說(shuō)明書(shū)哈鍋MW燃煤電站鍋爐熱力設(shè)計(jì)及計(jì)算

哈鍋300MW燃煤電站鍋爐熱力設(shè)計(jì)及計(jì)算摘要300MW；自然循環(huán)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；對(duì)流受熱面；熱力計(jì)算；1025t/hBoilerdesignandthermalcaculationof300MWcoal-firedpowerplantinHaerbinAbstractKeywords:第一章概述現(xiàn)代電站鍋爐就是利用燃料燃燒釋放的熱能或其他熱能加熱給水，以獲得規(guī)定參數(shù)（溫度、壓力）和品質(zhì)的蒸汽設(shè)備。本說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)的鍋爐屬亞臨界鍋爐。影響鍋爐總體設(shè)計(jì)的因素有蒸汽參數(shù)、容量、燃料以及一些其他因素。對(duì)超高壓及超高壓以上的大容量鍋爐，由于容量增大，參數(shù)較高，過(guò)熱氣溫提高，中間再熱器的利用，使得過(guò)熱部分的吸熱份額增加，為保持合適的爐膛出口溫度，在爐膛上部設(shè)置了屏式過(guò)熱器。對(duì)本鍋爐，采用兩級(jí)再熱器。省煤器由于壓力升高，給水加熱比率增加，不會(huì)沸騰。對(duì)亞臨界鍋爐，自然循環(huán)、控制循環(huán)、直流鍋爐3種形式都適用，本鍋爐采用最廣泛的自然循環(huán)。燃燒煤粉的爐膛尺寸較大，這是由于要在爐膛內(nèi)使煤燃盡，又要防止產(chǎn)生有害的積灰和結(jié)渣。爐膛水冷壁的吸熱率要低到使管子金屬溫度不會(huì)對(duì)爐膛尺寸發(fā)生大的影響。從最高一排煤燃燒器中心到爐頂之間要有足夠的高度。爐膛的型式有多種，本鍋爐采用“∏”型。鍋爐總體設(shè)計(jì)中遵行的原則：1、選取合理的設(shè)計(jì)指標(biāo)，以獲得較高的利用率；2、從鍋爐島整體出發(fā)選用合理的系統(tǒng)最佳參數(shù)匹配及成熟結(jié)構(gòu)，以達(dá)到高的運(yùn)行可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性；3、考慮環(huán)境保護(hù)問(wèn)題；4、考慮鍋爐的整體結(jié)構(gòu)密封性；5、考慮增加受熱面的可能性；6、安全保護(hù)和自動(dòng)控制。在設(shè)計(jì)鍋爐時(shí)，要對(duì)鍋爐進(jìn)行熱力計(jì)算。鍋爐熱力計(jì)算的目的是確定鍋爐受熱面與燃燒產(chǎn)物和工質(zhì)參數(shù)間的關(guān)系，通?？煞譃樵O(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算。這二種計(jì)算方法基本相同，其區(qū)別在于計(jì)算所要求的最終結(jié)果的項(xiàng)目不同。設(shè)計(jì)計(jì)算是指在給定的給水溫度和燃燒特性的條件下，確定在鍋爐額定蒸發(fā)量、給定的蒸汽參數(shù)（壓力、溫度）和預(yù)定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的條件是下，所需要的爐室尺寸和鍋爐機(jī)組各部件的結(jié)構(gòu)、受熱面數(shù)量。進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算之前還要預(yù)先選定鍋爐的整體布置型式、排煙溫度和熱空氣溫度。設(shè)計(jì)計(jì)算的目的是在額定負(fù)荷下確定鍋爐各受熱面的結(jié)構(gòu)特性及傳熱面積。除了確定鍋爐的各部件的受熱面尺寸外，設(shè)計(jì)計(jì)算中應(yīng)考慮如何保證鍋爐機(jī)組的運(yùn)行可靠性、安全性問(wèn)題。校核計(jì)算則是根據(jù)鍋爐機(jī)組所采用的爐膛結(jié)構(gòu)尺寸和各部件的受熱面結(jié)構(gòu)布置和數(shù)量，對(duì)已知的鍋爐負(fù)荷和燃料種類(lèi)，計(jì)算決定各級(jí)受熱面的換熱量、各級(jí)受熱面交界處的水溫、汽溫和煙氣溫度，計(jì)算得出鍋爐效率、燃料消耗量、空氣量、煙氣量以及工質(zhì)和煙氣在各級(jí)受熱面內(nèi)的流速。進(jìn)行校核計(jì)算是為了估計(jì)鍋爐機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)也是為了取得數(shù)據(jù)進(jìn)行水循環(huán)的計(jì)算、受熱面管壁溫金屬溫度計(jì)算，進(jìn)一步估計(jì)鍋爐運(yùn)行的安全性，確定配套設(shè)備的合理性和適應(yīng)性，尋找進(jìn)行鍋爐結(jié)構(gòu)改進(jìn)所需的措施。設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算都依據(jù)相同的傳熱原理、公式和資料。在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，為了計(jì)算程序上的方便，對(duì)于各個(gè)受熱面也往往采用校核計(jì)算的程序，即預(yù)先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)布置好受熱面的結(jié)構(gòu)尺寸和傳熱面積，通過(guò)校核計(jì)算的結(jié)果校驗(yàn)受熱面的布置是否合理和正確，如果不妥則修正受熱面的布置，再進(jìn)行校核。因此，對(duì)于鍋爐各個(gè)受熱面的熱力計(jì)算在方法上可以看作是校核計(jì)算。第二章鍋爐基本結(jié)構(gòu)和輔助計(jì)算2.1鍋爐容量、參數(shù)鍋爐容量、參數(shù)見(jiàn)表2-1。表2-1鍋爐參數(shù)序號(hào)名稱單位數(shù)值MCRECR36%MCR1汽包工作壓力MPa19.6618.472主蒸汽流量t/h1025905.33703主蒸汽出口壓力MPa18.2917.268.494主蒸汽出口溫度℃540.6540.65355再熱蒸汽流量t/h835.8745.1319.66再熱蒸汽進(jìn)口壓力MPa3.833.411.387再熱蒸汽出口壓力MPa3.613.221.308再熱蒸汽進(jìn)口溫度℃322.7317.3303.99再熱蒸汽出口溫度℃540.6540.6536.710給水溫度℃280.8273.1223.311給水壓力MPa2018.678.9312冷空氣溫度℃23.923.923.913熱一次風(fēng)溫℃319.4315.6266.114熱二次風(fēng)溫℃330.6324.4269.415爐膛出口煙溫℃1048102283216排煙溫度℃135.6132.297.817鍋爐熱效率%92.0892.2218燃料消耗量t/h143128.958.619爐膛容積熱負(fù)荷×10-2KJ/m3h408.16368.0820爐膛斷面熱負(fù)荷×10-6KJ/m2h18.8516.922.2燃料選用的煤種為煙煤，其應(yīng)用基各值在表格2-2中.表2-2煙煤煤特性表序號(hào)名稱單位數(shù)值設(shè)計(jì)煤種1應(yīng)用基碳Cy%52.442應(yīng)用基氫Hy%3.13應(yīng)用基氧Oy%8.64應(yīng)用基氮Ny%0.545應(yīng)用基硫Sy%0.906應(yīng)用基灰份Ay%24.837應(yīng)用基水份Wy%9.598可燃基揮發(fā)份VR%33.419低位發(fā)熱量QdwyKJ/Kg1986010哈氏可磨性系數(shù)672.3受熱面布置鍋爐采用傳統(tǒng)的雙煙道布置，即“∏”型布置，見(jiàn)圖2.1。在煙氣向上流動(dòng)的爐膛與煙氣向下流動(dòng)的尾部豎井之間為水平煙道。爐膛以屏式過(guò)熱器底面為上下?tīng)t膛分界面。上爐膛內(nèi)布置有屏式過(guò)熱器（分隔屏過(guò)熱器與后屏），可增加其輻射特性并分隔煙氣氣流，減弱爐膛出口前的煙氣旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度，減少煙氣偏差。凝渣管在屏式過(guò)熱器的出口方向上，其作用是可以減少結(jié)渣的形成。屏式過(guò)熱器沿爐深共有4片，其后為凝渣管。在水平煙道的前部布置高溫過(guò)熱器，在后部布置高溫再熱器與低溫過(guò)熱器。高溫過(guò)熱器采用先逆流后順流，高溫再熱器采用先逆流流動(dòng)方式，其余過(guò)熱器與再熱器也采用逆流方式。這樣的布置使蒸汽溫度最高的出口段處于煙溫較低的區(qū)域，提高其可靠性。在尾部豎井中依次布置低溫再熱器和省煤器，均為逆流布置，可提高煙氣與蒸汽間的溫差。所有過(guò)熱器、再熱器與省煤器的管子均采用行列布置，這對(duì)爐頂密封、管束的吊掛與提高吹灰效果均有利，對(duì)減輕管子的飛灰磨損，效果明顯。煙道尾部有兩臺(tái)空氣預(yù)熱器。高溫級(jí)是三分倉(cāng)受熱面回轉(zhuǎn)式式空氣預(yù)熱器，它對(duì)稱布置于尾部豎井下方；另外一臺(tái)為管式空氣預(yù)熱器。圖2.1鍋爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2.4燃燒產(chǎn)物計(jì)算空氣和燃燒產(chǎn)物的容積和焓都是按1kg固體燃料和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1干氣體燃料計(jì)算的。對(duì)所有氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的1mol氣體的容積等于22.41（標(biāo)準(zhǔn)）。1kg燃料完全燃燒時(shí)所需要的理論干空氣量（空氣過(guò)剩系數(shù)=1）可由燃料中各可燃成分（C、H、S）在燃燒時(shí)所需空氣量相加而成。煙氣量的計(jì)算為燃料在理論空氣量（=1）下完全燃燒后所生成燃料產(chǎn)物的理論（最小）容積。理論空氣量和理論煙氣量見(jiàn)表2-3。表2-3理論空氣量和煙氣量序號(hào)名稱及符號(hào)單位公式及計(jì)算結(jié)果1理論空氣積5.2272三原子氣體容積0.98483理論氮?dú)馊莘e4.13344理論水蒸氣容積0.54725理論煙氣容積5.11856飛灰中純灰份額-固態(tài)排渣煤粉爐，查表8-510.807煙氣中飛灰質(zhì)量濃度Kg/kg0.19868煤的折算灰分g/MJ12.50根據(jù)該鍋爐的燃料性質(zhì)（屬于煙煤），列出空氣平衡表。見(jiàn)表2-4。表2-4空氣平衡表煙道名稱入口過(guò)量空氣系數(shù)出口過(guò)量空氣系數(shù)漏風(fēng)系數(shù)爐膛，輻射過(guò)熱器及凝渣管(l,f，nz)1.250.1高溫過(guò)熱器(gzr）1.251.2750.025高溫再熱器(ggr)1.2751.3050.03低溫過(guò)熱器(dgr)1.3051.330.025低溫再熱器(dzr)1.331.360.03省煤器(sm)1.361.380.02高溫空氣預(yù)熱器(回轉(zhuǎn)式)1.381.580.2低溫空氣預(yù)熱器（管式）1.581.610.03根據(jù)上述計(jì)算出的數(shù)據(jù)，計(jì)算表2-5煙氣特性表列出的各項(xiàng)。表2-5煙氣特性表名稱及公式符號(hào)單位爐膛及凝渣管第二級(jí)過(guò)熱器高溫再熱器第一級(jí)過(guò)熱器低溫再熱器省煤器高溫空氣預(yù)熱器低溫空氣預(yù)熱器入口過(guò)量空氣系數(shù)1.251.251.271.301.331.361.381.58出口處過(guò)量空氣系數(shù)1.251.271.301.331.361.381.581.61平均過(guò)量空氣系數(shù)0.5（α′+）1.251.261.291.311.341.371.481.59水容積+0.0161(-1)V0m3/kg0.530.530.530.530.540.540.550.56煙氣總?cè)莘eV++V+(-1)V0m3/kg7.467.537.697.848.008.158.789.43RO2容積份額V/0.140.140.130.130.130.130.120.11H2O容積份額V/0.070.070.060.060.060.060.060.05三原子氣體總?cè)莘e份額0.210.210.200.200.200.190.180.17煙氣質(zhì)量1-+1.306kg/kg9.9410.0310.2310.4410.6410.8211.6312.48飛灰濃度kg/kg0.020.020.020.020.020.020.020.021.31.331.331.331.321.321.321.32在>1.0時(shí)，實(shí)際煙氣的焓為：(kJ/kg)（2-2）當(dāng)燃用多灰分煤種時(shí)，煙氣中飛灰含量較大時(shí)（即>），煙氣的焓應(yīng)計(jì)入飛灰的焓。上述結(jié)果為了便于查閱，將各受熱面的煙氣溫度范圍內(nèi)的值列成表格形式，即所謂的煙氣溫焓表.2.4熱平衡及燃料消耗量計(jì)算鍋爐機(jī)組的熱平衡是指送入機(jī)組的熱量與有效利用熱量加上各項(xiàng)熱損失的總相平衡。一般的熱平衡方程式如下：（kJ/kg）（2-3）式中——送入鍋爐的熱量（kJ/kg）——有效利用熱量（kJ/kg）——排煙熱損失（kJ/kg）——?dú)怏w不完全燃燒損失（kJ/kg）——固體不完全燃燒損失（kJ/kg）——鍋爐散熱損失（kJ/kg）——灰渣物理熱損失（kJ/kg）。熱平衡表見(jiàn)表2-7表2-7鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算序號(hào)名稱符號(hào)單位計(jì)算公式或數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)值1燃料帶入量kJ/kg≈198602排煙溫度℃假定132.23排煙焓kJ/kg查焓溫表2-6（=1.61）1067.60014冷空氣溫度℃給定23.95排煙熱損失%46氣體不完全燃燒損失%查文獻(xiàn)2表8-5107固體未燃燒損失%查文獻(xiàn)2表8-511.58散熱損失%查文獻(xiàn)2圖3-30.59灰渣物理熱損失%故不需計(jì)算0.0710理論冷空氣焓kJ/kg查表2-6164.911鍋爐總熱損失%6.0712鍋爐熱效率%100-93.9313過(guò)熱蒸汽出口焓kJ/kg查蒸汽特性表，t=541℃p=18.49MPa3397.514飽和水焓kJ/kg查蒸汽特性表，p=18.49MPa1808.115給水焓kJ/kg查蒸汽特性表，t=271℃p=19.05MPa1761.716過(guò)熱蒸汽流量t/h任務(wù)書(shū)給定905.317再熱蒸汽出口焓kJ/kg查蒸汽特性表，t=541℃p=3.98MPa3543.5618再熱蒸汽進(jìn)口焓kJ/kg查蒸汽特性表，t=315℃p=3.32MPa3015.3819再熱蒸汽流量t/h任務(wù)書(shū)給定745.120鍋爐有效利用熱kw+678840.821實(shí)際燃料消耗量Bkg/s35.8122計(jì)算燃料消耗量kg/s35.2723排煙處過(guò)量空氣系數(shù) -查文獻(xiàn)2表4-50.124保熱系數(shù)-0.9947第三章?tīng)t膛設(shè)計(jì)和熱力計(jì)算3.1爐膛概述爐膛是鍋爐中的一個(gè)重要部件。其復(fù)雜性在于同時(shí)存在著燃燒和傳熱過(guò)程，而燃燒本身就對(duì)傳熱有很大影響。如火焰中心的位置，火焰中三原子氣體和炭黑成分對(duì)輻射傳熱都有直接影響。另外，燃燒產(chǎn)生的灰分對(duì)受熱面的污染程度不同也會(huì)使吸熱量發(fā)生變化。反過(guò)來(lái)，傳熱過(guò)程的強(qiáng)弱又會(huì)影響燃料的著火和燃盡。爐膛的傳熱過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，燃料著火后燃燒非常強(qiáng)烈，其放熱大于四周水冷壁的吸熱，火焰溫度迅速上升，形成最大值所在的火焰中心。隨后可燃物逐漸燃盡，其發(fā)熱量小于水冷壁吸熱量，火焰溫度下降，形成爐內(nèi)溫度場(chǎng)沿爐膛高度不均勻的分布曲線。不論鍋爐負(fù)荷、過(guò)量空氣系數(shù)及燃燒工況如何變化，對(duì)一定結(jié)構(gòu)的爐膛，沿其高度的溫度場(chǎng)變化是很有規(guī)律的。通常控制爐膛出口溫度為1000℃左右，火焰中心可達(dá)1400℃甚至更高，故而爐膛中的傳熱主要是以輻射的形式進(jìn)行的。至于對(duì)流傳熱，在爐膛熱力計(jì)算中可以忽略；但在分析研究火焰偏斜沖刷爐壁而造成灰污結(jié)渣的問(wèn)題時(shí)，則要計(jì)及對(duì)流傳熱造成的影響。爐膛設(shè)計(jì)完成后，進(jìn)行爐膛的熱力計(jì)算。爐膛的熱力計(jì)算是在布置好爐膛的幾何形狀、受熱面的結(jié)構(gòu)和面積后進(jìn)行，熱力計(jì)算的目的是校核所設(shè)計(jì)的爐膛能否將火焰冷卻到預(yù)期的爐膛出口溫度，即爐膛內(nèi)布置的受熱面能否吸收分配的輻射熱量。3.2爐膛結(jié)構(gòu)爐膛用以保證燃料燃盡并使出口煙氣冷卻到對(duì)流受熱面安全工作所允許的溫度，爐膛出口的、等排放符合環(huán)保要求。本鍋爐采用直流式燃燒器切向燃燒方式的正方形爐膛，中速磨煤正壓冷一次風(fēng)機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)。影響爐膛設(shè)計(jì)的主要因素：燃料特性、排渣方式和燃燒方式。我國(guó)電站鍋爐主要采用直流式燃燒器切向燃燒方式的正方形爐膛、爐膛寬度a/爐膛深度b<1.2的爐膛。切向燃燒方式的優(yōu)點(diǎn)是爐膛四壁水冷壁的熱負(fù)荷比較均勻，改善了風(fēng)粉混合工況，即使各個(gè)角噴口的風(fēng)粉不均勻性大些，相鄰火焰可以相互點(diǎn)燃，燃燒較穩(wěn)定，對(duì)燃料適應(yīng)性較好，直流式燃燒器阻力較小，易于操作和調(diào)整。爐膛四周采用膜式水冷壁（膜式水冷壁氣密性好，大型鍋爐常采用）。膜式水冷壁由光管加扁鋼焊接而成，如圖3-1。管子規(guī)格（外徑×壁厚）為63.5mm×7.5mm，節(jié)距為76.2，材料牌號(hào)為SA-210C。在爐膛較高熱負(fù)荷區(qū)域采用內(nèi)螺紋管，螺紋頭數(shù)為8。爐膛有四個(gè)較大的切角，每個(gè)切角各有11根水冷壁管，其中1根為側(cè)水冷壁管子，10根為前（后）水冷壁管，各水冷壁管子根數(shù)如下：前水冷壁與后水冷壁各174根，兩側(cè)水冷壁各157根，總計(jì)662根。圖3.1膜式水冷壁由汽包來(lái)的具有欠焓的水，經(jīng)4根外徑為508的集中下降管，通過(guò)74根外徑為159mm的連接管將爐水送到外徑為273mm的前、后與側(cè)墻水冷壁下集箱，爐水在水冷壁管內(nèi)進(jìn)行加熱蒸發(fā)，其出口的汽水混合物在進(jìn)入外徑為273mm的水冷壁上集箱，通過(guò)94根外徑為159mm的汽水連接管進(jìn)入汽包。水冷壁回路劃分：水冷壁的循環(huán)回路共22個(gè)，回路是按爐膛高度熱負(fù)荷曲線、爐膛寬度與深度熱負(fù)荷分配曲線和水冷壁管幾何形狀等因素劃分的。前墻、后墻各有5個(gè)回路，兩側(cè)墻各有6個(gè)回路。為改善角隅受熱條件，將其布置為大切角并劃成單獨(dú)回路。折焰角部分的側(cè)墻按受熱情況、采用叉形管情況及管子形狀等因素分為2個(gè)回路。4根集中下降管的每一根負(fù)責(zé)爐膛一個(gè)角部水冷壁的供水，一個(gè)回路盡量由同一集中下降管供水。水冷壁下集箱的下水連接管數(shù)量與上集箱的汽水引出管數(shù)量按回路受熱情況與回路水冷壁管束量確定。爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)列于表3-1，水冷壁結(jié)構(gòu)列于表3-2。表3-1爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（帶有凝渣管和屏式過(guò)熱器）序號(hào)名稱符號(hào)單位計(jì)算公式或數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)值1爐膛截面熱負(fù)荷文獻(xiàn)2表8-4044002爐膛截面積F159.233爐膛寬度a12.624第一根凝渣管高設(shè)定7.25頂棚寬度7.1216折焰角前端到第一排凝渣管斜管段長(zhǎng)設(shè)定1.57折焰角寬度設(shè)定4.28折焰角上傾角度設(shè)定459折焰角下傾角度設(shè)定3010凝渣管與爐墻距離5.44911頂棚高度7.212折焰角高度2.425313-3.17514冷灰斗底口寬度設(shè)定215冷灰斗傾角設(shè)定5516冷灰斗中部寬度 7.3117冷灰斗高度7.58318冷灰斗斜邊長(zhǎng)度的一半4.62819爐膛容積熱負(fù)荷文獻(xiàn)2表8-39選取160020爐膛容積根5838.421側(cè)墻面積462.63122爐膛中部高度37.31123出口窗中心到灰斗中心高37.31124前墻面積577.70625后墻面積507.97726出口窗面積109.79327頂棚面積89.86728爐膛總面積2210.60529爐膛總高41.2863.3燃燒器設(shè)計(jì)燃燒器是指將燃料與燃燒所需的空氣按規(guī)定比例、速度和混合方式經(jīng)燃燒噴口送入爐膛并正確組織燃料在爐膛內(nèi)著火、燃燒和燃盡的裝置。切向燃燒時(shí)，射流在爐膛中央合成一個(gè)大的旋轉(zhuǎn)氣流，理想的爐內(nèi)空氣動(dòng)力工況，要求這個(gè)旋轉(zhuǎn)氣流中心不偏離爐膛中央，也不貼壁沖墻，熱負(fù)荷分布均勻，火焰充滿度好。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，燃燒器的結(jié)夠示意圖見(jiàn)圖3-2。燃燒器結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算見(jiàn)表3-3。圖3.2燃燒器布置表3-3燃燒器結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算序號(hào)名稱符號(hào)單位公式及計(jì)算結(jié)果1計(jì)算燃燒消耗量查文獻(xiàn)2表I-435.272燃料受到基低位發(fā)熱量見(jiàn)任務(wù)書(shū)198603燃料干燥無(wú)灰基揮發(fā)分%由任務(wù)書(shū)初始數(shù)據(jù)得24.8324理論空氣量由表2-3得5.2275爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)-由煙氣特性表得1.256爐膛漏風(fēng)系數(shù)-由煙氣特性表得0.17空氣預(yù)熱器出口風(fēng)溫見(jiàn)任務(wù)書(shū)324.48一次風(fēng)率-文獻(xiàn)2參考表8-4選取0.29磨煤廢氣（三次風(fēng)率）-由制粉系統(tǒng)得0.410磨煤廢氣及煤粉溫度由制粉系統(tǒng)得15011二次風(fēng)及送粉熱風(fēng)溫度314.412一次風(fēng)中煤粉濃度0.59213熱風(fēng)比熱查下的空氣比熱表1.347714一次風(fēng)溫見(jiàn)任務(wù)書(shū)315.615一次風(fēng)溫t1下的空氣比熱查下的空氣比熱表1.34416煤粉器前的一次風(fēng)溫見(jiàn)任務(wù)書(shū)17爐膛漏風(fēng)率-0.0818二次風(fēng)率-0.3219二次風(fēng)量161.3720一次風(fēng)量99.3721磨煤廢氣量142.8322一次風(fēng)速文獻(xiàn)參考表8-27選取2423二次風(fēng)速文獻(xiàn)參考表8-27選取5524磨煤廢氣（三次風(fēng)）風(fēng)速文獻(xiàn)參考表8-27選取5825燃燒器數(shù)量Z-切向燃燒四角布置426每個(gè)燃燒器的標(biāo)準(zhǔn)煤出力t/h21.5227一次風(fēng)口面積2.0728二次風(fēng)口面積1.46729廢氣（三次風(fēng)）噴口面積1.2330爐膛寬度a查表3-112.6231爐膛深度b查表3-112.6232燃燒器間距離-12.6233爐膛高度查表3-141.28634下二次風(fēng)口下沿到冷灰斗轉(zhuǎn)角的距離選定3.4735燃燒器假想切圓直徑參考1.5836燃燒器矩形對(duì)角線長(zhǎng)度17.84737特性比值_a/b1_1_初步選定2_文獻(xiàn)參考圖8-84選定1338燃燒器噴口寬度1.439燃燒器噴口高度按，要求畫(huà)出結(jié)構(gòu)圖，得2.82140燃燒器占有面積23.06323.4燃燒室水冷壁布置水冷壁采用的光管，管節(jié)距s=mm，管子懸掛爐墻，管子中心和爐墻距e=0。每面墻寬10731mm,側(cè)墻布置根，前后墻布置根。后墻水冷壁管子在折角處有叉管，直叉管垂直向上連接聯(lián)箱，可以承受后墻管子和爐墻的重量，斜叉管組成凝渣管和折焰角。凝渣管有413=123根管子，折焰角上有根管子。側(cè)墻水冷壁向上延伸，在折焰角區(qū)域和凝渣管區(qū)域形成附加受熱面。表3-4爐膛受熱面計(jì)算序號(hào)名稱符號(hào)單位公式及計(jì)算結(jié)果前，后，側(cè)頂棚出口窗1水冷壁規(guī)格dmm-606060mm-8882管節(jié)距smm-7676-3相對(duì)值--1.2671.26-4管中心與爐墻距離emm-00-5相對(duì)值--00-6角系數(shù)x-文獻(xiàn)查圖11-101117爐墻面積-201189.867109.7938水冷壁有效輻射面積除去燃燒器占有面積196589.867109.7939總水冷壁有效輻射面積H2164.6610灰污系數(shù)-文獻(xiàn)查表11-20.4511水冷壁受熱面平均熱有效性系數(shù)-0.44112煙氣輻射層有效厚度sm9.5113燃燒器中心高度m8.67214燃燒器相對(duì)高度-0.2115火焰中心相對(duì)高度修正-文獻(xiàn)2查表11-3016火焰中心相對(duì)高度-0.213.5爐膛，屏式過(guò)熱器及凝渣管熱力計(jì)算爐膛的熱力計(jì)算爐膛的熱力計(jì)算（帶屏式過(guò)熱器）結(jié)果列于表3-6。其中爐膛出口溫度為1203.4℃，屏式過(guò)熱器出口溫度為494.5℃。表3-5爐膛熱力計(jì)算序號(hào)名稱符號(hào)單位公式及計(jì)算結(jié)果1熱空氣溫度℃任務(wù)書(shū)給定324.42熱空氣焓kJ/kg查表2-42255.843冷空氣溫度℃任務(wù)書(shū)給定23.94冷空氣焓kJ/kg查表2-4264.365爐膛漏風(fēng)系數(shù)-查表2-40.16煤粉系統(tǒng)漏入風(fēng)系數(shù)-中速磨，正壓運(yùn)行0.17空氣預(yù)熱器熱空氣份額-查表2-41.058空氣進(jìn)入爐膛的熱量kJ/kg+(+)2421.519燃料有效放熱量kJ/kg22278.5310理論燃燒溫度℃查表2-4(α=1.25)11309.28K+2731582.2811爐膛出口溫度℃先假定，再校核1100K+273137312爐膛出口煙焓kJ/kg查表2-4(α=1.25)12142.5313煙氣平均熱容量kJ/(kg?℃)48.414容積份額水蒸氣/三原子氣體-查表2-5(α=1.25)0.577215煙氣密度1.44716飛灰濃度Kg/kg查表2-5(α=1.25)0，021317飛灰顆粒平均直徑μm文獻(xiàn)2，查表11-4，用鋼球滾桶磨煤機(jī)1318三原子氣體分壓力0.015519三原子氣體輻射減弱系數(shù)1/(m?Mpa)10.20.499320灰粒輻射減弱系數(shù)1/(m?Mpa)1.9821焦炭輻射減弱系數(shù)-貧煤1-懸浮燃燒0.1-經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)10.21/(m?Mpa)1.0222火焰輻射減弱系數(shù)k1/(m?Mpa)++3.499323火焰輻射吸收率-kps3.371124火焰黑度-0.965425爐膛黑度-0.984426火焰中心高度系數(shù)M-0.45527爐膛出口煙溫K+2731124.88℃1203.428爐膛出口煙焓kJ/kg查表2-5（α=1.25）1432829爐內(nèi)輻射傳熱量kJ/kg9924.32730輻射受熱面熱負(fù)荷175.35屏式過(guò)熱器的熱力計(jì)算屏的有關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3-6表3-6屏式過(guò)熱器結(jié)構(gòu)尺寸名稱符號(hào)單位公式或數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)值（1）屏式過(guò)熱器結(jié)構(gòu)管徑壁厚mm給定管距：橫向縱向mmmm給定50046屏長(zhǎng)屏深lbmm給定7.26.022爐寬am給定10.731入口輻射受熱面135.44出口輻射面積73.75煙氣流體截面積：入口出口平均（l+b）(a-zd)L(a-zd)130.2270.9191.82蒸汽流通截面積f1.745本身輻射角系數(shù)x-文獻(xiàn)圖11-10（a）曲線50.97屏受熱面2zblx1766.42入口到出口角系數(shù)-0.04輻射層有效厚度sm0.781(2)附加受熱面結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)兩側(cè)水冷壁受熱面給定153．24（3）屏區(qū)煙氣有關(guān)數(shù)據(jù)入口溫度給定（從爐膛計(jì)算得來(lái)）1203.4入口焓kJ/kg查焓溫表14328煙氣容積給定7.4627水蒸氣容積份額-給定0.0714三原子氣體容積份額-給定0.2134飛灰濃度kg/kg給定0.0252飛灰顆粒直徑um鋼球滾桶磨煤機(jī)13（4）工質(zhì)有關(guān)數(shù)據(jù)（1）屏式過(guò)熱器入口蒸氣壓力Mpa給定17.26出口蒸氣壓力Mpa給定17.26入口蒸氣溫度給定380入口蒸氣焓kJ/kg查蒸氣表2740蒸汽流量DKg/s給定252.35兩側(cè)水冷壁工質(zhì)溫度t飽和溫度359.25（5）爐內(nèi)傳熱數(shù)據(jù)爐內(nèi)屏區(qū)輻射熱流給定175.35考慮反向輻射的系數(shù)-（=1203.4）從文獻(xiàn)圖11-17取得0.94屏區(qū)改正輻射強(qiáng)度164.83屏入口輻射熱kJ/kg586.84表3-7屏式過(guò)熱器熱力計(jì)算順序名稱符號(hào)單位公式或數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)值1入口煙溫℃給定11002入口煙焓kJ/kg查焓溫表135263屏區(qū)對(duì)流傳熱QkJ/kg假定后復(fù)校19004屏區(qū)煙氣輻射給屏后受熱面的熱量kJ/kg假定后復(fù)校785屏出口煙氣焓kJ/kg123406屏出口煙溫℃假定后復(fù)校10507煙氣平均溫度℃0.5（+）1126.7TK273+1399.78屏區(qū)水冷壁附加受熱面吸熱量kJ/kg假定后復(fù)校1739屏本身對(duì)流傳熱kJ/kg假定后復(fù)校172710煙氣輻射減弱系數(shù)1/（mMpa）2.0511飛灰輻射減弱系數(shù)1/（mMpa2.1312煙氣輻射輻射吸收力kps-（+）ps0.33113煙氣黑度a-0.2814屏入口有效輻射熱量kJ/kg取自表3-6586.8415屏進(jìn)口對(duì)出口的角系數(shù)-取自表3-60.0416屏出口漏出爐膛輻射熱量kJ/kg17.9817屏吸收爐膛輻射kJ/kg-586.8618屏總吸收熱量kJ/kg+2295.8619屏區(qū)煙氣輻射燃料品種改正系數(shù)-文獻(xiàn)2中式（12-70）說(shuō)明0.520屏區(qū)煙氣對(duì)屏后受熱面的輻射熱量kJ/kg7021屏出口蒸氣焓kJ/kg3261.1322屏出口蒸汽溫度℃查蒸氣表（p=17.26Mpa）494.523蒸汽平均溫度t℃437.2524蒸氣平均比熱容v查蒸氣表（p=17.26Mpa）0.01625蒸汽平均流速m/s2.1726蒸汽側(cè)放熱系數(shù)文獻(xiàn)2見(jiàn)圖12-16，=0.96920883.227煙氣流速m/s13.5128煙氣放熱系數(shù)文獻(xiàn)2查圖12-6，=47.9429灰污系數(shù)文獻(xiàn)2查圖12-20曲線30.01130管壁溫度℃948.6331輻射放熱系數(shù)文獻(xiàn)2查圖12-15，129.9832屏利用系數(shù)-文獻(xiàn)2查圖12-200.8533煙氣側(cè)放熱系數(shù)170.734傳熱系數(shù)k47.4835溫差℃=0.5，672.4536屏本身對(duì)流傳熱量kJ/kg173937屏本身傳熱誤差e--0.6938水冷壁附加受熱面工質(zhì)溫度℃給定359.2539溫差℃767.4540水冷壁附加受熱面吸熱量kJ/kg17241誤差-0.5842總誤差e--0.58燃燒室輻射吸熱量的分配燃燒室輻射吸熱量中有部分由屏式過(guò)熱器，凝渣管及高溫過(guò)熱器吸收。（1）凝渣管直接吸收燃燒室的輻射熱量輻射受熱面是燃燒室的出口窗，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=4.267,從文獻(xiàn)2圖11-10中的無(wú)爐墻反射的曲線上查得單排管的角系數(shù)x=0.32?，F(xiàn)凝渣管有三排，總的系數(shù)為凝渣管輻射受熱面為由于出口窗位于燃燒室上部，熱負(fù)荷比較小，需要計(jì)算沿高度的熱負(fù)荷不均勻系數(shù)。出口窗中心的高度為，從冷灰斗中心到爐頂?shù)目偢叨葹?，根?jù)和燃燒器中心相對(duì)高度，查圖15-4的2線，得到。凝渣管吸收的輻射熱量：（Kw）（2）屏式過(guò)熱器直接吸收的燃燒室的輻射吸熱量（3）高溫過(guò)熱器直接吸收燃燒室的輻射熱量（4）水冷壁的平均輻射受熱面熱負(fù)荷=136.74（）凝渣管的傳熱計(jì)算凝渣管束是錯(cuò)列布置，由后墻水冷壁延伸而成，總共有三排，其結(jié)構(gòu)特性計(jì)算見(jiàn)表3-8。表3-8凝渣管結(jié)構(gòu)序號(hào)名稱符號(hào)單位公式及計(jì)算結(jié)果1管子規(guī)格mm選用6032橫向管子節(jié)距m-2563縱向管子節(jié)距m-2504橫向相對(duì)節(jié)距-4.2675縱向相對(duì)節(jié)距-4.1676平均每排管子數(shù)目n根設(shè)定417第一排凝渣管高度m見(jiàn)爐膛結(jié)構(gòu)尺寸中的7.28第三排凝渣管與折焰角距離m0.5759前兩排凝渣管間底斜邊長(zhǎng)m0.28910第三排凝渣管底斜邊長(zhǎng)m0.66411第二排凝渣管高度m7.34412第三排凝渣管高度m7.48813凝渣管出口高度m7.82014每根管計(jì)算長(zhǎng)第一排m8.442第二排m8.422第三排m8.40215凝渣管受熱面面積195．1616側(cè)墻水冷壁附加受熱面面積23，76617計(jì)算受熱面面積+218.92618煙氣輻射層有效厚度1.16919煙氣流通截面68.62表3-9凝渣管傳熱計(jì)算順序名稱符號(hào)單位公式或數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)值1入口煙溫℃查表3-710502入口煙焓kJ/kg查表3-7123333煙氣出口溫度℃先假定，后校核10134煙氣出口焓kJ/kg查表2-6（）11853.45煙氣熱平衡放熱量kJ/kg478.46平均煙溫℃1031.57煙氣容積查表2-57.4638水蒸氣容積份額-查表2-50.07149三原子氣體容積份額-查表2-50.21310煙氣重度1.332411飛灰濃度kg/kg查表2-6（）0.025212飛灰顆粒平均直徑um查表3-71313煙氣流速m/s16，8514煙氣對(duì)流放熱系數(shù)文獻(xiàn)2查圖12-788.2115三原子氣體輻射減弱系數(shù)1/（mMpa）1.8716飛灰輻射減弱系數(shù)1/（mMpa）2.2317煙氣輻射吸收力kps-（+）ps0.48618煙氣黑度a-0.35819管內(nèi)工質(zhì)溫度t℃飽和溫度（p=18.49Mpa）359.2520管壁灰污層溫度℃，凝渣管：439.2521煙氣輻射放熱系數(shù)-0.546文獻(xiàn)2式（12-47）87.6922煙氣總放熱系數(shù)175.923熱有效系數(shù)-文獻(xiàn)查表12-50.624傳熱系數(shù)105.5425平均溫差℃672.2526傳熱量kJ/kg478.9627誤差%-0.117第四章對(duì)流受熱面的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1對(duì)流受熱面計(jì)算的基本概念鍋爐對(duì)流設(shè)熱面是指以對(duì)流方式為主進(jìn)行傳熱的受熱面。實(shí)際上，煙氣中的三原子氣體和飛灰顆粒具有輻射能力，以輻射方式將熱量傳給受熱面。故而對(duì)流受熱面中同時(shí)存在對(duì)流和輻射傳熱，只是對(duì)流傳熱的份額大，采用對(duì)流傳熱的計(jì)算公式，在傳熱系數(shù)中同時(shí)計(jì)及輻射傳熱因素。以對(duì)流傳熱為主的受熱面有布置在對(duì)流煙道的凝渣管束、鍋爐管束（小型工業(yè)鍋爐上采用）、對(duì)流過(guò)熱器和再熱器、省煤器、直流鍋爐的過(guò)渡區(qū)，以及空氣預(yù)熱器。在對(duì)流受熱面中，工質(zhì)吸收煙氣的總熱量（kW）（4-1a）式中：k——傳熱系數(shù)，；——溫壓，℃；A——受熱面積，；對(duì)流受熱面中，煙氣沖刷受熱面的一側(cè)，另一側(cè)受工質(zhì)——水、汽水混合物或蒸汽所沖刷時(shí)，受熱面的面積按煙氣沖刷的面積來(lái)計(jì)算。在鍋爐的計(jì)算中常習(xí)慣地用每千克燃料為基礎(chǔ)進(jìn)行傳熱計(jì)算，因此式（4-1a）常寫(xiě)成：（kJ/kg）(4-1b)式中：Q——每千克計(jì)算燃料的煙氣通過(guò)受熱面時(shí)被工質(zhì)所吸收的熱量，kJ/kg；——計(jì)算燃料的消耗量，kg/s。對(duì)半輻射屏式受熱面來(lái)說(shuō)，式(4-1b)仍可應(yīng)用，不過(guò)只說(shuō)明其對(duì)流受熱面?zhèn)鳠岵糠?，在傳熱系?shù)及其他計(jì)算方法上也與一般的對(duì)流受熱面有所不同。煙氣離開(kāi)鍋爐以后即進(jìn)入鍋爐的各對(duì)流受熱面。這里將分別介紹各對(duì)流受熱面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、熱力計(jì)算的特點(diǎn)。作對(duì)流受熱面校核熱力計(jì)算時(shí)，須預(yù)先估計(jì)其中一種介質(zhì)的終溫和焓，并按下列熱平衡方程式求出該終溫所相當(dāng)?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式為kJ/kg（4-2）式中——保熱系數(shù)；，——受熱面前后的煙焓，kJ/kg；——受熱面的漏風(fēng)系數(shù)；——理論冷空氣的焓，kJ/kg。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(guò)2%（在個(gè)別情況下，兩者可相差2%以上），則該受熱面的校核熱力計(jì)算即告完成。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(zhǔn)。如果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較大，就須要重新估計(jì)終溫并重新進(jìn)行計(jì)算。后部煙道（對(duì)流煙道、后部對(duì)流煙道）設(shè)計(jì)步驟：見(jiàn)圖4.1。1)爐膛出口煙溫2)過(guò)熱器(再熱器)吸熱量3)受熱面布置確定后部受熱面輻射傳熱量/對(duì)流傳熱量考慮調(diào)溫的影響/受熱面排列4)省煤器出口煙溫對(duì)省煤器汽化的防止5)煙氣流速圖4.14.2過(guò)熱和再熱系統(tǒng)流程及特點(diǎn)再熱系統(tǒng)流程圖見(jiàn)圖4.2，過(guò)熱系統(tǒng)流程圖見(jiàn)圖4.3。汽輪機(jī)高壓缸排氣汽輪機(jī)高壓缸排氣事故噴水減溫器壁式再熱器進(jìn)口集箱前墻與側(cè)墻壁式再熱器減溫器出口連接管?chē)娝疁p溫器減溫器進(jìn)口連接管壁式再熱器出口集箱中溫再熱器進(jìn)口集箱中溫再熱器高溫再熱器高溫再熱器出口集箱出口導(dǎo)管圖4.2再熱器系統(tǒng)流程圖過(guò)熱器和再熱器特點(diǎn)：1、爐膛上部布置壁式再熱器和大節(jié)距的大屏過(guò)熱器，可增加過(guò)熱器與再熱器的輻射特性，大屏可起到分隔旋轉(zhuǎn)氣流的作用。2、處于高煙溫區(qū)的過(guò)熱器與再熱器采用蒸汽冷卻的定位管，確保其運(yùn)行可靠性。大屏與后屏沿爐膛寬度方向有4組汽冷定位夾持管，這些夾持管與前墻水冷壁的導(dǎo)向定位裝置連接，用作大屏管屏的橫向定位，保持管屏間的橫向節(jié)距及減小運(yùn)行中管屏的晃動(dòng)。后屏過(guò)熱器、中溫與高溫再熱器用橫穿爐膛的氣冷定位管保持屏間的橫向節(jié)距，并減小器運(yùn)行中的晃動(dòng)。處于較低煙溫區(qū)的高溫過(guò)熱器與低溫過(guò)熱器采用機(jī)械管夾保持管屏間的橫向節(jié)距。管屏的縱向定位采用以下方法：對(duì)大屏過(guò)熱器、后屏過(guò)熱器與中溫再熱器采用活動(dòng)塊，并延長(zhǎng)其最里面的管圈作管屏底部夾緊用；高溫再熱器與高溫過(guò)熱器采用帶狀管夾；對(duì)低溫過(guò)熱器采用水冷懸吊管與定位塊。3、各級(jí)過(guò)熱器和再熱器采用較粗的管子，對(duì)提高受熱面管的抗磨能力也有利。對(duì)流過(guò)熱器和對(duì)流再熱器均采用順利布置，這對(duì)降低管子的煙側(cè)磨損與提高吹灰效果十分明顯。4、各級(jí)過(guò)熱器和再熱器之間采用數(shù)量很少的大直徑管相互連接，使蒸汽得到混合，使各蛇形管內(nèi)蒸汽受熱得到改善。4.3高溫過(guò)熱器結(jié)構(gòu)尺寸及熱力計(jì)算高溫過(guò)熱器的結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)表4-1，熱力計(jì)算見(jiàn)表4-2。從屏式過(guò)熱器出口聯(lián)箱出來(lái)的蒸汽進(jìn)入噴水減溫器，該噴水由鍋筒引出飽和蒸汽冷凝而得，冷卻水采用進(jìn)入省煤器前的給水。蒸汽經(jīng)減溫后進(jìn)入高溫過(guò)熱器胡入口聯(lián)箱，蒸汽在高溫過(guò)熱器中先逆流后順流，此處第一圈管束是逆流，其余均為順流，同樣可以使過(guò)熱器出口胡高溫蒸汽處于較低溫的煙氣流中。高溫過(guò)熱器的第一，二排管組成四排錯(cuò)列管，使節(jié)距增大，防止堵灰。其余均是順列布置。由于一組受熱面內(nèi)有錯(cuò)列，順列布置，而計(jì)算時(shí)胡平均溫差是按整組受熱面計(jì)算的，因此傳熱系數(shù)也要用整組受熱面的平均值。此時(shí)采用加權(quán)平均法來(lái)計(jì)算以下參數(shù)：橫向節(jié)距，縱向節(jié)距，煙氣流通截面，對(duì)流放熱系數(shù)，灰污系數(shù)，最后算出傳熱系數(shù)k。加權(quán)平均是用錯(cuò)列，順列的受熱面來(lái)加權(quán)的。表4-1高溫過(guò)熱器結(jié)構(gòu)尺寸順序名稱符號(hào)單位公式或數(shù)據(jù)來(lái)源結(jié)果1管徑及壁厚mm選用423.52錯(cuò)列管束折焰角前端距頂棚高度m等于凝渣管出口高7.823橫向節(jié)距mm2224縱向節(jié)距mm設(shè)定1505橫向相對(duì)節(jié)距-5.2866縱向相對(duì)節(jié)距-3.5717橫向管排數(shù)排按478縱向管排數(shù)排-59前排管距折焰角前端距離mm自選70010前排管截面高度mm712011前排管高度mm628012后排管高度mm6110平均管長(zhǎng)mm6195受熱面19213順列管束橫向節(jié)距mm設(shè)定11114縱向節(jié)距mm設(shè)定160設(shè)定60平均11015橫向相對(duì)節(jié)距-2.64316縱向相對(duì)節(jié)距-2.61917橫向管排數(shù)排-9418縱向管排數(shù)排-619順列管后據(jù)懸吊管寬度mm124020每排管高度m6.0321傾斜管段長(zhǎng)m平均值，包括錯(cuò)列區(qū)1.16022平均管長(zhǎng)m+7.1923受熱面534.82425錯(cuò)列，順列受熱面H+726.826加權(quán)平均橫向節(jié)距mm140.32327加權(quán)平均縱向節(jié)距mm120.56728橫向相對(duì)節(jié)距-3.34129縱向相對(duì)節(jié)距-2.87130輻射層有效厚度m0.42431蒸汽流通截面f0.65632錯(cuò)列區(qū)煙氣流通截面60.95633順列區(qū)煙氣流通截面37.1834平均煙氣流通截面41.4535兩側(cè)水冷壁附加受熱面58.59236折焰角附加受熱面折焰角斜向長(zhǎng)度m設(shè)定4.525折焰角處水管根數(shù)根34受熱面積14.49337輻射空間m1.27538管簇深度m1.26表4-2高溫過(guò)熱器傳熱計(jì)算順序名稱符號(hào)單位公式或數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)值1凝渣管橫向相對(duì)節(jié)距℃查表3-84.6272單排管角系數(shù)x-查圖11-100.323凝渣管總角系數(shù)-0.6864出口窗面積查表3-190.5845凝渣管輻射受熱面62.1046出口窗中心高度m查表3-137.7977冷灰斗中心到爐頂距離m查表3-141.7068出口窗相對(duì)高度-0.9069燃燒器中心相對(duì)高度-查表3-40.19410爐膛高度熱負(fù)荷不均勻系數(shù)-文獻(xiàn)2查圖15-40.6711輻射受熱面熱負(fù)荷-查表3-5175.3512直接吸收爐膛輻射熱kJ/kg103.17513入口煙溫℃查表3-9101314入口煙焓kJ/kg查表3-911853.415蒸汽出口溫度℃查表2-354116蒸汽出口焓kJ/kg查表2-73398.517蒸汽入口溫度假定490.518蒸汽入口焓kJ/kg按p=17.26MPa查蒸汽表3248.819蒸汽吸熱量kJ/kg1164.8720附加受熱面吸熱量kJ/kg假設(shè)為20020021煙氣放熱量kJ/kg126222煙氣出口焓kJ/kg10657.4623煙氣出口溫度℃查表2-490624平均煙溫℃959.525煙氣容積查表2-37.534326水蒸氣容積份額-查表2-30.070827三原子氣體容積份額-查表2-30.211528煙氣密度1.33229飛灰濃度Kg/kg查表2-30.02530飛灰顆粒平均直徑kJ/kg查表3-51331煙氣流速m/s16.132錯(cuò)列區(qū)煙氣對(duì)流放熱系數(shù)文獻(xiàn)2查圖12-7109.4233順列區(qū)煙氣對(duì)流放熱系數(shù)文獻(xiàn)2查圖12-6108.134煙氣平均對(duì)流放熱系數(shù)111.0635蒸汽平均溫度t℃515.7536蒸汽比容v按p=17.26Mpa查取0.018337蒸汽流速m/s7.0438蒸汽放熱系數(shù)文獻(xiàn)2查圖12-161937.2839三原子氣體輻射減弱系數(shù)3.32640飛灰輻射減弱系數(shù)2.2941煙氣輻射吸收力kps-（+）ps0.234542煙氣黑度a-1-0.2143灰污系數(shù)錯(cuò)列管文獻(xiàn)2查圖12-14，0.00468順列管文獻(xiàn)2式（12-61a）的說(shuō)明（3）0.004344平均灰污系數(shù)0.004445管壁灰污層溫度℃1044.2846輻射放熱系數(shù)文獻(xiàn)2查圖12-1567.6247修正后輻射放熱系數(shù)96.1448煙氣總放熱系數(shù)207.249熱有效性系數(shù)-文獻(xiàn)2查表12-150.650傳熱系數(shù)K112.351平均溫差純逆流溫差℃439.05修正系數(shù)-查表12-1，圖12-2436.85平均溫差℃52傳熱量QkJ/kg1099.4653水冷壁附加受熱面?zhèn)鳠崃克浔诟郊邮軣崦?3.085平均溫差℃600.25傳熱系數(shù)K取主受熱面的K112.3傳熱量kJ/kg151.9154總傳熱量kJ/kg1251.3755誤差-0.84256主過(guò)熱器熱量誤差-0.958表4-3低溫過(guò)熱器結(jié)構(gòu)順序名稱符號(hào)單位公式或數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)值1管徑及壁厚mm選用383.52橫向節(jié)距mm設(shè)定1003縱向節(jié)距mm設(shè)定784橫向相對(duì)節(jié)距-2.63165縱向相對(duì)節(jié)距-2.05266橫向管排數(shù)Z1排邊距取150mm1027縱向管排數(shù)Z2排設(shè)定308管排至懸吊管距離mm設(shè)定10009煙道高度hm設(shè)定5.55710每排管子高度mh-上下總空隙511每根管子平均長(zhǎng)度lm153.37612受熱面H3373.36813輻射層有效厚度sm0.20114蒸汽流通截面f0.190615煙氣流通截面39.9616輻射空間m1.517管簇深度m2.26218下底寬度m+3.262表4-4低溫過(guò)熱器熱力計(jì)算順序名稱符號(hào)單位公式或數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)值1入口煙溫℃查表4-26982入口煙焓kJ/kg查表4-28167.83蒸汽入口溫度℃查表4-23594蒸汽入口焓kJ/kg查表4-22488.95低溫過(guò)熱器出口蒸汽焓kJ/kg查表4-227406低溫過(guò)熱器出口蒸汽溫度℃3807蒸汽吸熱量kJ/kg查蒸汽表1936.648煙氣出口焓kJ/kg查表6232.69煙氣出口溫度℃534.5410平均煙溫℃616.2711煙氣容積7.849512水蒸氣容積份額-0.068613三原子氣體容積份額-0.203614煙氣密度1.3315飛灰濃度Kg/kg查表0.02416煙氣流速m/s20.7517煙氣對(duì)流放熱系數(shù)查圖12-6或計(jì)算108.4818蒸汽平均溫度t℃369.519蒸汽比容v0.009520蒸汽流速M(fèi)/s12.4721蒸汽放熱系數(shù)查圖12-16436522三原子氣體輻射減弱系數(shù)4.43623飛灰輻射減弱系數(shù)2.73724煙氣輻射吸收力kps-（+）ps0.14225煙氣黑度a-0.13226灰污系數(shù)-式（12-61a）的說(shuō)明0.004327管壁灰污層溫度℃453.8228輻射放熱系數(shù)查圖12-5或者計(jì)算14.46429修正后的輻射放熱系數(shù)19.92330煙氣總放熱系數(shù)128.431熱有效系數(shù)-查表12-50.632傳熱系數(shù)K74.8333平均溫差℃246.7734傳熱量QkJ/kg1920.635誤差%0.8284.4后屏（中溫）再熱器結(jié)構(gòu)尺寸及熱力計(jì)算后屏再熱器位于后屏過(guò)熱器之后，共30片，每片由13根管子并聯(lián)套彎。橫向節(jié)距456mm，縱向節(jié)距73mm，管子外徑為63mm。后屏過(guò)熱器出口煙溫930℃，出口氣溫418℃。后屏（中溫）再熱器結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)表4-3，熱力計(jì)算見(jiàn)表4-4。表4-3后屏（中溫）再熱器結(jié)構(gòu)尺寸順序名稱符號(hào)單位公式或數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)值1管徑及壁厚mm選用636.52片數(shù)片按文獻(xiàn)1第七章303每片管子根數(shù)根按文獻(xiàn)1第七章134深度bm按文獻(xiàn)1第七章1.8325屏的平均長(zhǎng)度lm0.5（12.053+10.995）11.5246橫向節(jié)距mm按文獻(xiàn)1第七章4567縱向節(jié)距mm按文獻(xiàn)1第七章738煙氣進(jìn)口流通面積(l+b)a181.79煙氣出口流通面積la156.810蒸汽流體面積A0.7851.21511煙氣平均流通面積168.312輻射層有效厚度sm0.5413計(jì)算對(duì)流受熱面積127914爐頂附加受熱面積2.59114.05936.42715水冷壁附加受熱面積86.15表4-4后屏（中溫）再熱器熱力計(jì)算順序名稱符號(hào)單位公式或數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)值1入口煙溫℃=10502入口煙焓kJ/kg=11684.73蒸汽進(jìn)口焓kJ/kg2898.84蒸汽進(jìn)口溫度℃查蒸汽特性表3745蒸汽出口溫度℃已知4186蒸汽出口焓kJ/kg查蒸汽特性表31477再熱器吸熱量kJ/kg2074.38爐頂附加吸熱量kJ/kg假定969水冷壁附加吸熱量kJ/kg假定25610爐膛及后屏對(duì)過(guò)熱器輻射熱量kJ/kg由后屏熱力計(jì)算德456.911爐頂吸收輻射熱量kJ/kg7.4212水冷壁吸收輻射熱量kJ/kg20.513再熱器吸收輻射熱量kJ/kg428.9814再熱器對(duì)流吸熱量kJ/kg1645.315煙氣出口焓kJ/kg1129016煙氣出口溫度℃查焓溫表2-693017煙氣平均溫度℃99018蒸汽平均溫度℃410.519煙氣流速m/s9.0320煙氣側(cè)對(duì)流放熱系數(shù)查文獻(xiàn)3附錄三8221蒸汽平均比容查蒸汽特性表0.0117922蒸汽平均流速m/s22.923灰污系數(shù)查文獻(xiàn)3附錄三0.0048524蒸汽側(cè)放熱額系數(shù)查文獻(xiàn)3附錄三331525三原子氣體的輻射減弱系數(shù)13.7826飛灰減弱系數(shù)91.6427煙氣輻射吸收力kpskps0.2628煙氣黑度a1-0.22929煙氣側(cè)輻射放熱系數(shù)文獻(xiàn)3附錄三5130利用系數(shù)文獻(xiàn)3附錄三1.031煙氣側(cè)放熱系數(shù)13332熱有效系數(shù)查文獻(xiàn)3附錄三0.6533較小溫差℃42834較大溫差℃64735平均溫差℃53036傳熱系數(shù)k83.1237對(duì)流傳熱量kJ/kg1647.3638誤差kJ/kg-1.34.5高溫再熱器結(jié)構(gòu)尺寸及熱力計(jì)算高溫再熱器位于屏式再熱器之后，屏式再熱器和高溫再熱器之間無(wú)集箱，用管子在爐外直接連接，這有利于降低再熱系統(tǒng)的阻力。高溫再熱器共60排，每排有7根管子并聯(lián)套彎。橫向節(jié)距228mm，縱向節(jié)距114mm。管子外徑63mm。高溫再熱器出口煙溫827℃，出口氣溫540℃。高溫再熱器結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)表4-5，熱力計(jì)算見(jiàn)表4-6。表4-5高溫再熱器結(jié)構(gòu)尺寸順序名稱符號(hào)單位公式或數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)值1管徑及壁厚mm選用636.52排數(shù)排按文獻(xiàn)1第七章603每排管子根數(shù)根按文獻(xiàn)1第七章74深度bm按文獻(xiàn)1第七章1.4825屏的長(zhǎng)度lm按文獻(xiàn)1第七章10.466橫向節(jié)距mm按文獻(xiàn)1第七章2287縱向節(jié)距mm按文獻(xiàn)1第七章1148煙氣流通面積81.729蒸汽流通面積1.308510輻射層有效厚度sm0.416311計(jì)算對(duì)流受熱面869表4-6高溫再熱器熱力計(jì)算順序名稱符號(hào)單位公式或數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)值1入口煙溫℃=9302入口煙焓kJ/kg=112903煙氣出口溫度℃假定8274煙氣出口焓kJ/kg查焓溫表2-690225高溫再熱器對(duì)流吸熱量kJ/kg972.16蒸汽焓增量kJ/kg140.67蒸汽出口氣溫℃已知5408蒸汽出口汽焓kJ/kg查蒸汽特性表3550.69進(jìn)口汽焓kJ/kg-341010進(jìn)口氣溫℃查蒸汽特性表41811平均溫度℃0.5（+）47912蒸汽平均比容查蒸汽特性表0.092413蒸汽流速wm/s26.614蒸汽側(cè)對(duì)流放熱系數(shù)查文獻(xiàn)3附錄三108015灰污系數(shù)查文獻(xiàn)3附錄三0.04316煙氣流速m/s11.817煙氣側(cè)對(duì)流放熱系數(shù)查文獻(xiàn)3附錄三8518三原子氣體輻射減弱系數(shù)17.4519飛灰減弱系數(shù)10020氣體輻射吸收力kpskps0.23621煙氣黑度a1-0.2122煙氣側(cè)輻射放熱系數(shù)文獻(xiàn)3附錄三28.6323利用系數(shù)文獻(xiàn)3附錄三1.024煙氣側(cè)放熱系數(shù)113.6325熱有效系數(shù)查文獻(xiàn)3附錄三0.6526較小溫差℃28427較大溫差℃47728平均溫差℃37929傳熱系數(shù)k98.630對(duì)流傳熱量kJ/kg95031誤差%2.04.6省煤器結(jié)構(gòu)尺寸及熱力計(jì)算省煤器采用非沸騰式。省煤器蛇形管防磨裝置采用防磨蓋板結(jié)構(gòu)。在煙氣流向的第一排蛇形管的直段與彎頭部分覆蓋著厚度為4mm的鋼板，在相鄰爐墻的其他管排的彎頭部分也覆蓋著彎曲形鋼板。省煤器出口煙溫410℃，出口水溫288℃。省煤器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見(jiàn)表4-11，省煤器結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算見(jiàn)表4-12，省煤器熱力計(jì)算見(jiàn)表4-13。表4-13省煤器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)序號(hào)名稱符號(hào)單位計(jì)算公式或數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)值1進(jìn)口水焓kJ/kg12022焓增量kJ/kg假定703出口水焓kJ/kg+12724進(jìn)口水溫℃已知2745對(duì)流吸熱量kJ/kg526.76出口水溫℃查蒸汽特性表2887煙氣進(jìn)口溫度℃由低溫過(guò)熱器計(jì)算得4808煙氣進(jìn)口焓kJ/kg查焓溫表2-658079煙氣出口溫度℃假定41010煙氣出口焓kJ/kg查焓溫表2-6491411較小溫差℃12212較大溫差℃20613平均溫差℃16014傳熱系數(shù)k選取4115計(jì)算對(duì)流受熱面積274616工質(zhì)質(zhì)量流速選取70017工質(zhì)流通面積A0.36618管徑及壁厚mm選取19每根管子截面積11.9420管子總數(shù)n根30721橫向節(jié)距mm選取12022管子排數(shù)排選取11523管子彎曲半徑Rmm按R=（1.5~2.0）d選取9024每排管子根數(shù)根n/225單根管長(zhǎng)lm74.5626縱向平均節(jié)距mm由計(jì)算得14027每根管子實(shí)際平均長(zhǎng)度m由計(jì)算得7628實(shí)際布置的對(duì)流受熱面積279929防磨罩面積由計(jì)算得9530計(jì)算對(duì)流受熱面積-270431誤差%-1.5表4-12省煤器結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算順序名稱符號(hào)單位公式或數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)值1管徑及壁厚mm由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)515.52排數(shù)排由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1153每排管子根數(shù)根由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24橫向節(jié)距mm由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1205縱向節(jié)距mm由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1406煙氣流通面積79.27工質(zhì)流通面積由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)0.3668輻射層有效厚度sm0.339計(jì)算對(duì)流受熱面由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2704表4-13省煤器熱力計(jì)算順序名稱符號(hào)單位公式或數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)值1入口煙溫℃由計(jì)算得4802入口煙焓kJ/kg查焓溫表2-658073煙氣出口溫度℃假定4104煙氣出口焓kJ/kg查焓溫表2-636475低溫過(guò)熱器對(duì)流吸熱量kJ/kg526.77水出口溫度℃查蒸汽特性表2888水出口焓kJ/kg1271.89進(jìn)口氣溫℃由爐膛熱力計(jì)算37410進(jìn)口汽焓kJ/kg查蒸汽特性表250911平均溫度℃0.5（+）28112煙氣流速m/s8.713煙氣側(cè)對(duì)流放熱系數(shù)查文獻(xiàn)3附錄三54.714飛灰減弱系數(shù)130.615三原子氣體輻射減弱系數(shù)24.616氣體輻射吸收力kps0.24617煙氣黑度a1-0.21818灰污管壁溫度℃34119煙氣側(cè)輻射放熱系數(shù)文獻(xiàn)3附錄三820利用系數(shù)文獻(xiàn)3附錄三1.021煙氣側(cè)放熱系數(shù)62.722傳熱系數(shù)k40.