生物质成型燃料链条蒸汽锅炉受热面的设计与试验研究

发布时间：2017-07-30 15:26

  本文关键词：生物质成型燃料链条蒸汽锅炉受热面的设计与试验研究

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【摘要】：随着能源形势日益严峻,生物质能作为一种清洁、低碳的可再生能源,其高效利用受到人们的广泛关注。本论文是在河南省科技创新杰出人才计划(144200510015)和郑州市科技创新团队(131PCXTD588)项目“生物质成型燃料链条锅炉的设计与研究”资助下完成的,主要研究工作如下:1.通过对生物质锅炉受热面设计方法的研究,进行1t/h生物质成型燃料链条蒸汽锅炉受热面设计,辐射受热面由垂直水冷壁管和八字曲管相间排列组成,在炉膛左右两侧对称布置,曲管上部铺设八字墙与拱顶相连;对流受热面为八字烟道内的对流管束和锅筒内的螺纹烟管,烟气流速合理时能保证较高的传热效率;尾部受热面为省煤器,作为水的预热设备,布置在锅炉的尾部烟道,同时吸收烟气的对流换热。采用校核计算的方法进行锅炉各受热面的热力计算,结果为辐射受热面出口烟温858℃,传热量6718.9 k J/kg,八字烟道对流管束出口烟温626℃,传热量1910.1 k J/kg,螺纹烟管出口烟温225℃,传热量3474.1 k J/kg,省煤器出口烟温126℃,传热量825.3 k J/kg。2.通过锅炉受热面性能试验,测量各受热面进出口烟温,与设计值偏差均低于2.5%,换热效率均达到92.6%,螺纹烟管传热效能最优,达到70.9%;随着烟气流动,?效率逐渐提高,至省煤器处达60.8%;通过测量水冷壁管组沿宽度和高度方向的辐射热流密度的变化,发现沿水冷壁管组宽度1.5~1.8m、高度0.2~0.3m区间,辐射热流密度最高;通过改变供风量,研究各受热面传热系数的变化,在炉膛出口空气过量系数为1.4~1.6时,传热效果最佳。3.在额定工况下,分别燃用三种不同燃料进行锅炉正反平衡试验及环保指标测试,正平衡效率均在81.9%以上,反平衡效率均在82.8%以上,排烟中CO、NOx、SO2、烟尘含量分别低于395×10-6、147×10-6、52×10-6、28.9 mg/m3,符合国家工业锅炉大气污染物排放标准要求;通过锅炉正反平衡?效率分析,研究锅炉内部能量转换实际情况及热能利用的完善程度,绘制?流图,分析?的利用和损失情况。4.锅炉运行45d后检查发现水冷壁管壁上附着有不用程度的沉积物,表面有不规则的突起,沉积物下有少量腐蚀坑点。通过沉积腐蚀机理研究,提出了合理吹灰、烟气再循环法、管壁喷涂、燃料预处理等措施,以减轻生物质成型燃料锅炉受热面的沉积腐蚀现象。
【关键词】：生物质成型燃料 链条蒸汽锅炉 受热面 热性能试验 沉积腐蚀
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK229
【目录】：

• 致谢4-8
• 摘要8-9
• 1.绪论9-14
• 1.1 生物质能源利用现状9-11
• 1.1.1 世界生物质能源利用现状9
• 1.1.2 我国生物质能源利用现状9-11
• 1.2 生物质成型燃料及燃烧设备研究与开发现状11-13
• 1.2.1 国外研究与开发现状11-12
• 1.2.2 国内研究与开发现状12-13
• 1.3 本文的研究背景及意义13
• 1.4 本文的主要研究内容13-14
• 2.生物质锅炉受热面的设计方法14-25
• 2.1 生物质成型燃料特性14-16
• 2.1.1 生物质成型燃料成分分析14-15
• 2.1.2 燃料性质对锅炉受热面布置的影响15-16
• 2.2 辐射受热面的设计方法16-21
• 2.2.1 水冷壁管的设计原则16
• 2.2.2 水冷壁的结构形式16-17
• 2.2.3 水冷壁辐射特性17-18
• 2.2.4 辐射受热面积的计算方法18
• 2.2.5 生物质锅炉辐射受热面的换热18-21
• 2.3 对流受热面的设计方法21-23
• 2.3.1 对流受热面结构初步设计21-23
• 2.3.2 对流受热面的换热计算方法23
• 2.4 尾部受热面的设计方法23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 3.1t/h生物质成型燃料链条蒸汽锅炉受热面设计25-35
• 3.1 锅炉结构设计25-26
• 3.2 锅炉设计参数26
• 3.2.1 燃料参数26
• 3.2.2 主要参数26
• 3.2.3 理论空气量与理论烟气量26
• 3.3 烟气特性表与焓温表26-27
• 3.4 锅炉的热平衡27-28
• 3.5 受热面结构设计与热力计算28-34
• 3.5.1 辐射受热面结构设计及热力计算28-31
• 3.5.2 八字烟道对流管束的热力计算31-32
• 3.5.3 螺纹烟管的结构设计及热力计算32-33
• 3.5.4 省煤器的结构设计及热力计算33-34
• 3.5.5 受热面热力计算汇总34
• 3.6 本章小结34-35
• 4.受热面及锅炉整体性能试验35-46
• 4.1 锅炉受热面性能试验35-36
• 4.2 水冷壁辐射热流密度变化特性试验36-38
• 4.3 过量空气系数对传热系数的影响38-39
• 4.4 锅炉正反平衡试验39-41
• 4.5 锅炉正反平衡?效率分析41-44
• 4.5.1 锅炉正平衡?效率42
• 4.5.2 锅炉反平衡?效率42-43
• 4.5.3 正反平衡?效率计算结果43-44
• 4.5.4 结果分析44
• 4.6 本章小结44-46
• 5.受热面的沉积、腐蚀形成机理及锅炉改进措施46-52
• 5.1 受热面的沉积46-50
• 5.1.1 受热面沉积机理分析46-47
• 5.1.2 影响受热面沉积的因素47
• 5.1.3 沉积的危害47-48
• 5.1.4 减轻沉积的方法措施48-50
• 5.2 受热面的腐蚀50-51
• 5.2.1 腐蚀过程及机理50-51
• 5.2.2 减轻受热面腐蚀的方法51
• 5.3 本章小结51-52
• 6.结论与展望52-54
• 6.1 结论52-53
• 6.2 展望53-54
• 参考文献54-57
• ABSTRACT57-58

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