锅炉烟风系统设计 风烟系统毕业设计(论文)word格式.doc
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1、专题设计部分烟风系统设计1 原始数据1.1、热力系统计算汇总表(由锅炉厂家提供) 1、燃煤(设计煤种)收到基成分CyHyOyNySYWyAy50.503.506.001.001.008.0030.0挥发物Vr25.50应用基低位发热量Qdw(KJ/Kg)20013 低位发热量:20013 KJ/Kg 2、可磨系数: 灰熔点温度: 变形温度t11250 软化温度t2 1350 熔化温度 t314501.2 烟风阻力计算汇总(锅炉厂家提供) 1、锅炉本体烟气阻力:2516 Pa,不计尾部竖井自生通风阻力。 2、锅炉预热器二次风阻力:845 Pa,不计热风道和燃烧器阻力。 3、燃烧器二次风阻力:11
2、00 Pa,燃烧器计算书。 4、锅炉预热器一次风阻力:476 Pa,不计热风道和燃烧器阻力 5、燃烧器一次风阻力:1400 Pa,燃烧器计算书。1.3 热力特性汇总表 序号名称符号单位数值1锅炉蒸发量Dt/h9102蒸汽出口压力PgrPa17.31063蒸汽出口温度tgr5404给水温度tgs2745送风温度t206排烟温度py1307化学不完全燃烧损失q 308机械不完全燃烧损失q 41.39排烟损失q 25.2410散热损失q 50.211灰渣损失q 6012锅炉计算效率93.2613燃料消耗量Bt/h128.1614热风温度(二次风)trf3442 烟风系统热力计算2.1 烟风系统设计方
3、案拟定 在锅炉燃烧过程中,必须连续不断的把燃烧所需要的空气送入炉内同时把燃烧产物排除出去,这样连续送风和排除燃烧产物的过程称为锅炉的通风过程。本次拟采用平衡通风,即在锅炉的烟风道中采用送风机、引风机、一次风机装置,利用送风机来克服锅炉风道系统阻力,利用引风机来克服烟道系统的阻力,利用一次风机主要克服制粉系统阻力,并使炉膛出口处保持一定的负压。其优点是锅炉的全部烟道都在负压下工作,锅炉房的安全及卫生条件较好,与负压通风相比,其烟道负压较小,漏风量较少。各部分正负压示意图为 因为平衡通风方式装有送风机、引风机和一次风机,也可以称此种通风为强制通风。为减少附近地区的大气污染程度,在强制通风时必须建造
4、一定高度的烟囱,以便把烟气中的灰粒和有害气体排到高空之中。 由此可知,烟风系统由冷风道、热风道、送引风机、一次风机、蒸汽锅炉尾部烟道,烟囱、烟道及除尘器等构成。可采用下图所示的烟风道原则性系统图。 两股风同时通过空气预热器,一部分进入磨煤机然后输送燃料进入炉膛,另一部分则作为二次风直接进入燃烧器喷嘴。此外,在中间仓储式制粉系统中,利用再循环管束来协调磨煤、干燥和燃烧三方面的风量所需:将部分磨煤乏气从排粉风机后返回磨煤机,然后再回至排粉机型再循环。这样既可以降低磨煤机入口干燥剂的温度,增加磨煤机通风量,也能兼顾燃烧所需要一次风的要求,协调了磨煤风量和一次风量。2.2 锅炉燃烧消耗量计算2.2.1
5、实际燃料消耗量: (1)过热蒸汽焓igr根据Pgr=17.3MP,tgr=540查锅炉计算手册表2-50 得: igr=3395.71KJ/Kg(2)饱和蒸汽焓ibq , 饱和水焓 ibs 根据汽包压力p=18.32MP,查锅炉计算手册表2-50得:ibq=2583.68KJ/Kg ibs=1673.1KJ/Kg(3)给水焓igs根据 Pgs=15MP tgs=274查锅炉计算手册表2-50 得:igs=1203.25KJ/Kg (4)再热蒸汽进口焓izr根据Pzr=3.52MP tzr=314查锅炉计算手册表2-50得: izr=3015.96kJ/kg (5) 再热蒸汽出口焓izr根据Pz
6、r=3.31MP tzr=540查锅炉计算手册表2-50得: izr=3542.7KJ/Kg(6)排污水流量DPW已知 DPW=0.93t/h(7)再热减温水的流量Dzrjw已知 Dzrjw=5.0t/h (8)锅炉有效利用热Qgl(忽略减温水和自用蒸汽吸热部分),(见锅炉计算手册表7-2)Qgl=Digr-igs+Dzr+Dzrjwizr-izr+DPWibs+igs1000 =9103395.71-1203.25+747.6+53542.7-3015.96+0.931673.1-1203.251000=2392000085KJ/h(9)燃料消耗量BB =Qgl3600Qrgl100=239
7、2000085362001393.26=128.16t/h2.2.2 计算燃料量:在进行燃料计算时,由于存在机械未完全燃烧损失q,使得实际燃烧所需要的空气的容积及生成烟气容积均相应的减少,故需要对燃烧量进行修正,即按照计算燃料消耗量Bj进行。由锅炉原理P41:Bj=B1-q4100=128.161-0.013=126.49t/h2.3 理论空气量和燃烧产物实际体积计算2.3.1 理论空气量的计算:参照锅炉原理P20知1Kg固体燃料完全燃烧所需空气量为:V0=0.0889Cy+0.375Sy+0.265Hy-0.0333Oy) =0.0889(50.5+0.3751.0)+0.2653.5-0.
8、03336.=5.25m3/Kg2.3.2 理论烟气容积的计算: 以下各公式均参照锅炉原理给出:(1)三原子气体的容积VRO2VRO2=1.866Cy+0.375Sy100 =0.018650.5+0.3751.0 =0.949m3/Kg (2)N2的理论容积VN20 VN20 =0.79V0+0.008Ny) =0.795.250+0.0081.0 =4.156 m3/kg (3)H2O水蒸汽的理论容积VH2O0 VH2O0=0.111Hy+0.0124Wy+0.0161V0 =0.1113.5+0.012430.0+0.01615.25 =0.572m3/Kg (4)烟气的理论容积 Vy0
9、=VRO2+VN20+VH2O0 =0.949+4.156+0.572 =5.677m3/Kg2.3.3 燃烧产物实际体积的计算 由电厂锅炉原理及设备P28知道: 过热器:gr=0.03 省煤器:sm=0.02 空气预热器ky=0.03 炉膛出口过量空气系数 L=1.2 排烟处过量空气系数py=1.28 故实际单位排烟容积根据锅炉原理知:Vpydw=Vy0+py-1V0+0.0161py-1V0 =5.677+(1.28-1)5.251.0161 =7.1707m3/KgVpy=VpydwBj273+tpy2731000 =7.1707126.49273+1302731000 =1338937
10、.006m3/h2.4 锅炉各处烟空气量计算2.4.1实际所需要的吸入的空气量 xf=py+kyxd=1.28+0.06=1.34说明,式中kyxd为空气预热器相对漏风率。所以所吸入的空气量为:Vpy =xfBjV0273+txf2731000 =1.34126.495.25273+202731000 =1052834.65m3/h2.4.2一次风量计算根据锅炉课程设计取一次风率为25-30。由制粉系统热力计算知一次风占炉膛总风量的份额为=28,热空气占干燥剂的份额为r=37,一次风过量空气系数:K=L=0.281.2=0.336根据电站实用设计手册t2=tm-10式中:t2干燥剂最终计算温度
11、 tm磨煤机出口干燥剂温度,由Wy=825且为烟煤故取 tm=70从而t2=70-60=10一次风量计算:V=KBjV0273+txf2731000 =0.336126.495.25273+602731000 =136083.782m3/h =272167.56m3/h2.4.3 二次风量计算: 由于燃烧所需要的空气量,全部由一次风机和送风机提供,所以,送风机流量(二次风量)为:V=VXF-V =1052834.65-272167.56 =390333.5452m3/h =780667.09m3/h2.5 吸风机进口烟气量计算各公式均参照燃烧及制粉系统计算手册拟采用四电场静电除尘器。2.5.1
12、 烟气计算:1、烟气温降:(1)除尘器进口烟气湿分量G=VH2O0+0.0161py-1V00.804Bj36001000=0.572+0.0161(1.28-1)5.250.804126.4936001000=16.827Kg/s (2)除尘器进出口烟气比重:c=1-0.01Ay+1.306pyV0Vpydw273273+tpy=1-0.0130.0+1.3061.285.257.1707 273273+130 =0.895kg/m3(3)除尘器进口烟气重量流量:Gy=Vpy3600c= 1338937.00636000.895=332.875 kg/s(4)除尘器进口烟气含湿量:d=G10
13、00Gy-G=16.8271000332.875-16.827=53.242 g/kg (5)出口烟气温度:根据技术手册取除尘器的温降为5除尘器出口烟气温度: tc=tpy-t =130-5=1252.5.2吸风机进口烟气量: 1、从空气预热器出口到吸风机前烟道漏风系数: (1)、根据表2-4知锅炉的烟道每10米长对钢板烟道有: yddw=0.1 从而: yd=L10yddw=41100.01=0.041 (2)、查表知静电除尘器漏风系数: c=0.1 (3)、由以上知该段总漏风系数: cy=0.041+0.1=0.141 2、吸风机进口每千克燃料产生的烟气量: Vxydw= Vpydw+cy
14、V0 =7.1707+0.1415.25 =7.911m3/Kg 3、吸风机进口烟气量:Vxy=VsqVxydwBj273+tc2731000 =7.911126.49273+1252731000 =1458841.14m3/h2.6 烟风系统热力计算结果汇总表:序号名称单位数值备注1锅炉蒸发量t/h9102锅炉燃煤量t/h128.163锅炉计算燃煤量t/h126.494理论空气量Nm3/kg5.255每台送风机进口风温206每台送风机送风量m3/h390333.545计算风量不包括裕量7一次风量m3/h272167.568二次风量m3/h780667.099每台吸风机进口烟量Nm3/h145
15、8841.14计算烟气量不包括裕量3 空气通道阻力计算及送风机选型本章的主要任务是进行空气动力计算,算出空气侧全压降,从而选择合理的送风机,以保证燃烧过程的良好进行,并满足锅炉设计的技术经济指标。送风机的压头应按二次风道的阻力加以计算。3.1 吸风口到送风机进口风道设计及计算已知:单台送风机入口风量:Vsf=390333.545m3/h每台送风机入口风温:tsq=20空气的密度根据小型热电站实用设计手册P238=0273273+tlk 式中: 0标准状况下空气的密度,取1.293kg/m3从而每台送风机入口空气密度值为:=1.293273273+20 =1.20Kg/m33.1.1 管型设计:
16、据火力发电厂烟风煤粉管道技术规定知:送风机吸风道推荐流速为10-12m/s取其风速为10 m/sF=V3600W 式中:F风烟管道截面积 V实际空气或烟气量 W空气或烟气选用流速 将相应数据代入得:F=390333.545360010=10.84m2查制粉系统设计与运行知:选用标准矩形风道28003500 对风道壁厚可根据小型热电站实用设计手册P235壁厚一般取值如下:送风机进口前冷风道为3mm,送风机出口后冷风道及热风道为3-4mm,从而选用矩形风道280035003mm。W实=V3600F=390333.54536002.83.5=11.06m/s对吸风口可选用标准吸风口35003000m
17、m吸风口处工质流速为:WXF=V3600F=390333.54536003.53=10.326m/s送风机进口风速取28m/s则有:F=V3600W=390333.545360028=3.872m2F=4d2d=4F=2.22m选用圆形截面风道,公称通经为2300mm。实际风速为:W=V3600F=4390333.54536002.32=26.11m/s管型设计如下页3-1图:3.1.2 局部阻力计算:据锅炉计算手册我们可以得到下面的阻力计算公式hjb=22此段的管型结构如下页图。图3-1 吸风口到送风机入口管型图上式中: hjb局部阻力 局部阻力系数 计算局部阻力处的气流密度 气流速度以下各
18、公式均参自锅炉设备及空气动力计算:1、滤网的阻力:选用5050网孔:d=4根据表-3中第9项知局部阻力系数为:=(1.707FF1-1)2=(1.70750504646-1)2=1.034根据公式可以计算阻力为:hjb=22=1.0341.210.32622=66.15Pa2、吸风接头管阻力:参照表-3中第5项,有调节挡板时,=0.2hjb=22=0.21.211.0622=14.679Pa3、缓转弯阻力:根据锅炉设备及空气动力计算:可知=0.25hjb=22=0.251.211.0622=28.844Pa4、调节风门阻力:参照表-3中第6项,插扳门全开时取=0.1hjb=22=0.11.21
19、1.0622=7.339Pa5、75度缓转弯-收缩管的阻力:F2F1=42.322.83.5=0.424ab=3.52.8=1.25根据锅炉计算手册查得:=1.070.8750.42=0.393 hjb=22=0.3931.226.1122=160.752Pa6、75度转弯入口风箱阻力:参照锅炉设备及空气动力计算中2-32及-14项知按图-10制造的风箱=0.1 hjb=22=0.11.226.1122=40.9Pa7、局部阻力汇总:hjb=66.15+14.679+28.844+7.339+160.752+40.9=318.644P3.1.3 摩擦阻力计算:根据锅炉手册P424:hmc=Ld
20、dl22式中: hmc摩擦阻力 Pa; 摩擦阻力; L管子长度; ddl当量直径,其值等于四倍的管道流通截面积除以流体 和管道避面的接触周 界m; 工质密度kg/m3; 工质流速m/s;据锅炉设备及空气动力计算中3-3项及表-2,风道的摩擦阻力系数近似的采用=0.02无内衬的钢烟道。1、对280035003管段摩擦阻力计算:L=10ddl=2aba+b=22.83.52.8+3.5=3.111m根据上面公式得:hmc=Lddl22=0.02103.1111.2211.062=4.718Pa2、入口风箱的摩擦阻力:L=3 m ddl=2.3mhmc=Lddl22=0.0232.31.2226.1
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