锅炉毕业设计说明书 - 图文(2)

第1章 锅炉结构设计简述

1.1 方案设计

本次设计的课题为SHL35-2.5-A型锅炉，该锅炉属于低压小型工业锅炉，受到应用条件的限制，需要停炉和起炉，负荷变化，采用双锅筒，正是基于此。因双锅筒水容量较大，并且有较大的蓄热能力，所以适应负荷变化能力强，且气压稳定，运行特性好，自然循环特性条件好，对于低压锅炉单靠辐射受热面是不够的，而双锅筒可以布置较多的对流受热面。采用横置式可以使锅炉结构紧凑，尺寸小，便于安装。

上下锅筒之间布置有密排的对流管束，按烟气流通方向对流管束采用“W”型冲刷方式，如此可有效降低对流管束的结灰。锅炉尾部竖井中布置有铸铁省煤器和管式空气预热器。

烟气温度的选取重点是炉膛出口烟温θ响锅炉的经济性和安全性，所以θ

” l

”l

和排烟温度θ

py

的选取。由于θ

” l

” l直接影

的选择一定要合理：若θ过低，不经济且炉膛温

” l

度水平降低，对燃烧不利，使固体和气体不完全燃烧损失增加；若θ过高，将引起受

” l

热面结渣，影响锅炉的安全可靠运行。所以对一般煤种，在蒸汽锅炉中，θ应选择在

900℃-1000℃范围内。同样对排烟温度的选择，也应根据技术经济性分析来选取：若θ

py

降低，锅炉排烟热损失减少，效率提高从而节约燃料，降低锅炉运行费用。但θ

py过

低时，传热不良从而使尾部受热面增加，体积增大，金属耗量增加，投资增加，同时θ

py

太低时尾部受热面易发生低温腐蚀或堵灰，影响运行可靠性。所以θ

py

在D≥6t/h的

锅炉中，根据所用煤种水分和硫分的大小，不宜低于150℃，通常新设计锅炉取为160-180℃。

热空气温度trk的选择同样重要。原则是：“保证燃料在锅炉炉膛中迅速着火”，根据这一要求，trk 应该高一些，但选高些将会使空气预热器的体积增大，安装困难，投资大，因此，对于一般工业锅炉只要燃烧稳定，热空气温度不必太高，在上述的排烟温度条件下，trk也不可能太高，对链条炉trk在80℃～160℃。

为了降低θpy，锅炉尾部设有尾部受热面：省煤器、空气预热器。省煤器除了可以降低排烟温度，还可以利用尾部烟气的热量加热锅炉给水，提高锅炉热效率减少燃料耗量，然而，对于热水锅炉的省煤器而言，省煤器加热给水的作用并不是很明显的主要还

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是用来降低烟气的温度,为了避免省煤器中的水速过高,发生水冲击,把省煤器改成并列式,以减小水的流速.此外,在省煤器的给水进口加一条直通锅炉的给水管,以备省煤器损坏的时候,由此管直接供水给锅炉,防止影响锅炉给水,并且,还要给省煤器定期吹灰,保证其传热的最佳效果.而采用省煤器降低θ

py

时省煤器的工质——锅炉给水比这一饱

和温度低得多，因此传热温压较大，这样在降低同样数值的烟气温度时，所需省煤器受热面积比蒸发受热面少很多，降低了生产成本。由于本锅炉压力低，所以采用耐腐蚀的铸铁省煤器，为了安全，设置烟气和给水旁通系统。

空气预热器除了可以为燃料提供热空气，改善着火和燃烧条件外，更重要的是，省煤器的给水温度为70℃，仅用省煤器来降低排烟温度其传热温差太小，不经济，因此必须布置入口温度为30℃的空气预热器。为了烟气侧和空气侧放热系数接近，得到较大的传热系数，尽量使wk/wy=50%-55%，使流动趋于逆流，可以得到较大的温压。

此外，还加进了外伸烟道，这种布置有利于省煤器，空气预热器的布置，同时，也能减少对于锅炉房的设计，节约成本。还对扶梯的不合理布置进行了设计。

1.2 设计锅炉结构及特性

锅炉本体大致可分为：水冷壁、锅炉管束、省煤器、空气预热器，它们都是各种类型的受热面，烟气的热能通过这些受热面传递给工质。锅炉本体一侧处在高温烟气条件下，因而要求它们的结构和材料要能够承受高温和抵抗烟气的腐蚀；锅炉的另一侧工质是水和空气，水和空气工作时具有很高的压力，所以锅炉本体主要部件还要具有一定的承受能力；另外，锅炉本体还要有良好的传热性能。

燃烧设备：煤斗、煤闸门、链条炉排、风室和炉拱等。燃烧设备要能适应不同煤种的燃烧，保证燃料的及时着火和燃尽，还应有一定的燃烧强度，能给锅炉提供足够的可利用热能。

锅炉炉墙：金属框架和砖结构。金属框架起支撑、稳定作用，要具有一定的强度和稳定性；砖结构起耐热、绝热、保温、密封作用。

1.3 锅炉各部分结构特点

本锅炉是按燃用烟煤设计的，但也适用于其它与烟煤煤种近似的燃料。其特点是：质地细致，含挥发份30%以上，燃点不太高，较易点燃，含碳量与发热量较高，燃烧时

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上火快，火焰长，有大量黑烟，燃烧时间长，大多数烟煤有粘性，燃烧时易结渣。 锅炉构造仅考虑承受锅炉本体的载荷在七级地震情况下安全运行。因此当属于锅炉以外的烟、风、汽水管道要支撑在锅炉构架上时，必须按负荷的大小及负荷着力点的位置校核构架强度，必要时另行加固。

设计后的锅炉为双锅筒横置式自然循环水管锅炉,燃料从加煤斗落至炉排上,转动炉排,把煤送到炉膛点燃燃烧,空气由炉排先分段进入炉膛后端,煤燃成灰渣后经挡渣板落入灰斗,燃烧产生的烟气,从炉膛上部通过燃尽室,对流管束后,流向尾部受热面,最后由引风机排入烟囱。

水循环的路线:上锅筒中的水,从锅筒后部对流管束下降到下锅筒,经过各个连接器进入集箱,在从各水冷壁管上升,进入上锅筒.另一个循环回路是由锅筒的后部的下降管送入下锅筒,然后由前方的上升管进入上升管,完成锅炉本题的水循环.

锅炉各部分特点如下：

1.3.1 锅筒及炉内设备：

是自然循环和多次强制循环锅炉中，接受省煤器来的给水、联接循环回路，并向过热器输送饱和蒸汽的圆筒形容器。锅筒简体由优质厚钢板制成，是锅炉中最重要的部件之一。

上锅筒：内径1436mm，壁厚18mm，筒身长6660 mm，包括两侧封头一起为7740mm。上锅筒筒身用20g钢板热卷冷校而成，封头为20g钢冲压而成的椭圆形封头，为了焊接方便，封头和筒身壁厚都采用一致即18mm，上锅筒中的设备有：在锅筒内安放了直径219的进水管和出水管,还有均匀分水系统.

1.3.2 水冷壁

在锅炉炉膛内经常布置大量水冷壁，一方面可以充分发挥辐射受热面热强度的特点，同时它用来保护炉墙免受高温破坏使灰渣不易粘结在炉墙上，防止炉膛被冲刷磨损，过热破坏。它是自然循环锅炉构成水循环回路不可缺少的重要部件。

由?63.5X3的锅炉管布置于炉膛四周组成水冷壁，整个水冷壁系统共分为六个循环回路。整个前墙水冷壁为一个回路，由28根节距为157 mm的上升管和6根?89X4.5的

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下降管组成，其下降管和上升管的截面比为0.41。整个后墙水冷壁为一个回路，由28根节距为157 mm的上升管和6根?89X4.5的下降管组成，其下降管和上升管的截面比为0.41。每侧水冷壁均各分成前后二个回路，侧前回路由12根节距为140 mm的上升管和3根?89X4.5的下降管组成，其下降管和上升管的截面比为0.48；侧后回路由9根节距为140 mm的上升管和2根?89X4.5的下降管组成，其下降管和上升管的截面比为0.43。 项目 水冷壁节距 mm 水冷壁根数 下降管根数 截面比

1.3.3 燃烧设备：

链条炉属于层燃炉，链条设计中首先要根据燃煤性质、燃煤发热量、燃烧面许用热负荷qR决定炉排面积R（m2）。然后选择炉排宽度和长度，这样链条截面积就基本决定。 燃烧无烟煤及贫煤时，由于火焰辐射较弱,必须有较大的前拱及后拱，籍炉拱对强烈燃烧的煤层的辐射的反射，保证煤层着火及较好的燃尽。

为了促使炉膛内气体良好混合、组织有效的辐射及炙热烟气的扰动以使燃料及时着 火和燃烧充分，炉膛下部布设了混合拱。煤闸门后布置了由耐火混凝土浇注而成的引燃拱，前后水冷壁管子的下部组成前后拱型，管子外面浇注耐火混凝土形成前后拱。 给煤系统是由加煤斗进行自动落煤，借助煤闸门来调节链条炉排上煤层的厚度，另外再通过改变炉排的行进速度来达到调节给煤量以适应锅炉负荷及煤质的变化。炉排为顺转鳞片式不漏煤炉排，整个燃烧设备由下部导轨、支架、主动轴、从动轴、炉链与炉条、前挡风门、挡渣器等组成。整个炉排共设13根平行链条，炉条为5片一组用炉条夹板固定在炉链上。炉排后部有老鹰铁作为挡渣装置。两侧炉链与支架间的密封采用接触式结构，可有效地防止块煤漏入炉排两侧，同时可很好地阻止风室空气从炉排两侧漏入炉膛。

主动轴和从动轴中心距为8500 mm，炉排有效宽度为4520 mm，炉排有效面积38.7 m2。为保证燃烧稳定，出力符合要求，炉排下风压必须达到800Pa。

炉排为双侧进风，每侧各有四个400X500和三个400X400的风口各自进入七个独 立风仓。每侧进风管内装有调节门可调节风室风量、风压。每侧独立风仓内均设有清灰

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前墙水冷壁 157 28 6 0.41 水冷壁回路特性 后墙水冷壁 157 28 6 0.41 侧墙水冷壁 前回路 后回路 140 140 12 9 3 2 0.48 0.43

装置，该装置为铸铁落灰门推拉结构。

炉排传动装置为无级变速。

出渣设备采用圆盘出渣机或者马丁出渣机。

1.3.4 锅炉管束：

上下锅筒中心距为6300mm，按烟气流通方向对流管束采用“W”型冲刷方式，由?63.5X3的管子组成，横向布置方式为30排，节距为157 mm，第一回程有7排纵向节距为175 mm的管子组成，第二程为空烟道，第三回程有6排纵向节距为170 mm的管子组成。

上锅筒通过二只活动支座搁在钢架的横梁上，使锅筒在受热时可自由地向锅炉二侧膨胀。下锅筒通过对流管束悬挂在上锅筒上。

上锅筒上设有安全阀座、水位表管座、空气阀管座、备用汽管座、紧急放水管座、加药管座、表面排污管座、主蒸汽出口管座以及为了在锅炉升火过程中保证省煤器的安全可靠而设的省煤器再循环管管座等。

上锅筒内部设备由挡板、水下孔板、匀汽孔板、给水分配管、表面排污管等组成。

1.3.5 省煤器：

省煤器采用方型铸铁式省煤器，采用长度为2000mm，省煤器管内径为?60mm的标准件，单根受热面积为2.95m2,在1500mm的空间中布置8排，10列，单组共有80根省煤器，受热面积236 m2, 省煤器共分两组布置，总面积为472 m2。

省煤器中被加热的炉水由一根DN100的管子引入上锅筒。省煤器集箱上设有安全阀座、压力表座、温度计座、再循环管座、排污管座等。

1.3.6 空气预热器

该蒸汽锅炉采用钢管式空气预热器，顺列布置，由484根Φ40×1.5组成，横向节距60mm,纵向节距40mm，，烟气在管内自上而下流动，空气在管外做横向冲刷。，冷空气由20℃被加热到119.21℃变成热空气后由热空气管道进入炉膛，空气预热器的受热面积为116.37m2。设计后的空气预热器顺列布置,由484根Φ40×1.5组成横向节距为60mm, 纵向节距为40mm,高3000mm.

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