锅炉毕业设计开题报告详解

题目名称

25MW循环流化床锅炉设计

学生姓名

白雪

专业班级

热能10-2

学号

1016102100

一、选题的目的和意义：

循环流化床(CFB)燃烧技术是一项近20年来发展起来的清洁煤燃烧技术。无论是锅炉本身的大型化还是各种配套的技术和设备都能适应用户的各种不同要求，而且对环保的要求也加快了循环流化床锅炉的迅速发展。循环流化床锅炉除了具有燃料适应性广、负荷调节性能好、燃烧效率高(接近或达到煤粉炉效率)等特点外，还具有优良的环保性能。因其高效、低污染、清洁燃烧等特征，决定了它的发展空间非常巨大。特别是燃料颗粒的高温分离后多次循环促使炉内湍流运动强烈，燃尽条件优越。一直以来，流化床锅炉炉内传热传质问题非常复杂，数学模型均需要进行必要的简化和假设，然后根据锅炉内燃料的燃烧特点以及各个受热面的物理特征和传热特性，根据经验进行设计，本课题就是从这个角度出发通过25MW锅炉的方案设计探索研究循环流化床锅炉炉膛设计的规律和计算方法，使循环流化床锅炉达到设计准确，运行可靠。

通过本次课程设计能够强化创新意识和工程意识，是进行工程基本训练和提高工程实践能力的重要培养阶段；是对我们进行综合素质教育，培养严肃认真的科学态度、优良的思维品质和严谨求实的工作作风的重要途径。通过对循环流换床锅炉的设计过程，培养了我们树立正确的设计思想和拿捏现代设计方法，使我们能够综合运用多学科的理论、知识与技能，解决具有一定复杂程度的工程实际问题，并培养了勇于实践、勇于探索和开拓创新的精神。

同时，通过对循环流化床锅炉的深入了解，也希望能够发现解决其各种运行问题的额方法。

二、国内外研究现状简述：

1、 国外循环流化床锅炉的先进性主要有以下几点：

（1）基础工作扎实。国外对循环流化床锅炉的基础理论研究深入，设计方法科学先进。在循环流化床锅炉的设计中，利用相应的计算软件并进行冷态、热态实验，对燃料进行试烧等。另外，国外是在较低容量级的循环流化床锅炉上进行1－2年的性能测试，在掌握全部的特性曲线、建立相应的数学模型后，才向大型化发展的，这样就保证了较大容量循环流化床锅炉的安全、文明，经济运行。

（2）锅炉岛的可用率较高。国外循环流化床锅炉岛的可用率已达90％左右。由于国外循环流化床锅炉设计制造技术先进合理，安装质量保证，有专用的循环流化床锅炉配套设备，辅机、给煤系统等的可靠性高，因此锅炉岛的连续运行时间达半年左右甚至更长。

（3）锅炉的燃烧效率较高。国外循环流化床锅炉的燃烧效率均在97％以上，较高的可达98％－99％。飞灰含碳量可达1－3％。

（4）锅炉的负荷可调节性好，自控水平高。国外控制系统的设备过关，在较大容量的循环流化床上均实现了闭环自动控制，参数调整及时迅速，运行操作简便。

（5）大型化步伐快。国外150MW等级的循环流化床锅炉已经投运，250MW的循环流化床锅炉已经开始设计。预计到2000年，会出现300－400MW等级的循环流化床锅炉。

循环流化床锅炉的发展，在我国具有特殊意义。我国的电力供应及工业、民用供热所需燃料绝大部分来自煤炭。中国地域辽阔，煤种繁多，为消耗地方劣质煤炭，为以较小的代价获取较低的污染排放，急需循环流化床燃烧技术。循环流化床锅炉在我国的应用及发展，具有综合的社会效益。

2、国产循环流化床锅炉

国产循环流化床锅炉受到了用户的普遍欢迎，经过一段时间的运行实践，该类锅炉（尤其是75吨／时等级）暴露出一些问题，运行状况普遍不佳，表现如下：

1、锅炉连续运行时间较短，启停炉次数较多，75T／H炉最长连续运行时间为2000小时左右（包括压火热备用时间），一般连续运行时间只有550小时左右。

2、初期运行的循环流化床锅炉，除个别燃用褐煤的炉子外，普遍反应负荷带不上去，或很难稳定在满负荷状态。

3、普遍返应对高灰份，高挥发份煤，负荷易带，燃烧效率高，对低灰份，低挥发份煤则出力不足，燃烧不易稳定。

4、磨损问题。在锅炉燃烧室下部，分离器附近，尾部受热面磨损较快。

5、热工控制系统不完备，仪表配置不合理，测点不足，司炉盲目操作。

6、环保问题，由于电气除尘器故障多，维修工作量大，许多电厂的电气除尘器投入率较低，且投入后的除尘效果未达设计值，致使烟囱冒黑烟，个别电厂燃用的是高硫煤，但没有根据循环流化床锅炉的特点，采取炉内掺烧石灰石粉的脱硫措施。

7、炉体密封问题，许多循环流化床锅炉炉体密封较差。运行时漏灰严重，锅炉房环境严劣。

8、除灰渣系统不通畅。炉底排渣均未设置冷渣器，直接排红渣，不仅热损失大，而且劳动条件不能保证。

9、某些电厂的来煤品种变动过于频繁，含水量又较大，使锅炉燃烧状况不易稳定，司炉操作困难。

造成以上现象的原因是多方面的，可以说在锅炉设计、制造、锅炉安装施工、运行操作、运行管理、辅助系统及辅机，工程设计等各方面都存在问题。

研究人员及锅炉制造厂对循环流化床锅炉的研究和设计所进行的必要的实验工作不够系统，对炉内全部工作特性认识不足，设计经验不够。在循环流化床锅炉的设计中，应先做冷态和热态实验，对煤进行试烧，在掌握流场、热平衡等的基础数据后，再进行整个锅炉岛的设计。而国内循环流化床锅炉的设计还没有做到这一点，所做的设计带有一定的盲目性。

3、毕业设计（论文）所采用的研究方法和手段：

本课题是循环流化床锅炉的设计，而且设计过程中工作量最大的是热力计算，所以思路方法如下：

1、搜集循环流化床的中文及外文文献，对循环流化床锅炉目前现状和设计容易存在的问题进行分析和整理。

2、在热力计算中需要大量数据计算，有必要时利用Excel进行综合数据列表分析并计算。

3、根据任务书要求将热力计算完成后画出锅炉总体的结构图。

4、计算烟风道阻力，完成计算后进行校核检查。

5、在进行设计时，根据设计任务采用设计热力计算。在对锅炉各个部件进行计算时，可根据指定的烟气温度及受热工质的温度确定各部件的吸热量，然后计算温差及传热系数，并由传热方程求出受热面的数值。整台锅炉热力计算完成后，可根据以求得的排烟温度之值，去校正排烟热损失、锅炉效率和燃料消耗量，然后再根据热空气温度的计算值和在炉膛传热计算中已确定的炉膛出口处的烟气温度，去校正炉膛辐射受热面的吸热量。

四、主要参考文献与资料获得情况：

[1]何心良,我国工业锅炉使用现状与节能减排对策探讨（上海工业锅炉研 究所，上海 200126）

[2]樊泉桂，阎维平、锅炉原理、北京：中国电力出版社、2004

[3]林宗虎，徐通模、实用锅炉手册、北京：化学工业出版社、1999

[4]童有武，张孝勇、锅炉安装调试运行维护实用手册、北京：地震出版社、1999

[5]朱全利、锅炉设备及系统、北京：中国电力出版社、2006

[6]刘弘睿、工业锅炉技术标准规范应用大全、北京：中国建筑工业出版社、2000

[7]冯俊凯，沈幼庭、锅炉原理及计算、第3版、北京：科学出版社、2003

[8]赵钦新,我国工业锅炉未来发展分析【J】.工业锅炉，2007（1）1-9

[9]MA Su-xia,LI Hong-ge,Static Behaviors and Optimization Operation Techniques For Circulating Fluidized Bed Boiler, Department of Thermal Engineering Taiyuan University of Technology, Taiyuan, Shanxi, 030024, China

[10]Wang Yu-ming Chongqing Energy Conservation Technology Service Center, Chongqing 400020,China

[11]岑可法，倪明江，等. 循环流化床锅炉理论设计与运行【M】. 北京：中国电力出版社，1997.

[12]王智微,循环流化床锅炉循环物料平衡的研究 （国家电力公司热工研究院， 陕西 西安 710032）

[13]刘德昌，陈汉平. 锅炉改造技术【M】.北京：中国电力出版社，2000.

五、毕业设计（论文）进度安排（按周说明）：

1～2周： 熟悉课题，进行毕业实习

3～4周： 查阅文献，写文献综述，完成英文翻译

5～6周： 确定课题的设计方案

7～8周： 进行方案的可行性论证

9～11周：方案设计、计算以及对设计结果的分析

12～13周：熟悉CAD软件的应用，应用CAD软件绘制设计图纸

14周～15周：撰写毕业论文

16周：修改论文，准备答辩。

六、指导教师审批意见（对选题的可行性、研究方法、进度安排作出评价，对是否开题作出决定）：

指导教师： （签名）

年 月 日