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1、word摘要本文设计的是 410t/h 燃贫煤高压煤粉锅炉，其过热蒸汽压力为 9.8MPa，过热蒸汽温度为 540，给水温度为 215。锅炉承受单锅筒，自然循环型布置固态排渣。承受直吹式系统，四角切圆燃烧，直流燃烧器，重油点火。锅炉前部为炉膛，四周布满膜式水冷壁，炉膛出口处布置屏式过热器，折焰角斜坡上有高温对流过热器，水平烟道为低温对流过热器，且布置了两级喷水减温器，便于调整蒸汽温度。尾部竖井局部交织布置两级省煤器和两级空气预热器。省煤器双侧进水，空预器为双面进风的管式空预器。屏式过热器承受振动吹灰，对流过热器承受蒸汽吹灰，尾部受热面承受钢珠吹灰。关键词：贫煤；高压；自然循环；四角切圆燃烧I
2、/ 57wordAbstractThis design is for 410t / h high-pressure lean coal boiler, whosesuperheatedsteamspressureis9.8Mpa,superheatedsteamstemperature is 540 , feed-waters temperature is 215.The boiler is-type with single drum,and it uses natural circulation, direct-firingfurnace, which is full of water-co
3、lded walls.Thesuperheater lays at thefurnace exit, the high-temperature superheater is onthe slope of furnace,thelow-temperaturesuperheaterisatthehorizontalflue,thetail-flueis furnished with two economizers and two air preheaters.Thesuperheatersetsvibrationash-removalequipments,thesystem, four corne
4、r tangential bustionThe front of the boiler is thesurface sets steel ball ash-removal equipments.convectionsuperheaters set steam ash-removal equipments,the tail-heatedKeywords:lean coal,high-pressure, natural circulation, four cornertangential bustionII / 57word名目引言 11 文献综述 21.1 课题背景与意义 21.1.1 课题背景
5、 21.1.2 锅炉开展简史 21.1.3 我国电站锅炉开展概况 31.1.4 国外电站锅炉机组的开展 51.1.5 锅炉开展技术 51.2 主要争论内容、应用价值、创 71.2.1 主要争论内容 71.2.2 应用价值 71.2.3 创 71.3 拟承受的争论方法 71.4 预期到达的目标、困难设想 81.4.1 预期到达的目标 81.4.2 困难设想 82 锅炉构造设计说明 92.1 锅炉的总体布置 92.2 锅炉构造 102.2.1 炉膛水冷壁 102.2.2 锅筒与锅筒内设备 122.2.3 燃烧设备 142.2.4 蒸汽过热器与汽温调整 142.2.5 省煤器 172.2.6 空气预
6、热器 182.2.7 除渣装置 212.2.8 吹灰装置 212.2.9 锅炉构架 212.2.10 密封装置 222.2.11 炉墙构造 223 热力计算 24word3.1 主要设计参数 243.2 燃料特性 243.3 关心计算 243.3.1 空气平衡 243.3.2 燃烧产物体积与焓的计算 243.3.3 烟气特性计算 253.3.4 烟气的焓温表 253.3.5 锅炉热平衡与燃料消耗量计算 253.4 炉膛的构造与热力计算 253.5 屏式过热器的构造与热力计算 253.6 对流过热器的构造与热力计算 263.7 转向室的构造与热力计算 263.8 热量安排 263.9 省煤器和空
7、气预热器的构造与热力计算 263.10 热力计算主要参数汇总 26 结论 27致谢 28参考文献 28附录热力计算表 29附录锅炉部件构造图 48IV / 57word引言锅炉是利用燃料燃烧释放的热能或其他热能加热给水，生产规定参数和品质的蒸汽的设备，又称蒸汽发生器。锅炉的一个主要用途是发电，是火力发电厂的三大主机之一，在电力生产过程中占有重要地位。在各种工业企业的动力设备中，锅炉也是重要的组成局部。锅炉生产的蒸汽供工业生产直接使用，还供取暖使用。还有用于生活热水供给、洗浴和采暖的所谓生活锅炉。因此，锅炉工业的开展对于中国国民经济乃至人民生活水平的提高都有着格外重要的作用。目前我国的能源构造为
8、：以煤为主，还有石油、自然气、水能等常规能源， 核能，以与太阳能、生物能、地热能、风能等能源。当代人类利用能源的主要形式之一是电能，需要通过各种途径将各种能源转变为电能。我国的能源构造打算了我国电力建设的总方针：优先开展火电，乐观开展水电，适当开展核电，因地制宜开展能源发电，重点开展电网，开发与节约并重，高度重视环保，提高能源利用效率。改革开放以来，电力行业开展很快，从 1978 年到 1998 年的 21 年间，装机容量以每年 8.35的速度增长，使我国电力行业跃居世界前列。1998 年装机容量 27729kW，位居世界其次位，仅次于美国；2023 年 4 月突破 3 亿 kW。我国发电量与
9、发电量与发电装机总量均超过日本，跃居世界其次位。至 2023 年底，全国电力行业装机容量已达 7.13 亿千瓦。其中应用煤等化石燃料发电的火电装机容量高达 5.54 亿千瓦，约占全国总装机容量的 77.7%。而火力发电的开展要求锅炉工业以相应的速度开展。本设计就是针对 410t/h 燃贫煤高压煤粉锅炉进展设计的。通过本次设计， 进一步学习了本专业的学问，以与锅炉设计与制造中应当留意的一些事项，为以后的工作学习奠定根底。word1文献综述课题背景与意义课题背景依据地质勘探工作的成果，我国常规能源探明总资源量超过 8230 亿吨标准煤，探明剩余可开采总储量 1392 亿标准煤。能源探明总量的构造为
10、：原煤 87.4%， 原油 2.8%，自然气 0.3%，水能 9.5%。能源剩余可采总储量的构造为：原煤 58.8%， 原油 3.4%，自然气 1.3%，水能 36.5%。我国的能源构造打算了我国电力建设的总方针：优先开展火电，乐观开展水电，适当开展核电，因地制宜开展能源发电，重点开展电网，开发与节约并重， 高度重视环保，提高能源利用效率。至 2023 年底，全国电力行业装机容量已达 7.13 亿千瓦。其中应用煤等化石燃料发电的火电装机容量高达 5.54 亿千瓦，约占全国总装机容量的 77.7%。依据我国常规能源构造中煤炭比重高的实际状况，在今后相当长时间内，我国电源构造的主力仍将是火力发电。
11、为此，我国必需科技先行，加紧开展高效干净煤发电技术，以提高化石燃料的资源利用率和加强环境保护。火力发电和工业生产需要燃烧燃料，也就需要锅炉。锅炉是火力发电厂的三大主机之一，火力发电的开展要求锅炉工业以相应的速度开展。在各种工业企业的动力设备中，锅炉也是重要的组成局部。锅炉生产的蒸汽供工业生产直接使用，还供取暖使用。还有用于生活热水供给、洗浴和采暖的所谓生活锅炉。用于工业生产和生活的锅炉数量大、分布广。随着人民生活水平的提高，对能源的需求量急剧增大，锅炉的数量也就越来越多。进展燃煤锅炉的设计，可以拓宽我们的视野和思路，有助于加深对专业学问的理解，熬炼我们查阅资料的力气，为以后的工作和再学习打下坚
12、实的根底。锅炉开展简史据考证，公元前200 年左右，古希腊一位叫希罗Hero的人制造了一种可供宫廷赏识之用的装置。由于下部容器中的水受热后转变成为蒸汽，在反冲力的作用下会使得上方的圆球旋转。据认为，这是最早利用水蒸汽产生动力的装置，word也因此被认为是最早的锅炉。但直到工业革命之前，所谓的锅炉没有开展。工业革命在英国快速开展后， 由于矿井抽水的需要，对动力的需要增大，瓦特在纽卡门的制造的根底上，完善了蒸汽机。当时用于产生蒸汽的锅炉主要为圆筒形，筒外加热。随着工业的开展，锅炉向以下两个方向开展：.在圆筒内部增加受热面积，开头是在一个大圆筒内增加了一个锅筒，然后增加到两个，直到多个。最终开展为现
13、代的火管锅炉。.增加筒外部的受热面积，即增加水筒的数目，燃料在筒外燃烧，与火管锅炉的开展相像，水筒的数目不断增加，开展成为很多小直径的水管。由于水在管中流淌，故称为水管锅炉。从 1840 年消灭第一台水管锅炉之后，相继消灭了各种类型的水管锅炉。水管锅炉的开展为大容量、高参数现代大型动力锅炉奠定了根底。水管锅炉的开展有两个分支：横水管锅炉和竖水管锅炉。横水管接近水平放置，其中水的流淌性不好，此外，增加受热面仍受到锅筒直径的限制，因此横水管锅炉渐渐被淘汰。竖水管锅炉是现代锅炉的主要形式。它消灭于 1900 年，初期承受直水管， 后渐渐被弯水管所代替。经过多年的开展，现已消灭了单锅筒的大容量锅炉和无
14、锅筒的直流锅炉。总之，锅炉的开展史就是增加蒸发量、提高蒸汽参数、削减煤耗、节约钢材和改进工艺过程的历史。我国电站锅炉开展概况总体来说，中国的电力工业开展很快，制造了世界电力开展史上的奇迹。我国电力装机容量 1987 年突破 1 万亿千瓦，1995 年到达 2 万亿千瓦，2023 年突破3 万亿千瓦，自 2023 年突破 4 万亿千瓦以来，我国发电装机容量以每年增 1 万亿千瓦的迅猛势头，2023 年底已经到达 7.9253 亿千瓦。1990 年底，我国发电装机容量仅为美国 20.3%；截止 2023 年底，我国发电装机容量已经到达美国的68%左右，差距大大缩小。2023 年底，我国发电装机容量
15、已大致相当于世界前十位电力大国中日本、德国、加拿大、法国和英国 5 个国家发电装机容量的总和。我国仅 2023 年一年投产的发电装机容量，就已经相当于加拿大、法国、德国和英国这几个国家的发电装机容量之和。在电力总量快速增长的同时，电能质量也明显提高。一方面，改革开放初期，3 / 57中国只有为数不多的 200MW 的火电机组。目前，300MW 与以上大型火电机组比重到达 59%。600MW 与以上清洁高效机组已成为建工程的主力机型，并逐步向世界最先进水平的百万千瓦级超超临界压力机组开展。截止 2023 年 9 月底，全国已经有 10 台百万千瓦超超临界压力机组投运。大机组的广泛应用是我国火电的
16、发电效率大大提高。另一方面在电力的节能环保方面也取得了长足的进展：2023 年，全国共关停小火电机组553 台，容量达1438 万千瓦，比当年关停 1000 万的目标超额了 43.8%。2023 年，全国 6000 千瓦与以上电厂供电煤耗比 2023 年降低11g/(kWh)，到达 356 g/(kWh)，比 1978 年降低 115 g/(kWh)，是近年来下降幅度最大的一年，全年节约标准煤 2800 万吨左右。2023 年 110 月份该值到达347 g/(kWh)，当年美国是 360 g/(kWh)左右。2023 年建成并投入运行的燃煤电厂脱硫装机容量超过增发电装机容量；装备脱硫设备的火
17、电机组占全部火电机组的比重逐年增加。另外我国电力制造业和电网的开展都取得喜人的进步。虽然我国取得而来上述的一系列成果，但我们也应当糊涂的生疏到，目前我国用电水平照旧低下，人均装机容量小，尚有 2300 万人没有用上电。将来 20 年， 中国经济要保持 7%以上的经济增长，每年将要增电力装机容量 2500 万千瓦， 按每千瓦 7000 元造价计算，每年电力增装机将增投资达 1750 亿元。依据目前的现状，火电所占比重约为 72.5%，也就是说在将来 20 年，每年火电厂要增装机约为 1800 万千瓦，每年增火力发电总投资将达 1260 亿元，这是一个格外巨大的电力市场。我国是世界上最大的煤生产和
18、消耗国，主要用作燃料，在我国一次能源构成中占据着确定主要的地位。然而，煤在燃烧过程中将产生大量的灰渣、二氧化硫、氮氧化物等污染物，严峻污染生态环境。因此提高效率，降低本钱，优化资源配置，促进电力开展，是我国电力体制改革的总体目标。提高火电厂的热经济性削减能耗，不仅是降低发电本钱本身的需要，而且削减一次能源的消耗，削减氮氧化物和硫氧化物的排放，有利于对资源和环境的保护，实现可持续开展。此外， 争论如何提高锅炉的安全性、经济性，降低其造价，增长其使用寿命，特别是提高其效率，提高对燃料的利用率，削减其对环境的污染等方面要求更高。我国锅炉行业将消灭大的转型，主特别是改善大气环境、提高能源利用率越来越为
19、各行各业和各级政府部门关注，减排、烟气脱硫、煤气化等技术得到广泛应用，淘汰燃煤锅炉成为大势所趋，各种燃气、电热等环保锅炉正赢得市场和政府监管部门的青睐。此外，垃圾的综合利用已引起社会各界的高度重视，对垃圾进展处理的燃烧炉将具有宽阔的市场开展前景。我国火力发电开展的主要方向：连续实行大电站、大机组、高参数、环保节水的技术路线，承受超临界、超超临界压力机组与循环流化床技术，整体煤气化发电技术等以提高火力发电厂效率、降低发电本钱、削减环境污染为目标。1.1.4 国外电站锅炉机组的开展和连续实行大电站、大机组、高参数、环保节水的技术路线，承受超临界、超超临界压力机组技术。大容量锅炉关键技术属于现代高技
20、术领域。国外锅炉技术的开展经受了一个向高参数、大容量开展的过程。目前国际上超超临界机组最大容量已达1300MW，最高发电效率可达49%。燃烧效率可到达99%，热效率92%-93% ，已几乎接近极限。各国都在寻求的燃烧方式代替传统的火电设备。从20 世纪80 年月开头的，在 20 世纪 90 年月已经到达实施阶段的大型循环流化床锅炉CFB和燃煤联合循环机组加压流化床燃烧联合循环PFBC-CC和整体煤气化联合循环IGCC， 就是典型的代表。循环流化床是目前干净煤技术中一项成熟的技术，正在向大型化开展。从上个世纪 70 年月末, 世界上第一台商业运行循环流化床锅炉投入运行, 到现在近 30 年的历史
21、中, 循环流化床锅炉技术得到了快速开展。循环流化床CFB燃烧技术是目前已根本实现大型化和商业化的干净煤燃烧技术，由于 具有燃烧效率高、污染小、煤种适应性好、负荷调整X 围大等优点，在世界各主要工业国家得到大力开展和推广应用。在短短的二十多年，国外 CFB 锅炉容量已到达 300MW1025t/h。福斯特惠勒(芬兰)公司设计的 600MW 和 800MW 超临界压力循环流化床锅炉也马上投入市场。目前国外大型循环流化床锅炉主要有两大流派，即 Lurgi 派和 FW Pyropower 派。据国外资料分析，承受大型循环流化床锅炉的电厂，其单位造价可比传统的煤粉锅炉加装烟气脱硫装置低 8%10%。1.
22、1.5 锅炉开展技术干净煤技术clean coal technology，CCT一词源于美国，它是指煤炭从开发到利用全过程中，旨在削减污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化与污染把握等高技术的总称。干净煤技术按其生产和利用的过程可分为三类：第一类是在燃烧前的煤炭加工和转化技术。其次类是煤炭燃烧技术，主要是干净煤发电技术。第三类是燃烧后的烟气净化技术。干净煤技术与电站和锅炉经济、环保的运行息息相关。煤炭净化是一个总称，又叫煤炭处理或煤炭精选。它为降低各种煤的硫分和矿物质含量供给了一种重要的符合环保要求的、合理的和经济的方法。同时还可以降低单位能量的运输费用，增加装运效率、降低煤炭用户的废物处理
23、费用，提高锅炉效率、削减锅炉结渣，提高发电力气等。至今为止，物理净化方法是唯一工业化的煤炭净化方法，我国广泛承受的有跳汰法、重介质选煤法和浮选法。煤的先进燃烧技术是指通过在燃烧过程中转变燃料性质、改进燃烧方法、调整燃烧条件、适当参与添加剂等方法来把握污染物的生成，从而实现污染物排放量的削减。目前比较成熟且应用较广的先进燃烧技术有：煤粉低 NOx 燃烧技术、循环流化床燃烧技术、水煤浆燃烧技术。虽然通过煤的洗选、燃烧中降低污染物排放等措施，但还是有相当多的大气污染物在燃烧后形成并排入到大气中。因此，在烟气排入大气之前要脱除其中的有害物如 SO2、NOx、颗粒物和 CO2 等。工业上，最常见的燃煤烟
24、气净化技术有颗粒物的脱除技术即除尘技术、烟气脱硫技术和烟气脱硝技术。在工业实际中，依据利用的除尘原理，人们习惯将除尘技术分为4 大类：机械式除尘技术、静电除尘技术、过滤除尘技术和湿式除尘技术。按脱硫过程和脱硫产物的干湿状态，烟气脱硫技术FGD可分为湿法和干 法/半干法。湿法烟气脱硫的典型技术工艺有石灰石 -石膏湿法脱硫法、氨法AMASOX 工艺、亚钠循环法和海水脱硫法。干法/半干法烟气脱硫技术主要有喷雾枯燥法脱硫技术、炉内喷钙尾部增湿技术、烟气循环流化床脱硫技术和干法催化烟气脱硫技术。烟气脱硝技术主要有以下几种：选择性非催化复原脱硝技术SNCR、选择性催化复原脱硝技术SCR和湿式烟气脱硫技术。
25、近些年来，为了削减烟气净化的投资，简化工艺，同时脱硫脱硝技术受到了越来越多的重视。目前广为关注的同时脱硫脱硝工艺有：电子束氨法和脉冲电晕法、活性炭加氨吸附法、NOXSO 工艺、SNOX 工艺、SNRB 工艺、氧化铜法和湿式FGD 加金属螯合物法。干净煤发电技术就是尽可能高效、清洁地利用煤炭资源进展发电的相关技 术。目前主要有超超临界发电USC技术、整体煤气化联合循环IGCC技术、燃煤增压流化床PFBC锅炉联合循环技术、整体煤气化-燃料电池IGMCFC联合循环技术和整体煤气化湿空气联合循环IGHAT技术。主要争论内容、应用价值、创主要争论内容.进展锅炉方案设计，并进展方案论证。.依据设计参数，进
26、展热力计算。.绘制锅炉总图1XA ，燃烧器总图1XA 。01.总结自己的设计，写一篇 2023 字的概述并翻译成英语。.书写 2 万字的说明书。应用价值本次设计的结果对实际的锅炉设计有确定的参考价值。创过热蒸汽温度：540热风温度：372 空气进口温度：30给水温度：215 排烟温度：138燃烧器上倾角：8Sar=5.30AarQnet,ar=23358KJ/kgHGI=80 DT1400本次设计为燃贫煤高压锅炉。煤种的挥发分 V和发热量 Qnet,ar 这两个指daf标较好，水分适宜，不易结渣，煤的可磨性好，但是灰分较高，含硫量很高。在进展设计时应依据锅炉特点和煤种特性承受先进的技术。拟承受
27、的争论方法经过前期下厂参观实习，对电站锅炉机组设备在总体上获得确定的感性生疏。依据锅炉参数和煤种这两个约束条件进展合理的设计计算。预期到达的目标、困难设想预期到达的目标.了解煤粉锅炉的构造布置与设计方法；.了解燃烧器构造特点与布置；.了解炉膛卫燃带面积和燃烧器布置方式对其构造的影响；.了解电站锅炉的热力计算方法；.把握 CAD 绘图。困难设想由于缺乏阅历，在选取某些参数时可能不够合理，造成计算结果偏差较大，需要屡次校核，影响设计进度。word2 锅炉构造设计说明2.1 锅炉的总体布置锅炉外形的选择应当考虑到：工作牢靠、锅炉本身与厂房建筑和连接风道管道金属材料消耗少、本钱低、检修与运行操作便利。
28、因此，锅炉外形的选择不仅与锅炉各部件的构造和布置有关，也涉与到整个电站的布置，特别是汽机的协作问题。对于中参数和中参数以上的电站锅炉大多承受室燃方式，从热循环效率和炉膛内燃烧工况来考虑，要求给水温度和热空气温度较高，省煤器和空气预热器成为锅炉热力系统不行缺少的一局部。由于压力较高而使汽化吸热削减，锅炉炉膛水冷壁已经能满足蒸发受热面的要求，因此不需要锅炉管束；同时由于过热气温较高而使过热吸热增加，因而有必要也有可能将一局部过热受热面布置在炉膛上部，即顶棚管过热器与面对炉膛的屏。中参数以上的锅炉一般为电站锅炉，大多数承受室燃方式，一般都有过热器、省煤器、空气预热器等部件，并形成一个整体，本体的外形
29、取决于炉膛和尾部受热面的相对位置。如此锅炉布置的外形就有很多形式，如以以下图：图 1 锅炉布置形式9 / 57word图a是型布置，这种布置是电站锅炉中应用最广泛的方式，各种容量和各种燃料均可承受。其主要特点是：锅炉高度较低，安装起吊便利；受热面易于布置成工质与烟气呈相互逆流；尾部烟道烟气向下流淌，有利于吹灰；锅炉烟气出口在底层，送风机、引风机、除尘器等都可以布置在地面；汽机与过热器的连接收道长度较短。其缺点是：占地面积较大；烟道转弯处引起飞灰对受热面的磨损；转弯处气室局部难以被充分利用，当燃用发热值低的劣质燃料时，尾部对流受热面可能布置不下；锅炉容量增大时，尤其是 200MW 以上的锅炉，燃
30、烧器布置有困难，前墙可能布置不下，前后墙布置如此会使煤粉管道简洁，承受四角燃烧时，炉膛和尾部烟道在截面和高度上协作难度也增加。为了抑制上述缺点，在型根底上可以有一些变形，如无水平烟道，这种形式构造紧凑，密闭性好，包墙管系统构造简洁，有利于受热面承受悬吊构造。还有一种是 T 型布置，实际上是将尾部烟道分成两局部，对称地放在锅炉两侧，以解决型布置尾部受热面布置困难的问题。图d是塔形布置。这种布置的特点是：烟气始终向上流淌，炉膛可成正方形，其优点是：全部对流受热面都水平悬吊在炉膛上部，便于疏水；烟道短， 烟气速度可以取得较高，使整个锅炉体积缩小，而且使锅炉的占地面积减小；煤粉管道和燃烧器布置便利；整
31、台锅炉为选调构造，只有向下的垂直膨胀，对流受热面管子在一侧集中穿墙，削减了密封面，烟气不改动流淌方向，对受热面冲刷均匀，磨损减轻。其缺点是：锅炉很高，安装和检修困难，蒸汽管道的长度和本钱增加；炉膛和对流烟道的截面需协作恰当；将空气预热器和送引风机放在顶部， 加重了锅炉构架负荷，也增加了安装和检修的困难。图f是箱型布置，广泛应用于中、大容量的燃油、燃气锅炉。这里就不详述了。其它各种形式的优缺点不再一一列举。本设计考虑到型布置的优点较多，技术较成熟，因此承受型布置。此锅炉属高参数锅炉，由前面的分析可知，在炉膛出口布置屏式过热器，在顶棚布置顶棚过热器，尾部受热面如此承受省煤器和空气预热器穿插双极布置
32、， 承受双面进风进水，主要是为了防止温度过高而难于布置。炉膛水冷壁所谓炉膛水冷壁就是布置在炉膛四周的、管内流淌介质一般为水或汽水两相11 / 57混合物的受热面。管内工质一般向上流淌，因而水冷壁也称为上升管。水冷壁根本作用是：1吸取炉膛内火焰的热量。由于炉膛内火焰温度较高，且烟速很低， 因此这种吸热主要通过辐射方式来进展，在炉膛出口处将烟气的温度冷却到足够低的程度。2保护炉墙。由于水冷壁的存在，使得火焰只能局部或完全不接触炉墙，从而起到保护炉墙的作用。除此之外，水冷壁还能起到悬吊炉墙、防止炉膛结渣等作用。水冷壁主要有两种类型，即光管式水冷壁和膜式水冷壁。光管式水冷壁就是通过锅筒与集箱连接起来的
33、一排布置在炉墙内侧的光管；膜式水冷壁就是各光管之间用鳍片或扁钢焊接成的一组管屏。光管式水冷壁由一般的无缝钢管弯制而成，一般是贴近燃烧室炉墙内壁、相互平行地垂直布置，上端与锅筒或上集箱连接，下端与下集箱连接。光管水冷壁具有制造、安装简洁等优点，但它的缺点是保护炉墙的作用小， 炉膛漏风严峻。由于焊接工艺的限制，以前广泛承受光管式水冷壁。近期随着焊接工艺的日渐成熟，光管水冷壁的使用越来越少。膜式水冷壁有两种型式，一种是光管之间焊接扁钢形成模式水冷壁，一种是由轧制成型的鳍片管焊成。膜式水冷壁对炉墙的保护最好，炉墙的重量、厚度大大减小。由于膜式水冷壁的炉墙只需要保温材料，不用耐火材料，因而可以承受轻型炉
34、墙。同时，水冷壁的金属耗量增加不多。此外，膜式水冷壁气密性好，大大削减了炉膛漏风，甚至也可以承受微正压燃烧，提高锅炉热效率；由于蓄热力气小，炉膛燃烧室升温快，冷却亦快，可缩短启动和停炉的时间；厂内预先组装好才出厂，可缩短安装周期，保证质量。对于不易着火的燃料，为了使燃料快速着火和稳定燃烧，或者为了在旋风炉与液态排渣炉中获得较高的温度，常常要把一局部水冷壁管外表遮盖起来，以削减该部位的吸热量，这局部水冷壁外表成为卫燃带。煤的着火性指标：F = (Vzdaf+ M)2 Carar10-4 = (18.52 + 4.90)2 56.6710-4 = 3.1 2.0 ，属于极易燃煤，故不需要敷设卫燃带
35、。较大容量的锅炉一般做成平顶炉，炉顶由顶棚过热器组成，但一般在炉膛后墙水冷壁上部接近炉膛出口处设有折焰角。这样做的目的是：提高炉膛内的布满度，防止涡流与死角，提高炉膛辐射受热面的利用程度，改善屏式过热器与对流过热器的冲刷条件，防止上部烟气短路；增加水平连接烟道长度，在不增加炉膛word深度的状况下可以布置更多的对流受热面。为了保持折焰角的外形，常承受三叉管支吊、圆钢支吊、管子支吊三种形式。如图：图 2 折焰角支吊形式图a是使后墙水冷壁的全部或局部管子弯制成折焰角的外形，用三叉管引出直管与联箱相连。为了保证弯管中的质量流速，在直管引入联箱处装有节流孔板。这种支吊方式构造简洁，对水循环也有不利影响
36、，只适用于高压以下锅炉。图b是用圆钢取代直管，也不需要三叉管，构造简洁。国内 200MW、局部 300MW 承受此方案。其缺点是吊杆处要敷设炉墙保温，以减小锅炉启停时圆钢和水冷壁之间的温差应力。图c所示是使一局部水冷壁管子垂直向上做吊挂管，其余管子弯成折焰角外形。膜式水冷壁由于具有显著的优点，因而得到了广泛的应用，大型锅炉几乎全部承受的是膜式水冷壁。具体到本课题设计的水冷壁是：承受的是由焊接的鳍片管构成的膜式水冷壁，外径为 60mm，节距为 80mm，四周墙水冷壁的根数均为 123 根，管子中心至墙的距离为 0。为了保证水循环的安全，要对水冷壁进展分组，将受热状况相近的水冷壁管子划分到一个回路
37、中。本设计每面墙分为 4 片水冷壁，故共 44=16 个回路。折焰角水冷壁深入炉膛 3280mm，占炉膛深度的 1/3 左右。折焰角的支吊形式承受的是如图c所示的管子支吊方式。锅筒与锅筒内设备锅筒是锅炉中最重要的圆柱形承压容器，价格昂贵，其主要作用如下：承受从省煤器来的给水，向过热器输送饱和蒸汽连接上升管和下降管构成循环回路。所以，锅筒是水被加热、蒸发和过热三个过程的连接枢纽。锅筒内有确定12 / 57word数量的饱和水，因而具有确定量的蓄热力气。当工况发生变化时，可以减缓汽压变化的速度。蓄水量越大，越有利于负荷发生变化时的调整。锅筒内部装有给水、加药、排污、分段蒸发和蒸汽净化等装置以改善蒸
38、汽品质。此外，锅筒上还装有压力表、水位计和安全阀等附件。锅筒两端的端盖称为封头。为了保证封头有足够的强度，封头可以为平封头、椭球形封头与半球形封头。对于高压锅炉多承受半球形封头。为了便于进入锅筒内部进展设备的安装和检修工作，在锅筒的一端或者两端的封头上开设人孔。人孔一般为椭圆形，常用尺寸为 420mm325mm，最小尺寸为 400mm300mm。人孔上的孔盖俗称倒门，是用拉力螺丝由锅筒里面对外关紧的。人孔之所以做成椭圆形， 是为了使人孔盖能够放进锅筒，运行中锅筒内的压力可以进一步将孔盖压紧。从上升管进入锅筒的汽水混合物的流速很高，一般为 45m/s，最大为 7 10m/s.这些动能很大的汽水混
39、合物冲击锅炉内部的炉水时，会引起大量的炉水飞溅。因此，首先应承受一些别离元件来去除其动能。别离装置有一次别离元件和二次别离元件。一次别离元件的功能是去除给水混合物的动能并初步把蒸汽和循环水别离。带有少量水分的蒸汽还要有足够的空间高度进展重力别离，然后进入二次别离元件进展机械别离，使蒸汽进一步得以“枯燥，最终由锅筒引出送至过热器。在进展汽水别离的时候，要尽量削减水室含汽量，防止下降管带汽，以免影响水循环的牢靠性。对于高压与超高压锅炉只进展汽水别离是不够的，为了降低蒸汽的溶解性携带，需要组织合理而有效的蒸汽清洗。所谓蒸汽清洗，就是使蒸汽通过较为干净的水层或水雾一般用给水作为清洗水，利用给水和锅炉水
40、的浓度的差异来降低蒸汽溶解的盐分。在较高压力下，溶解性携带成为蒸汽污染的主要缘由，依靠汽水别离装置只能削减蒸汽携带的盐分含量，而不能解决蒸汽溶盐的问题，因此， 除承受汽水别离装置外，还需要承受蒸汽清洗装置以削减蒸汽中的溶盐量。具体到本设计是：锅筒内径为 1600mm，筒壁厚度为 63mm，筒身局部长度为12800mm，加封头后总长度为 14800mm，所用材料为 14MnMoVg，锅筒通过两对吊架吊在顶板上。锅筒的正常水位位于锅筒中心线一下 100mm 处，最高和最低水位分别位于正常水位线以上和以下 75mm。本锅炉一次别离元件为立式柱形筒体的旋风别离器，规格为 315 ，负荷为6.5t/h，
41、共布置63 个。饱和蒸汽经过旋风别离器的一次别离之后向上运动通过平孔板式清洗装置进展蒸汽清洗，紧接着进入二次别离元件均汽板进展二次别离，最终由饱和蒸汽引出管引至顶棚过热器。另外本设计的锅筒承受的是单端蒸发、定期排污，并且为了防止下降管入口29 / 57处形成漩涡斗而将蒸汽带入下降管而影响水循环，可在下降管入口处加装保护装置，本设计加装的保护装置为栅格，此外也可以装十字挡板。燃烧设备煤粉锅炉的燃烧设备由炉膛、燃烧器、点火装置、燃料制备系统和炉膛安全监控系统组成。对炉膛的要求是：1应有足够的空间，能在尽可能低的空气量下使燃料完全燃烧。2布置适宜的受热面，使炉膛出口烟气温度适当，保证其后的对流受热面
42、不结渣和安全工作。3与燃烧器协作使炉内有良好的空气动力工况，火焰布满度高且不冲刷炉墙、不贴壁、不相互干扰，炉膛出口处烟气的速度场、温度场均匀。4不结渣。5保证水循环安全。6生成的 NOx.SOx 少。7对燃料的通用性大。8具有抗内、外爆的力气。33， m 3，水平截面为 98409840mm m 2 ，主体高度为 18430mm，炉膛上部设有水平炉顶，下部为与水平成 50倾角的冷灰斗，炉子出口烟气温度为 1119。对燃烧器的要求是：1燃烧器出口燃料分布均匀，一、二次风的配风合理， 混适宜时。2能组织良好的炉内空气动力工况。3运行牢靠，转动灵敏，负荷调整幅度大，对燃料有较好的适应力气，流淌阻力小
43、，便于调整和自动把握， 便于制造、安装和检修。4能与制粉系统与炉膛的特性匹配。5削减NOx 的生成量。具体到本设计是：承受的是正四角直流燃烧器，单层布置，形成 800 切圆， 均等配风，有六个一次风口、四个二次风口。最下一排燃烧器下边缘距冷灰斗上沿距离为 1920mm，燃烧器特性计算列于附录表 5。本设计的制粉系统为中速磨煤机直吹式制粉系统。点火系统承受雾化重柴油外混式喷嘴，点火油喷嘴放在上中二次风喷口之中，用电弧自动点火装置点火， 燃烧器承受与水冷壁固定连接方式，在每只燃烧器上安排有特地的吊挂装置，把燃烧器挂于炉膛水冷壁上。在热态运行时，燃烧器随水冷壁一起向下自由膨胀， 为保证燃烧器切圆的外
44、形和位置，要求与燃烧器相连的二次风道要实行相应的吸取膨胀的措施。蒸汽过热器与汽温调整过热器是将主蒸汽从饱和温度加热到额定过热温度的受热面。依据传热方 式，过热器可分为对流、辐射与半辐射三类。按所处的位置与构造，过热器又分为布置在炉膛水冷壁上墙式过热器、布置在炉膛上部的分隔屏和后屏过热器、布置在对流烟道中的垂直式过热器、水平式过热器、炉膛顶棚与水平烟道与尾部烟道的包覆过热器。现代大型锅炉承受了多种形式的过热器。有效的过热器设计要求解决几个问题。突出要解决的是： 1.要求的蒸汽温度；2. 到达这一蒸汽温度所需的过热器受热面面积；3. 要放置受热面的炉烟温度区；4. 最适于制造受热面和支吊架的钢，合
45、金钢或其他材料的种类；5. 流过管子的蒸汽流速质量流速，这受到允许蒸汽压降的限制，但反过来，它又是把握管金属温度的主要因素；6. 受热面的布置要满足期望使用的燃料特性的要求，特别是关于管距，要防止积灰和结渣，或者实行措施将这样的形成物在其形成的最初阶段除去；7. 过热器作为一种构架本身的设计和型式。前 6 项中的任何一项发生变化，都会使其它各项随之而变化。先进电站设计所要求的蒸汽温度使过热器设计人员和制造厂可以生产的经 济构造的最高温度。在这种状况下，经济要求对下述相互有关的两个因素要作出打算。这两个因素使：初始费用，也就是初投资和以后的修理费用为使运行故障，停机和更换都削减到最少程度。假设修
46、理费用能大量削减，并在一段合理的合理的时间内抵补超出的那局部初始费用，如此较大的初始投资是有依据的。因此，要求的蒸汽温度这一因素是依据对对其它五项因素组合的最优值的计算和特定工程需要的现有的全部协作生疏而定的。最近几年的运行阅历使得购置来安装在美国的几乎全部的大型机组都承受 1000左右的蒸汽温度作为主过热和再热的蒸汽温度。要求的蒸汽温度具体确定或规定下来以后，下一步需要考虑的就是到达这一过热度所需要的受热面积。需要的过热器受热面面积。需要的过热器受热面面积方法打算于余下的四项因素，由于相互关系不是单一的，所以受热面面积必需通过试布置的方法来确定，马上它放置在看来令人满足的炉烟温度区。在所谓的标准锅炉里，通过实际布置和通过先占据的过热器受热面空间就能很好地确定这一区域。在确定了试布置的和试规定管距的受热面面积以后，就可以计算蒸汽质量流蒸汽压降和过热器管金属温度。然后为管子，联葙和其他部件选择适宜的材料， 还可能需要对几