300MW电站锅炉省煤器设计+CAD图纸(2)
4 炉膛设计及热力计算 17
4.1 炉膛结构设计 17
4.2 炉膛热力计算 20
4.3 本章小结 21
5 省煤器结构及热力计算 22
5.1 省煤器的设计 22
5.1.1 省煤器对流受热面计算方法 22
5.1.2 省煤器对流受热面计算步骤 22
5.2 本章小结 24
6 结论 26
致谢 27
参考文献 28
1 绪论
1.1 电站锅炉的发展概况
目前，国内一些电厂锅炉排烟温度偏高，造成锅炉运行效率降低，机组标准煤耗增加；此外，电厂若上脱硫系统，亦需要较大幅度降低排烟温度。在锅炉空气预热器出口至除尘器入口前的两侧烟道上加装低温省煤器，利用锅炉排烟余热加热凝结水，进而提高机组效率，是实现节能减排的重要途径之一。
热力发电厂中，将煤、石油、天然气等燃料燃烧或其他热源释放出来的热量，通过金属受热面传递给净化的水，将其加热到一定压力和温度的水货蒸汽的换热设备称为锅炉[1]。锅炉包括锅和炉两大部分，锅是指热烟气加热金属受热面的那部分受压容器，炉则是燃烧燃料的场所。通常把燃料燃烧、放热、排渣、出灰等称为炉内过程，而把受热面内工质水的流动、传热、汽化、过热及热化学等统称为锅内过程[2]。由于燃料燃烧未被充分利用所造成的火力发电厂排烟温度过高，会带来能量的损失，这一直是一个困扰性难题。在火力发电厂中，影响锅炉效率的各项损失中，锅炉的排烟热损失占比最大。对大中型锅炉，约为(4~8%)，影响排烟损失的因素为排烟温度和烟气容积。排烟温度过高，造成了火力发电厂煤耗增加，资料表明，一台400t/h超高压锅炉排烟温度每上升15~20℃，排烟损失将增加1%，标准煤耗上升3~4g/(KW•h)。以上调研结果表明，应当有效地降低排烟温度，以节约电站锅炉的煤耗，响应节能减排的国家政策。电站锅炉排烟是一个潜力很大的余热源，应该充分地将其利用起来，以减少损失，节约能源。
近年来煤炭市场发生变化，电力市场发生变化，煤炭的供需矛盾突出，电价成本上涨，环境保护要求日益提高，对锅炉机组的安全性、经济性和污染控制要求也逐步提高。但是，现行设备逐步老化，许多技术也已经落后，随着煤质不断变差，燃烧和传热方面的问题也逐年增多。我国许多电站锅炉的排烟温度高于设计值，约比设计值高20℃~30℃。所以，降低排烟温度对于节约燃料、降低污染具有重要的实际意义。低温省煤器能提高机组效率、节约能源。目前在国内已有电厂进行了低温省煤器的安装和改造工作。
火力发电是我国主要的发电方式，电站锅炉作为火力电站的三大主机设备之一，是伴随着我国火电行业的发展而发展。这些年来，节能环保成为中国电力工业结构调整的重要方向，火电行业在“上大压小”的政策导向下积极推进产业结构优化升级，关闭了大批能效低、污染重的小火电机组，因此在很大程度上加快了国内火电设备的更新换代。中国的电站锅炉产业，它不是“朝阳产业”，也不是“夕阳产业”，却是与人类共存的永恒产业。伴随着我国国民经济的蓬勃发展，近年来工业锅炉制造业取得了很大的进步。其突出成效是:行业标准日益规范，技术水平逐步提高，产品品种不断增加，经济规模显著扩大。据《2013~2017年 中国电站锅炉行业深度调研与投资预测分析报告》显示，2011年1月至12月，电站锅炉及辅助设备制造业销售收入总额达到(规模以上工业企业销售收入之和) 亿元，同比增长21.69%；利润总额达到113.940亿元，同比增长40.06%。2012年1月至9月，锅炉及辅助设备制造业销售收入总额达到1089.477亿元，同比增长7.59%；利润总额达到73.914亿元，同比增长2.89%[2]。中国的电站锅炉行业是一个不断发展的产业，但同时锅炉行业和企业也面临着各种挑战。锅炉行业必须坚持市场导向战略，紧紧地依靠科技进步，依靠科技创新，在国家能源和环保政策的引导下，调整企业结构和产品结构，制造出符合销售市场需求的锅炉，这样才能在激烈的市场竞争中占有一席之地。在“十二五”期间，在全国电力中火力发电的比例将下降了四到五个百分点，然而中国的煤炭资源丰富、电力偏紧的资源特征决定了我国在今后相当长的一段时间内，火力发电仍会在电力工业中占据重要地位。前瞻产业研究院表示，虽然现在火力发电发展增速减慢，但是长远的看，在环保技术的进步、发电成本的降低、电力需求的增加等积极因素的推动下，火力发电行业未来发展前景还是比较乐观。由此可见，火电站用燃煤锅炉的市场发展潜力巨大，其中CFB锅炉、IGCC气化炉的增长潜力将更为显著[2]。