河北工業大學城市學院本科畢業設計（**）
中期報告
畢業設計題目：電站鍋爐製粉系統及燃燒系統的設計
專業：熱能與動力工程
學生資訊：
指導教師資訊：王恩宇副教授
報告提交日期：2012-4-27
根據設計任務書要求，從開題以來，本人按計畫進行了畢業設計的工作，匯報如下：
一．按照設計任務要求，對給定的燃料成分，進行了燃料燃燒計算：
根據給定的鍋爐設計引數與設計煤種進行計算
670t/h額定蒸汽量 200mw機組容量（該值自己設定）
鍋爐額定壓力14mpa，過熱蒸汽溫度540℃，給水溫度240℃，冷風溫度30℃，熱風溫度350℃，排煙溫度148℃，鍋爐效率92%；燃料為包頭長漢溝礦煙煤，收到基成分：car＝64.85，har＝4.
45 ，oar＝3.71，sar＝0.31，nar＝1.
22，aar＝20.06，mar＝5.4，收到基低位發熱量qnet,ar＝25812 kj/kg,乾燥無灰基揮發分vdaf＝40.
32。空氣消耗量的計算：
理論空氣需求量： ===6.82 m3/kg
實際空氣需求量：
在設計煤粉鍋爐時，過量空氣係數推薦值：1.20～1.25
=β=8.32m3/kg (β計算實際空氣需要量時需要選擇β的值，這裡取β= 1.22)
煙氣量的計算：
理論煙氣中的三原子氣體體積：
=0.01866(+ 0.375) =0.01866(64.85+ 0.375*0.31)=1.21
理論煙氣中n2體積
=0.79 + 0.008=0.79*6.82 + 0.008*1.22=5.41
理論煙氣中的水蒸汽體積：
=0.111+ 0.0124+ 0.016 =0.111*4.45+ 0.0124*5.4+ 0.016*6.82 =0.67
理論煙氣量: = + + =1.21+5.41+0.67=7.29m3/kg
鍋爐通常是負壓執行，由於系統不嚴密，有空氣漏入，計算煙氣量需考慮漏風係數△α，查文獻《電站鍋爐手冊》[5]中的表3-25，選用固態排渣煤粉爐，具有磚牆及護板的爐膛，漏風係數△α=0.07；
凝渣管束，漏風係數△α=0；
過熱器，漏風係數△α=003；
再熱器，漏風係數△α=0.03；
省煤器，選用一級，漏風係數△α=0.02；
迴轉式空氣預熱器，漏風係數△α=0.2；
旋風除塵器，漏風係數△α=0.05；
磚牆砌的煙道，漏風係數△α=0.05；
可知進入煙道的過量空氣係數：
α=β+∑△α=1.15+0.07+0+0.03+0.03+0.02+0.2+0.05+0.05=1.60
煙道排出的煙氣量，由文獻《電站鍋爐手冊》[5]中的3-37式得：
=+（α -1）+0.0161（α-1）=7.29+4.092+0.066=11.45 m3/kg
查水蒸汽性質表:
p=14mpa，tgq =540 ℃，(過熱蒸汽焓)igq =3432.1kj/kg 。
p=14mpa，(飽和水焓)ips =2637kj/kg。
p=14mpa，tqs =240 ℃，(給水焓)igs =923.11kj/kg。
查文獻《電站鍋爐手冊》[5]表8-3排汙率p取 p=1%
鍋爐有效利用熱量：
=d(igq-igs) ×103+dps(ips-igs) ×103=670×(3432.1-923.11)×103+0.
01×670×(2637-923.11)×103=1692506363kj/h
小時燃料消耗量：
b=×100%=71272.31kg/h
q4 按燃料種類和燃燒方式選用，查文獻《電站鍋爐手冊》[5]，熱力計算的推薦值，對固態除渣煤粉爐，煙煤q4 =2% 計算燃燒消耗量：
bj =71272.31×（1-）=69846.86kg/h
二．參考了《鍋爐設計手冊》［5］對製粉系統型式進行了選型。具體選擇考慮：
1.磨煤機的選型：
磨煤機：磨煤機的選擇主要依據煤的特性，其中以揮發分vdaf 、水分mar、可磨性係數kkm及由它們決定的磨製煤粉的細度r90為主要選擇。根據文獻《電廠鍋爐原理》[13]，表4-6和文獻《電站鍋爐手冊》[5]表4-6選得：
碗式磨煤機，屬於中速磨煤機--hp943。對機組配4臺磨煤機。基本出力60t/h。
2.給煤機的選型：
對給煤機的要求：
（1）能夠按鍋爐負荷與磨煤機出力連續不斷的給煤，執行可靠不易卡堵；
（2）調節靈活方便；
（3）密封性好。
給煤機的形式按煤質（水分），原煤顆粒度，製粉系統和磨煤機型別以及製粉系統布置，鍋爐負荷調節要求結合給煤機的效能特性來選用。依據文獻《電站鍋爐手冊》[5]，採用中速或高速磨煤機的直吹式製粉系統，宜選用稱重式皮帶給煤機或刮板式給煤機。選取刮板式給煤機。
bm=b×fh×fr×fm×fa×fg×fe=77.6903
給煤機需要出力：bm×120%=77.6903×1.2=93.2284 t/h，
依據表4-25：
選取兩台mgf-55型給煤機，最大出力55t/h，
選取電動機：jzt42-4，功率：5.5kw。
3.原煤倉的選型：
原煤倉應該按照煤的特性和煤的水分，黏附性和壓實性等進行設計，必須滿足以下要求：
(1)煤倉的容量能滿足在電廠上煤制度下鍋爐執行的要求；
(2)在控制的煤流量下，保持連續的煤流；
(3)煤倉內不會出現搭拱和漏斗狀的現象；
為了保證滿足上述要求，應採取以下措施：
(1) 煤倉的形狀表面應有利於煤流排出，不易積煤。大容量鍋爐的原煤倉宜採用鋼結構的圓筒倉型，下接圓錐形或雙曲線型出口段，其內壁應光滑耐磨。雙曲線形出口段截面不應突然收縮，圓錐形出口段與水平面交角不應該小於60，否則壁面應磨光或內襯光滑貼面；兩壁間的交線與水平夾角應不小於55；對於褐煤及黏性大或易燃的煙煤，相鄰兩壁交線與水平面交角不應小於70。
相臨壁角的內側，宜作成圓弧形。
對於水分大的煤也可以採用雙曲線形煤倉。
(2) 原煤倉下方的金屬小煤斗出口截面不應太小。其下方採用雙曲線形小煤斗時，截面不應突然收縮。非圓形截面的大煤斗，其壁面傾角應大於70。金屬煤斗外壁宜設震動裝置或其他防堵裝置。
(3) 煤倉內壁應光滑，不應有任何凹陷和突出部位和物件。
煤倉應由非可燃的材料製作，一般為鋼結構或鋼筋混凝土結構。對於水分大，易黏結的煤，在原煤的出口段可採用不鏽鋼板或內襯。
對於煙煤，依據文獻《電站鍋爐手冊》[5]的4-61式可得，除去礦物質（灰分）的「純煤」的真密度：
t/m3
按4-59式可得，煙煤的真密度：
t/m2
按4-58式可得，煙煤的視密度：
t/m3
按4-57式可得，原煤的堆積密度：
t/m3
原煤倉的容積v按4-56式設計，
即：式中：
t——煤倉儲煤量供鍋爐工作的小時數，對於直吹式製粉系統，t選8～12，低熱值煤取下限，高熱值煤或每台爐設定兩台磨煤機時取上限值，取t=10。
——鍋爐最大連續蒸發量時的燃煤量，取=69.85t/h。
——原煤倉充填係數，取決於煤倉上部尺寸，進煤口位置和煤的自然堆積角，可取=0.8
——除備用磨煤機所對應的原煤倉外的原煤倉數目=2；
——堆積密度t/m
4.空氣預熱器的選型：
隨著電站鍋爐蒸汽引數提高和容量增大，管式空氣預熱器體積和高度顯著增大，給尾部受熱面布置帶來很大困難，因而只在200mw以下鍋爐機組中使用，而配300mw以及更大容量的鍋爐，通常都採用結構緊湊、重量較輕的迴轉式空氣預熱器。迴轉式空氣預熱器與管式空氣預熱器相比：
（1） 迴轉式預熱器結構緊湊，占地面積小，除節約金屬耗量外，還簡化了鍋爐尾部受熱面的布置。因此，被廣泛應用於大容量鍋爐上。
（2） 迴轉式空氣預熱器中，煙氣與空氣不是同時與受熱面接觸，煙氣與受熱面接觸時溫度較高，低溫腐蝕的危險性較小。
（3） 迴轉式空氣預熱器的受熱面允許有較大的磨損量，即便個別受熱無件被磨穿孔，也不會像管式空氣預熱器那樣，導致漏風而影響正常執行。
（4） 迴轉式空氣預熱器結構較複雜，製造工藝要求高。
（5） 迴轉式空氣預熱器漏風量較大，密封效能良好的漏風率約為5%—8%，製造工藝不良或維護不好時漏風率可達20%或更高。漏風嚴重時，會影響鍋爐出力。
綜合權衡鍋爐的容量以及相關引數擬選取迴轉式空氣預熱器。
三分倉式迴轉式空氣預熱器用於採用冷一次風機的正壓制粉系統，它將高壓一次風和壓力較低的二次風分隔在兩個倉內進行預熱，二次風可也用低壓頭風機，以降低送風機電耗。此外，以冷一次風機代替二分倉的熱一次風機，可選用體積小、電耗低的高效風機，提高製粉系統執行的可靠性和經濟性。
但由於迴轉式空氣預熱器漏風率較大，一般管式空氣預熱器漏風率不超過5%，而迴轉式空氣預熱器漏風率為5%～10%，且製造工藝或維護不好時常達20％或更高。因此，如何降低迴轉式空氣預熱器漏風率，發揮其自身效能優勢成為各製造廠家和電廠努力解決的問題。可以採用下列措施降低漏風：
（1）採用雙向密封技術是降低迴轉式空氣預熱器漏風的關鍵，它可使直接漏風量下降30%左右。
（2）採用中心驅動方式能使迴轉式空氣預熱器運轉可靠，可改善和保證轉子受熱膨脹後的最小間隙，並將中心軸公差降至最低。
（3）採用高效傳熱元件，可降低迴轉式空氣預熱器高度和重量，進而降低其漏風。
（4）採用接觸式的漏風自動控制系統，會不同程度地帶來二次漏風。
（5）採用側柱與上、下部框架間鏈結的方式，非常適合迴轉式空氣預熱器的蘑菇狀變形，較好地控制了空氣預熱器熱端在各種負荷下的徑向間隙，這種結構的空氣預熱器簡單、實用，值得借鑑開發。
（6）執行中應合理使用吹灰器，保證投入率，防止空氣預熱器積灰和腐蝕。
（7）執行中應保持合理的一次風壓，避免盲目地節流而提高一次風壓，增加空氣預熱器漏風。
依據文獻《電站鍋爐手冊》[5]的表2-12，選取型號為25的迴轉式空氣預熱器。熱風溫度高於350℃，選取雙級，所以選取單級迴轉式空氣預熱器。查表2-11，25型迴轉式空氣預熱器：
轉子內徑（64型），7620mm；扇行倉格角度30°，每個扇行倉格自由流通截面積，3.2605m2；轉子轉速（ⅵ型），1.42 r/min.
依據一、二次風量，一次風進入空氣預熱器占用乙個30°的扇行倉格。二次風進入空氣預熱器占用四個30°的扇形倉格。
5.一次風機的選型:
一次風機是燃煤鍋爐的主要輔機，也是保證機組安全和經濟執行的關鍵裝置之一，因而合理選擇風機的型式是電站設計的主要內容之一。對於一次風機，可供選擇的型式有2種：離心式風機和動葉可調軸流式風機。
與中速磨煤機匹配的一次風機採用動葉可調軸流式風機的較多；與鋼球磨煤機匹配的一次風機大多採用離心式風機。採用哪種型式更為合理，宜根據工程具體條件通過技術經濟比較後確定。
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