75t循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)開題報(bào)告
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- 75t循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)開題報(bào)告一、設(shè)計(jì)背景
我國(guó)工業(yè)鍋爐量大面廣,平均容量小,且以燃煤為主。鍋爐容量小于 35 t/h的約占工業(yè)鍋爐總量的 98 . 9 %, 其中2~ 10 t /h的占 75 % ,鍋爐平均容量不到3 t /h。燃煤工業(yè)鍋爐占工業(yè)鍋爐總量的 80 %以上, 燃油氣鍋爐約占 15%, 電加熱鍋爐占 1 %左右,其余的以沼氣、 黑液、 生物質(zhì)等為燃料的鍋爐。截止至 2008年底, 我國(guó)在用工業(yè)鍋爐超過57萬臺(tái),年耗燃料約 4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤, 約占我國(guó)煤炭總產(chǎn)量的四分之一。[1]
1、工業(yè)鍋爐中普遍存在的問題
1.1鍋爐燃燒設(shè)備設(shè)計(jì)制造質(zhì)量不高,自控水平低,主輔機(jī)匹配不合理, α嚴(yán)重偏大
鏈條爐排鍋爐作為我國(guó)燃煤工業(yè)鍋爐的主要爐型,其燃燒設(shè)備存在比較突出的問題。首先爐排運(yùn)行易跑偏, 受熱后易變形、斷裂, 造成爐排漏煤火口、漏風(fēng)等,使灰渣含碳量增加;其次存在配風(fēng)裝置、調(diào)風(fēng)門不嚴(yán)密,調(diào)節(jié)件結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致調(diào)節(jié)不靈活、調(diào)風(fēng)作用不明顯,且爐室間不能密封,各風(fēng)室互相串風(fēng),風(fēng)量調(diào)節(jié)性能差,使火床上的各燃燒區(qū)段合理布風(fēng)難以實(shí)現(xiàn);此外爐排與側(cè)墻間漏風(fēng)嚴(yán)重,鍋爐橫向風(fēng)壓分布不均衡。我國(guó)的燃煤工業(yè)鍋爐自控水平較低,多為開環(huán)控制,不能根據(jù)外界用能情況變化自動(dòng)調(diào)節(jié)鍋爐運(yùn)行狀態(tài)。另外,因配置的運(yùn)行監(jiān)測(cè)儀表不全或者失靈,又缺少必要的化驗(yàn)手段,所以不能測(cè)定蒸汽﹙或給水﹚流量、 燃煤量、 過量空氣系數(shù)、 爐渣含碳量、 排煙溫度等經(jīng)濟(jì)運(yùn)行參數(shù)。工業(yè)鍋爐輔機(jī)配套普遍偏大,造成不必要的資源和能源浪費(fèi)。從工業(yè)鍋爐實(shí)際運(yùn)行情況看,過量空氣系數(shù)普遍存在嚴(yán)重超出正常范圍的現(xiàn)象。[2]
1.2使用煤種與爐型要求有差異, 造成燃煤的著火、燃盡困難,燃燒不完全
燃煤工業(yè)鍋爐是按一定的煤種(如揮發(fā)分、 熱值、灰分、 水分等)設(shè)計(jì)的,只有在燃用與設(shè)計(jì)煤種性能相近的燃煤時(shí),鍋爐的運(yùn)行才能處于比較好的狀態(tài)。而我國(guó)幅員廣大,煤的種類很多,煤質(zhì)差別很大,由于燃煤供應(yīng)幾乎沒有任何約束性規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),完全由市場(chǎng)調(diào)節(jié),供給工業(yè)鍋爐使用的燃煤基本是原煤,其粒度、熱值、 灰分、 水分經(jīng)常發(fā)生變化, 造成煤種與爐型不適應(yīng),著火困難,燃盡更困難。
1.3鍋爐水質(zhì)普遍達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求, 影響鍋爐安全,影響鍋爐熱效率
目前很大一部分工業(yè)鍋爐沒有使用水處理設(shè)備,就是已配置的水處理設(shè)備其實(shí)際利用率也不足 70 %,尤其是邊遠(yuǎn)地區(qū)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)的工業(yè)鍋爐,既未安裝水處理設(shè)備,也未采用鍋內(nèi)加藥處理方式。蒸汽鍋爐、 承壓熱水鍋爐的給水應(yīng)采用鍋外化學(xué)處理,也就是要安裝水處理設(shè)備對(duì)鍋爐給水進(jìn)行處理。否則鍋爐水質(zhì)不達(dá)標(biāo), 會(huì)導(dǎo)致鍋爐結(jié)垢,既影響鍋爐受熱面?zhèn)鳠?增加熱阻,又危及鍋爐的安全運(yùn)行。
1.4鍋爐運(yùn)行負(fù)荷低, 工況經(jīng)常變化，爐渣含碳量高, 散熱損失大
據(jù)統(tǒng)計(jì),目前全國(guó)工業(yè)鍋爐的平均運(yùn)行負(fù)荷只有額定負(fù)荷的 50%左右, 實(shí)際運(yùn)行效率往往要比鑒定效率低 10~ 15個(gè)百分點(diǎn),造成一次能源的浪費(fèi)很大。鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行容易造成漏風(fēng)量增大,火床和爐膛溫度偏低,燃燒速度明顯減慢,燃燒工況不穩(wěn)定, 煤中的固定碳燃燒變得更加困難,爐渣含碳量增加, 這樣就使不完全燃燒熱損失增大。
二、 立題目的和意義
循環(huán)流化床鍋爐是我國(guó)目前最普遍的鍋爐之一，通過自主完成鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和整體熱力計(jì)算在內(nèi)的鍋爐設(shè)計(jì)過程能夠讓我們真正了解鍋爐各個(gè)部分的特點(diǎn)和功能，并且通過這種實(shí)踐來完成對(duì)本專業(yè)只是的鞏固、充實(shí)和提高。在計(jì)算設(shè)計(jì)過程中能培養(yǎng)學(xué)生的綜合知識(shí)運(yùn)用能力及資料搜集整理意識(shí)，學(xué)會(huì)分析問題并在過程中完善答案。對(duì)給定的數(shù)據(jù)資料學(xué)會(huì)分析并補(bǔ)充自己所需的材料內(nèi)容和構(gòu)思，間接地培養(yǎng)對(duì)工程問題的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和計(jì)算能力。
三、論文研究?jī)?nèi)容
3.1循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點(diǎn)[3]
3.1.1燃燒效率高
國(guó)外的循環(huán)流化床鍋爐效率能達(dá)到99％，我國(guó)循環(huán)流化床鍋爐效率也能達(dá)到95～98％。能有這么高效率，很大一部分原因在于煤粒在循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)能充分燃盡。循環(huán)流化床鍋爐燃燒屬低溫燃燒。燃料由爐前給煤系統(tǒng)送入爐膛，送風(fēng)一般設(shè)有一次風(fēng)和二次風(fēng)，有的生產(chǎn)還設(shè)置三次風(fēng)。循環(huán)流化床鍋爐一大特點(diǎn)是采用分離回料裝置。分離回料裝置有慣性分離和旋風(fēng)分離兩種。有的大型循環(huán)流化床鍋爐還會(huì)采用兩級(jí)分離，例如75t/h，130t/h爐采用兩級(jí)分離，一級(jí)是爐室出口的慣性和百葉窗高溫分離，二級(jí)是在省煤器后加旋風(fēng)分離，末燃盡煤粒經(jīng)旋風(fēng)筒分離回流至燃燒室繼續(xù)燃燒。
3.1.2煤種適應(yīng)性強(qiáng)
循環(huán)流化床鍋爐對(duì)低熱值無煙煤、劣質(zhì)煤、頁(yè)炭、爐渣石矸等都有很好的適應(yīng)能力，適應(yīng)性比煤粉爐、層燃爐好。原因一個(gè)是循環(huán)流化床配備分離回料裝置能夠保證煤粒得到充分地燃燒，另外，循環(huán)流化床鍋爐使煤粒在爐內(nèi)產(chǎn)生一定的流化，保證煤粒能夠得到充分燃燒。[4]
3.1.3添加石灰石，有較高脫硫效果
石灰石脫硫劑在多次循環(huán)過程中，延長(zhǎng)了與煙氣中SO2的接觸時(shí)間，Ca/S比顯著降低，即以少量的石灰石達(dá)到較高的脫硫效率，脫硫效果可達(dá)95％，產(chǎn)生硫酸鈣隨渣排出。這種低倍率循環(huán)流化床鍋爐適用于20t/h、35t/h、65t/h容量等級(jí)的發(fā)電鍋爐和工業(yè)鍋爐的舊爐改造，在利用當(dāng)?shù)亓淤|(zhì)煤資源方面尤效顯著。另外，含有硫酸鈣的灰渣是綜合利用的好材料。 [5]
3.1.4添加石灰石，降低了氮氧化物生成量
煤粒和添加的石灰石在爐膛內(nèi)以800～900℃溫度燃燒，可以控制NOX的生成。這是因?yàn)樯傻腘OX被爐子部未燃燒的碳或CaO還原，因此減少的NOX的排放。
3.1.5系統(tǒng)簡(jiǎn)單，運(yùn)行操作方便
從原煤到落煤經(jīng)螺旋給煤機(jī)進(jìn)入爐膛；一次風(fēng)經(jīng)布風(fēng)板引入爐膛底部；煤粉（10mm以下）懸空燃燒；二次風(fēng)從前后墻引入，起助燃攪拌作用；隨煙氣向爐膛尾部帶起走的較大顆粒旋風(fēng)分離器后返回到爐膛，循環(huán)燃燒，進(jìn)入尾部煙道只剩下很小的灰粒。經(jīng)過上述簡(jiǎn)單流程，鍋爐即達(dá)到應(yīng)當(dāng)?shù)恼羝�，滿足汽輪機(jī)蒸汽品質(zhì)要求。
3.1.6灰渣綜合利用，前途廣泛
灰渣中有一定的硫酸鈣，可作各種建筑材料的摻合料，水泥行業(yè)、制磚行業(yè)利用灰渣前途最廣泛。該爐型推廣應(yīng)用可減少除灰渣場(chǎng)地，對(duì)無灰場(chǎng)條件的中小城市而言，不僅可以大大改善環(huán)境條件，而且可以推進(jìn)建材行業(yè)的發(fā)展，變廢為寶，使煤炭發(fā)揮綜合效益。[6] ...
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