燃贫煤120吨小时电站锅炉及主要部件设计

《燃贫煤120吨小时电站锅炉及主要部件设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《燃贫煤120吨小时电站锅炉及主要部件设计（107页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、燃贫煤120吨小时电站锅炉及主要部件设计 哈尔滨理工大学学士学位论文学士学位论文燃贫煤120吨/小时电站锅炉及主要部件设计摘 要电站锅炉是利用燃料燃烧释放的热能加热给水，以获取规定参数(温度、压力)和品质的蒸汽的设备。我国电力工业是规模巨大、发展迅速的先行工业，已居世界前列。本次设计根据给定的毕业设计任务书，参考相关资料，结合工程实际情况，在分析锅炉的基本构造、工作过程及基本特性的基础上，对燃贫煤120 t/h电站锅炉进行设计。锅炉主体采用最典型的型布置方式，燃烧方式采用四角切圆燃烧。炉膛出口布置凝渣管，水平烟道布置两级过热器，垂直下行烟道交错布置两级省煤器和两级空气预热器。另外本设计进行了炉

2、膛设计计算、锅炉各对流受热面的设计计算、气包与联箱的强度校核计算、烟风阻力计算。在热力计算中，利用相似原理，采用逐次逼近法，进行迭代计算，确定炉体及相关部件的尺寸。并用Excel编制了煤粉锅炉设计计算表，输入对应参数后可自动计算并输出结果，适用于总体布置相似的所有煤粉锅炉。锅炉的设计效率为90.578%，炉膛横截面积为38.117m2，炉膛容积为600.377m3。从计算结果得知，该锅炉设计合理，效率较高，可供工程实际设计参考，若能工程实施，将能带来较好的社会效益与经济效益。本毕业设计论文包括设计说明书及计算书一份、锅炉系统总图一张、锅炉水管系统图一张、锅筒图一张、集箱零件图一张。关键词 锅炉

3、；热力计算；结构设计；强度计算；烟风阻力计算Design of 120t/h power boiler system and main parts with bituminous coalAbstractThe power plant boiler is a equipment that can use thermal energy released by the fuel burnt for heating up the water, and can gain the steam of stipulation parameter (temperature, pressure) and qua

4、lity. In the modern age, the development of electric power industry which experiences the huge scale and rapid development, has occupied the world front row in our country.According to the graduation design task that the tutor gave definitely, this design combines the operation experience of the pro

5、ject practice and consult the relevant design data, a 120t/h power plant boiler burning bituminous coal is designed on the basis of consulting concerning references and analyzing basic structure ,working process and general features of the boiler. Typical type boiler and tangential firing burner are

6、 adopted. The screen tube is distributed at the outer gate of the furnace; primary and secondary superheater in the horizontal flue and higher and lower level economizers cross-connectedly in the vertical flue. In addition, designing calculation of furnace, convective heating surface, intensity of d

7、rum and smoke-wind resistance of boiler are accomplished. It should be emphasized that similarity criterion and successive approximation method with iterative computing are used in heating calculation. And the chart was constituted for designing pulverized coal boiler with Excel software. After inpu

8、tting correspondence parameter, it was able to compute and output result automatically. The chart was suitable in all pulverized coal boilers which have similar configuration. The efficiency、sectional area and volume of the designed boiler are 90.578%, 38.117 m2, 600.377m3 respectively. It can be se

9、en from the calculating result that the total design can gain both the economical benefit and the social benefit, which indicates the design can be provided as reference of actual engineering design. This graduation design paper included a design instruction，a systemic drawing of boiler, a drawing o

10、f tube ,a drawing of drum and a drawing of headers components.Keywords Boiler Thermodynamic; enengy calculation; Internsity calaulation; The smoke and breeze resistance calculation 不要删除行尾的分节符，此行不会被打印-III -目 录摘要IAbstractII第1章 绪论1第2章 锅炉总体结构与设计简介42.1 锅炉结构概述42.2 方案论证52.2.1 燃烧方式选择52.2.2 锅炉的总体布置52.2.3 炉膛设

11、计52.2.4 过热器与减温器的选取62.2.5 省煤器的选取62.2.6 空气预热器的选取62.2.7 钢架、平台和扶梯72.2.8 炉墙72.2.9 锅炉范围内的阀门仪表72.3 本章小结7第3章 热力计算83.1 锅炉规范、辅助计算及热平衡计算83.1.1 基本参数83.1.2 煤种及燃料特性83.1.3 辅助计算93.2 热力计算133.2.1 燃烧室设计及传热计算133.2.2 凝渣管的传热计算203.2.3 过热器的传热计算243.2.4 省煤气和空气预热器的传热计算333.3 热力计算结果汇总473.4 本章小结48第4章 强度计算494.1 锅筒强度校核计算494.1.1 锅筒

12、筒体强度校核计算504.1.2 孔的加强计算514.2 下降管联箱的强度设计计算55第5章 烟风阻力计算605.1 烟气侧流阻计算605.2 空气预热器空气侧流阻计算665.3 引、送风机的选取685.4 本章小结69第6章 结 论70致 谢71参考文献72附录A 英文资料翻译73附录B Excel计算表使用说明99千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行- V -93-第1章 绪论1.1我国电站锅炉发展历程锅炉是国民经济中重要的供应蒸汽的设备。锅炉制造业是伴随着国家基础工业技术进步，国

13、民经济的发展而不断成长起来的。从建国初期分散的小作坊式的生产厂到能生产中小型锅炉的工厂，逐步发展到迄今为止，已形成东方、上海、哈尔滨三大锅炉生产集团和武锅、巴威等大型电站锅炉生产企业。我国电力工业是规模巨大、发展迅速的先行行业。电站锅炉一般容量巨大、蒸汽参数（压力、温度）高，要求性能好，是火力发电的主要设备之一。我国电站锅炉设计技术、制造工艺、制造能力的提高过程大致可分为如下四个阶段。第一阶段：初建、学习、创业从建国初期到上世纪50年代末，是我国电站锅炉发展的初始阶段。从无到有，依赖前苏联、捷克斯洛伐克、波兰等国的技术，生产锅炉的参数为:40t/h、65t/h、130t/h，压力为38.221

14、05Pa，过热蒸汽温度450。在该阶段我国为了掌握电站锅炉的设计及制造技术，电厂锅炉运行技术，在部分大学开办了锅炉专业和热能专业；为了我国电站锅炉的技术发展，成立了原第一机械工业部汽轮机锅炉研究所。与此同时国家向前苏联和东欧国家派遣了一批锅炉相关专业的留学生。国家投资、全国各地支援并在前苏联及捷克斯洛伐克的援助下建立了以大型电站锅炉生产为主的哈尔滨锅炉厂和上海锅炉厂，以中、低压锅炉生产为主的武汉锅炉厂。国家向上海锅炉厂投资，提高生产能力。第二阶段：发展壮大、自力更生1960年到1980年的20年中，我国的锅炉制造业发扬独立自主、自力更生的精神，设计技术、制造工艺、生产装备都得到明显的提高。在此

15、期间，我国自主开发的电站锅炉品种、容量和参数都有较大发展；有燃煤、燃油锅炉，也有燃烧黑液、废气及生物质燃料的特种锅炉，旋风炉；有自然循环汽包炉，也有直流锅炉；有过热蒸汽温度为540高压锅炉，也发展了蒸汽温度为555/555、中间再热亚临界压力锅炉；蒸发量有220t/h、400t/h、670t/h、1000t/h。在这一阶段，锅炉参数经历了中温中压、高温高压到超高压和亚临界；蒸汽从一次过热到二次过热；水循环方式有自然循环和直流锅炉的发展过程，蒸汽温度经历了从450、540、570/570、555/550到541/541的过程。在第二阶段，东方锅炉厂从四川盆地崛起，在我国迅速形成哈尔滨、上海、东方

16、三大锅炉集团及武汉锅炉集团共同发展的格局。在这20年中，各企业建立了相应的产品研究机构进行大量试验研究，如试验用12t/h直流锅炉，5t/h超临界试验锅炉，流化床试验炉，金相试验室，焊接试验室，水动力试验台等等。原一机部成立汽轮机锅炉研究所，成为锅炉行业的研究中心，这些成为企业技术发展的可靠基地。第三阶段：引进技术、消化吸收、优化提高、建立自主的具有世界先进水平产品开发体系从1980年1995年通过原机械工业部引进了美国CE公司的亚临界300MW、600MW控制循环锅炉设计制造技术，在原机械工业部、水利电力部两部的组织及领导下，上海、哈尔滨、东方三大锅炉厂和上海发电设备成套设计研究所通过赴美国

17、CE公司的技术培训、技术咨询等对300MW、600MW控制循环锅炉的设计技术、设计计算软件、图纸、资料进行了深入地消化吸收，并围绕着首台300MW考核机组的试制进行了一系列重大技术攻关。首台引进型1025t/h控制循环中间再热锅炉1983年由上海锅炉厂制造，于1987年7月12日在山东石横电厂正式投运；首台引进型600MW控制循环锅炉由哈尔滨锅炉厂生产，于1989年11月14日在安徽平圩电厂正式投运。上述考核锅炉分别于1988年5月和1990年12月通过性能考核验收试验。通过这次成功的技术引进与消化吸收，我国大型电站锅炉的设计技术、制造技术水平得到了很大提高，它标志着我国已具备了高参数、大容量

18、的电站锅炉的制造能力，逐渐接近了国际先进水平。在这一阶段，我国锅炉制造行业的设计水平、制造水平，逐步接近国际先进水平；生产能力也迅速提高，各企业在满足国内市场需求的同时，向国际市场迈进。该阶段我国锅炉制造行业又分别与世界上著名锅炉制造公司(如福斯特惠勒、苏尔寿、B&W、三菱等)合作生产，广泛地学习国外的先进技术，不断提高自己的技术水平，为我国电站锅炉设计、制造向更先进的技术迈进奠定了更坚实的基础。第四阶段：跟随世界技术发展趋势，自主开发新一代环保型、大容量、高参数锅炉机组在引进消化吸收的基础上，在原机械工业部的组织下，锅炉制造行业、研究单位、高等院校联合起来开展了引进机组的优化工作，在此基础上

19、锅炉行业各单位紧跟国内电力市场的需求及企业自身技术发展的需要，不失时机地自主开发了300MW、600MW等级的亚临界压力锅炉以及600MW等级的超临界压力锅炉，锅炉的管圈型式、燃烧方式也各不相同。国内超临界压力机组的市场需求，不断促进着超临界压力锅炉的技术研究工作和产品开发。迄今为止，国内超临界机组已投运11台，分别安装于上海石洞口二厂，南京热电厂、盘山电厂、营口电厂、伊敏电厂和后石电厂。运行结果显示，超临界压力机组发电煤耗比同容量亚临界机组低3%10%，机组等效可用率石洞口二厂两台超临界机组为88.24%和96.53%，这些运行实绩激活了市场，也刺激着锅炉制造厂和科研单位、高等院校的研究开发

20、热情，锅炉容量等级也从300MW、600MW向1000MW等级方向发展。随着我国工业生产的快速发展，国民经济持续高速增长，环境保护在我国受到高度重视，各锅炉生产厂家纷纷研究开发低污染排放的循环流化床锅炉，东方、哈尔滨、上海三大锅炉厂开发出了100MW等级的CFB，并正自主研制200MW等级的CFB。与此同时，低NOx煤粉燃烧器，炉内喷钙脱硫，尾部烟气脱硫脱硝技术，燃气蒸汽联合循环的技术开发工作也在科研单位、高等院校及制造厂中积极开展4。1.2 中、小型燃煤电站锅炉的发展趋势火力发电一直是电力生产中最重要的组成部分。我国的火力发电占电力生产总量的75%；世界火力发电占电力生产总量的60%70%。

21、虽然原子能发电和其它新能源(太阳能、风能、地热及海洋能等)的开发利用取得了很大的进展，并开始进入电力生产的商业化市场，但在可预见的将来，电力生产主要依靠火力发电的总体格局不会改变。电站锅炉是火力发电最重要的设备之一，社会生产力的发展加速了全社会对电力的总需求。同时，也对电站锅炉提出了新的、更高的要求。总的说来，一是节能，二是环保。中、小型燃煤电站锅炉的发展紧紧围绕着提高效率、节约能源和减少污染和保护环境进行。具体说，有以下几个方面:1）高效率、高燃料利用率提高锅炉的效率主要方式就是在经济条件和环境条件许可的情况下，尽最大可能的降低锅炉各个部分的能量损失。提高燃料的利用率则是要研究新的高效的燃烧

22、技术，使燃料燃烧充分。2）低污染燃烧方式对低污染燃烧方式的研究主要包括3方面内容:低NOx煤粉燃烧器；煤粉锅炉炉内加钙固硫和循环流化床锅炉。3）蒸汽-燃气联合循环蒸汽-燃气联合循环在以天然气、轻油为燃料的发电机组中得到了比较广泛的应用，近来也应用于以重油为燃料的机组。热力学分析证明，蒸汽-燃气联合循环的效率大大高于朗肯循环（蒸汽循环）的效率。在同等蒸汽参数情况下，联合循环的效率比蒸汽循环的效率相对高出10%左右51。此次设计的锅炉为120t/h的蒸汽锅炉，过热器出口表压力为3.82MPa,属于中压电站用锅炉。锅炉主体采用最典型的型布置方式，燃烧方式采用四角切圆燃烧。炉膛出口布置凝渣管，水平烟道

23、布置两级过热器，垂直下行烟道交错布置两级省煤器和两级空气预热器。电站锅炉在设计、制造、运行中应注意下列几个特殊问题：1） 因属于蒸汽锅炉，所以要防止高温蒸汽泄漏。2） 锅筒的蒸汽引出管要尽量在汽空间，防止倒流，以保证蒸汽品质。3） 因为电站锅炉多为煤粉炉，故大多采用平衡通风方式。第2章 锅炉总体结构与设计简介2.1 锅炉结构概述 单汽包自然循环煤粉炉，采用“”型布置，固态排渣，上升烟道为燃烧室及凝渣管。水平烟道布置两级悬挂对流过热器，垂直下行烟道布置两级省煤器及两级管式空气预热器。图2-1 锅炉总布置图正方形炉膛，四角布置直流燃烧器，炉膛四周布置密节距水冷壁管，具有良好的抗结焦性能。炉膛出口凝

24、渣管簇由锅炉后墙水冷壁延伸而成，在炉膛出口处采用后墙水冷壁延伸构成的折焰角，以使烟气更好地充满炉膛。采用膜式水冷壁。对流过热器分两级布置，由悬挂式蛇形管束组成，在两级之间有锅炉自制冷凝水喷水减温装置，由进入锅炉的给水来冷却饱和蒸汽制成凝结水，回收凝结放热量后再进入省煤器。省煤器和空气预热器采用两级配合布置，以节省受热面，减少钢材消耗量。锅炉采用四根集中下降管，分别供水给12组水冷壁系统。汽包内部装置设旋风分离器，二次分离用百叶窗分离器。根据煤的特性选用中速磨煤机的负压直吹系统送风。锅炉采用悬吊结构，炉墙采用轻型砖砌炉墙。锅炉总体布置见图2-1。2.2 方案论证 2.2.1 燃烧方式选择燃烧方式

25、采用固态排渣煤粉炉。燃煤锅炉的燃烧方式有链条炉排燃烧、煤粉炉燃烧、流化床燃烧。因为煤粉炉燃烧效率大大高于链条炉排，且技术较流化床燃烧成熟，是燃煤电站锅炉最常采用的燃烧方式，再根据所选用燃料的灰熔点特性：DT1500；ST1500；FT1500。可见燃料的灰熔点比较高，因此采用固态排渣煤粉炉13。2.2.2 锅炉的总体布置锅炉的总体布置既与锅炉的参数、容量有关，也和锅炉用的燃料的性质等因素有关。根据任务书所给锅炉容量33.33kg/s(120t/h)，属于中参数锅炉，总体布置采用形布置：上升烟道为燃烧室及凝渣管，水平烟道布置两级悬挂对流过热器，垂直下行烟道布置两级省煤器及两级管式空气预热器。此方

26、案虽然占地面积比较大，但布置受热面比较方便，检修尾部受热面也比较方便，送风机、引风机、除尘设备都可放在地面上1。2.2.3 炉膛设计固态排渣煤粉炉目前从燃烧器的布置及火焰形状可以分为以下几种类型：一种是前墙布置燃烧器，L形火焰燃烧室；一种是燃烧器四角布置的燃烧室；一种是燃烧器两侧布置，火焰对撞的燃烧室；还有一种是U形火焰燃烧室1。考虑到是否能让燃料燃烧的比较完全，同时又能保证燃烧室能长期可靠的运行，不会因为严重结渣等事故而被停炉，带来不必要的损失，所以采用目前使用最广的燃烧器四角布置的燃烧室。炉膛形状和尺寸的决定见下文3.2节。2.2.4 过热器与减温器的选取过热器的工作任务是把锅炉所产生的饱

27、和蒸汽过热到一定温度，同时在锅炉允许的负荷波动（一般是60%70%负荷到100%负荷）范围内以及工况变化（如燃料水分变化，过量空气量变化）时保持过热蒸汽温度正常，其波动范围保持在一般规定的10以内。过热器根据它所采用的传热方式分为对流过热器、半辐射过热器及辐射过热器三种。对流过热器是放在炉膛外面对流烟道里的过热器，主要以对流传热方式吸收流过它的烟气的热量，常用于低参数及中参数锅炉中。半辐射过热器也称屏式过热器，一般放在炉膛上部出口附近，它既吸收炉膛中火焰的辐射热，又以对流方式吸收流过它的烟气的热量。辐射过热器是放在炉顶或炉墙上的过热器，它基本上只吸收炉膛里火焰和烟气的辐射热，常应用于高参数锅炉

28、12。因本次设计的锅炉属中参数锅炉，所以采用两级对流过热器较为合理。减温器的作用就是冷却蒸汽，使之温度降低，从而保护汽轮机及过热器的管壁不超温。减温器的形式有两种，第一种是面式减温器，其原理是将锅炉给水的一部分通过由管子组成的传热面的一侧，蒸汽通过另一侧，用给水来冷却蒸汽，可通过调节给水量来调节蒸汽温度。但这种调节温的方法所用面式减温器结构复杂，管子弯头有时会断裂、漏水，运行上不够安全可靠，同时由于减温器热容量大，调节汽温时汽温反应迟缓。第二种是喷水减温器，就是把水直接喷入蒸汽中以降低其温度。这种减温器结构简单，运行可靠，反应又快，因此目前采用较广12。所以在两级过热器之间采用喷水减温器进行减

29、温。但喷水减温时，减温水的水质必须非常纯净，含杂质非常少，否则会使盐结在过热器管中，盐结的比较多时会使过热器受热面超温而烧坏。为此采用自制冷凝水减温方法来解决喷水减温所用水的问题。过热器的具体结构设计见3.2.3节。2.2.5 省煤器的选取省煤器可分为两种：一种是铸铁省煤器，优点是不论水侧或烟气侧都不太怕腐蚀，缺点是太笨重、弯头及法兰多，材料本身也缺乏塑性、不能随冲击和高压，仅能用在压力低于2.2MPa的情况下。另一种是钢管省煤器，因其具有结构紧凑、造价低、能承受汽水冲击、能承受高压、运行可靠，固采用之123。2.2.6 空气预热器的选取空气预热器可分为回转式空气预热器和管式空气预热器：回转式

30、空气预热器的优点是节省钢材、结构紧凑，节省场地，而且可以和锅炉尾部其他受热面分开布置，在布置上比较方便，抗腐蚀性能好，因此在大型锅炉中常采用；缺点是结构复杂，制造机加工工作量大，对制造及安装要求比较高。管式空气预热器是在我国使用很广的一种空气预热器，烟气在管中纵向流动，空气在管外横向流动冲刷受热面，而且多制成“管箱”形式，使制造、运输、安装都非常方便23。因本次设计的锅炉属中、小型电站锅炉，应优先考虑制造、运输和安装的方便性，所以采用管式空气预热器。空气预热器的具体结构设计见3.2.4节。2.2.7 钢架、平台和扶梯为了支撑锅筒、集箱、管子及炉墙，设置了钢架，锅炉本体重量由刚架传至基础，为安装

31、、检查和维修，设置了平台，各平台之间由扶梯连接。2.2.8 炉墙采用轻型砌砖炉墙，炉膛炉墙的负荷作用在钢架和基础，分三层。内层为耐火砖，中间层为硅藻土保温砖，外层为钢板，在侧墙上分别在锅炉管束中部，燃尽室，过热器上方，省煤器上方，空气预热器上方均开有人孔，以便安装维修，清除灰渣。省煤器上部空间设有烟气旁通通道，用于起停炉时做临时烟气通道，保护省煤器不被烧坏。2.2.9 锅炉范围内的阀门仪表锅炉产生的蒸汽由蒸汽引出管引出。为了保证锅炉安全，装有两个安全阀，同时在上锅筒装有两个压力表以便观察压力，水压表两个。2.3 本章小结锅炉是国民经济中重要的供应蒸汽的设备，本章首先对锅炉的整体概况进行了简单介

32、绍，并结合设计题目，列出锅炉规范，燃料特性。根据选题作了方案论证，本次的设计题目是120t/h的蒸汽锅炉，属中压电站锅炉，其运行的安全性和可靠性作为其主要特性设计时应放在首位。因此在设计的过程中，主要考虑的因素是保证炉内着火，炉膛内有足够的辐射热量，煤的燃尽程度以及合理的烟气速度和排烟温度。受热面以蒸发受热面为主，炉膛设计中首先根据燃烧面热负荷，燃煤量及煤发热量决定炉膛宽度a，炉膛容积由相应的炉膛容积热负荷决定。本章简要介绍了锅筒及炉内设备，水冷壁，燃烧设备，锅炉管束，省煤器，空气预热器，钢架，平台，扶梯，炉墙以及阀门仪表。第3章 热力计算3.1 锅炉规范、辅助计算及热平衡计算3.1.1 基本

33、参数1）锅炉额定蒸发量：33.33kg/s(120t/h)。2）蒸汽参数: 气包内蒸汽压力：4.2MPa。过热器出口表压力：3.82MPa。过热器出口蒸汽温度：450。3）给水温度：160。4）给水压力：4.8MPa。5）排污率：=2%。6）排烟温度：=140。7）预热空气温度：=350。8）冷空气温度：=20。3.1.2 煤种及燃料特性1）燃料名称：贫煤。2）煤的应用基成分:碳=58.2%。氢=3.7%。氧=4.1%。氮=0.9%。硫=0.5%。灰分=25.6%。水分=7.0%。3）煤的干燥器无灰基挥发分=24.6%。4）灰熔点特性：DT1500；ST1500；FT1500。 5）煤的可磨度

34、：=1.5。6）燃料低位发热量：=22625kJ/kg。3.1.3 辅助计算（1）燃烧产物容积计算煤完全燃烧（=1）时理论空气量及燃烧产物容积计算见表3-1（以1kg燃料为准）。表3-1 初始数据表序号名 称符号单位公式及计算结果1理论空气容积m/kg0.0889（+0.375）+0.265-0.0333 6.03462三原子气体容积m/kg0.01866（+0.375）1.08953理论氮气容积m/kg0.008+0.794.77454理论水蒸气容积m/kg0.111+0.0124+0.0161 0.59475理论烟气容积m/kg+ + 6.45876飞灰中纯灰份额-查表8-3910.957

35、烟气中飞灰质量浓度Kg/kg0.24328煤的折算灰份g/MJ11.315(2)空气平衡及焓温表1）烟道各处过量空气系数，各受热面的漏风系数及不同过量空气系数下燃烧产物的容积列于表3-2中，炉膛出口过量空气系数按表4-21取。各受热面的漏风系数按表4-31取。表3-2 烟气特性表名 称及公式符 号单 位炉膛及凝渣管第二级过热器第一级过热器上 级 省煤器上级空气预热器下 级省煤器下级空气预热器漏风系数 0.050.0150.0150.020.030.020.03出口过量空气系数1.251.2651.281.31.331.351.38平均空气系数1.251.2581.2731.291.3151.3

36、41.365水蒸汽容积m/kg0.6190.6200.6210.6230.6250.6280.630烟气总容积m/kg7.9928.0388.1308.2378.3908.5448.697水蒸气容份额0.0770.0770.0760.0760.0750.0730.072三原子气体容份额0.1360.1360.1340.1320.1300.1280.128三原子气体总容积份额0.2140.2130.2100.2080.2040.2010.198烟气重量/10.59610.65510.77310.91111.10811.30511.502飞灰浓度/0.0230.0230.0230.0220.022

37、0.0220.021空气预热器出口热空气的过量空气系数：2）不同过量空气系数下燃烧产物的焓温表见表3-3。表3-3 烟气焓-温表烟气温度/V=1.0895m3/kgV=4.7745m3/kgV=0.5947m3/kgIkJ/kgG=0.2432kJ/kgkJ/m3I= VkJ/kJ/ m3I=VkJ/kgkJ/ m3I0H2O=CH2OV0H2OkJ/kgI=I+ I+ IkJ/ m3Ifh=GkJ/kg100170.0185.22130620.69151.089.79895.7080.019.46200358.0390.042601241.38305.0181.371812.80168.04

38、0.86300559.0609.043921871.62463.0275.332755.99260.063.23400772.0841.105272516.19626.0372.263729.55357.086.82500994.01082.976643170.30795.0472.754726.03461.0112.126001225.01334.658043838.74969.0576.225749.61554.0134.737001462.01592.869484526.271149.0683.266802.40665.0161.738001705.01857.6210945223.36

39、1334.0793.277874.25770.0187.269001952.02126.7212425929.991526.0907.458964.16812.0197.4810002204.02401.2813926646.171723.01024.5910072.051005.0244.4211002458.02678.0215447371.901925.01144.7211194.641128.0274.3312002717.02960.2016978102.412132.01267.8112330.421261.0306.6813002977.03243.4718538847.2423

40、44.01393.8813484.591426.0346.8014003239.03528.9320099592.072559.01521.7314642.721583.0384.9915003503.03816.56216610341.672779.01652.5515810.751777.0432.1716003769.04106.37232511100.833002.01785.1616992.351957.0475.9417004036.04397.27248411859.983229.01920.1518177.392206.0536.5018004305.04690.3426441

41、2623.913458.02056.3319370.582412.0586.6019004574.04983.42280413387.833690.02194.2920565.542625.0638.4020004844.05277.59296514156.543926.02334.6221768.752847.0692.39续表V=6.0346kJ/kgI= I+I+(-1)ICkkJ/m3I=VCkkJ/kg1.251.2651.281.301.331.351.38132.0796.571217.85267.01611.242417.592465.93407.02456.093629.73

42、3678.85551.03325.074813.894913.644980.14699.04218.206019.246103.606230.15850.05129.437320.587423.171004.06058.768569.708660.581160.07000.169811.559916.5510021.551313.07923.4511142.5011261.361478.08919.1712546.261638.09884.7113940.141801.010868.3515354.181964.011851.9916794.392128.012841.6718238.1222

43、94.013843.4219703.802461.014851.2021181.092629.015865.0122680.152787.016878.8324176.882967.017904.7125680.123138.018936.6327195.303） 锅炉热平衡及燃料耗量计算见表3-4。表3-4热平衡及燃料消耗量计算表序号名 称符号单位计算公式或来源结果1固体未完全燃烧损失q%查表8-39122气体未完全燃烧损失q%查表8-39103外部冷却损失q%D=33.33,有尾部受热面0.854灰渣物理热损失q%=53.87 19,不计算05排烟过量空气系数查表3-21.386排烟温度见

44、基本参数1407排烟焓IkJ/kg查表3-3(=1.38)1717.088冷空气温度t见基本参数209冷空气焓IkJ/kg查表3-3144.83110排烟损失q%(-)6.57211锅炉效率%90.57812锅炉蒸发量DKg/s见基本参数33.3313过热蒸汽出口焓kJ/kgP=3.82MPa,t=450,查水蒸气表3331.6814饱和水焓ikJ/kgP=4.2MPa,查水蒸气表1101.0415给水温度t见基本参数16016给水焓ikJ/kgP=4.8MPa,t=160,查水蒸气表676.5217排污率p%见基本参数218锅炉总吸热量QkwD(-)+pD(-)88779.4719燃料消耗量

45、BKg/s4.332120计算燃料消耗量BKg/s4.245521制粉系统的漏风系数查表4-510.122空气预热器出口空气温度t见基本参数35023空气预热器出口空气温焓IkJ/kg查表3-32878.5124空气预热器吸热量QkJ/kg(I-I)3007.0525空气预热器吸热量与燃料热量的百分比q%13.290826保热系数0.99073.2 热力计算 3.2.1 燃烧室设计及传热计算1、燃烧室尺寸的决定（1） 炉膛宽度及深度：因采用角置直流式燃烧器，炉膛采用正方形截面。按表8-391取炉膛截面热负荷=2520kw/m，炉膛截面F =38.117 m，取炉膛宽=5.472m，炉膛深b=5

46、.472m,布置603.5的水冷壁管，管间距s=66mm，侧面墙的管数为88根，前后墙的管数为86根。图3-1 炉膛尺寸（侧墙）（2）燃烧室炉墙面积的确定：燃烧室侧面尺寸见图3-1,确定过程见表3-5表3-5 炉膛结构尺寸表序号名 称符号单位公式及计算结果1炉膛截面热负荷qkW/m2查表8-40125202炉膛截面积Fm238.1173炉膛宽度mF取整，64的倍数5.7424第一根凝渣管高hm设定45顶棚宽度lm- l- lcos3.3996折焰角前端到第一排凝渣管斜管长度lm设定0.7437折焰角宽度lm设定1.78折焰角上倾斜度。设定459折焰角下倾斜度。设定3010顶棚倾角。设定811凝

47、渣管与炉墙距离lm- l2.34312顶棚高度hmh+ ltan4.47813折焰角高度hmltan0.98114hmltan1.35315冷灰斗底口宽度lm设定116冷灰斗倾角。设定5517冷灰斗中部宽度lm3.37118冷灰斗高度hm3.38619冷灰斗斜边长度的一半lm2.06720炉膛容积热负荷qkJ/m3选定16021炉膛容积Vm600.37722侧墙面积Fm104.55223炉膛中部高度hm13.27924出口窗中心到灰斗中心高hm18.13925前墙面积Fm131.27426后墙面积Fm109.06627出口窗面积Fm27.23428顶棚面积Fm19.70629炉膛总面积Fm2

48、F+ F+ F+ F+ F496.38330炉膛高度m20.8032、煤粉燃烧器的型式及布置采用对角布置直流式煤粉燃烧器，分布于炉膛四角。燃烧器的中心距冷灰斗上沿为600。每组燃烧器有两个一次风口，两个二次风口和两个废气燃烧器，燃烧器的结构计算见表3-6。表3-6 燃烧器结构表序号名 称符号单位公式及计算结果1计算燃料消耗量kg/s查表3-44.2452燃料应用基低位发热量kJ/kg见基本参数226253燃料干燥无灰基挥发分%由燃料特性得24.64理论空气量N m/kg由表3-1得6.0355炉膛出口过量空气系数由表3-2烟气特性得1.256炉膛漏风系数由表3-2烟气特性得0.057空气预热器

49、出口风温见基本参数3508一次风率r参考表8-41选取0.259磨煤废气(三次风率)r由制粉系统得0.2210磨煤废气及煤粉温度由制粉系统得15011二次风及送粉热风温度-1034012一次风中煤粉浓度kg/kg0.410113热风比热kJ/kg查下的空气比热表1.026614一次风温t先假设，后校核30015一次风温下的空气比热kJ/kg查下的空气比热表1.02816炉膛漏风率r 0.040017二次风率r1-r-r-r0.490018二次风量m/s35.23519一次风量m/s16.80420磨煤废气量m/s10.916621一次风速m/s参考表8-271选取2222二次风速m/s参考表8

50、-271选取5023磨煤废气(三次风)风速m/s参考表8-271选取5524燃烧器数量Z切向燃烧四角布置425每个燃烧器的标准煤出力t/h2.95026一次风口面积m0.38227二次风口面积m0.35228废气(三次风)喷口面积m0.09929炉膛宽度m查表3-5炉膛尺寸5.74230炉膛深度m查表3-5炉膛尺寸5.74231燃烧器间距离m5.74232炉膛高度m查表3-5炉膛尺寸20.80333下二次风口下沿到冷灰斗转角的距离m选定0.6234燃烧器假想切圆直径m参考选定0.7235燃烧器矩形对角线长度2lm2l8.12036特性比值11初步选定8参考图8-841选定31.7537燃烧器喷

51、口宽度m结构设计定为0.2638燃烧器喷口高度m按f,f画出图，得1.2639燃烧器占有面积m1.4142（b+0.03）（h+0.03）42.0853、燃烧室水冷壁的布置水冷壁采用60的光管，管节距s=58mm，管子悬挂炉墙，管子中心和炉墙距e=0。每面墙宽5742mm，侧墙布置100根，前，后墙布置98根。后墙水冷壁管子在折角处有叉管，直叉管垂直向上连接联箱，可以承受后墙管子和炉墙的重量，斜叉管组成凝渣管和折焰角。凝渣管有243=72根管子，折焰角上有22根管子，另4根管直接与联箱相连。侧墙水冷壁向上延伸，在折焰角区域和凝渣管区域形成附加受热面。燃烧室结构特性计算见表3-7。表3-7炉膛受

52、热面表序号名 称符号单位公式及计算结果前,后,侧顶棚出口窗1水冷壁规格dmm606060mm3.53.53.52管节距smm66883相对值1.10001.46674管中心与炉墙距离emm0305相对值00.56角系数查图11-1011117炉墙面积m449.44319.70627.2348水冷壁有效辐射面积Hm除去燃烧器占有面积447.35819.70627.2349总水冷壁有效辐射面积Hm 494.29810灰污系数查表11-210.4511水冷壁受热面平均热有效性系数0.44812烟气辐射层有效厚度sm4.35413燃烧器中心高度m2.94314燃烧器相对高度0.14115火焰中心相对高

53、度修正查表11-31016火焰相对高度+0.141燃烧室的传热计算见表3-8。表3-8 炉膛传热计算序号名 称符号单位公式及计算结果1热空气温度查表3-43502热空气焓kJ/kg查表3-42878.53冷空气温度查表3-4204冷空气焓kJ/kg查表3-4144.835炉膛漏风系数查表3-20.056煤粉系统漏入风系数查表3-40.17空气预热器热空气份额查表3-41.18空气进入炉膛的热量kJ/kg+(+)3598.19燃料有效放热量kJ/kg25770.610理论燃烧温度查表3-3（=1.25）1906.0K+2732179.011炉膛出口烟温先假定，后校核1030K+273130312炉膛出口烟焓kJ/kg查表3-3（=1.25）12964.413烟气平均热容量kJ/（kg）141.61914容积份额,水蒸气/三原子气体查表3-3（=1.25）0.362315烟气密度kg/N m1.325816飞灰浓度kg/kg查表3-3（=1.25）0.023017飞灰颗粒平均直径MP查表11-41，用中速磨煤机1618三原子气体分压MP=0.10130.021719三原子气体辐射减弱系数1/（mMPa）0.928020灰粒辐射减弱系数1/（mMPa）4