垃圾焚烧发电项目设计+外文翻译

600t/摘要目前使用的各种垃圾处理技术，都具有一定的局限性。本设计提出的垃圾热解燃烧一体化处理方法，充分利用热解和燃烧两种方式的有点，达到将垃圾进行无害化处理以及资源化利用的效果。热解垃圾所用到的热量就由燃烧炉产生的高温循环灰来提供，热解产生的半焦等物质通过在底部的返料器进入循环流化床锅炉进行燃烧。循环流化床锅炉燃烧性能好，可以保证垃圾燃料得到充分燃烧。炉膛出口后布置的一系列的烟气处理设备，保证了烟气的达标外排，达到经济环保双重效益。本论文设计了垃圾热解燃烧一体化处理的工艺流程，对主要换热部件进行了热力计算和结构设计，为垃圾大规模无害化工业装置的设计、开发提供基础数据。关键词：垃圾；热解燃烧一体化；循环流化床锅炉；热力计算600t/daywasteincinerationpowergenerationprojectPicktoAtpresent,allkindsofgarbagedisposaltechnologieshavecertainlimitations.Theintegratedtreatmentmethodofwastepyrolysisandcombustionproposedinthisdesignfulluseoftheadvantagesofpyrolysisandcombustiontoachievetheeffectofharmlesstreatmentandresourceutilizationofwaste.Theheatrequiredforpyrolysisisprovidedbythehightemperaturecirculatingashproducedbythecombustionfurnace,andthesemi-cokeandothersubstancesproducedbythepyrolysisfurnaceenterthecirculatingfluidizedbedboilerforcombustionthroughthefeedbackatthebottom.Thecirculatingfluidizedbedboilercanensurethefullcombustionofwastefuelbyvirtueofitsgoodcombustioncharacteristics.Aseriesoffluegastreatmentequipmentarrangedaftertheoutletofthefurnaceensuresthatthefluegasreachesthestandardandisdischargedtoachievedoublebenefitsofeconomicandenvironmentalprotection.Inthispaper,thetechnologicalprocessofintegrateddisposalofwastepyrolysisandcombustionisdesigned,andthethermodynamiccalculationandstructuraldesignofthemainheatexchangecomponentsarecarriedout,providingbasicdataforthedesignanddevelopmentoflarge-scaleharmlessindustrialdevicesofwaste.Keywords:garbage;Pyrolysiscombustionintegration;CirculatingfluidizedbedThermodynamiccalculation目录引言 1垃圾的介绍 1垃圾的危害 1垃圾的几种处理方法 2填埋法 2垃圾堆肥法 2焚烧法 2垃圾焚烧项目建设的必要性 3本论文主要研究内容 3垃圾焚烧发电项目焚烧炉的选型 4机械炉排焚烧炉 4回转窑焚烧炉 4流化床焚烧炉 5循环流化床锅炉原理 6循环流化床锅炉介绍 6流化床几种流动状态 6循环流化床锅炉的优缺点 9循环流化床锅炉的优点： 9循环流化床锅炉的缺点： 9垃圾焚烧发电设备基本设计说明 10工作流程和设备布置 10整体流程概述 10物料循环系统 10供风系统 11烟气系统 11冷却水系统 12基本设计条件 12基本设计参数 12设计垃圾燃料元素分析 13垃圾焚烧发电项目关键设备设计以及选型 14垃圾预处理及给料系统 14布风装置 14布风板 14布风板阻力 17风室与风道的设计 17气固高温分离机构设计 20绝热旋风分离器 20旋风分离器的设计 20返料装置的设计 21尾部受热面设计 22空气预热器的设计 22省煤器的设计 23除尘装置设计 23除尘器效率 24外滤式脉冲袋式除尘器 25循环流化床锅炉垃圾焚烧热力计算汇总 25空气平衡与烟气量计算 25锅炉热平衡计算 26锅炉炉膛相关计算 28锅炉热力计算汇总 30炉膛换热计算 30旋风筒热力计算 32烟道对流换热面设计计算 33循环流化床锅炉垃圾焚烧发电项目设备经济以及环保分析 35经济性分析 35环保性分析 367结论 36参考文献 36谢辞 错误!未定义书签。附录 37PAGEPAGE1引言垃圾的介绍随着我国城市化进程的日渐推进，与之伴随而来的问题也逐渐凸显出来：城市垃圾的产量逐年增加且会长期持续这种现况，如果忽视这个垃圾问题而不进行处理，会对我国环境造成严重影响进而将这个问题带到别的方面。所以垃圾无害化处理、资源化处理无疑成为如今我国的重点发展方向。而垃圾焚烧发电厂的建设完全符合我国可持续发展能力、资源利用效率提高的目标。垃圾的危害占用土地资源。垃圾在经过集中收集后被进行垃圾填埋处理，这种填埋处理量化、资源化处理才是正确的可持续发展方式。垃圾堆放发酵气体会导致污染空气环境。垃圾的来源多、含有的成分复杂，垃圾会污染水体。垃圾在堆放、填埋处理的时候经雨水冲刷，其中的有害物质会随着水流蔓延扩散到更大的范围，而且垃圾的堆放填埋的过程之中，有机物垃圾会发生复杂的化学反应，这些化学反应的发生会产生酸性或碱性的污染物，酸碱污染物能我们俗称垃圾水，会渗透进土地中进入地下水循环，对于当地的水资源进行很大程度的垃圾堆放容易导致火灾。在垃圾中有很多可燃、易燃物质，而且还含有很多事故。垃圾的堆放、填埋容易滋生细菌。垃圾中含有害的生物在这样的环境中容易为各种病的源头。垃圾的处理方法垃圾的几种处理方法填埋法我们一般所说的填埋法分为将垃圾直接进行填埋和卫生处理垃圾后进行填埋这两大环境下，城市面积逐渐增加，垃圾填埋场占用的资源就显得越发浪费。垃圾堆肥法垃圾堆肥法处理垃圾是指将一些符合条件的垃圾在一定温度范围内利用微生物的焚烧法垃圾焚烧处理是将垃圾进行高温焚烧处理的垃圾处理技术，垃圾在高温焚烧炉中与过量空气燃烧产生大量的热，在高温环境下进行氧化燃烧反应，绝大部分的有害垃圾会在高温中转化为惰性无机物，而有害烟气如二噁英等在高温中停留一定时间也会被焚烧殆尽。而且垃圾焚烧后体积可比原来缩小50%-80%，产生的炉渣性质稳定，是良好的土木建筑类原材料，这样进行处理的垃圾达到了减量化、资源化的目的，占地面积相对小而且效率相比其他处理方法高。在本设计中选择减量化、资源化、效率高的焚烧法处理垃圾。垃圾焚烧项目建设的必要性本项目的建设是城市发展和环境可持续发展的需求。随着我们的社会经济的不懈发展和综合国力的日益强盛，人民的生活质量和人口数量也随之而提高，相应的也产生了生活垃圾的产生和处理之间的矛盾。垃圾的填埋处理方式会导致占用大量的土地资源，这与城市化发展的路线相违背，同时垃圾的产生量增长速度迅猛，仅仅依靠填埋处理是无法很好进行处理的。垃圾焚烧处理的方式就可以很好的处理垃圾问题，这种方式来处理垃圾虽然前期的投入较高，但由于垃圾焚烧发电技术在处理垃圾问题上相较于其他垃圾处理方式有着相当的优越性，在国家方面对于相关技术的配套费用、收购电力价格、税收等方面都出台了一系列政策帮助其发展，有了国家的支持，这是发展建设生活垃圾焚烧发电相关项目的好时机。本论文主要研究内容在本设计中的垃圾焚烧处理方式选择循环流化床锅炉来进行垃圾的焚烧以及热解用于收集被流化风带走的未燃尽大颗粒燃料，并将其重新送回炉膛。同时，旋风分离器内的高温条件，为未燃尽小颗粒的充分燃烧提供条件，热解产生的热解焦通过热解炉底部的返料器返回燃烧炉炉膛。空气通过空气预热器，与尾部烟气充分换热后，分级送入燃烧炉炉膛，在保证充分燃烧的前提下，降低氮氧化物的排放量。本设计结合循环流化床锅炉和热解炉的优势，设计了垃圾焚烧处理工艺流程，并对系统中的关键部件进行了热力计算和结构设计。垃圾焚烧发电项目焚烧炉的选型机械炉排焚烧炉目前世界上很多国家主流使用的垃圾焚烧炉型是机械炉排焚烧炉，这种炉型的燃烧技术发展时间已经很久，相对来说这项技术更加成熟。由于机械炉排炉的燃烧特性，这种燃烧炉对于垃圾适应性相对较强，所以对于垃圾的预处理要求不高，同时这种炉对于垃圾的热值要求也不严格，输入焚烧炉的垃圾燃料低位发热量工作范围比较广，运行以及围护相对其他炉型简单的优点，很多城市垃圾焚烧项目选择使用机械炉排炉。炉排是炉排型焚烧炉稳定工作的核心，炉排的尺寸、形状、布置位置要根据当地垃圾的水分含量、热值大小等具体数据来根据具体情况设计。机械炉排炉的内部布置有水平以及倾斜布置两种方式。垃圾的燃烧在炉排上进行，从垃圾燃烧位置上部的辐射给垃圾传来大量的热。同时垃圾还会和温度很高的烟气进行对流换热，这也是垃圾燃烧的热源之一。垃圾在炉内还会被炉排带动进行翻动，这样的翻动作用，扩大了垃圾的受热面积，提高了透气性有助于高温烟气进如垃圾内部，这对于垃圾的点燃以及燃尽有很大的帮助。机械炉排炉的技术特点：（1）送风压力小，风机功耗小，选型范围大（2机械炉排炉的工作方式，其烟气粉尘量较其他炉型焚烧炉的产生量少，尾部除尘装置运行负荷不高输入燃料为垃圾，常用轻型柴油作为助燃剂，不添加煤粉进行燃烧输入燃烧的垃圾不需要进行复杂的预处理机械炉排炉需要连续焚烧，机组经常停止和启动会减少其使用寿命回转窑焚烧炉这种炉型的主要燃烧设备主体是回转窑，主体是由耐高温材料进行筑造，或者使用水冷壁作为窑体的内壁，达到换热一斤保护外层的效果。回转窑焚烧炉的具体尺寸参数垃圾从回转窑焚烧炉的一端送进炉内，然后高温烟气进入炉内与垃圾进行换热以干1000℃-1200℃，回转窑焚烧炉的垃圾适应性强，垃圾无需进行预处理就可以送入炉内燃烧，同时回转窑焚烧炉的机械结构相对简单，设备组成零件比较少，所以故障点也相对较少，能够资源，综合各种原因，回转窑焚烧炉成本高，所以没有得到广泛的应用。回转窑焚烧炉技术特点：对于垃圾的适应性强，垃圾无需预先处理；垃圾在炉中可以与空气充分接触，且避免了如炉排炉一样的高设备损耗；前期建设成本高，难以广泛应用；焚烧热值较低、水分较高的垃圾有可能无法完全燃烧；故障点少，后期检修成本低。流化床焚烧炉相对较重的成分在下部区域剧烈燃烧。完全燃烧后的灰渣由冷渣器筛选排出。在炉膛上部的稀相区送入二次风，加强这部分的燃烧强度，使其中的有害物质二噁英、呋喃等热解。在烟气完成燃烧这个过程后经过烟道进入旋风分离器进行分离，最后进入除尘系统处理并排出大气。项目炉型的结项目炉型的结机械炉排炉 回转窑焚烧炉 流化床焚烧炉机械运动式炉排，炉没有炉排，依靠回转炉排结构固定，炉PAGEPAGE6排面积和炉膛体积较窑的转动使垃圾翻动排面积和炉膛体大不需要预处理不需要预处理积相对较小需要预处理占地面积大占地面积中占地面积小适应性好适应性较差适应性好控制性好不易控制不易控制运行费用低运行费用较高运行费用低一般较小较多一般较少较多最好多用于处理工业垃圾较好构特点垃圾预处构特点垃圾预处理性量工作量循环流化床锅炉原理循环流化床锅炉介绍由于其燃烧效率高、对环境污染小等特性，循环流化床锅炉燃烧技术是清洁能源的重要技术之一。流化床燃烧技术是在床体床料成为流化介质后加入固体燃料，在这个流动的环境下，固体燃料颗粒悬浮起来并且同时具有流体特征，最后进行燃烧的技术。循环流化床锅炉可以燃烧多种劣质燃料，且可以使用石灰石作为床料，在燃烧的过程中就可以进行脱硫等清洁过程。根据流化介质的相态的不同，可以将其分成几大类：气液固流态化、液固流态化、气固流态化。高速的气流从流化床的底部通过布风板向床体向上吹，气流对床体颗粒有向上的作用力，当这个作用力达到某一值时颗粒间的摩擦力与重力相等，此时可以将颗粒看做失重状态，在这个状态下，颗粒可以自由运动从而具有流体的特性。流化床几种流动状态流化床中流化气流速度的变化会导致床体也随着发生相应的改变。气流流速增大的过程中，流化床会出现五种对应速度范围的状态。五种状态如下图所示。PAGEPAGE7图2.1不同气流流速下流化床流动状态固定床。当向流化床吹的气流速度比较低，低于起始流化状态点时，固体颗颗粒对于流体有相对阻力，产生重力损失，重力损失随着气流流速的提高而增大。鼓泡流化床。当布风板吹出的气流流速大于固体颗粒的起始流化速度并且持续增加时，床层上的床料开始转变为流化状态，整个床层的总压降在这时候开始不再改变，从流化床的底部开始出现很多细小的气泡，细小气泡在形成之后和在液体底部的气形成更大的气泡，在到达床层表面之后破碎，破碎的气泡会将部分粒子甩向上方空间。这些气泡的形成、上升、相互融合、破碎的过程就称为鼓泡，流化床的运行主要依靠鼓泡的运动来使床体的固体颗粒翻搅，这种运行方式的流化床就称为鼓泡流化床。鼓泡流0.45-0.650.45～0.65范围内，节涌是一种流化床在气固流态化的特殊的流化形态，节涌的产生和状态与流化床的直径相关联。节涌的出现原因是在流化床在鼓泡状态时，细小的气泡相互融合直到当气泡的直径大小与流化床直径大小相同时，气泡就会变成一个气栓，出现的这种现象就是节涌。节涌现象的出现对于流化床锅炉的工作来说是有影响的，相对来说锅炉的直径比较大，所以在炉膛中基本不会出现节涌现象。但是在一些直径尺寸比较小的部件，比如返料管中，节涌现象还是可能出现影响到设备的正常工作。节涌会造成炉内气体和固体颗粒的接触不良，导致热的传递效果变差，同时加剧了炉内壁的磨损。图2.2节涌的典型形态紊流流化床。紊流流化床的气流流速相对于鼓泡流化床的气流流速更快，速度。在达到这个速度的时候，流化床内的气泡就会从鼓泡流化床的大气泡状态变为数量众多的细小气泡，同时气泡的大小也不会随着气流的增加再变化，此时的床料空隙率在0.65-0.75这个范围。快速流化床。在紊流流化床气流流速的基础上再加快气流速度，床料表面与化床被称为快速流化床。可以达到固体颗粒沉降速度的五倍到十倍，空隙率范围在0.75-0.95气力输送。气力输送是在快速流化床状态下再次提高气流速度，气流带走固PAGEPAGE10输送状态，也称为悬浮稀相流状态。在增大气流速度之后流化床床层压降提高，此时的气力输送速度远高于固体颗粒的终端速度。循环流化床锅炉的优缺点循环流化床锅炉的优点：能够很好地适应多种燃料。从质量方面来看，投入锅炉内的垃圾燃料相对总合燃烧垃圾这种热值变化范围较大的燃料。循环流化床锅炉耐久性好，工作寿命长。由于在锅炉内没有类似机械炉排的态工作特性，炉内燃烧均匀，不会出现局部过热的问题。脱硫效果好。循环流化床锅炉由于使用床料进行燃烧，可以在燃烧进行过程硫的条件。燃料供给系统不复杂。由于燃烧温度相对不高以及流化床的良好混合性和热对于传统的燃煤锅炉大，所以对于煤粉制备系统的要求大大降低。氮氧化物气体的排放低。由于其燃烧特性，炉内燃烧温度相对较低，通常会850℃上下。在这样的条件下，空气中的氮元素不易于发生反应生成氮氧得部分生成的氮氧化物还原。调节操作相对简单。循环流化床的床料具有蓄热性能强的特性，在工作负荷象。循环流化床锅炉的缺点：燃烧产生的细灰较多量含碳量高。其燃烧低渣含碳量低于底部排渣的处理，但是同时由于限制温度利于脱硫的原因，导致飞灰在相对低温的环境下含碳量得不到降低。与风速、设备内流速不均、飞灰颗粒等相关联。3NONOSO2 x 2NO。2需要的用电量也随着变大。垃圾焚烧发电设备基本设计说明工作流程和设备布置整体流程概述垃圾焚烧处理设备主要有循环流化床锅炉、热解炉、尾部烟道等部分构成。整个系统可以看作四个工作线路：燃料线、烟气排放线、水线、空气线。垃圾经过预处理后由给料机从燃烧炉侧送入循环流化床锅炉进行燃烧，另一部分由给料机送入热解炉进行热解。热解炉的热量主要来自于燃烧炉燃烧产生的高温烟气，在热解炉产生的热解气体从热解炉顶部排出，热解气体也可以作为循环流化床锅炉的辅助燃料。热解炉底部产生的半焦类物质可以用过炉底的返料器送入燃烧室进行燃烧。燃烧炉底部产生的炉渣通过炉膛底部的排渣机排出燃烧炉，在排渣的时候要注意排渣量以保证炉膛的温度。燃烧产生的烟气经过两级旋风分离器将未完全燃烧颗粒与空气分离，并将未完全燃烧颗粒送入炉膛继续燃烧，分离处理后的烟气经多种换热器的换热，最后排至大气。部分冷却水在循环流化床锅炉的冷却管进行换热产生蒸汽，一部分经过与烟气换热产生蒸汽。空气经过空压机进入空气预热器预热后分两级进入炉膛进行分级燃烧。炉膛内部布置水冷壁进行换热，在流化床下的风室布置点火装置用于启动锅炉工作和低负荷燃烧。物料循环系统物料循环系统由燃烧炉、热解炉、一级二级旋风分离器、返料器等部分组成。垃圾预先经过堆放储存发酵处理，这样可以降低垃圾入炉前的含水率以及热值，有助于燃烧的进行。然后进入垃圾破碎机将垃圾破碎为符合循环流化床锅炉燃烧规格的颗粒大小。预处理后的垃圾进入干燥机与高温烟气换热，干燥垃圾以及预先提高垃圾的温度以便燃烧工作的进行。垃圾在送入炉内进行燃烧后产生的粉尘在烟气的运动作用下进入旋风分离器，经过收集后进入气动分配阀，通过控制气动分配阀的阀门开合调节可以控制返料的多少。在热解炉的底部通入氮气作为热解的发生条件，热解炉利用从燃烧炉产生的热量热解垃圾，产生的热解气体可以导入燃烧炉中作为辅助燃料进行燃烧，热解产生的半焦物质可以通过热解炉底部的返料器送入燃烧炉进行更彻底的燃烧。排渣口设置在燃烧炉的底部，可以通过排渣来控制流化床的压降以及床温以维持良好的工作状况。供风系统（1）提供足量的氧气以保证炉膛燃烧工作的进行（2）实现燃烧的分级，从NOx（3）二级风可以改变炉膛内的温度分布，对于不同区域的温差可以进行一定的控制（4）足量的氧气有助于燃料的燃尽。燃料的后燃导致烟气温度被间的温差达到保护换热面的目的。烟气系统循环流化床锅炉燃烧产生的烟气中含有大量未燃尽成分，排出的烟气进入一级旋风分离器中进行初次分离，其中分离出来的可燃成分可以进行进一步燃烧处理，初次处理完的烟气再进入二次旋风分离器中进行进一步的分离措施，从旋风分离器中分离得到的灰分送入旋风分离器底部的灰斗中，净化后的烟气则进入尾部烟道中进行换热，烟道中布置有用于预干燥处理的热收集器、省煤器、空气预热器。烟气温度在降低到符合排放温度标准后送入气箱脉冲袋式除尘器进行除尘处理，再由引风机将烟气引出进行脱硫处理，最后将符合排放标准的烟气排出大气。气箱脉冲袋式除尘器在运行时，含有灰尘的烟气从灰斗的下部吹入，在重力和惯性的清洁模式几乎不会影响到整体系统的运行。在本设计中的脱硫方式选择湿法脱硫，这种脱硫方式的特点是脱硫系统设置在烟道的尾部、除尘器之后。烟气从脱硫塔底部进入并向上升，同时在脱硫塔的顶部将石灰或石灰石浆液向下喷淋，与向上升的烟气逆向接触，在这个逆向接触的过程脱硫剂可以充分地吸收烟气中的SO2。经过脱硫处理的烟气在达到排放标准后排出到大气。脱硫剂的原料价格低且易于获取，目前国内外主流的脱硫方式主要选择石灰石经过破碎等处理后与烟气强制接触氧化的方式。石灰石的一些优点：燃料适应性好、吸收效率高、资源丰富价格低廉。同时石灰石也有作为脱硫剂的缺点：前期建设投资高、运输成本高、设备磨损高等。冷却水系统冷却水系统的水循环为强制循环。冷却水分别进入炉膛布置的水路以及尾部烟道的换热管道内。在这两组换热面经过加热产生的过热蒸汽可以作为汽轮机的动力源。炉膛水冷壁内的饱和水吸收炉内的热量转化为蒸汽，工作介质之间存在的密度差形成了两段工作段的重力压差，在重力的作用下，管内的工作介质就会产生自然的循环流动，在炉膛的热负荷足够高的时候，管内的水循环是非常稳定的。1）对于水循环管路的设计要注意（2）应尽可能减少下降管的受热避免下降管中的饱和水工质转化为汽水混合物，同时能缩短。循环流化床锅炉水冷壁的作用（1）吸收燃烧室产生的大量热量并加热饱和水产生2）保护墙体，在炉膛的四周敷设水冷壁，用于隔开燃烧室和炉墙以及吸收热量，防止烧坏炉墙（3）内部敷设水冷壁的设计，降低了炉墙的厚度及重量（4）降束，敷设水冷壁可以达到减少对流受热面数量的效果。基本设计条件基本设计参数本设计的垃圾日处理量为600t/d，根据该基本条件进行锅炉的功率计算。其他计算参数根据实际生产的经验进行设计。表3.1锅炉的基本设计参数序号项目名称符号单位计算公式或依据数值1锅炉输入热功率WMWt设计数据1102额定出口热水压力PMPa设计数据1.63额定出口热水温度T"℃假设604额定进口回水温度T’℃设计数据355给水流量Dkg/h设计数据120006计算出口热水温度T"j℃计算结果58.417出口水温误差值η%计算结果0.707设计垃圾燃料元素分析对本论文中作为燃料的垃圾用元素分析法，对作为燃料的垃圾进行元素设计分析。具体的设计燃料元素特性如下表：表3.2对垃圾进行燃料元素设计分析序号项目名称符号单位计算公式或依据数值1收到基碳Car%设计数据22.4502收到基氢Har%设计数据3.0103收到基氧Oar%设计数据2.4804收到基氮Nar%设计数据0.2305收到基硫Sar%设计数据1.2106收到基水分Mt,ar%设计数据47.2107收到基灰分Aar%设计数据23.4108校核百分数/%/1009收到基低位发热量Qnet,arkcal/kg设计数据2361.351垃圾焚烧发电项目关键设备设计以及选型垃圾预处理及给料系统垃圾在接收后贮存在垃圾贮存池中，垃圾贮存池设计为密闭、防渗透防腐蚀、并且处于负压状态的混凝土钢筋结构池。垃圾在贮存的过程中其包含的水分会向下渗漏，同时垃圾中的有机物会进行发酵，垃圾水分的渗沥以及发酵作用会提高垃圾的热值，有利于垃圾的燃烧进行和燃尽。垃圾贮存池负压状态的实现则可以通过设置循环流化床锅炉的供风系统的进风口炉中燃烧分解。在得到燃烧需要的空气的同时解决垃圾贮存产生的空气臭味问题。经过破碎的垃圾送入垃圾干燥换热器，进一步降低垃圾的含水量以及提高垃圾的温度，达到提高垃圾的燃烧性能的目的。在经过预处理的垃圾颗粒一部分通过在燃烧炉侧的给料机进入炉膛进行燃烧，另一部的垃圾颗粒则通过热解炉侧的给料机进入热解炉进行热解。由于燃烧特性的原因，循环流化床锅炉对于燃料的颗粒大小要求相对于煤粉炉来说较为宽松。同时循环流化床锅炉对于燃料的含水量要求也较为宽松，主要要求不至于堵塞进料口。布风装置一般情况下由布风板和风室两部分组成循环流化床锅炉的布风装置。根据实际生产经验可以得知，如果布风装置的设计存在不合理的地方时，不合理的设计会导致燃烧工况的不稳定或者异常，甚至会导致不能正常工作进行燃烧。所以正确进行布风装置的设计是稳定安全工作的关键之一。布风板位于炉膛底部的布风板是重要的布风装置，布风板主要有三个作用（1）支撑静止状态的流化床床料（2）进行均匀分布的流动，为流化床创造良好的工作状况3）通过布风板对气流施加的可控阻力，能够在一定程度上控制流化床的工作状态维持工作状态的稳定。现在主流的流化床锅炉通常使用风帽式、密孔板式这两种形式的布风装置。根据实际生产经验在本设计中采用风帽式的布风装置。空气由风机提供动力进入风室，然后通过布风板上的风帽吹出，将床料流化。风帽小孔通过空气的面积是小于风板面积的，在总风量不变，风道空间变小的情况下，吹出的气流流速进一步提升，大于在计算时按照风板面积计算的流速。具有高速高机械能的气流从孔中吹出，在炉底产生紊乱的高速气流，这些紊乱的高速气流就开始形成气流垫层，强烈的气流扰动能够将床料中的固体和气体充分混合。这个流化的过程很大程度提升了热交换能力，并同时延长垃圾颗粒在炉内燃烧的时间，良好的流化状态有助于垃圾颗粒的燃烧、燃尽。花板的作用是支起风帽以及隔开热量的材料层，同时进行气流的初分配。密12～20mm450～100mm。图4.1风帽图T形、定向风帽等象。从实际生产经验可以知道，风帽式布风板的工作效果相比其他形式的好，布风均匀，在负荷发生变化的时候能够保持流化质量的相对稳定。由于风帽处的温度变化频繁且变化区间大。在机器正常工作时，大量的高速气流在其中通过，能够带走风帽上的热量达到冷却风帽的想过，但是在锅炉从运行状态停炉的时候，空气的流通停止，风帽埋在高温的床料下，无法将高温散去导致材料损坏。因此选择风帽材料时应该采用耐高温的铸铁作为其材料。在本设计中循环流化床锅炉的点火是在风道内进行的，风帽材料选用球墨铸铁QT45-5。35～40m/s在选定风速后可以用以下公式计算风帽小孔的总面积：𝛼𝐵𝑉0 279+𝑡∑𝑓=

𝑡 𝑗𝑜𝑟× 0每个风帽小孔数：

279𝑚=

4𝑓𝑜𝑟𝑛𝜋𝑑2𝑜𝑟在上式中：t——流化床过剩空气系数；V0——理论空气量，Nm3/kg;ort0uor——小孔风速；dor——小孔直径；n——风帽数量。计算的得到的m3%～5%，即𝑓𝜂=𝐴 ×100%𝑏综合上式则可得开孔率为：PAGEPAGE17𝑛𝑚𝜋𝑑2

𝜂=𝐴𝑏𝐴

𝑜𝑟为达到气流均匀的目的，布风板的设计形态带来了适宜的阻力。布风板对气流的阻力来源于风帽的开孔，布风板下的气流速度分布越不均匀，则布风板的工作就会阻力越大；同时当工作的阻力越大，则气流在通过布风板上的速度分布就会越均匀。即工作阻力越大则工作效果越好。但是在风板的上有流化床的床料层，吹出的气流会受到床料层快速的气流会在稀疏区带走床料导致床料更加稀疏。最后就会出现在这部分床层的“吹空”和其他局部床层被床料压塞的情况。而如果情况相反，当布风板的阻力达到正常工作要求，在出现上面的情况的时候，在颗粒稀疏的截面上因为床料压降降低而气流速度增大的时候，局部布风板上的压降增大能够补充床料压降的降低，阻止了气流的加大以及床料的松散，这防止了恶性循环的出现。根据实际设备运行经验，布风板产生的阻力与床层阻力的占比25%～30%这个范围比较能维持床层的稳定运行。风室与风道的设计风室的作用是尽量将气流均匀分布在布风板下，在一次风进入布风板钱进行空气的稳压。在本设计中使用等压风室，这种风室的底面具有一定的倾斜角度，有利于内部的气流分布均匀，在底部倾斜面板的作用下使向上的风速相等。PAGEPAGE18图4.2等压风室气流在风道中流通的时候不可避免的会与风道有一定的摩擦，风道的弯头、截面积的变化等也会带来气流压力变化。布风板的压降是为了维持流化床正常工作，但是风道带来的压降就只是单纯的损耗。所以在进行风道的设计过程之中，需要尽量减少因为风道而带来的压降，从而减少风机工作负荷。在本系统中使用的是分级进风方式。二次风的设风室能够将进风均匀分流通入布风板，调整一、二次风的进风量比例的可以很好地调整供风系统的工作负荷，从而达到调整燃烧份额的效果。在燃烧密相区中，床料的流化状态一般都处在紊流状态。喷嘴上的烟气速度随着通入二次风明显得到提高，速度的上升会使更多的物料进到炉内外的循环过程，更多低温物料回到密相区，然后在密相区吸收热量然后带走，在炉膛的中部及以上部位与水冷壁换热，提高了传热系数，保持在密相区床层的温度，提高锅炉的工作载荷。表4.1二次风及风帽计算序号1项目名称二次热风温度符号Tr1单位℃公式或依据设计数据数值2002二次风量（标态）Q11Nm3/s标态3二次风量Q12m3/s热态4二次风管数N11个假定校核305二次风管管径Ф1mm假定校核10004.14.1PAGEPAGE19序号项目名称符号单位公式或依据数值6二次风管壁厚δ1mm设计数据87二次风喷口速度v0m/s设计数据1.0148二次风引出管管径Ф2mm设计数据11009引出管壁厚δ2mm设计数据3010引出管内速度v1m/s设计数据0.90811二次风支管管径Ф3mm设计数据150012支管壁厚δ3mm设计数据813二次风支管数N12个假定校核3514支管内速度v2m/s设计数据0.38215通过布风板一次风量Q2Nm3/s设计数据38.1616一次热风温度Tr2℃设计数据20017一次风风量（热态）Q12m3/s热态66.1218空预器引出管长度L1mm设计数据219空预器引出管宽度Dmm设计数据1.220引出管速度v3m/s设计数据36.7321引风室个数N2个设计数据222进风室直径Φ4m设计数据823进风室界面空气流速v4m/s计算数据0.65824风帽数N3个引用数据745025单个风帽小孔数N4个设计数据826小孔尺寸Φ5mm设计数据627布风板开孔率η%计算数据428单个风帽空气流量Q3m3/s计算数据31.9529小孔风速v0m/s计算数据39.230风帽内径Φ5mm设计数据4531风帽外径Φ5’mm设计数据6032风帽壁厚δ5mm设计数据7.533风帽下管内流速v5m/s计算数据5.634风帽内径Φ6mm设计数据4035风帽外径Φ6’mm设计数据55序号项目名称符号单位公式或依据数值36风帽壁厚δ6mm设计数据7.537风帽上管内流速v6m/s计算数据7.138风帽内径Φ7mm设计数据5039风帽外径Φ7’mm设计数据6040风帽环管内流速v7m/s计算数据9.4气固高温分离机构设计绝热旋风分离器根据相关类型的分离器的设计原理，使用钢制材料壳、内部使用耐磨耐高温材料构成绝热旋风分离器。这种结构是现在在相关领域应用最主流的分离器结构。这种分离器的优点：技术成熟、制造以及安装简便、成本相对低廉等；缺点：因为内部材料的厚度原因，在机器处于冷态的时候启动所需的时间相对比较长。绝热旋风分离器的内壁使用耐高温耐磨材料筑成，导致其厚度、重量较大，所以使用悬挂结构进行安装不安全，通常对于这方面的设计是在其底部进行直接支撑，但是膨胀差相对大，要使用膨胀量大的非金属材料膨胀节进行抵消。在分离器内的燃烧有助于未完全燃烧的燃料进行燃烧降低燃料损失。在进行分离器的设计时从以往实际经验中对温升的变化进行估算，对出口的气体温度进行限制。而在实际工作运行的时候要对内部温度进行控制，防止对设备造成损坏等。旋风分离器的设计在相关的结构设计参数中比较重要的几个参数是旋风分离器的筒体直径、烟气入口高度及宽度比、中心管直径等。旋风分离器的几何形状也会影响旋风分离器的分离效率进气管结构对分离效率有重要影响。综合考虑制造成本与分离效率，本设计最终选用下PAGEPAGE21倾螺旋面切向进口设计。内外旋流的分界位置和最大切向速度是由中心管的直径来决定，所以这个数值对效率以及压降有很大的影响。当中心管直径降低，分离效率将会得到提高，但同时压降随着上升。

图4.1旋风分离器结构图固体颗粒在燃烧炉、气固分离系统、输送装置构成的回路之间循环，这是循环流化床锅炉的工作特点之一。因为在分离装置中出口处的压力值是低于在炉膛内的入口压力值的，所以回送装置的工作就是将筛选出来的颗粒输送回燃烧室内，同时需要确保气体反向通进分离器尽量少。UJH阀等。本JPAGEPAGE22

图4.2J阀返料器另外的方面一般与常规锅炉差异不大。本设计采用内屏式受热面，锅炉烟道从上至下依次布置垃圾干燥换热器、一级二级空气预热器以及省煤器等。空气预热器的设计锅炉所需的空气在进入系统前需要进行预热，这个工作过程在空预器中进行。空预器的作用大体如下：提高了整个锅炉的工作效率；少了热损失；减少水冷壁管理布置，节省材料。空预器提高了通入的空气温度，炉膛的燃路的设置可以减少，节省建造材料减低工程造价。有利于风机的工作以及使用寿命。空预器的存在降低了排除烟气的温度，风PAGEPAGE23机的工作温度也得到了改善，此外还降低了风机耗电量。度提升换热面温度下降。本设计选用管式导热式空气预热器。管式空预器由下管板支持自身重量在其支撑架上，然后再由锅炉支架来固定。工作在受热之后发生的膨胀程度不尽相同，所以需要在上管板、外壳、和锅炉支架的间隔添省煤器的设计锅炉的供水前期预热是依靠省煤器利用尾部烟气的热量进行加热的，省煤器的设置事锅炉不可缺少的换热器之一。省煤器有一些特点：提高工作效率。在设备的工作过程中，炉膛内的燃烧产生大量高温的烟气，质水在得到预加热后在转化为蒸汽的效率更高；对汽包的工况进行了一定程度的优化。在供水系统进行省煤器的设置讲进水极大的改善，有利于延长设备的工作寿命；可以降低工程预算。供水的预加热在温度相对较低的省煤器中进行，在这中的变化能够降低工程预算。本设计选择光管式省煤器，主要由进出口联箱以及铺设的大量蛇形管来构成。这两者之间的连接通常是进行焊接来连接。联箱通常设置在烟道的外部。当在根据实际需要设计的换热面大时，应该对应的将其分为多段换热，在每段之间预留出足够的空间。除尘装置设计如果不控制炭黑的产生量，会导致燃料的浪费，如果不控制排出量更会造成污染环境等问题。而飞灰则是燃料本身所携带的不可燃烧物质。炭黑的颗粒直径小，聚合时的质地疏松、质量小以及疏水的性质，所以采用除尘装置的方法难以收集捕获炭黑颗粒。只有通过改进燃烧装置或进行合理的燃烧调整，消除产生不完全燃烧的因素，才能解决烟囱冒黑烟的问题。飞灰是细小煤粒或焦粒经过一定程度燃烧后的残余物。虽然燃烧程度不同，飞灰中含炭量也不同，但即使完全燃烧，也还是会产生飞灰。锅炉出口烟气中的烟尘浓度，取决于锅炉的燃烧方式。国家出台了大气污染物排放标准，为了使锅炉排烟中的含尘浓度低于国家标准中所规定的允许排放浓度，必须根据锅炉的燃烧方式和具体条件，采取相应的技术措施，降低锅炉烟尘的排放浓度。在燃煤种类、煤质以及燃烧设备已经确定的情况下，要从锅炉排烟中去除飞灰，使经过换热后的烟气再次通过旋风分离器，进入脉冲袋式除尘器，经引风机送至脱硫塔，烟气达标后排至大气。除尘器效率性能的高低就反映在其从排烟中捕集粒子的能力以及降低不同粒径灰粒排放量的能力除尘效率通常定义为除尘器收集到的灰尘颗粒质量占进入到除尘器的灰粒总质量的百分数，还能由除尘器进、出口烟气量和粉尘量计算得到：𝜂=×100%=1 −×100%=1 −

×100%在上式中，η——除尘效率，%Gi、G0——除尘器进、出口烟气灰粒质量，kg/h；Gc——除尘器捕获灰粒质量，kg/h；QiQ0——除尘器进、出口烟气量，m3/s。在计算中假设除尘设备不漏风，即Q≈Q，则：𝜂=1 −

×100%两台除尘器串联使用时除尘设备的总效率计算公式：𝜂=𝜂1+𝜂2(1−𝜂1)η1η212级除尘器的除尘效率。n尘系统的总效率为:𝑛𝜂=1−(1−𝜂1)(1−𝜂2)…(1−𝜂𝑛)=1−∏(1−𝜂𝑛)𝑖=1外滤式脉冲袋式除尘器过滤式除尘器的工作原理是让含有粉尘的气流用过有许多细小过滤孔的材料，细小的粉尘扩散作用以及利用静电吸引力等作用达到分离粉尘与空气效果的过滤设备。粉尘烟气再流通过新滤袋时，粉尘会有部分相互附着，逐渐在滤袋表面形成一比较牢固的尘粒附着层，成为粉尘初层。对于粒径大于0.1μm的尘粒，效率也可达90%～99%以上，除尘层形成后，基本不会因振打或喷吹等清灰操作而脱落，因此将成为袋式除尘器的主要过滤层，并使除尘效率得到提高。循环流化床锅炉垃圾焚烧热力计算汇总空气平衡与烟气量计算过量空气系数是烟气产量的重要影响因素。若空气供给不足，会直接导致燃料的不充分燃烧；若通入的空气过多，不仅会降低炉温，影响锅炉的稳定运行，还会导致烟气量过大，给后续烟气处理带来困难。根据锅炉实际运行经验，选定各部件的漏风系数，具体设计数据如表4-1所示。通过燃料元素分析数据，根据燃料所发生的化学反应，可计算出烟气种类及体积。通过烟气分析，可测定设备运行中烟气的成分和容积以及确定燃料在炉中的燃烧程度，从而调节对应的炉膛空气供给。表5.1空气平衡计算序号项目名称符号单位公式或依据数值1炉膛漏风系数△al/设计数据0.0002炉膛出口过量空气系数Al/计算结果1.2003旋风筒漏风系数△acl/设计数据0.0004旋风筒出口过量空气系数a"cl/计算结果1.2005省煤器漏风系数△asm/设计数据0.0506省煤器出口过量空气系数a"sm/计算结果1.200PAGEPAGE26778空预器漏风系数空预器出口过量空气系数△aka"k//设计数据计算结果0.0501.300序号1序号12345678项目名称理论干空气量RO2气体量SO2气体量理论氮气量理论干烟气量理论水蒸气量理论烟气量飞灰份额符号VGKVRO2VSO2VN2VGYV0H2OVYaf单位公式或依据数值Nm3/kg计算结果2.841Nm3/kg计算结果0.446Nm3/kg计算结果0.008Nm3/kg计算结果2.246Nm3/kg计算结果2.692Nm3/kg计算结果0.963Nm3/kg计算结果3.654/设计值0.400表5.3无脱硫烟气体积计算项目名称符号单位炉膛旋风筒省煤器空预器1出口过量空气系数α/1.2001.2001.2701.3002平均过量空气系数αpj/1.2001.2001.2601.2953过量空气量VGLNm3/kg0.5680.5680.7390.8384H2O体积VH2ONm3/kg0.9720.9720.9740.9765烟气总容量VyNm3/kg4.2324.2324.4024.5026RO2容积份额rRo2/0.1050.1050.1010.0997水蒸气容积份额rH2O/0.2300.2300.2210.2168三原子气体容积份额r/0.3360.3350.3220.3159无因次飞灰浓度μfhkg/kg0.0170.0170.0160.0165.2锅炉热平衡计算耗的热量以及没有完全利用而损失掉的热量。散热热损失。序号项目名称序号项目名称符号单位公式或依据数值PAGEPAGE271热水温度Tr℃设计数据60.002热水压力PgrMPa设计数据0.40kcal/kg查表p=0.4MPa58.20kg/h设计数据12000℃设计数据35.00MPa设计数据0.41kcal/kg查表p=0.41MPa35.208冷空气温度tlk℃设计数据25.009空预器进口空气温度tlk’℃设计数据25.0010冷空气焓Ilkkcal/kg查温焓表26.5011空预器进口空气焓Ilk’kcal/kg查温焓表26.5012一次热空气温度trk1℃设计数据20034534567热水焓给水焓irqDetgsPgsigs序号项目名称符号单位公式或依据数值13二次热空气温度trk2℃设计数据18014一次热空气焓Irkkcal/kg查温焓表169.3015二次热空气焓Irk’kcal/kg查温焓表15416排烟温度θpy℃设计数据11017低位发热量Qydwkcal/kg设计数据220018排烟焓Ipykcal/kg查温焓表109.3019排烟损失q2%计算结果3.3720CO体积百分比/ppm计算结果12021气体不完全燃烧损失q3%3.2α"CO0.0522大渣含碳量Chz%设计数据1.1023飞灰含碳量Cfh%设计数据1.1024大渣份额ahz%设计数据0.2525飞灰份额afh%设计数据0.6526固体不完全燃烧损失q4%计算结果1.0027散热损失q5%计算结果2.5028灰渣物理热损失q6%按800℃计算0.0429总热损失qe%计算结果6.9630锅炉热效率η%计算结果93.04PAGEPAGE2831313233保热系数燃料消耗量计算燃料消耗量φBBj%kg/hkg/h计算结果0.9743090.9443526.20锅炉炉膛相关计算表5.5炉膛特性序号1项目名称燃烧室烟气温度符号θ单位℃公式或依据设计数据数值8652烟气量Qym3/s根据烟气温度215.4483炉膛宽度Lmm设计选取92004炉膛深度D1mm设计选取46005炉膛横截面积Fm2设计选取42.326炉膛烟气速度Um/s计算数据5.097布风板宽D2mm设计数据92008风帽横向间距D3mm设计校核909风帽横向排数Z3/设计校核10110横向间隙d3mm设计校核8011布风板深D4mm设计校核600012布风板面积Fm2计算书记55.2013风帽纵向间距D4mm设计校核8014风帽纵向排数Z4/设计校核7415纵向间隙D4mm设计校核8016放渣管个数Z5个设计数据817一个放渣管占风帽个数Z6个设计数据518风帽总数Z个计算数据7450PAGEPAGE2919空气预热器出口空气量QaNm3/s标准状态38.1620床下风占总风量比例/%设计数据0.6521一次风所占比例/%设计数据6522二次风所占比例/%设计数据3523布风板上流化速度v1m/s设计数据1.87324炉膛出口分离器个数Z7mm设计数据125旋风筒进口高度H8m设计校核6.826旋风筒进口宽度D8m设计校核3.427旋风筒进口速度v8m/s计算数据9.3228旋风筒出口管直径8m设计数据429旋风筒出口速度v9m/s计算数据17.15表5.6炉膛尺寸序号1项目名称炉膛宽度符号a单位m公式或依据设计数据数值9.22炉膛深度bm设计数据4.63炉膛截面积Fm2计算数据42.324锅炉截面热负荷qvkW/m2计算结果5炉膛高度h0m选取606耐火材料高度h1m选取457耐火材料直段高度h2m选取38布风板宽度am设计数据9.29布风板深度bm设计数据610布风板横截面积F1m2设计数据55.2表5.7烟风流量计算序号项目名称符号单位公式或依据数值1空预器出口烟气量QpyNm3/h计算结果189187.662燃烧所需总风量QNm3/h计算结果137379.563床下一次风份额a%设计数据0.654床下一次风量Q11Nm3/h计算结果89296.725返料器风量Q12Nm3/h计算结果506一次风风量Q1Nm3/h计算结果89296.72PAGEPAGE30778二次风风量床上用风量Q2QshNm3/hNm3/h计算结果计算结果48082.8548082.855656纵向节距纵向管排数D10Z10序号项目名称符号单位公式或依据数值1冷却水管外径Φ9mm设计数据502管壁厚δ9mm设计数据33横向节距D9mm设计校核804横向管排数Z9排计算数据50mm设计校核60排计算数据507水冷管直段长度H2mm设计数据4008单组水冷受热面面积F1m2计算数据175.22991011项目名称单组水冷受热面高度炉膛水冷受热面组数符号H3H4Z11mmmm组设计数据2940400412炉膛水冷受热面总面积F0m2计算数据700.8613炉膛体积Vm3计算数据2539.2014锅炉体积热负荷qvkW/m3计算数据47.2615燃烧区域水冷面积Hmm2计算数据706.3816燃烧区域面积热负荷qdbkW/m2计算数据169.89锅炉热力计算汇总为确定锅炉各个换热面、燃料以及工作介质参数之间的关系进行锅炉的热力计算，以燃烧计算和锅炉的热平衡作为计算基础。根据换热器的特性分为炉膛热力计算，炉膛出口后烟气以及工质对流换热面的计算。炉膛换热计算目前运用的各种计算方法存在各方面的区别，而基本的计算思路为简化的燃烧模型，PAGEPAGE31根据大量的测试数据和生产经验总结的参数，辅以不断改进的热力数学计算。相关的燃烧计算方法还处在不停优化的过程。序号项目名称1 冷空气温度序号项目名称1 冷空气温度符号tlk单位℃设计数据253456一次热空气温度二次热空气温度一次热空气焓二次热空气焓trk1trk22冷空气焓Iokcal/kg焓温表26.5lk℃设计数据200℃设计数据182kcal/kg焓温表169.3kcal/kg焓温表154.07炉膛漏风系数△7炉膛漏风系数△αl/设计数据08炉膛出口过量空气系数α"l/设计数据1.2续表序号项目名称符号单位公式或依据数值9旋风筒漏风系数△αcl/设计数据010二次风所占比例a%设计数据4011热空气带入焓Qkkcal/kg计算数据195.8512气体不完全燃烧损失q3%热平衡结果0.0513固体不完全燃烧损失q4%热平衡结果8.3414灰渣物理热损失q6%热平衡结果0.0515辅助煤低位发热量Qdwkcal/kg设计数据220016计算燃料消耗量Bjkg/h热平衡结果47009.7017炉膛受热面积Hltm2设计数据182.3618炉膛需要受热面积Hltm2设计数据182.3620炉膛燃烧份额α%根据实际选定9421保热系数φ/热平衡结果0.8922入炉、分离器总热量Qzkcal/kg计算结果2392.9123入炉热量Qtkcal/kg计算结果2261.0824传热系数kkcal/m2h℃设计数据15025炉膛入口工质温度tr℃设计数据3026炉膛入口工质焓igskcal/kg查表35.1PAGEPAGE3227炉膛出口工质温度tc℃设计校核6028炉膛出口工质焓ogskcal/kg查表58.3229炉膛水冷壁内工质的平t℃计算数据45均温度30燃烧室温度θ"r℃设计数据86531炉膛出口烟温θ"cl℃设计数据86532炉膛出口烟焓J"clkcal/kg查焓温表1820.6333炉膛出口循环灰焓I"clkcal/kg查焓温表7311.4534旋风筒出口烟温θ"xl℃设计校核88035直接从分离器返回炉膛J"ltkcal/kg计算数据7415.50循环灰焓36炉膛平均温度θlt℃设计数据865续表5.8序号项目名称符号单位公式或依据数值37炉膛吸热量Qxkcal/kg计算结果22431268.5538计算炉膛出口烟焓I"kcal/kg计算结果1726.2439误差e%计算结果5.1840热水流量DeKg/h设计数据1200041锅炉炉膛出口水焓J"kcal/kg计算数据1702.8142出口水温to℃设计数据58.00旋风筒热力计算在炉膛出口，设置有两级旋风分离器，一级旋风分离器作用以返料为主，保证燃料的充分燃尽，二级旋风分离器的作用以净化烟气、降低烟气含尘量为主。在此重点计算一级旋风分离器的特性。表5.10旋风筒热力计算序号项目名称符号单位公式或依据数值1进口烟温θ'℃炉膛计算8652进口烟焓I'kcal/kg炉膛计算1820.603分离器出口温升Δt℃计算数据15.004出口烟温θ"℃炉膛计算880.05出口烟焓I"kcal/kg炉膛计算1855.5PAGEPAGE336旋风筒漏风系数△ax/设计数据07旋风筒出口过量空气系数α"x/设计数据1.208气体不完全燃烧损失q3%热平衡结果0.059固体不完全燃烧损失q4%热平衡结果8.3410灰渣物理热损失q6%热平衡结果0.0611煤低位发热量Qdwkcal/kg设计数据220012计算燃料消耗量Bjkg/h热平衡结果4701013旋风分离器燃烧份额α%根据实际选定6.0014保热系数φ/热平衡结果0.89215烟气在分离器内焓差Qykcal/kg计算结果34.8216燃烧份额放热Qrkcal/kg计算结果131.82序号项目名称循环灰焓差燃料在分离器内放出热量序号项目名称循环灰焓差燃料在分离器内放出热量QxQt单位kcal/kgkcal/kg数值103.556.50烟道对流换热面设计计算烟道的对流受热面主要包括对流过热器、再热器、省煤器、空气预热器等，还有以辐射换热为主的屏式换热器。本设计中尾部烟道从上到下依次布置有垃圾干燥换热器、省煤器与空气预热器。在以下计算中对于上述换热器的计算采用对流传热的计算规则，辐射换热量通过公式折算成对流换热，每个换热面的计算方式不相同。此处重点计算省煤器与空气预热器的相关参数。5.11省煤器设计计算序号项目名称符号单位公式或依据数值1管子外径dmm设计数据302管子壁厚smm设计数据33横向节距S1mm设计数据604纵向节距S2mm设计数据805横向相对节距S1/d/设计数据26纵向相对节距S2/d/设计数据2.6677烟道宽度Dym设计数据0.65PAGEPAGE3412单级纵向管子排数12单级纵向管子排数Z21排设计数据68烟道深度Hym设计数据0.39省煤器级数/级设计数据310横向管子排数Z1排设计数据611两边间隙dcmm设计数据013管子总排数Z2排设计校核1814管子直段长度Hlmm设计数据45015单级管子受热面积Htm2计算数据1.70516总面积FGm2计算数据5.11417烟气流通面积Fm2计算数据0.09218水流通面积fm2计算数据0.00419有效辐射层厚度Sm计算数据0.156表5.12空气预热器设计计算序号项目名称符号单位公式或依据数值1管子外径dmm设计数据402管子壁厚smm设计数据43管子壁厚(下部)smm设计数据44横向节距S1mm设计数据1005纵向节距S2mm设计数据1006横向相对节距s1/dmm设计数据2.507纵向相对节距s2/dmm设计数据2.508烟道宽度Dym设计数据1.0389烟道深度Hym设计数据0.4010横向管子排数Z1排设计数据611两边间隙dcmm计算结果5012纵向管子排数(上级)Z21排设计数据1513纵向管子排数(下级)Z23排设计数据1514受热面积(上级)Hm2设计数据7.0715受热面积(下级)Hm2计算结果7.0716总受热面积Hzm2计算结果14.14PAGEPAGE35循环流化床锅炉垃圾焚烧发电项目设备经济以及环保分析经济性分析经济性分析是控制成本，提高效益的重要途径。通过经济性分析，可以掌握资金的分配及流动情况，及时发现高耗设备，并研究改进方案，达到效益最大化。图6.1收支关系设备经济性运行措施：优化运行方案并在实际运用中加以验证和实施。运行技术措施。针对主要经济指标，例如用电量、锅炉效率等参数，重点学效的方法，需要不断地深入学习与研究。定期维护保养设备。建立设备台账制度，安排专人定期巡检设备服役状态，保证设备安全稳定连续运行。综上所述，对循环流化床锅炉在其运转寿命内要做到：行经济性评价的目的是：指导投资方向，为建厂投资人理性决策提供技术依据。环保性分析减少排污费，有利于环境保护与提高经济效益。设备环保性分析总结本设计充分利用循环流化床锅炉低氮低硝的燃烧特点，并在锅炉出口设置了两级旋风分离器，大大降低了排烟的含尘浓度。经两级旋风分离器处理后的烟气经过换热降低温度后，进入脉冲袋式除尘器，进一步捕集烟气中的颗粒物，防止烟尘中的飞灰造成环境污染。之后由引风机送入脱硫塔，采用石灰石湿法脱硫，脱硫副产物可作为产品出售。经处理后的烟气温度低，大大减少了排烟热损失，且外排的烟气符合相关环境标准。且由于炉膛内良好的燃烧条件，可有效减少由于不完全燃烧产生的污染物。实现从源头控制污染物的排放。本课题针对垃圾产量大、成分复杂、处理难度大、易造成环境污染等现状，设计了热解燃烧一体化的处理方法。结合热解炉与循环流化床锅炉两者的优点，充分利用垃圾的热值，达到高效燃烧。基于查找的相关文献资料，对垃圾热解燃烧一体化系统进行了工艺流程设计、关键设备计算选型、主要受热部件的热力计算并绘制了几个关键设备的工程图纸。主要的设计结果如下：工艺流程设计：主体设备为循环流化床锅炉与热解炉，预处理后的垃圾与尾尘器，由引风机引出至脱硫塔，处理达标后外排至大气。主体设备设计：根据计算所得的烟气量，查阅资料，选定合适的烟气流速，5m/s9200mm，深度为4600mm，炉高60m。调整受热面尺寸，达到合适的换热量。机，一套氮气设备。算及锅炉热力计算极大部分。图纸绘制。参考文献[1]朱国桢，徐洋.循环流化床锅炉设计与计算[M].北京：清华大学出版社,2004-11.[1]朱国桢，徐洋.循环流化床锅炉设计与计算[M].北京：清华大学出版社,2004-11.PAGEPAGE37[2]臧广州.循环流化床锅炉设计与计算[M].上海：银声音像出版社,2005.[2]臧广州.循环流化床锅炉设计与计算[M].上海：银声音像出版社,2005.[3][J]26(1).[4]陆卫玉，朱霞.400t/d循环流化床垃圾焚烧锅炉的设计与运行[J].节能,2007，7.[5]王勇.400t/d循环流化床垃圾焚烧锅炉的运行调整[J].工业锅炉,2011.[6]郭一鑫.垃圾焚烧发电厂烟气处理系统设计研究[J].能源研究利用,2005-06，17（4）.[7]牛艳，酒德芳.论述生活垃圾焚烧发电厂的炉型选择[J].科技视界,2012，28.[8]林仞.生活垃圾焚烧炉设备选型及机械设计[J].福建农机,2013.[9]李晓民，王敏，徐耀兵.垃圾焚烧发电厂焚烧炉的选型[J].电力勘测设计,2010.[10]丁建东，唱鹤鸣.流化床垃圾焚烧炉设计和焚烧工艺的研究[J].南通大学学报,2007.[11]刘武标袁贵成张春林刘德昌陈汉平张世红于海峰.循环流化床锅炉密封返料装置输送特性及故障分析[J].中氮肥,2002(04):45-48.[12]王广盛.锅炉热效率的影响因素及提高措施[J].河南石油,1998(A05):3-3.[13]寇广孝谢水波伍守平.液相循环导热油锅炉分析计算[J].中南工学院学报,1997(02):28-32.[3][J]26(1).[4]陆卫玉，朱霞.400t/d循环流化床垃圾焚烧锅炉的设计与运行[J].节能,2007，7.[5]王勇.400t/d循环流化床垃圾焚烧锅炉的运行调整[J].工业锅炉,2011.[6]郭一鑫.垃圾焚烧发电厂烟气处理系统设计研究[J].能源研究利用,2005-06，17（4）.[7]牛艳，酒德芳.论述生活垃圾焚烧发电厂的炉型选择[J].科技视界,2012，28.[8]林仞.生活垃圾焚烧炉设备选型及机械设计[J].福建农机,2013.[9]李晓民，王敏，徐耀兵.垃圾焚烧发电厂焚烧炉的选型[J].电力勘测设计,2010.[10]丁建东，唱鹤鸣.流化床垃圾焚烧炉设计和焚烧工艺的研究[J].南通大学学报,2007.[11]刘武标袁贵成张春林刘德昌陈汉平张世红于海峰.循环流化床锅炉密封返料装置输送特性及故障分析[J].中氮肥,2002(04):45-48.[12]王广盛.锅炉热效率的影响因素及提高措施[J].河南石油,1998(A05):3-3.[13]寇广孝谢水波伍守平.液相循环导热油锅炉分析计算[J].中南工学院学报,1997(02):28-32.[14]张万红魏斌.中小型燃煤锅炉热损失技术分析[J].青海科技,2009(02):70-73.[15]马广大.除尘效率的表示方法及其用途[J].冶金安全,1982(03):49-51.[16]王刚.循环流化锅炉炉内炉外两级干法脱硫技术的研究[J].科技风,2012(15):53-53.[17]姬广庆.隧道窑结构、热工参数与能耗分析[J].砖瓦世界,2011(06):23-35.[18150MW[J].中国电力,2006(03):22-25.[19]陈从云.浅谈垃圾焚烧与热能利用[J].福建建材,2013(07):92-94.附录附录Ⅰ外文翻译外文资料CombustiontestofrefusederivedfuelinafluidizedbedAbstract—Powergenerationfromrefusederivedfuel(RDF)isoneofthepromisingtechnologiesfortheutilizationofmunicipalsolidwaste.TounderstandthecombustionbehavioroftwokindsofRDFburntinafluidizedbedincinerator,commercialsizedRDFwasfedcontinuouslyintoa0.30.3m2and2.73mhighbubblingtypefluidizedbedcombustor.PAGEPAGE38GasessuchasCO,NOx,SOxandHClconcentrationsinthefluegasfromthecombustorweredetectedbyacontinuousmeasurementsystem.Itwasfoundthat,forRDFAwhichislowerindensityandstrengththanRDF-B,theconcentrationsofCOinfluegasarehighandarestronglyaffectedbytheairratio.Whensecondaryairwasinjected,theCOconcentrationsforbothRDF-AandRDF-Bweredecreased.TheincreaseintheairratioledtoanincreaseofNOxconcentrationwhenonlyprimaryairwasinjectedatabedtemperatureof1073K.TheadditionofsecondaryaireffectivelyreducedtheNOxlevelforbothRDF-AandRDF-B.ThetemperaturewheretheHClconcentrationwasthelowestwasabout1073K.NonethelesstheconcentrationsofHClwerealwayslessthan60ppminallexperiments.TheHClremovalratiobythecalciumcompoundwashigherthan70%eventhoughthebedtemperaturewashigherthan1173K.ThisindicatesthattheaddedcalciumcompoundintheRDFseffectivelycontrolledtheHClemissions.#2000ElsevierScienceLtd.Allrightsreserved.Keywords:Refusederivedfuel;Fluidizedbed;Combustion;Fluegas1IntroductionInJapan,about51106tonsofmunicipalwaste(MW)aregeneratedannuallyand,amongthem,about77%areincineratedtoreducetheirvolume Inrecentyears,duetoeffectiveseparation,theheatingvalueoftheincinerableMWhasbeenincreasedtoabout2500kcal/kgandmuchattentionisbeingpaidtothedevelopmentofrefusederivedfuel(RDF)forfluidizedbedcombustionwithinsitudesulfurization.MostofJapanese'sRDFsaredensifiedtype,whicharemanufacturedbyaddingcalciumcompoundsandareclassifiedasRDF-5byASTMstandard.TheRDFshavebasicallythesameenergypotentialascoalafterbeingcrushed,driedandsolidifiedandtheirheatingvaluescanbeover3500kcal/kg. Ingeneral,RDFiseasytohandlefortransportationandstorageandthecalcium-basedsorbentinreformedRDFcancarryoutthedesulfurizationanddehydrochlorinationduringburningsothatitispossiblealsotoreducetheformationofdioxin.Inorderto