新型节能环保燃煤蒸汽锅炉设计.pdf

大连理工大学 硕士学位论文 新型节能环保燃煤蒸汽锅炉设计 姓名王旭东 申请学位级别硕士 专业动力工程 指导教师尹洪超 20051201 人连理l 人学专业学位硕十学位论文 摘要 本论文是设计S Z L ．1 ．2 5 一A I I 型 双锅筒纵置式链条炉排锅炉 蒸汽锅炉。这种锅炉 采用了澳大利亚系列锅炉的技术，并在此基础上进行了一系列创新。其中采用了轻质炉 墙，膜式水冷壁，新的炉膛结构，分层燃烧给煤装置，内螺纹外肋片铸铁管式空气预热 器等新技术。使锅炉具有了效率高，污染小，体积小，投资少等优点。 设计中，首先由已知的锅炉参数，根据设汁舰范，进行锅炉的燃料与燃烧计算。燃 料与燃烧计算包括锅炉受热面的过量空气系数与漏风系数的计算、理论空气与理论烟气 容积的计算、烟气焓温表以及锅炉热平衡及燃料消耗量计算。并以此为基础，进行了锅 炉的炉膛热力计算和对流受热面的热力计算。其中，对流受热面的热力计算主要是锅炉 管束和省煤器的结构和热力计算。在此基础| ． 又对锅炉的集箱进行了强度计算，为锅炉 的运行安全提供了的保障。并对锅炉进行通风计算。其目的是计算锅炉风道和烟道的全 压降，从而确定送J x l 机和引风机的风压。进而完成对引风机和送风机的选择。 其后，对锅炉进行了技术经济分析，从经济性上说明了这种新型的锅炉推广应用的 价值。 最后，对锅炉的结渣原因进行了分析，并根据这些原因给出了相应的解决方法 关键词双锅筒纵置式链条炉排；热力计算强度计算；内螺纹外肋片式空气预热器； 分层燃烧给煤装置 f 旭自i 新J p 能H 、『呆燃煤燕汽 r 1 4 ；t F ’r 砹i T h eD e s i g no f N e w 7 F y p eS t e a mB o i l e r A b s t r a c t T h i sd i s s e r t a t i o ni st od e s i g ns t e a mb o i l e rf S Z I ，一1 ．2 5 一A 1 1 ．T h eb o i l e ri sd e s i g n e db a s eo n t h et e c h n o l o g yo fA u s t l ’a l i aa n dw ea l s oi m p r o v ei ti no n rO W Ut e c h n o l o g yI ti n c l u d e ss o m e n e wi n s t a l l m e n tl i k el i g h tb o i l e rs e t t i n g ．m e n l b r a n ew a l l ．n e ws t r u c t u r eo ff u m a c e ．L a m i n a t i o n b u r n i n gi n s t a l l sf o rt h ec o a l ．c a s t ．i r o ng i l l e dt u b e a i rh e a t e r ．a n dS Oo n ．A l a da l lt h e s e i n s t a l l m e n tm a k i n gt h eb o i l e rh a sh i g h e re m c i e n c y ，f e w e rc o n t a m i n a t i o n ．s m a l l e rb u l k ．a n d l i t t l ei n v e s t m e n t ， T h ef i r s ts t e po ft i l ed e s i g ni St oc a l c u l a t et i l er u e la n dt h ec o m b u s t i o nb a s eo nt h eD e s i g n s t a n d a r dT h ec a l c u l a t i o no ft h ef i l e la n dt h ec o m b u s t i o ni n c l u d et h ec a l c u l a t i o no fe x c e s sa i r r a t i oi nh e a t i n gs u r f a c e ，a i rl e a k a g ef a c t o ri nh e a t i n gs u r f a c e ，t h et h e o r e t i c a la i ra n dt h e o r e t i c a l g a s ，t h ee n t h a l p yo ft h eg a s ，f u e lc o n s u m p t i o na n dt i l eh e a tb a l a n c eo ft h eb o i l e r ．A n db a s eo n 曲a tw ed ot h eh e a tc a l c u l a t i o no ft h e ，i J m a c ea n dt h ec o n v e c t i o nh e a t i n gs u r f a c e ．T h eh e a t c a l c u l a t i o no fc o n v e c t i o nh e a t i n gs u r f a c ei n c l u d et h eh e a ta n ds t r u c t u r ec a l c u l a t i o no fb o i l e r c o n v e c t i o nt u b eb a n ka n dt h ee c o n o l n i z e r ．A n dt h e nw ed ot h ei n t e n s i t yc a l c u l a t i o nt om a k e t h eb o i l e rr u ns a f e I v ．W ea l s od ot i l ed r a f tc a l c u l a t i o nt om a k es u r et i l ed r a f tl O S So ft h ea i r d u c ta n dt h eg a sp a s sB a s eo nt h a tw ec a l lc h o o s et i l ep r e s s u r eo ft h ea i r i n t r o d u c e dm a c h i n e a n df o r e e dd r a u g h tb l o w e r ． A n dt h e nw ed ot h et e c h n o l o g i c a la n a l y s i sa n de c o n o f n i ca n a l y s i s ，s h o wt h ea d v a n t a g eo f t h i sb o i l e tf o r mt h ee c o n o m i c s ， I nt h ee n dw ea n a l y s e st h er e a s o no fs l a g g i n g ，a n dg i v et i l es o l v e n t ． K e yW o r d s T r a v e l l i n gg r a t es t o k e ro fd o u b l ed r u m ；H e a tc a l c u l a t i o n I n t e n s i t y c a l c u l a t i o n D r a f tc a l c u l a t i o n L a m i n a t i o nb u r n i n gi n s t a l l sf o rt h ec o a l C a s t i r o ng i l l e d t u b ea i rh e a t e r 独创性说明 作者郑重声明本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他入已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 作者签名多嘶日期沙哆、／ - _ 够 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位沦义作者及指导教师完全了解“人连理j ．大学颂士、博士学位论文版权使用 规定”，同意人连理工大学保留并向吲家有关部fJ 或机构送交学位论文的复印件和电子 版，允许论文被 1 ；与 阅和借阅。本人授权大连础I 人学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数摒库逊行检索，也u J 采用影印、缩印或扫拙等复制手段保存和汇编学位论 文。 f 17 Ⅳ筘； 导师签 Q 业 越 世耸越 J 、连理1 人々’号札’列ⅫnI 导f { 口论立 1 绪论 1 ．1 锅炉在国民经济中的重要地位论 锅炉是一种能源转换设备 将一次能源一一燃料转换为二次能源一蒸汽或热 水 ，是能源利用的第一关，l 与全国总产昂的4 0 ％的能源是通过锅炉 包括电站锅炉和 工业锅炉 进行转换的。锅炉供应的蒸汽／f i 仪用作将热能转变成机械能的工质以产生动 力，蒸汽 或热水 还广泛地作为工业生产和采暖通风等方面所需热量的载体。电力、 机械、冶会、化工、纺织、造纸、食品等以及‘f 1 业及民用采暖都需要锅炉供给大量的蒸 汽。各种工业的生产性质与规模4 i 同．J 业及民用采暖的规模大小也不一样，因此，所 要求的锅炉容量、蒸汽参数、结构、性能方m I 也很不相同。 现代电力J 业是规模巨人、发眨迅速的先行I q k ，f 乜站锅炉般容量巨大，蒸汽参 数 压力、温度 高，要求1 r E 能好，足火，J 发f 乜丑’i 巾卜要的设需之一，这类锅炉通常也 称作动力锅炉。 现代机械制造、化工、纺织等_ 1 i 业规模比较火，都常青自备电厂，既供电又供蒸汽 热电联产 。白备电厂规模也很大，可以平1 t ，诬火电和中型火电厂相比，所用锅炉的 容量参数与锅炉相差不大。 小型工业锅炉容量小，参数低，称为上业锅炉。在结构上与电站锅炉相差很多，燃烧 方式也很不同。随着生产的发展，锅炉设备1 1 益广泛地应用于现代工业的各个部门，成 为发展固民经济的重要热工设备之‘。从景人面广这个角度来看，除电力以外的各行各 业众，运行着的主要是中小型低压锅炉。⋯”1 1 ．2 锅炉的基本构造和工作过程 锅炉，最根本的组成是汽锅和炉子两部分。燃制在炉子罩进行燃烧，将它的化学能 转变为热能，高温的燃烧产物烟气则通过气锅受热面将热量传递给气锅内温度较低 的水，水被加热，进而沸腾汽化，生成蒸汽。现稿我们以S Z L 型锅炉 双锅筒纵置式链 条炉排锅炉 为例．简单蜕叫锅炉的摹本构造_ 乖| 1i2 f i 过程。 汽锅的基本构造包括锅简 汽包 ，管束、水冷壁、集箱和下降管等组成的一个封闭 汽水系统。炉子包括炉斗、炉排、炉膛、除渣板、送风装置等组成的燃烧设备。 此外，为了保证锅炉的J F 常一[ 作和安全，蒸汽锅炉还必须装设安全阀、水位表、高 低水位警报器、压力表、主汽阀、排污阀、止回阀等。此外，还有用来消除受热面上积 灰以利传热的吹耿器，为使燃料充分燃烧的燃料分层燃烧装置等。以提高锅炉运行的经 济性。 T 旭尔新删1 I 能M q 呆燃煤蒸汽锅炉设i 锅炉的r 作包括i 个同时进行菥的过雕 1 1 燃料的燃烧过程。其化学能以热能的形式释放出来，使火焰和燃烧产物 烟气 和灰渣 具有高温。 2 烟气向水 汽等工质 的传热过程。高温火焰和烟气通过受热面向工质传递热 量。 3 水的受热和汽化过程。工质被加热，其温度州高或者汽化为饱和蒸汽，或再进 一步被加热成为过热蒸汽。 以上三个过程是f i ．相关联并⋯司时进{ 川0 ，。哄小符能嗬的转换和传递。伴随着能量 的转换和转移还进行着物质的流动和变化 f 1 1 工质如给水 或回水 进入锅炉、最后以蒸汽 或热水 的形式供出。 2 燃料如煤进入炉内燃烧．其可燃部分燃烧后连同原禽水分转化为烟气，其原含 灰分则残存为灰渣。 3 空气送入炉内参加燃烧反应。过剩的窜气量也混在烟气中排出。 水一汽系统、煤一灰系统和风一炳系统是锅炉的三大主要系统，这三个系统的工作 也是同时、连续地进行的。 通常将燃料和烟气这一侧所进行的过群 包括燃烧、放热、排渣、气体流动等 总 称为“炉内过程”；把水、汽这- N 所进行的过程 水和蒸汽流动、吸热、汽化、汽水 分离、热化学过程等 总称为“锅内过程”。 1 ．3 锅炉的基本特性 为了表示锅炉的各种性能，我们J 『J 锅仃r 的J 。L 小特。r I 来蜕叫。常用的有以下五个 1 蒸发量、热I j 簪。蒸汽锅炉川蕉发5 } 水表征锅炉容最的大小，供热锅炉用热工 率来表示。 2 蒸汽参数。指锅炉山口处蒸汽的额定胍力 表压力 和温度 3 】受热面蒸发率、受热面发热率。它们反应了锅炉的传热好坏、锅炉结构的紧凑 程度，常用柬表示锅炉的工作强度。 4 1 锅炉的热效率。它是⋯个能真实况明锅炉运行时的热经济性的指标。 f 5 1 锅炉的金属耗率及耗电率。它们与热效率是衡量锅炉总的经济性的三个方面， 通常它们是互相制约的，需综合考虑。律用阿拉伯数字连续编页码。页码应由引言首 页开始，作为第l 页。封一、封二和封底不编入页码。将摘要、A b s t r a c t 、目录等前置 部分单独编排页码。页码必须标注在每页页脚底部居中位置，宋体，小五。 人连理J 。人学专_ k 学忙碗十学位论文 1 ．4 我国锅炉的现状 我囡．．I 业锅炉的发展经历了5 0 年代仿英仿粥、，6 0 { H ℃自制水火管快装锅炉，7 0 年 代研制劣质煤锅炉等各个阶段；到8 0 年代，全困【上有2 0 山’台共3 7 万吨的工业锅炉， 年耗煤占当时煤产量的1 ／3 ，达到了2 亿吨。8 0 年代在制订我国工业锅炉各种标准的基 础上，研制了带有适直燃用中值煤的各种燃烧设备的工业锅炉．无沦是规模和质量均有 所提高。进入9 0 年代，I , l k 锅炉又有了较大规模的发展。 我罔能源结构以煤为主，1 9 9 6 年，煤在我国的能源消耗中占7 8 ．2 ％我国工业锅炉 以燃煤为主。这是我国不同于世界卜绝大多数困家的特点。煤炭在我国的丌发利用中有 如下的优势和劣势。 1 煤炭利用史长，但目前加工能力刁i 高 历史证明，我圈比两方发现，使用煤炭起码要甲1 5 0 0 年。然而，我国对煤炭的加 工能力较低，1 9 9 5 年沈选加工能力仅为产量的2 4 ％，按用户对煤炭的粒度，发热量， 挥发份要求等进行加工的部分，也处于量小质低的状况。 2 煤炭储量大，但人均资源量少。 我困煤炭地质储量仅次于前苏联和美田．居世界第三位，资源比较丰富，占全球储 量的的1 ／1 0 以‘| 二。1 9 8 0 年底已探叫的煤炭保有储景为6 4 2 5 亿吨。然i 『{ i ．我国的人均能 源资源量少，仅为世界平均水平的一半稍强。 3 我国的煤炭产量大，总消费高，人均消费量也较高。 4 我国能源利用浪费f ”重，单位产量能耗高，能源利用率低。 使用燃料于热工动力设备时，在供给的能量r f l ，有多少被有效的利用要通过效率来 表达。耗能设备的效率越高，损失就越少，能量利斤J 就越好。对一个国家来说，能源利 用率是衡量这个国家能源利用有效程度的⋯项综合性指标。 有资料显示，我国能源总利用率只有F l 本的5 8 ．8 ％。而工业锅炉的运行效率，至今 还落后于发达国家1 0 ％一1 5 ％。工业锅炉燃t - } 以煤为主且大都燃用原煤，动力配煤所占 比例很小且配煤质r 阜 不高。 我国工业锅炉以燃煤为主，是世界上燃煤二I 业锅炉生产和使用的第一大国。年燃煤 量达到全国原煤产量的1 ／3 ，现约四亿吨。可见，工业锅炉是我国一次能源的消费大户。 我国工业锅炉中以层燃式机械炉排居多，一般是按三类烟煤或是二类烟煤煤种进行 热力计算设计的。炉膛布置一直受前苏联围家标准所规定的拱型尺寸的影响，设计出来 的炉拱往往前拱短而高，后拱虽低但很航，而炉膛的水冷度义嘶i 胃偏大。这样的话，当 工业锅炉用煤的质量普遍下降时，这种锅炉往往起火困难，甚至断火，常见的是炉膛温 旭尔新J I u1 ，能“ 保燃煤蒸汽{ 描炉殴i } 度达不到要求．热J 一，坏保指标都／1 i 合格。炉型与煤种不适应，燃烧系统设计不好，导 致锅炉出力，效率都比较低。 就全国来蜕，工业锅炉为数众多。工业工厂的锅炉要配合工业生产的需要，一般容 量较小，蒸汽参数不高，并常用快装式或组装式，多属部分机械化操作。我国锅炉的现 状可概括为 数量大全国有 三十余万台； 耗煤多午耗煤景达2 ．2 亿| I i l i 原煤，to i 令㈦总托煤最的i 分之。； 容量小单台蒸发量平均约为2 t ／h 效率低平均效率 设计效率或豁定效率 只有6 0 ％上下； 机械化程度低有三分之‘的锅炉还足人工投煤； 污染严雨人量小酗锅炉未采I 仪除伞措施或者所用除尘装胃实效不佳。 有资料显示，我国能源总利片】率只有I _ | 小的5 8 ．8 ％。I n iL 业锅炉的运行效率，至今 还落后于发达国家1 0 ％一1 5 ％。J L ；l k 锅炉燃料以煤为星且大都燃用原煤，动力配煤所占 比例很小且配煤质量不高。““” 1 ．5 本论文的研究内容 本论文主要内容是运用人连锅炉J ‘的引澳锅炉技术，设计一台参数给定的锅炉。其 主要内容包括 1 介绍了这种锅炉的技术特点具r 1 1 包括，对炉膛、水冷肇、炉墙等的结构的改进， 也包括一’些新型设备的应用，比如分层给煤装胃和内螺纹外肋片铸铁管式空气预热器 等。 2 对锅炉进行了热力计算其中包括燃料与燃烧计算、锅炉热平衡计算、炉膛热 力计算、锅炉管束热力计算、锅炉省煤器计算和锅炉热力计算总结。 3 对锅炉的主要压力部件进行强度校和，其中包括；上、下锅筒壁厚计算、上、 下锅筒最大丌孔直彳；} 计算上、上锅筒封头计算、卜锅筒封头人孔加强计算、下锅筒封头 计算、卜．锅筒封头人孔_ l | l | 强汁算、卜锅筒J l 孔补姒计算、过1 ’J 集箱壁厚计算、l 拊横集箱 壁厚计算、后横集箱壁厚计算、左、右集箱罐厚计算、序右集箱丌孔补强计算、左右集 箱端盖计算。 4 通过对炉膛阻力、锅炉管束阻力计算、省煤器阻力计算、局部阻力计算、锅炉 本体烟道阻力、烟道自￡L - ；x L i I ‘算确定了锅炉设备烟道仝压降，并以此为依据进行了风机 的选择。 5 对锅炉进行经济性分析和结渣分析及除渣设备讨论。 人连理1 人’≯∞5 k } 协预} 。≯衍论叟 2 引澳锅炉中应用的新技术及其特点 处于节能环保的考虑，大连锅炉厂在全国锅炉行业中率先引进了澳大利亚先进的专 有技术和关键设备。经过几年的消化，吸收和适合中国困情的技术改造，产品性能更完 善，各项指标处于较为领先的水平。具有结构简单，外形尺i J 小，升温快，出力大，适 应煤种性强，I ⋯I - i q 。‘环保，安全j 啦。经济实川筲特点。枷【 l 内㈦锋参数的锅炉棚比，其 具有以下的技术优势。 2 ．1 锅炉本体 2 ．11 炉墙和水冷壁 引进节能环保产品一改国内工业锅炉产品砖砌重型炉墙及光管水冷壁结构，采用国 际常用的膜式水冷璧，附纤维的轻型炉墙和会属护板结构，外加装饰板，有效的解决了 传统炉墙存在的诸多问题，较之同类产品有不可k g S , ／优点 1 密封性好 有效的减少了冷风的进入．可保持最佳f ] , j l x l 煤比，出于采用膜式壁，最大限度的减 少了漏风引起的热损失，同时也为实现微机挖创造了条什。 2 炉墙蒂热小 水冷壁外侧直接山纤维棉绝热，与传统炉墙相比莆热量大人减小，减少了起炉时间， 升温，升压快，使锅炉能在矩时划I 土J 达到l I 常．1 一况，为用户节省⋯部分燃料和宝贵时 间。 3 1 清洁卫生 由于采用会属外护板，可用水冲洗锅炉外表面，保证锅炉房罩清洁卫生。 4 锅炉保温好 锅炉整个炉膛由片管密封和纤维棉绝热而成，炉墙表面温度可低于5 0 摄食度，有 效的减少了锅炉表而热损失。 5 热膨胀小，热补偿性好 锅炉的膜式壁与会属外农问用纤维棉填充，膜式J 谴可以自d I 膨胀，并设有膨胀节， 热补偿性好，炉墙不会因突冷，突热而发小裂纹现象，犬大的减少了维修工作量。‘””1 F 旭尔新 1 1 1H n ＆埽保燃煤蒸汽锚炉设计 2 ．1 ．2 本体结构 1 炉膛 引进节能，环保产t 怙打破了国内工、I k 锅炉通用的炉膛结构，采用有护燃带的J 1 式布 置炉膛。取消了低长的后拱。采用较为灵活的巾拱。可根掘不同煤种而调整中拱的长度 和丌度，能最大限度的提高火床温度，改善着火和燃烧条件，使焦渣连接性降低，有利 于排渣。 2 二次风 为改善和促进燃烧，“ 膛内殴订l j i 『后．次风。时．次风U 。加强叮燃气体的燃尽，后 二次风可改善炉渣的燃尽，具有良好的消删除乍效果 3 对流管束 对流管束为顺排伽冒，烟气流速合理，流动m 力小，烟气对对流管束的磨损大大减 小，且可通过专门的吹灰装置对侮4 根对流管束进行畋灰，保证刘流管束无积灰运行， 使锅炉始终在设计热效率F 运行，其使再j 寿命也比州类产品延长3 5 ．年，锅炉整个使 用期内几乎不用更换剥流管束。 2 ．1 ．3 水循环系统 1 合理的D 形柑胃，没有复杂的弯管。水流动l i 力小，水循环安全可靠。 2 采用人管径的F 集箱和大管径的下降管，使水冷壁和上升管有充足的水供应， 保证水循环的可靠性。 3 部分下降管川j 胃在水冷壁之外．与烟气完全隔绝，提高了水循环的安全性。⋯㈣1 2 ．2 燃烧设备 2 ．2 ．2 炉排结构 引进节能，环保锅炉炉排不论在材料的选用，加工方式及整体结构上都有新的突破。采 用精铸鳞片式炉排片和摸锻链条，尺寸精度高，可靠性好链条在有凸肩的轮子内运行， 无跑偏现象炉排片内含有多利，微量元素，使其具有良好的抗拉，抗磨，刚性好等性能 炉排片内含有多种微量元素．使其具有良好的抗拉，抗磨，刚性好等性能炉排片之间 采用擀接结构，漏煤少，向滴扶巾j 妤炉排”的阳火i f I i 积小，冷上比大切通风好，不易 烧坏。 人连理1 人学号q k 学似硕十学位论文 1 以炉膛密封门取代老鹰铁 老鹰铁对炉排的运动有较大的| 5 } l 滞力，闪炉渣结焦等原因会造成堵死现象，是炉排 运行中的最大隐患，口．漏j 札较火。炉胖密劐门为悬批拦动结构，与老鹰铁相比有如下优 点 ①对炉排的阻J I j 力减小，不会m 现堵死现象 ②密封门与炉排之I - 日J 为摆动式，可阻J I 外而向炉内漏风； ③制造高的温度剃度，确保燃尽Ⅸ处】燃尽状态，挡清器前7 4 0 8 0 0 摄氏度，挡 渣器后为1 0 0 ，2 0 0 摄氏度，使炉渣在高温I 蔓内充分燃尽，降低灰渣含碳量。 2 驱动方式 国内产品为前驱动前拉紧驱动方式，炉排出现故障必须停炉检修。引进节能环保产 品炉排为后驱动，前拉紧的驱动方式，使炉排不{ 日可以‘F 稳运行，而且维修非常方便。 3 排渣方式 引进节能环保产品采用高温排渣披术，排渣温度在8 0 0 摄氏度左右，炉渣掉入水中 有水激碎渣作用，4 刚装设碎渣设备。排灰采J l j 机械式出扶机，1 i 是我国通用的重力式 出灰，因此1 叮实现单层币i 置，大大减少锅炉房基建投资。 4 们i J x L 方式 引进节能环保产品采用鳞片式炉排，炉排之I 训相互紧贴，前后交替，间隙甚小，漏 煤极少，炉排片较薄，冷却好，能存不停舻t 时更换炉排片。以每组六片式结构，使布风 更加均匀，且通风孔道向前倾斜，有利于将烧热的气流导向炉前，帮助着火。炉排片行 至尾部转入空行程因自重依次翻转，能自行清除钱留的灰淹。 2 ．22 分层燃烧给煤装置 分层燃烧给煤装置利用机械嘶j 煤的力’法．使燃煤在进入炉膛后，煤层断面自上而下 呈现小颗粒、中颗粒、大颗粒煤的分和。煤层厚度均匀而且疏松，透气性好，大大减少 通风阻力，扩大煤粒与氧气的接触砸，减少炉排中部燃烧旺盛区的缺氧程度，使焦炭燃 烧充分，炉膛温度提高，渣含炭量降低。其原理如F 分层燃烧给煤装置的工作原理 图4 一1 足煤经输煤装置运至煤斗靠自重落入滚动着 的滚筒上 其旋转方向顺时针，动力来自炉排主轴 ，经煤闸门形成较密实的煤层后， 落入复合筛上，经复合筛后，利用煤粒下落的时问差和位置差不一样，即大颗粒煤经复 合筛向前落入炉排上，小颗粒经筛I 、H J 的间隙几乎垂直下落覆盖在大颗粒煤上，形成了煤 的分层。调整煤闸门的高度，实现煤层厚度的凋节。I 司时，为了防止煤在煤斗下半部分 较狭窄处粘结成块“架桥”『而不下落、造成炉排断煤空转，因此增加划煤器 旋转方向 T 旭j 、新J 诅仃能环保燃煤蕉汽锅炉设 同滚筒，动力也来源二J 炉排卡轴 ，使进入煤I 的煤处J ‘划z 讪状态，克服巾途卡结“架 桥”王见象，使煤顺利下落。 3 分居燃烧给煤装置原理示意图 蚓2 ．i 分层燃烧给煤装胃原理示意蚓 F i g 2 ．1L a m i n a t i o nb u ln i n gi n s t a l l sf o r1 1 1 ec o a l 通过分层燃烧给煤装置的应用，克服了传统的链条炉的主要缺点，锅炉升温、升压 快．煤粒燃烧强烈，根除了可能出现的I F 压燃烧现象，保证了锅炉的负压运行，炉内燃 烧较充分，渣含量减少，S 0 2 、N O x 、烟尘等减少，环境效益好，很好地达到节能的效 果，满足了设计要求。““”2 “⋯1 2 ．3 内螺纹外肋片铸铁管式空气预热器 在我幽的一1 ．J k 锅炉t h 将钢管阳内制成凸起的螺纹，其商度仪为2 m m ，可是烟道 传热系数几乎提高⋯倍，此技术已成功应川2 0 余年而管外横向肋片可使传热面积增 大许多倍，也是f 。分成熟的一种强化传热的措施。 内螺纹外肋片铸铁管式空气预热器l I 足成刚J 二述技术的‘种高效换热器。不超过 5 m m 后的铸铁管，于内部铸成螺纹，外部铸成肋片，如图，其上下端与刚制铁板相连。 器筛门萋口筒闸划熊售蒗燥 l 2 3 4 5 马i 州‘i 蚓22I ～炼纹1 5 H I I J 片铸铁竹』℃。；17 t 预热器 F i g22C a s t i r o ng i l l e dt u b ea i rh e a t e r 其优点是 1 高效传热徊合理的螺纹高度及介质流速条件下，这种新型换热器的传热系数约 为一般 光管 换热器的2 倍，而流阻增J j l l 值对流程总N J J 的影响并不显著。 2 N 腐蚀普通狄1 2 1 铁的耐腐蚀能力明显比’’般的碳钢高，因此，这种新型换热器 的低温段 冷空气入口与低温咽气侧 即使壁面结露，也可以安全工作。 3 耐磨损铸铁件的厚度较大，≠E 合理炯速 烟气高温端的最高烟速不超过3 0 m ／s 条件下，其刷磨寿命可达到3 0 年 4 、不积狄不堵厌螺纹管在合理的烟速 不低于6 m ／s 条件下．基本不积灰。即 使低温段壁面低于露点，可将浚部位烟速适当提高，足能冲刷掉湿灰。这不难实现，因 为换热器由几段管箱组成，低温段管箱的烟气流通截面积适当减少即可。 内螺纹外J I J j ”铸铁竹，℃新Ⅲ换热{ { } 尽竹仃化『l 』J ”，仳⋯J j f I 热系数叫鼹增人，总休 尺寸不火；铸铁件的重量较大，但成本较低，则总体造价不比一般钢管式换热器增加。 这种换热器的突出优点在于安全可靠，使用寿命高。”““” 2 ．4 本章小结 本章主要介绍的引澳锅炉的技术特点。这其中包括，对炉膛、水冷壁、炉墙等的结 构的改进，也包括一些新型设备的应用，比如分层给煤装置和内螺纹外肋片铸铁管式 空气预热器等。这些新结构和新设备将大大提高锅炉的运行效率。 旭尔新J “ 能环傈燃煤蒸汽锅炉设i 3 锅炉热力计算 3 ．1 燃料与燃烧计算 3 ．1 ，1 锅炉参数 ＆{ ．I 钏日| 儿参 T a b3 ．1P a r a m e t e ro ft h eb o i l e r 序号名称符‘j单位数值 】 锅炉蒸发| l i D t ／h 6 2 饱和蒸汽压力 M P a1 ．2 5 p { 饱羽I 蒸汽温度 ‘C1 9 4 1 4 给水温度 ”C1 0 5 Lc 、 5 冷宅气温度 t h‘C2 0 6 锅炉摊污牢 ％5 p 3 ．12 燃料特性 表3 ．2 ．燃} } 特性表 T a b32c h a r a c t e r i s t i co ft h ec o a l C 。 卜I ’ 0 7 N s ’W y 戍川毖成分 ％ 4 65 53 ．0 66 ．1 l0 ．8 6I ．9 43 24 89 ．0 0 挢发份V ‘ ％ 3 8 ．5 0 低f 节发越} d Q d 。Y k J ／k g 1 7 6 9 3 1 1 本锅炉的设计燃料为I I 类烟煤 IJ J 东良庄 【】 人连琊1 人辱7 擘q ∽ 似硕I 学似沦文 31 ．3 锅炉各受热面的漏风系数和空气过剩系数 捉3 ．3f H 炉受热【f i I 的过{ l { ，≯气系数。- 5 “ a d 风系数 T a b3 ．3T h ea i rl e a k a g ef a c t o ra n de x c e s sa i rr a t i oo f t h eh e a t i n gs u r f a c e 入I1 空气过剩系数 渊风系数山口空气过剩系数 『序号锅炉受热面 A l炉膛I ．5{ 11 ．6 2 锚炉管求 1 ．6 JI1 ．7 3 省煤器 l r7 ．1I ．8 3 ．1 ，4 理论空气量、烟气理论容积计算 表34 理论空气埘、娴气理论窬积表 T a b3 ．4 。r h e o r e t i c a la i ra n dt h e o r e r i c a lg a sv o l u m e f 名称 符号 单位汁算公式 结果 l 理论空 0 ．0 8 8 9 C 7 O ．3 7 5 S ’1 O ．2 6 5 H Y - 0 ，0 3 3 3 0 ’ V o N m 3 ／k g0 ．0 8 8 9 4 6 ．5 5 0 ．3 7 5 1 ．9 4 0 ．2 6 5 x 3 ．0 6 1 0 4 ．8 1 0 l 气带 ．0 3 3 3 x 6 | l R z O 理O0 1 8 6 6 C ’ O ．3 7 5 S ’ - - - 0 ．0 18 6 6 4 65 5 0 ．3 沦容积 V o R 2 0N m ’／k g 0 ．8 8 2 7 5 x I ．9 4 №理论 0 ．7 9 V ” O8 N ，／l0 0 0 ．7 9 48l0 0 ．8 x O8 6 V o N 2N m ] ／k g 3 ．8 0 7 彝积 ／1 0 0 m 0 理0 ．11l H y O0 1 2 4 W ’ 0 ．0 1 6 v Y 0 ．1l l 3 ．0 6 V 4 “2 0N m l ／k g 0 ．5 2 8 l 论弈积 0 ．0 1 2 4 x 9 ．0 0 0 ．0 1 6 x 4 ．8 1 0 F 旭尔新’p1 i f j E - 环保燃煤蕉汽锅炉改训 3 ．1 ．5 各受热面烟道中烟气特】生 表{ 5 删气特性表 T a b3 ．5C h a r a c t e li s t i co fg a s l 序号名称符号单位计算公式炉膛锅炉管求省煤器 平均过茸 1 ％J f Ⅱ Ⅱ ／2l61 ．6 5 1 ．7 5 空气系数 实际水蒸 2 V m V 0 1 1 2 0 O ．0 1 6 I “ z 一1 V o 0 ．5 7 4 5O ．5 7 8 305 8 6 1 气容黏； N m ’／k g 烟气总容 V o R2 0 V o N 2 V “ t 1 2 0 “1 ． ● 3V 。8 ．1 J 38 ．3 4 488 2 5 穆{ N m ’／k g 1 】v ” R 0 容年只 4 r R 0 2V o R 2 ‘ ，V v O ．1 0 8 80 1 0 5 80 ．0 9 9 9 分和l I l O 弊积 5 r f l 2 0V m o ／V v 00 6 5 20 ．0 6 3 30 ．0 5 9 8 分额 二原r 气 6 体容积分 J 窀 I R 0 2 r l l 2 0 0 ．1 7 4 00 ．1 6 9 1O 。1 5 9 7 额 人近理1 人0 ’0 、∥≯似坝I ‘0 ’他论文 3 ．16 烟气焓温表 挺36 焓濉发 T a b3 ．6T h ee n l h a l p ya n dt e m p e r a t u r e e v 。R 2 O ．8 8 2 N m 3 ／k g V o N 3 ．8 0 7 N m l ／k g V 。H 2 O ．5 2 8 N m ’／k g A ’ 3 2 ．4 8 ％i t 0 ．9 A 7 - d l h “ C 。 n 、， 。C c o b 2 C o c 2 0 V o R 2 0 C n N 2 C 8 N 2V 。N 2{ C o f Ⅲ} C o 1 1 2 0 “ V o t l 2 C o f i I 1 0 0 1234 5 67 8 9 l O O1 7 01 4 9 ．9 41 3 04 9 4 ．9 l1 5 17 9 ．7 2 88 l2 3 ．6 7 8 2 0 03 5 73 1 4 ．8 7 42 6 09 8 9 ．8 23 0 41 6 05 1 21 6 94 94 0 2 3 0 05 5 94 9 3 ．0 3 83 9 21 4 9 23 4 44 6 32 4 4 ．4 6 42 6 47 7 ．1 7 2 4 0 07 7 26 8 0 ．9 0 45 2 72 0 0 6 ．2 8 0 6 2 6 3 3 0 ．5 2 83 6 01 0 5 ．2 4 5 0 09 9 48 7 67 0 86 6 42 5 2 7 ．8 4 87 9 54 1 9 ．7 64 5 81 3 38 8 6 0 01 2 2 51 0 8 04 58 0 43 0 6 08 2 89 6 95 l l ，6 3 25 6 01 6 3 ．7 0 7 0 0l4 6 2 l2 8 9 ．4 8 4 9 4 83 6 0 90 3 6 1 1 4 9 6 0 6 ．6 7 26 6 2 1 9 3 ．5 2 8 0 017 0 51 5 0 3 ．8 11 0