58MW強制循環(huán)熱水鏈條鍋爐設計

1、 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計(論文) 第 V 頁58MW強制循環(huán)熱水鏈條鍋爐設計摘要 我國城市集中供熱事業(yè)得到了快速發(fā)展。大容量熱水鍋爐是城市集中供熱的熱源，選擇大容量熱水鍋爐的原則應當是不僅保證在鍋爐水質(zhì)達標的情況下能夠保證水動力的安全，而且對于水質(zhì)稍差時也能保證鍋爐的安全運行。大型鏈條爐排熱水鍋爐的爐型主要有單(雙)鍋筒水管式熱水鍋爐、水火管鍋殼式熱水鍋爐和角管式熱水鍋爐三大系列，盡管這些爐型在運行中也都程度不同地出現(xiàn)過各種問題，但目前仍然是我國集中供熱鍋爐的主要爐型。本鍋爐為強制循環(huán)熱水鍋爐，用于集中供熱，熱水經(jīng)過中間換熱站換熱后向用戶供暖。文章概括敘述了本鍋爐的設計情況，包括鍋爐的熱平

2、衡，鍋爐本體的熱力計算、煙道阻力計算等,并以鏈條爐的大型化發(fā)展作為專題研究。隨著集中供熱事業(yè)的發(fā)展，更多的大型鏈條爐排熱水鍋爐將被用于集中供熱系統(tǒng)的主熱源或調(diào)峰熱源，如何選擇大型鏈條爐排熱水鍋爐的結(jié)構(gòu)形式和對鍋爐容量進行合理配置，對于供熱企業(yè)的節(jié)能安全運行及節(jié)能降耗具有著重要的現(xiàn)實意義。關鍵詞: 鏈條鍋爐；集中供熱；大型熱水鍋爐58MW forced circulation hot water chain boiler design Abstract China's urban central heating has been the rapid development of the

3、cause. Large-capacity hot water boiler is the heat of urban central heating, Select high-capacity hot water boiler should be not only of the principles of the boiler water quality standards to ensure that the circumstances to ensure the safety of the hydrodynamic, but also for less when the water qu

4、ality to ensure the safe operation of boilers. Large chain grate furnace hot water boilers are mainly single (double) drum water-tube hot water boiler, shell-and-pan fire and water tube hot water boiler and hot water boiler tube angle three series, although the furnace are in operation to varying de

5、grees, there were various problems, however, China remains the main central heating boiler furnace. This boiler is forced circulation hot water boiler for central heating, hot water heat exchanger through the middle station to the user after the heat exchanger.The article describes a general design

6、of the boiler, including boiler heat balance, heat boiler, the flue resistance calculation and so on, and large-scale furnace chain as a special study of the development. With the development of central heating, more large-scale chain grate boiler will be used for hot water central heating system, t

7、he main heat source or heat source peak, how to choose a large chain grate boiler hot water boiler structure and capacity to carry out a reasonable configuration, energy for heating the safe operation of enterprises and saving energy has an important practical significance.Keywords: chain boiler; ce

8、ntral heating; large hot water boiler 目錄1緒論11.1 課題背景11.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀31.3課題的研究方法及內(nèi)容62工藝流程簡介83鍋爐的構(gòu)造93.1鍋筒及其內(nèi)部裝置93.2省煤器93.3鍋爐安全附件與儀表93.4鍋爐的吹灰及檢修103.5鍋爐爐墻與構(gòu)架103.5.1爐墻103.5.2構(gòu)架114鍋爐給水處理124.1水中的雜質(zhì)和水質(zhì)指標124.1.1鍋爐給水質(zhì)量標準124.1.2鍋爐爐水質(zhì)量標準124.2鍋爐受熱面的結(jié)垢與腐蝕124.3鈉離子交換軟化134.4離子交換除堿144.5其他水處理方法144.6水的除氧155鍋爐熱平衡計算165.1原始參數(shù)1

9、65.1.1鍋爐參數(shù)165.1.2燃料參數(shù)165.2理論空氣量及理論煙氣量的計算175.3煙氣的溫焓表175.4熱水鍋爐熱平衡計算196鍋爐部件的熱力計算216.1爐膛216.2省煤器236.3附加受熱面(水)266.4燃燼室266.5傳熱部件熱力計算結(jié)果匯總267項目基本參數(shù)288 鍋爐煙氣通道阻力計算298.1防渣管阻力計算298.2變截面轉(zhuǎn)彎煙道阻力計算308.3省煤器阻力計算318.4 180o轉(zhuǎn)彎阻力計算338.5省煤器阻力計算338.6除塵器阻力計算358.7煙氣通道全壓降阻力計算358.8引風機阻力計算369鍋爐空氣通道阻力計算389.1直通管道阻力計算389.2分流合流聯(lián)箱阻力

10、計算389.3調(diào)風門阻力計算399.4爐排下空氣壓力阻力計算409.5空氣通道全壓降阻力計算409.6鼓風機阻力計算4110專題部分：工業(yè)鏈條爐高溫燃燒脫硫劑與脫硫新技術的研究43101脫硫研究的目的43102工業(yè)鏈條爐脫硫添加劑的研究進展43103鈣基添加劑的種類對脫硫效果的影響43104某些堿金屬、堿土金屬鹽等對鈣基利用率的影響44105工業(yè)廢渣和礦物原料在燃燒脫硫中的應用45 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計(論文) 第 53 頁1緒論1.1 課題背景我國正處于一個高速發(fā)展時期，能源消耗也出現(xiàn)大幅度上升，能源問題已嚴重制約了我國經(jīng)濟的發(fā)展。為保證國民經(jīng)濟持續(xù)、快速、健康發(fā)展，就必須合理、有效地

11、利用能源，不斷地提高能源利用率。鍋爐是供熱之源。我們把用于動力、發(fā)電方面的鍋爐，叫做電站鍋爐；把用于工業(yè)、采暖和生活方面的鍋爐，稱為供熱鍋爐，又稱工業(yè)鍋爐。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，鍋爐設備已廣泛應用于現(xiàn)代工業(yè)的各個部門，成為發(fā)展國民經(jīng)濟的重要熱工設備之一。從量大面廣的這個角度來看，除了電力行業(yè)以外的各行各業(yè)中運行著的主要是中小型低壓鍋爐，全國目前計有50多萬臺。石油、燃氣、煤炭等都是不可再生的能源，需要經(jīng)過幾千萬年甚至幾億年才能生成1。另外，受石油價格上漲和全球氣候變化的影響，可再生能源開發(fā)利用受到國際社會的重視，許多國家提出了明確的發(fā)展目標，制定了支持可再生能源發(fā)展的法規(guī)和政策，使可再生能源技術

12、水平不斷提高，產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐漸擴大，成為促進能源多樣化和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要能源2。 可再生能源是指風能、太陽能、水能、生物質(zhì)能、地熱能和海洋能等非化石能源，是我國重要的能源資源，在滿足能源需求、改善能源結(jié)構(gòu)、建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會等方面發(fā)揮重要作用。但可再生能源消費占我國能源消費總量的比重還很低，技術進步緩慢，產(chǎn)業(yè)基礎薄弱，不能適應可持續(xù)發(fā)展的需要。例如，我國已經(jīng)制造出燃油，燃氣鍋爐，它們都是能效高，污染少的鍋爐。我國近幾年已經(jīng)開采出很多沼氣田，也產(chǎn)出大量的天然氣，但是天然氣的價格比較貴，用于集中供熱廣大居民承受不起，感覺經(jīng)濟壓力大，所以沒有普及。今年全球的油價和去年相比已經(jīng)上漲了很多，

13、近期油價又上調(diào)，使廣大用戶難以接受，即使供暖單位也會感覺價格昂貴。隨著城市建設和保護環(huán)境的需要，盡管燃油，燃氣鍋爐日益增多 ，但是由于我國是以煤為主要能源消耗的國家，煤炭消費量位居世界之首，占全世界煤炭消耗總量的20%以上，占我國一次性能源消耗總量的75%以上，即使這樣會造成城市污染，鍋爐燃料還是以煤為主，燃煤鍋爐約占803。中國工業(yè)鍋爐以層狀燃燒為主，燃料大多數(shù)為煤炭，并且以鏈條爐排為主導地位，其產(chǎn)量占工業(yè)鍋爐總臺數(shù)的52.7、占總?cè)萘康?9，其次為往復爐排，分別占總臺數(shù)地21和總?cè)萘康?7。因為鏈條爐對于燃料煤的要求相對比較低，不需要磨煤機，篩選等流程。目前城市中常用的供熱方式為集中供熱、

14、區(qū)域鍋爐房集中供熱、分戶供熱等三種方式，城市供熱應大力發(fā)展集中供熱;區(qū)域鍋爐房集中供熱的主要發(fā)展方向是燃氣鍋爐；戶式供熱應在缺少集中熱源的情況下采用。 國家應該大力發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)、區(qū)域鍋爐房供熱，合理選擇集中供熱方式，取代分散、小型工業(yè)鍋爐供熱，提高熱電比重4。熱電聯(lián)產(chǎn)具有節(jié)約能源、改善環(huán)境、提高供熱質(zhì)量、增加電力供應等綜合效益；而且它的優(yōu)勢是：（1）節(jié)約能源。鏈條爐結(jié)構(gòu)簡單，蒸發(fā)量小，運行參數(shù)較低，單位爐膛體積發(fā)熱量較低，因而它的占地面積小，不必如電站煤粉爐用很大面積布置附屬設備，這也是鏈條鍋爐的優(yōu)點之。（2）減少污染。熱電站的供電煤耗一般小于200g/kWh,抽冷機組的熱電站稍高，但也在25

15、0一230g/kWh，而目前我省供電煤耗約360g/kWh.熱電站的供熱煤耗一般40kg/GJ，而小型工業(yè)鍋爐由于其熱效率低，供熱煤耗大于50kg/GJ。這兩項差別是熱電站的節(jié)能所在。（3）提高供熱質(zhì)量。分散小鍋爐由于設備、管理、技術水平等原因，污染物排放量較大，較難達到環(huán)保要求，而熱電站一般都有完善的除塵系統(tǒng)，對粉塵、SO2, NO,等的排放控制較好，一般能達標。（4）減少備用容量。小鍋爐的供熱壓力和溫度均不夠穩(wěn)定，影響用汽企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，而由熱電站供熱，能夠提供充足、穩(wěn)定的用汽。用汽企業(yè)由于用汽負荷的不穩(wěn)定以及生產(chǎn)的發(fā)展，一般需要較大的鍋爐總?cè)萘考皞溆萌萘?，這既使鍋爐設備的年利用小時數(shù)降低，

16、同時運行爐的負荷也較低。而采用熱電站集中供熱后，可以調(diào)整峰谷負荷，統(tǒng)一備用，提高設備利用小時數(shù)一倍以上，大大減少鍋爐的裝機總?cè)萘?。?）提高技術水平，降低勞動強度。熱電站的技術水平、控制水平、自動化程度、生產(chǎn)條件等均比分散小鍋爐好得多?？纱蟠蠼档凸と说膭趧訌姸龋纳苿趧訔l件。雖然熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)展對于城市環(huán)境和城市建設有許多好處，但是由于國家的經(jīng)濟條件和國內(nèi)的形勢，熱電聯(lián)產(chǎn)只是一個目標，還沒有大面積實施，成為主要供熱方式，因此還是采用集中供熱來實現(xiàn)剛大用戶的采暖問題。 發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)必須要與是否符合產(chǎn)業(yè)政策要求，是否符合國家環(huán)境保護政策結(jié)合起來，對影響環(huán)境的主要污染要采取具體的防治措施.熱電聯(lián)產(chǎn)項目

17、建成后將實現(xiàn)集中供熱,替代供熱區(qū)內(nèi)大量小鍋爐，明顯的改善環(huán)境、提高供熱質(zhì)量、增加電力供應,是清潔生產(chǎn)的體現(xiàn),可有效的改善城市大氣環(huán)境質(zhì)量，提高人民生活的質(zhì)量5。1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 隨著我國機械工業(yè)的發(fā)展，目前我國已有各種燃煤用的工業(yè)鍋爐和熱水鍋爐系列產(chǎn)品，促進集中供暖的發(fā)展。從70年代開始，多種供暖系統(tǒng)型式的應用和新型散熱設備的研制工作，有了較大的發(fā)展，太陽能和地熱能用于供暖方面，取得了可喜的成績。但這些技術在國內(nèi)屬于發(fā)展階段，而且受地域影響很大，因此暫時不可能成為我國主要供暖方式6。由于國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，節(jié)能工作日益受到重視和開放政策的實施，使我國集中供暖事業(yè)，無論在供暖規(guī)模和供暖技術方

18、面，都有了很大的發(fā)展。我國城市供暖方式大體分為城市集中供暖、區(qū)域鍋爐房供暖、分散鍋爐房供暖、火爐采暖等幾種，也有部分工業(yè)余熱和廢熱用于建筑采暖。近年來，由于城市能源結(jié)構(gòu)的變化，國外供暖公司進軍中國市場的影響，出現(xiàn)了燃氣采暖和電加熱器采暖方式。城市的供暖均以集中供暖為主，但集中供暖率不等。中國在用的鏈條爐排鍋爐有40多萬臺，每年新爐遞增率為7-8%，還有數(shù)量不少的鏈條爐排窯爐。國外也有很多這種爐排?，F(xiàn)在的爐排都采用大型化，與以往的鏈條爐相比，不僅使效率從50%提高到84%，熱水流速加快，傳熱效果好，而且還節(jié)約了燃料。但是大型爐排液存在很多問題，例如對有限的面積存在制約，而且爐排的機械傳動也相對慢

19、了很多，主要是對水動力平衡要求比較高；原來的小型鏈條爐，鍋筒的結(jié)構(gòu)小，成本低，運轉(zhuǎn)起來會快一些。鏈條爐適應煤種廣泛,運行穩(wěn)定，操作簡單,結(jié)構(gòu)相對簡單，工藝要求較低,鍋爐運行參數(shù)較低,占地面積較小,鍋爐效率較低初投資相對較少,后期維護容易附屬設備很少,安全措施較易掌握。 鏈條鍋爐燃煤是在鏈條爐排上燃燒，鏈條緩慢移動，帶動燃燒的燃煤運行，燃煤的燃盡程度與鏈條運行的速度有很大關系， 因此該型鍋爐區(qū)別于電站鍋爐主要在燃燒方式的選擇上。電站鍋爐大多數(shù)是采用噴燃方式，鏈條鍋爐主要是燃煤在鏈條上燃燒，所以該型鍋爐相對與電站鍋爐適應煤種更加廣泛。，該型鍋爐效率最高可達70左右，效率較低，爐渣含碳量很高，燃燒褐

20、煤較容易燃盡。褐煤發(fā)熱量一般較低，達不到鍋爐蒸發(fā)量的要求，所以鏈條爐還是以煙煤為主7。一般煙煤和褐煤混合燃燒，效果較好8。鏈條鍋爐主要結(jié)構(gòu)分燃燒室和尾部煙道。燃燒室體積較小，熱風從鏈條爐排底部吹入，燃燒室呈拱形，喉部有拉稀管束，主要是為了減小煙氣流速，防止飛灰顆粒沾粘管壁?？諝忸A熱器和省煤器布置在尾部煙道，一般為一級，也有兩級布置的。由于安全系數(shù)較小，所以材質(zhì)可以選擇相對便宜，安全性能低一些的材質(zhì)，工藝要求也可以較電站鍋爐適當放寬。工業(yè)鍋爐的運行參數(shù)，一般滿足工業(yè)加工需要即可，所以設計運行參數(shù)較低，一般2030個大氣壓，300 400 ，相對于電站鍋爐的運行參數(shù)低很多，這也是鏈條鍋爐能夠存在的

21、原因。長期以來中國的工業(yè)鍋爐制造重“鍋”輕“爐”，致使爐的結(jié)構(gòu)、工藝落后，成為影響鍋爐整體性能-熱效率低，排放污染嚴重的主要原因之一。在鍋的方面，受壓件制造由國家技術監(jiān)督部門監(jiān)督，從產(chǎn)品設計。制造裝備，檢測手段及工藝均得到重視，并開發(fā)了各種爐型。而在爐的部分，總的情況是： (1) 爐排形式單調(diào)，容量不大。 老的鏈條爐排有鏈帶式，容量為0.5t/h10t/h；鱗片式，容量為6.5t/h35t/h;往復爐排，其中有平推式和斜推式兩種容量為110t/h。因為排放問題，拋煤機爐排、振動爐排、翻動爐排及下飼式燃燒設備沒有得到應有的發(fā)展。 (2) 爐排結(jié)構(gòu)陳舊，質(zhì)量不高。 由于缺乏爐排試驗研究基地，在設計

22、上普遍是互相抄襲，在工藝上缺乏專用設備，爐排片鑄造大多從作坊式的小工場外協(xié)，他們都手工制造，熔煉設備簡單。因此質(zhì)量問題多，如爐排密封不嚴，配風不均，側(cè)密封漏風；爐排斷裂、走偏等嚴重影響了燃燒效率。從而使鍋爐熱效率低。目前工業(yè)鍋爐熱效率普遍在65%-75%，比歐美國家的低10%-15%。 (3) 爐排制造沒有專用設備和專業(yè)化生產(chǎn)。 爐排是在高溫下工作的機械，應由機械專業(yè)設計和配以專門工藝設施制造。但中國的鍋爐廠大多數(shù)既作鍋，又作爐。對鍋的制造，工藝及工裝都較完善；而對爐就不夠重視。特別是外協(xié)爐排片質(zhì)量差，幾何尺寸公差、材質(zhì)均達不到標準要求；而對爐排本體的冷作加工粗糙，又無檢驗設施。 (4) 燃用

23、原煤對爐排性能影響嚴重。 至今中國工業(yè)鍋爐燃燒的基本是原煤，只有少數(shù)地區(qū)有一些動力配煤。原煤的粒度小于3mm 的細末含量大于60%，大于10mm 的僅占15%-25%。在20 世紀60 年代，我國也從國外引進鏈條爐排鍋爐，其爐排制造精良，但燃燒原煤則鍋爐達不到出力，運行不正常。為了提高鏈條爐排鍋爐的用媒質(zhì)量，國家煤炭部聯(lián)合有關部門制訂GB/T18342-2001鏈條爐排鍋爐用煤技術條件。但估計在短期內(nèi)中國的煤炭供應難以實現(xiàn)標準要求。 (5) 在計劃經(jīng)濟時期，由國家組織有關科研部門、大專院校與鍋爐廠結(jié)合，對爐排的配風、密封結(jié)構(gòu)及燃用原煤等作了一些研究、開發(fā)工作。 到了20 世紀后半期，由于國家對

24、節(jié)能、環(huán)保工作的加強，中國工業(yè)鍋爐的浪費能源和嚴重污染環(huán)境的狀況引起了國內(nèi)外的普遍重視。在政府的支持下，組織大專院校同工業(yè)鍋爐廠聯(lián)合對爐排燃用原煤及配風、密封等作了一些研究。發(fā)明了不同的爐膛組合拱型，適應各種原煤的燃燒；開發(fā)出大塊活心爐排片，解決了小顆粒的漏煤；研制出分層燃燒裝置，使煤落在爐排上大顆粒在下面，細末蓋在煤層上面；根據(jù)不同爐排結(jié)構(gòu)研究出各種配風均勻和密封裝置。這些研究成果較好地提高了中國工業(yè)鍋爐燃燒原煤的燃燒效率，已在工業(yè)鍋爐產(chǎn)品中普遍推廣使用。 (6) 在20 世紀末以來中國鏈條爐排的發(fā)展。 1996年以來，在國家多元化能源政策和嚴格的環(huán)保標準的驅(qū)使下，中國工業(yè)鍋爐產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)發(fā)生

25、了變化。小容量的燃煤鍋爐市場需求減少，代之轉(zhuǎn)向燃氣、油鍋爐。而為 配合國家大力發(fā)展小區(qū)和區(qū)域的集中供熱政策，發(fā)展大容量的燃煤熱水鍋爐和熱電聯(lián)供的大型工業(yè)鍋爐。目前，29MW、56MW、63MW 鏈條爐排的熱水鍋爐以及115MW 的循環(huán)流化床熱水鍋爐及熱電聯(lián)供的蒸汽鍋爐都已運行使用。1995 年1998 年及2001 年的五年中，中國生產(chǎn)了工業(yè)鍋爐616,76 臺，254,846t/h。共有11 種燃燒方式，其中8 種是燃煤的，共計501，32 臺，223，549t/h，占總產(chǎn)量的81.28%（臺），87.72%（t/h）。其中鏈條爐排鍋爐為346，71 臺，166，545t/h，占燃煤鍋爐的7

26、0.29%（臺），84.88%（t/h）。在1995 年時，0.5t/h6t/h 的鏈條爐排鍋爐生產(chǎn)了8417 臺，273，63t/h，占當年鏈條爐排鍋爐產(chǎn)量的88%（臺）及66%（t/h）；而到2001 年，0.5t/h6t/h 的鏈條爐排鍋爐只生產(chǎn)了3776 臺，133，25t/h，占當年鏈條爐排鍋爐產(chǎn)量的75%（臺）及42%（t/h）。五年來小容量燃煤鍋爐減少了13%（臺）和24%（t/h）。集中供熱，熱電聯(lián)產(chǎn)促進了大容量鏈條爐排鍋爐的發(fā)展，大容量鏈條爐排的形式也有很大發(fā)展，如無錫鍋爐廠開發(fā)了65t/h的鱗片式雙爐排；在GEF高效工業(yè)鍋爐項目（下稱“GEF 項目”）的推動下，上海四方鍋爐

27、廠引進了丹麥Volund Co.的無后軸鱗片式鏈條爐排，容量從10t/h40t/h；并采用雙爐排，開發(fā)了80t/h 熱水鍋爐。 但我國城市大多數(shù)仍是以燃煤鍋爐作為主要熱源的集中供暖。目前，我國多數(shù)集中供暖系統(tǒng)運行缺少足夠的計量和控制設備，供暖設備陳舊，跑冒滴漏現(xiàn)不斷發(fā)生，司爐工基本上看天燒火，造成能耗大，環(huán)境污染嚴重，加重了供、用熱單位經(jīng)濟負擔，影響了經(jīng)濟效益。加之技術管理人員匱乏，供暖管理水平相對比較落后，尤其在供熱體制、熱價、熱費繳納制度等方面還不完善，使我國的集中供熱和北歐先進國家相比存在著較大的差距9。1.3課題的研究方法及內(nèi)容本鍋爐用于集中供熱,熱水經(jīng)過中間換熱站換熱后向用戶供暖。鍋

28、爐采用強制循環(huán)，水循環(huán)安全可靠。爐膛上部設有一鍋筒，使鍋爐的水容積增大，在突然停電時能起到一定的緩沖作用，自身保護的性能較好。爐膛四周采用全水冷壁結(jié)構(gòu)，爐膛后部采用旗式省煤器結(jié)構(gòu)，隔墻用膜式水冷壁制成。整個水冷系統(tǒng)采用自支撐結(jié)構(gòu)，省去了龐大的鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。燃燒設備采用橫梁式鏈條爐排。鍋爐設有分層燃燒裝置，提高了燃燒效率。鍋爐采用N型布置，煙氣出口在鍋爐后墻上方。鍋爐前墻頂部設置了一個1200的鍋筒，增加了鍋爐本體的水容積，當發(fā)生突然停電時，通過打開停電保護管上的手動閘閥（用戶也可以選用長臂式電磁閥）將鍋爐內(nèi)的水直接通道鍋爐下集箱，同時打開鍋爐上部各處的放汽閥，此時鍋爐內(nèi)工質(zhì)處于自然蒸發(fā)狀態(tài)，從而

29、保證了鍋爐的安全。鍋筒內(nèi)部有隔板把鍋筒分成冷水室及熱水室。鍋筒下部用273管子與防焦箱相連，側(cè)水冷壁上集箱與鍋筒及后上集箱相連，側(cè)水冷壁上集箱與側(cè)水冷壁下集箱之間用14根133管子（每側(cè)）相連，整個水冷系統(tǒng)形成一個整體座在爐排兩側(cè)支撐梁上并通過水泥墩將重量傳與鍋爐基上。為使燃燒充分、著火及時，鍋爐設計了前后拱，并在前、后拱處的水冷壁管上覆蓋了耐火混凝土，以提高火床溫度。后拱以上的水冷壁管為膜式壁結(jié)構(gòu)；前拱以上的水冷壁管及側(cè)墻水冷壁管為光管結(jié)構(gòu)。在爐膛出口處布置了兩排凝渣管。對流受熱面采用旗式受熱面結(jié)構(gòu)，錯列布置。煙氣下行區(qū)內(nèi)每側(cè)墻布置8根旗桿（133管子），每根旗桿上布置4組管片，每組管片上布

30、置16根管子。煙氣上行區(qū)內(nèi)每側(cè)墻布置6根旗桿（133管子），每根旗桿上布置4組管片，每組管片上布置16根管子。兩區(qū)之間用膜式壁隔開，膜式壁上設有門。在鍋爐需經(jīng)常觀看、檢修及檢測的位置均布置了各種門、孔以方便操作，在布置有門孔附近均設有操作平臺。鍋爐爐墻外部采用輕型鋼架結(jié)構(gòu)。為確保鍋爐安全運行，設置了必要的安全閥、監(jiān)察及檢測儀器、儀表等附件。在鍋筒上設置了加藥、酸洗、取樣、緊急補水等管路；在鍋爐水系統(tǒng)各回路的最低點均設置了放水排污管路；在水系統(tǒng)各回路的最高點均設置了排氣管路，鍋爐上方布置一集氣罐，將出水所排氣體匯集后統(tǒng)一排出。在鍋筒與側(cè)水上集箱、側(cè)水下集箱之間均設置了DN80的手動閘閥（用戶也可

31、以選用長臂式電磁閥），在鍋爐突然停電時將其打開，使各水循環(huán)回路與鍋筒相通，形成自然循環(huán)，保證了鍋爐受熱面的安全。 鍋爐適用于類、類煙煤。鍋爐輔機有除塵器、鼓風機、引風機、循環(huán)水泵、補給水泵等。同時為了減少受熱面集灰，提高鍋爐換熱效率，應定期對受熱面進行吹灰。建議選擇燃氣高能脈沖吹灰器。吹灰器裝設在對流受熱面管束區(qū)處。吹灰器及其附屬設備由用戶自理。吹灰器的規(guī)格、安裝位置由用戶根據(jù)吹灰器生產(chǎn)廠家的設計或建議進行選擇及布置。2工藝流程簡介（一）、空氣流程 冷空氣爐排下部風室（占總風量的90%）爐排爐膛 冷空氣二次風管（占總風量的10%）爐膛 （二）、煙氣流程 爐排爐膛凝渣管豎井對流換熱面豎井對流受熱

32、面出口 （三）、水流程圖 3鍋爐的構(gòu)造3.1鍋筒及其內(nèi)部裝置 本鍋爐鍋筒內(nèi)徑為1200，鍋爐中心標高13.8m,鍋爐運轉(zhuǎn)層標高0m，地面標高-5m。鍋爐最高點標高17 m, 鍋爐寬度（左右柱中心線）8.88 m,鍋爐的最大寬度（包括平臺）12.28 m,鍋爐的最大深度14.52 m。 進入鍋筒的汽水混合物，先經(jīng)擋板受阻，利用蒸汽與水的重度差進行自然分離，然后這一部分代水蒸氣經(jīng)過水下孔板，波形板分離器完成進一步分離，后經(jīng)管道引出。此外，為了進一步提高汽水品質(zhì)，鍋筒上還安裝了加藥管和排污管等結(jié)構(gòu)。3.2省煤器本設計采用的省煤器是鋼管省煤器，結(jié)構(gòu)緊湊、造價低、能承受汽水沖擊、能承受高壓、運行可靠。鋼

33、管采用的是的無縫鋼管。采用水平布置，錯列排列，這樣可使受熱面緊湊（錯列是每立方米空間能放下更多的受熱面）。管子與鍋爐爐膛前后墻平行著放。不管煙氣是自下向上還是自上向下流，省煤器中的水總是設計由下向上流，因為這樣流能把水在受熱時所產(chǎn)生的汽泡停滯而腐蝕或燒壞。水的流速要保證在部分負荷運行時也能達到一定速度以沖走汽泡。水的平均速度大1.0 m/s煙氣在省煤器中的流速高，傳熱較強，可節(jié)省受熱面，但也增加風機耗電量，同時也增加受熱面磨損的速度，因此煙氣流速不宜過高或過低 15.所以本設計選取的煙氣流速范圍2-4 m/s省煤器連接方案為三流程方案。采用這種方案連接，既可以保證水的流速，又可保證煙氣的流速達

34、到合理的范圍。每一級省煤器的管簇的厚度不宜過大，過大時檢修困難。3.3鍋爐安全附件與儀表為了保證鍋爐的正常運行，鍋爐上裝有壓力表、水位表、安全閥、高低水位警報器、給水自動調(diào)節(jié)等附件。鍋爐的附件及儀表是鍋爐安全經(jīng)濟運行不可缺少的一個組成部分。如果鍋爐的附件不全，作用不可靠，全部或部分失靈，都會直接影響鍋爐的正常運行。所以，必須保證鍋爐的附件及儀表準確，靈敏，可靠。本鍋爐鍋筒上裝有2個PN10、DN50的安全閥，兩只壓力表，還裝有用于水位表自動控制的電感應水位表，點接點等控制接口，鍋筒兩端各有一只高讀水位表，以及連續(xù)排污、加藥閥等。在對流管束和省煤器入口集箱上均按長有一套DN50的排污閥。另外，在

35、熱水段省煤器入口集箱上均按長有一套DN50的定期排污閥，在出口集箱上裝有兩個PN10、DN80的安全閥。同時裝有壓力溫度計等常規(guī)裝置。3.4鍋爐的吹灰及檢修 鍋爐長期運行后，各受熱面外壁常積有煙灰，若不及時清除，會使煙氣流動阻力增大，并影響傳熱效果，使燃料消耗量增多，鍋爐出力降低。通常利用吹灰器清除煙灰。 工業(yè)鍋爐中應用的吹灰裝置有移動式吹灰器，即吹灰時插入爐內(nèi)，吹過灰后從爐內(nèi)抽出；以及固定式吹灰器，即將其固定安裝在受熱面中。才用的吹灰介質(zhì)可以是蒸汽，也可以式壓縮空氣。 本設計中在對流管束之間，對流管束與省煤器之間，以及省煤器之間設有吹灰器口，每級受熱面間均設有人孔以便檢修。3.5鍋爐爐墻與構(gòu)

36、架3.5.1爐墻 爐墻是構(gòu)成鍋爐燃燒室和煙道的外壁，阻止熱量向外散失，起著保溫和密封的作用，并使煙氣按指定的方向流動。為了使爐墻能發(fā)揮其應有的作用，它須滿足如下要求：應有良好的絕熱性、耐熱性、嚴密性、抗腐蝕性和防振性，并有足夠的機械強度和承受溫度急劇變化的能力，還應有重量輕、便于施工和價格低的特點。 砌筑爐墻的常用材料有：耐火粘土磚、硅藻土磚、普通紅磚、其他材料如耐火土、鉻鐵礦砂等調(diào)制成的各種耐火涂料以及珍珠巖等保溫材料。 爐墻按構(gòu)造不同分為重型爐墻、輕型爐墻、敷管爐墻三種。 為了提高鍋爐的效率，減少爐墻漏風，降低鍋爐的散熱損失，本鍋爐采用輕型護板爐墻。由14井槽鋼組成框架，兩面貼鋼板中間添加

37、硅酸鈣板，護板爐墻總厚度為=146（148）mm。 鍋筒的保溫層厚度為100120 mm左右，所有引出、下降管以及管道和集箱等的保溫層厚度均為80 mm，其所用材料為硅酸鈣保溫涂料而密封裝置中所用保溫材料為巖面。3.5.2構(gòu)架工業(yè)鍋爐中，用來支撐鍋筒、聯(lián)箱、受熱面管子、平臺及扶梯地鋼結(jié)構(gòu)稱為鍋爐鋼架。鍋爐鋼架不僅承受鍋爐本體的荷載，同時使鍋爐本體各部件固定并維持他們的相對位置，抵御外界加給鍋爐的其他負荷。因此，鍋爐鋼架應滿足強度、剛度、穩(wěn)定性條件的要求，并應具有自由膨脹的可能性。 工業(yè)鍋爐多采用框架式鋼架。它一般為梁與柱剛性連接的空間構(gòu)架。本設計中在0米標高運轉(zhuǎn)層上為鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)架，以鍋爐入口煙氣

38、方向為鍋爐前方，在前后、左右方向設置六根柱子。柱與柱間用橫粱相連接組成閉合框架結(jié)構(gòu)，中間柱與前后柱之間分別有斜拉條相連接組成抗震結(jié)構(gòu)，對流管束通過撐架支撐在護板上，省煤器蛇行管束通過空心梁吊掛與橫粱之上，自由向下膨脹。4鍋爐給水處理自然界中的各種水源都含有一些雜質(zhì)，不能直接用于鍋爐給水，必須經(jīng)過處理符合水質(zhì)標準后才能供鍋爐使用，否則會影響鍋爐的安全、經(jīng)濟運行。因此，鍋爐房必須設置合適的水處理設備。4.1水中的雜質(zhì)和水質(zhì)指標4.1.1鍋爐給水質(zhì)量標準表4.1 鍋爐給水質(zhì)量標準表名稱單位數(shù)值硬度umol/L<2.0溶氧ug/L<15鐵ug/L<50銅ug/L<10油ug/L

39、<1.0PH(25)8.89.24.1.2鍋爐爐水質(zhì)量標準表4.2 鍋爐爐水質(zhì)量標準表名稱單位數(shù)值磷酸根mg/L515PH(25)9.011.04.2鍋爐受熱面的結(jié)垢與腐蝕天然水中的懸浮物和膠體物質(zhì)在水廠里通過混凝和過濾處理后大部分被清除。但水中的一部分溶解鹽類（鈣、鎂鹽類）在鍋爐運行時就會析出或濃縮沉淀出來。沉淀物的一部分比較松散，稱為水渣；而另一部分附著在受熱面內(nèi)壁，形成堅硬而致密的水垢。1.水垢的危害：（1） 影響傳熱。水垢的導熱系數(shù)為鋼的導熱系數(shù)的150130，鍋內(nèi)結(jié)垢鍋爐的傳熱能力下降，使鍋爐的排煙溫度升高，耗煤量增加，效率降低。根據(jù)試驗，鍋筒內(nèi)壁附著1 mm厚的水垢，就要多耗

40、煤2%3%。(2)引起爆管事故。水垢的導熱性能差，受熱面的壁溫大為增高，金屬的機械強度下降，導致管壁起包或出現(xiàn)裂縫，甚至爆裂。(3)破壞水循環(huán)。鍋爐水管結(jié)垢后，管內(nèi)流通截面積減小，流動阻力增加，嚴重時會將水管完全堵塞，破壞水循環(huán)，最終使管子燒壞。(4)水垢清理困難。水垢的附著力很強，清理困難，需要耗費大量的人力和物力；還會使受熱面受到損傷，縮短鍋爐的使用壽命。2.鍋爐的腐蝕水中含有的溶解氧和二氧化碳會對鍋爐的給水管路、受熱面產(chǎn)生化學腐蝕。這兩種腐蝕均為局部腐蝕，即在金屬表在產(chǎn)生潰傷性或點狀腐蝕，嚴重時使管壁穿孔，造成事故。4.3鈉離子交換軟化離子交換軟化 是利用不產(chǎn)生硬度的陽離子（如Na+、H

41、+）將水中的Ca2+、Mg2+置換出來，達到軟化的目的。離子交換器運行 通常分四個步驟。1.軟化 方法:原水由上部進入交換器內(nèi)分配漏斗，自上而下均勻地流過交換劑層，軟水由底部集水裝置匯集，送往軟化水箱。要求:當出水硬度超過規(guī)定的允許值時，應立即停止軟化。2.反洗 目的:是松動軟化時被壓實了的交換劑層，為還原液與交換劑充分接觸創(chuàng)造條件，同時帶走交換劑表層的污物和雜質(zhì)。 方法:使具有一定壓力的反洗水自下而上流過交換劑層，從頂部排出。 要求:反洗強度以不沖走完好的交換劑顆粒為宜，一般為15 m/h，反洗時間一般為1015 min3.再生 目的:使失效的交換劑恢復交換能力。 方法:鹽液由頂部多個輻射型

42、噴嘴噴出，流過失效的交換劑，廢鹽液經(jīng)底部集水裝置匯集。 要求:再生流速一般為48 m/h。4.正洗 目的:是清除交換劑中殘余的再生劑和再生產(chǎn)物。 方法:自來水從上部進入，從下部排出。 要求:正洗水耗通常為36m3/m3樹脂，正洗速度為68 m/h，正洗時間為3040 min。 正洗結(jié)束后，又可開始軟化。4.4離子交換除堿1.氫鈉離子交換原理及系統(tǒng)將離子交換劑用酸（HCl或H2SO4）溶液去還原，則變成氫離子交換劑（HR），原水流經(jīng)氫離子交換劑后，水同樣可以得到軟化2.銨-鈉離子交換原理銨-鈉離子交換與氫-鈉離子交換工作原理相同，只是用氯化銨為還原液，使之成為銨離子交換劑NH4R4.5其他水處理

43、方法1.鍋內(nèi)水處理對于一些小容量的鍋爐，對鍋爐給水的水質(zhì)標準要求較低，常采用鍋內(nèi)水處理的方法。鍋內(nèi)水處理就是向鍋爐（或給水箱）內(nèi)投加藥劑，使水中結(jié)垢物質(zhì)生成松散的水渣，通過排污排出，達到防止結(jié)垢和減輕腐蝕的目的。常用的有磷酸三鈉、純堿（碳酸鈉）和火堿（氫氧化鈉），其中以純堿使用得最普遍。2.物理水處理物理水處理就是不用加藥產(chǎn)生化學反應，而是采用物理方法來達到消除水中硬度或改變水中硬度鹽類的結(jié)垢性質(zhì)。常用的物理水處理有磁化法和高頻水性改變法。3.電滲析水處理電滲析是一種電化學除鹽方法。在直流電場的作用下，利用陰、陽離子膜對水中雜質(zhì)的陰、陽離子的選擇透過性，將水中的陰陽離子和水分離，匯集一起排掉，

44、達到除鹽的目的。4.6水的除氧水中溶解氧、對鍋爐金壁面會產(chǎn)生化學腐蝕，因此必須采取除氣（氧氣）措施。除氧原理如下： 1、從氣體溶解定律可知，氣體在水中的溶解度與該氣體在氣水界面上的分壓力成正比，與水溫成反比。在敞開的設備中將水加熱，水溫升高，氣水界面上的水蒸汽分壓增大，其他氣體的分壓降低。 2、當水達到沸點時，水界面上的水蒸氣分壓力增大，其他氣體的分壓力趨于零，水中溶解氣體的含量也趨于零。要使水溫達到沸點，可采用加熱法（熱力除氧）或抽真空的方法（真空除氧）。 3、還可使界面上的空間充滿不含氧的氣體使界面上的氧氣分壓力降低（解吸除氧）。 4、采用水中加藥來消除溶解氧的方法（化學除氧）。4.7鍋爐

45、的排污為了控制鍋爐鍋水的水質(zhì)符合規(guī)定標準，常采用鍋爐排污的方法，即經(jīng)常放掉一分鍋水，同時補入等量的給水，來降低鍋水的含鹽量。鍋爐的排污有定期排污和連續(xù)排污。1.定期排污定期排污主要是排除沉積在底部的水渣和沉淀物，同時也排除鹽分，所以定期排污管開設在鍋筒、水冷壁各下集箱的最低處，也稱底部排污。2.連續(xù)排污連續(xù)排污是排除鍋水中的鹽分雜質(zhì)，由于上鍋筒蒸發(fā)面附近的鹽分濃度較高，所以連續(xù)排污管設在上鍋筒低水位下面，也稱表面排污。鍋爐的連續(xù)排污量大小，和給水的品質(zhì)有關。給水的堿度及含鹽量越大，鍋爐的排污量愈多。排污量的計算，可按含堿量和含鹽量分別計算，取大值。本設計排污率應取2%。5鍋爐熱平衡計算5.1原

46、始參數(shù)5.1.1鍋爐參數(shù) 表5.1 鍋爐基本參數(shù)表序號名稱符號單位計算公式或數(shù)值來源數(shù)值1額定供熱量QgrMW設計取定582鍋爐循環(huán)水量Dt/h計算公式820.1873給水溫度Tgs設計取定904給水壓力(絕對壓力)PgsN/cm2設計取定195出口水溫度t查表1506出口水壓力(絕對壓力)pN/cm2設計取定177冷空氣溫度tlk設計取定308排污率設計取定25.1.2燃料參數(shù)表5.2 燃料參數(shù)數(shù)據(jù)表序號名稱符號單位計算公式或數(shù)值來源數(shù)值1碳Cy設計燃料數(shù)據(jù)46.552氫Hy設計燃料數(shù)據(jù)3.063氧Oy設計燃料數(shù)據(jù)6.114氮Ny設計燃料數(shù)據(jù)0.865硫Sy設計燃料數(shù)據(jù)1.946水份Wy設計

47、燃料數(shù)據(jù)97灰份Ay設計燃料數(shù)據(jù)32.48 表5.28揮發(fā)分Vr設計燃料數(shù)據(jù)38.59低位發(fā)熱量QdwykJ /kg設計燃料數(shù)據(jù)42265.2理論空氣量及理論煙氣量的計算 表5.3 理論空氣量及理論煙氣量計算表序號名稱符號單位計算公式或數(shù)值來源數(shù)值1理論空氣量V°m3/kg4.812理論H20容積V°H20m3/kg0.111 Hy +0.0124 Wy +0.0161V0.5293理論N2容積V°N2m3/kg3.8074理論RO2容積VRO2m3/kg0.8825.3煙氣的溫焓表表5.4 煙氣溫焓表序號單位爐膛燃燼室省煤器燃燼室省煤器pj/1.451.451.

48、4551.471.495VH2ONm3/kg0.5640.5640.5640.5650.567VyNm3/kg7.4187.4187.4427.5157.637RO2/0.1190.1190.1190.1170.116H2O/0.0760.0760.0760.0750.074q/0.1950.1950.1940.1930.19Gykg/kg9.7859.7859.8169.9110.067fh/0.150.150.150.150.15Cfh%00000fhkg/kg0.0050.0050.0050.0050.005100kJ /kg242.685242.685244.21247.258251.

49、831200kJ /kg489.554489.554492.612498.73507.906300kJ /kg744.118744.118748.739757.982771.847400kJ/kg1004.8921004.8921011.1161023.5661042.24500kJ/kg1272.2451272.2451280.1121295.8451319.446 表5.4 600kJ /kg1546.5481546.5481556.091575.1751603.801700kJ /kg1827.5831827.5831838.8291861.3211895.058800kJ /kg211

50、4.6172114.6172127.5922153.5432192.469900kJ /kg2406.7192406.7192421.4492450.912495.1011000kJ /kg2703.0642703.0642719.5752752.5972802.1311100kJ /kg3003.0973003.0973021.4143058.0493113.0021200kJ /kg3306.5253306.5253326.6723366.9663427.4081300kJ /kg3613.1893613.1893635.1853679.1773745.1651400kJ /kg3922.

51、8873922.8873946.7463994.4644066.0411500kJ /kg4235.2624235.2624260.9924312.4534389.6441600kJ /kg4549.8044549.8044577.414632.6234715.4421700kJ /kg4866.024866.024895.5074954.4825042.9431800kJ /kg5183.7045183.7045215.085277.8325371.9611900kJ /kg5503.1425503.1425536.4225602.9835702.8252000kJ /kg5824.9755824.9755860.17