熱能與動力工程畢業論文開題報告

熱能與動力工程畢業論文開題報告

　　開題報告是由選題者把自己所選的課題的概況向有關專家、學者、科技人員進行陳述，然后由他們對科研課題進行評議，下面是小編搜集整理的熱能與動力工程畢業論文開題報告，供大家閱讀參考。

　　設計題目： 240T/H循環流化床鍋爐設計(義馬煙煤)

　　一、 流化床鍋爐簡介及現狀

　　流化床爐工作時，床層上的固體燃料處于上、下翻騰的狀態(即流化狀態)，也稱沸騰爐。爐子底部有一多孔布風板，是由多孔板與每個孔連接的風帽構成的不漏煤結構，孔板上保持一床料層。部分空氣由孔板下方的風室通過布風板高速穿過床料層，使床層的燃料均勻流化。另一部分空氣由床層上方送去爐內，使燃料顆粒在爐膛空間進一步燃燒。進入流化床的燃料顆粒不宜過大，最大顆徑不超過15～20mm，否則所需流化風速過高，會將大量顆粒從床層揚起并帶出爐膛。為提高燃料的燃燒率和減輕鍋爐的對流受熱面的磨損，在爐膛出口設有氣固兩相分離器，未燃盡的較粗固體顆粒被分離并收集起來，通過回料裝置送回爐膛繼續燃燒。

　　流化床鍋爐發展20年來，已經進入火力發電廠的門檻。在我國135MW以下容量的火電機組中有一定數量得循環流化床鍋爐，也有300MW容量等級的實驗循環流化床鍋爐再建。循環流化床鍋爐脫硫裝置簡單，低溫燃燒產生的有害NO和NO2氣體較少，但會產生另一種有害氣體，即消耗大氣同溫層臭氧的溫室氣體N2O。循環流化床鍋爐仍然存在諸多阻礙其在發電廠中發展的問題。首先是運行安全可靠性較低，尤其是爐內粗顆粒與高氣流速度相結合帶來的相關部件的磨損相當嚴重，爐內排渣順暢性和冷砸器運行可靠差。其次是運行經濟性較差，主要表現在鍋爐效率較低和廠用電率較高。再次，鍋爐調節性能也不盡如意。

　　二、 采取的主要技術路線或方法

　　通過一周的搜集及整理資料，我對循環流化床鍋爐的設計與計算有了更深入全面的認識后，現初步擬定設計及計算步驟如下：

　　1.燃燒脫硫的計算

　　1)首先進行煤質分析：根據任務書所給設計煤種的各項數據進行煤質的分析校核，判別出煤種，并將收到基低位發熱量的計算值與測量值進行比較，看煤質分析是否合理;

　　2)對無脫硫工況時的燃燒過程進行分析，計算出理論空氣量，三原子氣體體積及理論氮氣、水蒸氣體積，并在此基礎上得出該工況下的煙氣總體積，并制作出燃燒產物的平均特性表與焓溫表，便于后面對受熱面的設計計算;

　　3)進行脫硫工況物質平衡與熱平衡分析，確定出脫硫效率與鈣硫比的大小，并根據燃燒和脫硫的化學反應式計算出脫硫過程中的可支配熱量、所需的理論空氣量以及產生的煙氣體積，與無脫硫工況下的計算值進行比較，然后利用灰平衡及灰循環倍率的計算進一步分析出循環倍率與飛灰份額、分離器效率的關系。

　　2.結構及其傳熱系數的設計

　　1)爐膛內受熱面積的計算：爐膛的受熱面主要包括膜式水冷壁、汽冷屏，根據二者工作條件的不同，適當選取管材及管子規格，初步布置出所需受熱面的大小，并在此基礎選取合適的參數計算，分別計算出水冷壁和汽冷屏的傳熱系數。待熱力計算完成后，再進行校核。

　　2)尾部受熱面的結構布置：根據工質進出口溫度查焓溫表，得出焓值變化，利用工質側或煙氣側熱平衡計算方法預先計算若平衡傳熱量，并根據傳熱量及尾部煙道的大小合理地布置受熱面的，選擇恰當的管束布置方式。

　　3)汽冷旋風分離器的結構設計：根據煙氣速度的推薦值確定分離器各進出口煙道、筒體、導渦管及豎管的尺寸大小、

　　4)爐膛風室壓力的計算：首先可根據床料高度及其堆積密度確定爐膛配風裝置上的壓力，然后由一、二次風比布置風帽的結構尺寸及數量，求出爐膛配風裝置上的阻力，二者之和即為所求爐膛風室壓力。

　　3.熱力計算

　　1)燃料和脫硫劑消耗量的計算：首先確定鍋爐機組的各項熱損失，在熱平衡的基礎上計算鍋爐的熱效率、額定符合下所需要的燃料和脫硫劑的消耗量。

　　2)爐膛熱力計算：根據爐膛燃燒產物熱平衡方程式和傳熱方程式確定鍋爐受熱面內工質的吸熱量以及單位燃料向工質和循環灰傳遞的熱量。

　　3)受熱面的熱力計算：該部分包括對流過熱器、省煤器以及空氣預熱器三部分，在設計過程中需查閱相關資料(如蒸汽特性表，煙氣側和蒸汽側放熱系數曲線圖等)，選擇適當的參數通過綜合計算確定出各受熱面總的傳熱系數K以及對流輻射的吸熱量，確定計算誤差范圍在2%以內，如不能滿足，重新不止受熱面進行計算。

　　4.校核

　　看鍋爐本體的結構設計是否合理，風機的選用是否恰當，并進行熱力計算數據的修正以及排煙溫度、熱空氣溫度、熱平衡計算誤差的校核，校核后匯總熱力計算結果。

　　5.繪制圖紙

　　包括鍋爐本題結構圖，工質流程系統圖，旋風分離器結構圖，采用CAD制圖。

　　三、提交的成果

　　1.畢業設計說明書一份。

　　2. CAD圖紙一套。

　　3.刻錄光盤一張。

　　四、時間安排

　　1. 1～2周，收集資料，寫開題報告;

　　2. 5～9周，熱力計算;

　　3. 10～11周，繪圖;

　　4. 12～13周，編寫設計說明書;

　　5. 14周，打印說明書及圖紙，制作幻燈片，答辯。

　　五、循環流化床鍋爐未來發展方向

　　能源綜合利用是循環流化床鍋爐今后發展的另一個重要方向,能源綜合利用包含有三方面內容:其一是以CFB鍋爐為平臺對一些低級能源資源綜合優化利用。目前在這方面做的 比較好已開發出針對于燃燒石油焦、污泥、生物質、垃圾廢棄物等各種類型CFB鍋爐并取得了成功經驗;其二是循環流化床鍋爐與其它能源或原材料加工系統整合從事能源高效利用,這是循環流化床鍋爐技術今后應重點發展的一個方向。目前以循環流化床鍋爐技術為基礎的IGCC系統、PCFBC系統均已開發成功并已產業化，今后應朝著大型化和優化運行方向發展; 其三是CFB鍋爐燃燒后產生的灰渣綜合利用。 這是CFB鍋爐今后發展中尚待解決的一個難點問題。循環流化床鍋爐運行中由于采用了爐內添加石灰石脫硫技術，這樣不但增加了它的灰渣數量而且也使它的灰渣與普通煤粉爐產生的灰渣在形態、粒度、化學性質等有很多不同之處，以至于很難用常規的灰渣利用方式對其進行處理。開發研究適合CFB鍋爐脫硫灰渣的處理方式和利用途徑已成為目前國內外關于循環流化床鍋爐未來發展的一個研究熱點。 鑒于鍋爐產生的灰渣數量巨大，人們希望能夠尋找某種在燃燒時就改變灰渣性質的工藝,以便從源頭上杜絕灰渣的產生。

　　六、參考文獻

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