6t燃煤鍋爐改燃?xì)忮仩t

本課題研究的目的燃煤鏈條鍋爐是我國主要的煤炭利用方式之一，廣泛應(yīng)用于供熱和工業(yè)生產(chǎn)過程。我國工業(yè)鍋爐每年耗煤量約6億噸，是僅次于電站鍋爐的最大的煤炭消耗者。我國工業(yè)鍋爐總量約為60萬臺，且每年仍在以5%的速率增長。在各類工業(yè)鍋爐中，65%是鏈條爐，20%是往復(fù)爐排爐，10%是固定爐排爐，3-5%是循環(huán)流化床鍋爐，其它類型占1%?？梢姡济烘湕l鍋爐在我國國民經(jīng)濟(jì)生活中的重要地位。6t/h燃煤鏈條鍋爐不僅數(shù)量大，而且效率普遍比較低下。燃?xì)忮仩t具有良好的燃燒性，其特點(diǎn)為起火迅速，鍋爐升溫快、調(diào)節(jié)靈活，燃燒效率高,對環(huán)境污染小。其主要優(yōu)點(diǎn)有：1、燃?xì)忮仩t中燃?xì)獾幕曳?、含硫量和含氮量比煤低，燃燒充分，煙氣中粉塵量極少，排放易達(dá)到國家對燃燒設(shè)備所要求的標(biāo)準(zhǔn),可大大減輕對環(huán)境的污染,環(huán)保性能好。2、煙氣污染小,對流管束承受的腐蝕小，傳熱效果好，熱輻射能力強(qiáng)，排煙溫度低，熱效率明顯提高。3、燃?xì)忮仩t不需要上煤機(jī)、除渣機(jī)、除塵器、爐排等附屬設(shè)備節(jié)約鍋爐設(shè)備投資。4、使用管道輸送的燃?xì)鉃閯?dòng)力,不需要燃料儲存,衛(wèi)生條件好?？蓸O大的減小勞動(dòng)強(qiáng)度,改善勞動(dòng)條件，降低運(yùn)行成本,節(jié)約運(yùn)輸費(fèi)用、場地和勞動(dòng)力5、燃?xì)忮仩t供熱負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng),根據(jù)負(fù)荷（水溫）可靈活的調(diào)節(jié)大小火。系統(tǒng)啟動(dòng)快,減少預(yù)備工作帶來的各種消耗。由于附屬設(shè)備少，用電量較燃煤鍋爐要低。燃?xì)鈨?nèi)雜質(zhì)較少，鍋爐不會發(fā)生高低溫受熱面的腐蝕,鍋爐連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長,故障少。6、燃?xì)庥?jì)量簡單準(zhǔn)確，便于燃?xì)夤?yīng)量的調(diào)節(jié)。在減少設(shè)備維修保養(yǎng)方面，燃?xì)忮仩t燃燒系統(tǒng)設(shè)備簡單,因而需要維修保養(yǎng)的設(shè)備少,受熱管件使用壽命長。7、燃?xì)忮仩t操作簡單,易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。燃?xì)忮仩t不但設(shè)置費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用較低,而且它的社會效益是無法比擬的。天然氣是最清潔的燃料,是排放污染最少的燃料，燃?xì)忮仩t將是鍋爐發(fā)展的最終趨勢！本文針對6t/h燃煤鏈條鍋爐熱效率低、生產(chǎn)成本高、環(huán)境污染嚴(yán)重等的問題,把燃煤鍋爐改成燃?xì)忮仩t后可以提高鍋爐熱效率，降低生產(chǎn)成本，大大降低煤煙型煙塵排放量，顯著改善空氣質(zhì)量、更好的保護(hù)環(huán)境。研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢國內(nèi)燃?xì)忮仩t有著良好的發(fā)展前景。國內(nèi)燃?xì)忮仩t生產(chǎn)雖然起步較晚，但發(fā)展很快，在技術(shù)及性能上均達(dá)到了國外產(chǎn)品的水平。我省目前使用的燃?xì)忮仩t均為國內(nèi)生產(chǎn)的，且數(shù)量很少。隨著“煤改氣”工作的開展，燃?xì)忮仩t在我國的占有率會快速提高。國內(nèi)燃?xì)忮仩t與國外產(chǎn)品的比較國外燃?xì)忮仩t發(fā)展較早，技術(shù)比較成熟，這是國內(nèi)廠家所不及的，但相對于鍋爐本體設(shè)計(jì)、制造方面，國內(nèi)應(yīng)該說走在了世界前列。與國外產(chǎn)品比較，國內(nèi)產(chǎn)品的不足之處主要有兩個(gè)方面：(l)自控系統(tǒng)國內(nèi)廠家對鍋爐自控方面投人較少，相比國外產(chǎn)品自動(dòng)化程度還有一定差距。但隨著時(shí)間的推移，國內(nèi)企業(yè)也認(rèn)識到了不足之處，引人先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和管理模式，并加大了研制開發(fā)力度，使之與國外同類產(chǎn)品的差距逐漸縮小。(2)鍋爐本體附件的配置方面國內(nèi)鍋爐廠家在鍋爐本體附件的配置方面相對國外產(chǎn)品來講，檔次較低，很容易出現(xiàn)故障，影響到鍋爐整體的安全、可靠運(yùn)行。燃煤鍋爐改造為燃?xì)忮仩t進(jìn)行了分析和探討，無論從經(jīng)濟(jì)角度還是從環(huán)保方面來看,大力發(fā)展燃?xì)忮仩t是目前的發(fā)展趨勢,近年來,各大中城市逐步淘汰市區(qū)內(nèi)所有燃煤的小鍋爐、爐灶，改用燃?xì)忮仩t。本文主要設(shè)計(jì)內(nèi)容和研究方法1、本課題研究內(nèi)容(1)燃料熱力校核；(2)燃?xì)忮仩t系統(tǒng)的阻力計(jì)算及風(fēng)機(jī)校核；(3)選取相應(yīng)的燃?xì)馊紵骷叭紵到y(tǒng)；(4)根據(jù)出力等要求提出相應(yīng)的改造方案并進(jìn)行優(yōu)化；(5)根據(jù)改造方案對鍋爐本體進(jìn)行制圖；2、本課題研究方法(1)資料分析法：通過查閱資料找出可以借鑒的數(shù)據(jù)及可行性方案。(2)數(shù)學(xué)模型法：根據(jù)燃料進(jìn)行熱力計(jì)算。⑴2熱力校核計(jì)算燃料特性改造后所燃用的氣體燃料是焦?fàn)t煤氣，其低位發(fā)熱量為4000大卡/m3,即16748kJ/m3,其各種成分氣體的體積分?jǐn)?shù)見下表2-1。表2-1.燃?xì)獬煞中蛱柮Q單位數(shù)值1CO%422CO%93CH4%194H2%585N%96其他%1為了方便計(jì)算，在進(jìn)行燃料的燃燒計(jì)算和鍋爐的熱力計(jì)算時(shí)，均按體積分?jǐn)?shù)計(jì)算。燃料的燃燒計(jì)算理論空氣量的計(jì)算理論空氣量是指1m3燃料完全燃燒所需要空氣量。它對不同燃料油不同的數(shù)值，取決于燃料的成分分析。當(dāng)氣體燃料的組成已知時(shí)，便可計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體燃料燃燒所需要的理論空氣量V0。1「一一一一「n _ 1V0=——0.5H+0.5CO+Z(m+-)CH+1.5H—O(2-1)0.21L2 4mn2 2_式中H2,CO,CmHn,O2——燃?xì)庵懈鞣N可燃組分的體積百分?jǐn)?shù)，％。將焦?fàn)t煤氣各組分的氣體百分?jǐn)?shù)代入此公式，求得V0=3.405m3/m3。⑵鍋爐各受熱面過量空氣系數(shù)的選取由于影響燃料完全燃燒程度的因素很多，其中空氣的供給量是否充分，燃料與空氣的混合是否良好，都是很重要的條件。實(shí)際送入鍋爐的空氣量V（m3/m3）稱為實(shí)際空氣量，其值一般都大于理論空氣量。比理論空氣量多出的這一部分空氣就稱為過量空氣。因此，實(shí)際空氣量就是理論空氣量與過量空氣量之和。實(shí)際空氣量與理論空氣量的比值稱為過量空氣系數(shù)，用a表示，即(2-2)通常指所指的過量空氣系數(shù)是爐膛出口處的值a;，它是一個(gè)影響鍋爐燃燒工況及運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)。當(dāng)a;偏小時(shí)，爐內(nèi)的不完全燃燒熱損失便增大;當(dāng)a;偏大時(shí)，鍋爐的排煙熱損失就會增多。因此存在一個(gè)最佳的a;值，使鍋爐的上述熱損失之和最小。燃?xì)忮仩t的最佳a(bǔ);取決于燃?xì)獾娜紵椒ǖ?，為了能使燃?xì)饽軌蛲耆紵?，此次?jì)算的a;值特意取得大些，其值為a;=1.2。鍋爐各部件處煙道內(nèi)漏入的空氣量AV與理論空氣量的比值，稱為該段煙道的漏風(fēng)系數(shù)，用Aa表示，即(2-3)Aa二竺(2-3)V0鍋爐各煙道的漏風(fēng)系數(shù)的大小取決于負(fù)壓的大小和煙道的結(jié)構(gòu)形式，一般為0.01?0.1,此次計(jì)算中，鍋爐各煙道的漏風(fēng)系數(shù)的選取結(jié)果見下表2-2。表2-2空氣平衡表序號名稱漏風(fēng)系數(shù)過量空氣系數(shù)1爐膛入口01.22爐膛出口0.081.283第一鍋爐管束0.051.334第二鍋爐管束0.11.435第三管束0.11.53燃燒產(chǎn)物及其計(jì)算燃料燃燒后的產(chǎn)物就是煙氣。當(dāng)只供給理論空氣量時(shí)，燃料完全燃燒后產(chǎn)生的煙氣量稱為理論煙氣量。理論煙氣的組成為C02，S02，N2和H2O。前三種組成合在一起稱為干煙氣。包括H2O在內(nèi)的煙氣稱為濕煙氣，由于煙氣中的co^dso2,同屬三原子氣體，產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)式中有許多的相似之處，并且在煙氣分析時(shí)常常被同時(shí)測出，因此，將它們合并表示，稱為三原子氣體，用ro2表示。當(dāng)有過量空氣時(shí)，煙氣中除上述組分外，還含有過量的空氣，這時(shí)的煙氣量稱為實(shí)際煙氣量。燃?xì)庵懈骺扇汲煞謫为?dú)燃燒后產(chǎn)生的理論煙氣量可同構(gòu)燃燒反應(yīng)式來確定，計(jì)算方法如下。(1)理論煙氣量的計(jì)算(當(dāng)a=1時(shí))三原子氣體體積按下式計(jì)算：;%+%;O.°KCQ+C?！闔JH2S)(2-4)式中V——標(biāo)態(tài)下干煙氣中三原子氣體的體積，m3/m3；VCO、VS2 標(biāo)態(tài)下二氧化碳和二氧化硫的體積，m3/m3。水蒸汽體積按下式計(jì)算：nn ，一一V0=0.01H+HS+Z-CH+120(d+Vod) (2-5)H2 2 2 2mn g a式中V0——理論煙氣中水蒸汽的體積，m3/m3；H20dg——標(biāo)態(tài)下燃?xì)獾暮瑵窳?，kg/m3；da——標(biāo)態(tài)下空氣的含濕量，kg/m3。此次計(jì)算中，d=0,取d=30.3X10-6kg/m3。氮?dú)獾捏w積按下式計(jì)算：V0=0.79V0+0.01N2 (2-6)式中V0——標(biāo)態(tài)下理論煙氣中氮?dú)獾捏w積，m3/m3。

理論煙氣總體積按下式計(jì)算：V0=V+V0+V0 (2-7)y RO2 H2。N2式中V0——標(biāo)態(tài)下理論煙氣量，m3/m3。(2)實(shí)際煙氣量的計(jì)算(當(dāng)a>1時(shí))三原子氣體體積VR。仍按式(2-1)計(jì)算。水蒸汽體積按下式計(jì)算：VH2VH2。二0.01H2+H2s+Z2C/Jl20(djaV0勺(2-8)式中VHO——實(shí)際煙氣中的水蒸汽體積，m3/m3。氮?dú)怏w積按下式計(jì)算VN=0.79aV0-0.01N2 (2-9)式中VN實(shí)際煙氣中氮?dú)獾捏w積，m3/m3。過剩氧氣體積按下式計(jì)算：VO=0.21(a-1)V0 (2-10)式中V。——實(shí)際煙氣中過剩氧氣體積，m3/m3。實(shí)際煙氣總體積按下式計(jì)算：-/VHJ1+32 (2-11)式中Vy——實(shí)際煙氣量，m3/m3。燃燒計(jì)算結(jié)果將數(shù)據(jù)代入上述公式中，所得結(jié)果列于下表中。表2-3理論空氣量及煙氣量的計(jì)算序號名稱符號單位結(jié)果1理論空氣量V0m3/m33.4052RO2容積VRO2m3/m30.323,理論容積V0N2m3/m32.784HO理論容積 Q V0 H2O m3/m31.084表2-4各受熱面實(shí)際煙氣量的計(jì)算序號名稱符號單位爐膛第一管束第二管束第三管束1平均過量空氣系數(shù)a1.2401.3051.3801.4802實(shí)際水蒸汽容積VH2Om3/m31.1141.1221.1311.1433煙氣總?cè)莘eVym3/m33.9174.1384.3944.7344RO2容積份額rRO2%0.0820.0770.0730.0685HO容積份額r%0.2840.2710.2570.2416三原子氣體容積份額H2Or q %0.3660.3480.3300.309空氣和煙氣焓的計(jì)算燃料和空氣送入爐內(nèi)進(jìn)行燃燒，它們帶入的熱量包括兩部分：其一是由燃料和空氣帶入的物理顯熱（燃料和空氣的熱焓）；其二是燃料的化學(xué)發(fā)熱量（發(fā)熱值）。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，燃料燃燒前后的熱平衡方程式為Qnet.,JQJ。r1y 3⑵式中Q…——收到基低位熱值，kJ/m3；氣——燃料的物理顯熱，kJ/m3；Qa——由空氣帶入的物理顯熱，kJ/m3；1y——燃燒后產(chǎn)生的煙氣的焓，kJ/m3。理論空氣焓的計(jì)算1m3燃料燃燒所需要的理論空氣量在定壓下從0（℃）加熱到々（℃）所需要的熱量稱為理論空氣焓，用符號h0表示，單位為kJ/m3。k理論空氣焓可用下式計(jì)算：ho=V0(ct)卜 (2-13)式中v0——理論空氣量，m3/m3；(ct)k——1m3干空氣連同其帶入的水蒸汽在溫度為9℃時(shí)的焓，kJ/m3,稱為比焓；Ck——1m3干空氣連同其帶入的水蒸汽的平均定壓比熱容，kJ/m3。實(shí)際空氣焓的計(jì)算1m3燃料燃燒所需要的實(shí)際空氣量在定壓下從0(℃)加熱到tk(℃)所需要的熱量稱為實(shí)際空氣焓，用符號hk表示，單位為kJ/m3。實(shí)際空氣焓可用下式計(jì)算：h=aV0ct (2-14)式中a——過量空氣系數(shù)；tk——空氣溫度，?！妗ＴO(shè)計(jì)時(shí)煙氣焓的計(jì)算設(shè)計(jì)鍋爐時(shí)，由于不能測得煙氣中各種氣體成分的百分?jǐn)?shù)，故按完全燃燒化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，即煙氣焓等于理論煙氣焓h0、過量空氣焓(a-1)h0和飛灰焓hfh三部分組成，但由于燃?xì)庵械娘w灰極少，可忽略不計(jì)，所以其計(jì)算式可簡化為 h=h0+(a—1)ho理論煙氣焓h0為各組成成分之和，即yh0=(Vc +V0c+V0c)9 (2-15)y RO2RO2 N2N2 %。%。y式中V、V0、V0——煙氣中三原子氣體容積、理論氮?dú)馊莘e和理論水RO2 N2 H2。蒸汽容積，m3/m3；c、c、c——三原子氣體、氮?dú)夂退羝钠骄▔罕葻崛萦蒖。2 N H2。于此燃?xì)庵袥]有H2s，所以計(jì)算中取cR2二“代入有關(guān)數(shù)據(jù)，求出各溫度下鍋爐各段的空氣和煙氣焓，將其整理并列于表中,見附錄1熱力計(jì)算表。2.5鍋爐熱平衡計(jì)算鍋爐系統(tǒng)的熱平衡計(jì)算，是為了保證送入鍋爐機(jī)組的熱量與有效利用熱及各項(xiàng)熱損失的總和相平衡，并在此基礎(chǔ)上計(jì)算出鍋爐機(jī)組的熱效率和燃料消耗量。熱平衡是在鍋爐機(jī)組處于穩(wěn)定的熱力工況下進(jìn)行的。對于燃?xì)忮仩t，一般均以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1m3氣體燃料為基準(zhǔn)計(jì)算。鍋爐機(jī)組的熱平衡方程的普遍形式為：(2-16)QrQ1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6kJ/m3(2-16)式中Qr——送入鍋爐系統(tǒng)的熱量；1——鍋爐系統(tǒng)的有效利用熱；2——排煙帶走的熱量；3——?dú)怏w不完全燃燒損失的熱量；4——固體不完全燃燒損失的熱量；5——鍋爐系統(tǒng)向周圍空氣散失的熱量；Q——燃料中灰、渣帶走的熱量。6因?yàn)闅怏w燃料的含灰量很小，Q6可以忽略。同時(shí)，氣體燃料燃燒時(shí)，一般沒有固體不完全燃燒現(xiàn)象，即Q=0。因此，對于燃?xì)忮仩t，熱平衡方程式為：4Q=Q1+Q2+Q3+Q5 kJ/m3如各項(xiàng)熱量用其占輸入熱量的百分?jǐn)?shù)表示，則平衡方程可表示為:q+q+q+q+q+q=100% (2-17)式中q=Qx100%，其中Q為每一項(xiàng)熱量。乙Q ir式中q2——排煙損失，％；q3——?dú)怏w不完全燃燒熱損失，%;q4——固體不完全燃燒熱損失，%；q5 散熱損失，%；q$——灰渣物理熱損失，％。2.5.1鍋爐輸入熱量相應(yīng)于1m3燃?xì)馑腿脲仩t系統(tǒng)的熱量Qr（kJ/m3）是指鍋爐范圍以外輸入的熱量，可按下式計(jì)算：Qr=Qnet.'J 。M E式中Q…——燃料的低位發(fā)熱值，kJ/m3；Qwl——鍋爐系統(tǒng)以外的熱量加熱送入鍋爐的空氣時(shí)，相應(yīng)于每m3燃?xì)馑哂械臒崃浚琸J/m3；ir——燃?xì)獾奈锢盹@熱，kJ/m3；用鍋爐系統(tǒng)以外的熱量加熱空氣時(shí)，隨這些空氣帶入鍋爐（進(jìn)入空氣預(yù)熱器鍋爐爐膛）的熱量，按下式計(jì)算：Ql=p'（Io—I、） （2-19）式中P——進(jìn)入鍋爐系統(tǒng)的空氣量與理論空氣量之比，若沒有空氣預(yù)熱器，伏可用a；代替；I0——按理論空氣量計(jì)算的進(jìn)入鍋爐系統(tǒng)的焓，kJ/m3；10——按理論空氣量計(jì)算的冷空氣的焓,kJ/m3,在此次計(jì)算中，lk冷空氣溫度取30℃。I0和Ilk用加熱后的熱空氣溫度和冷空氣溫度從煙氣、空氣焓溫表中查得。當(dāng)不用外界熱源預(yù)熱空氣和燃?xì)?，也沒有自用氣帶入鍋爐的熱量時(shí)，1m3燃?xì)馑腿脲仩t的熱量為Q「Q…鍋爐的總熱損失為：Zq=q+q+q+q+q (2-20)鍋爐的熱效率為：丑=100―工q(2-21)2.6鍋爐的各項(xiàng)損失(1)排煙熱損失q、2在燃?xì)忮仩t中最主要的損失是排煙損失，它決定于排煙溫度和排煙量。對于一定的燃料，排煙量決定于過量空氣系數(shù)的大小，而過量空氣系數(shù)又和燃燒狀況直接有關(guān)。鍋爐的排煙熱損失q2可用鍋爐機(jī)組的排煙和冷空氣的焓差計(jì)算:Q (I—a10)(100—q)(2-22)=Ox100二…——py-Jk X100%(2-22)2Q Q式中(——在排煙過量空氣系數(shù)及排煙溫度下，相應(yīng)于1m3燃?xì)獾呐艧熿剩琸J/m3；a,——排煙的過量空氣系數(shù)；10——在送入鍋爐的空氣溫度下，1m3燃?xì)馑枰睦碚摽諝獾撵?lkkJ/m30(2)氣體不完全燃燒熱損失q3氣體不完全燃燒熱損失q3是指排煙中未完全燃燒或燃盡的可燃?xì)怏w(如co,H2,ch4等)所帶走的熱量占送入鍋爐輸入熱的份額。在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，對燃用焦?fàn)t煤氣的鍋爐，可取q3=0.5%。(3)固體不完全燃燒熱損失q4燃?xì)忮仩t中，可取固體不完全燃燒熱損失q4=0o散熱損失q5散熱損失q5是指鍋爐圍護(hù)結(jié)構(gòu)和鍋爐機(jī)組范圍內(nèi)的氣、水管道以及煙風(fēng)道等，受外部大氣對流冷卻和向外熱輻射所散失的熱量。它與周圍大氣的溫度、風(fēng)速、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫情況以及散熱表面積的大小、形狀等有關(guān)，同時(shí)還與鍋爐的額定容量和運(yùn)行負(fù)荷的大小有關(guān)，一般根據(jù)禁言數(shù)據(jù)和近似計(jì)算的辦法確定。本計(jì)算中，按鍋爐的額定負(fù)荷以及尾部受熱面情況選取散熱損失q5=1.5%。在鍋爐熱力計(jì)算中，為了方便起見，假定各煙道的散熱量和該煙道中的煙氣放出的熱量呈正比，因此可在各受熱面計(jì)算中引入保熱系數(shù)以考慮散熱損失。保熱系數(shù)可按下式計(jì)算：①二1--q-=^— (2-23)n+q5n+q5(5)灰渣物理熱損失q6由于燃?xì)馊紵a(chǎn)物中灰渣含量極少，可忽略不計(jì)，故qJ0。⑶2.7鍋爐有效利用熱鍋爐的有效利用熱Q]是指鍋爐供給工質(zhì)的總焓與給水焓的差值，對于飽和蒸汽鍋爐為：Q=[(D+D)(i-i-黑)+D(i-i)] (2-24)1 ◎bqgs100pwbqgs式中D——鍋爐蒸發(fā)量，kg/s；Dy——鍋爐自用蒸汽量，kg/s,由于原鍋爐的自用蒸汽量為0,所以改造后的鍋爐Dzy=0；Dpw——鍋爐排污量，kg/s，Dpw=pD，p為鍋爐排污率，%，此次計(jì)算中，參考同類型同參數(shù)鍋爐，選取P=5%；%——飽和蒸汽焓，kg/m3；i 給水焓，kg/m3；gibs 飽和水焓，kg/m3；r 氣化潛熱，kg/m3；W——蒸汽濕度，％；按飽和蒸汽的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對于水管鍋爐，飽和蒸汽的蒸汽濕度不大于3%；對于鍋殼式鍋爐，飽和蒸汽的濕度不大于5%，此次計(jì)算中取W=3%。鍋爐的熱效率和燃料消耗量鍋爐熱效率是指鍋爐有效利用熱占鍋爐輸入熱的百分比，即n=DTgs—rw)+Dp'lpsTgs，X100% (2-25)BQr或n=q=100-(q+q+q+q+q)式中D——鍋爐蒸發(fā)量，kg/h;i"——鍋爐出口壓力、溫度下的蒸汽焓，kJ/m3；ig,——鍋爐給水的焓，kJ/m3；r——鍋爐工作壓力下的氣化潛熱，kJ/m3；w——鍋爐出口的蒸汽濕度；Dps——鍋爐的排污水量，kg/h；院——排污水焓，即排污點(diǎn)壓力下的飽和水焓，kJ/m3；鍋爐燃料消耗量，m3/h；。——鍋爐輸入熱，kJ/m3。r鍋爐的燃料消耗量B為：B=Q-x100 m3/h (2-26)「Q

r鍋爐的計(jì)算燃料消耗量B為：B=B ~q4 m3/h (2-27)j1002.8爐膛熱力計(jì)算爐膛傳熱的基本方程爐膛傳熱計(jì)算額就是計(jì)算火焰與被火焰包圍著的水冷壁之間的輻射環(huán)熱量。根據(jù)斯蒂芬?波爾茲曼定律輻射換熱量為：Qf=a。0(T4—T：)Hf (2-28)式中?！恪^對黑體輻射常數(shù)，其值為5.67X10-11kW/(m2?K4)；H于——有效輻射受熱面積，m2；T——火焰的平均溫度，K；T 水冷壁表面溫度，K；a.——爐膛系統(tǒng)黑度。另一方面，可以從煙氣側(cè)列出熱平衡方程式，即煙氣在爐膛內(nèi)放出的熱量應(yīng)等于燃料在爐膛被有效放熱量與爐膛出口煙氣帶走的熱流量之差，即。于二甲B(Q-1;) (2-29)式中Q]——爐膛有效放熱量，kJ/m3；I；——爐膛出口處煙氣的焓，kJ/m3；保熱系數(shù);Bj——每秒鐘的計(jì)算燃料消耗量，m3/s；由于 Q「I"= T")所以 0,=甲BVC夏口-T”) (2-30)式中 T——爐膛有效放熱量Ql在絕熱條件下所具有的燃燒溫度，也稱為理論燃燒溫度，K；T——爐膛出口煙氣溫度，K；VyCpj——在T〃和T；的溫度區(qū)間內(nèi)，每m3燃?xì)馊紵a(chǎn)生的煙氣平Q―卜均熱容量，kJ/(m3?K),即Vc=Q一lypJT—T”

llI2.8.2爐膛有效放熱量與理論燃燒溫度爐膛有效放熱量爐膛有效放熱量Qt是對每m3完全燃燒的燃?xì)?計(jì)算燃料)而言，并計(jì)及了加入爐膛的各種熱量，即：(2-31)q=q10°一q3一q4一久+q(2-31)1r 100一q k4式中，Qr——通?？梢哉J(rèn)為是燃料的應(yīng)用基低位發(fā)熱量Q…;Q——燃燒需要的空氣帶進(jìn)爐膛的熱量，其他各項(xiàng)在熱平衡計(jì)算中k已作了說明。當(dāng)燃料燃燒不用預(yù)熱空氣時(shí)：Qk=a"Vo(ct) (2-32)2.8.8.2理論燃燒溫度根據(jù)爐膛有效放熱量Qf就可以求出爐膛理論燃燒溫度。所謂理論燃燒溫度,就是假定在絕熱情況下降Ql作為煙氣的理論焓而得到的理論燃燒溫度?！?，由Q=Vc9 kJ/m3 (2-33)iypJll9=-Q- (2-34)iiVc.式中1——在a;情況下每m3燃料燃燒后的煙氣容積m3/m3；cpj——煙氣從0℃到9〃溫度范圍內(nèi)的平均容積比熱，kJ/(rwK)。2.8.2.3火焰絕對平均溫度火焰絕對平均溫度計(jì)算采用如下經(jīng)驗(yàn)公式：__T—T” T=T”+/——— (2-35)hyl4式中T——爐膛出口絕對溫度，K；T〃——理論燃燒絕對溫度，K。2.9.對流受熱面?zhèn)鳠嵊?jì)算對流受熱面是指布置在鍋爐煙道中受熱煙氣直接沖刷以吸收對流傳熱為主的那一部分受熱面，如鍋爐管束或煙管、過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器等。本次計(jì)算只對鍋爐的對流管束進(jìn)行計(jì)算。對流管束的計(jì)算任務(wù)是在已知受熱面結(jié)構(gòu)特性的條件下，確定其傳遞的熱量?；緜鳠岱匠虒α魇軣崦娴膫鳠崃俊Ｅc受熱面積H和冷、熱流體之間的溫壓A看成正比，其傳熱方程式為Q=KAtH (2-36)比例系數(shù)K稱為傳熱系數(shù)，是反映傳熱過程強(qiáng)弱的指標(biāo)，表示溫壓為1℃時(shí)，每平方米受熱面積傳熱量的大小。在計(jì)算時(shí)，以每m3燃?xì)鉃榛鶞?zhǔn)，則傳熱方程式為煙氣側(cè)Q=甲(I'-1"+Aal0) kJ/m3 (2-37)rp k工質(zhì)側(cè)Q=D(i-i)-Q kJ/m3 (2-38)crB fj式中Qp——在某一對流受熱面中，每1m3計(jì)算燃料產(chǎn)生的煙氣放給受熱面的熱量。在穩(wěn)定傳熱情況下，它等于工質(zhì)的吸熱量Qcr，kJ/m3；K——在某一對流受熱面中，有管外煙氣至管內(nèi)工質(zhì)的傳熱系數(shù)，kW/(m2■K)；H——某一對流受熱面的計(jì)算傳熱面積，m2；At——平均溫差，。℃I'和I"——煙氣進(jìn)入和離開此受熱面時(shí)的焓，kJ/m3；i'和i"——工質(zhì)在受熱面進(jìn)口和出口處的焓，kJ/m3；D——每秒工質(zhì)的流量，kg/s；Qf——工質(zhì)所吸收來自爐膛的輻射熱量，kJ/m3。在已知對流受熱面的傳熱面積的情況下，需要確定煙氣經(jīng)放熱后的焓I"和相應(yīng)的溫度0"，這時(shí)計(jì)算的關(guān)鍵就在于確定傳熱系數(shù)K。煙氣流速計(jì)算煙氣的流速計(jì)算公式為(2-39)_BJ.9+273(2-39)/—3600F.273V式中Fy——煙氣流通面積，m2；9——煙氣平均溫度，?！?、——煙氣量，m3/m3(其值隨a而異)。傳熱系數(shù)K的確定對于鍋爐管束：K=Wd己(ad+a) (2-40)

式中Wd——熱有效系數(shù)，對于燃?xì)忮仩t，可取W廣0.85；自一一利用系數(shù)，對于工業(yè)鍋爐的管束，可取自=0.95；對流放熱系數(shù)，kW/(m2?℃),ad=CCCja0,‘考慮了溫度及煙氣成分等物理性能的變化對放熱系數(shù)的影響；。〃是節(jié)距修正系數(shù)；J是管子排數(shù)修正系數(shù)；a0為基準(zhǔn)放熱系數(shù)[kW/(m2[kW/(m2■℃)],—輻射放熱系數(shù)，af=aycya0其中。,是煙氣黑度，a。為基準(zhǔn)輻射放熱基數(shù)[kW/輻射放熱基數(shù)[kW/放■℃)],)不含灰氣流的修正系數(shù)，此三項(xiàng)均可由[3]溫壓的計(jì)算由傳熱學(xué)知道，逆流或順流時(shí)，沿程溫壓的積分平均值可用下式表示:(2-41)At=ALt(2-41)TAtIn—d-式中，A1——受熱面中兩端溫壓中較大的溫壓，℃；兩端溫壓中較小的溫壓，?！?。由于該溫壓是用對數(shù)表示的，通常稱為平均對數(shù)溫壓。當(dāng)Atd/AtxW1.7時(shí)，可按算術(shù)平均溫壓來計(jì)算At="43選取燃燒器和燃燒系統(tǒng)3.1燃燒器的選取根據(jù)設(shè)定的燃?xì)鈮毫_(dá)到了10kPa,應(yīng)選取鼓風(fēng)式部分預(yù)混燃?xì)馊紵?。選取燃燒器安裝在爐墻前壁，選取的燃燒器火焰不能噴射到爐墻上，火焰長度應(yīng)小于1.8米。燃?xì)獾纳涑炭梢园聪率接?jì)算Hrq1u:九=k?—rq，—rqsrn。 (3-1)dpu九k'k式中Hrq——燃?xì)馍涑?，mm；dp——噴孔直徑，mm；。一一噴孔軸線與空氣流動(dòng)方向的夾角度；K——系數(shù)；Urq——噴孔出口燃?xì)饬鳎琺/s；uk——空氣流速，m/s;入rq——燃?xì)獾拿芏?，kg/m3；氣——空氣的密度，kg/m3;1根據(jù)鍋爐燃料消耗量935.12m3/h,選取III號周邊供氣蝸殼式燃?xì)馊紵鳍?/p>

圖3-1周邊供氣蝸殼式燃?xì)馊紵?——蝸克配風(fēng)器；2——燃燒分配室3——冷空室；4——火道表2-1周邊供氣蝸殼燃燒器工作特性型熱負(fù)苻W天然氣(比力5Mpi)除靠摩，｛壓力R=03m)fn?4)與蟋氣種類育美尺寸加冠{n?㈤與微氣科類有笑尺寸(e)q算「4檄-%七一4㈣-%的一4神工I1i涮183為5020-^42no380qm29-^53Tlin366Z1-蚯53-/127(5033「邦」“力4tn5M和9卬⑩蛤-43」11-472-極11的q網(wǎng)66-4413f3TMK93(M9154125w-^w2-/21190(1口如78-4516-Ml3-切VIStiOS133047-A59-^142-^303颯自250位-仃17Tl54-^33表2-2結(jié)構(gòu)尺寸型 其它尺寸〔nma)號值乂占sjtf-<xCDi口工Di51.U±1Hl甩&三T#24091^240S-8^12般，3兆，42fl/5005J2O：現(xiàn)240馳L4C1加U期3n126^330校2442M屯?S2252D網(wǎng)2J07TO144)nu1U#410ISfix4LO14.-SX12dw*詢*750S5266U蜘300430140皿w2Q2X5JQ17-BX12即#628鈍50的5口U02皿560400J50L4D16027flV#750ZS5M75025-5^12桶31M2O0內(nèi)節(jié)(H121利㈣500750L6020)3W當(dāng)燃燒器出口混合氣體速度在25m/s左右時(shí)，使用凈高爐煤氣的壓力約為3200Pa,空氣壓力約為1600Pa；使用凈發(fā)生煤氣時(shí)的壓力約為1700Pa,空氣壓力約為2700Pa。供應(yīng)燃燒用的全部空氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)加壓后送入蝸殼，在蝸殼內(nèi)強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)并沿軸向前進(jìn)，隨后，一部分空氣進(jìn)入內(nèi)筒繼續(xù)旋轉(zhuǎn)向前，這就是與燃?xì)饣旌系囊淮物L(fēng)；另一部分空氣沿著內(nèi)筒進(jìn)口處的外圓周上均步的一排曲邊矩形孔，進(jìn)入外環(huán)套旋轉(zhuǎn)向前，然后從外環(huán)套出口端部環(huán)縫流出，這就是二次風(fēng)，在火道內(nèi)與已著火的氣流邊混合邊燃燒。二次風(fēng)還有冷卻燃燒器頭部的作用，以防止燃燒器頭部在高溫下被燒壞。由于氣流的旋轉(zhuǎn)，使燃燒器出口附近形成回流區(qū)，有利于高速噴出的混合氣流的穩(wěn)定著火與燃燒。該燃燒器燃?xì)庥隹諝饣旌蠌?qiáng)烈，燃燒穩(wěn)定、安全，過量空氣系數(shù)小，燃燒效率搞。但氣流阻力較大，燃?xì)鈮毫?0KPa。3.2選取燃燒系統(tǒng)供氣管道系統(tǒng)鍋爐房供氣管道一般是由供氣管道進(jìn)口裝置，鍋爐房內(nèi)配管系統(tǒng)一級吹掃放散管道等組成。根據(jù)燃燒器尾部口徑選取燃?xì)夤艿乐睆綖?0mm。（1）鍋爐房供氣來之調(diào)壓站,有調(diào)壓站至鍋爐房的燃?xì)夤艿酪瞬捎脝喂芄?常年不間斷供熱時(shí)，宜采用雙管供氣。采用雙管供氣時(shí)，每一根管的流量宜按鍋爐房的最大計(jì)算耗氣量的70%計(jì)算。（2）當(dāng)調(diào)壓裝置進(jìn)氣壓力在0.3MPa以上,而調(diào)壓比又較大時(shí)，可能產(chǎn)生很大的噪聲，為避免噪聲沿管道傳入室內(nèi)，調(diào)壓后宜有10?15m的一段管道采用埋地敷設(shè)，如圖3-2.幅1。?15m圖3-2調(diào)壓站至鍋爐房間的管道敷設(shè)（3）由鍋爐房外部引入的燃?xì)饪偣艿倪M(jìn)口處應(yīng)裝設(shè)總關(guān)閉閥，按燃?xì)饬鲃?dòng)反響，閥前應(yīng)設(shè)放散管，放散管上應(yīng)裝設(shè)取樣口，閥后應(yīng)裝吹掃管接口。（4）鍋爐房引入管與鍋爐間供氣干管的連接,可采用圖3所示的端部連接。國金搟滬“ 矚護(hù)庸供任干晉卜燃出由前任站聚圖3-3鍋爐房引入管與供氣干管端部連接鍋爐房內(nèi)燃?xì)馀涔芟到y(tǒng)（1）為保證鍋爐運(yùn)行安全可靠，供氣管路和管路上安裝的附件連接要嚴(yán)密可靠，能承受最高使用壓力。在設(shè)計(jì)配管系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮便于管路的檢修和維護(hù)。（2）管道及附件不得裝設(shè)在高溫或有危險(xiǎn)的地方（3）配管系統(tǒng)上應(yīng)安裝明桿閥或閥桿帶有刻度的閥門，以便使操作人員能識別閥門的開關(guān)狀態(tài)。（4）鍋爐的配氣支管上，應(yīng)裝有關(guān)閉閥和快速切斷閥、流量調(diào)節(jié)閥和壓力表。（5）配氣支管至燃燒器前的配管上應(yīng)裝關(guān)閉閥，閥后串聯(lián)2個(gè)安全切斷閥（電磁閥），并在兩閥之間設(shè)置放散管（放散閥可采用手動(dòng)閥或電磁閥）?？拷紵鞯囊粋€(gè)安全切斷閥應(yīng)靠近爐膛，使管段盡量縮短，以減少管段內(nèi)燃?xì)鉂B入爐膛的數(shù)量。吹掃放散管到系統(tǒng)設(shè)計(jì)燃?xì)夤艿涝谕Ｖ惯\(yùn)行進(jìn)行檢修時(shí)，為檢修工作安全，需要把管道內(nèi)的燃?xì)獯祾吒蓛?；系統(tǒng)在較長時(shí)間停止工作后再投入運(yùn)行時(shí)再投入運(yùn)行時(shí)，為防止燃?xì)饪諝饣旌衔镞M(jìn)入爐膛引起爆炸，亦需進(jìn)行吹掃，將可燃燒混合氣體排入大氣。因此，在鍋爐房空氣系統(tǒng)中，設(shè)置吹掃和放散管道。根據(jù)表三表四選取放散管直徑。

表3-1燃?xì)庀到y(tǒng)放散管直徑選用表燃?xì)夤艿乐睆?mm25~5065~80100125~150200~250300~350放散管直徑/mm253240506580表3-2廠區(qū)燃?xì)庀到y(tǒng)放散管直徑選用表距離燃?xì)夤艿乐睆骄嚯x燃?xì)夤艿乐睆?0~100125~250300~350400~50050~100125~250300~350400~5002040508010030065150250250504065100100400652003003001004080150150500802003003002005012520020010001002003003004鍋爐系統(tǒng)的阻力計(jì)算及風(fēng)機(jī)校核通風(fēng)阻力計(jì)算當(dāng)空氣或煙氣在風(fēng)道或煙道中流動(dòng)是，其任意兩截面的總壓頭可用柏努利方程式表示P+^^+pgZ=P+^2+pgZ+Ah (4-1)1 2 1 2 2 2sl式中P1、P2——相對于界面1、2處的絕對壓力(m)Zi、Z2——相對于界面海拔高度或離某一基準(zhǔn)面的高度(m)p——截面1、2處的介質(zhì)平均密度(kg/m3)；31、32——相對于截面1.、2處的截面流速Ahsl——兩截面之間的介質(zhì)的流動(dòng)阻力(Pa)在任一截面處介質(zhì)的絕對壓力P等于其表壓力hz和大氣壓力b之和即P=h+b=h+(b°-pkgZ) (4-2)式中P——某一截面處介質(zhì)的絕對壓力(Pa)；b0——海平面大氣壓力(Pa)；Pk——空氣密度(kg/m3)0在鍋爐通風(fēng)計(jì)算中，煙氣、空氣的流動(dòng)阻力包括三項(xiàng)：沿程摩擦阻力、由于通道截面和方向變化所引起的局部阻力和橫向沖刷管束阻力。4.1.1通風(fēng)阻力計(jì)算方法(1)沿程摩擦阻力沿程摩擦阻力是指氣流在等截面直通煙、風(fēng)道中的流動(dòng)阻力，包括縱向沖刷管束的阻力。由下式計(jì)算A,\lP32(4-3)Ah小廠—dl(4-3)式中Ahmc—摩擦阻力（Pa）；九——摩擦阻力系數(shù);1——管子長度ddl——當(dāng)管道壁周界長度P——?dú)怏w密度（kg/m3），按氣流平均溫度計(jì)算；①——?dú)饬魉俣?，按氣流平均溫度?jì)算（m/s）。（2）局部阻力局部阻力指因通道截面積和流向變化而引起的局部阻力，按下式算Ah=0吧（4-4）jb jb2式中 Ahb——局部阻力（Pa）0必——局部阻力系數(shù)，其值取決于各種局部阻力形式。（3）橫向沖刷管束阻力橫向沖刷管束阻力指氣流橫向沖刷光管或肋片管管束的流動(dòng)阻力，不管有無熱交換均可按下式進(jìn)行計(jì)算Ah「0hx等 （4-5）式中Ahx——橫向沖刷管束的流動(dòng)阻力（Pa）0展——橫向沖刷管束的流動(dòng)阻力系數(shù)，與管束結(jié)構(gòu)形式、管排數(shù)和Re數(shù)有關(guān)。總而言之，鍋爐煙風(fēng)流動(dòng)Ahz可用下式表示Ah=0吧（4-6）

iz2式中0——各類阻力系數(shù)動(dòng)壓頭（4）動(dòng)壓頭的確定動(dòng)壓頭的確定主要以下2項(xiàng)1、取決遇氣體（或空氣）密度p（kg/m3）273(4-7)p二p (4-7)0273+1式中 Po——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體密度，空氣為1.293kg/m3煙氣約為1.34kg/m3t——?dú)怏w溫度（℃）。2、氣流（煙氣或空氣）速度3煙風(fēng)阻力計(jì)算是在鍋爐額定符合下盡心的。其主要原始數(shù)據(jù)（速度、溫度、有效面積及其他結(jié)構(gòu)參數(shù)）均取自熱力計(jì)算或按熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定確定。煙氣或空氣的計(jì)算速度為3（m/s）3=V/(3600F) (4-8)式中 V——每小時(shí)的煙氣或空氣流量（m3/h）；F——煙風(fēng)通道的有效截面積（m2）。（5）各類阻力系數(shù)。的確定1、沿程摩擦阻力系數(shù)由沿程摩擦力計(jì)算可知為Q=X— （4-9）d式中 d=d（內(nèi)徑）通常情況閆峰到摩擦阻力在管道總壓力損失這中所站份額不大，故摩擦阻力系數(shù)x可近似取為常熟，其值可由表4-3取得。縱向沖刷光滑管束無耐火內(nèi)襯的鋼板煙風(fēng)道0.030.02無耐火內(nèi)襯的鋼板煙風(fēng)道，磚與混凝土煙道當(dāng)d出芻0.9m時(shí)0.03當(dāng)<d出0.9m時(shí)0.04磚和混凝土煙囪0.05金屬煙囪0.03表4-3摩擦阻力系數(shù)入值通道種類入2、橫向沖刷管束的阻力系數(shù)基于本鍋爐為順列管束只考慮橫向沖刷順列管束，橫向沖刷順列管束的阻力系數(shù)0按下式確定0=00Z2 （4-10）式中Z2是管束的縱向排數(shù)，00按照。：a2=1.96,V=1可知0=2G-1）-0.5R-0.2 （4-11）鍋爐煙道的阻力計(jì)算鍋爐本體管束阻力計(jì)算A勺可按照橫向沖刷管束計(jì)算煙道局部阻力（轉(zhuǎn)彎、分叉、變截面和閘門）的簡化計(jì)算（1）如計(jì)算區(qū)段內(nèi)0<0.1的局部阻力小于2個(gè)，可忽略；超過2個(gè)均取0=0.05.（2）緩轉(zhuǎn)變（R/b或R/d》0.9）因阻力很小，在機(jī)械通風(fēng)煙速小于25m/s時(shí)，其90轉(zhuǎn)彎取0=0.3；其他角度按轉(zhuǎn)彎角度正比關(guān)系換算。（3）對R/d>1.5的90°焊接急轉(zhuǎn)彎，當(dāng)煙速小于25m/s時(shí)取0=0.4.（4）截面平緩擴(kuò)大（不超過30%）及截面平緩減小（擴(kuò)散角a<45。時(shí)的阻力可忽略不記。（5）上行和下行煙道產(chǎn)生的自生通風(fēng)力可按下式近似計(jì)算A%=H（1.2-365/9）

式中絲一自生通風(fēng)力3）；H——煙道上下標(biāo)高差（m）；9——煙氣平均絕對溫度（K）。鍋爐風(fēng)道的阻力計(jì)算鍋爐風(fēng)道阻力計(jì)算與煙道相同，也是按溝路額定符合在熱力計(jì)算后進(jìn)行。鍋爐風(fēng)道的阻力包括如下幾項(xiàng)ZAh=Ahk+Ahy+A%+Ahp+Ahc （4-12）式中ZAh——風(fēng)道總阻力Ahy——冷吭氣風(fēng)道阻力AhAhy+Ahf+Ahp+Ahc空氣預(yù)熱器阻力、熱風(fēng)道阻力、爐排阻力、料層阻力由于改造后沒有故無需考慮。⑷（1）冷風(fēng)道阻力計(jì)算計(jì)算冷風(fēng)道阻力時(shí)，送風(fēng)機(jī)送入的冷空氣由下式計(jì)算V=BV0Q—Aa+Aa月之鼠（4-13）ly jk1 1ky273式中 Vy——冷空氣流量（m3/h）a1——爐膛出口過量空氣系數(shù)a"a"-Aa+Aa分別為爐膛、制粉系統(tǒng)和空氣預(yù)熱器漏風(fēng)系數(shù)風(fēng)速小于10m/s時(shí)，冷風(fēng)道摩擦阻力可以不記，風(fēng)速為10m/s?20m/s時(shí)可選擇第一、二段最長的冷風(fēng)道計(jì)算，然后乘以冷風(fēng)道總長度與計(jì)算長度的比值即可。4.3.2風(fēng)道阻力修正風(fēng)道總流動(dòng)阻力為上述之和，由于不清楚風(fēng)道長度來計(jì)算風(fēng)道沿程阻力,故只根據(jù)燃燒器風(fēng)道阻力為2700Pa。風(fēng)機(jī)校核風(fēng)機(jī)性能參數(shù)有流量Q、全壓H,轉(zhuǎn)速n、功率N,早去定了鍋爐額定符合下煙風(fēng)道的阻力和流量后，即可選擇風(fēng)機(jī)型號。風(fēng)機(jī)的計(jì)算送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的計(jì)算流量為Q=pV101325 (4-14)1 1pamb式中V——鍋爐額定負(fù)壓下煙氣或空氣量(m3/s)；P1——流量儲備系數(shù)，一般取1.1；Pamb——風(fēng)機(jī)安裝處的大氣壓力。根據(jù)計(jì)算可得額定送風(fēng)機(jī)引風(fēng)機(jī)煙氣流量Q1為0.285m3/s，空氣流量為Q2=0.971m3/s。送風(fēng)機(jī)計(jì)算壓頭為H=P2AH (4-15)引風(fēng)機(jī)計(jì)算壓頭為H=P2(\H—S) (4-16)式中 AH、AH——鍋爐風(fēng)道、煙道系統(tǒng)的總壓降(Pa)；S——煙囪的自生通風(fēng)力(Pa)；P2——壓頭儲備系數(shù)，取1.2。經(jīng)計(jì)算送風(fēng)機(jī)壓頭為3240Pa，引風(fēng)機(jī)壓頭為2880Pa。根據(jù)原鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的規(guī)格符合要求，不需要更換。5改造方案及優(yōu)化5.1鍋爐改造方案燃煤過程需要較大的空間，如爐膛小，煙氣會很快離開爐膛進(jìn)入對流煙道，溫度就會很快降低，煤在燃燒時(shí)產(chǎn)生的可燃?xì)怏w如一氧化碳和、碳?xì)浠衔锖惋w灰就得不到充分燃燒，造成化學(xué)不完全燃燒損失和飛灰不完全燃燒損失的增加。所以，燃煤鍋爐的爐膛容積熱強(qiáng)度都比較小。氣體燃料的燃燒過程包括兩個(gè)過程，即燃?xì)馀c空氣混合過程和燃?xì)馊急M過程。由于燃?xì)獾娜紵俣瓤?，容易燃燒完全，所以這兩個(gè)過程所需要的時(shí)間就比煤燃燒時(shí)所需要的時(shí)間短，燃?xì)忮仩t的爐膛容積熱強(qiáng)度也可以取得比較大。(1)拆除煤斗，保留鏈條爐排，只在料條爐排上鋪設(shè)兩層耐火磚，然后用耐火水泥將磚縫壓實(shí)，構(gòu)成燃?xì)忮仩t的干爐底。防焦箱用耐火磚和耐火水泥包覆。(2)拆除前拱面板，更換前拱管，采用與原鍋爐前拱管相同材質(zhì)的鋼管，加工成帶圓弧的彎管，焊接在上下集箱上。圓弧中心空出的位置，作為安裝燃燒器噴嘴的位置。(3)將后拱管和上下兩集箱的連接處割段，再將管街頭用堵板封住。上面用耐火磚和耐火水泥密封嚴(yán)實(shí)。將附在后拱管上的耐火材料全部打掉，以增加爐膛的容積。拆除除渣機(jī)(4)安裝防爆門。在后煙道上方裝一個(gè)重力式防爆門，根據(jù)鍋爐容積選取防爆門。圖5-1圓形重力式防暴門⑸燃燒器口開在鍋爐的前墻上。制作新的鍋爐前墻。將煤斗、煤閘板、前拱面板拆除后，用厚度為16mm以上的鋼板在爐座基礎(chǔ)平面處以上的鍋爐全爐墻平面處進(jìn)行焊接固定（與鋼架相連焊接）根據(jù)燃燒器的安裝固定尺寸要求，開孔并鉆四個(gè)固定螺栓孔（攻絲）。用耐火磚在鋼板內(nèi)側(cè)砌筑耐火前墻（在鋼板與耐火磚之間適當(dāng)留50mm至80mm的間隙用來填充保溫材料）和原有前爐墻，與新做爐底相連，形成完全密封的新前爐墻。（6）燃?xì)庖郧皯?yīng)該講對流管束內(nèi)的煙灰清理干凈，將鍋爐爐膛內(nèi)水管表明的煤灰處理干凈，同時(shí)降水側(cè)的水垢進(jìn)行清晰，以提高鍋爐受熱面的傳熱能力。（7）原鍋爐為負(fù)壓燃燒，因此改造后的燃?xì)忮仩t也應(yīng)為負(fù)壓燃燒，所以改造后的鍋爐要特別注意和外界的密封。（8）拆除原有的省煤器、空氣預(yù)熱器和除塵器。拆除省煤器后，將原省煤器進(jìn)口管與出口管用鋼管焊接相連。拆除空氣預(yù)熱器和除塵器后，則要用鋼制煙道將該段煙道連接起來，形成完整煙道。⑸鍋爐爐膛本體具體改造樣式參數(shù)見附錄圖1。5.2改造后防爆措施燃煤鍋爐改造為燃?xì)忮仩t最大的安全隱患就是發(fā)生爐膛爆炸事故。爆炸的原因主要是由于爐膛或煙道內(nèi)存有一定量的可燃?xì)怏w與空氣混合后達(dá)到其爆炸極限范圍，被明火或鍋爐本身的高溫（受熱的爐墻內(nèi)壁發(fā)出的熱量）引燃而發(fā)生爆炸。應(yīng)采取以下措施：①必須配備有可靠的聯(lián)鎖保護(hù)等安全自動(dòng)控制措施。②在爐膛后部位置和煙道上必須設(shè)置防爆門。⑧嚴(yán)格執(zhí)行安全技術(shù)操作規(guī)程，在燃?xì)忮仩t點(diǎn)火前，必須開啟引風(fēng)機(jī)仔細(xì)吹掃爐膛和煙道，停爐時(shí)先熄火后停引風(fēng)機(jī)，以排除爐內(nèi)可能積存的可燃?xì)怏w。④燃燒器必須具有自動(dòng)點(diǎn)火和熄火保護(hù)功能，無爆燃現(xiàn)象。⑤鍋爐房內(nèi)的燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)和電氣設(shè)備，也要采取相應(yīng)的安全措施，采用防爆電器，設(shè)置燃?xì)庑孤﹫?bào)警切斷裝置和可燃?xì)怏w檢測報(bào)警儀等。本文以額定蒸發(fā)量6t/h的燃煤鏈條鍋爐改造為燃?xì)忮仩t為研究目的，列舉了燃煤鍋爐改燃?xì)忮仩t的注意點(diǎn)和要求，根據(jù)燃?xì)獬煞钟?jì)算燃燒特性，為達(dá)到額定蒸發(fā)量，對鍋爐燃燒器燃燒系統(tǒng)進(jìn)行選取，依照煙風(fēng)道阻力的計(jì)算，對風(fēng)機(jī)進(jìn)行校核。綜合考慮燃?xì)忮仩t的需求，對鍋爐本體進(jìn)行改造，最終達(dá)到研究所需的鍋爐出力要求，并對鍋爐改造后需注意的防暴措施進(jìn)行了分析。以上對燃煤鍋爐改造為燃?xì)忮仩t進(jìn)行了分析和探討,無論從經(jīng)濟(jì)角度還是從環(huán)保方面來看,大力發(fā)展燃?xì)忮仩t是目前的發(fā)展趨勢，燃煤改燃?xì)夂罂梢源蟠蠼档兔簾熜蜔焿m排放量,顯著改善空氣質(zhì)量、更好的保護(hù)環(huán)境?？傊?xì)忮仩t廣泛應(yīng)用，既是燃?xì)馐聵I(yè)發(fā)展的必然,也是社會進(jìn)步的產(chǎn)物。參考文獻(xiàn)[1]葛升群，劉鑫.中小型燃油燃?xì)忮仩t運(yùn)行操作與維護(hù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社2003[2]趙欽新，惠世恩.燃油燃?xì)忮仩t[M].西安交通大學(xué)出版社.2000[3]杜欣平，陳琴，李維光.燃煤鍋爐改為燃?xì)忮仩t的技術(shù)措施[J].煤氣與熱力，2002,(2):125—127,130.[4]丁崇功，寇廣孝等.工業(yè)鍋爐設(shè)備[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2005.[5]張永照，陳聽寬，黃祥新.工業(yè)鍋爐[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1993.[6]劉樹琴等.鍋爐煤改氣的設(shè)計(jì).工業(yè)鍋爐雜志.2001,(4).[7]李桂香等.對燃煤鍋爐改燃?xì)馊加湾仩t的幾點(diǎn)看法.工業(yè)鍋爐雜志，2001,(4).[8]李慶義等.環(huán)保型鍋爐選型分析[J].工業(yè)鍋爐.2000,(1).[9]夏喜英.鍋爐與鍋爐房設(shè)備[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2001.[10]燃油燃?xì)忮仩t房設(shè)計(jì)手冊編寫組.燃油燃?xì)忮仩t房的世紀(jì)手冊[M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社，1999.[11]趙欽新等.中小型燃油燃?xì)忮仩t運(yùn)行操作與維護(hù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2004[12]林宗虎，張永照.鍋爐手冊[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1989.[13]劉樹琴等.鍋爐煤改氣的設(shè)計(jì).工業(yè)鍋爐雜志.2001,(4).[14]李桂香等.對燃煤鍋爐改燃?xì)馊加湾仩t的幾點(diǎn)看法[J].工業(yè)鍋爐雜志，2001，(4)[15]周偉國.關(guān)于燃煤鍋爐改為燃?xì)忮仩t的探討[J].煤氣與熱力，2000,(1)：44—46.[16]杜欣平，陳琴，李維光.燃煤鍋爐改為燃?xì)忮仩t的技術(shù)措施J].煤氣與熱力，2002,(2):125—127,130.[17]張圣偉.燃?xì)忮仩t的前景分析.機(jī)械工業(yè)出版社，2005.[18]武喜懷.對燃煤鍋爐改造為燃?xì)忮仩t的探討和分析[J].內(nèi)蒙古石油化工，2008,(10)S.Srikanth,K.Gopalakrishna,S.K.Das,B.Ravikumar.Phosphateinducedstresscorrosioncrackinginawaterwalltubefromacoalfiredboiler[J].EngineeringFailureanalysis.2003(10):491—501SylwesterKalisz,MarekPronobis,DavidBaxter.Co-firingofbiomasswaste-derivedsyngasincoalpowerboiler[J].Energy33(2008)：1770—1778.致謝本文是在導(dǎo)師鄢曉忠老師的悉心指導(dǎo)下完成的。承蒙鄢老師的親切關(guān)懷和精心指導(dǎo)，雖然有繁忙的工作，但仍抽出時(shí)間給予我學(xué)術(shù)上的指導(dǎo)和幫助，我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從選題到查閱資料，論文提綱的確定，中期論文的修改，后期的論文調(diào)整等各個(gè)環(huán)節(jié)中都給于了我很大的幫助。鄢老師對學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究方法、敏銳的學(xué)術(shù)洞察力、勤勉的工作作風(fēng)以及勇于創(chuàng)新、勇于開拓的精神是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣。在此，謹(jǐn)向鄢老師致以深深的敬意和由衷的感謝。能成為鄢老師的學(xué)生，是我學(xué)生生涯的幸事。同時(shí)，感謝各位在論文工作中給予了我?guī)椭耐瑢W(xué)和在生活、工作和學(xué)習(xí)上給予了我真摯的關(guān)心和幫助的室友，感謝師弟師妹們創(chuàng)造了和諧輕松的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。最后，感謝所有關(guān)心我、支持我和幫助過我的同學(xué)、朋友、老師和親人。在這里，我僅用一句話來表明我無法言語的心情，感謝你們！何若峰2010.6.7

附錄1熱力計(jì)算表一、鍋爐規(guī)范（改造前）序號名稱單位數(shù)值1額定蒸發(fā)量t/h62額定蒸汽壓力Mpa1.253額定蒸汽溫度℃1944給水溫度℃1055排煙溫度℃1606水壓試驗(yàn)壓力Mpa1.657受熱面積（輻射）m216.338受熱面積（對流）m2211.259空氣預(yù)熱器m210010爐排面積m29.2811適用煤種WIIAl12設(shè)計(jì)熱效率%WII70%Al76%13本體水容積m39.4614鍋爐主體安裝后外形尺寸（長*寬*高）mm8360*5000*5100二、燃料成分（焦?fàn)t煤氣）序號名稱單位（體積百分?jǐn)?shù)）數(shù)值1CO □ %41002CO,%93CH 4 %194H □ %585N—2 %96其他（可不參與計(jì)算）%17供氣壓力Kpa108熱值大卡/m340004000*4.187=167489改造后的出力t67三、空氣平衡表序號名稱單位漏風(fēng)系數(shù)過量空氣系數(shù)1爐膛入口01.22爐膛出口0.081.283第一鍋爐管束0.051.334第二鍋爐管束0.11.435第三管束0.11.53四、理論空氣量計(jì)算序號名稱符號單位計(jì)算公式結(jié)果1理論空氣量VoNm3/Nm3Vo=1/O.21*(O.5H+02.5CO+E(m+n)*CmH+1.5H2s-O2) mn3.4052RO2容積vNm3/Nm3vr2=0.o1*(co2+co+￡O2CmHn+SO+HS) m 2 2 0.3203N2理論容積Vo N2 Nm3/Nm3Von=O.79Vo+0.01N22.7804H2O理論容積VounnNm3/Nm3Vok二O.O1*(H+hs+H2O 2 2工(n/2)CmHn+120(d+Vo*d))1.084七、鍋爐熱平衡計(jì)算序號名稱符號單位公式結(jié)果1燃料低位發(fā)熱量QkJ/Nm3已知16748.002冷空氣溫度t℃設(shè)計(jì)給定30.003冷空氣焓Io-1 lk kJ/Nm3查焓溫表134.83

4排煙溫度e℃取定205.005排煙焓IkJ/Nm3查焓溫表1690.346固體不完全燃燒損失 pyq%估取0.007氣體不完全燃燒損失q%估取0.508排煙損失3q——2 %(I-aIo)py pylk*(100-q)/Q4 n8.869散熱損失q%et,d,ar 估取1.5010灰渣物理熱損失q6%估取0.0011鍋爐總熱損失q%q2+q3+q4+q5+q610.8612鍋爐效率n%n=100-q89.1413給水焓IkJ/kg查水、水蒸汽物性表419.0020℃14飽和水焓 gs IkJ/kg查水、水蒸汽物性表806.9015飽和氣焓IkJ/kg查水、水蒸汽物性表2785.7016鍋爐排污率bqp%設(shè)計(jì)給定5.0017烝汽帶水率W%參考同類型鍋爐選取3.00W<5%18氣化潛熱rkJ/kg查水、水蒸汽物性表1978.8019額定蒸發(fā)量Dkg/h設(shè)計(jì)給定6000.0020鍋爐有效利用熱Q——l kJ/hD(Ib-I-Wr/100)q+Dgp(Ibh-I)13960386.0021鍋爐燃料消耗量BNm3/h gs Q1/(n*Qnetda935.12I

22計(jì)算燃料消耗量BNm3/hB(1-q4/100)935.1223保熱系數(shù)Wn/(n+q5)0.98八、爐膛熱力計(jì)算—序號名稱符號單位公式結(jié)果1鍋爐輸入熱量QrkJ/Nm3Qr=Q16748.002計(jì)算燃料消耗量BNm3/h熱平衡計(jì)算935.123保熱系數(shù)W熱平衡計(jì)算0.984爐膛出口過量空氣系數(shù)a“選取1.285爐膛漏風(fēng)系數(shù)l△a1選取0.086冷空氣溫度t——Ik ℃選取30.007冷空氣焓Io11.kJ/Nm3查焓溫表134.838熱空氣溫度t——rk ℃設(shè)計(jì)0.009熱空氣焓IokJ/Nm3查焓溫表0.0010空氣帶入爐內(nèi)熱量Q1.kJ/Nm3a“I。 1——lk 172.5811爐膛入爐熱量Q—l kJ/Nm3Qr*(100-q4-q3-q6)/(100-q4)+Qk16836.8412絕熱燃燒溫度e11℃查焓溫表1985.9713絕熱燃燒絕對溫度T——M Ke11+2732258.9714爐膛出口煙溫e”℃先假定后校核960.0015爐膛出口絕對溫度T”1Ke”+273 1 1233.0016火焰絕對平均溫度TK「+(t-「)/4 1 M 1 1489.4917水冷壁溫度t℃t+90——bh 284.0018水冷壁絕對溫度TL-Kt+273——b 557.0019爐膛出口煙焓I“kJ/Nm3查焓溫表7468.4820輻射和對流換熱系數(shù)CkW/(m2.K)設(shè)計(jì)選取11.0021輻射和對流的有效面積Hm2已知16.3322煙氣放熱量QkJ/Nm3W*(Q-I") 1—? 9213.3223煙氣傳熱量 rp QkJ/Nm39270.17ei

24計(jì)算誤差△%(Q-Q)/Q*1000.62九、對流受熱面計(jì)算1.第一管束結(jié)構(gòu)計(jì)算序號名稱符號單位公式結(jié)果1管徑dmm給定51.002橫向相對節(jié)距0 1 S1/d=100/511.963光管根數(shù)N給定288.004縱向相對節(jié)距0s/d=100/511.965縱向沖刷管長度2Lm2給定1.976管子排數(shù)n-2 給定18.007煙氣流通面積Fm2(100-51)/1000*L*151.458對流受熱面yH■1m2nd*L*N90.819有效輻射層厚度sm0.9d(4ss/nd2-1) 1-2 0.332.第一管束的熱力計(jì)算序號名稱符號單位公式結(jié)果1入口煙溫9'd1℃爐膛熱力計(jì)算960.002入口煙焓I,-kJ/Nm3查焓溫表7468.483出口煙溫9"-1-1℃先假定后校核276.004出口煙焓I"d1kJ/Nm3查焓溫表2041.605吸熱量QkJ/Nm3W(I'-I"+AaI。)5343.706平均煙溫9-:℃(9'+9")/2 d1 d 618.007大溫差PJ△td ℃91-t766.008小溫差△t℃9”廠82.009平均溫差△t℃(△t-At)/In(At/At)306.1110煙氣流速wm/sBV(9+273)/(3600F*27Jy pj y3)2.4311對流放熱系數(shù) ya d w/(m2.℃)CsCnCwa=0.99*1*0.95*27 °25.39

12三原子氣體輻射減弱系數(shù)k1/(m.105Pa)r[(0.78+1.6r)/(prs)-1/2-0.1]*(1-0.37*e/1000) pj 0.9413光學(xué)厚度 q kpsk*p*s0.3114煙氣黑度a℃1-e-kps0.2615灰壁溫度 y eb℃t+60254.0016輻射放熱系數(shù)a f w/(m2.℃)aaC0.0017熱有效系數(shù)wd y0~y取用0.8518利用系數(shù)昌取用0.9519傳熱系數(shù)KW/(m2.℃)w方(ad+af)20.5120傳熱量QkJ/Nm3K*At*H/Bj 1 2194.4321計(jì)算誤差△%(Q-Q)/Q d1 d1 58.933.第二對流管束結(jié)構(gòu)計(jì)算序號名稱符號單位公式結(jié)果1管徑dmm給定51.002橫向相對節(jié)徑0 1 s1/d=100/511.963光管根數(shù)N給定198.004縱向相對節(jié)徑0 2 s/d=100/51—2 1.965縱向沖刷管長度Lm給定1.376管子排數(shù)n—2 給定18.007煙氣流通面積Fm2(145-51)/1000*L*180.678對流受熱面 y H—1 m2nd*L*N43.409有效輻射層厚度sm0.9d(4ss/nd2-1) 1-2 0.282.第二管束的熱力計(jì)算序號名稱符號單位公式結(jié)果1入口煙溫e'℃第一管束熱力計(jì)算276.002入口煙焓I,kJ/Nm3查焓溫表2041.603出口煙溫e-d2 ℃先假定后校核218.00

4出口煙焓I"d2 kJ/Nm3查焓溫表1701.845吸熱量QkJ/Nm3W(I’-I"+AaI。)347.406平均煙溫eC:℃(e'+e")/2d2 d2 247.007大溫差PJ△td ℃e'd2-t82.008小溫差△t℃e”[-t24.009平均溫差人△t℃(△t-At)/In(At/At)47.2110煙氣流速wm/sBV(e+273)/(3600F*27Jy pj y3)3.2411對流放熱系數(shù)yadw/(m2.℃)CsCnCwa=0.97*1*1.15*35 039.0412三原子氣體輻射減弱系數(shù)k1/(m.105Pa)r[(0.78+1.6r)/(prs)-1/2-0.1]*(1-0.37*e/1000)1.1513光學(xué)厚度 q kps PJ k*p*s0.3214煙氣黑度a℃1-e-kps0.2715灰壁溫度 y e b℃t+60254.0016輻射放熱系數(shù)aw/(m2.℃)aaC15.1517熱有效系