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  • 锅炉设计开题报告毕业论文题目:WNS3-1.25-Y全自动燃油蒸汽锅炉设计
    姓名:徐长昊
    专业班级:过程装备与控制工程1505班
    学号:1503020529

    1.任务课题的基本学习与理解
    ⑴课题的研究价值与研究目的(锅炉技术的价值及实际指导意义)
    【11】锅炉是国民经济中重要的供应蒸汽的设备,同时也是炼化企业动力车间常用设备。电力,机械,冶金,化工等领域,以及工业及民用采暖都需要锅炉供给大量的蒸汽,由所需蒸汽量与工业生产性质不同,其规格,结构,性能也不尽相同。现代电力工业与炼油企业规模巨大,发展迅速的先行工业,炼油动力车间一班容量巨大,对蒸汽参数以及锅炉性能有着很高的要求,在炼油锅炉的设计、制造与运行技术上我国已经达到了很高的水平。产品的发展也越来越优良。根据国家质检总局特种设备安全监察局的相关统计资料,截止2014年,我国工业锅炉总数达到61.06万台,而对于目前仍采用手烧加煤,【9】间歇燃烧方式的小型固定炉排锅炉,必将遭到淘汰,取而代之的是新开发的新型锅炉,促进了锅炉行业的快速发展。然而随着锅炉行业及传统经济体
    的发展,能源匮乏的现象越来越严重,【7】根据我国中长期技术发展规划
    纲要(2006-2020)和一十五科技攻关计划发展纲要已经将能源的清洁开发以及燃煤污染物的综合控制及利用的技术与装备明确为重点研究内容,这也意味着锅炉的发展必将朝着节能,占地小,效率高,污染低的方向发展,而本次课题的研究,主要是结合国内外先进的技术,研究并选择国内外最优的WNS3-1.25-Y全自动燃油蒸汽锅炉设计方案,满足了效率高,成本低,占地小,稳定节能的特点,满足国家相关部门的环保要求,很好地改善居住和投资环境,是目前锅炉行业及工业生产需要发展的趋势,近些年来,燃油锅炉在结构和性能上不断改进,技术已经逐步成熟,是国内外锅炉技术在节能、高效上的代表,因此我们选择了WNS3-1.25-Y全自动燃油蒸汽锅炉设计课题,希望在了解与学习国内外先进技术的同时,进行WNS3-1.25-Y全自动燃油蒸汽锅炉设计,。
    ⑵课题的背景分析(课题所涉问题国内外的研究现状及发展趋势)
    ①国外WNS3-1.25-Y全自动燃油蒸汽锅炉研究现状:
    目前的WNS系列卧式内燃锅炉是锅壳式三回程湿背燃油锅炉。【8】燃烧室由波形炉胆和湿烟室(转烟室)构成 ,基本原理为燃料经燃烧器雾化后,形成的火炬充满在全波形炉胆内,并通过炉胆壁传递辐射热,此为第一回程。燃烧产生的高温烟气在回燃室内汇聚,转向进入第二回程,即螺纹烟管管束区,经对流换热后,烟气温度逐渐降低后至前烟箱,并在此转向进入第三回程,即光管管束区,随后经后烟箱流入烟囱,最后排入大气。
    通过国内外相关技术资料的查询,【9】比较各类能源及形式的锅炉后,总结出目前WNS3-1.25-Y全自动燃油蒸汽锅炉在结构设计及性能方面以下特点及先进性【3】:
    a:采用全对接焊缝湿背式结构。高温烟气都被炉水所包围, 既有效利用受热面又能避免了象干背锅炉那样后烟箱长期受高温烟气的直接冲刷,烟气短路,容易损坏而不得不停炉检修的缺点,确保锅炉安全可靠运行,从而使锅炉的正常运行周期延长。
    b:螺纹烟管与光管组合构成高温烟气与炉水间充分换热的对流受热面,第二回程烟管束为螺纹烟管,当烟气从管内流过时,由于螺纹突筋存在使靠近壁面的流体受到扰动,沿边界的层流状态改变成为紊流状态,使工质与管壁间的对流传热得到强化,使传热系数增加,提高了锅炉热效率。
    c:采用低位燃烧室,即波形炉胆布置在低位,锅炉具有较大的蒸汽空间,保证较好的蒸汽品质, 同时使最高烟气温度远离水位表面,最大限度地防止缺水事故,加上双重独立的水位控制报警及压力控制系统
    ,使锅炉运行安全可靠。例如美国【5】Ultramax公司的燃烧优化技术,Pegasus公司的Power Pefecter燃烧优化技术等。
    d:锅炉前后均设有看火孔可观测燃烧情况,在燃烧室后部检查孔中设有一弹簧式防爆门,万一点火爆燃时起泄压作用,泄压后自行恢复原状。
    e:前后烟箱设有可拆卸烟箱门,使锅炉内部清扫及维修极为方便。
    f:采用科光871高温胶泥代替普通耐火泥涂抹烟箱隔热层的向火表面,保护绝热材料不被高温烟气带走而堵塞烟管, 采用轻型保温材酸铝纤维毯,重量轻、保温性能好,减少了锅炉散热损失。
    g:锅炉本体及烟管束全部采用焊接结构,与胀接结构相比可靠性进一步提高,维修费用进一步降低。
    h:可靠的安全保护系统设计对全自动控制的油炉至关重要。本锅炉对直接影响锅炉安全运行的水位、压力、燃烧等因素,除配备有完善的全自动控制装置外, 还配有多种安全保护装置。水位监视UQK-31、
    UQK-32浮球水位控制器。UQK-31控制器作为锅炉给水自动制,UQK-32警报器作为锅炉高低水位警报。压力控制设有3个YwK -50-C压力控制器,通过这三个压力控制器分别完成:负荷调节、第一超压停炉保护和第二超压停炉保护。控制系统对不论是点火失败,还是燃烧过程中发生意外熄火,均自动停止向炉膛喷油,并发出声光报警,最大程度保证设备安全。
    目前国外的锅炉设计常采用三维流体动力学设计软件(CFD)设计,通过架设一些虚拟的管道和设备,来模拟实际工作过程中可能出现的种种情况,来达到快速做出改进方案的目的。
    附WNS3-1.25-Y全自动燃油蒸汽锅炉主要技术参数【2】:
    产品型号:WN3S-1.25-Y
    额定蒸发量:3t/h
    工作压力:1.25MPa
    蒸汽温度:193.3℃(饱和)
    给水温度:20℃
    受热面积:76.7m2
    设计热效率:8%
    设计燃料:0号柴油或60号重油
    燃烧方式:压力雾化微正压燃烧
    控制方式:全自动控制
    ②国内工业锅炉的发展现状及技术缺陷:
    a:发展现状:目前我国国内工业锅炉50%以上用于各主要工业部门。【1】据统计,在我国工业生产中需要大量用热的部门,主要是轻纺和化学工业,其用热温区和用量比例,和美国1977年对全国工业用热的调查估计大体一致,工业用热的参数范围大约在300℃和1.0MPa以下。2018年4月,中国工业锅炉产量29689.7蒸发量吨,同比减少6.4%。2018年1-4月中国工业锅炉累计产量104937.3蒸发量吨,累计减少4.2%。具体来看,2017年中国工业锅炉累计产量为433674.7蒸发量吨,预计2018年中国工业锅炉累计产量将413667.5蒸发量吨。
    我国工业锅炉主要需求市场分布(单位:%)

       


    2017-2018年工业锅炉当月累计产量及同比增长走势

    b:国内锅炉技术缺陷:虽然我国大型加工厂以及行业龙头企业都已实现清洁能源的锅炉应用,然而目前我国的许多工厂的锅炉还停留在燃煤阶段,大部分工业锅炉仍为燃煤锅炉,其效率低,而且由于煤含硫化物等较多,污染和噪音都相对较大。根据中国锅炉网发布的相关数据,截止至2016年,中国仍有80%的工业锅炉为燃煤锅炉,其成本及危害都在较高水平,燃油燃气锅炉技术并不成熟,在运行过程中问题较多,对【4】进油量、油内成分、空气流速及混合气体成分控制无法精确导致会经常出现堵塞、腐蚀、漏风、熄火等故障,相比国外全自动控制内燃锅炉,在稳定性及性能方面还有一定距离。
    ③工业锅炉发展趋势:未来轻纺工业、能源工业、建材、建筑业、化学工业、冶金工业、交通运输业和军工部门等仍将是工业锅炉的主要市场。
    【6】2018-2022年中国工业锅炉产量预测(单位:万蒸发量吨,%)...
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