热能与动力工程毕业论文开题报告
开题报告是由选题者把自己所选的课题的概况向有关专家、学者、科技人员进行陈述，然后由他们对科研课题进行评议，下面是小编搜集整理的热能与动力工程毕业论文开题报告，供大家阅读参考。
设计题目： 240T/H循环流化床锅炉设计(义马烟煤)
一、 流化床锅炉简介及现状
流化床炉工作时，床层上的固体燃料处于上、下翻腾的状态(即流化状态)，也称沸腾炉。炉子底部有一多孔布风板，是由多孔板与每个孔连接的风帽构成的不漏煤结构，孔板上保持一床料层。部分空气由孔板下方的风室通过布风板高速穿过床料层，使床层的燃料均匀流化。另一部分空气由床层上方送去炉内，使燃料颗粒在炉膛空间进一步燃烧。进入流化床的燃料颗粒不宜过大，最大颗径不超过15～20mm，否则所需流化风速过高，会将大量颗粒从床层扬起并带出炉膛。为提高燃料的燃烧率和减轻锅炉的对流受热面的磨损，在炉膛出口设有气固两相分离器，未燃尽的较粗固体颗粒被分离并收集起来，通过回料装置送回炉膛继续燃烧。
流化床锅炉发展20年来，已经进入火力发电厂的门槛。在我国135MW以下容量的火电机组中有一定数量得循环流化床锅炉，也有300MW容量等级的实验循环流化床锅炉再建。循环流化床锅炉脱硫装置简单，低温燃烧产生的有害NO和NO2气体较少，但会产生另一种有害气体，即消耗大气同温层臭氧的温室气体N2O。循环流化床锅炉仍然存在诸多阻碍其在发电厂中发展的问题。首先是运行安全可靠性较低，尤其是炉内粗颗粒与高气流速度相结合带来的相关部件的磨损相当严重，炉内排渣顺畅性和冷砸器运行可靠差。其次是运行经济性较差，主要表现在锅炉效率较低和厂用电率较高。再次，锅炉调节性能也不尽如意。
二、 采取的主要技术路线或方法
通过一周的搜集及整理资料，我对循环流化床锅炉的设计与计算有了更深入全面的认识后，现初步拟定设计及计算步骤如下：
1.燃烧脱硫的计算
1)首先进行煤质分析：根据任务书所给设计煤种的各项数据进行煤质的分析校核，判别出煤种，并将收到基低位发热量的计算值与测量值进行比较，看煤质分析是否合理;
2)对无脱硫工况时的燃烧过程进行分析，计算出理论空气量，三原子气体体积及理论氮气、水蒸气体积，并在此基础上得出该工况下的烟气总体积，并制作出燃烧产物的平均特性表与焓温表，便于后面对受热面的设计计算;
3)进行脱硫工况物质平衡与热平衡分析，确定出脱硫效率与钙硫比的大小，并根据燃烧和脱硫的化学反应式计算出脱硫过程中的可支配热量、所需的理论空气量以及产生的烟气体积，与无脱硫工况下的计算值进行比较，然后利用灰平衡及灰循环倍率的计算进一步分析出循环倍率与飞灰份额、分离器效率的关系。
2.结构及其传热系数的设计
1)炉膛内受热面积的计算：炉膛的受热面主要包括膜式水冷壁、汽冷屏，根据二者工作条件的不同，适当选取管材及管子规格，初步布置出所需受热面的大小，并在此基础选取合适的参数计算，分别计算出水冷壁和汽冷屏的传热系数。待热力计算完成后，再进行校核。
2)尾部受热面的结构布置：根据工质进出口温度查焓温表，得出焓值变化，利用工质侧或烟气侧热平衡计算方法预先计算若平衡传热量，并根据传热量及尾部烟道的大小合理地布置受热面的，选择恰当的管束布置方式。
3)汽冷旋风分离器的结构设计：根据烟气速度的推荐值确定分离器各进出口烟道、筒体、导涡管及竖管的尺寸大小、
4)炉膛风室压力的计算：首先可根据床料高度及其堆积密度确定炉膛配风装置上的压力，然后由一、二次风比布置风帽的结构尺寸及数量，求出炉膛配风装置上的'阻力，二者之和即为所求炉膛风室压力。
3.热力计算
1)燃料和脱硫剂消耗量的计算：首先确定锅炉机组的各项热损失，在热平衡的基础上计算锅炉的热效率、额定符合下所需要的燃料和脱硫剂的消耗量。
2)炉膛热力计算：根据炉膛燃烧产物热平衡方程式和传热方程式确定锅炉受热面内工质的吸热量以及单位燃料向工质和循环灰传递的热量。
3)受热面的热力计算：该部分包括对流过热器、省煤器以及空气预热器三部分，在设计过程中需查阅相关资料(如蒸汽特性表，烟气侧和蒸汽侧放热系数曲线图等)，选择适当的参数通过综合计算确定出各受热面总的传热系数K以及对流辐射的吸热量，确定计算误差范围在2%以内，如不能满足，重新不止受热面进行计算。
4.校核
看锅炉本体的结构设计是否合理，风机的选用是否恰当，并进行热力计算数据的修正以及排烟温度、热空气温度、热平衡计算误差的校核，校核后汇总热力计算结果。
5.绘制图纸
包括锅炉本题结构图，工质流程系统图，旋风分离器结构图，采用CAD制图。
三、提交的成果
1.毕业设计说明书一份。
2. CAD图纸一套。
3.刻录光盘一张。
四、时间安排
1. 1～2周，收集资料，写开题报告;
2. 5～9周，热力计算;
3. 10～11周，绘图;
4. 12～13周，编写设计说明书;
5. 14周，打印说明书及图纸，制作幻灯片，答辩。
五、循环流化床锅炉未来发展方向
能源综合利用是循环流化床锅炉今后发展的另一个重要方向,能源综合利用包含有三方面内容:其一是以CFB锅炉为平台对一些低级能源资源综合优化利用。目前在这方面做的 比较好已开发出针对于燃烧石油焦、污泥、生物质、垃圾废弃物等各种类型CFB锅炉并取得了成功经验;其二是循环流化床锅炉与其它能源或原材料加工系统整合从事能源高效利用,这是循环流化床锅炉技术今后应重点发展的一个方向。目前以循环流化床锅炉技术为基础的IGCC系统、PCFBC系统均已开发成功并已产业化，今后应朝着大型化和优化运行方向发展; 其三是CFB锅炉燃烧后产生的灰渣综合利用。 这是CFB锅炉今后发展中尚待解决的一个难点问题。循环流化床锅炉运行中由于采用了炉内添加石灰石脱硫技术，这样不但增加了它的灰渣数量而且也使它的灰渣与普通煤粉炉产生的灰渣在形态、粒度、化学性质等有很多不同之处，以至于很难用常规的灰渣利用方式对其进行处理。开发研究适合CFB锅炉脱硫灰渣的处理方式和利用途径已成为目前国内外关于循环流化床锅炉未来发展的一个研究热点。 鉴于锅炉产生的灰渣数量巨大，人们希望能够寻找某种在燃烧时就改变灰渣性质的工艺,以便从源头上杜绝灰渣的产生。
六、参考文献
[1] 刘焕彩.流化床锅炉原理与设计.武汉：华中理工大学出版社，1988.
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