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4t/h生物质成型燃料机烧炉受热面及送引风系统设计与研究

作　者: 温宝辉
导　师: 刘圣勇
学　校: 河南农业大学
专　业: 农业生物环境与能源工程
关键词: 生物质成型燃料机烧炉受热面送引风系统设计性能试验
分类号: TK6
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

目前，能源短缺和生态环境恶化已经成为全球危机，世界各国开始寻找更加清洁的能源代替化石能源。生物质能由于其可再生性、丰富性和清洁性的特点，已经成为世界各国广泛关注和研究的热点。我国的能源消耗主要以煤炭为主，而工业锅炉是煤炭消耗的主要因素，煤的燃烧也是CO2、SOx、NOx等污染物形成的主要原因，因此开发生物质燃料对缓解我国能源过渡消耗和环境污染具有重要意义。目前关于生物质成型燃料的研究相对比较成熟，生物质成型燃烧技术以其简便、可行性强，应用范围广等特点，成为一种有效利用生物质能的方式之一，比较适合在我国应用。本文针对我国生物质成型燃料锅炉尚不成熟，机械化程度不高的现状，提出了4t/h生物质成型燃料机烧炉受热面及送引风系统的设计与研究这一课题。本文在查阅大量资料及相关手册的基础上，进行了比较复杂的结构计算及传热计算，设计出4t/h生物质成型燃料机烧炉的受热面及送引风系统，在额定工况下对受热面及送引风系统进行了性能试验，并对受热面进行火用经济分析，最后在额定工况下对4t/h生物质成型燃料机烧炉进行正反平衡试验，从整体运行指标来对受热面及送引风系统进行评价，得出主要结论如下：（1）4t/h生物质成型燃料机烧炉的辐射受热面布置在炉膛及燃烬室中，对流受热面包括对流管束及省煤器，辐射受热面积为17.21m~2，对流受热面积为145.6m~2；（2）经过通风计算，确定出烟道的全压降为1253Pa，风道的全压降为1124.76Pa，并据此选择出合适的送风机和引风机，送风机型号为G4-726C，引风机型号为Y6-417.1C；（3）受热面及送引风系统性能试验结果表明：辐射受热面、对流受热面、尾部受热面的热效率分别为97.7%、98.1%、98.6%，火用效率分别为55.43%、60.43%、69.51%；送风机及引风机的效率为72.3%，61.1%。受热面及送引风系统的实际运行参数能够达到设计值要求，并具有较好的性能；（4）通过受热面火用经济分析，发现随着受热面烟气流速的增加，单位传热量的总费用先是逐渐减小，之后逐渐增大，当受热面烟气流速为11m/s时，单位传热量的总费用最小；（5）在额定工况下，锅炉的热效率达78.36%，锅炉排烟中SO2、CO、烟尘含量符合环保要求，说明受热面及送引风系统的设计能够满足锅炉整体运行的要求，锅炉的实际运行水平能够达到设计要求。

全文目录

致谢  4-7
摘要  7-8
1 概述  8-13
  1.1 能源现状  8-9
  1.2 生物质燃烧技术  9-10
  1.3 研究背景  10
  1.4 生物质成型技术及燃烧设备的研究现状  10-12
    1.4.1 国外研究现状  10-11
    1.4.2 国内研究现状  11-12
  1.5 课题研究的内容及意义  12-13
    1.5.1 课题研究的意义  12
    1.5.2 研究内容  12-13
2 锅炉结构形式及辅助计算  13-20
  2.1 锅炉结构形式  13
  2.2 锅炉设计参数  13-14
  2.3 辅助计算  14-19
    2.3.1 燃料燃烧计算  15-18
    2.3.2 锅炉的热平衡计算  18-19
  2.4 本章小结  19-20
3 受热面的设计  20-33
  3.1 辐射受热面的设计  20-26
    3.1.1 辐射受热面的计算方法  20-22
    3.1.2 炉膛辐射受热面的结构计算  22-23
    3.1.3 炉膛辐射受热面的传热计算  23-24
    3.1.4 燃烬室辐射受热面的结构计算  24-25
    3.1.5 燃烬室辐射受热面的传热计算  25-26
  3.2 对流受热面的设计  26-31
    3.2.1 对流受热面的计算方法  26-27
    3.2.2 对流管束的结构计算  27-28
    3.2.3 对流管束的传热计算  28-29
    3.2.4 锅炉省煤器的结构计算  29-30
    3.2.5 锅炉省煤器的传热计算  30-31
  3.3 受热面的热力计算汇总  31
  3.4 本章小结  31-33
4 送引风系统的设计  33-41
  4.1 送引风系统设计概述  33
  4.2 烟道的阻力计算  33-37
    4.2.1 烟道全部流动阻力计算  34-36
    4.2.2 烟道自生通风力计算  36
    4.2.3 烟道全压降的计算  36-37
  4.3 风道的阻力计算  37-38
    4.3.1 风道总阻力的计算  37-38
    4.3.2 锅炉风道全压降的计算  38
  4.4 风机的计算和选择  38-40
    4.4.1 引风机计算和选择  39
    4.4.2 送风机计算和选择  39-40
  4.5 本章小结  40-41
5 受热面及送引风系统性能试验与分析  41-51
  5.1 试验目的  41
  5.2 试验方法  41-42
  5.3 试验仪器  42
  5.4 试验结果与分析  42-49
    5.4.1 受热面及送引风系统性能试验  42-45
    5.4.2 受热面的火用经济分析  45-47
    5.4.3 锅炉正反平衡试验  47-49
  5.5 本章小结  49-51
6 结论与建议  51-53
  6.1 结论  51
  6.2 建议  51-53
参考文献  53-56
ABSTRACT  56-57

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