58mw强制循环热水链条锅炉设计学士学位论文.doc

第 V 页58MW强制循环热水链条锅炉设计摘要 我国城市集中供热事业得到了快速发展。大容量热水锅炉是城市集中供热的热源，选择大容量热水锅炉的原则应当是不仅保证在锅炉水质达标的情况下能够保证水动力的安全，而且对于水质稍差时也能保证锅炉的安全运行。大型链条炉排热水锅炉的炉型主要有单(双)锅筒水管式热水锅炉、水火管锅壳式热水锅炉和角管式热水锅炉三大系列，尽管这些炉型在运行中也都程度不同地出现过各种问题，但目前仍然是我国集中供热锅炉的主要炉型。本锅炉为强制循环热水锅炉，用于集中供热，热水经过中间换热站换热后向用户供暖。文章概括叙述了本锅炉的设计情况，包括锅炉的热平衡，锅炉本体的热力计算、烟道阻力计算等,并以链条炉的大型化发展作为专题研究。随着集中供热事业的发展，更多的大型链条炉排热水锅炉将被用于集中供热系统的主热源或调峰热源，如何选择大型链条炉排热水锅炉的结构形式和对锅炉容量进行合理配置，对于供热企业的节能安全运行及节能降耗具有着重要的现实意义。关键词: 链条锅炉；集中供热；大型热水锅炉58MW forced circulation hot water chain boiler design Abstract Chinas urban central heating has been the rapid development of the cause. Large-capacity hot water boiler is the heat of urban central heating, Select high-capacity hot water boiler should be not only of the principles of the boiler water quality standards to ensure that the circumstances to ensure the safety of the hydrodynamic, but also for less when the water quality to ensure the safe operation of boilers. Large chain grate furnace hot water boilers are mainly single (double) drum water-tube hot water boiler, shell-and-pan fire and water tube hot water boiler and hot water boiler tube angle three series, although the furnace are in operation to varying degrees, there were various problems, however, China remains the main central heating boiler furnace. This boiler is forced circulation hot water boiler for central heating, hot water heat exchanger through the middle station to the user after the heat exchanger.The article describes a general design of the boiler, including boiler heat balance, heat boiler, the flue resistance calculation and so on, and large-scale furnace chain as a special study of the development. With the development of central heating, more large-scale chain grate boiler will be used for hot water central heating system, the main heat source or heat source peak, how to choose a large chain grate boiler hot water boiler structure and capacity to carry out a reasonable configuration, energy for heating the safe operation of enterprises and saving energy has an important practical significance.Keywords: chain boiler; central heating; large hot water boiler 目录1绪论11.1 课题背景11.2国内外发展现状31.3课题的研究方法及内容62工艺流程简介83锅炉的构造93.1锅筒及其内部装置93.2省煤器93.3锅炉安全附件与仪表93.4锅炉的吹灰及检修103.5锅炉炉墙与构架103.5.1炉墙103.5.2构架114锅炉给水处理124.1水中的杂质和水质指标124.1.1锅炉给水质量标准124.1.2锅炉炉水质量标准124.2锅炉受热面的结垢与腐蚀124.3钠离子交换软化134.4离子交换除碱144.5其他水处理方法144.6水的除氧155锅炉热平衡计算165.1原始参数165.1.1锅炉参数165.1.2燃料参数165.2理论空气量及理论烟气量的计算175.3烟气的温焓表175.4热水锅炉热平衡计算196锅炉部件的热力计算216.1炉膛216.2省煤器236.3附加受热面(水)266.4燃烬室266.5传热部件热力计算结果汇总267项目基本参数288 锅炉烟气通道阻力计算298.1防渣管阻力计算298.2变截面转弯烟道阻力计算308.3省煤器阻力计算318.4 180o转弯阻力计算338.5省煤器阻力计算338.6除尘器阻力计算358.7烟气通道全压降阻力计算358.8引风机阻力计算369锅炉空气通道阻力计算389.1直通管道阻力计算389.2分流合流联箱阻力计算389.3调风门阻力计算399.4炉排下空气压力阻力计算409.5空气通道全压降阻力计算409.6鼓风机阻力计算4110专题部分：工业链条炉高温燃烧脱硫剂与脱硫新技术的研究43101脱硫研究的目的43102工业链条炉脱硫添加剂的研究进展43103钙基添加剂的种类对脱硫效果的影响43104某些碱金属、碱土金属盐等对钙基利用率的影响44105工业废渣和矿物原料在燃烧脱硫中的应用45 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文) 第 49 页1绪论1.1 课题背景我国正处于一个高速发展时期，能源消耗也出现大幅度上升，能源问题已严重制约了我国经济的发展。为保证国民经济持续、快速、健康发展，就必须合理、有效地利用能源，不断地提高能源利用率。锅炉是供热之源。我们把用于动力、发电方面的锅炉，叫做电站锅炉；把用于工业、采暖和生活方面的锅炉，称为供热锅炉，又称工业锅炉。随着经济社会的发展，锅炉设备已广泛应用于现代工业的各个部门，成为发展国民经济的重要热工设备之一。从量大面广的这个角度来看，除了电力行业以外的各行各业中运行着的主要是中小型低压锅炉，全国目前计有50多万台。石油、燃气、煤炭等都是不可再生的能源，需要经过几千万年甚至几亿年才能生成1。另外，受石油价格上涨和全球气候变化的影响，可再生能源开发利用受到国际社会的重视，许多国家提出了明确的发展目标，制定了支持可再生能源发展的法规和政策，使可再生能源技术水平不断提高，产业规模逐渐扩大，成为促进能源多样化和实现可持续发展的重要能源2。 可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能和海洋能等非化石能源，是我国重要的能源资源，在满足能源需求、改善能源结构、建设资源节约型、环境友好型社会等方面发挥重要作用。但可再生能源消费占我国能源消费总量的比重还很低，技术进步缓慢，产业基础薄弱，不能适应可持续发展的需要。例如，我国已经制造出燃油，燃气锅炉，它们都是能效高，污染少的锅炉。我国近几年已经开采出很多沼气田，也产出大量的天然气，但是天然气的价格比较贵，用于集中供热广大居民承受不起，感觉经济压力大，所以没有普及。今年全球的油价和去年相比已经上涨了很多，近期油价又上调，使广大用户难以接受，即使供暖单位也会感觉价格昂贵。随着城市建设和保护环境的需要，尽管燃油，燃气锅炉日益增多 ，但是由于我国是以煤为主要能源消耗的国家，煤炭消费量位居世界之首，占全世界煤炭消耗总量的20%以上，占我国一次性能源消耗总量的75%以上，即使这样会造成城市污染，锅炉燃料还是以煤为主，燃煤锅炉约占803。中国工业锅炉以层状燃烧为主，燃料大多数为煤炭，并且以链条炉排为主导地位，其产量占工业锅炉总台数的52.7、占总容量的59，其次为往复炉排，分别占总台数地21和总容量的17。因为链条炉对于燃料煤的要求相对比较低，不需要磨煤机，筛选等流程。目前城市中常用的供热方式为集中供热、区域锅炉房集中供热、分户供热等三种方式，城市供热应大力发展集中供热;区域锅炉房集中供热的主要发展方向是燃气锅炉；户式供热应在缺少集中热源的情况下采用。 国家应该大力发展热电联产、区域锅炉房供热，合理选择集中供热方式，取代分散、小型工业锅炉供热，提高热电比重4。热电联产具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力供应等综合效益；而且它的优势是：（1）节约能源。链条炉结构简单，蒸发量小，运行参数较低，单位炉膛体积发热量较低，因而它的占地面积小，不必如电站煤粉炉用很大面积布置附属设备，这也是链条锅炉的优点之。（2）减少污染。热电站的供电煤耗一般小于200g/kWh,抽冷机组的热电站稍高，但也在250一230g/kWh，而目前我省供电煤耗约360g/kWh.热电站的供热煤耗一般40kg/GJ，而小型工业锅炉由于其热效率低，供热煤耗大于50kg/GJ。这两项差别是热电站的节能所在。（3）提高供热质量。分散小锅炉由于设备、管理、技术水平等原因，污染物排放量较大，较难达到环保要求，而热电站一般都有完善的除尘系统，对粉尘、SO2, NO,等的排放控制较好，一般能达标。（4）减少备用容量。小锅炉的供热压力和温度均不够稳定，影响用汽企业产品质量，而由热电站供热，能够提供充足、稳定的用汽。用汽企业由于用汽负荷的不稳定以及生产的发展，一般需要较大的锅炉总容量及备用容量，这既使锅炉设备的年利用小时数降低，同时运行炉的负荷也较低。而采用热电站集中供热后，可以调整峰谷负荷，统一备用，提高设备利用小时数一倍以上，大大减少锅炉的装机总容量。（5）提高技术水平，降低劳动强度。热电站的技术水平、控制水平、自动化程度、生产条件等均比分散小锅炉好得多。可大大降低工人的劳动强度，改善劳动条件。虽然热电联产的发展对于城市环境和城市建设有许多好处，但是由于国家的经济条件和国内的形势，热电联产只是一个目标，还没有大面积实施，成为主要供热方式，因此还是采用集中供热来实现刚大用户的采暖问题。 发展热电联产必须要与是否符合产业政策要求，是否符合国家环境保护政策结合起来，对影响环境的主要污染要采取具体的防治措施.热电联产项目建成后将实现集中供热,替代供热区内大量小锅炉，明显的改善环境、提高供热质量、增加电力供应,是清洁生产的体现,可有效的改善城市大气环境质量，提高人民生活的质量5。1.2国内外发展现状 随着我国机械工业的发展，目前我国已有各种燃煤用的工业锅炉和热水锅炉系列产品，促进集中供暖的发展。从70年代开始，多种供暖系统型式的应用和新型散热设备的研制工作，有了较大的发展，太阳能和地热能用于供暖方面，取得了可喜的成绩。但这些技术在国内属于发展阶段，而且受地域影响很大，因此暂时不可能成为我国主要供暖方式6。由于国民经济的迅速发展，节能工作日益受到重视和开放政策的实施，使我国集中供暖事业，无论在供暖规模和供暖技术方面，都有了很大的发展。我国城市供暖方式大体分为城市集中供暖、区域锅炉房供暖、分散锅炉房供暖、火炉采暖等几种，也有部分工业余热和废热用于建筑采暖。近年来，由于城市能源结构的变化，国外供暖公司进军中国市场的影响，出现了燃气采暖和电加热器采暖方式。城市的供暖均以集中供暖为主，但集中供暖率不等。中国在用的链条炉排锅炉有40多万台，每年新炉递增率为7-8%，还有数量不少的链条炉排窑炉。国外也有很多这种炉排。现在的炉排都采用大型化，与以往的链条炉相比，不仅使效率从50%提高到84%，热水流速加快，传热效果好，而且还节约了燃料。但是大型炉排液存在很多问题，例如对有限的面积存在制约，而且炉排的机械传动也相对慢了很多，主要是对水动力平衡要求比较高；原来的小型链条炉，锅筒的结构小，成本低，运转起来会快一些。链条炉适应煤种广泛,运行稳定，操作简单,结构相对简单，工艺要求较低,锅炉运行参数较低,占地面积较小,锅炉效率较低初投资相对较少,后期维护容易附属设备很少,安全措施较易掌握。 链条锅炉燃煤是在链条炉排上燃烧，链条缓慢移动，带动燃烧的燃煤运行，燃煤的燃尽程度与链条运行的速度有很大关系， 因此该型锅炉区别于电站锅炉主要在燃烧方式的选择上。电站锅炉大多数是采用喷燃方式，链条锅炉主要是燃煤在链条上燃烧，所以该型锅炉相对与电站锅炉适应煤种更加广泛。，该型锅炉效率最高可达70左右，效率较低，炉渣含碳量很高，燃烧褐煤较容易燃尽。褐煤发热量一般较低，达不到锅炉蒸发量的要求，所以链条炉还是以烟煤为主7。一般烟煤和褐煤混合燃烧，效果较好8。链条锅炉主要结构分燃烧室和尾部烟道。燃烧室体积较小，热风从链条炉排底部吹入，燃烧室呈拱形，喉部有拉稀管束，主要是为了减小烟气流速，防止飞灰颗粒沾粘管壁。空气预热器和省煤器布置在尾部烟道，一般为一级，也有两级布置的。由于安全系数较小，所以材质可以选择相对便宜，安全性能低一些的材质，工艺要求也可以较电站锅炉适当放宽。工业锅炉的运行参数，一般满足工业加工需要即可，所以设计运行参数较低，一般2030个大气压，300 400 ，相对于电站锅炉的运行参数低很多，这也是链条锅炉能够存在的原因。长期以来中国的工业锅炉制造重“锅”轻“炉”，致使炉的结构、工艺落后，成为影响锅炉整体性能-热效率低，排放污染严重的主要原因之一。在锅的方面，受压件制造由国家技术监督部门监督，从产品设计。制造装备，检测手段及工艺均得到重视，并开发了各种炉型。而在炉的部分，总的情况是： (1) 炉排形式单调，容量不大。 老的链条炉排有链带式，容量为0.5t/h10t/h；鳞片式，容量为6.5t/h35t/h;往复炉排，其中有平推式和斜推式两种容量为110t/h。因为排放问题，抛煤机炉排、振动炉排、翻动炉排及下饲式燃烧设备没有得到应有的发展。 (2) 炉排结构陈旧，质量不高。 由于缺乏炉排试验研究基地，在设计上普遍是互相抄袭，在工艺上缺乏专用设备，炉排片铸造大多从作坊式的小工场外协，他们都手工制造，熔炼设备简单。因此质量问题多，如炉排密封不严，配风不均，侧密封漏风；炉排断裂、走偏等严重影响了燃烧效率。从而使锅炉热效率低。目前工业锅炉热效率普遍在65%-75%，比欧美国家的低10%-15%。 (3) 炉排制造没有专用设备和专业化生产。 炉排是在高温下工作的机械，应由机械专业设计和配以专门工艺设施制造。但中国的锅炉厂大多数既作锅，又作炉。对锅的制造，工艺及工装都较完善；而对炉就不够重视。特别是外协炉排片质量差，几何尺寸公差、材质均达不到标准要求；而对炉排本体的冷作加工粗糙，又无检验设施。 (4) 燃用原煤对炉排性能影响严重。 至今中国工业锅炉燃烧的基本是原煤，只有少数地区有一些动力配煤。原煤的粒度小于3mm 的细末含量大于60%，大于10mm 的仅占15%-25%。在20 世纪60 年代，我国也从国外引进链条炉排锅炉，其炉排制造精良，但燃烧原煤则锅炉达不到出力，运行不正常。为了提高链条炉排锅炉的用媒质量，国家煤炭部联合有关部门制订GB/T18342-2001链条炉排锅炉用煤技术条件。但估计在短期内中国的煤炭供应难以实现标准要求。 (5) 在计划经济时期，由国家组织有关科研部门、大专院校与锅炉厂结合，对炉排的配风、密封结构及燃用原煤等作了一些研究、开发工作。 到了20 世纪后半期，由于国家对节能、环保工作的加强，中国工业锅炉的浪费能源和严重污染环境的状况引起了国内外的普遍重视。在政府的支持下，组织大专院校同工业锅炉厂联合对炉排燃用原煤及配风、密封等作了一些研究。发明了不同的炉膛组合拱型，适应各种原煤的燃烧；开发出大块活心炉排片，解决了小颗粒的漏煤；研制出分层燃烧装置，使煤落在炉排上大颗粒在下面，细末盖在煤层上面；根据不同炉排结构研究出各种配风均匀和密封装置。这些研究成果较好地提高了中国工业锅炉燃烧原煤的燃烧效率，已在工业锅炉产品中普遍推广使用。 (6) 在20 世纪末以来中国链条炉排的发展。 1996年以来，在国家多元化能源政策和严格的环保标准的驱使下，中国工业锅炉产品的结构发生了变化。小容量的燃煤锅炉市场需求减少，代之转向燃气、油锅炉。而为 配合国家大力发展小区和区域的集中供热政策，发展大容量的燃煤热水锅炉和热电联供的大型工业锅炉。目前，29MW、56MW、63MW 链条炉排的热水锅炉以及115MW 的循环流化床热水锅炉及热电联供的蒸汽锅炉都已运行使用。1995 年1998 年及2001 年的五年中，中国生产了工业锅炉616,76 台，254,846t/h。共有11 种燃烧方式，其中8 种是燃煤的，共计501，32 台，223，549t/h，占总产量的81.28%（台），87.72%（t/h）。其中链条炉排锅炉为346，71 台，166，545t/h，占燃煤锅炉的70.29%（台），84.88%（t/h）。在1995 年时，0.5t/h6t/h 的链条炉排锅炉生产了8417 台，273，63t/h，占当年链条炉排锅炉产量的88%（台）及66%（t/h）；而到2001 年，0.5t/h6t/h 的链条炉排锅炉只生产了3776 台，133，25t/h，占当年链条炉排锅炉产量的75%（台）及42%（t/h）。五年来小容量燃煤锅炉减少了13%（台）和24%（t/h）。集中供热，热电联产促进了大容量链条炉排锅炉的发展，大容量链条炉排的形式也有很大发展，如无锡锅炉厂开发了65t/h的鳞片式双炉排；在GEF高效工业锅炉项目（下称“GEF 项目”）的推动下，上海四方锅炉厂引进了丹麦Volund Co.的无后轴鳞片式链条炉排，容量从10t/h40t/h；并采用双炉排，开发了80t/h 热水锅炉。 但我国城市大多数仍是以燃煤锅炉作为主要热源的集中供暖。目前，我国多数集中供暖系统运行缺少足够的计量和控制设备，供暖设备陈旧，跑冒滴漏现不断发生，司炉工基本上看天烧火，造成能耗大，环境污染严重，加重了供、用热单位经济负担，影响了经济效益。加之技术管理人员匮乏，供暖管理水平相对比较落后，尤其在供热体制、热价、热费缴纳制度等方面还不完善，使我国的集中供热和北欧先进国家相比存在着较大的差距9。1.3课题的研究方法及内容本锅炉用于集中供热,热水经过中间换热站换热后向用户供暖。锅炉采用强制循环，水循环安全可靠。炉膛上部设有一锅筒，使锅炉的水容积增大，在突然停电时能起到一定的缓冲作用，自身保护的性能较好。炉膛四周采用全水冷壁结构，炉膛后部采用旗式省煤器结构，隔墙用膜式水冷壁制成。整个水冷系统采用自支撑结构，省去了庞大的钢结构系统。燃烧设备采用横梁式链条炉排。锅炉设有分层燃烧装置，提高了燃烧效率。锅炉采用N型布置，烟气出口在锅炉后墙上方。锅炉前墙顶部设置了一个1200的锅筒，增加了锅炉本体的水容积，当发生突然停电时，通过打开停电保护管上的手动闸阀（用户也可以选用长臂式电磁阀）将锅炉内的水直接通道锅炉下集箱，同时打开锅炉上部各处的放汽阀，此时锅炉内工质处于自然蒸发状态，从而保证了锅炉的安全。锅筒内部有隔板把锅筒分成冷水室及热水室。锅筒下部用273管子与防焦箱相连，侧水冷壁上集箱与锅筒及后上集箱相连，侧水冷壁上集箱与侧水冷壁下集箱之间用14根133管子（每侧）相连，整个水冷系统形成一个整体座在炉排两侧支撑梁上并通过水泥墩将重量传与锅炉基上。为使燃烧充分、着火及时，锅炉设计了前后拱，并在前、后拱处的水冷壁管上覆盖了耐火混凝土，以提高火床温度。后拱以上的水冷壁管为膜式壁结构；前拱以上的水冷壁管及侧墙水冷壁管为光管结构。在炉膛出口处布置了两排凝渣管。对流受热面采用旗式受热面结构，错列布置。烟气下行区内每侧墙布置8根旗杆（133管子），每根旗杆上布置4组管片，每组管片上布置16根管子。烟气上行区内每侧墙布置6根旗杆（133管子），每根旗杆上布置4组管片，每组管片上布置16根管子。两区之间用膜式壁隔开，膜式壁上设有门。在锅炉需经常观看、检修及检测的位置均布置了各种门、孔以方便操作，在布置有门孔附近均设有操作平台。锅炉炉墙外部采用轻型钢架结构。为确保锅炉安全运行，设置了必要的安全阀、监察及检测仪器、仪表等附件。在锅筒上设置了加药、酸洗、取样、紧急补水等管路；在锅炉水系统各回路的最低点均设置了放水排污管路；在水系统各回路的最高点均设置了排气管路，锅炉上方布置一集气罐，将出水所排气体汇集后统一排出。在锅筒与侧水上集箱、侧水下集箱之间均设置了DN80的手动闸阀（用户也可以选用长臂式电磁阀），在锅炉突然停电时将其打开，使各水循环回路与锅筒相通，形成自然循环，保证了锅炉受热面的安全。 锅炉适用于类、类烟煤。锅炉辅机有除尘器、鼓风机、引风机、循环水泵、补给水泵等。同时为了减少受热面集灰，提高锅炉换热效率，应定期对受热面进行吹灰。建议选择燃气高能脉冲吹灰器。吹灰器装设在对流受热面管束区处。吹灰器及其附属设备由用户自理。吹灰器的规格、安装位置由用户根据吹灰器生产厂家的设计或建议进行选择及布置。2工艺流程简介（一）、空气流程 冷空气炉排下部风室（占总风量的90%）炉排炉膛 冷空气二次风管（占总风量的10%）炉膛 （二）、烟气流程 炉排炉膛凝渣管竖井对流换热面竖井对流受热面出口 （三）、水流程图 3锅炉的构造3.1锅筒及其内部装置 本锅炉锅筒内径为1200，锅炉中心标高13.8m,锅炉运转层标高0m，地面标高-5m。锅炉最高点标高17 m, 锅炉宽度（左右柱中心线）8.88 m,锅炉的最大宽度（包括平台）12.28 m,锅炉的最大深度14.52 m。 进入锅筒的汽水混合物，先经挡板受阻，利用蒸汽与水的重度差进行自然分离，然后这一部分代水蒸气经过水下孔板，波形板分离器完成进一步分离，后经管道引出。此外，为了进一步提高汽水品质，锅筒上还安装了加药管和排污管等结构。3.2省煤器本设计采用的省煤器是钢管省煤器，结构紧凑、造价低、能承受汽水冲击、能承受高压、运行可靠。钢管采用的是的无缝钢管。采用水平布置，错列排列，这样可使受热面紧凑（错列是每立方米空间能放下更多的受热面）。管子与锅炉炉膛前后墙平行着放。不管烟气是自下向上还是自上向下流，省煤器中的水总是设计由下向上流，因为这样流能把水在受热时所产生的汽泡停滞而腐蚀或烧坏。水的流速要保证在部分负荷运行时也能达到一定速度以冲走汽泡。水的平均速度大1.0 m/s烟气在省煤器中的流速高，传热较强，可节省受热面，但也增加风机耗电量，同时也增加受热面磨损的速度，因此烟气流速不宜过高或过低 15.所以本设计选取的烟气流速范围2-4 m/s省煤器连接方案为三流程方案。采用这种方案连接，既可以保证水的流速，又可保证烟气的流速达到合理的范围。每一级省煤器的管簇的厚度不宜过大，过大时检修困难。3.3锅炉安全附件与仪表为了保证锅炉的正常运行，锅炉上装有压力表、水位表、安全阀、高低水位警报器、给水自动调节等附件。锅炉的附件及仪表是锅炉安全经济运行不可缺少的一个组成部分。如果锅炉的附件不全，作用不可靠，全部或部分失灵，都会直接影响锅炉的正常运行。所以，必须保证锅炉的附件及仪表准确，灵敏，可靠。本锅炉锅筒上装有2个PN10、DN50的安全阀，两只压力表，还装有用于水位表自动控制的电感应水位表，点接点等控制接口，锅筒两端各有一只高读水位表，以及连续排污、加药阀等。在对流管束和省煤器入口集箱上均按长有一套DN50的排污阀。另外，在热水段省煤器入口集箱上均按长有一套DN50的定期排污阀，在出口集箱上装有两个PN10、DN80的安全阀。同时装有压力温度计等常规装置。3.4锅炉的吹灰及检修 锅炉长期运行后，各受热面外壁常积有烟灰，若不及时清除，会使烟气流动阻力增大，并影响传热效果，使燃料消耗量增多，锅炉出力降低。通常利用吹灰器清除烟灰。 工业锅炉中应用的吹灰装置有移动式吹灰器，即吹灰时插入炉内，吹过灰后从炉内抽出；以及固定式吹灰器，即将其固定安装在受热面中。才用的吹灰介质可以是蒸汽，也可以式压缩空气。 本设计中在对流管束之间，对流管束与省煤器之间，以及省煤器之间设有吹灰器口，每级受热面间均设有人孔以便检修。3.5锅炉炉墙与构架3.5.1炉墙 炉墙是构成锅炉燃烧室和烟道的外壁，阻止热量向外散失，起着保温和密封的作用，并使烟气按指定的方向流动。为了使炉墙能发挥其应有的作用，它须满足如下要求：应有良好的绝热性、耐热性、严密性、抗腐蚀性和防振性，并有足够的机械强度和承受温度急剧变化的能力，还应有重量轻、便于施工和价格低的特点。 砌筑炉墙的常用材料有：耐火粘土砖、硅藻土砖、普通红砖、其他材料如耐火土、铬铁矿砂等调制成的各种耐火涂料以及珍珠岩等保温材料。 炉墙按构造不同分为重型炉墙、轻型炉墙、敷管炉墙三种。 为了提高锅炉的效率，减少炉墙漏风，降低锅炉的散热损失，本锅炉采用轻型护板炉墙。由14井槽钢组成框架，两面贴钢板中间添加硅酸钙板，护板炉墙总厚度为=146（148）mm。 锅筒的保温层厚度为100120 mm左右，所有引出、下降管以及管道和集箱等的保温层厚度均为80 mm，其所用材料为硅酸钙保温涂料而密封装置中所用保温材料为岩面。3.5.2构架工业锅炉中，用来支撑锅筒、联箱、受热面管子、平台及扶梯地钢结构称为锅炉钢架。锅炉钢架不仅承受锅炉本体的荷载，同时使锅炉本体各部件固定并维持他们的相对位置，抵御外界加给锅炉的其他负荷。因此，锅炉钢架应满足强度、刚度、稳定性条件的要求，并应具有自由膨胀的可能性。 工业锅炉多采用框架式钢架。它一般为梁与柱刚性连接的空间构架。本设计中在0米标高运转层上为钢结构构架，以锅炉入口烟气方向为锅炉前方，在前后、左右方向设置六根柱子。柱与柱间用横粱相连接组成闭合框架结构，中间柱与前后柱之间分别有斜拉条相连接组成抗震结构，对流管束通过撑架支撑在护板上，省煤器蛇行管束通过空心梁吊挂与横粱之上，自由向下膨胀。4锅炉给水处理自然界中的各种水源都含有一些杂质，不能直接用于锅炉给水，必须经过处理符合水质标准后才能供锅炉使用，否则会影响锅炉的安全、经济运行。因此，锅炉房必须设置合适的水处理设备。4.1水中的杂质和水质指标4.1.1锅炉给水质量标准表4.1 锅炉给水质量标准表名称单位数值硬度umol/L2.0溶氧ug/L15铁ug/L50铜ug/L10油ug/L1.0PH(25)8.89.24.1.2锅炉炉水质量标准表4.2 锅炉炉水质量标准表名称单位数值磷酸根mg/L515PH(25)9.011.04.2锅炉受热面的结垢与腐蚀天然水中的悬浮物和胶体物质在水厂里通过混凝和过滤处理后大部分被清除。但水中的一部分溶解盐类（钙、镁盐类）在锅炉运行时就会析出或浓缩沉淀出来。沉淀物的一部分比较松散，称为水渣；而另一部分附着在受热面内壁，形成坚硬而致密的水垢。1.水垢的危害：（1） 影响传热。水垢的导热系数为钢的导热系数的150130，锅内结垢锅炉的传热能力下降，使锅炉的排烟温度升高，耗煤量增加，效率降低。根据试验，锅筒内壁附着1 mm厚的水垢，就要多耗煤2%3%。(2)引起爆管事故。水垢的导热性能差，受热面的壁温大为增高，金属的机械强度下降，导致管壁起包或出现裂缝，甚至爆裂。(3)破坏水循环。锅炉水管结垢后，管内流通截面积减小，流动阻力增加，严重时会将水管完全堵塞，破坏水循环，最终使管子烧坏。(4)水垢清理困难。水垢的附着力很强，清理困难，需要耗费大量的人力和物力；还会使受热面受到损伤，缩短锅炉的使用寿命。2.锅炉的腐蚀水中含有的溶解氧和二氧化碳会对锅炉的给水管路、受热面产生化学腐蚀。这两种腐蚀均为局部腐蚀，即在金属表在产生溃伤性或点状腐蚀，严重时使管壁穿孔，造成事故。4.3钠离子交换软化离子交换软化 是利用不产生硬度的阳离子（如Na+、H+）将水中的Ca2+、Mg2+置换出来，达到软化的目的。离子交换器运行 通常分四个步骤。1.软化 方法:原水由上部进入交换器内分配漏斗，自上而下均匀地流过交换剂层，软水由底部集水装置汇集，送往软化水箱。要求:当出水硬度超过规定的允许值时，应立即停止软化。2.反洗 目的:是松动软化时被压实了的交换剂层，为还原液与交换剂充分接触创造条件，同时带走交换剂表层的污物和杂质。 方法:使具有一定压力的反洗水自下而上流过交换剂层，从顶部排出。 要求:反洗强度以不冲走完好的交换剂颗粒为宜，一般为15 m/h，反洗时间一般为1015 min3.再生 目的:使失效的交换剂恢复交换能力。 方法:盐液由顶部多个辐射型喷嘴喷出，流过失效的交换剂，废盐液经底部集水装置汇集。 要求:再生流速一般为48 m/h。4.正洗 目的:是清除交换剂中残余的再生剂和再生产物。 方法:自来水从上部进入，从下部排出。 要求:正洗水耗通常为36m3/m3树脂，正洗速度为68 m/h，正洗时间为3040 min。 正洗结束后，又可开始软化。4.4离子交换除碱1.氢钠离子交换原理及系统将离子交换剂用酸（HCl或H2SO4）溶液去还原，则变成氢离子交换剂（HR），原水流经氢离子交换剂后，水同样可以得到软化2.铵-钠离子交换原理铵-钠离子交换与氢-钠离子交换工作原理相同，只是用氯化铵为还原液，使之成为铵离子交换剂NH4R4.5其他水处理方法1.锅内水处理对于一些小容量的锅炉，对锅炉给水的水质标准要求较低，常采用锅内水处理的方法。锅内水处理就是向锅炉（或给水箱）内投加药剂，使水中结垢物质生成松散的水渣，通过排污排出，达到防止结垢和减轻腐蚀的目的。常用的有磷酸三钠、纯碱（碳酸钠）和火碱（氢氧化钠），其中以纯碱使用得最普遍。2.物理水处理物理水处理就是不用加药产生化学反应，而是采用物理方法来达到消除水中硬度或改变水中硬度盐类的结垢性质。常用的物理水处理有磁化法和高频水性改变法。3.电渗析水处理电渗析是一种电化学除盐方法。在直流电场的作用下，利用阴、阳离子膜对水中杂质的阴、阳离子的选择透过性，将水中的阴阳离子和水分离，汇集一起排掉，达到除盐的目的。4.6水的除氧水中溶解氧、对锅炉金壁面会产生化学腐蚀，因此必须采取除气（氧气）措施。除氧原理如下： 1、从气体溶解定律可知，气体在水中的溶解度与该气体在气水界面上的分压力成正比，与水温成反比。在敞开的设备中将水加热，水温升高，气水界面上的水蒸汽分压增大，其他气体的分压降低。 2、当水达到沸点时，水界面上的水蒸气分压力增大，其他气体的分压力趋于零，水中溶解气体的含量也趋于零。要使水温达到沸点，可采用加热法（热力除氧）或抽真空的方法（真空除氧）。 3、还可使界面上的空间充满不含氧的气体使界面上的氧气分压力降低（解吸除氧）。 4、采用水中加药来消除溶解氧的方法（化学除氧）。4.7锅炉的排污为了控制锅炉锅水的水质符合规定标准，常采用锅炉排污的方法，即经常放掉一分锅水，同时补入等量的给水，来降低锅水的含盐量。锅炉的排污有定期排污和连续排污。1.定期排污定期排污主要是排除沉积在底部的水渣和沉淀物，同时也排除盐分，所以定期排污管开设在锅筒、水冷壁各下集箱的最低处，也称底部排污。2.连续排污连续排污是排除锅水中的盐分杂质，由于上锅筒蒸发面附近的盐分浓度较高，所以连续排污管设在上锅筒低水位下面，也称表面排污。锅炉的连续排污量大小，和给水的品质有关。给水的碱度及含盐量越大，锅炉的排污量愈多。排污量的计算，可按含碱量和含盐量分别计算，取大值。本设计排污率应取2%。5锅炉热平衡计算5.1原始参数5.1.1锅炉参数 表5.1 锅炉基本参数表序号名称符号单位计算公式或数值来源数值1额定供热量QgrMW设计取定582锅炉循环水量Dt/h计算公式820.1873给水温度Tgs设计取定904给水压力(绝对压力)PgsN/cm2设计取定195出口水温度t查表1506出口水压力(绝对压力)pN/cm2设计取定177冷空气温度tlk设计取定308排污率设计取定25.1.2燃料参数表5.2 燃料参数数据表序号名称符号单位计算公式或数值来源数值1碳Cy设计燃料数据46.552氢Hy设计燃料数据3.063氧Oy设计燃料数据6.114氮Ny设计燃料数据0.865硫Sy设计燃料数据1.946水份Wy设计燃料数据97灰份Ay设计燃料数据32.48