本科毕业论文(设计)题 目135t/h循环流化床锅炉 学生姓名 指导教师 副教授 学 院 能源科学与工程学院 专业班级 完成时间 2013年06月05日 本科生院制目 录第1章 绪论71.1 国外、内研究现状和发展趋势71.1.1 流化床锅炉的构成及工作过程71.1.2环流化床锅炉发展现状81.1.3 国内循环流化床锅炉发展现状91.2 主要研究内容101.2.1传统燃煤锅炉发展到循环流化床锅炉的过程101.2.2 循环流化床锅炉的优缺点分析101.3 本章小结11第2章 锅炉结构与基本参数简介112.1 循环流化床锅炉概述112.2 锅炉基本特性122.2.1锅炉主要技术参数122.2.2 燃料特性122.2.3主要经济技术指标132.2.4 燃料的燃烧计算132.3 炉膛结构设计222.3.1炉膛参数论证232.3.2炉膛结构设计232.4稀相区的传热计算242.5 本章小结302.6方案论证30第3章 锅炉结构简介313.1 锅筒及炉内设备313.1.1 锅筒313.1.2 水冷壁323.1.3锅炉基本尺寸323.2 燃烧设备323.2.1 布风板323.2.2 分离器333.3 对流受热面设计343.3.1 过热器343.4省煤器423.4.1 空气预热器433.4.2 管子特性433.4.3省煤器的热力计算443.5空气预热器的传热计算483.5.1空气预热器结构计算483.5.2空气预热器传热计算493.6热力计算汇总表513.7 循环流化床锅炉排放控制523.8 钢架及平台楼梯523.9 炉墙及保温结构533.10 锅炉阀门仪表及管道533.11 本章小结53第4章 烟气侧阻力计算534.1炉膛真空度534.2旋风分离器阻力计算534.2.1进口烟道阻力计算544.2.2旋风分离器本体阻力计算554.2.3出口烟道阻力计算574.2.4旋风分离器总阻力计算584.3烟道转向室阻力计算584.4过热器阻力计算584.4.1高温过热器阻力计算594.4.2低温过热器阻力计算594.4.3烟道截面变化阻力计算604.5省煤器阻力计算604.6空气预热器阻力计算614.7除尘器阻力计算624.8烟囱阻力计算624.9烟气侧自生通风力计算634.10锅炉烟气侧烟总流阻634.11空气侧阻力计算634.11.1冷风道阻力计算634.11.2空气预热器阻力计算644.11.3热风道阻力654.11.4炉膛风室压力计算654.11.5炉膛空气进口处真空度计算674.11.6锅炉空气侧总流阻计算675 旋风除尘器的的专题研究675.1循环流化床锅炉设备的现状675.11旋风分离器进口结构的研究现状685.12旋风分离器出口结构研究现状685.13旋风分离器椎体结构的研究现状695.14旋风分离器排尘结构研究现状695.15旋风分离器总体研究现状总结705.2旋风除尘器的基本工作原理705.3 旋风除尘器的性能及其影响因素745.3.1旋风除尘器的技术性能745.3.2 影响旋风除尘器性能的主要因素75第6章 风机的选择796.1 送风机的选择796.2 引风机的选择806.3本章小结816.4 风机型号参照表82风机型号参照表82参考文献86135t/h循环流化床锅炉达青 指导教师：谢锴摘 要：此次设计研究了循环流化床锅炉的国内外发展现状和发展历程，对其进行了结构特点的分析和优缺点的对比，然后对循环流化床锅炉的炉膛、旋风分离器、过热器、省煤器、空气预热器等进行简要的介绍，最后进行了方案论证。在整个设计过程中进行了热力计算和烟风阻力计算。热力计算包括炉膛、高温过热器、低温过热器、省煤器以及空气预热器的计算。烟风阻力计算包括烟道阻力计算和空气阻力计算。最后对鼓风机和引风机进行了选择。在此基础上，利用CAD绘制锅炉结构图、水系统图、烟风系统图、省煤器。关键词：循环流化床锅炉 热力计算 烟风阻力计算 旋风分离器The Design of 135t/h CFBBAbstract：The design study of circulating fluidized bed boiler development in the world and the course of development,carried out the analysis of structural characteristics and the advantages and disadvantages of contrast,and a brief introduction to the circulating fluidized bed boiler furnace, cyclone, superheater, economizer, air preheater, etc.Finally, the circulating fluidized bed boilers have been a demonstration program.Throughout the design process, the thermodynamic calculation and the smoke wind resistance.Thermodynamic calculation of the furnace, high temperature superheater, low temperature superheater, economizer and air preheater of calculation.Smoke wind resistance calculation include calculation of flue resistance and air resistance calculation.Blowers and induced draft fan to choose.On this basis, the use of CAD drawing the boiler chart diagram of the water system, breathing air system, economizer figure.Keywords：CFB; thermal calculation; flue-gas and air resistance calculation;The Cyclone Separator 第1章 绪论锅炉作为一种能源转换设备，在工业生产和生活中得到广泛的应用。锅炉是利用燃料燃烧释放的热能或其它热能将工质加热到一定参数的设备。随着科学技术的发展，锅炉无论在受热面的结构还是在燃烧方式上都有了很大的改进，以至于锅炉效率得到了提高，这对能源利用，保护环境都有重要的意义。循环流化床锅炉是八十年代发展起来的新一代燃煤流化床锅炉，具有高效低污染的特点，在国际上被称为清洁燃烧技术正受到日益广泛的关注, 但目前循环流化床锅炉的设计方法还很不完善,主要体现在没有完整的设计导则和设计理论。1.1 国外、内研究现状和发展趋势1.1.1 流化床锅炉的构成及工作过程 循环流化床锅炉的燃烧方式是基于鼓泡炉的燃烧方式上发展而来的，这两种方式目前统称为流化床燃烧技术。正如大家所知道的，燃烧煤炭的两种经典方式有两种，一种是层燃（包括固定炉排和链条炉排等），就是将煤炭均匀分布在金属栅格即炉排上，形成一层均匀的燃料层，空气以及叫低速度自下而上通过煤层使其燃烧。由于层燃的时候在铅垂方向燃料层是固定的，空气流速相对于燃料颗粒的速度比较大，而起一般不对燃料进行专门的处理，所以燃料粒度组成不均匀而起反应面积有限，风速受到煤粒太细的影响，燃烧效率比较低；另一种是悬浮燃烧（包括固态排渣和液态排渣炉）。另一种则是先讲煤磨成细粉，然后用空气流经燃烧器将煤粉烹入炉膛，并在炉膛空间内进行燃烧。这种燃烧方式气流和煤粒之间的相对速度比较小，不过燃烧反应面积极大的增加了，所以反应速度也会增加，燃料的强度和燃烧效率就比较高，循环流化床锅炉的燃烧就是取长补短了这两种技术，它是将煤粉破碎到一定的粒度，并且均匀的分布到炉膛布风板上面，燃料燃烧使用的空气从布风板下方进入参与燃烧。在整个燃烧过程中，进入风速比较低得时候，煤层固定不动，表现出了层燃的特点，当风速增加到第一个临界点最小流化速度或初始流化速度时布风板上的煤粒会被风的速度“托起”，这样煤层就会有类似流体的燃烧特征，形成流化床燃烧。这时，风速继续增加，超过大部分粒子的终端速度时，大量灰粒子和没有燃烧完全的粒子会被气流带出燃烧区域。为了节能节约这部分煤粒子，就想出办法用旋风除尘器将煤粒子从燃烧产物中分离出来，这时就是循环流化床和鼓泡炉最大的区别，也是创新之处。把分离出来的煤粒子重新带回燃烧区域燃烧，释放能量，这样形成一个循环，就使得煤粒子完全燃烧，形成循环流化床燃烧。但是如果空气流速继续增加的话，越来越多的煤粒子将会被带出，煤粒子和气流之间的相对速度越来越小，会导致不能保持稳定的燃烧。空气流速如果超过了所有粒子的终端速度时，就成了煤粒子的气力输送。但是倒过来，煤粒子可以处理的足够细的话，那就可以用空气带动煤粒子通过通道单独进入反应区域燃烧。这就是煤粉的悬浮燃烧。某些循环流化床锅炉有外置的热量交换器，但大部分循环流化床锅炉的组成设备为炉膛、灰回送系统、气固分离器、尾部受热面和辅助设备组成。在循环流化床锅炉中，燃料及石灰石脱硫剂经破碎至合适粒度后，由给煤机和燃料机从流化床燃烧室布风板上部给入，与燃烧室内炽热的沸腾物料混合，被迅速加热，燃料迅速着火燃烧，石灰石则与燃料燃烧生成的SO2反应生成CaSO4，从而起到脱硫作用。燃烧室温度控制在850左右。在较高气流速度的作用下，燃烧充满整个炉膛，并有大量固体颗粒被携带出燃烧室，经高温旋风分离器分离分离后，一部分热炉料直接送回流化床燃烧室继续燃烧，另一部分则送至冷灰床，在冷灰床中与埋管受热面和空气进行热交换，被冷却至400-600后，经送灰器送回燃烧室活排除炉外。经旋风分离器导出的高温烟气，在尾部烟道与对流受热面换热后，通过不带除尘器活静电除尘器，由烟囱排出。1.1.2 环流化床锅炉发展现状1、循环流化床锅炉的炉型在国外也很多，每个公司都有自己独特的流派，主要类型有德国的Lurgi型、芬兰的Ahlstrom型、德国Babcock公司的Circoflow型等。在北美、欧洲和日本，循环流化床燃烧技术的开发一直受到高度重视，很多有关的高校，科研机构一直在开展研究工作，时常举行各种国际性学术会议研讨这方面的发展技术。现在再国外许多电力公司考虑设计制造新的一代更大容量的循环流化床锅炉技术。1、国外的先进性表现在：基础工作扎实：国外在循环流化床锅炉的基础理论深入研究，在设计方面方法科学且先进。在循环流化床锅炉的设计中，相应的计算软件利用起来并进行热态和冷态实验，对燃料进行试烧等。另外国外大部分是在较低容量级的循环流化床锅炉上进行1到2年的性能测试，在掌握所有特性曲线，而