摘 要
这次毕业设计是工程程改造设计，难度较大，特别是尾部受热面的计算，因需把原来的省煤器、空气预热器单级布置改造成交错布置，需要经多次计算，排烟烟温度才能达到设计要求。 因要把原来的锅炉出力由35t/h提高到40t/h，而且又要解决原来过热蒸汽温度达不到450℃、过热蒸汽压力达不到3.82MPa 、排烟温度高达170℃等问题。因此，首先要对原来的锅炉进行增容改造并把光管水冷壁改成膜式水冷壁。炉膛增容的具体办法是将炉膛下部及底部水冷壁下降2米左右；其次要增加省煤器的受热面积，以满足增加出力的要求，这样，原来省煤器和空气预热器的单级布置就要改造成交错布置，才能保证热风温度和排烟温度达到要求以满足高炉煤气的燃烧条件和降低排烟温度的要求；接下来还要增加过热器的受热面积满足增容和提高蒸汽温度、压力的要求；最后是对引风机、炉墙等其它部件作相应的改造。
关键词：工程改造设计 酸洗设备锅炉出力 提高 降低排烟温度 高炉煤气
The graduation design of the engineering design process, it is quite difficult, especially the tail of the heating surface, the original due to the economizer, air preheater layout of single-turnover wrong layout, the needs of many of smoke temperature can meet the design requirements. ck666
Due to the original boiler output from 35 t / h to 40 t / h, but also solve the original superheated steam temperature of less than 450 ℃, superheated steam pressure of less than 3.82 MPa, the exhaust gas temperature of up to 170 ℃, and other issues. Therefore, we must first original boiler Rehabilitation and waterwall tubes into the water wall membrane. Compatibility furnace is the specific method will be at the bottom of the furnace water wall and the bottom fell about two meters; Second, we must increase the heat economizer area, increase output to meet the requirements of the case, the original economizer and air preheater single Layout level of transactions to the wrong settings, can guarantee air temperature and exhaust gas temperature of blast furnace gas to meet the requirements of the combustion flue gas temperature conditions and reduce the dem
and to increase next superheater area to meet the heating steam temperature and improve Compatibilization and pressure requirements; Finally, a Fan, and other parts of the wall for the corresponding transformation.
Key words: engineering design boiler output increase
reduce exhaust gas temperature blast furnace gas
目 录
第1章 前言
第2章 原35t/h锅炉简介及改造要求
第3章 锅炉热力计算
第4章 35t/h锅炉改造方案
第5章 结论
第6章 谢辞
附录
参考文献
第1章 前言
1.1 背景及现状
为适合我国当前可持续发展的产业政策，达到节约资源、降低成本和环境保护的要求，提高企业经济效益。新余钢铁公司第一动力厂决定对其一台35t/h中温中压焦炉煤气锅炉实施技术改造,将其改造为高炉煤气锅炉。
新余钢铁公司第一动力厂的该台储酒罐35t/h锅炉型号为DG35/39-3，由东方锅炉厂1980年设计制造，1984年安装，1985年正式投产运行。该锅炉至今已运行达二十年，部分设备已老化，部分经过改造更换。
由于该公司的焦炉煤气热值高、品质好，广泛运用于新钢公司的加热炉、锅炉等燃烧设备以及新钢居民生活用气和新余市部分居民生活用气，因此，焦炉煤气较为紧缺。而该公司的高炉煤气较为充裕，尽管该公司加大高炉煤气的回收力度，仍有少部分高炉煤气向空放散，浪费了可贵的能源，污染了大气环境。为了缓解这一矛盾，新钢公司第一动力厂考虑将该锅炉在不烧焦炉煤气 、即全烧高炉煤气的情况下，锅炉出力由原来的35t/h提高到40t/h，以充分利用富余的高炉煤气。
另外，由于该锅炉目前的出力难以达到35t/h；过热蒸汽温度难以达到450℃；过热蒸汽压力也难以达到3.82Mpa；锅炉排烟温度高达170℃以上；且负荷较高时，炉膛负压难以保持。
最后，由于该台35t/h锅炉运行时间已达23年，部分设备已老化，需要更换。
综合上述种种因素，该厂认为该锅炉的改造势在必行。
1.2 本文主要工作
我们知道，高炉煤气的热值低，在同等负荷的条件下，烟气量就要增加。因要把原来的35t/
h燃气锅炉改造成40t/h燃气锅炉，且要全烧高炉煤气，炉膛就要增加不少；因原锅炉过热蒸汽压力、温度都达不到要求，而且锅炉出力要增加，因此，锅炉的过热器受热面积也要增加；要增加锅炉出力，对锅炉出力影响大的省煤器的受热面积也要增加；因省煤器的受热面积要增加，为了保证热风温度以满足高炉煤气的燃烧要求，就要把一级空气预热器布置在高温区，也就是把原来的省煤器、空气预热器的单级布置改成双级交错布置；因有一级空气预热器布置在高温区，这样，空气预热器的受热面积就要减少。
本文主要是说明及论述原35t/h锅炉的技术规范及改造要求，锅炉的热力计算方法、引用标准及计算流程，和炉膛、过热器、省煤器、空气预热器的改造方案。
第2无人机北京天宇创通章 原35t/h锅炉简介及改造要求
2.1 原锅炉简介
2.1.1 原锅炉技术规范
2.1.1.1 原锅炉主要设计参数
锅炉蒸发量：35t/h；
锅炉额定蒸汽温度：450℃；
锅炉额定蒸汽压力：3.82Mpa;
锅炉给水温度：104℃；
2.1.1.2 原锅炉主要受热面尺寸
受热面名称 | 受热面积 （陶瓷发簪m2） | 管子规格 (管径×壁厚) mm×mm | 横向排数 | 纵向排数 |
炉膛 | 180 | 60×3 | | |
防渣管 | 36.77 | 60×3 | 21 | 3 |
一级过热器 | 109.87 | 42×3.5 | 45 | 8 |
二级过热器 | 75 | 32×3 | 44 | 16 |
省煤器 | 374 | 32×3 | 16 | 60 |
空气预热器 | 1550 | 40×1.5 | 66 | 36 |
| | | | |
2.1.2 锅炉汽水系统工艺流程
2.1.2.1 过热蒸气系统的流程
汽包 顶棚过热器 二级过热器 面式减温器 一级过热器 过热器出口集汽箱 汽轮机或减温减压器
2.1.2.2水系统的流程
给水 低温省煤器进口集箱 低温省煤器管束 低温省煤器出口集箱 高温省煤器进口集箱 高温省煤器管束 高温省煤器出口集箱 汽包
锅炉结构简介
锅炉为单汽包，自然循环煤气炉，呈∏形布置。其结构上的主要特点是炉膛部分采用悬吊而水平烟道和尾部采用支撑的形式,锅炉支于顶梁上,现分述如下： 1、锅筒采用内径为Ø1400mm、厚度46 mm、材料用全自动淘洗磁选机20g锅炉钢板卷制而成,内装置16个旋风分离器一排布置,其平均负荷为2.5t/h,最大负荷为3.12t/h,另装置4个配水箱,分别布置在4
根给水出口,锅筒内还装有连续排污及加药装置。
2、水冷壁为全焊膜式水冷壁，共有10个循环回路，两侧墙各由3个回路组成，前后墙由两个回路组成。下降管采用24根Ø108×4.5mm管子，由锅筒下方引到水冷壁下集箱组成回路。水冷壁采用Ø60×3mm锅炉钢管，由于锅炉炉膛采用敷管轻型炉墙，故水冷壁节距采用64mm小节距。
水冷壁采用悬吊结构，运行时自由向下膨胀，前水冷壁悬挂采用弹簧吊杆装置，用来补偿由于吊点标高不同而引起的膨胀差值。
3、燃烧器包括主燃烧器和辅助燃烧器两部分。
主燃烧器燃料为自产高炉煤气，按100%负荷设计，煤气耗量为27.9×103Nm3/h，采用引射式无焰高炉煤气燃烧器,共3只,布置于前墙,单只燃烧器的耗气量为9.3×103Nm3/h.。实际运行时，若高炉煤气特性有变化，引起燃烧不稳定时，可用布置在侧墙上的2只辅助燃烧器燃用焦炉煤气来稳燃。
辅助燃烧器燃料为焦炉煤气，采用旋流式，共5只，其中3只布置在前墙，按75%负荷考虑，单只出力为25%负荷，另2只分别布置在两侧墙，按25%负荷考虑，单只出力、流量均为布置在前墙的焦炉煤气燃烧器的50%，它不仅在锅炉全部燃用焦炉煤气时承担25%负荷，而且在燃用高炉煤气时可作点火稳燃用。焦炉煤气燃烧器采用火把点火，点火时把火把从燃烧器中心管送入。
4、饱和蒸汽由锅筒顶部引出后，经顶棚过热器到二级对流过热器，随后经喷水减温器后进入一级过热器，最后由过热器出口集箱端部引出。二级过热器采用Ø32×3mm管子错列布置，可加强热交换，节约钢材。一级过热器前半部分采用Ø42×3.5管子顺列布置，金属材料采用15CrMo, 后半部分采用Ø42×3.5管子错列布置，金属材料采用20g钢管。过热器管子都吊挂在顶板上。
5、尾部采用单级布置，整个重量均支撑于钢架上。空气预热器共三个流程；省煤器分二组,共60排。
6、锅炉顶部考虑到穿管部分的密封性，除了在结构上采用措施外，用薄钢板将炉顶穿管部分局部包封。
7、整个锅炉按室内布置。锅炉构架除承受本体负荷外，还可适当负担部分运转层烟风道等负重。
8、平台、走道用空格拉网板制成。
9、锅炉炉膛部分采用敷管式轻型炉墙，炉墙外有护板包封。其余部分采用一般性轻型炉墙。炉墙材料采用耐火混凝土、绝热混凝土和珍珠岩组成。
2.2 改造要求
2.2.1 原则
改造遵循安全、可靠、稳定、经济、高效、快捷的原则，即在保证锅炉性能的前提下，尽可能地利用原有锅炉的零部件、厂房及锅炉基础。
2.2.2锅炉改造后达到的效果
锅炉蒸发量为40t/h；
锅炉额定蒸汽温度450℃；
锅炉额定蒸汽压力3.82Mpa;
锅炉排烟温度150℃；
锅炉热效率88%。
第3章 锅炉热力计算
3.1 锅炉热力计算方法、标准及计算流程
本次设计的热力计算方法采用校核法，即对指定的锅炉型式作锅炉受热面的整体布置并进行额定负荷下的热力计算，决定受热的尺寸和布置。热力计算采用《工业锅炉计算标准方法》。计算顺序为
1、按设计任务书要求列出原始数据；
2、根据燃料性质、燃烧方式、锅炉构造进行空气平衡计算；
3、根据各受热面入口、出口的过量空气系数，进行理论空气量、烟气量的计算及编制烟气性质表和焓温表；
4、假定排烟温度后进行热平衡计算，确定各项热损失，计算锅炉效率和燃料消耗量（包括实际和计算燃料消耗量），算出保热系数；
5、进行炉膛设计布置后，假定预热空气温度后作炉内传热计算；
6、按烟气流动方向对烟道内的各个受热面，自防渣管至低温空气预热器依次进行热力计算，各受热面分两步进行，先作结构特性计算，后作传热计算；
7、热力计算数据的修正和热平衡计算误差的校核；
8、列出整个锅炉机组的主要热力计算数据的汇总表。
上述计算一般用表格的方式进行。
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