130t/h煤粉鍋爐設計開題報告
1.鍋爐在國民經濟中的重要性
我國是乙個能源消耗大國，自2023年起，我國發電及發電裝機容量均超過日本，躍居世界第二位。但我國由於各方面的原因，如技術還欠發達，能源短缺。決定了我國電力建設的總方針：
優先發展火電，大力開發水電，加快發展核電，適度發展天然氣發電，積極發展新能源發電，重點是風力發電與太陽能發電以及生物質能發電，開發與節約並重，高度重視環保，提高能源利用效率。雖然，近幾年，我國的新能源發電所佔的比例明顯提高，但是火力發電依然是我國能源結構中最主要的部分。火力發電量在總發電量中的比重，在近十幾年來一直保持在80%以上，其中煤電在總火電的比重保持在90%以上，「九五」期間，煤電在火力發電中的比重更上公升到95%以上，油電的比重則不到5%，氣電的比重微乎其微。
預計在今後的相當長時期內，我國的發電能源結構會發生微小的變化但以煤電為主的大格局不會改變。我國要在21世紀前20年進行全面小康建設，實現國民經濟總值翻兩番，電力的發展必須與這個總目標相適應。21世紀前20年，電力建設和改造的規模將達到9億kva以上，需要建設的輸變電工程220kv及以上達40km左右，變電總量達16kva以上。
到2023年相應需要的發電用煤炭在18億t以上，需天然氣400億㎡，為此機械製造行業要提供相應規模的發電、輸變電裝置。綜上所述，煤電在我國發電各組成成分中所佔比例最大，影響最深，涉及領域最廣，顯而易見，作為電廠三大主機之一的鍋爐在國民經濟中有著舉足輕重的影響。
2.工業鍋爐的基本情況
2.1鍋爐分布
分布情況：華北 24萬蒸噸，佔24％；東北 25萬蒸噸，佔25％； 華東 18．75萬蒸噸，佔 19％；巾南 14．4萬蒸噸；西北 9．93萬蒸噸；西南 6.3萬蒸噸；中南西北西南合占31％。
熱水鍋爐主要集中在「三北 」嚴寒地區 ，佔全國的 93％（952萬)mw
2.2鍋爐容量
工業鍋爐是重要的熱能動力裝置，在國民經濟發展、居民生活中起著不可或缺的作用，同時工業鍋爐在使用過程中對環境造成的汙染也日趨嚴重。據統計，截止2023年底，中國在用鍋爐59．52萬台，其中工業鍋爐58．48萬台，佔鍋爐總台數的98．25％，工業鍋爐總量呈逐年上公升的態勢，統計資料見表1。
工業鍋爐量大面廣，單台鍋爐容量較小，安裝汙染控制系統的經濟投入相對較高，目前真正安裝、執行汙染物減排系統的鍋爐很少，因此需加強燃煤工業鍋爐節能減排技術的推廣應用。
3.工業鍋爐的生產情況
隨著國家對環保理力度的加大。實行「上大壓小」政策，通過對部分鍋爐生產企業的調查資料來看，企業所生產的鍋爐台數變化不大，但總容量增幅較大，平均單台鍋爐容量逐年增加。
4.燃煤鍋爐的分析
據統計，目前在用鍋爐中燃煤鍋爐約佔總容量、總台數的80％以上。鍋爐產品中，燃煤鍋爐佔總容量、總台數的65％左右，統計資料見表3
5.燃煤工業鍋爐存在的問題
自20世紀七八十年代以來，國內曾先後通過自主開發和國際合作，開展過許多燃煤t業鍋爐的技術提高丁作，組織過不少燃煤技術的攻關研究。近幾年同內燃煤工業鍋爐技術已得到發展和進步，已成功開發出小型煤粉燃燒技術系統，回燃式拋煤機鍋爐及關鍵技術，鏈條鍋爐分層給料和變負荷控制技術，全程優化配風及執行自動診斷控制技術，燃煤工業鍋爐煙氣除塵、脫硫一體化技術等。大力發展了集中供熱和區域供熱技術，提高了工業鍋爐的燃燒效率，同時減少了汙染物排放。
但總體來看，目前中國燃煤工業鍋爐的執行狀況仍低於囝外同類產品的水平，鍋爐房整體系統的效率較低，小型燃煤裝置汙染物排放超標嚴重，燃煤工業鍋爐的節能減排工作任重道遠。
5.1鍋爐總體技術水平落後．單機容量小
燃煤下業鍋爐數量多，儘管平均容量逐年上公升， 但單機容量仍然較小。容量≤35 t／h的鍋爐數量約佔工業鍋爐總台數的96％，其中容量≤10 t／h的佔 80％。大多數鍋爐為鏈條爐，總體工藝水平較差。
在燃煤工業鍋爐中，層燃爐約佔總容量的 80％，不同容量的鏈條爐約佔45％。由於高效、環保、節能的先進燃煤鍋爐還沒有得到推廣應用，燃煤丁業鍋爐熱效率較低，約62％左右，且自動化水平低、汙染物排放超標。 目前鍋爐存在的問題有：
執行負荷較低、灰渣含碳量高、過量空氣係數大、排煙溫度高等。表6為燃用河北某礦區煙煤鍋爐的熱效率實測資料，從實測結果看。所測鍋爐的平均熱效率為57％，而2 t／h 鍋爐的平均熱效率僅達到41％，遠低於鍋爐的設計熱效率。
先進國家的燃煤工業鍋爐執行熱效率
平均為 80％一82％is]，有些鍋爐投運已
20～30 a，其熱效率仍然很高，如美國一台容量為24970 kg／h的蒸汽鍋爐，投運已有23 a，其熱效率仍達到82％。
5.2除塵與脫硫技術低，燃煤鍋爐汙染物排放高
工業鍋爐以燃煤為主．年燃煤量約在6．5億t左右。多數燃煤工業鍋爐的汙染物排放控制技術水平低，所採用的除塵設施效率不到70％，煙塵排放超標。由於脫硫裝置的投資和執行成本較高，目前工業鍋爐基本沒有配套脫硫裝置，特別是小型鍋爐，s0，排放普遍超標。
現有濕式除塵脫硫一體化裝置實際脫硫效率一般為30％一60％，投資和脫硫成本都較高，使用者不願使用，環保部門很難監督。 近幾年，**大力推行燃煤優質化工作，強調使用低硫煤，這方面有了～定的改善，但從整體上來講，s0：排放超標仍然是鍋爐排放汙染的乙個重要問題。
5.3 自動控制水平低
許多鍋爐缺少必要的儀器儀表配置，如爐膛溫度顯示儀表、排煙溫度計、氧量計、流量計(含水和蒸汽)以及煤的計景等監測儀表。由於普遍未設熱電偶溫度計對爐膛溫度進行檢測，司爐工或管理人員無法確定在實際負荷狀態下爐膛溫度應控制的範圍，鼓、引風量與燃料**量如何配比；更無法確定在負荷變動情況下，爐膛溫度的變化，鼓、引風量與燃料應做怎樣的相應調整。造成執行管理不善， 操作不當，排煙溫度高，爐渣含碳量高、爐膛空氣過剩係數偏大等不良狀況，鍋爐效率明顯下降，煤耗量增加。
5.4用煤質量不穩定
中國鍋爐用煤品種多變、質量不穩定，且以散煤和原煤為主。一直沒有像歐美國家那樣，採用鏈條鍋爐專用煤。中國燃煤工業鍋爐以層燃鍋爐為主，煤炭灰分和硫分普遍較高，煤的發熱量與揮發分波動大， 細末煤含量大，無法滿足層燃鍋爐設計要求(如要求粒度小於6 111nl的細末煤含量不大於30％等)，既降低鍋爐熱效率，也增加了鍋爐的汙染物排放。
5.5 爐節能工作監督和管理體系不完善
目前中國燃煤工業鍋爐的安全、環保和節能監督嚴重分離。技術監督局負責安全監督，每年年檢， 工作較規範；環保部門負責汙染物排放控制的監督與管理．按年抽查，全面規範管理難度大；一直沒有建立完善的國家和地方節能管理體系和能源執法監督體系，各地節能中心只負責能效檢測和技術服務，無人負責節能執法。缺乏完善的、與市場經濟發展相適應的國家和地方節能政策及相關標準，已有的標準多屬指導性的，未與設計規範、裝置製造和實際應用相聯絡，實施效果差。
導致技術落後。
6.鍋爐的汙染問題及節能減排
6.1汙染問題嚴重
我國工業鍋爐主要以煤炭為燃料，。我國煤炭消費量的80％是原煤直接燃燒，燃燒過程將會造成大氣環境中汙染物如tsp、so2、 co：、nox、可吸入顆粒物等大幅度增加。
目前，中國燃煤工業鍋爐年耗煤4億t，每年向大氣排放s02 600萬t、煙塵800萬t(佔全國總排放量的50％左右)、co：1．64億t、灰渣8700萬t， 工業鍋爐能源消耗和汙染排放均位居全國工業行業第二，僅次於電站鍋爐。 總體上看，我國的工業鍋爐呈現容量小、效率低、排放高的特點。
燃煤工業鍋爐以層燃式鏈條爐為主，佔90％以上，其次為層燃式往復爐，還有少量的流化床、拋煤機爐和煤粉爐舊。
6.2節能減排
對於汙染問題，國家加大力度治理，強調節能減排。
6.2.1加強鍋爐技術改造，實現技術節能
對在用工業燃煤鍋爐進行節能技術改造，比如分層分行分段燃燒裝置改造『51。 分層就是將燃煤中為數不多稍大些的顆粒仍排布在煤層的最底部，用以防止細煤在爐排片縫隙間的洩漏。 分行是將燃煤中大部分的粉煤布置成乙個壟形結構(見圖1)。
從爐前向爐內望去，煤層外表峰谷相間，其上表面的展開長度較爐排的實際寬度增加30％一40％。這樣的布煤結構在單位時間內使更多的燃煤接受爐拱的輻射熱(符合鏈條鍋爐自上而下層狀燃燒的特點)，相當於爐排工作面積加大，燃煤燃燒時間加長。由於波谷處的通風阻力小，率先引燃**，並將高溫的火焰和熱流直接傳導及對流給波峰處的粉煤；隨著波谷處燃燒的逐步加劇，波峰處的粉煤隨之開始燃燒，波峰底部較大顆粒燃煤的揮發分也逐漸析出、引燃；隨氣流的累計膨脹及爐排的不斷運動，波峰頂部的粉煤逐漸坍塌，形成乙個全爐排上都有人工在撥火的自擾動氛圍，激烈燃燒之後，火床又趨於平整(一般到爐排中部即可變成平面)。
分段是指將控制煤層厚度的閘板根據爐排的寬度分8區段布置，當某一區段的煤層出現厚薄不均或燃燒不充分時，將該區段對應的煤閘板做針對性調節。分段控制煤層厚度的煤閘板，與可變形組合式篩分器配合起來使用，在鍋爐其他裝置正常使用的前提下，可以使各種煤質情況下的燃燒調整至最佳狀態，這也代表著目前分層燃燒技術的水平。 根據鍋爐執行期間測試結果，在其他裝置正常好用的情況下，與普通煤斗相比，平均節煤5％一lo％。
6.2．2加強鍋爐執行管理，實行管理節能
司爐工的技術水平和責任心直接影響到鍋爐的能耗和汙染狀況，高水平的司爐工在鍋爐運轉中可使鍋爐經濟執行，減少能耗，降低煙塵和黑煙的排放量。因此應該加大對司爐工的技術培訓，提高他們的操作水平。同時要求管理人員學習節能法規、節能新知識和節能管理方面知識，使鍋爐管理人員更新觀念，提高鍋爐執行和管理水平。
完善各種規章制度，健全了管理機構，實行定時、定點檢查檢修制度，實行「以產定耗，節獎超罰」制度，提高司爐工的責任心和節能減排意識。 通過儀表監測排煙溫度、煙氣氧含量、過量空氣係數、爐渣含碳量等節能指標，及時調整鍋爐執行引數，優化鍋爐燃燒工況，提高鍋爐的熱效率。 對執行鍋爐及管道加強保溫以減少散熱損失，杜絕執行過程「跑、冒、滴、漏」的現象。
在燃煤中新增高效清灰劑或除焦劑，及時有效地對水冷壁管、對流管柬以及煙管進行吹灰，保持鍋爐煙氣受熱面清潔。
6.2．3加強鍋爐水質監督工作。實現水處理節能
一般鍋爐給水中含有大量的溶解氣體和鹽類， 如果給水未經處理或處理不當，會造成鍋爐受熱面腐蝕和結垢現象。鍋爐受熱面結水垢時，受熱面熱阻增大，傳熱效能變差，燃料燃燒所放出的熱量不能迅速地傳遞到爐水中。在這種情況，為了保持鍋爐的額定引數，就必須更多地投加燃料，提高爐膛和煙氣溫度，因此，造成能源的浪費。
水垢的導熱係數很小，約為鋼板導熱係數的l／30—l／50。據測算，鍋爐本體內部每結1nⅱn水垢，燃料消耗要增加8％一10％，整體熱效率下降3％，而且鍋爐結垢後對鍋爐安全執行也極為不利。因此應該採取有效的水處理技術和除垢技術，加強對鍋爐的給水、鍋水檢驗分析，實現鍋爐無垢執行。
7．工業鍋爐生物質燃燒應用現狀
我國目前有工業鍋爐約50多萬台，每年耗煤量約為全國煤耗總量的1／3，由燃煤工業鍋爐造成的環境汙染非常嚴重，許多地區(尤其是大中城市)都開始限制燃煤工業鍋爐的使用，大量的工業鍋爐必須採用潔淨能源。儘管油氣燃料、電力等均為潔淨能源，但我國油氣資源不豐、電力供需矛盾更為突出，因此，如發展燃油、燃氣鍋爐和電加熱鍋爐，其能源**難以得到長期穩定的保證。我國擁有豐富的生物質資源，其中， 農林剩餘物占有很大的比重，而這些農林剩餘物作為鍋爐燃料使用則具有環境友好、可以再生的特點，因此，研究工業鍋爐生物質燃燒技術，開發生物質燃料鍋爐，對節約常規能源、優化我國能源結構，減輕環境汙染將有積極意義。
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工學 能源動力類 碼 080501 一 專業簡介 一 培養目標 本專業以能源工業為特色，培養德智體美全面發展，具有較紮實的理論基礎和專業技術知識，較好的綜合素質與較強的工程技術應用能力，受到工程師的基本訓練。熱力發電廠方向，主要從事熱能與動力工程裝置和系統的設計 執行 管理 技術研究與開發，節能等方...
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