热能与动力工程开题报告

本科生毕业设计（论文）开题报告题目：东锅660MW电站锅炉热力设计

学院：机电工程系热能与动力工程

专业：热能与动力工程

班级：热能122班

学号：5902112056

姓名：徐志鹏

指导教师：余廷芳

填表日期：2016 年 3 月15 日

一、选题的目的及意义

火力发电是我国主要的发电方式，电站锅炉作为火力电站的三大主机设备之一，伴随着我国火电行业的发展而发展。近年来，环保节能成为中国电力工业结构调整的重要方向，火电行业在“上大压小”的政策导向下积极推进产业结构优化升级，关闭大批能效低、污染重的小火电机组，在很大程度上加快了国内火电设备的更新换代。中国的电站锅炉产业，它既不是“朝阳产业”，也不是“夕阳产业”，而是与人类共存的永恒产业。伴随我国国民经济的蓬勃发展，近年来工业锅炉制造业取得了长足的进步。其突出成效是：行业标准日益规范，技术水平逐步提高，产品品种不断增加，经济规模显著扩大。据《2013-2017年中国电站锅炉行业深度调研与投资预测分析报告》[1] 显示，2011年1-12月，电站锅炉及辅助设备制造业销售收入总额达到（规模以上工业企业销售收入之和）1447.276亿元，同比增长21.69%；利润总额达到113.940亿元，同比增长40.06%。2012年1-9月，锅炉及辅助设备制造业销售收入总额达到1089.477亿元，同比增长7.59%；利润总额达到73.914亿元，同比增长2.89%。

我国电站锅炉行业是一个不断发展的产业，同时锅炉行业和企业也面临着各种挑战。锅炉行业必须坚持市场导向战略，紧紧依靠科技进步，依靠科技创新，在国家能源和环保政策的引导下，调整企业结构和产品结构，制造销售符合市场需求的锅炉才能在激烈的市场竞争中占有一席之地。“十二五”期间，火力发电在全国电力中的比例将下降4-5个百分点，然而中国煤炭丰富、电力偏紧的资源特征决定了在今后相当长的一段时间内，火力发电仍将在电力工业中占据重要地位。前瞻产业研究院表示，虽然当前火电发展增速减慢，但长远来看，在环保技术进步、发电成本降低、电力需求增加等积极因素的推动下，火电行业未来发展前景较为乐观。由此可见，火电站用燃煤锅炉市场发展潜力巨大，其中CFB锅炉、IGCC气化炉的增长潜力将更为显著。

通过对电厂燃煤的分析以及锅炉总体设计，有利于提高电厂燃煤的利用率，减少污染物的排放，提高锅炉效率，研究结果对燃煤电站锅炉实现更加经济、环保运行有重要指导意义。锅炉未来的发展将进一步提高锅炉和电站热效率；降低锅炉和电站的单位功率的设备造价；提高锅炉机组的运行灵活性和自动化水平；发展更多锅炉品种以适应不同的燃料；提高锅炉机组及其辅助设备的运行可靠

性；减少对环境的污染。

二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）

我国电站锅炉的发展经历学习国外技术，自力更生，引进、消化吸收、优化创新，全面发展的阶段。20 世纪 50 年代实现了从无到有，蒸汽温度达到 450 ℃;

60 ～ 80 年代自主研制了高压和超高压锅炉，逐渐形成自主研发能力，开发了配100MW 机组的410 t / h 高压锅炉和配 200 MW 机组的 670 t/h 超高压锅炉;

80 年代以后，引进、消化吸收了美国 CE 公司 300 － 600 MW 亚临界控制循环锅炉技术，首台 300 MW 亚临界锅炉安装在山东石横电厂，600 MW 亚临界锅炉安装在安徽平圩电厂; 进入新世纪，我国电站锅炉技术跨进了世界先进水平行列，开发了 600 － 1 000 MW 超超临界二次再热锅炉，300 － 600 MW 大型循环流化床锅炉、余热锅炉。目前我国已能制造适合多煤种、不同燃烧方式、不同炉型的全系列产品，形成了从中压、高压、超高压到亚临界、超临界、超超临界及高效超超临界等一系列不同压力等级的电站锅炉，并远销世界各地。

目前，国内形成了以哈尔滨锅炉厂、东方锅炉厂、上海锅炉厂三大中国电站锅炉制造和研发基地，三大锅炉制造厂占有市场份额 90% 左右。

第 21 届联合国气候变化大会，习近平代表中国政府承诺，中国将于 2030 年左右使二氧化碳排放达到峰值并争取尽早实现，2030 年单位国内生产总值二氧化碳排放比 2005 年下降 60% －65%。根据2015 年12月2 日国务院常务会议的决定，2020 年前对燃煤机组全面实施超低排放和节能改造，使所有现役电厂每千瓦时平均煤耗低于 310 克、新建电厂平均煤耗低于 300 克，对落后产能和不符合相关强制性标准要求的坚决淘汰关停，东、中部地区要提前至 2017 年和 2018 年达标。而我国是煤炭大国，以煤电为主的格局短期不会改变，电站锅炉行业要得到持续发展，则必须满足两大要求: 一是提高效率，提升经济利益; 二是降低污染排放，保护环境走可持续道路。未来我国电站锅炉行业面临着提高效率同时降低污染排放的双重任务，因此开发高效清洁燃煤电站锅炉势在必行，在新的形势下，电站锅炉行业的总体技术走向是：二次再热超超临界高效清洁燃煤电站锅炉、700℃等级先进超超临界燃煤发电锅炉、大容量、高参数燃用准东煤锅炉、高效循环流化床锅炉

三、本课题研究内容

（1）确定锅炉燃烧煤质，并进行煤的元素分析校核。

（2）锅炉总体布置设计。指锅炉炉膛和其中的受热面、对流烟道和其中的各对流受热面的布置。

（3）燃烧产物和锅炉热平衡计算

（4）炉膛设计和热力计算

（5）锅炉燃烧型式的选择、锅炉燃烧器的选择

（6）主要对流受热面的热力计算

（7）风烟系统的布置与设计计算。

（8）热力设计计算数据汇总

（9）绘制锅炉总体布置图、锅炉汽水系统图、锅炉烟风系统图。

四、本课题研究方案

根据计算任务的不同，可分为设计（结构）热力计算和校核热力计算两种。整体校核热力计算过程的顺序：

（1）列出热力计算的主要原始数据，包括锅炉主要参数和燃料特性参数。（2）根据燃料、燃烧方式及锅炉结构布置特点，进行锅炉通道空气量平衡计算

α）的燃烧计算

（3）理论工况下（1

=

（4）计算锅炉通道内延期的特性参数

（5）绘制烟气温焓表

（6）锅炉热平衡计算和燃料消耗量的估算

（7）锅炉炉膛热力计算

（8）按烟气流向对各受热面依次进行热力计算