燃?xì)忮仩t設(shè)計(jì).doc

XX級(jí)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第1頁共46頁目次1緒論.31.1燃?xì)忮仩t的特點(diǎn).31.2燃?xì)忮仩t的現(xiàn)狀.51.3此次設(shè)計(jì)燃?xì)忮仩t的基本思路.62設(shè)計(jì)任務(wù)與燃料特性參數(shù).72.1設(shè)計(jì)任務(wù).72.2燃料特性.73燃料計(jì)算.84燃料燃燒計(jì)算.94.1煙道中各處過量空氣系數(shù)及各受熱面的漏風(fēng)系數(shù)計(jì)算.94.2理論空氣量和理論煙氣量的計(jì)算.94.3各受熱面煙道中煙氣特性表.94.4煙氣溫焓表（見附表）.104.5鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算.105爐膛設(shè)計(jì)計(jì)算.125.1爐膛熱力計(jì)算方法.125.2爐膛尺寸計(jì)算.125.3爐膛結(jié)構(gòu)特性計(jì)算.135.4爐膛熱力計(jì)算.136對(duì)流管束計(jì)算.156.1設(shè)計(jì)思想.156.2第一管束結(jié)構(gòu)計(jì)算.156.3第一管束熱力計(jì)算.156.4第二管束結(jié)構(gòu)計(jì)算.186.5第二管束熱力計(jì)算.187過熱器設(shè)計(jì)計(jì)算.217.1過熱器設(shè)計(jì)思想.217.2過熱器結(jié)構(gòu)計(jì)算.217.3過熱器熱力計(jì)算.228省煤器設(shè)計(jì)計(jì)算.258.1省煤器設(shè)計(jì)思想.258.2省煤器的結(jié)構(gòu)計(jì)算.258.3省煤器熱力計(jì)算.25XX級(jí)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第2頁共46頁9熱力計(jì)算匯總表.2810阻力計(jì)算.2910.1第一鍋束管束阻力計(jì)算.2910.2第二鍋束管束阻力計(jì)算.3010.3過熱器阻力計(jì)算.3110.4省煤器阻力計(jì)算.3211煙道阻力計(jì)算.3412送引風(fēng)機(jī)選擇計(jì)算.3612.1送風(fēng)機(jī).3612.2引風(fēng)機(jī).3613所選燃燒器的基本原理.3714旋風(fēng)除塵器.3814.1工作原理.3814.2旋風(fēng)除塵器的特點(diǎn).3814.3除塵器的選擇.3815防爆措施.3915.1氣體爆炸原因.3915.2防爆門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).3916水位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng).4016.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介.4016.2系統(tǒng)原理.40附表（煙氣焓溫圖）：.40結(jié)論.44致謝.45參考文獻(xiàn).46XX級(jí)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第3頁共46頁1緒論燃?xì)忮仩t是一種以可燃?xì)怏w作為燃料的能源轉(zhuǎn)換設(shè)備，用以生產(chǎn)熱水或蒸汽，滿足工業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活的需要。本文主要介紹了燃?xì)忮仩t的優(yōu)越性、存在的問題、燃?xì)忮仩t的發(fā)展現(xiàn)狀。燃?xì)忮仩t以氣體作為燃料，燃料輸送方便，計(jì)量準(zhǔn)確，操控性好，燃?xì)忮仩t自動(dòng)化控制程度高，運(yùn)行管理工作量小。但是，氣體燃料存在爆炸的潛在危險(xiǎn)，一旦燃?xì)庑孤?，后果不堪設(shè)想。因此，對(duì)燃?xì)鈾z漏工作要求比較嚴(yán)格。國內(nèi)燃?xì)忮仩t發(fā)展比國外慢，但是目前國內(nèi)的生產(chǎn)廠家已能生產(chǎn)各種規(guī)格的燃?xì)忮仩t，只是國產(chǎn)燃燒器應(yīng)用較少。鑒于目前的能源形勢(shì)，鍋爐的發(fā)展方向依然是高參數(shù)、大容量，以提高鍋爐的效率，達(dá)到節(jié)約能源的目的。燃?xì)忮仩t也不例外，高參數(shù)、大容量，也是其發(fā)展方向。但是，燃油燃?xì)赓Y源短缺，也在一定程度上制約了燃?xì)忮仩t的發(fā)展。本文介紹了此次設(shè)計(jì)的基本思路，通過一個(gè)具體實(shí)例敘述了設(shè)計(jì)的全過程。鍋爐設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，在此過程中，幾乎涉及了所學(xué)的各門專業(yè)課，用到了工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、燃燒學(xué)、鍋爐設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程圖學(xué)等專業(yè)課的知識(shí)。通過設(shè)計(jì)，既是對(duì)所學(xué)課程的鞏固，也對(duì)設(shè)計(jì)工作有了一定的了解，知道如何去做一項(xiàng)工作。大體概括為：接受任務(wù)書，查閱相關(guān)資料，熟悉整體設(shè)計(jì)過程，作相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算，布置整體結(jié)構(gòu)，選取可以確定的標(biāo)準(zhǔn)件，工程圖繪制。這是我總結(jié)的一般設(shè)計(jì)思想。由于以前沒有從事過類似的工作，此次設(shè)計(jì)還存在相當(dāng)多的問題，請(qǐng)指導(dǎo)教師多加指點(diǎn)。1.1燃?xì)忮仩t的特點(diǎn)1.1.1熱效率高，環(huán)境污染低:1.由于燃?xì)庵械幕曳帧⒑蛄亢秃烤让褐械暮康?，燃燒后產(chǎn)生的煙氣中粉塵量極少，排放出的煙氣比較容易達(dá)到國家對(duì)燃燒設(shè)備所要求的標(biāo)準(zhǔn)。使用燃?xì)忮仩t可以大減輕對(duì)環(huán)境的污染。2.燃?xì)忮仩t的爐膛容積熱強(qiáng)度較高；由于煙氣污染小，對(duì)流管束不受腐蝕和結(jié)渣，傳熱效果好，燃?xì)馊紵a(chǎn)生大量三原子氣體（二氧化碳、水蒸氣等）的輻射能力較強(qiáng)，而且排煙溫度低，使其熱效率明顯提高。XX級(jí)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第4頁共46頁1.1.2鍋爐設(shè)備投資低:1.燃?xì)忮仩t可選用較高的爐膛熱負(fù)荷，從而縮小爐膛體積。因不存在受熱面污染、結(jié)渣、磨損等問題，可選用較高的煙速，減小對(duì)流受熱面的尺寸。通過合理布置對(duì)流管束，使燃?xì)忮仩t較同容量燃煤鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、重量輕，設(shè)備投資明顯減少。2.燃?xì)忮仩t使用管道輸送的燃?xì)鉃槿剂?，無需燃料儲(chǔ)存設(shè)備。在供給燃燒前也無需燃料加工制備設(shè)備，使系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化；同時(shí)也不需要配置吹灰器、除塵器、出渣設(shè)備和燃料烘干器等附屬設(shè)備，使系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化。3.由于無需燃料儲(chǔ)存，節(jié)省運(yùn)輸費(fèi)用、場(chǎng)地及勞動(dòng)力。1.1.3運(yùn)行成本低:1.燃?xì)忮仩t的熱負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)，在系統(tǒng)內(nèi)調(diào)節(jié)靈活，燃?xì)庥?jì)量簡(jiǎn)單準(zhǔn)確，便于燃?xì)夤?yīng)量的調(diào)節(jié)。2.由于附屬設(shè)備少，啟動(dòng)快，又無燃料制備系統(tǒng)，可減少預(yù)備工作帶來的各種消耗，用電量低于燃煤鍋爐。3.不需要用蒸汽加熱燃料及烘干燃料，蒸汽消耗較少。4.因燃?xì)庵械碾s質(zhì)較少，鍋爐不會(huì)發(fā)生高、低溫受熱面的腐蝕，鍋爐的連續(xù)運(yùn)行周期長(zhǎng)。1.1.4設(shè)備維修費(fèi)用低:1.燃?xì)忮仩t燃燒系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單，因而需要維修保養(yǎng)的項(xiàng)目少，維修費(fèi)用低。2.由于不存在結(jié)渣及高低溫受熱面腐蝕，因而不需要由此而更換受熱面的管件1。1.1.5存在的危險(xiǎn)：天燃?xì)馐且环N易燃、易爆性氣體，它沒有顏色，雖有一定的氣味卻難以憑嗅覺及時(shí)發(fā)現(xiàn)。如果燃?xì)饴┤胪＿\(yùn)的爐膛或空氣中，會(huì)引起爆炸。所以燃?xì)夤苈繁仨殗?yán)格檢漏，爐膛內(nèi)要有必要的聯(lián)鎖保護(hù)控制系統(tǒng)，鍋爐房要有燃?xì)庑孤┍O(jiān)測(cè)報(bào)警裝置和通風(fēng)設(shè)備，采用防爆電器。鍋爐應(yīng)有嚴(yán)格的啟動(dòng)順序控制系統(tǒng)，燃?xì)忮仩t在點(diǎn)火之前必須仔細(xì)吹掃爐膛和煙道，排除爐內(nèi)可能積存的可燃?xì)怏w。鍋爐燃燒器必須安裝熄火安全保護(hù)裝置，一但出現(xiàn)熄火現(xiàn)象，二次點(diǎn)火前也必須進(jìn)行XX級(jí)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第5頁共46頁吹掃并按正常點(diǎn)火程序進(jìn)行。另外，燃?xì)獠捎霉艿垒斔?，無備用燃料，一旦發(fā)生燃?xì)夤艿榔屏训葐栴}或燃?xì)鈮毫^低，便會(huì)造成停爐事故。隨著燃?xì)忮仩t的廣泛應(yīng)用和技術(shù)設(shè)備的日益完善，事故隱患正在逐漸降低，各種安全保護(hù)手段已能保證燃?xì)忮仩t的運(yùn)行非?？煽俊Ｈ?xì)忮仩t與燃煤鍋爐相比具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但從國內(nèi)外燃?xì)忮仩t的具體使用情況來看，還存在一定問題，必須加強(qiáng)防范。1.燃?xì)夤苈繁仨殗?yán)格檢漏，爐膛內(nèi)要有必要的聯(lián)鎖保護(hù)控制系統(tǒng)，鍋爐房要有燃?xì)庑孤┍O(jiān)測(cè)報(bào)警裝置和通風(fēng)設(shè)備，采用防爆電器。2.鍋爐應(yīng)有嚴(yán)格的啟動(dòng)順序控制系統(tǒng)，燃?xì)忮仩t在點(diǎn)火之前必須仔細(xì)吹掃爐膛和煙道，排除爐內(nèi)可能積存的可燃?xì)怏w。鍋爐燃燒器必須安裝熄火保護(hù)裝置，一但出現(xiàn)熄火現(xiàn)象，能及時(shí)實(shí)施保護(hù)措施。二次點(diǎn)火前也必須進(jìn)行吹掃并按正常點(diǎn)火程序進(jìn)行2。1.2燃?xì)忮仩t的現(xiàn)狀1.2.1國產(chǎn)、進(jìn)口燃?xì)忮仩t并存：目前國內(nèi)有五十多家燃?xì)忮仩t生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品品種規(guī)格齊全。蒸汽鍋爐的單臺(tái)蒸發(fā)量最低為0.2t/h，最高可達(dá)65t/h；壓力有0.4MPa、0.7MPa、1.0MPa、1.25MPa、2.45MPa、3.82MPa等六種；可生產(chǎn)飽和蒸汽、過熱蒸汽，溫度有250攝氏度、350攝氏度、400攝氏度、450攝氏度等幾種。熱水鍋爐單臺(tái)供熱功率最低為0.3MW，最高可達(dá)21MW；壓力有常壓、0.7MPa、1.0MPa、1.25MPa；供熱溫度有80攝氏度、95攝氏度、115攝氏度、130攝氏度等。我國燃?xì)忮仩t的產(chǎn)和質(zhì)量均能滿足國內(nèi)鍋爐房建設(shè)的需要，但是大部分鍋爐還是配用進(jìn)口的燃燒器，配用國內(nèi)燃燒器的比例很小。進(jìn)口燃?xì)忮仩t主要來自德國、美國、英國、瑞士、意大利、日本、韓國等幾個(gè)國家。與鍋爐配套的進(jìn)口燃燒器有德國、美國、英國、法國、瑞典、意大利、日本、韓國等國家的幾十個(gè)品牌，其中應(yīng)用最多的是德國的威索牌燃燒器3。1.2.2與燃油鍋爐相比，燃?xì)忮仩t使用較少：目前的燃油燃?xì)忮仩t中，燃油鍋爐較多，燃?xì)忮仩t較少。主要有兩方面的原因妨礙燃?xì)忮仩t的應(yīng)用。一是天然氣的產(chǎn)量與需求量的矛盾，地區(qū)性氣源的制約成為燃?xì)忮仩t推廣的障礙。隨著我國“西氣東輸”工程的XX級(jí)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第6頁共46頁全面啟動(dòng)以及國家能源政策向燃?xì)馐聵I(yè)的傾斜，天然氣供應(yīng)量將進(jìn)一步提高。二是燃?xì)忮仩t管網(wǎng)的鋪設(shè)成本比較高，也制約了燃?xì)忮仩t的應(yīng)用4。1.2.3.國產(chǎn)燃燒器性能有待提高：如前所述，目前國內(nèi)生產(chǎn)的燃油燃?xì)忮仩t上的關(guān)鍵部件燃燒器仍主要依賴進(jìn)口。進(jìn)口燃燒器的自控程度高，性能穩(wěn)定。國產(chǎn)的燃燒器性能不夠完善，自控程度有限，用戶信賴程度低。為此，建議我國鍋爐行業(yè)的有關(guān)專家應(yīng)對(duì)燃燒器進(jìn)行深入細(xì)致的研究，加大對(duì)燃燒器的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)技術(shù)力量，以提高鍋爐用燃燒器的國產(chǎn)化率5。1.3此次設(shè)計(jì)燃?xì)忮仩t的基本思路首先根據(jù)燃料特性對(duì)燃料發(fā)熱量進(jìn)行計(jì)算,根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書給定的鍋爐容量進(jìn)行燃料消耗量計(jì)算,由特定類型的鍋爐的體積熱強(qiáng)度，確定鍋爐的體積。選定燃燒器。其次,假設(shè)爐膛出口溫度,并根據(jù)以前經(jīng)驗(yàn)布置爐膛輻射受熱面,并對(duì)其進(jìn)行校核計(jì)算,看其爐膛出口溫度是否滿足假定,如不滿足,則應(yīng)對(duì)爐膛內(nèi)的水冷壁受熱面進(jìn)行修改,最終使?fàn)t膛出口溫度滿足條件。在爐膛出口溫度已定的條件下,可以對(duì)其后的對(duì)流受熱面進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。工質(zhì)在對(duì)流管束內(nèi)循環(huán),將飽和水加熱成飽和蒸汽,已知燃料特性和爐膛出口溫度,根據(jù)熱量平衡,煙氣的放熱量等于工質(zhì)的吸熱量,通過查煙氣焓溫表可以計(jì)算出對(duì)流管束的出口煙溫。在尾部煙道中依次布置過熱器,省煤器等對(duì)流受熱面,同樣根據(jù)熱平衡進(jìn)行校核計(jì)算。已知過熱器進(jìn)口煙溫和過熱器中的飽和蒸汽溫度過熱蒸汽溫度,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)大概的結(jié)構(gòu)和受熱面積,對(duì)其進(jìn)行校核,看是否滿足要求。如不滿足要求,應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)和受熱面積進(jìn)行修改,使過熱器出口煙溫滿足要求。已知過熱器的出口煙溫，即已知省煤器的進(jìn)出口煙溫,根據(jù)給水溫度和已知的省煤器出水溫度,根據(jù)熱平衡設(shè)計(jì)出合理的受熱面積,使其滿足要求6。鍋爐的總體結(jié)構(gòu)已經(jīng)確定,可以計(jì)算出鍋爐總的吸熱量,已知燃料的發(fā)熱量,可以計(jì)算出鍋爐的熱效率,用計(jì)算出的熱效率與給定的熱