75t循环流化床锅炉设计开题报告
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- 75t循环流化床锅炉设计开题报告一、设计背景
我国工业锅炉量大面广,平均容量小,且以燃煤为主。锅炉容量小于 35 t/h的约占工业锅炉总量的 98 . 9 %, 其中2~ 10 t /h的占 75 % ,锅炉平均容量不到3 t /h。燃煤工业锅炉占工业锅炉总量的 80 %以上, 燃油气锅炉约占 15%, 电加热锅炉占 1 %左右,其余的以沼气、 黑液、 生物质等为燃料的锅炉。截止至 2008年底, 我国在用工业锅炉超过57万台,年耗燃料约 4亿吨标准煤, 约占我国煤炭总产量的四分之一。[1]
1、工业锅炉中普遍存在的问题
1.1锅炉燃烧设备设计制造质量不高,自控水平低,主辅机匹配不合理, α严重偏大
链条炉排锅炉作为我国燃煤工业锅炉的主要炉型,其燃烧设备存在比较突出的问题。首先炉排运行易跑偏, 受热后易变形、断裂, 造成炉排漏煤火口、漏风等,使灰渣含碳量增加;其次存在配风装置、调风门不严密,调节件结构不合理导致调节不灵活、调风作用不明显,且炉室间不能密封,各风室互相串风,风量调节性能差,使火床上的各燃烧区段合理布风难以实现;此外炉排与侧墙间漏风严重,锅炉横向风压分布不均衡。我国的燃煤工业锅炉自控水平较低,多为开环控制,不能根据外界用能情况变化自动调节锅炉运行状态。另外,因配置的运行监测仪表不全或者失灵,又缺少必要的化验手段,所以不能测定蒸汽﹙或给水﹚流量、 燃煤量、 过量空气系数、 炉渣含碳量、 排烟温度等经济运行参数。工业锅炉辅机配套普遍偏大,造成不必要的资源和能源浪费。从工业锅炉实际运行情况看,过量空气系数普遍存在严重超出正常范围的现象。[2]
1.2使用煤种与炉型要求有差异, 造成燃煤的着火、燃尽困难,燃烧不完全
燃煤工业锅炉是按一定的煤种(如挥发分、 热值、灰分、 水分等)设计的,只有在燃用与设计煤种性能相近的燃煤时,锅炉的运行才能处于比较好的状态。而我国幅员广大,煤的种类很多,煤质差别很大,由于燃煤供应几乎没有任何约束性规范和标准,完全由市场调节,供给工业锅炉使用的燃煤基本是原煤,其粒度、热值、 灰分、 水分经常发生变化, 造成煤种与炉型不适应,着火困难,燃尽更困难。
1.3锅炉水质普遍达不到标准要求, 影响锅炉安全,影响锅炉热效率
目前很大一部分工业锅炉没有使用水处理设备,就是已配置的水处理设备其实际利用率也不足 70 %,尤其是边远地区和乡镇地区的工业锅炉,既未安装水处理设备,也未采用锅内加药处理方式。蒸汽锅炉、 承压热水锅炉的给水应采用锅外化学处理,也就是要安装水处理设备对锅炉给水进行处理。否则锅炉水质不达标, 会导致锅炉结垢,既影响锅炉受热面传热,增加热阻,又危及锅炉的安全运行。
1.4锅炉运行负荷低, 工况经常变化，炉渣含碳量高, 散热损失大
据统计,目前全国工业锅炉的平均运行负荷只有额定负荷的 50%左右, 实际运行效率往往要比鉴定效率低 10~ 15个百分点,造成一次能源的浪费很大。锅炉低负荷运行容易造成漏风量增大,火床和炉膛温度偏低,燃烧速度明显减慢,燃烧工况不稳定, 煤中的固定碳燃烧变得更加困难,炉渣含碳量增加, 这样就使不完全燃烧热损失增大。
二、 立题目的和意义
循环流化床锅炉是我国目前最普遍的锅炉之一，通过自主完成锅炉结构设计和整体热力计算在内的锅炉设计过程能够让我们真正了解锅炉各个部分的特点和功能，并且通过这种实践来完成对本专业只是的巩固、充实和提高。在计算设计过程中能培养学生的综合知识运用能力及资料搜集整理意识，学会分析问题并在过程中完善答案。对给定的数据资料学会分析并补充自己所需的材料内容和构思，间接地培养对工程问题的严谨态度和计算能力。
三、论文研究内容
3.1循环流化床锅炉的优点[3]
3.1.1燃烧效率高
国外的循环流化床锅炉效率能达到99％，我国循环流化床锅炉效率也能达到95～98％。能有这么高效率，很大一部分原因在于煤粒在循环流化床锅炉炉膛内能充分燃尽。循环流化床锅炉燃烧属低温燃烧。燃料由炉前给煤系统送入炉膛，送风一般设有一次风和二次风，有的生产还设置三次风。循环流化床锅炉一大特点是采用分离回料装置。分离回料装置有惯性分离和旋风分离两种。有的大型循环流化床锅炉还会采用两级分离，例如75t/h，130t/h炉采用两级分离，一级是炉室出口的惯性和百叶窗高温分离，二级是在省煤器后加旋风分离，末燃尽煤粒经旋风筒分离回流至燃烧室继续燃烧。
3.1.2煤种适应性强
循环流化床锅炉对低热值无烟煤、劣质煤、页炭、炉渣石矸等都有很好的适应能力，适应性比煤粉炉、层燃炉好。原因一个是循环流化床配备分离回料装置能够保证煤粒得到充分地燃烧，另外，循环流化床锅炉使煤粒在炉内产生一定的流化，保证煤粒能够得到充分燃烧。[4]
3.1.3添加石灰石，有较高脱硫效果
石灰石脱硫剂在多次循环过程中，延长了与烟气中SO2的接触时间，Ca/S比显著降低，即以少量的石灰石达到较高的脱硫效率，脱硫效果可达95％，产生硫酸钙随渣排出。这种低倍率循环流化床锅炉适用于20t/h、35t/h、65t/h容量等级的发电锅炉和工业锅炉的旧炉改造，在利用当地劣质煤资源方面尤效显著。另外，含有硫酸钙的灰渣是综合利用的好材料。 [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炉膛内以800～900℃温度燃烧，可以控制NOX的生成。这是因为生成的NOX被炉子部未燃烧的碳或CaO还原，因此减少的NOX的排放。
3.1.5系统简单，运行操作方便
从原煤到落煤经螺旋给煤机进入炉膛；一次风经布风板引入炉膛底部；煤粉（10mm以下）悬空燃烧；二次风从前后墙引入，起助燃搅拌作用；随烟气向炉膛尾部带起走的较大颗粒旋风分离器后返回到炉膛，循环燃烧，进入尾部烟道只剩下很小的灰粒。经过上述简单流程，锅炉即达到应当的蒸汽量，满足汽轮机蒸汽品质要求。
3.1.6灰渣综合利用，前途广泛
灰渣中有一定的硫酸钙，可作各种建筑材料的掺合料，水泥行业、制砖行业利用灰渣前途最广泛。该炉型推广应用可减少除灰渣场地，对无灰场条件的中小城市而言，不仅可以大大改善环境条件，而且可以推进建材行业的发展，变废为宝，使煤炭发挥综合效益。[6] ...
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