600mw火电机组燃煤锅炉的本体设计.doc

1、南 京 工 程 学 院毕业设计说明书(论文)作 者： 学 号： 系 部： 能源与动力工程学院 专 业： 热能与动力工程 题 目： 600MW 火电机组燃煤锅炉的本体设计 指导者： 评阅者： 20 15 年 5 月 南 京毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 中 文 摘 要随 着 火 力 发 电 规 模 的 不 断 扩 大 ， 我 国 自 进 入 21 世 纪 ， 开 始 重 点 发展 超 临 界 压 力 的 600MW 机 组 。 本 文 在 山 西 大 同 烟 煤 为 设 计 煤 种 的 基 础上 ， 进 行 了 600MW 火 电 机 组 燃 煤 锅 炉 本 体 的 设 计 和 热

2、力 计 算 ， 介 绍 了大 型 煤 粉 锅 炉 本 体 设 计 的 一 般 步 骤 和 方 法 。首 先 对 给 定 煤 种 进 行 数 据 校 核 和 辅 助 性 热 力 计 算 ， 结 合 已 有 机 组 参数 ， 确 定 本 次 设 计 锅 炉 本 体 的 特 性 参 数 ； 然 后 进 行 炉 膛 的 设 计 和 热 力 计算 、 并 对 各 受 热 面 进 行 设 计 和 热 力 计 算 ， 在 设 计 时 需 考 虑 受 热 面 的 布 置方 式 。 最 后 汇 总 热 力 计 算 结 果 ， 找 出 问 题 所 在 ， 提 出 解 决 问 题 的 方 案 ，从 而 达 到 设

3、计 优 化 目 的 。关 键 词 ： 600MW 锅 炉 本 体 设 计 热 力 计 算 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 外 文 摘 要Title:The body design of 600MW thermal power unit in coal fired boilerAbstractWith the continuous expansion of the scale of thermal power, From the beginning of Twenty-first Century , the super-critical pressure of 600MW units

4、 was largely developed . Based on the Datong bituminous coal, this paper studied the process of the body design and thermal calculation of 600MW units. And introduce the general steps and methods of the body design of large coal fired boiler .Firstly,we did thermodynamic calculation and analysis of

5、the design coal.Combined with the existing parameters of the unit,we determined the characteristic of the body design of the boiler.Then we designed the furnace and did the thermal calculation,and we have also designed the heating surfaces and its thermal calculation.Finally,the results of the therm

6、odynamic calculation are summarized to find out the problems,and put forward the solution of these problems,so as to achieve the goal of optimization design. Keywords:600MW boiler Body of boiler Design Thermodynamic calculation南京工程学院毕业设计说明书（论文）目录前 言 1第 一 章 绪 论 21.1. 概 述 21.1.1. 我 国 600MW 锅 炉 的 发 展 2

7、1.1.2 超 临 界 火 电 机 组 发 展 现 状 31.2. 600MW 超 临 界 锅 炉 本 体 介 绍 41.2.1. 炉 膛 41.2.2. 过 热 器 和 再 热 器 51.2.3. 尾 部 受 热 面 61.3. 锅 炉 本 体 设 计 的 一 般 步 骤 71.3.1. 确 定 锅 炉 主 要 规 范 71.3.2. 锅 炉 热 平 衡 及 燃 料 消 耗 量 计 算 71.3.3. 炉 膛 设 计 71.3.4. 各 受 热 面 设 计 71.4 600MW 燃 煤 锅 炉 本 体 设 计 内 容 说 明 8第 二 章 600MW 锅 炉 本 体 设 计 辅 助 性 热

8、力 计 算 92.1. 锅 炉 的 原 始 设 计 参 数 92.2. 燃 料 的 数 据 校 核 和 煤 种 判 断 92.3. 燃 料 燃 烧 计 算 112.3.1. 理 论 空 气 量 112.3.2. 理 论 烟 气 量 122.4.烟 气 特 性 计 算 132.4.1 炉 膛 出 口 过 量 空 气 系 数 132.4.2 漏 风 系 数 132.4.3 飞 灰 系 数 132.5. 锅 炉 热 平 衡 的 计 算 142.5.1. 锅 炉 输 入 热 142.5.2 各 项 热 损 失 的 选 取 142.6. 烟 气 焓 温 表 的 编 制 16第 三 章 炉 膛 的 设 计

9、 及 热 力 计 算 193.1. 炉 膛 容 积 的 确 定 193.2. 炉 膛 形 状 和 尺 寸 的 确 定 193.2.1. 炉 膛 截 面 积 的 确 定 193.2.2 冷 灰 斗 和 炉 顶 的 设 计 203.3. 炉 膛 的 热 力 计 算 223.3.1 热 力 计 算 方 法 的 选 择 223.3.2. 炉 膛 热 力 计 算 的 步 骤 223.3.3 主 要 计 算 参 数 的 选 取 233.3.4 炉 膛 热 力 计 算 汇 总 24第 四 章 屏 式 过 热 器 的 设 计 及 热 力 计 算 274.1. 屏 式 过 热 器 的 结 构 设 计 27南京工

10、程学院毕业设计说明书（论文）4.1.1 屏 式 过 热 器 结 构 计 算 中 的 几 点 说 明 274.1.2 设 计 不 当 带 来 的 问 题 274.2. 屏 式 过 热 器 的 热 力 计 算 294.2.1. 热 力 计 算 方 法 说 明 294.2.2. 热 力 计 算 的 步 骤 304.2.3. 主 要 计 算 参 数 的 选 取 304.3. 屏 式 过 热 器 热 力 计 算 汇 总 31第 五 章 高 温 再 热 器 的 设 计 及 热 力 计 算 375.1. 高 温 再 热 器 的 结 构 设 计 375.1.1 高 温 再 热 器 结 构 设 计 说 明 37

11、5.1.2 高 温 再 热 器 存 在 的 问 题 375.2. 高 温 再 热 器 的 热 力 计 算 395.2.1. 热 力 计 算 方 法 说 明 395.2.2. 主 要 计 算 参 数 的 选 取 395.3. 高 温 再 热 器 热 力 计 算 汇 总 40第 六 章 高 温 对 流 过 热 器 的 设 计 及 热 力 计 算 436.1. 高 温 对 流 过 热 器 的 结 构 设 计 436.1.1. 高 温 对 流 过 热 器 设 计 的 要 求 436.1.2. 设 计 应 注 意 的 问 题 436.2. 高 温 对 流 过 热 器 的 热 力 计 算 446.2.1.

12、 热 力 计 算 方 法 说 明 446.2.2. 主 要 计 算 参 数 的 选 取 446.3. 高 温 对 流 过 热 器 热 力 计 算 汇 总 45第 七 章 低 温 再 热 器 的 设 计 及 热 力 计 算 487.1. 低 温 再 热 器 的 结 构 设 计 487.2. 低 温 再 热 器 的 热 力 计 算 497.2.1. 热 力 计 算 方 法 说 明 497.2.2. 低 温 再 热 器 水 平 段 热 力 计 算 517.3. 低 温 再 热 器 水 平 段 热 力 计 算 汇 总 53第 八 章 省 煤 器 的 设 计 及 热 力 计 算 568.1. 省 煤 器

13、 的 结 构 设 计 568.1.1 省 煤 器 结 构 设 计 要 求 568.1.2 省 煤 器 的 支 吊 方 式 选 择 568.2. 省 煤 器 的 热 力 计 算 568.2.1. 热 力 计 算 方 法 说 明 568.2.2. 主 要 计 算 参 数 的 选 取 578.3 省 煤 器 热 力 计 算 汇 总 58第 九 章 空 气 预 热 器 的 设 计 及 热 力 计 算 609.1. 空 气 预 热 器 的 结 构 设 计 609.1.1 三 分 仓 空 气 预 热 器 的 选 型 609.1.2 结 构 设 计 计 算 的 几 点 说 明 609.2. 空 气 预 热

14、器 的 热 力 计 算 629.2.1. 热 力 计 算 方 法 说 明 62南京工程学院毕业设计说明书（论文）9.2.2. 主 要 热 力 计 算 公 式 629.3. 空 气 预 热 器 热 力 计 算 汇 总 65第 十 章 结 论 7010.1. 锅 炉 整 体 热 量 平 衡 校 核 7010.2. 热 力 计 算 结 果 的 汇 总 7010.3. 设 计 不 足 与 展 望 72致 谢 73参 考 文 献 74南京工程学院毕业设计说明书（论文）1前 言600MW 级 火 电 燃 煤 机 组 是 世 界 上 大 多 数 发 达 国 家 重 点 发 展 的 火 力 发 电 机 组 ，

15、是 许 多 国 家 火 力 发 电 机 组 系 列 中 的 重 中 之 重 。 伴 随 我 国 国 民 经 济 的 高 速 发 展 以及 电 力 需 求 的 迅 速 增 长 ， 电 网 容 量 也 随 之 增 大 ， 这 一 容 量 等 级 也 是 目 前 我 国 火电 建 设 中 大 力 发 展 的 机 组 之 一 。 自 1985 年 元 宝 山 电 厂 引 进 了 我 国 第 一 台600MW 火 电 机 组 并 投 产 运 行 ， 我 国 也 因 此 进 入 了 600MW 火 电 机 组 的 年 代 ，先 后 有 平 圩 发 电 厂 两 台 600MW 亚 临 界 压 力 机 组 ，

16、 上 海 石 洞 口 第 二 电 厂 两 台600MW 超 临 界 机 组 、 浙 江 北 仑 电 厂 两 台 600MW 亚 临 界 机 组 、 山 东 邹 县 电 厂两 台 600MW 机 组 相 继 投 产 运 行 。相 对 于 1000MW 燃 煤 机 组 而 言 ， 600MW 火 电 燃 煤 机 组 具 有 技 术 更 加 成 熟 ，运 行 可 靠 性 更 高 ， 目 前 在 国 内 电 厂 应 用 最 多 。 因 此 ， 对 600MW 火 电 机 组 燃 煤锅 炉 的 研 究 就 更 加 具 有 意 义 。现 在 大 容 量 燃 煤 发 电 机 组 需 具 备 运 行 可 靠

17、性 高 、 供 电 煤 耗 率 低 、 自 动 化 水平 高 。 要 做 到 这 些 ， 需 从 锅 炉 设 计 时 就 有 所 考 虑 ， 尤 其 是 锅 炉 本 体 部 分 的 设 计与 计 算 。 好 的 锅 炉 本 体 设 计 ， 不 仅 要 求 受 热 面 结 构 设 计 合 理 ， 受 热 面 的 布 置 也至 关 重 要 ， 对 提 高 安 全 性 和 经 济 性 有 很 大 帮 助 。针 对 600MW 火 电 机 组 燃 煤 锅 炉 本 体 的 设 计 ， 之 前 已 有 大 量 的 研 究 和 计 算算 例 ， 且 各 热 工 研 究 所 的 计 算 方 法 基 本 一 致

18、 ， 并 且 设 计 出 的 锅 炉 也 已 投 入 运 行 。因 此 本 文 也 将 以 已 有 的 计 算 方 法 为 基 础 ， 进 行 设 计 和 热 力 计 算 。本 文 将 围 绕 锅 炉 本 体 的 设 计 计 算 为 中 心 。 通 过 对 给 定 煤 种 的 分 析 与 热 力 计算 ， 结 合 已 有 的 计 算 方 法 ， 完 成 对 锅 炉 炉 膛 、 屏 式 过 热 器 、 再 热 器 、 过 热 器 、省 煤 器 和 空 气 预 热 器 的 设 计 和 热 力 计 算 。 设 计 中 ， 结 合 已 有 机 组 结 构 特 征 ， 找出 设 计 中 遇 到 的 问

19、题 ， 提 出 解 决 问 题 的 方 法 ， 从 而 达 到 优 化 设 计 的 目 的 。南京工程学院毕业设计说明书（论文）2第 一 章 绪 论1.1. 概 述现 代 社 会 离 不 开 电 。 电 能 也 是 最 清 洁 的 能 源 ， 其 使 用 方 便 ， 调 节 简 单 且 易于 转 换 1。 电 力 生 产 的 形 式 很 多 ， 我 国 目 前 最 主 要 的 电 力 生 产 方 式 为 火 力 发 电 。在 火 力 发 电 厂 中 ， 锅 炉 、 汽 轮 机 和 发 电 机 被 成 为 三 大 主 机 。锅 炉 是 一 种 将 燃 料 燃 烧 使 其 化 学 能 转 变 为

20、热 能 并 传 递 给 给 水 ， 通 过 一 定 的蒸 发 、 过 热 受 热 面 ， 将 水 加 热 成 具 有 一 定 压 力 和 温 度 的 蒸 汽 的 设 备 。 顾 名 思 义 ，锅 炉 由 “锅 ”和 “炉 ”组 成 。 其 中 ， 锅 不 仅 是 盛 水 的 容 器 ， 也 是 换 热 和 加 热 水和 蒸 汽 的 部 件 ； 炉 则 是 提 供 燃 料 燃 烧 场 所 的 部 件 。锅 炉 机 组 由 诸 多 设 备 ， 锅 炉 本 体 以 及 烟 、 风 道 和 各 复 杂 管 路 等 庞 大 设 备 组成 。 而 锅 炉 本 体 的 设 计 和 布 置 则 对 锅 炉 的

21、 汽 水 系 统 和 烟 风 系 统 影 响 很 大 2。1.1.1. 我 国 600MW 锅 炉 的 发 展我 国 火 力 发 电 厂 第 一 台 600MW 火 电 机 组 为 元 宝 山 电 厂 2 号 机 组 ， 由 德 国公 司 制 造 的 亚 临 界 本 生 直 流 锅 炉 ， 1985 年 建 成 运 行 ， 燃 用 煤 种 为 元Steinumlr宝 山 当 地 的 褐 煤 。 此 后 ， 随 着 我 国 经 济 的 持 续 增 长 ， 对 电 力 的 大 力 需 求 ， 促 成我 国 对 大 容 量 机 组 的 发 展 3。 截 止 到 2004 年 底 ， 已 建 成 的

22、大 容 量 机 组 中 ， 单机 容 量 600MW 及 以 上 大 型 火 力 发 电 机 组 为 55 台 ， 其 装 机 容 量 占 全 国 装 机 总 量的 10.7%， 超 临 界 机 组 为 也 达 到 14 台 。 据 不 完 全 统 计 ， 2012 年 全 国 单 机 容量 为 600MW 机 组 为 180 台 左 右 ， 约 占 全 国 装 机 容 量 的 30%。 “十 二 五 ”及“十 三 五 ”期 间 将 新 建 燃 煤 火 电 机 组 5800 万 KW， 大 多 数 机 组 将 采 用 600MW及 以 上 的 超 临 界 和 超 超 临 界 机 组 4。进 入

23、 21 世 纪 后 ， 600MW 机 组 会 在 以 后 的 一 段 时 间 成 为 火 力 发 电 和 电 网 运行 的 主 力 机 组 。 要 使 全 国 发 电 煤 耗 大 幅 降 低 ， 主 力 机 组 效 率 的 提 高 则 显 得 至 关重 要 ， 还 可 获 得 相 对 明 显 的 环 保 效 益 。同 样 600MW 等 级 的 机 组 ， 由 于 技 术 的 不 断 发 展 和 材 料 的 不 断 升 级 ， 理 论 知识 的 不 断 完 善 ， 设 计 出 来 的 机 组 各 项 指 标 也 会 有 所 不 同 。 对 燃 用 不 同 煤 种 的 同一 机 组 ， 其 各 项 指 标 也 不 同 。 我 国 早 期 600MW 机 组 的 设 计 规 范 及 结 构 特 性 参数 列 于 表 1-1。南京工程学院毕业设计说明书（论文）3表 1-1 我国早期 600MW 机组的设计