重慶大學2015鍋爐課程設(shè)計說明書模板

1、重慶大學本科學生課程設(shè)計鍋爐原理課程設(shè)計題目： 410t/h中間再熱電站鍋爐設(shè)計專 業(yè) 熱能與動力工程 姓 名 安維星 學 號 20045208 指導教師 徐 啟 重慶大學動力工程學院二零一五年 重慶大學動力工程學院鍋爐原理課程設(shè)計本頁為任務(wù)書目 錄400t/h中間再熱電站鍋爐設(shè)計說明書11 設(shè)計鍋爐概況11.1 設(shè)計參數(shù)及煤種11.2 鍋爐總體概況21.3 鍋爐整體布置21.4 受熱面的布置31.5 設(shè)計鍋爐性能42 設(shè)計鍋爐各結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)簡介42.1 爐膛42.2 燃燒器52.3 過熱器與再熱器62.4 省煤器92.5 空氣預(yù)熱器92.6 鍋爐構(gòu)架及平臺布置112.7 鍋爐爐墻和爐墻密封11

2、2.8 水冷系統(tǒng)122.9 汽水系統(tǒng)流程122.10 煙風系統(tǒng)132.11 吹灰系統(tǒng)132.12 制粉系統(tǒng)132.13 再熱器的旁路保護系統(tǒng)142.14 運行工況和汽溫調(diào)節(jié)15400t/h中間再熱電站鍋爐設(shè)計計算說明書161 煤的元素分析數(shù)據(jù)校核和煤種判別161.1煤的元素各成分之和100%的校核161.2元素分析數(shù)據(jù)校核161.3 煤種判別172 燃燒產(chǎn)物和鍋爐熱平衡計算182.1 燃燒產(chǎn)物的計算182.2 熱平衡及燃料消耗量的計算223 爐膛設(shè)計和熱力計算233.1 爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計（帶前屏過熱器）233.2 燃燒器的設(shè)計253.3 爐膛和前屏過熱器結(jié)構(gòu)尺寸計算273.4 爐膛和前屏過熱器的熱

3、力計算304 后屏過熱器的設(shè)計與熱力計算354.1 后屏過熱器的結(jié)構(gòu)尺寸計算354.2 后屏過熱器的熱力計算375 對流過熱器的設(shè)計與熱力計算415.1 對流過熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計415.2 對流過熱器的結(jié)構(gòu)尺寸計算435.3 對流過熱器的熱力計算446 高溫再熱器的設(shè)計與熱力計算476.1 高溫再熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計476.2 高溫再熱器結(jié)構(gòu)尺寸計算506.3 高溫再熱器熱力計算507 轉(zhuǎn)彎煙室及低溫再熱器引出管的熱力計算537.1 轉(zhuǎn)彎煙室及低溫再熱器引出管的結(jié)構(gòu)尺寸計算537.2 轉(zhuǎn)彎煙室及低溫再熱器引出管的熱力計算558 低溫再熱器的設(shè)計與熱力計算618.1低溫再熱器的結(jié)構(gòu)尺寸計算618.2 低溫

4、再熱器的熱力計算629 省煤器的結(jié)構(gòu)設(shè)計與熱力計算659.1 省煤器的結(jié)構(gòu)設(shè)計659.2 省煤器的結(jié)構(gòu)尺寸計算679.3 省煤器的熱力計算6810 空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計與熱力計算7010.1 空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)尺寸7010.2 空氣預(yù)熱器的熱力計算7111 熱力計算數(shù)據(jù)的修正與計算結(jié)果匯總7411.1 熱力計算數(shù)據(jù)的修正7411.2 減溫水量校核7511.3 排煙溫度校核7611.4 熱空氣溫度校核7611.5 熱平衡計算誤差校核7611.6 熱力計算匯總表77鍋爐原理課程設(shè)計總結(jié)與感想79參 考 文 獻80400t/h中間再熱電站鍋爐設(shè)計說明書1 設(shè)計鍋爐概況1.1 設(shè)計參數(shù)及煤種鍋爐主要設(shè)計

5、參數(shù)為：1）、鍋爐蒸發(fā)量 2）、再熱蒸汽流量 3）、給水溫度 4）、給水壓力 5）、過熱蒸汽溫度 6）、過熱蒸汽壓力 7）、再熱蒸汽進口溫度 8）、再熱蒸汽進口壓力 9）、再熱蒸汽出口溫度 10）、再熱蒸汽出口壓力 11）、環(huán)境溫度 12）、制粉系統(tǒng)：中間貯倉式，熱風送粉，鋼球筒式磨煤機13）、汽包工作壓力 14）、排煙溫度 ： 15）、冷空氣溫度 ：設(shè)計煤種特性如下：1）、煤的應(yīng)用基（即收到基）成分（%）：，2）、煤的可燃基（即干燥無灰基）揮發(fā)份： 3）、煤的低位發(fā)熱量：4）、灰熔點：、1.2 鍋爐總體概況鍋爐為單汽包，自然循環(huán)煤粉爐，呈型布置，適應(yīng)露天。爐膛由密封良好的鰭片管膜式水冷壁組成

6、，爐膛截面深寬，寬深比為1.061，近似正方形。燃燒器呈四角切圓布置，分級配風。爐膛上部出口處，沿爐膛寬度方向布置6片前屏過熱器，橫向節(jié)距為1350，其后布置14片后屏過熱器，橫向節(jié)距為630。高溫對流過熱器布置在后屏過熱器之后，位于折焰角的斜坡上，橫向節(jié)距90，低溫過熱器由側(cè)墻包覆管、后墻包覆管及爐頂包覆管組成。再熱器分高、低溫兩組，分別置于水平煙道及尾部豎煙井。全部受熱面采用懸吊和支撐相結(jié)合的方式。豎煙井深度7500，低溫再熱器和省煤器載荷通過懸吊管由爐頂鋼架承重，受熱面向下膨脹。回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器則直接安置在9運轉(zhuǎn)層上，由水平煙道連接，置于尾部煙道的后側(cè)。鍋爐煙井周圍有管子包覆，采用重力載

7、荷小，厚度薄的覆管爐墻，除尾部空氣預(yù)熱器、煙風道、灰斗外，鍋爐的全部受熱面載荷均懸吊在爐頂鋼梁上，受熱面均做向下自由膨脹。鍋爐汽溫調(diào)節(jié)，主蒸汽采用一、二級噴水減溫，再熱蒸汽采用擺動燃燒器法，在高再進口處設(shè)有事故噴水裝置，作為不得已時的降溫調(diào)措施。當鍋爐負荷在內(nèi)運行時，上述調(diào)溫裝置可以維持過熱蒸汽、再熱蒸汽出口溫度在額定值。本鍋爐按固態(tài)除渣設(shè)計，采用帶有粗破碎機的刮板式機械除渣裝置。1.3 鍋爐整體布置鍋爐的整體布置也就是指鍋爐爐膛和其中的輻射受熱面、對流煙道和其中的各種對流受熱面的布置。鍋爐整體布置不僅受蒸汽參數(shù)、鍋爐容量、燃料性質(zhì)的影響，而且要考慮整個電廠布置的合理性，各種汽水管道和煙風煤粉

8、管道的合理布局。1本次鍋爐設(shè)計整體外型選用型布置，選型布置的理由如下：1)鍋爐和廠房的高度都比較低，轉(zhuǎn)動機械和笨重設(shè)備如送、吸風機、除塵器和煙囪均可采用低位布置，因此減輕了廠房和鍋爐構(gòu)架的負載。2)在水平煙道中，可以采用支吊方式比較簡便的懸吊式受熱面。3)在對流豎井中，煙氣下行流動，便于清灰，具有自身除塵的能力。4)受熱面易于布置成逆流方式，以加強對流換熱。5）機爐之間連接管道不長，且尾部受熱面檢修容易。但型布置也有其缺點：占地面積大；有水平煙道時鍋爐構(gòu)架復雜，也不能充分利用其空間來布置受熱面，在爐膛和對流煙道的上方由于煙氣轉(zhuǎn)彎而形成轉(zhuǎn)向室，轉(zhuǎn)向室內(nèi)煙氣速度場和溫度場分布不均勻，換熱效能很低；

9、尾部煙道飛灰濃度不均勻，容易引起受熱面的局部磨損。1.4 受熱面的布置在爐膛內(nèi)壁面，全部布置水冷壁受熱面，其他受熱面的布置主要受蒸汽參數(shù)、鍋爐容量和燃料性質(zhì)的影響。本鍋爐為超高壓參數(shù)，汽化吸熱較小，加熱吸熱和過熱吸熱相應(yīng)較大。為使鍋爐出口煙溫降低到要求的數(shù)值，保護水平煙道內(nèi)的對流受熱面，除在水平煙道內(nèi)布置對流過熱器，還在爐內(nèi)布置全輻射式的前屏過熱器，爐膛出口布置半輻射式的后屏過熱器。為使前、后屏過熱器中的傳熱溫差不致過大，在爐頂及水平煙道的兩側(cè)墻，豎井煙道的兩側(cè)墻和后墻均布置包覆過熱器。為了減少熱偏差，節(jié)省金屬用量，采用二級再熱方式，其中高溫再熱器置于對流過熱器后的煙溫較高區(qū)域，低溫再熱器設(shè)置

10、在尾部豎井煙道中。為了再熱汽溫的調(diào)節(jié)，使負荷在100%75%之間變化時，再熱器出口汽溫保持不變，在低溫再熱器下面設(shè)置省煤器。根據(jù)鍋爐的參數(shù)，省煤器出口工質(zhì)狀選用非沸騰式的。熱風溫度要求較高，理應(yīng)采用二級布置空氣預(yù)熱器，但在省煤器后已布置不下二級空氣預(yù)熱器，加之回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)緊湊、材料省、維修也方便，因此采用回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，并移至爐外布置。在省煤器的煙道轉(zhuǎn)彎處，設(shè)置落灰斗，由于轉(zhuǎn)彎處離心力的作用，顆粒較大的灰粒順落灰斗下降，有利于防止回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的堵灰，減輕除塵設(shè)備的負擔。對四角布置燃燒器的爐膛來說，爐膛截面寬深比例不大于1.2，最好為正方形。本設(shè)計鍋爐寬深比1.061，近似正方形。

11、冷灰斗的形狀一般變化不大，本設(shè)計鍋爐取傾角，以便于灰渣能自行下滑。其下口大小根據(jù)鍋爐容量大小選取，一般取0.61.4m，本設(shè)計鍋爐取為1.2m。爐頂?shù)男螤钭兓容^大，采用懸吊管結(jié)構(gòu)的水冷壁和覆管爐墻，爐頂呈方形，由水平的頂棚過熱器組成。在爐膛出口下邊有凸出的折焰角，使爐膛上部形成縮口，從而改善了上部空氣的流動特性。這樣，不僅煙氣能更好的充滿爐頂，而且改善了對爐膛出口過熱器的沖刷，有利傳熱。折焰角的長度一般取爐膛深度的1/3左右，本設(shè)計鍋爐為2.6m；上部斜角取，下傾斜角為。爐膛出口高度由煙氣溫度和流速決定，本設(shè)計鍋爐為6.5m。爐膛正中的上部有前屏過熱器，前屏過熱器的高度約為爐膛高度的1/3，

12、本設(shè)計鍋爐為10m。1.5 設(shè)計鍋爐性能1.5.1 設(shè)計鍋爐壽命設(shè)計鍋爐符合工程實際及行業(yè)標準，其主要承壓部件設(shè)計使用壽命為30年。在機組預(yù)期壽命能滿足以下要求：冷態(tài)啟動 (停機超過72小時) 500次溫熱態(tài)啟動 (停機72小時內(nèi)) 4000次熱態(tài)啟動 (停機10小時內(nèi)) 5000次整臺鍋爐在30年壽命期內(nèi)，在上述啟停和負荷變化工況下，鍋爐的壽命損耗不超過壽命的70%。1.5.2 基本性能（1）鍋爐適應(yīng)機組運行負荷特性，帶基本負荷，具有一定的調(diào)峰能力，燃用設(shè)計煤種時，煤粉細度200目篩通過率80%，其不投油最低穩(wěn)燃負荷不大于45% B-MCR，并在此最低穩(wěn)燃負荷及以上范圍內(nèi)自動化投入率100%

13、。（2）在燃用給定設(shè)計煤種和校核煤種并在允許變化范圍內(nèi)時，鍋爐能良好運行。燃用設(shè)計煤種時，在BRL工況下鍋爐保證鍋爐效率為90.0%（按低位發(fā)熱值，環(huán)境溫度為16）。2 設(shè)計鍋爐各結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)簡介2.1 爐膛煤粉爐的爐膛是燃料燃燒的場所，它的四周爐墻上布滿了蒸發(fā)受熱面（水冷壁），有時也敷設(shè)有墻式過熱器和墻式再熱器，因而爐膛也是熱交換（主要是輻射換熱）的場所，故爐膛是鍋爐最重要的部件之一。煤粉爐的爐膛的作用就是既要保證燃料的完全燃燒，又要合理組織爐內(nèi)熱交換，布置合適的受熱面滿足鍋爐容量的要求，并使煙氣到達爐膛出口時被冷卻到使其后的對流受熱面不結(jié)渣和安全工作所允許的溫度。因而，爐膛的設(shè)計應(yīng)滿足以下要

14、求：(1) 合理布置燃燒器，使燃料能迅速著火，并有良好的爐內(nèi)空氣動力場，使各壁面熱負荷均勻。即要使火焰在爐膛內(nèi)的充滿度好，減少氣流的死滯區(qū)和旋渦區(qū)，且要避免火焰沖墻刷壁，壁面結(jié)渣；(2) 爐膛要有足夠的容積和高度，保證燃料完全燃燒；(3) 能夠布置合適的蒸發(fā)受熱面，以滿足爐膛容量的需要，同時保證合適的爐膛出口煙溫。保證爐膛出口后的對流受熱面不結(jié)渣和安全工作；(4)爐膛的輻射受熱面應(yīng)具有可靠的水動力特性，保證其工作的安全；(5)結(jié)構(gòu)緊湊，金屬及其它材料用量少；便于制造、安裝、檢修和運行。在進行計算時，首先查鍋爐課程設(shè)計表2-11“爐膛容積強度的推薦值”，本鍋爐選取，然后即可根據(jù)下式求出爐膛容積

15、但上式確定的爐膛容積只是初步設(shè)計的，還要進行結(jié)構(gòu)設(shè)計、安排輻射受熱面、核算爐膛出口煙溫是否合理后，爐膛的容積才能最終確定。決定了爐膛容積后還必須把爐膛的形狀和尺寸確定好，才能達到預(yù)想的結(jié)果。當燃燒器采用四角布置時，爐膛橫截面面積的確定方法如下： 爐膛截面熱強度可查鍋爐原理及計算 P4-12 表1-4-5“爐膛截面熱強度的推薦值”。本鍋爐取，橫截面面積為85.04。 詳細計算見計算部分“3 爐膛設(shè)計和熱力計算”。2.2 燃燒器本鍋爐燃燒器是根據(jù)煤的大小，按鍋爐課程設(shè)計表2-14選用的四角布置的直流燃燒器。配風方式選用分級配風，正四角切圓布置，假想小切圓，大切圓，一次風噴口分三層布置，帶滿負荷共1

16、2個一次風噴口。燃燒器的一、二、三次風噴口的布置，自上至下依次為（三）、（二）、（二）、（一）、（二）、（一）、（一）、（二），一次風噴口分上下兩組分隔，以提高一次風氣流的剛性。為適應(yīng)煤種變化和調(diào)整燃燒工況，煤粉噴燃器各噴嘴出口截面做成可調(diào)節(jié)式的。為了調(diào)整燃燒工況和控制爐膛出口溫度，可根據(jù)燃料特性來擺動燃燒器傾角，所有噴嘴一起同向擺動時可擺動約，這樣可改變火焰中心的高度。詳細見計算部分“3 爐膛設(shè)計和熱力計算”。2.3 過熱器與再熱器本設(shè)計鍋爐中采用的有輻射、半輻射和對流三種型式的受熱面。前屏過熱器共6片，為全輻射式過熱器，后屏過熱器共14片，為半輻射式過熱器，高溫對流過熱器共104片，做順流

17、布置。在后屏過熱器前后布置一二級噴水減溫器，其中一級噴水減溫主要用于保護后屏過熱器，而二級噴水減溫則為調(diào)節(jié)主蒸汽出口溫度，使之維持額定蒸汽參數(shù)。對流受熱面校核計算時，須預(yù)先估計其中一種介質(zhì)的終溫和焓值，并按下列熱平衡方程式求出該終溫所相當?shù)氖軣崦嫖鼰崃考傲硪环N介質(zhì)的終焓。煙氣放熱的熱平衡方程為： 式中 保熱系數(shù)；、受熱面前后的煙焓，；受熱面的漏風系數(shù)；理論冷空氣焓，。也可以用工質(zhì)吸熱方程式求出受熱面的吸熱量，現(xiàn)將一些受熱面的吸熱量計算式列出如下：過熱器的總吸熱量： 當屏式過熱器、管束、對流過熱器從爐膛直接吸收輻射熱時，這些受熱面的對流換熱吸熱量： 接著計算傳熱系數(shù)和溫差，并按下列傳熱方程式計算

18、對1燃料而言的受熱面吸熱量： 式中 計算的受熱面積，傳熱系數(shù)，傳熱溫差，計算燃料消耗量，。若從傳熱方程式得到的吸熱量與按熱平衡方程式求出的吸熱量之差未超過2%，則該受熱面的校核熱力計算即告完成。如果兩者之間相差較大，就須重新估計終溫并重新進行計算。溫度及吸熱量的最終數(shù)值應(yīng)以煙氣放熱的熱平衡方程式中的值為準。過熱器所用的管子外徑約為2850，國產(chǎn)鍋爐多采用、的管子制造過熱器。管徑壁厚因承受的壓力、溫度的不同，隨選用的鋼材不同而變化，應(yīng)由強度計算來決定，一般為2.56。在設(shè)計中可根據(jù)實際情況或參考現(xiàn)有通參數(shù)的鍋爐的數(shù)據(jù)來選取，國產(chǎn)鍋爐過熱器管壁厚度為2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0。

19、本設(shè)計鍋爐中，前屏過熱器管徑與壁厚為，后屏過熱器，對流過熱器，高溫再熱器，低溫再熱器。半輻射式屏式過熱器布置在爐膛上部的出口處，由緊密排列的管子組成，一般其縱向相對節(jié)距；屏與屏之間的橫向節(jié)距應(yīng)不小于500，一般在。由于屏與屏間的距離很大，屏式過熱器上不易結(jié)渣，即使結(jié)渣也不至于堵塞煙氣通道。對流式過熱器一般都制成垂直懸吊式。為了懸掛方便，避免堵灰，不論水平還是垂直過熱器都采用順列布置。橫向相對節(jié)距一般取2.5左右。管中蒸汽流速是根據(jù)冷卻管子金屬的要求來選擇的。在過熱器中蒸汽流速如果選得太低，則傳熱能力將會降低，受熱面增加；但如果蒸汽流速過大，則蒸汽流動阻力增加。對于屏式過熱器及輻射式過熱器，由于

20、它們處于更高的煙溫區(qū)域，所以受熱面管子工作條件很差，為保證在運行中受熱面管子不致燒壞，應(yīng)選取較高的蒸汽流速，并采取其他一些措施。實際影響傳熱的不只是蒸汽流速，蒸汽密度也有關(guān)系。因此，常用工質(zhì)質(zhì)量流速作為一種設(shè)計指標。蒸汽的質(zhì)量流速可按下式計算： 式中 蒸汽流量，；蒸汽流通截面積，。因此，當選定蒸汽質(zhì)量流速以后，就可以根據(jù)上式確定管子總流通截面積以及管子數(shù)目，然后根據(jù)橫向節(jié)距的大小可確定過熱器的橫向管排數(shù)。對屏式過熱器來說，煙氣流速的選擇主要考慮避免積灰而引起結(jié)渣，在額定負荷時取煙氣流速左右，本鍋爐為6.723。對流過熱器的煙速下限受積灰條件的限制，上限又受飛灰磨損條件的限制，當煙速低于時，煙氣

21、中的飛灰容易粘附到管子上，因而造成堵灰，故一般設(shè)計時應(yīng)使額定負荷下的煙氣流速不低于。這樣在低負荷時的煙速可不低于。當煙溫接近，灰粒的粘性不大又不很硬，這時可適當提高煙速。型鍋爐水平煙道內(nèi)的過熱器就屬這種情況，這里的管子為順列布置，常選用以上的煙速，本設(shè)計鍋爐水平煙道中對流過熱器和高溫再熱器處的煙氣流速分別為和。選取煙氣流速以后，就可以結(jié)合受熱面的結(jié)構(gòu)設(shè)計確定過熱器的煙道尺寸。如果按結(jié)構(gòu)設(shè)計計算得到的過熱器受熱面積與按結(jié)構(gòu)布置要求最終確定的過熱器受熱面積之間的誤差時，可認為結(jié)構(gòu)設(shè)計計算是符合要求的。此種情況也適用于各對流受熱面的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算。屏式過熱器通常采用校核計算方法，由于屏式過熱器多屬整個

22、過熱系統(tǒng)的中間級過熱器，其進、出口工質(zhì)溫度在爐膛計算完成后依然是未知量，需要預(yù)先假設(shè)對流吸熱量，再根據(jù)分級定溫的要求假定進口汽溫或出口汽溫，然后計算出出口汽溫或進口汽溫。熱力計算符合要求后，對預(yù)先假定的進口或出口的工質(zhì)溫度或焓，應(yīng)該在其他有關(guān)各級過熱器的計算后再進行校核。對流過熱器沿煙氣流程布置在水平煙道或下行煙道中，其熱力計算在爐膛和屏式過熱器計算之后進行。計算高過時應(yīng)考慮爐內(nèi)直接輻射的熱量，但計算受熱面積不包括吸收爐膛輻射的受熱面積。再熱器分為高溫再熱器和低溫再熱器兩部分。高溫再熱器布置在對流過熱器之后的水平煙道中，低溫再熱器則布置在尾部豎井中。低溫再熱器管系共104片，為5排管，按煙氣流

23、向作逆流順列布置，整個低再管系由懸吊管過熱器承載，做向下自由膨脹。高溫再熱器管系也為104片、5排管，作順流順列布置。再熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則、方法和步驟大致與過熱器相同，主要區(qū)別有：（1） 再熱器一般選用較大管徑的管子，外徑一般為，本設(shè)計鍋爐高溫再熱器和低溫再熱器外徑均取為。（2） 蒸汽的質(zhì)量流速較過熱器低，一般為，本設(shè)計鍋爐高溫再熱器蒸汽的質(zhì)量流速為。再熱器的熱力計算按再熱器的流量與參數(shù)進行，其計算方法與對流過熱器的計算方法基本上是相同的。但在計算高溫再熱器與高溫過熱器是有區(qū)別的，即計算高溫再熱器的放熱系數(shù)時可以忽視前面煙氣容積輻射的影響，但后者則計算時要考慮。2.4 省煤器本鍋爐省煤器系為

24、2排蛇形管圈，順列逆流布置，保持較低煙速，以改善磨損，便于檢修。省煤器出來的工質(zhì)，由出口集箱左右兩端的連接管引出，連接管共12根，每端6根，工質(zhì)最終進入汽包，作為給水。現(xiàn)代大型鍋爐中一律采用鋼管式省煤器，鋼管的外徑約為，管壁厚度用，一般都用20碳鋼，大都采用光管，本設(shè)計鍋爐管徑及壁厚為，逆流順列布置。管子排列采用橫向相對管距略大于2，縱向相對管距與管子彎曲半徑有關(guān)。彎曲半徑越小，管子間的距離越小，整個省煤器的體積就越小，結(jié)構(gòu)緊湊；但彎頭處管子的變形越嚴重，使彎曲管外壁變薄，管壁強度變低。因此在設(shè)計時一般管子的彎曲半徑大于倍管子外徑。省煤器蛇形管中水流速度不僅影響傳熱，而且對金屬的腐蝕也有一定的

25、影響。不管煙氣是自上而下還是自下向上流，省煤器中的水總是設(shè)計成由下向上流，因為這樣流動可以把水在受熱時產(chǎn)生的氣泡帶走，不會使管壁因氣泡停滯而腐蝕或燒壞。省煤器的煙速在額定負荷下的設(shè)計值一般為，本設(shè)計鍋爐為7.76。 2.5 空氣預(yù)熱器本鍋爐選用轉(zhuǎn)子內(nèi)徑為的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，采用垂直軸受熱面回轉(zhuǎn)的型式。其主要特性數(shù)據(jù)如下：轉(zhuǎn)子內(nèi)徑為；轉(zhuǎn)子高度為；受熱面高度為，其中熱端，冷端；受熱面積；漏風系數(shù)0.20?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器是目前應(yīng)用較為廣泛的一種型式。這種轉(zhuǎn)動式的預(yù)熱器結(jié)構(gòu)復雜，但很緊湊，金屬用量較少，故多用于大容量鍋爐機組中。其受熱面分為熱段和冷段。但回轉(zhuǎn)式的主要缺點是漏風量較大，在設(shè)計好時漏風約

26、8%10%，密封不好時可達30%或更高。煙速和風速可影響蓄熱板溫度的變化，提高煙速和風速能使蓄熱板的溫度變化加大，同時增大傳熱量，空氣流速和煙氣流速的比值一般為。 空氣預(yù)熱器中的空氣平衡是與其他受熱面不同的，漏入煙氣側(cè)的空氣不是爐外的冷空氣，而是被加熱到一定溫度的空氣。空氣預(yù)熱器的總吸熱量 上各式中 受熱工質(zhì)的流量，；鍋爐計算燃料消耗量，；過熱器出口處蒸汽的焓，；飽和蒸汽的焓，；表面式減溫器吸收的減溫焓，；受熱面進、出口處工質(zhì)的焓，；從爐膛內(nèi)吸收的輻射熱，；空氣預(yù)熱器出口處過量空氣系數(shù)；在空氣預(yù)熱器中，空氣進行再循環(huán)所占的份額；空氣預(yù)熱器的漏風系數(shù)；空氣預(yù)熱器進出口理論空氣的焓，。2.6 鍋爐

27、構(gòu)架及平臺布置鍋爐構(gòu)架是用來支承汽包，集箱，受熱面，部分或全部爐墻平臺扶梯和其他構(gòu)件的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代鍋爐中普遍采用懸吊式結(jié)構(gòu)。本鍋爐構(gòu)架采用爐頂鋼結(jié)構(gòu)大梁和水泥柱的混合結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可減小鋼材耗量和節(jié)約工程投資。為了保證鍋爐各受熱面的自由膨脹，所有吊桿及吊架上部均采用球面墊圈支撐。為了提高梁的穩(wěn)定性，在梁易失去穩(wěn)定的區(qū)域設(shè)置加強筋。另外將主梁、次梁和小梁布置成縱橫交錯互聯(lián)的梁格，從而保證了梁的穩(wěn)定性。為了保證鍋爐爐墻、膜式水冷壁、包覆過熱器等高溫受壓部件免受因鍋爐燃燒而產(chǎn)生的負壓波動所引起的水冷壁震動而造成的損壞，設(shè)計中采用了剛性梁加固。鍋爐車間除了有運行平臺和專設(shè)的樓梯間外，為運行和檢修方便，還

28、必須在鍋爐構(gòu)架上裝設(shè)平臺和扶梯。平臺和扶梯布置得使運行人員從各個看火孔觀察爐膛內(nèi)的燃燒情況，可以操作和檢修各個鍋爐附件，可以察看各個儀表，并應(yīng)在鍋爐檢修時便于工作人員進入人孔。2.7 鍋爐爐墻和爐墻密封為了使火焰和煙氣與外界隔絕，防止鍋爐負壓運行時空氣漏入正壓運行時煙氣漏出，盡量減少鍋爐的散熱損失，爐膛及煙道都要用爐墻封閉起來。因此，爐墻必須具有良好的耐熱性、絕密性和密封性。同時要求爐墻具有足夠的機械強度、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉等。鍋爐爐墻有三種基本結(jié)構(gòu)型式：重型爐墻、輕型爐墻和敷管式爐墻，現(xiàn)在大容量鍋爐都采用敷管式爐墻。這種爐墻直接敷貼在鍋爐受熱面管子上面，要求管子節(jié)距要小或采用膜式水冷

29、壁。爐墻采用絕熱性能較優(yōu)良的材料做成，可不用沿高度分段且總高度不受限制。設(shè)計鍋爐爐膛時還應(yīng)考慮在爐墻的不同部位設(shè)安全門、人孔、檢查孔，、點火孔、吹灰孔、打焦孔、測量孔和檢修起吊孔。該鍋爐爐膛部分為膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，因而保證了爐墻的嚴密性。煙氣不會直接沖刷爐墻使爐墻的內(nèi)壁溫度接近于水冷壁的溫度，因此爐墻可采用輕質(zhì)巖棉板的保溫材料，外面涂上抹面涂料。為滿足鍋爐露天布置的需要，在爐墻外裝置金屬護扳。為了加強爐頂密封，本鍋爐的爐頂密封采用了微正壓結(jié)構(gòu)，并用金屬板進行二次密封。同時在爐頂管與水冷壁管及側(cè)包覆管接觸處用密封墊塊密封使其成為一個平面，并在穿過爐頂?shù)乃泄芟堤幉捎媒饘偈嵝伟迕芊?，爐頂管開孔處和兩

30、側(cè)采用密封鋼板作為一次密封。2.8 水冷系統(tǒng)爐膛四周水冷壁管全部采用的鰭片管制成密閉的膜式水冷壁。水冷壁是鍋爐的主要受熱面之一，它可以強化傳熱，減少鍋爐受熱面面積，節(jié)省金屬耗量；降低高溫對爐墻的破壞作用，起保護爐墻的作用；能有效地防止爐壁結(jié)渣，高溫熔融的焦碳和灰渣一旦碰撞在溫度較低的水冷壁管上，很快降溫凝固，失去粘性而下滑至冷灰斗，避免熔融灰渣粘結(jié)在高溫爐墻上而造成結(jié)渣現(xiàn)象；作為鍋爐的主要蒸發(fā)受熱面，吸收爐內(nèi)輻射熱量，使水冷壁管內(nèi)的熱水汽化，產(chǎn)生鍋爐的全部或絕大部分飽和蒸汽。水冷系統(tǒng)主要由大直徑下降管、分配集箱及其支管、水冷壁上升管、汽水引出管、上下集箱、汽包組成的循環(huán)回路。爐水由汽包經(jīng)4根大

31、直徑下降管及其下端的分配集箱，以及44根分配支管均勻地進入14只下集箱，然后分14個循環(huán)回路上升，經(jīng)上集箱和46根汽水引出管進入汽包；在汽包中汽水混合物經(jīng)內(nèi)部裝置分離清洗，干凈蒸汽被引入到過熱器中，分離下來的水和省煤器來的給水混合一起，再進入大直徑下降管，進行周而復始的循環(huán)。整個水冷壁管，以及敷設(shè)其上的爐墻，均通過上集箱上的吊桿，懸吊在爐頂鋼架上，受熱面做向下自由膨脹。水冷壁上設(shè)有人孔、看火孔、吹灰孔、打焦孔、防爆門孔、點火孔、測量孔等。后墻水冷壁上部由分叉管分成兩路，一路折向爐膛，形成折焰角，另一路垂直上升，起懸吊管左右。為使兩路水量的合理分配，以保證均能安全可靠運行，在垂直懸吊管的集箱管孔

32、處設(shè)置了帶有短管的節(jié)流孔，伸出集箱底部的短管，從而可以防止因污物進入節(jié)流孔而引起的阻塞。2.9 汽水系統(tǒng)流程（1）過熱蒸汽系統(tǒng)的流程汽包頂棚過熱器進口集箱頂棚過熱器出口集箱爐頂及尾部包覆過熱器尾部煙道下聯(lián)箱懸吊管過熱器及尾部煙道左右側(cè)包覆過熱器尾部煙道上聯(lián)箱前屏過熱器進口聯(lián)箱前屏過熱器管束前屏過熱器出口聯(lián)箱后屏過熱器進口聯(lián)箱后屏過熱器管束后屏過熱器出口聯(lián)箱高溫對流過熱器進口聯(lián)箱高溫對流過熱器管束高溫對流過熱器出口聯(lián)箱汽輪機。其中在前屏過熱器與后屏過熱器之間布置第一級噴水減溫，后屏過熱器與高溫對流過熱器之間布置第二級噴水減溫。（2）再熱蒸汽系統(tǒng)的流程汽輪機低溫再熱器進口集箱低溫再熱器管束低溫再熱

33、器出口集箱高溫再熱器進口集箱高溫再熱器管束高溫再熱器出口集箱再熱器集汽集箱汽輪機。（3）給水系統(tǒng)的流程給水省煤器進口集箱省煤器管束省煤器出口集箱汽包下降管水冷壁下聯(lián)箱水冷壁水冷壁上聯(lián)箱汽包。2.10 煙風系統(tǒng)鍋爐的煙風系統(tǒng)包括空氣系統(tǒng)和煙氣系統(tǒng)兩部分。（1）空氣系統(tǒng)除一、二次風系統(tǒng)外，尚設(shè)有供火焰檢測器用的冷卻風系統(tǒng)和點火用風系統(tǒng)。送風機將空氣通過暖風器送往回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，鍋爐的熱煙氣將其熱量傳送給進入的空氣，受熱的一次風與部分冷一次風混合進入磨煤機，然后進入煤粉燃燒器，受熱的二次風進入燃燒器風箱，并通過各調(diào)節(jié)擋板而進入爐膛，在此與燃燒的燃料進行混合。（2）煙氣系統(tǒng)一、二次風經(jīng)燃燒器送入爐膛

34、后，煤粉和空氣混合，在高溫條件下很快著火燃燒，生成煙氣。由燃料燃燒產(chǎn)生的熱煙氣將熱傳遞給爐膛水冷壁和屏式過熱器，繼而穿過高溫過熱器、高溫再熱器進入尾部豎井煙道，煙氣流經(jīng)低溫再熱器和省煤器后進入回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，最后進入除塵器，流向煙囪，排向大氣。2.11 吹灰系統(tǒng)為了保持鍋爐各級受熱面的清潔，減少飛灰聚集, 提高傳熱效率，必須有足夠數(shù)量的吹灰器對受熱面進行吹掃。吹灰器有分布在爐膛區(qū)域的爐膛吹灰器以及用來吹掃過熱器、再熱器、省煤器的長伸縮式吹灰器；在空氣預(yù)熱器冷端則設(shè)有預(yù)熱器吹灰器。爐膛水冷壁上預(yù)留有爐膛吹灰器和長伸縮式吹灰器墻箱。2.12 制粉系統(tǒng)本機組采用單進單出鋼球筒式磨煤機的中間貯倉式制

35、粉系統(tǒng)。單進單出鋼球筒式磨煤機的煤種適應(yīng)性強，幾乎可以磨制各種煤；單機容量大，適用于大容量機組；對煤中的雜物不敏感，工作可靠性高；但是其單臺設(shè)備金屬消耗量大，工作電耗相對較大，只適合帶基本負荷，工作中的噪聲大，煤粉的均勻性較差。中間貯倉式制粉系統(tǒng)是將磨制好的煤粉先儲存在煤粉倉中，再根據(jù)鍋爐燃燒的需要通過給粉機將煤粉送入爐膛燃燒。因此，系統(tǒng)中增加了煤粉倉、細粉分離器、給粉機、排粉機和螺旋輸粉機等設(shè)備。其工作過程為：給煤機將原煤送入磨煤機，熱空氣和原煤一同進入磨煤機，熱空氣一邊干燥一邊將煤粉帶出磨煤機而進入粗粉分離器，分離器將不合格的粗粉分離出來送回磨煤機重磨，合格的煤粉進入細粉分離器將煤粉和空氣

36、分開，煤粉進入煤粉倉。其優(yōu)點是輸送粉均勻，響應(yīng)快，貯存量大，鍋爐出力不受負荷限制，可在經(jīng)濟狀態(tài)下運行，另外調(diào)節(jié)性能好。2.13 再熱器的旁路保護系統(tǒng)為了滿足啟動、停機的要求，以及維持鍋爐最小的穩(wěn)定出力和低負荷時對再熱器進行足夠的冷卻，必須對再熱器進行旁路保護，故本機組采用了二級旁路保護系統(tǒng)。一級旁路是過熱蒸汽不經(jīng)過高壓缸而經(jīng)過減溫減壓裝置直接進入再熱器。二級旁路是再熱蒸汽不經(jīng)過中、低壓缸而經(jīng)過減溫減壓裝置直接進入凝汽器。當鍋爐出口壓力由于某種原因而超過設(shè)計值時，為使主安全閥盡量不動作，以免安全閥因頻繁起跳而引起泄露，此時一級旁路就自動打開，流經(jīng)部分蒸汽以降低氣壓，待鍋爐出口壓力恢復正常后，一級

37、旁路就自動關(guān)閉。當汽輪機甩負荷時，過熱蒸汽經(jīng)過一級、二級旁路，流經(jīng)再熱器至凝汽器，從而達到保護再熱器并回收冷凝水的目的，提高電廠經(jīng)濟性，而且可以使過熱蒸汽和再熱蒸汽的安全閥不動作。此外，旁路系統(tǒng)裝置的其他功能還有：1、改善機組的啟動。機組啟動初期可加快升溫、升壓，具有縮短機組啟動時間，回收工質(zhì)減少噪音之功能。2、機組在各種工況下(冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)和極熱態(tài))，投入旁路系統(tǒng)控制鍋爐蒸汽溫度使之與汽機汽缸金屬溫度較快地相匹配，并減少蒸汽向空排放及減少汽機循環(huán)壽命損耗，實現(xiàn)機組的最佳啟動。3、滿足電網(wǎng)對機組各種負荷的需求，特別當電網(wǎng)要求機組負荷低于鍋爐穩(wěn)定燃燒的負荷時。4、機組在啟動時，可保護布置在煙

38、溫較高區(qū)的再熱器，以防干燒, 有利減少和防止汽機顆粒侵蝕。2.14 運行工況和汽溫調(diào)節(jié)維持穩(wěn)定的過熱汽溫和再熱汽溫是保證鍋爐機組運行安全和經(jīng)濟所必須的。對電廠鍋爐來說，要求在運行中維持過熱汽溫的變動不超過。另外從保護過熱器受熱面來說，除了汽溫應(yīng)維持正常變動以外，還要保持一級過熱器的管壁溫度不超過這一級過熱器所采用的鋼材的許用溫度，因此鍋爐汽溫的調(diào)節(jié)除了滿足汽輪機的要求以外，還有保護過熱器本身的作用。鍋爐運行與汽溫調(diào)節(jié)有密切的關(guān)系，運行工況的變動會影響到汽溫的調(diào)節(jié)。該鍋爐的汽溫調(diào)節(jié)是按定壓運行設(shè)計的。在負荷為時，定壓運行，過熱蒸汽采用噴水調(diào)節(jié)，一級噴水量為，二級噴水量為。當鍋爐采用噴水減溫法調(diào)節(jié)

39、過熱蒸汽溫度時，在進行過熱器熱力計算中涉及到噴水量對過熱蒸汽流量和吸熱量影響時，是采取先假定噴水量后校核的方法進行的。再熱汽溫調(diào)節(jié)采用煙氣側(cè)調(diào)節(jié)，再熱器出口設(shè)置事故噴水減溫器作為事故狀態(tài)下保護再熱器，不使其超溫破壞。本鍋爐采用擺動燃燒器傾角的方法來實現(xiàn)對再熱汽溫的調(diào)節(jié)。擺動燃燒器傾角的方法實際上是改變爐內(nèi)火焰中心位置，從而改變爐膛出口煙溫，即改變爐內(nèi)輻射傳熱量和煙道中對流傳熱量的比例來實現(xiàn)的。400t/h中間再熱電站鍋爐設(shè)計計算說明書鍋爐機組的熱力計算的目的是為了確定鍋爐的主要工作指標和參數(shù)，以及各受熱面對結(jié)構(gòu)尺寸。本文按校核計算的方法進行鍋爐機組設(shè)計計算，其計算順序為：（1） 按照燃料性質(zhì)、

40、燃燒方式、鍋爐構(gòu)造進行空氣熱平衡計算；（2） 根據(jù)各受熱面入口出口的過量空氣系數(shù)，進行理論空氣量、煙氣量的計算。編制煙氣性質(zhì)表和焓溫表；（3）假定排煙溫度后進行熱平衡計算，確定各項熱損失，計算鍋爐效率和燃料消耗量（包括實際和計算燃料消耗量），算出保熱系數(shù)；（4）進行鍋爐爐膛設(shè)計布置后，假定預(yù)熱空氣溫度后作爐內(nèi)傳熱計算；（5）按煙氣流動方向?qū)煹纼?nèi)的各個受熱面，自屏式過熱器至空氣預(yù)熱器依次進行熱力計算，各受熱面計算分兩步進行，先作結(jié)構(gòu)特性計算，后作傳熱計算；（6）熱力計算數(shù)據(jù)的修正和熱平衡計算誤差的校核；（7）列出整個鍋爐機組的主要熱力計算數(shù)據(jù)的匯總表。1 煤的元素分析數(shù)據(jù)校核和煤種判別1.1煤

41、的元素各成分之和100%的校核=1.2元素分析數(shù)據(jù)校核1.1.1 可燃基元素成分分析可燃基元素成分與應(yīng)用基元素成分之間的換算因子為=則可燃基元素成分應(yīng)為（%）=1.1.2 干燥基灰分的計算=1.1.3 可燃基低位發(fā)熱量（試驗值）的計算=（+25） 1.1.4可燃基低位發(fā)熱量（門捷烈也夫公式計算值）的計算= = 由于，而602.768800 ，所以元素成分是正確的。1.3 煤種判別1.3.1 煤種判別由燃料特性知=23.2%20%，但是=1919016.5，屬中揮發(fā)份煙煤。1.3.2折算成分的計算因此4%,故屬高灰分煤。2 燃燒產(chǎn)物和鍋爐熱平衡計算2.1 燃燒產(chǎn)物的計算2.1.1 理論空氣量及理

42、論煙氣容積理論空氣量理論氮氣容積三原子氣體的容積 理論水蒸氣容積 理論煙氣容積 2.1.2 空氣平衡表及煙氣特性表根據(jù)該鍋爐的燃料屬煙煤，查鍋爐原理及計算P3-5，表1-3-3，爐膛過量空氣系數(shù)表，取爐膛出口過量空氣系數(shù)。又查鍋爐原理及計算表1-3-1，額定負荷下鍋爐各煙道中的漏風系數(shù)表，選取各受熱面煙道的漏風系數(shù)，列出空氣平衡表如表2-1。根據(jù)上述計算出的數(shù)據(jù)，又按鍋爐課程設(shè)計表2-10選取爐渣份額后計算得飛灰份額為，計算并列出煙氣特性表，如表2-2。表2-1 空氣平衡表爐膛、后屏過熱器（l,hp）對流過熱器（dlgr）高溫再熱器（gzr）低溫再熱器（dzr）省煤器(sm)空氣預(yù)熱器（ky）

43、進口1.201.231.261.291.31漏風0.030.030.030.020.2出口1.21.231.261.291.311.51表2-2 煙氣特性表項目名稱符號單位l,hpdlgrgzrdzrsmky煙道進口過量空氣系數(shù)1.21.21.231.261.291.31煙道出口過量空氣系數(shù)1.21.231.261.291.311.51煙道平均過量空氣系數(shù)1.21.2151.2451.2751.301.41過剩空氣量1.02861.10571.26001.41431.54292.1086水蒸氣容積0.51760.51880.52130.52380.52580.5349煙氣總?cè)莘e6.56606.

44、64336.80116.95977.08857.6633氣體占煙氣總?cè)莘e份額0.14470.14300.13970.13650.13400.1240水蒸氣占煙氣總?cè)莘e份額0.07880.07810.07660.07530.07420.0698三原子氣體和水蒸氣占煙氣總?cè)莘e份額0.22350.22110.21630.21180.20820.1938煙氣質(zhì)量8.73238.83319.03469.23619.404010.1428飛灰無因次濃度0.03380.03340.03260.03190.03140.0291上表中2.1.3 煙氣焓溫表表2-3煙氣焓溫表序號煙氣或空氣溫度（）理論煙氣的焓理論

45、空氣的焓飛灰的焓煙氣的焓爐膛，后屏過熱器=1.2 對流過熱器=1.231100766.20 678.90 23.60 22001551.00 1368.00 49.60 33002358.40 2072.60 76.70 44003191.80 2787.50 105.30 55004044.90 3517.80 136.00 4990.00 66004921.30 4268.70 163.40 5938.40 6066.50 1076.50 77005822.70 5029.80 196.20 7024.90 1086.50 7175.80 1109.30 88006740.40 5806.

46、40 227.20 8128.90 1104.00 8303.10 1127.30 99007673.60 6593.30 239.60 9231.90 1103.00 9429.60 1126.50 1010008622.20 7380.20 296.50 10394.70 1162.80 1111009583.30 8203.10 332.80 11556.70 1162.00 12120010555.70 9015.70 372.00 12730.80 1174.1080 9843.70 420.7030 10676.90 467.0030 11515.20 524.30 16160014546.80 12358.60 577.4030