300mw京西无烟煤电站锅炉毕业设计.docx

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300mw京西无烟煤电站锅炉毕业设计

摘要

在我国自然资源中，与石油和天然气比较而言，我国煤炭的储量相对比较丰富，占世界储量的11.60%，但煤炭资源人均可采储量仅为世界平均水平的一半。

这其中，劣质无烟煤占全国煤炭资源总量的13%，因此，提高无烟煤锅炉的热利用效率与当前造福子孙后代、建设资源节约型社会的主题相合。

本次设计主要是有关300MW锅炉机组的结构设计和热力计算。

首先，由燃料的热力特性来确定锅炉结构中各部分的尺寸，并根据锅炉结构的设计尺寸进行热力计算，以满足锅炉基本性能的要求；同时，也对锅炉的本体结构、辅助系统等进行了简单的描述。

在热力计算过程中，首先对燃料特性、空气和烟气的容积、平均烟气特性、炉膛热平衡等进行计算，并由此设计锅炉的结构尺寸；第二步则是根据设计尺寸对炉膛传热、屏式过热器、高低温过热器、省煤器等进行几何特性和热力特性计算；最后，由设计尺寸的计算结果来校核设计，以达到锅炉设计的基本性能、寿命、效率、结构合理性、布置紧凑性、安全可靠性等各方面的要求。

本课题结合工程实例，对电站锅炉工作原理、设计思想及计算特点进行全面、深入总结分析，在此基础上完成锅炉热力计算、锅炉热平衡计算，绘制锅炉本体图及汽水流程图。

达到理论联系实际的目的，提高综合专业素质。

关键词:

结构设计煤粉锅炉热力性计算

Abstract

Inournaturalresources,coalreservesisrelativelyrichincomparisonwithoilandgas,accountingfor11.60%ofworld'sreserves,butthecoalresourcespercapitarecoverablereservesonlyhalfoftheworld'saverage.Therefore,improvingtheefficiencyintheuseofhotanthraciteboilerisinaccordwiththethemeofbenefitingourde-scendentsandbuildingaresource-conservingsociety.

Thisdesignismainlyto300MWboilerunitstructuraldesignandheatingpowercalculating.First，confirmedthesizeofeverypartinthestructureoftheboilerbytheheatingpowercharacteristicofthefuel,andcarriedonheatingpowertocalculateaccordingtothesizeofdesignofthestructureoftheboiler,inordertomeettherequirementforbasicperformanceoftheboiler;Meanwhile,carriedonsimpledescriptiontonoumenonnstructure,accessorysystemoftheboiler,etc.too.Inthecourseofcalculatinginheatingpower,fuelcharacteristic,volumeofairandexhaustgas,averageexhaustgascharacteristic,thermalbalanceofburnerhearth,etc.arecalculatedatfirst,andthendesignthephysicaldimensionoftheboiler;Accordingtothesizeofdesigning，thesecondstepistoconductheattotheburnerhearth,overheateddevice,theendgradesofoverheateddeviceofrejectingetc.,economizer,etc.carryongeometrycharacteristicandheatingpowercharacteristiccalculate；Finally,theresultofcalculationofdesigningthesizechecksdesigning,inordertoreachthebasicperformance,life,efficiency,structurerationalitythattheboilerisdesigned,assignsuchrequirementsofvariousfieldsascompactness,safereliability,etc..

Theissuecombinedexamplesofprojects,makeanin-depthanalysistotheboilerprinciple,designandcalculationfeatures.Onthebasisofthese,completingthethermalandbalancecalculationofboiler,drawingtheboilerbodymapandsteam-waterflowchart,inordertoachievethepurposeoflinkingtheorywithpractice,improveoverallprofessionalquality.

Keywords：

StructuraldesignPulverizedcoal-firedboiler

Thermodynamiccalculations

引言

近年来，我国的电力工业得到了迅猛的发展。

我国煤炭的储量相对比较丰富，占世界储量的11.60%，但煤炭资源人均可采储量仅为世界平均水平的一半。

这其中，劣质无烟煤占全国煤炭资源总量的13%。

截止到2011年底，我国发电设备总装机容量为10.56亿KW，其中火电装机容量为7.76亿KW，占到总容量的73.5%，并且火电机组大部分都是燃煤机组。

火力发电厂既是产能大户，又是耗能大户，我国的产值能耗是世界上产值能耗最高的国家之一。

提高火电厂的经济性，既是火电企业自身降低成本的需要，也是全国一次能源生产、运输和节约的大事，更关系到整个国民经济的可持续发展。

无烟煤作为低挥发分的煤种，其比表面和孔隙率低，其他理化特性也很低，着火点都在600℃以上，因此，在进行燃用无烟煤锅炉的设计时，重点在于保证煤种的着火、稳燃、燃尽和防止炉膛结焦、降低不投油稳燃负荷、减少NOx排放量。

应当强化燃烧器的布置，提高燃烧器局部区域的热负荷，加强喷口间的相互支持，采用大切角的炉膛以及合理优化多级配风等。

本设计在此基础上，通过查阅文献资料，参照设计范例，运用EXCEL等软件辅助计算，完成锅炉热力计算、锅炉热平衡计算，绘制锅炉本体图及汽水流程图。

除此外，对提高机组热效率、改善环境状况试着做最浅层的探究。

第一章锅炉特点

1.1锅炉型式的选择和性能要求：

1.1.1锅炉整体外型的选择：

电厂锅炉的整体布置是指锅炉炉膛、蒸发受热面和尾部受热面之间的相互关系。

与锅炉容量、参数和燃料性质等具体条件有关。

本次锅炉设计整体外型选用∏型布置，选∏型布置的理由如下：

1）锅炉和厂房的高度都比较低，转动机械和笨重设备如送、吸风机、除尘器和烟囱均可采用低位布置，因此减轻了厂房和锅炉构架的负载。

2）在水平烟道中，可以采用支吊方式比较简便的悬吊式受热面。

3）在对流竖井中，烟气下行流动，便于清灰，具有自身除尘的能力。

4）受热面易于布置成逆流方式，以加强对流换热。

5）机炉之间连接管道不长，且尾部受热面检修容易。

本次设计的锅炉为亚临界参数变压运行汽包锅炉，一次中间再热，单炉膛，尾部单烟道结构，采用挡板调节再热汽温，固态排渣，全钢构架，全悬吊结构，平衡通风，露天布置。

1.1.2性能要求

1）锅炉的蒸发量要满足汽轮发电机组的要求，能够在铭牌参数下长期运行，并具有较强的调峰能力。

2）在宽负荷范围内运行时能够保持正常的汽温和汽压。

3）锅炉要具有较高的经济性。

4）耗用钢材量要少，以减少初投资，降低成本。

5）锅炉在运行中要具有较强的自稳定能力。

1.2锅炉满足的基本性能：

1.2.1负荷特性

锅炉必须适应机组运行负荷特性，带基本负荷，并具有一定的调峰能力。

燃用设计煤种时，煤粉细度200目筛通过率80%，其不投油最低稳燃负荷不大于45%B-MCR，并在此最低稳燃负荷及以上范围内自动化投入率100％。

1.2.2运行方式

锅炉采用定-滑-定运行方式，锅炉负荷连续变化率可按以下数值：

a．30%B-MCR以下：

±2%B-MCR/分钟

b．30%～50%B-MCR：

±3%B-MCR/分钟

c．50%～100%B-MCR：

±5%B-MCR/分钟

d．负荷阶跃：

大于10%汽机额定功率/分钟

1.2.3高加解列工况

在回热系统中，当任何一级或三级全部高压加热器停运时，锅炉的蒸发量仍能使汽轮发电机组达到额定出力，且各受热面不超温。

1.2.4过热器和再热器蒸汽温度控制范围

在稳定工况下，过热汽温在35%～100%B-MCR、再热汽温在50%～100%B-MCR负荷范围时，保持稳定在额定值，偏差不超过±5℃。

1.2.5炉膛燃烧室承压能力

锅炉炉膛燃烧室的设计压力为±5800Pa，当燃烧室突然灭火内爆，瞬时不变形承载能力不低于±9800Pa。

1.2.6过热器和再热器汽温偏差

过热器两侧出口的汽温偏差在任何运行工况下均小于5℃；再热器两侧出口的汽温偏差在50%BMCR负荷以上小于5℃，在50%BMCR负荷以下小于10℃。

在过热器及再热器系统设计中，对金属温度最高的受热面管子留有足够的安全裕度。

1.2.7锅炉效率

在燃用给定设计煤种和校核煤种并在允许变化范围内时，锅炉能良好运行。

燃用设计煤种，在BRL工况下锅炉保证效率为93%（按低位发热值，环境温度为20℃）。

1.2.8锅炉启动时间和寿命：

设计锅炉符符合工程实际及行业标准，其主要承压部件设计使用寿命为30年。

在机组预期寿命能满足以下要求：

冷态启动（停机超过72小时）﹥500次

温热态启动（停机72小时以内）﹥4000次

热态启动（停机10小时以内）﹥5000次

整台锅炉在30年寿命期内，在上述启停和负荷变化工况下，锅炉寿命损耗不超过寿命的70%

第二章锅炉内系统流程

2.1水汽流程

1——汽包，2——炉膛，3——水冷壁，4——前屏，5——后屏，6——第一级喷水减温

7——低温过热器，8——第二级喷水减温，9——高温过热器，10——高温再热器，11——第一、二、三转向室

12——低温再热器引出室，13——低温再热器，14——省煤器，15——回转式空气预热器