 化 床 锅 炉 技 术 的 基 础 上 发 展 起 来 的 新 炉 型 ， 它 与 鼓 泡床 锅 炉 的 最 大 区 别 在 于 炉 内 流 化 风 速 较 高 （ 一 般 为 4 8m/s） ， 在 炉 膛 出
17、 口 加 装 了 气 固物 料 分 离 器 。 被 烟 气 携 带 排 出 炉 膛 的 细 小 固 体 颗 粒 ， 经 分 离 器 分 离 后 ， 再 送 回 炉 内 循环 燃 烧 。 循 环 流 化 床 锅 炉 可 分 为 两 个 部 分 ： 第 一 部 分 由 炉 膛 （ 快 速 流 化 床 ） 、 气 固 物料 分 离 器 、 固 体 物 料 再 循 环 设 备 和 外 置 热 交 换 器 （ 有 些 循 环 流 化 床 锅 炉 没 有 该 设 备 ）等 组 成 ， 上 述 部 件 形 成 了 一 个 固 体 物 料 循 环 回 路 。 第 二 部 分 为 对 流 烟 道 ， 布 置 有
18、 过 热器 、 再 热 器 、 省 煤 器 和 空 气 预 热 器 等 ， 与 其 它 常 规 锅 炉 相 近 。 循 环 流 化 床 锅 炉 燃 烧 所 需 的 一 次 风 和 二 次 风 分 别 从 炉 膛 的 底 部 和 侧 墙 送 入 ， 燃 料的 燃 烧 主 要 在 炉 膛 中 完 成 ， 炉 膛 四 周 布 置 有 水 冷 壁 用 于 吸 收 燃 烧 所 产 生 的 部 分 热 量 。由 气 流 带 出 炉 膛 的 固 体 物 料 在 气 固 分 离 装 置 中 被 收 集 并 通 过 返 料 装 置 送 回 炉 膛 。本 次 设 计 为 200MW机 组 循 环 流 化 床 锅
19、炉 设 计 ， 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 等 都 经 过 仔 细 计 算 和 选 择 ， 力 求 合 理 。： 200MW机 组 循 环 流 化 炉 的 设 计 与 计 算- 2 -第 2 章 基 本 数 据2.1 设 计 任 务1） 锅 炉 额 定 供 热 量 ： Do=670t/h2） 锅 炉 出 口 蒸 汽 压 力 ： p=13.8MPa（ 表 压 ）3） 饱 和 蒸 汽 温 度 ： =540gqt4） 给 水 温 度 ： =220s5） 排 污 率 ： =1%pw6） 排 烟 温 度
20、 ： =142y7） 冷 空 气 温 度 ： =20lkt2.2 燃 料 特 性2.2.1 设 计 煤 种1） 工 作 基 成 分碳 =49.4； 氢 =3.48； 氧 =6.55； 氮 =1.2； 硫 =1.88； 水 分arCarHarOarNarS=6.1； 灰 分 =31.39； 干 燥 无 灰 基 挥 发 分 =8.2。MAV2） 低 位 发 热 量 ： =20084,netarQkJ/g煤 质 分 析 校 核 计 算 ： 339.13 +1029.95 -108.86( - )-25.12 =19675.6,netar计 arCarHarOSarMkgj/=408.47628 这 说 明 煤 质 分 析 数 据 合 理 。,etrnetr|-|计 kJ/g2.2.2 石 灰 石序 号 名 称 符 号 数 值 单 位1 石 灰 石 含 量3COa3CaO97.03 %2 石 灰 石 含 量MgMg0 %3 石 灰 石 水 分 d0.8 %4 石 灰 石 灰 分 A1.88 %
