论文总字数：32570字

摘 要

目前，固有的能源储量已经越来越少，除了开发新的清洁能源外，在能源的节约方面我们也应该加大力度。余热锅炉就是很好的节能设备，它可以把那些被浪费掉的热量二次利用，大大地提高了能源的利用效率。

本课题就是根据工厂排放的高温烟气而设计的一台余热锅炉，余热锅炉采用全膜式壁结构，由膜式壁构成2个辐射室进行换热。烟气从锅炉顶部引入辐射换热室1，经过换热后再进入换热室2，最后排向外界。膜式壁中的水通过吸收热量变成水和蒸汽的混合物，由导汽管进入汽包中进行蒸汽的分离，获得的高品质的蒸汽通过管道接入用户使用。同时汽包中分离的水通过下降管再进入到膜式壁管子中进行循环利用。锅筒中除了需要进行汽水的分离，还要加入一些化学物质调节炉水的酸碱度，防止炉水因为过酸或者过碱对管子产生腐蚀。因为本项目中烟气里面的灰尘比较大，我们还要设置吹灰装置和灰斗，把烟其中的灰尘最大限度的排出炉外，防止灰尘附着在受热面上对换热效果产生影响。膜式壁外部需要设置护板和保温，保温材料采用陶瓷纤维棉。在温度和压力较高的地方需要设置测点，确保锅炉安全运行。

关键词：锅炉本体；全膜式壁；水管锅炉；热力计算

Abstract

At present, The inherent energy reserves have become less and less, in addition to the development of new clean energy, we should also increase efforts in energy conservation. The waste heat boiler is a very good energy-saving equipment, it can reuse the wasted heat, greatly improving the efficiency of energy use.

This subject is a waste heat boiler designed according to the high-temperature flue gas emitted by the factory. The waste heat boiler adopts a full-membrane wall structure, and the membrane wall forms two radiation chambers for heat exchange. The flue gas is introduced into the radiation heat exchange chamber 1 from the top of the boiler, and then enters the heat exchange chamber 2 after heat exchange, and finally discharged to the outside. The water in the membrane wall becomes a mixture of water and steam by absorbing heat, and then enters the steam drum through the steam guide tube to separate the steam. At the same time, the water separated in the steam drum enters the membrane wall pipe through the downcomer and is recycled. In addition to the separation of soda water in the drum, some chemicals are added to adjust the acidity and alkalinity of the boiler water to prevent the boiler water from corroding the pipe due to excessive acid or alkali. Because the dust in the flue gas in this project is relatively large, we also need to set up a soot blowing device and an ash hopper to discharge the dust in the smoke to the maximum extent to prevent the dust from adhering to the heated surface and affecting the heat exchange effect. The outside of the membrane wall needs to be provided with a protective plate and heat insulation, and the insulation material is ceramic fiber cotton. It is necessary to set measuring points in places with high temperature and pressure to ensure the safe operation of the boiler.

Key Words: Boiler；Full-membrane wall；Water tube boiler；Thermal calculation.

目录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

目录 1

第一章 绪论 4

1.1余热概述 4

1.2余热利用分类 4

1.2.1 直接利用 4

1.2.2 间接利用 4

1.2.3 综合利用 4

1.3 锅炉行业简介 5

1.3.1 电站锅炉 5

1.3.2 工业锅炉 5

1.3.3 锅炉部件及结构 5

1.4 余热锅炉 6

1.4.1 余热锅炉简述 6

1.4.2 余热锅炉与常规锅炉的区别 6

第二章 锅炉的设计 8

2.1 设计概述 8

2.2 锅炉结构 8

2.3 锅炉部件特性 8

2.3.1 锅筒 8

2.3.2锅内装置 8

2.3.3连续排污 9

2.3.4间接排污 9

2.3.5烟气系统 9

2.3.6汽水系统 9

第三章 锅炉性能设计计算 10

3.1 设计参数 10

3.2 热力计算 10

3.2.1烟气量和焓的计算 10

3.2.1.1烟气量 10

3.2.1.2烟气的焓 10

3.2.2余热锅炉的热平衡 12

3.2.2.1进入余热锅炉的总热量 12

3.2.2.2余热锅炉的余热利用率 12

3.2.3膜式水冷壁辐射室1换热计算 13

3.2.3.1隔墙水冷壁受热面积 14

3.2.3.2后墙水冷壁受热面积 14

3.2.3.3左后侧墙水冷壁受热面积 14

3.2.3.4右后侧墙水冷壁受热面积 15

3.2.3.5水冷壁总受热面积 15

3.2.3.6有效辐射层厚度 15

3.2.3.7辐射冷却室换热计算 15

3.2.4膜式水冷壁辐射室2换热计算 18

3.2.4.1隔墙水冷壁受热面积 18

3.2.4.2前墙水冷壁受热面积 18

3.2.4.3左前侧墙水冷壁受热面积 19

3.2.4.4右前侧墙水冷壁受热面积 19

3.2.4.5水冷壁总受热面积 19

3.2.4.6有效辐射层厚度 19

3.2.4.7辐射冷却室换热计算 19

3.3 性能汇总表 22

第四章 锅炉强度计算 23

4.1 锅炉强度计算的意义 23

4.2 锅炉强度计算书 23

第五章 结论与展望 56

5.1 余热锅炉未来的展望 56

致谢 57

参考文献 58

1. 绪论

1.1余热概述

余热是指那些直接被排放到大气中的热量，属于二次能源。余热在工业和农业生产中普遍存在，比如在石化、造纸、化工、冶金等行业都存在余热。由于我国工业发展相较于发达国家技术落后，截止到2008年底，我国能源利用率只达到了30％左右，能源在转化和利用过程中，绝大部分能源都因为转化和利用效率低而被白白地浪费掉。假如我们把这些浪费掉的余热有效利用起来，不仅可以节约大量能源，降低成本，而且还可以减少碳排放量，减少大气污染。目前，发展余热利用技术已经是迫在眉睫，成为了工业生产中必不可少的组成部分。我国目前的余热利用技术相较于发达国家还是比较落后的，而我国又是生产大国，因此余热利用对于我国的可持续发展有着至关重要的作用。

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