240th燃高焦炉混合煤气锅炉设计 毕业设计论文.doc
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1、 1 摘要 240t/h燃高焦炉混合煤气锅炉设计:(Q 低温=1400 千卡/标 m3),设计的 参数为 215的给水温度,540的过热蒸汽温度,140的排烟温度,20的 环境温度。 本次设计计算了,炉膛,屏式过热器,高温过热器,低温过热器,高温省 煤器,高温空气预热器,低温省煤器,低温空气预热器的结构计算和传热计算。 以及对烟道阻力的计算和空气预热器的计算,引风机,送风机的选择。 炉膛宽度取 7.7米,顶棚宽 4.675米,顶棚高 4.2米,炉膛总高 15.785米。 屏式过热器取 8片,纵向排数 27,每片屏并联管子根数为 12,第一根屏管高度 4.2米,屏高度最大值 4.559米,屏的深
2、度为 1.244米。高温过热器横向管排 数 62,纵向管排数 8,管长 3.329,管簇深度 0.76米。低温过热器横向管排数 58,纵向管排数 16,管长 3.2.高温省煤器横向排数 97.5,纵向排数 26,受热 面布置管长 6.2。高温空预器横向管排数 100,纵向管排数 50,管箱高度 1.44 米。低温省煤器横向排数 97.5,纵向排数 64,受热面布置管长 3.35米。低温 空预器横向管排数 100,纵向管排数 50,管箱高度 1.44米。 本次设计中,烟气在炉膛出口温度是 1295.1,经过屏式过热器烟温下降 至 1183,在经过高温过热器烟温下降到 1032.6,经低温过热器温
3、度下降到 832.54,经高温省煤器下降到 449,经高温空气预热器降至 382,经低温 省煤器下降到 222,经高温空气预热器降至 146.7排烟。 本次设计中,水的流程是 215给水经低温省煤器加热到 260,经高温省 煤器加热到 319.97,进入汽包,再经下降管,由水冷壁使饱和水变成 319.97的水蒸气,经低温过热器将水蒸气加热到 425.2,经屏将水蒸气加 热到 455.87,最后经高温过热器加热到 540引出做功。 关键字:炉膛,过热器,省煤器,空气预热器。 2 Abstract 240t / h burning blast furnace gas boiler design (
4、high mixing coke oven gas: low- temperature Q = 1400 kcal / standard m3) of the graduation project, the design parameters for the feed water temperature of 215 C, the superheated steam temperature of 540 C, 140 C exhaustsmoke temperature, 20 C ambient temperature. The design, furnace, screen superhe
5、ater, superheater high temperature, low temperature superheater, high-temperature economizer, high temperature air preheater, low-temperature economizer, low temperature air preheater of structural calculations and heat transfer calculations. And calculation of flue resistance and air preheater calc
6、ulation of induced draft fan, blower options. Take chamber width 7.7 meters, the ceiling is 4.675 meters wide, 4.2 meters high ceiling hearth, total 15.785 metres high. Take platen superheater of 8, longitudinal row number 27, every piece of screen the number of 12 parallel tubes, the first root scr
7、een pipe height 4.2 meters, screen the maximum height 4.559 meters, the depth of the screen is 1.244 meters. High temperature superheater tube transverse number 62, vertical tube number 8, length 3.329, the depth of 0.76 meters. Low temperature superheater tube for 58 horizontal, vertical tube numbe
8、r 16, length 3.2. High temperature economizer horizontal row number 97.5, longitudinal row number 26, decorate in heating length 6.2. High temperature air preheater horizontal tube number 100, vertical tube number 50, the box height 1.44 meters. Of low temperature economizer horizontal row number 97
9、.5, longitudinal row number 64, decorate in heating tube 3.35 meters. Low temperature air preheater horizontal tube number 100, vertical tube number 50, the box height 1.44 meters. In this design, the flue gas outlet temperature in the furnace is 1295.1 C, after the platen superheater flue gas tempe
10、rature dropped to 1183 C after the high temperature superheater flue gas temperature down to 1032.6 C, low temperature air 3 preheater temperature dropped to 832.54 C decreased to 449 C, high temperature economizer, air preheater at high temperature dropped to 382 C, low temperature economizer decre
11、ased to 222 C, dropped to 146.7 high temperature air preheater exhaust. In this design, the water flow is 215 water supply by the low-temperature economizer heating to 260 C, high temperature economizer heating to 319.97 C, into the drum, and then the down pipe, the water wall so that the saturated
12、water into 319.97 C steam, low temperature superheater steam heated to 425.2 C, the screen will steam heated to 455.87 C, and finally by the high temperature superheater heating to 540 C leads to acting. Keywords: furnace, superheater, economizer, air preheater. 4 目录 摘要 1 Abstract 2 绪论 6 1燃气锅炉的特点 .6
13、 2燃气锅炉的现状 .8 3 此次设计燃气锅炉的基本思路 .9 第一章 设计任务与燃料特性参数 10 1.1设计任务 .10 1.2燃料特性 .10 第二章锅炉整体布置的确定 11 2.1 燃料燃烧计算 11 2.2 空气平衡及焓温表 13 2.3锅炉热平衡及燃料消耗量计算 15 2.4燃烧室设计及传热计算 16 2.5炉膛结构尺寸计算 .18 2.6燃烧器的布置及主要尺寸 . 20 2.6燃烧室结构特性计算 .21 2.7炉膛热力计算 .22 2.8.炉膛顶部辐射受热面吸热量及工质焓增计算 .24 2.9炉膛受热面热力分配 .25 2.10屏式过热器结构计算 .26 2.11 屏区传热计算
14、28 2.12高温过热器结构计算 .32 2.13高温过热器传热计算 .33 2.14低温过热器结构计算 .36 2.15 低温过热器传热计算 37 5 2.16炉膛受热量的热量分 配 39 2.17高温省煤器结构计算 .42 2.18高温省煤器传热计算 43 2.19高温空气预热器结构计算 .45 2.20高温空气预热器传热计算 .46 2.21低温省煤器结构计算 .49 2.22 低温省煤器传热计算 50 2.23 低温空气预热器结构计算 52 2.24 低温空气预热器传热计算 53 2.25 热力计算汇总 表 55 第三章阻力计算 56 第四章送引风机计算 61 4.1送风机计算 .61
15、 4.2引风机计算 .61 第五章防爆措施 62 第六章结论 63 第七章参考文献 64 第八章附录 A65 第九章附录 B 73 第十章附录 C 93 6 第十一章致谢 信 99 绪论 燃气锅炉是一种以可燃气体作为燃料的能源转换设备,用以生产热水或蒸 汽,满足工业生产和人民日常生活的需要。本文主要介绍了燃气锅炉的优越性、 存在的问题、燃气锅炉的发展现状。燃气锅炉以气体作为燃料,燃料输送方便, 计量准确,操控性好,燃气锅炉自动化控制程度高,运行管理工作量小。但是, 气体燃料存在爆炸的潜在危险,一旦燃气泄漏,后果不堪设想。因此,对燃气 检漏工作要求比较严格。国内燃气锅炉发展比国外慢,但是目前国内
16、的生产厂 家已能生产各种规格的燃气锅炉,只是国产燃烧器应用较少 。鉴于目前的能源 形势,锅炉的发展方向依然是高参数、大容量,以提高锅炉的效率,达到节约 能源的目的。燃气锅炉也不例外,高参数、大容量,也是其发展方向。但是, 燃油燃气资源短缺,也在一定程度上制约了燃气锅炉的发展。 本文介绍了此次设计的基本思路,通过一个具体实例叙述了设计的全过程。 锅炉设计是一个复杂的过程,在此过程中,几乎涉及了所学的各门专业课,用 到了工程热力学、传热学、燃烧学、锅炉设计、机械设计、工程图学等专业课 的知识。通过设计,既是对所学课程的巩固,也对设计工作有了一定的了解, 知道如何去做一项工作。大体概括为:接受任务书
17、,查阅相关资料,熟悉整体 7 设计过程,作相关设计计算,布置整体结构,选取可以确定的标准件,工程图 绘制。这是我总结的一般设计思想。由于以前没有从事过类似的工作,此次设 计还存在相当多的问题,请指导教师多加指点。 1.1 燃气锅炉的特点 1.1.1热效率高,环境污染低: 1.由于燃气中的灰分、含硫量和含氮量均比煤中的含量低,燃烧后产生的烟 气中粉尘量极少,排放出的烟气比较容易达到国家对燃烧设备所要求的标准。 使用燃气锅炉可以大减轻对环境的污染。 2.燃气锅炉的炉膛容积热强度较高;由于烟气污染小,对流管束不受腐蚀和 结渣,传热效果好,燃气燃烧产生大量三原子气体(二氧化碳、水蒸气等)的 辐射能力较
18、强,而且排烟温度低,使其热效率明显提高。 1.1.2锅炉设备投资低: 1.燃气锅炉可选用较高的炉膛热负荷,从而缩小炉膛体积。因不存在受热 面污染、结渣、磨损等问题,可选用较高的烟速,减小对流受热面的尺寸。通 过合理布置对流管束,使燃气锅炉较同容量燃煤锅炉结构紧凑、尺寸小、重量 轻,设备投资明显减少。 2.燃气锅炉使用管道输送的燃气为燃料,无需燃料储存设备。在供给燃烧 前也无需燃料加工制备设备,使系统大为简化;同时也不需要配置吹灰器、除 尘器、出渣设备和燃料烘干器等附属设备,使系统大为简化。 3.由于无需燃料储存,节省运输费用、场地及劳动力。 1.1.3运行成本低: 1.燃气锅炉的热负荷适应性强
19、,在系统内调节灵活,燃气计量简单准确, 便于燃气供应量的调节。 2.由于附属设备少,启动快,又无燃料制备系统,可减少预备工作带来的 各种消耗,用电量低于燃煤锅炉。 3.不需要用蒸汽加热燃料及烘干燃料,蒸汽消耗较少。 4. 因燃气中的杂质较少,锅炉不会发生高、低温受热面的腐蚀,锅炉的连 续运行周期长。 8 1.1.4设备维修费用低: 1.燃气锅炉燃烧系统设备简单,因而需要维修保养的项目少,维修费用低。 2.由于不存在结渣及高低温受热面腐蚀,因而不需要由此而更换受热面的 管件 1。 1.1.5存在的危险: 天燃气是一种易燃、易爆性气体,它没有颜色,虽有一定的气味却难以凭 嗅觉及时发现。如果燃气漏入
20、停运的炉膛或空气中,会引起爆炸。所以燃气管 路必须严格检漏,炉膛内要有必要的联锁保护控制系统,锅炉房要有燃气泄漏 监测报警装置和通风设备,采用防爆电器。锅炉应有严格的启动顺序控制系统, 燃气锅炉在点火之前必须仔细吹扫炉膛和烟道,排除炉内可能积存的可燃气体。 锅炉燃烧器必须安装熄火安全保护装置,一但出现熄火现象,二次点火前也必 须进行吹扫并按正常点火程序进行。另外,燃气采用管道输送,无备用燃料, 一旦发生燃气管道破裂等问题或燃气压力过低,便会造成停炉事故。随着燃气 锅炉的广泛应用和技术设备的日益完善,事故隐患正在逐渐降低,各种安全保 护手段已能保证燃气锅炉的运行非常可靠。燃气锅炉与燃煤锅炉相比具
21、有绝对 优势,但从国内外燃气锅炉的具体使用情况来看,还存在一定问题,必须加强 防范。 1.燃气管路必须严格检漏,炉膛内要有必要的联锁保护控制系统,锅炉房 要有燃气泄漏监测报警装置和通风设备,采用防爆电器。 2.锅炉应有严格的启动顺序控制系统,燃气锅炉在点火之前必须仔细吹扫 炉膛和烟道,排除炉内可能积存的可燃气体。锅炉燃烧器必须安装熄火保护装 置,一但出现熄火现象,能及时实施保护措施。二次点火前也必须进行吹扫并 按正常点火程序进行 2。 1.2 燃气锅炉的现状 1.2.1国产、进口燃气锅炉并存: 目前国内有五十多家燃气锅炉生产厂家,产品品种规格齐全。蒸汽锅炉的 单台蒸发量最低为 0.2t/h,最
22、高可达 65t/h;压力有 0.4MPa、0.7 MPa、1.0 9 MPa、1.25 MPa、2.45 MPa、3.82 MPa等六种;可生产饱和蒸汽、过热蒸汽, 温度有 250摄氏度、350 摄氏度、400 摄氏度、450 摄氏度等几种。热水锅炉单 台供热功率最低为 0.3MW,最高可达 21 MW;压力有常压、0.7MPa、1.0 MPa、1.25 MPa;供热温度有 80摄氏度、95 摄氏度、115 摄氏度、130 摄氏度 等。我国燃气锅炉的产和质量均能满足国内锅炉房建设的需要,但是大部分锅 炉还是配用进口的燃烧器,配用国内燃烧器的比例很小。 进口燃气锅炉主要来自德国、美国、英国、瑞士
23、、意大利、日本、韩国等 几个国家。与锅炉配套的进口燃烧器有德国、美国、英国、法国、瑞典、意大 利、日本、韩国等国家的几十个品牌,其中应用最多的是德国的威索牌燃烧器 3。 1.2.2与燃油锅炉相比,燃气锅炉使用较少: 目前的燃油燃气锅炉中,燃油锅炉较多,燃气锅炉较少。 主要有两方面的原因妨碍燃气锅炉的应用。一是天然气的产量与需求量的 矛盾,地区性气源的制约成为燃气锅炉推广的障碍。随着我国“西气东输”工 程的全面启动以及国家能源政策向燃气事业的倾斜,天然气供应量将进一步提 高。二是燃气锅炉管网的铺设成本比较高,也制约了燃气锅炉的应用 4。 1.2.3.国产燃烧器性能有待提高: 如前所述,目前国内生
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