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• 本文标题：600MW萍乡无烟煤锅炉设计.doc
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• 内容摘要：600MW萍乡无烟煤锅炉设计 学院 工业自动化学院 专业， 姓名， 指导老师， 能源与动力工程 欧嘉森 学号， 职称， 160407103326 熊志红 工程师副教授 中国珠海 二二年五月 诚信承诺书 本人郑重承诺，本人承诺呈交的毕业设计600MW萍乡无烟煤锅炉设计是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。 本人签名， 日期，年月日 600MW萍乡无烟煤锅炉设计 摘要 我国燃料燃烧大多使用锅炉机组，本次锅炉设计针对已知的煤种以及锅炉功率，对机组进行选型，已知锅炉的容量以及各项参数，同时结合煤种的燃烧性质以及对锅炉的结构，计算出各个受热面边界处的风烟水以及蒸汽的速度，从而计算出最后的锅炉效率，校核计算可以为实际的运行带来更好的经济效益以及提高锅炉的安全运转水平。 关键词，受热面计算，萍乡无烟煤，烟气计算，锅炉 Designof600MWPingxiangAnthraciteBoiler Abstract MostofthefuelcombustioninChinausesaboilerunit。Thisboilerdesignisbasedonknowncoaltypesandboilerpower。Theunitisselectedtheboilercapacityandvariousparameteareknownandthecombustionpropertiesofthecoaltypeandthestructureoftheboilerarecombined。Calculatethespeedofwindsmokewaterandsteamattheboundaryofeachheatingsurfacetocalculatethefinalboilerefficiency。Checkcalculationcanbringbettereconomicbenefitsfortheactualoperationandimprovethesafeoperationleveloftheboiler。 Keywords:heatingsurfacecalculationPingxiangAnthracitefluegascalculationboiler 目录 1前言 1 1。1萍乡无烟煤锅炉设计的意义 1 1。2萍乡无烟煤现状 1 1。3设计内容 1 2主要设计参数以及煤质资料 4 2。1主要设计参数 4 2。2煤质资料 4 3辅助计算 5 3。1锅炉的空气量计算 5 3。2燃料燃烧计算 5 4炉膛校核热力计算 10 4。1校核热力计算步骤 10 5对流受热面热力计算 15 5。1各对流受热面的计算步骤 15 5。2屏式过热器热力计算 15 6凝结管的热力计算 21 6。1凝渣管结构及其计算主要特点 21 6。2凝渣管计算 21 7过热器的热力计算 22 7。1高温过热器结构及传热计算 22 7。2低温过热器的结构及热力计算 27 8省煤器和空气预热器 30 8。1高温省煤器结构及传热计算 30 8。2高温空气预热器结构及传热计算 34 8。3低温省煤器结构及传热计算 38 8。4低温空气预热器结构及传热计算 41 9锅炉热力计算误差检查 44 10结论 46 参考文献 47 谢辞 48 附录 49 外文摘要以及翻译 49 1前言 本论文针对600MW的萍乡无烟煤进行锅炉设计。在第2章，会对锅炉进行选型并且说明煤种的收到基，在第3章，对煤种进行辅助计算，以便进行接下来的各个受热面计算，在第4章到第8章，对锅炉各个受热面进行烟气和水蒸汽流程的计算，在第9章，对计算数据进行误差检查，确保数据合理可用，在第10章，对这次锅炉设计计算进行评价。 1。1萍乡无烟煤锅炉设计的意义 600MW萍乡无烟煤锅炉的创新设计可以提高煤炭的利用效率，从而促进节能和环保，同时也可以促进中国锅炉技术的发展。 无烟煤相对于其他煤种，煤化程度更高，因此在使用无烟煤的过程中可以有较多的优点。 优点一，无烟煤含碳量较高，这极大的提高了无烟煤的燃烧效率，这使得人们在生活中会更加青睐无烟煤，它的成分决定了它还拥有污染少的优点，我国的科技不断提高，这使得无烟煤的成本越来越低，相信很快就会替代更多的煤种。 优点二，无烟煤不仅可以作为燃料，还在其他领域以及行业有广泛的用途，比如制造石墨电石以及碳纤维等。 优点三，我国拥有庞大的无烟煤储量，处在世界领先水平，在出口方面在世界上拥有话语权，这样可以提高我国的国际影响。 1。2萍乡无烟煤现状 在中国，大部分使用的还是劣质煤，劣质煤在使用的过程中会对锅炉造成较多方面的磨损，而无烟煤能以较好的代替劣质煤，经济环保。 萍乡位于江西省，拥有较多的矿产资源，萍乡无烟煤的开发以及利用可以给锅炉行业带来更好的经济效益。 1。3设计内容 本次设计意在结合萍乡无烟煤的特点，选择符合规格的锅炉机组，通过各个受热面的热力计算，来提高整个锅炉机组对该煤种的利用效率，在计算过程中，适当的修改锅炉的相关结构，通过修改受热面积来控制排烟温度等相关参数。 进行辅助计算，辅助计算给之后的各个受热面计算提供的是一个理论数据，要和我们往后的各个计算中作对比是否合理。 我们这次的锅炉设计，简单的分为蒸汽流程和烟气流程，它们的流程如图2。1和图2。2 图2。1蒸汽流程 图2。2烟气流程 水在汽包里面加热变成过热蒸汽，然后依次经过顶棚管低温过热器屏式过热器和高温过热器，之后通过汽轮机，热能转化为动能，这是本次锅炉设计的蒸汽流程。 煤粉在炉膛着火，然后生成高温烟气，烟气依次经过屏式过热器高温过热器和低温过热器来加热蒸汽，其次高温省煤器和低温省煤器会利用烟气余热加热给水，高温空气预热器和低温空气预热器会利用烟气余热加热进口空气然后回到磨煤器，给煤粉提供热风。 整体思路 如图2。3所示，在辅助计算算完之后，计算炉膛的热力计算，结合辅助计算中我们求得的理论燃料输入锅炉的热量，之后要算的是烟气和蒸汽两种工质之间的热量传导，烟气和蒸汽的传热过程发生在汽包顶棚管以及过热器，我们先依次进行汽包顶棚管屏式过热器高温过热器和低温过热器的热力计算，求得烟气在这几个受热面的传热量以及排出的烟气温度。排出去的烟气会在省煤器和空气预热器里面进行余热回收，我们依次进行高温省煤器高温空气预热器低温省煤器和低温空气预热器热力计算，就可以求得烟气在里面的传热量。整个流程的传热量相加与燃料输入的锅炉总热量对比，可以得出锅炉的热效率。 图2。3锅炉本体结构简图 2主要设计参数以及煤质资料 2。1主要设计参数 我们计算的锅炉额定蒸汽量为1900th，给水温度为283℃，根据我查的锅炉相关参数，我们代入的过热蒸汽温度是571C，过热蒸汽压力对照查的是9。8MPA，固体排渣。 2。2煤质资料 1，萍乡无烟煤的收到基见表2。1 表2。1煤的收到基 水分 灰分 碳 氢 氧 氮 硫 收到基低位发热量 干燥无灰 基挥发分 空气干燥 基水分 可磨性 系数 变形温度 软化 温度 融化温度 7 25。1 60。4 3。3 2。5 1 0。7 22625 10 1 1500 2，过量空气系数和漏风系数见表2。2 表2。2过量空气系数和漏风系数 序号 名称 漏风系数 符号 出口过量空气系数 符号 结果 1 制粉系统 0，1 2 炉膛 0，05 1。25 3 屏凝渣管 0 1。25 4 高温过热器 0，0025 1。275 5 低温过热器 0，025 1。3 续表 6 高温省煤器 0，02 1。32 7 高温空气预热器 0，05 1。37 8 低温省煤器 0，02 1。39 9 低温预热器 0。0255 1。44 总结，第二章主要阐述该锅炉机组的选型 3辅助计算 3。1锅炉的空气量计算 锅炉机组在进行工作的时候，炉膛外会有冷空气不断进入炉膛和烟道中，让炉膛和烟道的各项空气量都发生不同的变化，我们称为锅炉的热平衡，锅炉的热平衡计算主要是为了让我们了解整个锅炉燃烧过程中的热量的收入与支出。 1，根据煤种的收到基，计算单位质量的理论空气量等相关参数。 2，求出单位质量燃烧量的烟气特性参数，烟气是主要吸收热的工质，依据这个参数得出后面我们需要知道的锅炉总热量收入。 3，做好各个受热面的烟气焓温表，方便在往后各个受热面计算中查取。 4，根据上述计算，我们可以求得锅炉输入热量总量，同时结合煤种以及飞灰份额，来求各项热损失，用反平衡法求得锅炉的总效率。 3。2燃料燃烧计算 1，燃烧计算 计算相关空气量参数，计算结果见表3。1 表3。1燃烧计算表 序号 项目名称 符号 单位，标准状况下， 计算公式及数据 结果 1 理论空气量 V0 m3kg 0。0889(Car+0。375Sar)+0。265Har0。0333Oar 6。1841 2 理论氮容积 V0N2 m3kg 0。8Nar100+0。79V0 4。8934 3 R02容积 VRO2 m3kg 1。866Car100+0。7Sar100 1。13 4 理论干烟气容积 V0gy m3kg V0N2+VRO2 6。025 续表 5 理论水蒸气容积 V0H2O m3kg 11。1Har100+1。24Mar100+1。61dkV0 0。55 6 飞灰份额 αfh 查表24 0。93 7 飞灰含判别 4。319 2，烟气特性计算 具体计算见表3。2。 表3。2烟气特性表 序号 项目名称 符号 单位，标准状况下， 炉膛，屏凝渣管 高过 低过 高温省煤器 高温空预器 低温省煤器 低温空预器 1 受热面出口过量空气系数，查表15， α _ 1。25 1。275 1。3 1。32 1。37 1。39 1。44 2 烟道平均过量空气系数 αpj _ 1。25 1。2625 1。2875 1。31 1。345 1。38 1。415 3 干烟气容积V0gy+(αpj1)v0 Vgy m3kg 7。5714761 7。64877793 7。803381584 7。942524875 8。158969994 8。37541511 8。591860231 4 水蒸气容积V0H2O+0。0161(αpj1)V0 VH2O m3kg 0。577555943 0。5788005 0。581289622 0。583529829 0。587014595 0。59049936 0。593984128 5 烟气总容积Vgy+VH2O Vy m3kg 8。149032043 8。22757843 8。384671206 8。526054704 8。745984589 8。96591447 9。185844359 6 RO2容积份额VRO2VY rRO2 _ 0。138907786 0。13758167 0。135003982 0。132765275 0。129426709 0。12625193 0。123229173 7 水蒸气容积份额VH2OVy rH2O _ 0。070874177 0。07034883 0。069327658 0。068440779 0。067118183 0。06586047 0。064662986 续表 8 三原子气体和水蒸汽溶剂总份额rRO2+rH20 r _ 0。209781964 0。2079305 0。20433164 0。201206055 0。196544892 0。1921124 0。187892159 9 容积飞灰浓度10AarαfhVy μν gm3 28。64511991 28。371653 27。84008988 27。37843095 26。68996242 26。0352695 25。41192632 10 烟气质量1Aar100+1。306αpjV0 my kgkg 10。84461875 10。9455749 11。14748732 11。32920845 11。61188578 11。8945631 12。17724043 11 质量飞灰浓度αfhAar(100my) μy kgkg 0。021524961 0。02132643 0。020940145 0。020604264 0。020102678 0。01962493 0。019169368 3，烟气焓空气焓蒸汽焓的计算 表3。3烟气焓温表用于炉膛屏高过的计算 烟气或空气温度，℃， 理论烟气焓，kjkg， 理论空气焓，kjkg， 理论烟气焓增(kjkg) 炉膛屏，凝渣管 高温过热器 =1。25 =1。275 400 3144。37 2662。93 3810。10 3876。67 500 3986。90 3362。82 842。53 4827。60 1017。51 4911。68 1035。00 600 4851。75 4078。44 864。85 5871。36 1043。76 5973。32 1061。65 700 5738。60 4808。76 886。85 6940。79 1069。43 7061。01 1087。69 800 6644。66 5549。99 906。06 8032。16 1091。37 8170。91 1109。90 900 7511。81 6303。02 867。15 9087。57 1055。41 9245。14 1074。24 1000 8502。32 7064。80 990。51 10268。52 1180。95 10445。14 1200。00 1100 9452。88 7839。41 950。55 11412。73 1144。21 11608。71 1163。57 1200 10414。91 8618。73 962。03 12569。59 1156。86 12785。06 1176。35 1300 11389。89 9409。17 974。98 13742。19 1172。59 13977。41 1192。35 1400 12370。86 10205。20 980。96 14922。16 1179。97 15177。29 1199。87 续表 1500 13361。26 11004。93 990。40 16112。49 1190。33 16387。61 1210。33 1600 14359。63 11810。94 998。37 17312。36 1199。87 17607。63 1220。02 1700 15366。90 12619。32 1007。27 18521。73 1209。37 18837。21 1229。58 1800 16376。13 13427。99 1009。23 19733。12 1211。40 20068。82 1231。61 1900 17391。75 14248。70 1015。63 20953。93 1220。80 21310。14 1241。32 2000 18411。04 15068。43 1019。29 22178。15 1224。22 22554。86 1244。71 2100 19439。58 15895。14 1028。54 23413。36 1235。22 23810。74 1255。88 2200 20465。44 16720。17 1025。86 24645。49 1232。12 25063。49 1252。75 表3。4烟气焓温表用于低温过热器高温省煤器的计算 烟气或空气温度，℃， 理论烟气焓，kjkg， 理论空气焓，kjkg， 理论烟气焓增(kjkg) 低温过热器 高温省煤器 =1。3 =1。32 300 2324。46 1942。34 796。58 2907。16 2946。01 400 3144。37 2612。79 819。91 3928。20 1021。04 3980。46 1034。45 500 3986。90 3299。91 842。53 4976。87 1048。67 5042。87 1062。41 600 4851。75 4000。59...
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