410t燃貧煤煤粉鍋爐畢業(yè)設計說明書

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文設計的是410t/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540℃，給水溫度為215℃。鍋爐采用單鍋筒，自然循環(huán)π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流過熱器，水平煙道為低溫對流過熱

2、器，且布置了兩級噴水減溫器，便于調(diào)節(jié)蒸汽溫度。尾部豎井部分交錯布置兩級省煤器和兩級空氣預熱器。省煤器雙側(cè)進水，空預器為雙面進風的管式空預器。屏式過熱器采用振動吹灰，對流過熱器采用蒸汽吹灰，尾部受熱面采用鋼珠吹灰。</p><p>　　關(guān)鍵詞：貧煤；高壓；自然循環(huán)；四角切圓燃燒</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>

3、;　　This design is for 410t / h high-pressure lean coal boiler, whose superheated steam’s pressure is 9.8Mpa, superheated steam’s temperature is 540 ℃, feed-water’s temperature is 215 ℃. The boiler is π-type with single d

4、rum, and it uses natural circulation, direct-firing system, four corner tangential combustion The front of the boiler is the furnace, which is full of water-colded walls. The superheater lays at the furnace exit, the hig

5、h-temperature superheater is on the slope of furnace, the low-t</p><p>　　Keywords: lean coal, high-pressure, natural circulation, four corner tangential combustion</p><p><b>　　目 錄</b&g

6、t;</p><p><b>　　引 言1</b></p><p><b>　　1 文獻綜述2</b></p><p>　　1.1 課題背景及意義2</p><p>　　1.1.1 課題背景2</p><p>　　1.1.2 鍋爐發(fā)展簡史2</p>

7、<p>　　1.1.3 我國電站鍋爐發(fā)展概況3</p><p>　　1.1.4 國外電站鍋爐機組的發(fā)展5</p><p>　　1.1.5 鍋爐發(fā)展新技術(shù)5</p><p>　　1.2 主要研究內(nèi)容、應用價值、創(chuàng)新7</p><p>　　1.2.1 主要研究內(nèi)容7</p><p>　　1.2.2 應

8、用價值7</p><p>　　1.2.3 創(chuàng)新7</p><p>　　1.3 擬采用的研究方法7</p><p>　　1.4 預期達到的目標、困難設想8</p><p>　　1.4.1 預期達到的目標8</p><p>　　1.4.2 困難設想8</p><p>　　2 鍋爐結(jié)構(gòu)設

9、計說明9</p><p>　　2.1 鍋爐的總體布置9</p><p>　　2.2 鍋爐結(jié)構(gòu)10</p><p>　　2.2.1 爐膛水冷壁10</p><p>　　2.2.2 鍋筒及鍋筒內(nèi)設備12</p><p>　　2.2.3 燃燒設備14</p><p>　　2.2.4 蒸汽過

10、熱器及汽溫調(diào)節(jié)15</p><p>　　2.2.5 省煤器17</p><p>　　2.2.6 空氣預熱器19</p><p>　　2.2.7 除渣裝置21</p><p>　　2.2.8 吹灰裝置21</p><p>　　2.2.9 鍋爐構(gòu)架22</p><p>　　2.2.10

11、密封裝置22</p><p>　　2.2.11 爐墻結(jié)構(gòu)23</p><p>　　3 熱力計算24</p><p>　　3.1 主要設計參數(shù)24</p><p>　　3.2 燃料特性24</p><p>　　3.3 輔助計算24</p><p>　　3.3.1 空氣平衡24<

12、;/p><p>　　3.3.2 燃燒產(chǎn)物體積及焓的計算24</p><p>　　3.3.3 煙氣特性計算25</p><p>　　3.3.4 煙氣的焓溫表25</p><p>　　3.3.5 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算25</p><p>　　3.4 爐膛的結(jié)構(gòu)及熱力計算25</p><p&g

13、t;　　3.5 屏式過熱器的結(jié)構(gòu)及熱力計算25</p><p>　　3.6 對流過熱器的結(jié)構(gòu)及熱力計算26</p><p>　　3.7 轉(zhuǎn)向室的結(jié)構(gòu)及熱力計算26</p><p>　　3.8 熱量分配26</p><p>　　3.9 省煤器和空氣預熱器的結(jié)構(gòu)及熱力計算26</p><p>　　3.10 熱力計

14、算主要參數(shù)匯總26</p><p><b>　　結(jié) 論27</b></p><p><b>　　致 謝28</b></p><p><b>　　參考文獻29</b></p><p>　　附錄Ⅰ 熱力計算表30</p><p>　　附錄Ⅱ

15、 鍋爐部件結(jié)構(gòu)圖76</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　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)的蒸汽的設備，又稱蒸汽發(fā)生器。</p><p>　　鍋爐的一個主要用途是發(fā)電，是火力發(fā)電廠的三大主機之一，在電力生產(chǎn)過程中占有重要地位。在各種工業(yè)企業(yè)的動力設備中，鍋爐也是重要的組成部分。鍋

16、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、洗浴和采暖的所謂生活鍋爐。因此，鍋爐工業(yè)的發(fā)展對于中國國民經(jīng)濟乃至人民生活水平的提高都有著十分重要的作用。</p><p>　　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、地熱能、風能等新能源。當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?。我國的能源結(jié)構(gòu)決定了我國電力建

17、設的總方針：優(yōu)先發(fā)展火電，積極發(fā)展水電，適當發(fā)展核電，因地制宜發(fā)展新能源發(fā)電，重點發(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。</p><p>　　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年裝機容量27729kW，位居世界第二位，僅次于美國；2000年4月突破3億kW。我國發(fā)電量及發(fā)電量及發(fā)電裝機總量

18、均超過日本，躍居世界第二位。至2007年底，全國電力行業(yè)裝機容量已達7.13億千瓦。其中應用煤等化石燃料發(fā)電的火電裝機容量高達5.54億千瓦，約占全國總裝機容量的77.7%。而火力發(fā)電的發(fā)展要求鍋爐工業(yè)以相應的速度發(fā)展。</p><p>　　本設計就是針對410t/h燃貧煤高壓煤粉鍋爐進行設計的。通過本次設計，進一步學習了本專業(yè)的知識，以及鍋爐設計與制造中應該注意的一些事項，為以后的工作學習奠定基礎(chǔ)。</p

19、><p><b>　　1 文獻綜述</b></p><p>　　1.1 課題背景及意義</p><p>　　1.1.1 課題背景</p><p>　　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8230億噸標準煤，探明剩余可開采總儲量1392億標準煤。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

20、%，水能9.5%。能源剩余可采總儲量的結(jié)構(gòu)為：原煤58.8%，原油3.4%，天然氣1.3%，水能36.5%。</p><p>　　我國的能源結(jié)構(gòu)決定了我國電力建設的總方針：優(yōu)先發(fā)展火電，積極發(fā)展水電，適當發(fā)展核電，因地制宜發(fā)展新能源發(fā)電，重點發(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。</p><p>　　至2007年底，全國電力行業(yè)裝機容量已達7.13億千瓦。其中應用煤等化

21、石燃料發(fā)電的火電裝機容量高達5.54億千瓦，約占全國總裝機容量的77.7%。根據(jù)我國常規(guī)能源結(jié)構(gòu)中煤炭比重高的實際情況，在今后相當長時間內(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環(huán)境保護。</p><p>　　火力發(fā)電和工業(yè)生產(chǎn)需要燃燒燃料，也就需要鍋爐。</p><p>　　鍋爐是火力發(fā)電廠的三大主機之一，火

22、力發(fā)電的發(fā)展要求鍋爐工業(yè)以相應的速度發(fā)展。在各種工業(yè)企業(yè)的動力設備中，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、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。</p><p>　　隨著人民生活水平的提高，對能源的需求量急劇增大，鍋爐的數(shù)量也就越來越多。</p><p>　　進行燃煤鍋爐的設計，可以拓寬我們的視野和思路，

23、有助于加深對專業(yè)知識的理解，鍛煉我們查閱資料的能力，為以后的工作和再學習打下堅實的基礎(chǔ)。</p><p>　　1.1.2 鍋爐發(fā)展簡史</p><p>　　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使得上方的圓球旋轉(zhuǎn)。據(jù)認為，這是最早利用水蒸汽產(chǎn)生動力的裝置，也因此被認為是最早的鍋爐

24、。</p><p>　　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，對動力的需要增大，瓦特在紐卡門的發(fā)明的基礎(chǔ)上，完善了蒸汽機。當時用于產(chǎn)生蒸汽的鍋爐主要為圓筒形，筒外加熱。</p><p>　　隨著工業(yè)的發(fā)展，鍋爐向以下兩個方向發(fā)展：</p><p>　?、?在圓筒內(nèi)部增加受熱面積，開始是在一個大圓筒內(nèi)增加了一個鍋筒，然后

25、增加到兩個，直到多個。最后發(fā)展為現(xiàn)代的火管鍋爐。</p><p>　?、?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，故稱為水管鍋爐。從1840年出現(xiàn)第一臺水管鍋爐之后，相繼出現(xiàn)了各種類型的水管鍋爐。水管鍋爐的發(fā)展為大容量、高參數(shù)現(xiàn)代大型動力鍋爐奠定了基礎(chǔ)。</p><p>　　水管鍋爐的發(fā)展

26、有兩個分支：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。</p><p>　　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。</p><p>　　總之，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

27、耗、節(jié)省鋼材和改進工藝過程的歷史。</p><p>　　1.1.3 我國電站鍋爐發(fā)展概況</p><p>　　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。我國電力裝機容量1987年突破1萬億千瓦，1995年達到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)電裝機容量以每年新增1萬億千瓦的迅猛勢頭，2008年底已經(jīng)達到7.9253億千瓦。19

28、90年底，我國發(fā)電裝機容量僅為美國20.3%；截止2007年底，我國發(fā)電裝機容量已經(jīng)達到美國的68%左右，差距大大縮小。2007年底，我國發(fā)電裝機容量已大致相當于世界前十位電力大國中日本、德國、加拿大、法國和英國5個國家發(fā)電裝機容量的總和。我國僅2006年一年投產(chǎn)的發(fā)電裝機容量，就已經(jīng)相當于加拿大、法國、德國和英國這幾個國家的發(fā)電裝機容量之和。</p><p>　　在電力總量快速增長的同時，電能質(zhì)量也明顯提高。一

29、方面，改革開放初期，中國只有為數(shù)不多的200MW的火電機組。目前，300MW及以上大型火電機組比重達到59%。600MW及以上清潔高效機組已成為新建項目的主力機型，并逐步向世界最先進水平的百萬千瓦級超超臨界壓力機組發(fā)展。截止2008年9月底，全國已經(jīng)有10臺百萬千瓦超超臨界壓力機組投運。大機組的廣泛應用是我國火電的發(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展：2007年，全國共關(guān)停小火電機組553臺，容量達1438萬

30、千瓦，比當年關(guān)停1000萬的目標超額了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)，達到356 g/(kW·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)約標準煤2800萬噸左右。2008年1~10月份該值達到347 g/(kW·h)，當年美國是360 g/(kW·h)左右。2006年建成并投入運行的燃

31、煤電廠脫硫裝機容量超過新增發(fā)電裝機容量；裝備脫硫設備的火電機組占全部火電機組的比重逐年增加。另外我國電力制造業(yè)和電網(wǎng)的發(fā)展</p><p>　　雖然我國取得而來上述的一系列成果，但我們也應該清醒的認識到，目前我國用電水平仍然低下，人均裝機容量小，尚有2300萬人沒有用上電。未來20年，中國經(jīng)濟要保持7%以上的經(jīng)濟增長，每年將要新增電力裝機容量2500萬千瓦，按每千瓦7000元造價計算，每年電力新增裝機將新增投資達

32、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約為1800萬千瓦，每年新增火力發(fā)電總投資將達1260億元，這是一個非常巨大的電力市場。</p><p>　　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，嚴重污染生態(tài)環(huán)境。因此提高效率，降低成本，優(yōu)化資源

33、配置，促進電力發(fā)展，是我國電力體制改革的總體目標。提高火電廠的熱經(jīng)濟性（減少能耗），不僅是降低發(fā)電成本本身的需要，而且減少一次能源的消耗，減少氮氧化物和硫氧化物的排放，有利于對資源和環(huán)境的保護，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。此外，研究如何提高鍋爐的安全性、經(jīng)濟性，降低其造價，增長其使用壽命，特別是提高其效率，提高對燃料的利用率，減少其對環(huán)境的污染等方面要求更高。</p><p>　　我國鍋爐行業(yè)將出現(xiàn)大的轉(zhuǎn)型，主特別是改善大氣

34、環(huán)境、提高能源利用率越來越為各行各業(yè)和各級政府部門關(guān)注，減排、煙氣脫硫、煤氣化等技術(shù)得到廣泛應用，淘汰燃煤鍋爐成為大勢所趨，各種燃氣、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各界的高度重視，對垃圾進行處理的焚燒爐將具有廣闊的市場發(fā)展前景。</p><p>　　我國火力發(fā)電發(fā)展的主要方向：繼續(xù)實行大電站、大機組、高參數(shù)、環(huán)保節(jié)水的技術(shù)路線，采用超臨界、超超臨界壓力機組及循環(huán)流化床

35、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。</p><p>　　1.1.4 國外電站鍋爐機組的發(fā)展</p><p>　　1.煤粉發(fā)電鍋爐技術(shù)</p><p>　　和繼續(xù)實行大電站、大機組、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)歷了一個向高參數(shù)、大

36、容量發(fā)展的過程。目前國際上超超臨界機組最大容量已達1300MW，最高發(fā)電效率可達49%。燃燒效率可達到99%，熱效率92%-93% ，已幾乎接近極限。</p><p>　　2.循環(huán)流化床發(fā)電鍋爐技術(shù)</p><p>　　各國都在尋求新的燃燒方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的火電設備。從20世紀80年代開始的，在20世紀90年代已經(jīng)達到實施階段的大型循環(huán)流化床鍋爐（CFB）和燃煤聯(lián)合循環(huán)機組（加壓流化床燃燒聯(lián)合

37、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)中一項成熟的技術(shù)，正在向大型化發(fā)展。從上個世紀70年代末, 世界上第一臺商業(yè)運行循環(huán)流化床鍋爐投入運行, 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、煤種適應性好、負荷調(diào)節(jié)范圍大等優(yōu)點，在世界各主要工業(yè)國家得到大力發(fā)展和

38、推廣應用。在短短的二十多年，國外CFB鍋爐容量已達到300MW（1025t/h）。福斯特惠勒(芬蘭)公司設計的600MW和800MW超臨界壓力循環(huán)流化床鍋爐也即將投入市場。</p><p>　　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，其單位造價可比傳統(tǒng)的煤粉鍋爐加裝煙氣脫硫裝置低8%~10%。</p><

39、;p>　　1.1.5 鍋爐發(fā)展新技術(shù)</p><p>　　潔凈煤技術(shù)（clean coal technology，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)化及污染控制等高新技術(shù)的總稱。</p><p>　　潔凈煤技術(shù)按其生產(chǎn)和利用的過程可分為三類：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

40、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、環(huán)保的運行息息相關(guān)。</p><p>　　煤炭凈化是一個總稱，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)濟的方法。同時還可以降低單位能量的運輸費用，增加裝運效率、降低煤炭用戶的廢物處理費用，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

41、有跳汰法、重介質(zhì)選煤法和浮選法。</p><p>　　煤的先進燃燒技術(shù)是指通過在燃燒過程中改變?nèi)剂闲再|(zhì)、改進燃燒方法、調(diào)整燃燒條件、適當加入添加劑等方法來控制污染物的生成，從而實現(xiàn)污染物排放量的減少。目前比較成熟且應用較廣的先進燃燒技術(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)。</p><p>　　雖然通過煤的洗選、燃燒中降低污染物排放等措施，但還是有相當多的大氣污染物

42、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)。</p><p>　　在工業(yè)實際中，根據(jù)利用的除塵原理，人們習慣將除塵技術(shù)分為4大類：機械式除塵技術(shù)、靜電除塵技術(shù)、過濾除塵技術(shù)和濕式除塵技術(shù)。</p><p>　　按脫硫過程和脫硫產(chǎn)物的干濕

43、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)。</p><p>　　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)。<

44、;/p><p>　　近些年來，為了減少煙氣凈化的投資，簡化工藝，同時脫硫脫硝技術(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工藝、SNRB工藝、氧化銅法和濕式FGD加金屬螯合物法。</p><p>　　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

45、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)。</p><p>　　1.2 主要研究內(nèi)容、應用價值、創(chuàng)新</p><p>　　1.2.1 主要研究內(nèi)容</p><p>　?、?進行鍋爐方案設計，并進行方案論證。</p><p>

46、;　?、?根據(jù)設計參數(shù)，進行熱力計算。</p><p>　?、?繪制鍋爐總圖（1張A0），燃燒器總圖（1張A1）。</p><p>　?、?總結(jié)自己的設計，寫一篇2000字的概述并翻譯成英語。</p><p>　　⑸.書寫2萬字的說明書。</p><p>　　1.2.2 應用價值</p><p>　　本次設計的結(jié)果對實

47、際的鍋爐設計有一定的參考價值。</p><p><b>　　1.2.3 創(chuàng)新</b></p><p>　　主要設計參數(shù)：蒸發(fā)量：410t/h 過熱蒸汽壓力：9.8MPa</p><p>　　過熱蒸汽溫度：540℃ 熱風溫度：372℃ </p><p>　　

48、空氣進口溫度：30℃ 給水溫度：215℃</p><p>　　排煙溫度：138℃ 燃燒器上傾角：8°</p><p>　　煤種特性（銅川三里洞礦）：Car=56.67 Har=2.89</p><p>　　Oar=2.83 Nar=0.64</p><p>　　Sar=5.30

49、 Aar=26.77</p><p>　　Mar=4.90 Vdaf=18.52</p><p>　　Qnet,ar=23358KJ/kg</p><p><b>　　HGI=80</b></p><p><b>　　DT>1400℃</b></p><p&g

50、t;　　本次設計為燃貧煤高壓鍋爐。煤種的揮發(fā)分Vdaf和發(fā)熱量Qnet,ar這兩個指標較好，水分合適，不易結(jié)渣，煤的可磨性好，但是灰分較高，含硫量很高。在進行設計時應根據(jù)鍋爐特點和煤種特性采用先進的技術(shù)。</p><p>　　1.3 擬采用的研究方法</p><p>　　經(jīng)過前期下廠參觀實習，對電站鍋爐機組設備在總體上獲得一定的感性認識。根據(jù)鍋爐參數(shù)和煤種這兩個約束條件進行合理的設計計算。

51、</p><p>　　1.4 預期達到的目標、困難設想</p><p>　　1.4.1 預期達到的目標</p><p>　?、?了解煤粉鍋爐的結(jié)構(gòu)布置及設計方法；</p><p>　?、?了解燃燒器結(jié)構(gòu)特點及布置；</p><p>　?、?了解爐膛衛(wèi)燃帶面積和燃燒器布置方式對其結(jié)構(gòu)的影響；</p><

52、;p>　?、?了解電站鍋爐的熱力計算方法；</p><p>　　⑸.掌握CAD繪圖。</p><p>　　1.4.2 困難設想</p><p>　　由于缺乏經(jīng)驗，在選取某些參數(shù)時可能不夠合理，造成計算結(jié)果偏差較大，需要多次校核，影響設計進度。</p><p>　　2 鍋爐結(jié)構(gòu)設計說明</p><p>　　2.1

53、 鍋爐的總體布置</p><p>　　鍋爐外形的選擇應該考慮到：工作可靠、鍋爐本身及廠房建筑和連接風道管道金屬材料消耗少、成本低、檢修及運行操作方便。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)，也涉及到整個電站的布置，特別是汽機的配合問題。</p><p>　　對于中參數(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

54、器和空氣預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。</p><p>　　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、空氣預熱器等部件，并形成一個整體，本體的外形取決于爐膛和尾

55、部受熱面的相對位置。如此鍋爐布置的外形就有很多形式，如圖所示：</p><p><b>　　圖1 鍋爐布置形式</b></p><p>　　圖（a）是π型布置，這種布置是電站鍋爐中應用最廣泛的方式，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，有利于吹灰；鍋爐煙氣出口在底層，送風機、引

56、風機、除塵器等都可以布置在地面；汽機與過熱器的連接管道長度較短。其缺點是：占地面積較大；煙道轉(zhuǎn)彎處引起飛灰對受熱面的磨損；轉(zhuǎn)彎處氣室部分難以被充分利用，當燃用發(fā)熱值低的劣質(zhì)燃料時，尾部對流受熱面可能布置不下；鍋爐容量增大時，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，前后墻布置則會使煤粉管道復雜，采用四角燃燒時，爐膛和尾部煙道在截面和高度上配合難度也增加。</p><p>　　為了克服上述缺點

57、，在π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，實際上是將尾部煙道分成兩部分，對稱地放在鍋爐兩側(cè)，以解決π型布置尾部受熱面布置困難的問題。</p><p>　　圖（d）是塔形布置。這種布置的特點是：煙氣一直向上流動，爐膛可成正方形，其優(yōu)點是：所有對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，使整個鍋

58、爐體積縮小，而且使鍋爐的占地面積減小；煤粉管道和燃燒器布置方便；整臺鍋爐為選調(diào)結(jié)構(gòu)，只有向下的垂直膨脹，對流受熱面管子在一側(cè)集中穿墻，減少了密封面，煙氣不改動流動方向，對受熱面沖刷均勻，磨損減輕。其缺點是：鍋爐很高，安裝和檢修困難，蒸汽管道的長度和成本增加；爐膛和對流煙道的截面需配合恰當；將空氣預熱器和送引風機放在頂部，加重了鍋爐構(gòu)架負荷，也增加了安裝和檢修的困難。</p><p>　　圖（f）是箱型布置，廣泛應

59、用于中、大容量的燃油、燃氣鍋爐。這里就不詳述了。其它各種形式的優(yōu)缺點不再一一列舉。本設計考慮到π型布置的優(yōu)點較多，技術(shù)較成熟，因此采用π型布置。</p><p>　　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熱器交叉雙極布置，采用雙面進風進水，主要是為了防止溫度過高而難于布置。</p><p><b>　　

60、2.2 鍋爐結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　2.2.1 爐膛水冷壁</p><p>　　所謂爐膛水冷壁就是布置在爐膛四周的、管內(nèi)流動介質(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，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行，在爐膛出口處將煙氣的溫度冷卻到足夠低的程度。

61、（2）保護爐墻。由于水冷壁的存在，使得火焰只能部分或完全不接觸爐墻，從而起到保護爐墻的作用。除此之外，水冷壁還能起到懸吊爐墻、防止爐膛結(jié)渣等作用。</p><p>　　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

62、布置，上端與鍋筒或上集箱連接，下端與下集箱連接。</p><p>　　光管水冷壁具有制造、安裝簡單等優(yōu)點，但它的缺點是保護爐墻的作用小，爐膛漏風嚴重。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，光管水冷壁的使用越來越少。</p><p>　　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。</p><

63、;p>　　膜式水冷壁對爐墻的保護最好，爐墻的重量、厚度大大減小。因為膜式水冷壁的爐墻只需要保溫材料，不用耐火材料，因而可以采用輕型爐墻。同時，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，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，可縮短啟動和停爐的時間；廠內(nèi)預先組裝好才出廠，可縮短安裝周期，保證質(zhì)量。</p><p>　　對于不易著火的燃

64、料，為了使燃料迅速著火和穩(wěn)定燃燒，或者為了在旋風爐及液態(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。</p><p><b>　　煤的著火性指標：</b></p><p>　　，屬于極易燃煤，故不需要敷設衛(wèi)燃帶。</p><p>　　較大容量的鍋爐一般做成平頂爐，爐頂由頂棚過熱器

65、組成，但一般在爐膛后墻水冷壁上部接近爐膛出口處設有折焰角。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流受熱面。為了保持折焰角的形狀，常采用三叉管支吊、圓鋼支吊、管子支吊三種形式。如圖：</p><p>　　圖2 折焰角支吊形式</p><

66、p>　　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)復雜，對水循環(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。其缺點是吊桿處要敷設爐墻保溫，以減小鍋爐啟停時圓鋼和水冷壁之間的溫差應力。圖（c）所示是使一部分水冷壁管子垂直向上做吊掛管，

67、其余管子彎成折焰角形狀。</p><p>　　膜式水冷壁由于具有顯著的優(yōu)點，因而得到了廣泛的應用，大型鍋爐幾乎全部采用的是膜式水冷壁。</p><p>　　具體到本課題設計的水冷壁是：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，要對水冷壁進行分組，將受熱情況相近的水冷壁管子劃分到一個回

68、路中。本設計每面墻分為4片水冷壁，故共4×4=16個回路。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。</p><p>　　2.2.2 鍋筒及鍋筒內(nèi)設備</p><p>　　鍋筒是鍋爐中最重要的圓柱形承壓容器，價格昂貴，其主要作用如下：①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)回路。所

69、以，鍋筒是水被加熱、蒸發(fā)和過熱三個過程的連接樞紐。②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。當工況發(fā)生變化時，可以減緩汽壓變化的速度。蓄水量越大，越有利于負荷發(fā)生變化時的調(diào)節(jié)。③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、水位計和安全閥等附件。</p><p>　　鍋筒兩端的端蓋稱為封頭。為了保證封頭有足夠的強度，封頭可以為平封頭、橢球形封頭及半球形

70、封頭。對于高壓鍋爐多采用半球形封頭。為了便于進入鍋筒內(nèi)部進行設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人孔。人孔一般為橢圓形，常用尺寸為420mm×325mm，最小尺寸為400mm×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鍋筒，運行中鍋筒內(nèi)的壓力可以進一步將孔蓋壓緊。</p><p>　　從上升管進入鍋筒的汽水

71、混合物的流速很高，一般為4～5m/s，最大為7～10m/s.這些動能很大的汽水混合物沖擊鍋爐內(nèi)部的爐水時，會引起大量的爐水飛濺。因此，首先應采用一些分離元件來清除其動能。</p><p>　　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行重力分離，然后進入二次分離元件進行機械分離，使蒸汽進一步得以“干燥”，最后由鍋

72、筒引出送至過熱器。在進行汽水分離的時候，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。</p><p>　　對于高壓及超高壓鍋爐只進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

73、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。</p><p>　　具體到本設計是：鍋筒內(nèi)徑為1600mm，筒壁厚度為63mm，筒身部分長度為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75m

74、m。本鍋爐一次分離元件為立式柱形筒體的旋風分離器，規(guī)格為，負荷為6.5t/h，共布置63個。飽和蒸汽經(jīng)過旋風分離器的一次分離之后向上運動通過平孔板式清洗裝置進行蒸汽清洗，緊接著進入二次分離元件均汽板進行二次分離，最后由飽和蒸汽引出管引至頂棚過熱器。</p><p>　　另外本設計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)，可在下降管入口處加裝保護裝置，本設計

75、加裝的保護裝置為柵格，此外也可以裝十字擋板。</p><p>　　2.2.3 燃燒設備</p><p>　　煤粉鍋爐的燃燒設備由爐膛、燃燒器、點火裝置、燃料制備系統(tǒng)和爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)組成。</p><p>　　對爐膛的要求是：（1）應有足夠的空間，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，使爐膛出口煙氣溫度適當，保證其后的對流受熱面不結(jié)渣和安全工

76、作。（3）與燃燒器配合使爐內(nèi)有良好的空氣動力工況，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）對燃料的通用性大。（8）具有抗內(nèi)、外爆的能力。</p><p>　　具體到本設計為：爐膛容積熱負荷為129.36kW/m3，截面熱負荷為3212.65kW/m3，，爐膛的容積為2404.67，水平截面為9840&

77、#215;9840mm的正方形，有效輻射面積為1216.87，主體高度為18430mm，爐膛上部設有水平爐頂，下部為與水平成50°傾角的冷灰斗，爐子出口煙氣溫度為1119℃。</p><p>　　對燃燒器的要求是：（1）燃燒器出口燃料分布均勻，一、二次風的配風合理，混合適時。（2）能組織良好的爐內(nèi)空氣動力工況。（3）運行可靠，轉(zhuǎn)動靈活，負荷調(diào)節(jié)幅度大，對燃料有較好的適應能力，流動阻力小，便于調(diào)節(jié)和自動控

78、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）減少NOx的生成量。</p><p>　　具體到本設計是：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，有六個一次風口、四個二次風口。最下一排燃燒器下邊緣距冷灰斗上沿距離為1920mm，燃燒器特性計算列于附錄Ⅰ表5。</p><p>　　本設計的制粉系統(tǒng)為中速磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)。點火系統(tǒng)采用霧化重柴油外混

79、式噴嘴，點火油噴嘴放在上中二次風噴口之中，用電弧自動點火裝置點火，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)運行時，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道要采取相應的吸收膨脹的措施。</p><p>　　2.2.4 蒸汽過熱器及汽溫調(diào)節(jié)</p><p>　　過熱器是將主蒸汽從飽和溫度

80、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。</p><p>　　有效的過熱器設計要求解決幾個問題。突出要解決的是：</p><p>　

81、　1. 要求的蒸汽溫度；</p><p>　　2. 達到這一蒸汽溫度所需的過熱器受熱面面積；</p><p>　　3. 要放置受熱面的爐煙溫度區(qū)；</p><p>　　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；</p><p>　　5. 流過管子的蒸汽流速（質(zhì)量流速），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

82、的主要因素；</p><p>　　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；</p><p>　　7. 過熱器作為一種構(gòu)架本身的設計和型式。</p><p>　　前6項中的任何一項發(fā)生變化，都會使其它各項隨之而變化。</p><p>　　先進電站設計所

83、要求的蒸汽溫度使過熱器設計人員和制造廠可以生產(chǎn)的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的最高溫度。在這種情況下，經(jīng)濟要求對下述相互有關(guān)的兩個因素要作出決定。這兩個因素使：初始費用，也就是初投資和以后的維修費用（為使運行故障，停機和更換都減少到最少程度）。如果維修費用能大量減少，并在一段合理的合理的時間內(nèi)抵補超出的那部分初始費用，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)對對其它五項因素組合的最佳值的計算和特定工程需要的現(xiàn)有的全部配合認識而定的。最

84、近幾年的運行經(jīng)驗使得購買來安裝在美國的幾乎全部的大型機組都采用1000℉左右的蒸汽溫度作為主過熱和再熱的蒸汽溫度。</p><p>　　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)。在所謂的標準鍋

85、爐里，通過實際布置和通過先占據(jù)的過熱器受熱面空間就能很好地確定這一區(qū)域。</p><p>　　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，還可能需要對幾種布置進行比較，以便獲得最佳組合。它們應考慮到以下幾點：</p><p>　　需要成本較低的合金；</p><p>　　在不

86、危及管子溫度的情況下，得到一個較為合理的蒸汽壓力；</p><p>　　使蒸汽質(zhì)量流速較高，以便降低管子溫度；</p><p>　　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；</p><p>　　在知道了供給地燃料較為有利時，允許采用更小的管距，以便使布置更</p><p><b>　　為經(jīng)濟；</b>

87、</p><p>　　在通風阻力值很緊要的地方，管子將布置成能減少裝置的通風阻力；</p><p>　　允許過熱器受熱面位于爐溫較高的區(qū)域，從而節(jié)約一些受熱面，與標準</p><p>　　布置之差就可以得到補償。</p><p>　　采用最佳的經(jīng)濟和運行特性，采用比較滿意的各種標準，就可能完成實際的</p><p>　

88、　設計。但是，還需要大量的經(jīng)驗，并使用正確的實際原則，才能獲得令人滿意的結(jié)果。</p><p>　　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、布置在爐膛整個上方的成為大屏。屏式過熱器可垂直

89、放置，也可水平放置。水平放置時疏水容易，但固定困難；垂直放置時則正好相反。我國多采用垂直放置。</p><p>　　對流過熱器分為高、低溫二級。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。在鍋爐負荷或其它工況變動時，應保證過熱溫度的波動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必備的重要部件，在很大程度上影響

90、著鍋爐的緊急性和運行安全性。</p><p>　　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。過熱器的設計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械強度。</p><p>　　本設計的屏式過熱器為：垂直放置，共14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

91、厚5mm。具體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)見附錄Ⅰ表8，熱力計算過程見附錄Ⅰ表9，屏式過熱器簡圖見附錄Ⅱ圖2。</p><p>　　高溫對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，熱力計算過程見附錄Ⅰ表11，高溫對流過熱器結(jié)構(gòu)簡圖見附錄Ⅱ圖3。</p><p>　　低溫對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)

92、數(shù)據(jù)見附錄Ⅰ表12，熱力計算過程見附錄Ⅰ表13.</p><p>　　汽溫調(diào)節(jié)采用兩級冷凝水減溫，因為噴水減溫是將水直接噴入過熱蒸汽中，使其霧化、吸熱蒸發(fā)，達到降低蒸汽溫度的目的。其特點是結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)靈敏，減溫器出口的汽溫延遲時間僅為5～10s，調(diào)節(jié)幅度可達100℃以上，壓力損失小。其中一級減溫為粗調(diào)，二級為細調(diào)，第一級噴水量為8200kg/h,第二級減溫水量為5800kg/h，具有足夠的調(diào)節(jié)幅度，可以保證鍋爐

93、在70%負荷運行時，汽溫仍可以達到額定參數(shù)。</p><p>　　全部過熱器和集箱都通過吊桿裝置懸掛在鍋爐頂板梁上。</p><p><b>　　蒸汽流程如圖所示：</b></p><p><b>　　圖3 蒸汽流程</b></p><p><b>　　2.2.5 省煤器</b>

94、;</p><p>　　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，裝設省煤器主要是為了降低排煙溫度，提高鍋爐效率，一般仍不可能取消對流鍋爐管束。在中壓，特別是高壓和超高壓鍋爐中，由于給水溫度高，并采用了空氣預熱器，因此，省煤器的應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格昂貴

95、的蒸發(fā)受熱面。此外，對鍋筒式鍋爐而言，尤其是工業(yè)鍋爐，給水經(jīng)省煤器提高溫度后再進入鍋筒，也減輕了鍋筒所承受的熱應力影響。</p><p>　　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備，內(nèi)部容易發(fā)生氧腐蝕；同時由于給誰進省煤器時水溫很低

96、，管外壁容易結(jié)露，煙氣中的SO2和SO3達露點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。管子可錯列，也可順列布置，鋼管直徑一般在28～38mm，每

97、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。當平行于前墻時，省煤器收到磨損時更換容易，并且只需要更換幾排，故多采用。對于含灰量高的劣質(zhì)燃料，省煤器受熱面設計應該采用防磨措施，才能有效的解決磨損問題，這除了在省煤器受熱面設計中采用大直徑的厚壁管和管束做順列布</p><p>　　具體到本設計是：省煤器裝在尾部豎井部分，采用雙級交叉布置，錯列逆流。上下級省煤器都是支撐結(jié)構(gòu)，和空

98、氣預熱器相交錯順次布置在運轉(zhuǎn)平臺上方，每兩個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機的吸風管使通風冷卻。為減輕煙氣中含灰對受熱面的磨損，在省煤器上下級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]到燃用煤種的不同，省煤器與空氣預熱器之間留有一定的空間，以便可以調(diào)整相應的受熱面。</p><p>　　上級省煤器沿煙道深度方向為一體，而下級省煤器分為上下兩部分，中間留有

99、1000mm的檢修空間；上下級省煤器沿煙道寬度方向均為左右對稱的兩部分，為雙面進水，蛇形布置，為鋼管式、沸騰式省煤器。上級省煤器共有20排，下級省煤器共有48排，上級省煤器縱向節(jié)距為60mm，下級省煤器的縱向節(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，其熱力計算過程見附錄Ⅰ表18，其結(jié)構(gòu)簡圖見附錄Ⅱ圖4。下級省煤器結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)見附錄Ⅰ表21，其熱力計算過程見附錄Ⅰ表22，其結(jié)構(gòu)簡圖見附錄Ⅱ圖6.

100、</p><p>　　2.2.6 空氣預熱器</p><p>　　空氣預熱器的作用：（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，進一步提高鍋爐效率。對于著火困難的燃料，如貧煤、煙煤，常將空氣的預熱溫度達到400°左右。（3）熱空氣進入爐膛，提高理論燃燒溫度，強化爐膛的輻射傳熱，進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

101、干燥劑和輸粉介質(zhì)。鑒于以上幾點，現(xiàn)代鍋爐中空氣預熱器已經(jīng)成為鍋爐不可缺少的部件。</p><p>　　按空氣預熱器的工作原理，空氣預熱器可以分為間壁導熱式和再生式兩種。間壁導熱式空氣預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）來實現(xiàn)傳熱，當煙氣流經(jīng)中間載熱體時，把再熱體加熱；當空氣流經(jīng)載熱體時，載熱體本身受到冷卻，而空氣卻得到加熱。</p><p>　　間壁導熱式空氣預

102、熱器可以分為管式和板式，再生式空氣預熱器可分為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)和風罩轉(zhuǎn)等型式。</p><p>　　管式空氣預熱器是由許多薄壁鋼管裝在上下級及中間管板上形成的管箱。最常用的電站鍋爐管式空氣預熱器分為有立式和臥式兩種。</p><p>　　管式空氣預熱器按結(jié)構(gòu)形式可分為立式和臥式兩種;按材料可分為鋼管式、鑄鐵管式和玻璃管式等幾種。管式空氣預熱器以立式鋼管空氣預熱器應用最多。其優(yōu)點為結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、

103、漏風較小。其缺點為體積大、耗鋼材多,在大型鍋爐尤其是空氣預熱溫度要求較高時由于其體積大而引起尾部受熱面布置困難。</p><p>　　管式空氣預熱器有單級布置和雙級布置兩種方式。單級布置較為簡單，但熱空氣溫度一般不超過300℃。當要求更高的熱空氣溫度時，就必須采用雙級布置。由于煙氣熱容量大于空氣，同時煙氣流量也大于空氣，所以煙溫的下降值小于空氣溫度的升高值。隨著空氣溫度的升高，空氣預熱器熱端的溫差△t逐漸變?。疄?/p>

104、傳遞一定的熱量，溫差越小，則所需的傳熱面積越大，這就限制了單級空氣預熱器中空氣的溫升。</p><p>　　在采用雙級布置時，應按以下原則考慮布置方案：根據(jù)計算得出，取第一級空氣預熱器出口溫度等于給水溫度加10～15℃；第二級空氣預熱器入口煙溫不能超過530～550℃，以免空氣預熱器上管板燒壞；第一級省煤器出口水溫因低于40～50℃，以免水進入第二級省煤器時因氣塞而分配不均；在結(jié)構(gòu)上尾部受熱面不宜過長，過長時煙道

105、布置困難．一般希望排煙煙道下緣標高在2m以上（以鍋爐房地面標高為零）；在滿足以上幾個原則下改變第一省煤器的吸熱量以尋求最經(jīng)濟的配合方案。</p><p>　　立式預熱器是煙氣在管內(nèi)縱向流動，空氣在管外橫向流動沖刷的管子。臥式預熱器是煙氣在管外橫向沖刷管子，空氣在管內(nèi)縱向流動?？傊菬煔?、空氣作相互垂直的總體流動趨勢呈逆向的流動。立式空氣預熱器的典型結(jié)構(gòu)是由鋼管、管板（上、中、下）、框架、聯(lián)通罩、導向板、墻板、膨脹

106、節(jié)和冷、熱風道連接接口等組成。</p><p>　　為了保證空氣流速和煙氣流速的合理比值，在進行空氣預熱器的結(jié)構(gòu)設計時，必須正確地選擇空氣預熱器的通道數(shù)目和進風方式。各種流程布置主要由鍋爐總體布置確定。大容量電站鍋爐的空氣預熱器流程大都采用雙面進風和多面進風，以減少空氣側(cè)流動阻力。</p><p>　　考慮到運輸、安裝和制造尺寸超限和起重設備等因素，管式空氣預熱器通常沿著鍋爐寬度方向均分成

107、幾個管箱。管箱的高度或長度一般不宜太高或太長，立式管箱高度太高時剛性差，制造裝配時不方便，同時又與原材料長度、廠房高度以及起重設備的能力有關(guān)，也給運行維護和管內(nèi)清灰?guī)聿槐?，一般推薦高度不超過5m?？諝忸A熱器中煙氣和空氣的流速的選擇應從傳熱、阻力和磨損等諸方面加以綜合考慮。</p><p>　　現(xiàn)代大型電站鍋爐大都采用回轉(zhuǎn)式空氣預熱器。由于回轉(zhuǎn)式空氣預熱器傳熱效果好，采用單級布置就能得到較高的熱風溫度，所以回轉(zhuǎn)式

108、空氣預熱器一般都采用單級布置方式。由于回轉(zhuǎn)式空氣預熱器的直徑通常比尾部煙道的深度大，故需將回轉(zhuǎn)式空氣預熱器布置在尾部煙道的外面。將省煤器后的煙道水平引出，一分為二，在這兩條平行煙道中分別放置一臺大直徑的回轉(zhuǎn)式空氣預熱器．由于煙氣有轉(zhuǎn)向流動，部分飛灰顆粒由于慣性沉積下來，由灰斗排出，減輕了空氣預熱器的磨損。有的電廠只采用一臺大直徑回轉(zhuǎn)式空氣預熱器，國外有的電廠鍋爐在省煤器與回轉(zhuǎn)式空氣預熱器之間放置慣性煙氣除塵器的磨損。</p>