循环流化床锅炉毕业设计说明书

  二十世纪初期，汽轮机开始发展，它要求配以容量和蒸汽参数较高的锅炉。直水管锅炉已不能够满足要求。随着制造工艺和水处理技术的发展，出现了弯水管式锅炉。开始是采用多锅筒式。随着水冷壁、过热器和省煤器的应用，以及锅筒内部汽、水分离元件的改进，锅筒数目慢慢地减少，既节约了金属，又有利于提高锅炉的压力、温度、容量和效率。

  在整个设计过程中作为技术上的支持进行了热力计算、强度计算。其中热力计算包括炉膛、高温过热器、低温过热器、省煤器和空气预热器。炉膛及尾部顶棚全部采用膜式壁结构，解决炉膛漏风问题；将全部过热器布置在尾部烟道内，使其运行更加可靠。为了更好的提高分离器的分离效率和锅炉的结构紧密相连，采用两个小直径高温旋风分离器。鉴于该锅炉为中压锅炉，所以采用钢管式省煤器，为降低低温腐蚀，便于维修，将空气预热器低温段与高温段隔开。

  火力发电是世界电能生产主要形式，我国由于能源构成的特点更是如此。目前在世界多数国家及我国电力事业中，火力发电约占总发电量的70%。 水电站基建投资一般比较大，建设时间长，运行工况受自然条件影响。火力发电虽然成本比较高，但基建投资较少，一般不受地区限制，建设时间相对来说比较短，能较快地满足工农业发展需要。

  锅炉是利用燃料或其他能源的热能，把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为生产和生活提供所需要的热能， 也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。

  1872 年，英国的工人阶级首先创造了锅炉。当时的构造极为笨重简单，产生的蒸汽量有限，压力不高。19世纪，常用的蒸汽压力提高到0.8兆帕左右。与此相适应，最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳，后来改用卧式锅壳，在锅壳下方砖砌炉体中烧火。 随着锅炉越做越大，为增加受热面积，在锅壳中加装火筒，在火筒前端烧火，烟气从火筒后面出来，通过砖砌的烟道排向烟囱并对锅壳的外部加热，称为火筒锅炉。开始只装一只火筒，称为单火筒锅炉或康尼许锅炉，后来加到两个火筒，称为双火筒锅炉或兰开夏锅炉。

  1830 年左右，在掌握了优质钢管的生产和胀管技术之后出现了火管锅炉。一些

  火管装在锅壳中，构成锅炉的主要受热面，火(烟气)在管内流过。在锅壳的存水线以下装上尽量多的火管，称为卧式外燃回火管锅炉。它的金属耗量较低，但需要很大的砌体。

  19 世纪中叶，出现了水管锅炉。锅炉受热面是锅壳外的水管，取代了锅壳本身和锅壳内的火筒、 火管。 锅炉的受热面积和蒸汽压力的增加不再受到锅壳直径的限制，有利于提高锅炉蒸发量和蒸汽压力。这种锅炉中的圆筒形锅壳遂改名为锅筒，或称为汽包。初期的水管锅炉只用直水管，直水管锅炉的压力和容量都受到限制。

  循环流化床燃烧技术是20世纪70年代发展起来的清洁燃烧技术，是解决燃烧煤而产生的污染问题的主要方法之一。此外，循环流化床燃烧还对不同性质的燃煤适应能力强，适于燃烧低质煤等特点。在煤含硫量高时，还可以在燃煤中加入石灰石，在燃烧中低成本脱硫。而不必架设投资巨大的烟气脱硫设备。在循环流化床燃烧中，燃烧温度很低，空气又分级送入，燃烧中所产生的氮的氧化物很低，煤燃烧后所余下的灰渣活性强，便于生产水泥、制砖、化工等，用来综合利用，它是没有废弃物的燃烧方法。循环流化床燃烧技术具有一些层燃和煤粉燃烧等常规燃煤技术所不具备的特点。最突出的特点是：燃烧温度低，停滞时间长，以及湍流混合强烈，这些优点给流化床燃烧带来一系列优点。除以上所述优点外，还具有燃烧强度大，床内传热能力强，负荷调节性能强，易于操作和维护等优点。由于上述诸多优点使得循环流化床燃烧技术很适合我国的国情，在较短的时间内得到了迅速的发展和应用。

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  随着能源设备的发展和利用，特别是锅炉这种将工质加热到一定的温度和压力的能源设备大范围的应用，给环境造成了严重污染。尤其是以煤为主要燃料的锅炉燃烧排放出大量的灰渣、粉尘、二氧化硫和氮的氧化物等污染物，严重影响了生态环境。又由于煤、石油等化石燃料的不断开采而日渐枯竭，人们一直在努力寻找一种高效、低污染的燃烧方式以解决以上两个问题。

  本次的毕业设计的题目是1340吨/小时循环流化床锅炉设计。设计本着锅炉运行的安全性和可靠性为首要设计特性的准则，考虑燃烧，传热，脱硫，烟气、空气、工质的动力特性及受热面的磨损和腐蚀。保证锅炉的着火稳定性，炉膛内有足够的辐射热量，煤的燃尽程度，合理的烟气速度和排烟温度以及脱硫效率。同时，还要确保有一定的气密性以保证炉膛内进行微负压燃烧。

  30 年代开始应用直流锅炉，40 年代开始应用强制循环锅炉，它是在自然循环锅炉的基础上发展起来的。在下降管系统内加装循环泵，以加强蒸发受热面的水循环。直流锅炉中没有锅筒，给水由给水泵送入省煤器，经水冷壁和过热器等蒸发受热面，变成过热蒸汽送往汽轮机，各部分流动阻力全由给水泵来克服。

  第二次世界大战以后，这两种型式的锅炉得到较快发展，因为当时发电机组要求高温度高压力和大容量。发展这两种锅炉的目的是缩小或不用锅筒，能够使用小直径管子作受热面，可以比较自由地布置受热面。随着自动控制和水处理技术的进步，它们渐趋成熟。在超临界压力时，直流锅炉是唯一能够使用的一种锅炉，70 年代最大的单台容量是27兆帕压力配1300兆瓦发电机组。 后来又发展了由强制循环锅炉和直流锅炉复合而成的复合循环锅炉。