煤粉爐設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、J I A N G S U U N I V E R S I T Y熱動(dòng)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)煤粉爐設(shè)計(jì)所屬學(xué)院：能動(dòng)學(xué)院學(xué)生班級(jí)：熱能0901班姓名姓名：郭楠姓名學(xué)號(hào)：3090202024指導(dǎo)老師：張敏摘要 ：工業(yè)鍋爐作為國內(nèi)主要的熱能動(dòng)力設(shè)備， 一直是研究的重點(diǎn)。 對(duì)于容量超 過 35t/h 的鍋爐，人們常常采用煤粉爐。煤粉爐的設(shè)計(jì)自然是最重要的。 130t/h 煤粉爐的設(shè)計(jì)對(duì)此有一定的意義。 在設(shè)計(jì)過程中， 先對(duì)煤粉爐進(jìn)行了調(diào)研， 翻閱 了一些國外資料， 對(duì)鍋爐進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 熱力計(jì)算和校核計(jì)算等。 在計(jì)算過程中， 首先大致上確定鍋爐的大體結(jié)構(gòu)， 再進(jìn)行輔助計(jì)算， 得到煙氣焓溫表， 然后進(jìn)行 爐膛結(jié)

2、構(gòu)設(shè)計(jì)，熱力計(jì)算，再對(duì)水冷壁排渣管進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，熱力計(jì)算，對(duì)過熱 器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 熱力計(jì)算， 再對(duì)省煤器空氣預(yù)熱器進(jìn)行設(shè)計(jì)， 最后進(jìn)行校核計(jì) 算，最終得到了一套設(shè)計(jì)方案。 煤粉爐作為重要的熱能動(dòng)力設(shè)備， 在工業(yè)生產(chǎn)中 應(yīng)用甚廣，應(yīng)更加關(guān)注它的優(yōu)化。關(guān)鍵詞： 煤粉爐；熱力計(jì)算；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Abstract: As a major thermal power equipment, industrial boiler has been the focus of the study. For the capacity of boiler more than 35t/h, people often use

3、 pulverized coal. The design of pulverized coal is naturally the most important thing. The design of 130t/h pulverized coal is significant to it. During the design process, firstly some research were done to pulverized coal, secondly I read some books from abroad, at last I did the structural design

4、 , thermal calculation and calculation check of pulverized coal. During the calculation process, firstly I determined the general structure of boiler. Secondly I did supporting calculations to receive the temperature of the flue gas enthalpy table. Thirdly I did structural design, thermal calculatio

5、n of furnace. Fourthly I did structural design, thermal calculation of the water wall and the sullage pipe. Fifthly I did structural design, thermal calculation of superheater. Sixthly I did structural design, thermal calculation of economizer and air preheater. Then I did the checking calculation,

6、Finally I got a set design. As an important thermal power equipment, Pulverized coal is widely used in industry. We should pay more attention to its optimization.Keywords: pulverized coal; thermodynamic calculation; structural design目錄第一章緒論 11-1 鍋爐重要性 11-2 鍋爐型式簡(jiǎn)介 11-3 煤粉爐簡(jiǎn)介 1第二章 輔助計(jì)算 22.1 燃燒產(chǎn)物計(jì)算 32.

7、2 煙氣特性計(jì)算 4第三章 燃燒室設(shè)計(jì)及傳熱計(jì)算 113.1 爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 113.2 煤粉燃燒器的型式及布置 143.3 燃燒器水冷壁布置 173.4 燃燒室傳熱計(jì)算 19第四章 凝渣管設(shè)計(jì)及傳熱計(jì)算 234.1 凝渣管結(jié)構(gòu)特性計(jì)算 234.2 凝渣管傳熱計(jì)算 24第五章 過熱器設(shè)計(jì)及傳熱計(jì)算 275.1 第二級(jí)（高溫）過熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 275.2 第二級(jí)（高溫）過熱器傳熱計(jì)算 305.3 第一級(jí)（低溫）過熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 355.4 第一級(jí)（低溫）過熱器傳熱計(jì)算 37第六章 上級(jí)省煤器和空氣預(yù)熱器設(shè)計(jì)及傳熱計(jì)算 416.1 上級(jí)省煤器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 416.2 上級(jí)省煤器傳熱計(jì)算 436.3 上級(jí)空氣

8、預(yù)熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 456.4 上級(jí)空氣預(yù)熱器傳熱計(jì)算 46第七章 下級(jí)省煤器和空氣預(yù)熱器設(shè)計(jì)及傳熱計(jì)算 497.1 下級(jí)省煤器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 497.2 下級(jí)省煤器傳熱計(jì)算 507.3 下級(jí)空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 537.4 下級(jí)空氣預(yù)熱器傳熱計(jì)算 55第八章空氣動(dòng)力計(jì)算 59附錄 66結(jié)語 70參考文獻(xiàn) 71致謝 72第一章緒論1-1 鍋爐重要性鍋爐是國民經(jīng)濟(jì)中重要的供應(yīng)蒸汽的設(shè)備。 電力，機(jī)械，冶金，化工，紡織， 造紙，食品等工業(yè)都需要大量蒸汽。 但各種工業(yè)規(guī)模不同， 因此所需要供應(yīng)蒸汽 的鍋爐的容量，蒸汽參數(shù)，結(jié)構(gòu)，性能也不相同?，F(xiàn)代電力工業(yè)是規(guī)模巨大，發(fā)展迅速的先行工業(yè)。電站鍋爐一般容量巨大， 蒸

9、汽參數(shù) (壓力，溫度 )高，要求性能好，是火力發(fā)電站中的主要設(shè)備之一。我國 已能設(shè)計(jì)，制造，運(yùn)行容量巨大的，每小時(shí)蒸發(fā)量達(dá)到 2000t/h 的，發(fā)電量達(dá) 600MWe 的巨型電站鍋爐。除電力工業(yè)外， 化工，紡織等工業(yè)規(guī)模也比較大， 有既供電又供熱的自備電 廠，也稱為電熱聯(lián)產(chǎn)電站。小型工業(yè)鍋爐所需的鍋爐容量較小， 參數(shù)較低， 這種鍋爐稱為工業(yè)鍋爐。 由 于容量較小，工業(yè)鍋爐在結(jié)構(gòu)上，燃燒方法上與電站鍋爐相差很多。1-2 鍋爐型式簡(jiǎn)介現(xiàn)代鍋爐的形式很多， 不論是從蒸發(fā)受熱面中工質(zhì)流動(dòng)的方式， 或是從燃燒 方式來分，都可以分成不同的類型。從蒸發(fā)受熱面中水的流動(dòng)方式來說， 除了自然循環(huán)外， 一種是在

10、下降管上裝 設(shè)循環(huán)泵，用泵的壓頭來使蒸發(fā)受熱面中的水循環(huán)， 稱為強(qiáng)制循環(huán)。 采用這種循 環(huán)方式的鍋爐稱為強(qiáng)制循環(huán)鍋爐。有的鍋爐沒有鍋筒， 給水從省煤器進(jìn)入鍋爐， 流經(jīng)蒸發(fā)受熱面， 再經(jīng)過過熱 器后流出， 成為所要求的壓力和溫度的蒸汽。 這種沒有水循環(huán)的鍋爐稱為直流鍋 爐。鍋爐所用燃燒方式也因燃料不同， 鍋爐容量不同而有差異。 懟氣體及液體燃 料來說，都采用懸浮燃燒，也稱室燃。對(duì)固體燃料煤而言，在鍋爐容量小時(shí)，多 采用層燃， 就是將煤塊放在爐排上成層的燃燒， 在鍋爐容量大時(shí)， 多把煤磨成煤 粉懸浮燃燒， 這樣的鍋爐稱為煤粉爐。 近年來流化床燃燒技術(shù)發(fā)展很快， 已開始 在電站鍋爐中采用。1-3 煤

11、粉爐簡(jiǎn)介煤粉爐是燃煤電站鍋爐最常采用的燃燒方式。 根據(jù)排渣方式， 它又可以分固 體及液態(tài)排渣兩種， 其中以固體排渣通用最廣， 只有在煤的灰熔點(diǎn)過低時(shí)才采用 液態(tài)排渣。一般在鍋爐容量高于10kg/s( 35t/h)時(shí)才采用煤粉爐。世界上最大的煤粉爐 發(fā)電容量大1300MWe。我國制造的煤粉爐已達(dá) 600MWe。不過煤粉爐也能用于 小型鍋爐，我國也有多年運(yùn)行 7kg/s（25t/h）及更小的煤粉爐的經(jīng)驗(yàn)，與鏈條爐 相比，小型煤粉爐的缺點(diǎn)是能耗高，養(yǎng)護(hù)困難。液體排渣煤粉爐因能燒灰熔點(diǎn)低，揮發(fā)分含量低的煤而得到較高的燃燒效率，而且所排液態(tài)渣在水淬后能用做建筑材料。其主要缺點(diǎn)是在運(yùn)行中它對(duì)煤的 灰熔點(diǎn)及

12、高溫下灰的黏度比較敏感， 有時(shí)排渣困難。此外，在運(yùn)行不當(dāng)時(shí)會(huì)有析 鐵，火側(cè)腐蝕等事故發(fā)生；由于燃燒溫度高，有時(shí)生成的氧化氮較多，污染環(huán)境, 因此近年來采用者逐漸減少。第二章輔助計(jì)算設(shè)計(jì)任務(wù)1）鍋爐額定蒸汽量：36.1kg/s（ 130t/h）2）蒸汽參數(shù)：1. 汽包內(nèi)蒸汽壓力：4.3MPa。2. 過熱器出口汽壓力：3.9MPa。3. 過熱器出口蒸汽溫度：450 C。3）給水溫度：170 C。4）給水壓力：4.9MPa。5）排污率：3w=2%。6）排煙溫度：npy =140 C。7）預(yù)熱空氣溫度：tk=370C。8）冷空氣溫度：tlk=30C。9）空氣中含水蒸汽量：d=10g/kg燃料特性燃料名

13、稱：焦作無煙煤煤的收到基成分：碳 Car=66.1%。氫 Har=2.2%。氧 Oar=2.0%。氮 Nar=1.0%。硫 Sar=0.4%o灰分 Aar=21.3%。水分 Mar=7.0%o煤的干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf=7.0%， 灰熔點(diǎn)特性：DT=1310C；ST=1370C；FT=1420C；煤的可磨度：Kkm = 1.2。煤的收到基低位發(fā)熱量：Qar, net, p=22880kJ/kg。采用單鍋筒U型布置，上升煙道為燃燒室及凝渣管。水平煙道布置兩級(jí)懸掛 對(duì)流過熱器，垂直下行煙道布置兩級(jí)省煤器及兩級(jí)管式空氣預(yù)熱器。整個(gè)爐膛全部布滿水冷壁，爐膛出口凝渣管簇由鍋爐后墻水冷壁延伸而成， 在爐

14、膛出口出采用由后墻水冷壁延伸構(gòu)成的折焰角，以使煙氣更好的充滿爐膛， 采用光管水冷壁。對(duì)流過熱器分兩級(jí)布置，由懸掛式蛇形管束組成，在兩級(jí)之間有鍋爐自制冷 凝水噴水減溫裝置，由進(jìn)入鍋爐的給水來冷卻飽和蒸汽制成凝結(jié)水， 回收凝結(jié)放 熱量后再進(jìn)入省煤器。省煤器和空氣預(yù)熱器采用兩級(jí)配合布置，以節(jié)省受熱面，減少鋼材消耗量。 鍋爐采用四根集中下降管，分別供水給 12組水冷壁系統(tǒng)。燃燒方式采用四角布置的直流燃燒器。根據(jù)煤的特性選用鋼球滾筒式磨煤機(jī)儲(chǔ)倉式制粉系統(tǒng)。2.1燃燒產(chǎn)物計(jì)算煤完全燃燒（產(chǎn)-1）時(shí)理論空氣量及燃燒產(chǎn)物容積計(jì)算（以 1kg燃料為基 準(zhǔn)）Car66.1Har2.2Oar：2.0Nar1.0Sa

15、r0.4Aar21.3M ar7Qar，net，p22880理論空氣容積 Vk0 = 0.0889 Car 0.375Sar0.265H 簾 - 0.0333Oar=0.0889(66.1+0.3750.4 ) +0.265 X 2.2-0.0333 X 2.03=6.4m/kg三原子氣體容積 Vrq =0.01866(Car 0.375Sar)=0.01866(66.1+0.375 X 0.4 )=1.236225 m3/kg理論氮?dú)馊莘e V(2 =0.008Nar 0.79Vk0=0.008X 1.0+0.79 X 6.43=5.064 m/kg理論水蒸氣容積 V：2O =0.111Har

16、 +0.0124Mar +0.01617：=0.111X 2.2+0.0124 X 7+0.0161 X 6.43=0.43404 m/kg理論煙氣容積Vy0 =Vro2 vN0, v102o=1.236225+5.064+0.4340444=6.734265 m3/kg煙氣中飛灰質(zhì)量濃度GfhAar100=0.95x 2L3100=0.20235kg/kg(:-fh代表飛灰中純灰份額，查鍋爐原理及計(jì)算可得： fh =0.95）煤的折算灰分Azh =10000Aarar ,net,p=10000=9.30944g/MJ21.3228802.2煙氣特性計(jì)算煙道各處過量空氣系數(shù)，各受熱面漏風(fēng)系數(shù)符

17、號(hào)Vk0Vro2V0v N2Vh02oV0v yGfh大小6.4m3/kg1.236225nVkg5.064 nVkg0.43404nVkg6.734265nn/kg0.20235 kg/kg漏風(fēng)系數(shù).（查鍋爐原理及計(jì)算可得）爐膛及凝渣管第二級(jí)過熱器第一級(jí) 過熱器上級(jí)省煤器上級(jí)空 氣預(yù)熱 器下級(jí)省煤器下級(jí)空 氣預(yù)熱 器漏風(fēng)系 數(shù)Aa0.10.0150.0150.020.030.020.03出口處過量空氣系數(shù)=：*：即入口過量空氣系數(shù)及漏風(fēng)系數(shù)之和爐膛及凝渣管=1.25 （查表得）第二級(jí)過熱器=1.25+0.015=1.265第一級(jí)過熱器 u 心=1.265+0.015=1.28上級(jí)省煤器=1.

18、28+0.02=1.3上級(jí)空氣預(yù)熱器： =1.3+0.03=1.33下級(jí)省煤器=1.33+0.02=1.35下級(jí)空氣預(yù)熱器=1.35+0.03=1.38平均過量空氣系數(shù)爐膛及凝渣管：功=0.5=0.5 (1.25+1.25 ) =1.25第二級(jí)過熱器：pj =0.5:=0.5 (1.25+1.265 ) =1.2575第一級(jí)過熱器：pj=0.5: =0.5( 1.265+1.28)=1.2725 上級(jí)省煤器： pj =0.5 =0.5( 1.28+1.3)=1.29上級(jí)空氣預(yù)熱器pj =0.5 =0.5( 1.3+1.33)=1.315下級(jí)省煤器功=0.5=0.5( 1.33+1.35)=1.

19、34下級(jí)空氣預(yù)熱器： pj =0.5=0.5( 1.35+1.38)=1.365 水蒸氣容積 Vh2o =vH2o 0.0161Q pj -1)Vk0爐膛及凝渣管 VH2。=0.43404+0.0161 ( 1.25-1)6.4=0.4598第二級(jí)過熱器 VH2。=0.43404+0.0161 ( 1.2575-1)6.4=0.4606第一級(jí)過熱器 Vh2o =0.43404+0.0161 ( 1.2725-1)6.4=0.4621上級(jí)省煤器 VH2。=0.43404+0.0161 ( 1.29-1)6.4=0.4639上級(jí)空氣預(yù)熱器 V =0.43404+0.0161 ( 1.315-1)6

20、.4=0.4665 下級(jí)省煤器 VH2。=0.43404+0.0161 ( 1.34-1)6.4=0.4691下級(jí)空氣預(yù)熱器 VH2 =0.43404+0.0161 ( 1.365-1)6.4=0.4716 煙氣總?cè)莘e Vy =Vy0 1.0161G pj -1)Vk爐膛及凝渣管 Vy =6.734265+1.0161 ( 1.25-1)6.4=8.36第二級(jí)過熱器 Vy =6.734265+1.0161 ( 1.2575-1)6.4=8.409第一級(jí)過熱器 Vy =6.734265+1.0161 ( 1.2725-1)6.4=8.506上級(jí)省煤器 Vy =6.734265+1.0161 (

21、1.29-1)6.4=8.62上級(jí)空氣預(yù)熱器 Vy =6.734265+1.0161 ( 1.315-1)6.4=8.7827下級(jí)省煤器 Vy =6.734265+1.0161 (1.34-1 ) 6.4=8.945下級(jí)空氣預(yù)熱器 Vy =6.734265+1.0161 (1.365-16.4=9.108水蒸氣容積份額rH2。VH 2O可爐膛及凝渣管rH2O= 0.055第二級(jí)過熱器h2o= 0.0548第一級(jí)過熱器rH2O= 0.0543上級(jí)省煤器戰(zhàn)。= 0.0538上級(jí)空氣預(yù)熱器rH2o =0.0531下級(jí)省煤器02。-0.0524下級(jí)空氣預(yù)熱器H2O =.05178三原子氣體容積份額rR

22、。VRO2Vy爐膛及凝渣管Vro2ro2Vy=0.1479第二級(jí)過熱器rRO2Vro2=0.147第一級(jí)過熱器rRO2Vro20.1453Vy上級(jí)省煤器RO:=0.1434上級(jí)空氣預(yù)熱器盹號(hào)=0.1408VyRO2下級(jí)省煤器8。2沁=0.1382Vy下級(jí)空氣預(yù)熱器8。2 二沁=0.1357Vy二原子氣體總?cè)莘e份額r刀=rH 2O - rRO2爐膛及凝渣管r刀二丸。go? =0.2029第二級(jí)過熱器r刀=rH2O rRO2 =0.2018第一級(jí)過熱器r刀=也。rRo =0.1996上級(jí)省煤器r刀=rH2o飛。2 =0.1972上級(jí)空氣預(yù)熱器r滬仏。盹=0.1939下級(jí)省煤器r刀=rH 2o rR

23、o2 =0.1906下級(jí)空氣預(yù)熱器r滬也0ro2 =0.18748煙氣質(zhì)量Gye 1.3。6 E爐膛及凝渣管 Gy =1 -仏 1.306 pjVk0 =11.235100第二級(jí)過熱器 Gy =1 -仏 1.306 pjVk0 =11.298100第一級(jí)過熱器Gy十侖J306 W23上級(jí)省煤器Gy十蓋gW69 上級(jí)空氣預(yù)熱器Gy十鳥 倔6 Zj.778下級(jí)省煤器 Gy =1 -仏 1.306 pjVk0=11.987100下級(jí)空氣預(yù)熱器Gy =1 -厶 1.306 pjVk0 =12.196100A a水飛灰濃度=二100GyA a.爐膛及凝渣管ar -=0.0180lOOGyA第二級(jí)過熱器.

24、h = fh =0.0179100GyAar a fh第一級(jí)過熱器ifh =0.0177 lOOGy上級(jí)省煤器fh =勺巴=0.01749100GyAar fh上級(jí)空氣預(yù)熱器Jfh - =0.01718100GyAar fh 下級(jí)省煤器Jfh - =0.01688100GyAar a fh下級(jí)空氣預(yù)熱器fh二=0.01659100Gy空氣預(yù)熱器出口熱空氣過量空氣系數(shù)Bky =% -g-Sf=1.25-0.1-0.1=1.05鍋爐熱平衡及燃料消耗量排煙過量空氣系數(shù) a py鍋爐蒸發(fā)量D排污率Ppw煤的收到基低位 發(fā)熱量：Qar, net, p1.3836.11kg/s2%22880kJ/kg排煙

25、溫度Gpy =140 C冷空氣溫度tlk =30 C空氣預(yù)熱器出口空氣溫度trk=370 C焓值1767.50kJ/kg279.52kJ/kg3200.248kJ/kg因?yàn)槿剂匣曳諥ar =21.3 v p =54.6，所以灰渣物理熱損失qhz不必計(jì)算418.7排煙損失計(jì)算排煙損失qpy = I py - ： Pyhk舟如Qar, net,pqpy= (1767.50-1.38 X 279.52 )100422880=5.798 % ( qgt代表固體未完全燃燒損失，查鍋爐原理及計(jì)算可得 qgt -4)鍋爐效率gl = 100 - qgt - qqt - qiq - qhz qpy=100-4

26、-0.66-5.798=89.542( qqt代表氣體未完全燃燒損失，查鍋爐原理及計(jì)算可鍋爐總吸熱量得qqt =0，qlq代表鍋爐外部冷卻損失，查鍋爐原理及計(jì)算可得qlq =0.66)Qgl = D igr - i gs ppwD ibh - i gs-36.113332.4-721.652 36.111108.5-721.65二94554kw( i；r代表過熱蒸汽出口焓，ibh代表飽和水焓,igs代表給 水焓，查 水蒸氣 表可得i；r =3332.4kJ/kg，咕=1108.5kJ/kg，igs =721.65kJ/kg)燃料消耗量100QglglQar ,net,p100 9455489.

27、542 22880= 4.6153kg/s計(jì)算燃料消耗量BjBqgt100 J4Bj =4.6153 漢 1 -i= 4.4307kg/sjJ 100丿空氣預(yù)熱器吸熱量Qky =1.053200.248 - 279.52=3066.76kJ/kg空氣預(yù)熱器吸熱量與燃料熱量的百分比qky100Qkyar, net,p100 3066.7622880保熱系數(shù)=13.40gl - qiq89.542-89.5420.66=0.9927第三章燃燒室設(shè)計(jì)及傳熱計(jì)算卜二Bj3.1爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)= 4.4307228802420計(jì)算燃料消耗量Bj煤的收到基低位發(fā)熱量：Qar, net, p4.4307kg/s

28、22880kJ/kg爐膛寬度及深度因采用角置直流燃燒器，爐膛采用正方形截面。爐膛截面積ar, net,pqp=41.89m2( qF代表爐膛截面熱負(fù)荷，查鍋爐原理及計(jì)算可得 qF =2420kw/m2)爐膛寬度a = F 0.5=6.472m第一根凝渣管高設(shè)定厲1 =4.2m折焰角前端到第一排凝渣管斜管段長設(shè)定J二0.734m折焰角寬度設(shè)定lzy=1.9m折焰角上傾角度設(shè)定s = 45折焰角下傾角度設(shè)定x =30頂棚傾角設(shè)定d =8頂棚寬度ldp = a Tzy Tx cos x=6.472-1.9-0.734cos30=3.936m凝渣管與爐墻距離lnz二a - Idp=6.472-3.93

29、6=2.536m頂棚高度hdp = hni I dp tan d=4.2+3.936ta n8 =4.753m折焰角高度hzy =lzytan x=1.9ta n30=1.097m折焰角高度h；y=lnztan x=2.536ta n30=1.464m冷灰斗底口寬度設(shè)定 Ihd = 1.062m冷灰斗傾角 設(shè)定hd =55冷灰斗中部寬度歲= 6.472 +1.0622=3.767m冷灰斗高度hhd =皿嚴(yán)6.472 -1.062 tan552=3.863m冷灰斗斜邊長度的一半l hx2sin hd=38632si n55=2.358m爐膛容積熱負(fù)荷設(shè)定qV = 175kJ /m3爐膛容積y =

30、 Bj Qar,net,pqv =579.28m3側(cè)墻面積Fc = a爐膛中部高度579.28-6.472=89.506mhizFhn1 hdp 1 dp 1 dp a hzy a l dz hhdF c 1224a89.506 - 42 人753 39363.936 6.472 1.4646.472 3.767 3.8632-46.472=8.402m出口窗中心到灰斗中心高_(dá) hnilx sin x-2 hzy hlz24.20.734 sin 3021.097 8.4023.8632=13.714m前墻面積Fq+ hzy +hz +2 zq 7 G 7 十.祝十“358+丁 F472后墻面

31、積hx粧2538 晉6.472l _l 出口窗面積Fch = m +nz : aI cos x 丿4.2 + 2.536T.9 6.472、cos 30 .丿頂棚面積Fdldp acos d3.936 6.472=25.724mcos82爐膛總面積F1 二 2FcFq FhFch - Fd=2 89.506 122.06597.19331.935 25.724=455.929 m爐膛總高Hi=hdphzyhlzhhd2=4.753+1.464+8.402+1.9315=16.551m爐膛寬度6.472m折焰角高度1.097m第一根凝渣管高4.2m冷灰斗底口寬度1.062m折焰角前端到第 一排凝

32、渣管斜管 段長0.734m冷灰斗傾角55折焰角寬度1.9m冷灰斗中部寬度3.767m折焰角上傾角度45冷灰斗高度3.863m折焰角下傾角度30冷灰斗斜邊長度的一半2.358m頂棚傾角8爐膛中部高度8.402m頂棚寬度3.936m出口窗中心到灰 斗中心高13.714m凝渣管與爐墻距 離2.536m爐膛總高16.551m頂棚高度4.753m3.2煤粉燃燒器的型式及布置采用角置直流式煤粉燃燒器，分布于爐膛四角。燃燒器的中心距冷灰斗上沿 為1.73m。每組燃燒器有兩個(gè)一次風(fēng)口，兩個(gè)二次風(fēng)口和兩個(gè)廢氣燃燒器。計(jì)算燃煤消耗量4.4307kJ/kg理論空氣量6.4Nn1/kgBjV0燃料收到基低位 發(fā)熱量Q

33、ar,net,p22880kJ/kg爐膛出口過量空氣系數(shù) 1.25燃料干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf7%爐膛漏風(fēng)系數(shù)M10.10二次風(fēng)及送粉熱風(fēng)溫度t2 = tky - 10=370-10=360一次風(fēng)中煤粉濃度1.293 1V11.293門、 1V01.293 0.25 1.25 6.4=0.387kg/kg(A代表一次風(fēng)率，查表可得 r1 =0.25)熱風(fēng)比熱ck2 =1.350 kJ/kg C一次風(fēng)溫設(shè)定 t,二 350 C一次風(fēng)溫t1下的空氣比熱Ck1 =1.323kJ/kg C燃燒器前的一次風(fēng)溫t1*100-%100C干煤+ C水mf &I壯1 tf100 - mf二1二1 VBj ck2

34、t 2 Ck1t1(Ck1代表一次風(fēng)溫t1下的空氣比熱，Ck2代表熱風(fēng)比熱，查鍋爐原理及計(jì)算可得Ck1 =1.323kJ/kg C, Ck2 =1.350 kJ/kg C, c干煤代表煤的干燥基比熱，c水煤中 水分比熱，查鍋爐設(shè)計(jì)手冊(cè)得c干煤=1.1kJ/kg , 5 =1.5539kJ/kg , - f代表煤中 水分為7% a代筆三次風(fēng)率，查得D=0.22，tf代表磨煤廢氣及煤粉溫度，查得tf =150 C)燃燒器前一次風(fēng)溫t 350 C合理。爐膛漏風(fēng)率=0.08Aa1if =“1二次風(fēng)率r2=1 -1-3-If=1-0.25-0.22-0.08=0.45二次風(fēng)量V2“(t2foMBj 1

35、+273 .丿=36.98m3/s一次風(fēng)量V1(t11E1V0 B j 1273 丿=20.22 m3/s/ t 磨煤廢氣量Vf1 f=3% Vq B j1+、273 丿=12.08 m3/s一次風(fēng)速餌=22m/ s二次風(fēng)速2= 50m/s磨煤廢氣（三次風(fēng)）風(fēng)速3 二 55m/s燃燒器數(shù)量Z =4（切向燃燒四角布置）每個(gè)燃燒器的標(biāo)準(zhǔn)煤出力B j Qar ,net, pBr =36001000Z 29300一次風(fēng)口面積二次風(fēng)口面積=3.11t/h=0.230mV2=0.1849 m廢氣（三次風(fēng)）噴口面積Vf爐膛寬度=0.055 m a=6.472m爐膛深度b=6.472m燃燒器間距離b = 6.

36、472 m爐膛高度出=16.551m下二次風(fēng)口下沿到冷灰斗轉(zhuǎn)角距離燃燒器假想切圓直徑di=0.809m燃燒器矩形對(duì)角線長度21 j = _a2 ba =i=9.15m特性比值a =11 =8 （初步選定）br 2= =31.75br燃燒器噴口寬度br2lj2ljbr選定為0.28m燃燒器噴口高度hr 二 2.26m燃燒器占有面積Fr =1.4142 br 0.03 hr 0.034=4.02m3.3燃燒器水冷壁布置水冷壁采用*60光管，管節(jié)距s=64mm管子懸掛爐墻，管子中心和爐墻距e=0,每面墻寬6472mm側(cè)墻布置102根，前后墻布置100根，凝渣管有24 3 = 72 根管子，折焰角上有

37、24根管子，另4根管直接與聯(lián)箱相連。水冷壁規(guī)格前后側(cè)頂棚出口窗管節(jié)距前后側(cè)頂棚d = 60mm、= 3mmd = 60mm、. = 3mmd = 60mm、. = 3mms = 64mms = 84.5mm相對(duì)值前后側(cè)s-二 1.067d頂棚-=1.408 d管中心與爐墻距離前后側(cè)頂棚e=0 e=30mm相對(duì)值前后側(cè)e =0d頂棚-=0.5d角系數(shù)前后側(cè) 頂棚 出口窗 爐墻面積x=0.99 x=0.94x=1前后側(cè)F1 = 398.27m2頂棚2F1 = 25.724m出口窗2F1 = 31.935m水冷壁有效輻射面積前后側(cè)Hs =(F1 -Fr)x=390.29m2頂棚Hs =24.181

38、m2出口窗Hs =31.935 m2總水冷壁有效輻射面積H H=446.406m2水冷壁受熱面平均熱有效性系數(shù)屮.仝HPJFi=0.4406(代表灰污系數(shù)，查鍋爐原理及計(jì)算可得二-0.45 )煙氣輻射層有效厚度s*%=4.574m燃燒器中心高度=3.662m燃燒器相對(duì)高度=0.2213 火焰中心相對(duì)高度修正火焰中心相對(duì)高度=0.2213二 0.5hr H0.5hhdXrh；.：x 二 0xh 二 X；LX3.4燃燒室傳熱計(jì)算熱空氣溫度trk370 C冷空氣溫度tlk30 r熱空氣焓Irk3200.248kJ/kg冷空氣焓Ilk279.52kJ/kg空氣進(jìn)入爐膛的熱量Qk八kyl;k亠：5 ?

39、f L=3416.16kJ/kg燃料有效放熱量Qa二Qarnetp10鋁吉 亞，Qkp 100-qqt=25380.96kJ/kg理論燃燒溫度為二1852.87 CTa =2125.87 K爐膛出口煙溫假定打=1070 CT, = 1343K煙氣平均熱容量=14.759kJ/kg得 I； =13826.932kJ/kg)C( I；代表爐膛出口煙氣焓，查表可容積份額，水蒸氣/三原子氣體rH 2O= 0.271煙氣密度GyVy=1.3439kg/Nm三原子氣體分壓P =0.1013=0.0206原子氣體輻射減弱系數(shù)kqr= = 10.20.78 “。0 5!U10.2pmS .0.37T；1000

40、= 10.2 八。.杓10.055 05 壯10.2 0.0206 4.574 .-0.1 1 -0.37 13430.20291 1000 丿=0.8177灰粒輻射減弱系數(shù)(1/mMPaP打km 43850 y2(T1 dfh P=43850 訕39 吧801343 13 3=1.576焦炭輻射減弱系數(shù)(1/mMPakjt = kjg=1.02( 1/mMPa( kJ代表火焰中懸浮的焦炭顆粒的輻射減弱系數(shù)，取值為10.2，洛，X2代表焦炭顆粒在火焰濃度中濃度影響系數(shù)，對(duì)于無煙煤X1 =1，對(duì)于懸浮燃燒X2 =0.1)火焰輻射減弱系數(shù)kkft/fhkjt=0.8177+1.576+1.02=3

41、.4137(1/mMPa火焰輻射吸收率kps 二 1.582火焰黑度kpsah = 1 -e=0.7944爐膛黑度ah*1:(ah + 口 一 ah y pj )0.79440.79441 -0.79440.4406=0.8976火焰中心高度系數(shù)M =0.56-0.5xh爐膛出口煙溫.115.67 10=1348.75k=0.4494T1 丿15.67x10Tal帕jVc丿3計(jì)62125.8730.4406 455.929 0.8976 2125.8730.9927 4.4307 14.759q = 1075.75 C06丿0.44941爐內(nèi)輻射傳熱量Q1 = Qa - I 1=11387.5

42、1kJ/kg(I;代表爐膛出口煙氣焓,查表得 I； -13909.71kJ/kg)m2輻射受熱面熱負(fù)荷=113.024kw/燃燒室輻射吸熱量的分配凝渣管直接吸收燃燒室輻射熱量 輻射受熱面是燃燒室出口窗，凝渣管吸收的熱量與凝渣管束的角系數(shù)有關(guān),根據(jù)凝渣管的橫向相對(duì)節(jié)距S1 =4.267，查表得單排管的角系數(shù)x=0.32，凝渣管 d現(xiàn)有三排，總角系數(shù)為Xnz =1-(1-x：3 =0.6856凝渣管輻射受熱面Hnz二Xnz Fch=21.895m2由于出口窗位于燃燒室上部，熱負(fù)荷較小，需計(jì)算沿高度的熱負(fù)荷不均勻系數(shù)。出口窗中心高度為hck，從冷灰斗中心到爐頂總高度為比，根據(jù) 電=0.83和燃Hi燒

43、器中心相對(duì)高度Xr =0.2213，查圖得hrh =0.7。凝渣管吸收的輻射熱量Q；z = hrhqf H nz=1732.26kw高溫過熱器直接吸收燃燒室的輻射熱量Qgr =hrhqf (31.935-21.895)=794.33kw水冷壁平均受熱面熱負(fù)荷qs = Q1Bj-Qnfz - Qgfr1390.2924.181=115.64kW/ m管子規(guī)格橫向管子節(jié)距縱向管子節(jié)距橫向相對(duì)節(jié)距第四章凝渣管設(shè)計(jì)及傳熱計(jì)算4.1凝渣管結(jié)構(gòu)特性計(jì)算d 二 60 mm :.二 3mmS2=250mmSi=4.267縱向相對(duì)節(jié)距匚2S2=4.167平均每排管子數(shù)目第一排凝渣管高度h = 4.2m第三排凝渣

44、管與折焰角距離E T nz - Izy - 2s2=0.136m前兩排凝渣管間底斜邊長S2m1 =0.289m第三排凝渣管底斜邊長S3 m3cos x=0.157m第二排凝渣管高度h2=hi S2 tan x - tan yd=4.309m第三排凝渣管高度ha=2h2 - hi凝渣管出口高度每根管計(jì)算長=4.418m=4.747m第一排hc=h, Tnz Izy tan x 0.18=4.935m第二排I2二 h2 葉 m3S22cosYd=4.881m第三排I3S2=h3 m3COS r d=4.828mI2 I3m2凝渣管受熱面積=66.248側(cè)墻水冷壁附加受熱面面積H fj =二 dl

45、nz l zyh| 十 h2 =8.380m2計(jì)算受熱面面積=74.628煙氣輻射層有效厚度s = 0.9d 4-1Fy = ：h20.18 s, tan d m m3 a - nd=1.1685m管徑60mm第三排凝渣管底 斜邊長0.157m縱向管子節(jié)距256mm第二排凝渣管高 度4.309m第一排凝渣管高 度4.2m第三排凝渣管高 度4.418m第三排凝渣管與 折焰角距離0.136m凝渣管出口高度4.747m前兩排凝渣管間 底斜邊長0.289m煙氣流通截面=25.01m4.2凝渣管傳熱計(jì)算入口煙溫e1075.75 C入口煙焓I 13909.71kJ/kg出口煙溫假定二=1012 C(l代表

46、出口煙焓煙氣熱平衡放熱量Qy = T - I=911.02kJ/kgl =12991.99kJ/kg)平均煙溫=1043.875煙氣重度yGy?y1.3439kg/Nm3飛灰濃度Ufh-0.0180煙氣流速BjVy 代 +273 Fy4.4307 漢 8.36 “043.875 + 273、25.01I273=7.144m/s煙氣對(duì)流放熱系數(shù):d= 45.07W/m2 C三原子氣體輻射減弱系數(shù)P.78+1.6rkq=10.2 一兀喬0.5H2O0.37T JV 1000= 1021S5J_-0110.2 0.0206 1.16850.51-.37 13168750.20291000=1.753

47、 (1/mMPa飛灰輻射減弱系數(shù)P癘kffh =43850Tdfh ?-438501.3439 0.018021316.875 13 3=1.597(1/mMPa煙氣輻射吸收力kps 二 kqR kffh ps=0.397煙氣黑度=0.328管壁灰污層溫度=334.7t =254.7 C)煙氣輻射放熱系數(shù)=0.461=68.071W/煙氣總放熱系數(shù)=113.14 W/傳熱系數(shù)=67.885 W/爐原理及計(jì)算得.=0.6 )平均溫壓=789.175傳熱量誤差(1.753+1.597 ) X 0.1013 X 1.1685kpsa = 1 _e代表管內(nèi)工質(zhì)溫度，查表可得Ty ：t=902.35kJ

48、/kg=0.95tb 2732731 +ab八021-T 3ayTy1 -4TbJy丿TbnTCnTCnc(-：代表熱有效性系數(shù)，查鍋Hj1000Bj 100Qy第五章過熱器設(shè)計(jì)及傳熱計(jì)算5.1第二級(jí)（高溫）過熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)管子規(guī)格d = 42mm :.二 3.5mm折焰角前端距頂棚高度人閃=4.747m錯(cuò)列管束橫向節(jié)距Sc = 2si順=222mm縱向節(jié)距 設(shè)定s2c二150mm橫向相對(duì)節(jié)距Sicd=5.286縱向相對(duì)節(jié)距S2c=3.571橫向管排數(shù)z1c=a_2邊距.0.5邊距=115S1c=29縱向管排數(shù)z2c = 4前排管距折焰角前端距離自選 二 580mm前排管截面高度qj = -1cqtg前排管高度=41