MW超臨界壓力鍋爐煤粉鍋爐課程設(shè)計(jì)

1、. 銀川能源學(xué)院 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：600MW超臨界壓力鍋爐煤粉鍋爐年級專業(yè)： 能動1202 班 專 業(yè)： 能 源 與 動 力 工 程 姓 名： 楊超超 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： #； 目錄第一章 鍋爐設(shè)計(jì)的目的及意義第一節(jié) 鍋爐課程設(shè)計(jì)的目的和內(nèi)容1第二節(jié) 鍋爐課程設(shè)計(jì)的方法和步驟2第二章 鍋爐簡介3第一節(jié) 鍋爐的整體布置3第二節(jié) 鍋爐爐膛及受熱面結(jié)構(gòu)3第三節(jié) 鍋爐傳熱的基本方程3第四節(jié) 省煤器4第五節(jié) 過熱器系統(tǒng)4第六節(jié) 再熱器系統(tǒng)6第七節(jié) 燃料系統(tǒng)6第八節(jié) 煙風(fēng)系統(tǒng)6第九節(jié) 鍋爐輔助計(jì)算6第十節(jié) 燃料的燃料計(jì)算6第十一節(jié) 固體燃料燃料產(chǎn)生的煙氣量計(jì)算6第三章 計(jì)算3第一節(jié) 600MW機(jī)

2、組鍋爐設(shè)計(jì)計(jì)算原始參數(shù)9第二節(jié) 理論空氣量和理論煙氣量的計(jì)算10第三節(jié) 鍋爐燃料及熱平衡計(jì)算11第四節(jié) 爐膛設(shè)計(jì)和水冷壁的計(jì)算13第五節(jié) 前屏過熱器結(jié)構(gòu)和熱力計(jì)算16第六節(jié) 后屏過熱器結(jié)構(gòu)和熱力計(jì)算23第七節(jié) 高溫再熱器結(jié)構(gòu)和熱力計(jì)算27第八節(jié) 第一懸吊管結(jié)構(gòu)和熱力計(jì)算32第九節(jié) 高溫對流過熱器結(jié)構(gòu)和熱力計(jì)算34第十節(jié) 第二懸吊管結(jié)構(gòu)和熱力計(jì)算38第十一節(jié) 低溫再熱器垂直段結(jié)構(gòu)和熱力計(jì)算33第十二節(jié) 轉(zhuǎn)向室結(jié)構(gòu)和熱力計(jì)算37第十三節(jié) 低溫再熱器水平段結(jié)構(gòu)和熱力計(jì)算39第十四節(jié) 省煤器結(jié)構(gòu)和熱力計(jì)算47第十五節(jié) 汽溫校核48第十六節(jié) 空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)和熱力計(jì)算52第十七節(jié) 熱力計(jì)算數(shù)據(jù)的總校和計(jì)算

3、結(jié)果匯總60第四章 參考文獻(xiàn)61第60頁第1章 鍋爐設(shè)計(jì)的目的和意義第一節(jié) 鍋爐課程設(shè)計(jì)的目的和內(nèi)容一、鍋爐課程設(shè)計(jì)的目的 鍋爐課程設(shè)計(jì)是鍋爐原理課程的重要教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生對鍋爐原理課程的知識得到鞏固、充實(shí)和提高；掌握鍋爐機(jī)組的熱力計(jì)算方法，學(xué)會使用與熱力計(jì)算相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)或?qū)t，培養(yǎng)綜合考慮鍋爐機(jī)組設(shè)計(jì)與布置的初步能力；培養(yǎng)學(xué)生查閱資料和分析數(shù)據(jù)的能力，提高學(xué)生運(yùn)算、繪圖等基本技能；培養(yǎng)學(xué)生對待工程技術(shù)問題的嚴(yán)肅認(rèn)真和負(fù)責(zé)的態(tài)度。二、鍋爐課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 本書的設(shè)計(jì)任務(wù)是根據(jù)一臺給定規(guī)范和形式的600MW等級超臨界壓力直流煤粉鍋爐的原始資料，進(jìn)行鍋爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和熱力計(jì)算。2.1鍋

4、爐設(shè)計(jì)計(jì)算時應(yīng)提供的原始資料（1）鍋爐的主要參數(shù)，包括鍋爐蒸發(fā)量、再熱蒸汽流量、給水壓力和溫度、 過熱蒸汽和再熱蒸汽的壓力和溫度。（2）給定的燃料和燃料特性。（3）鍋爐概況，如鍋爐結(jié)構(gòu)和受熱面布置、制粉系統(tǒng)、燃燒設(shè)備的形式等。（4）鍋爐結(jié)構(gòu)簡圖、煙風(fēng)和汽水系統(tǒng)流程簡圖等。在設(shè)計(jì)計(jì)算時，鍋爐的排煙溫度和熱空氣溫度應(yīng)預(yù)先選定，也可以原始數(shù)據(jù)給定。爐膛出口煙氣溫度和煙道煙氣溫度，以及汽水流程中各受熱面進(jìn)出口處工質(zhì)的溫度和焓，應(yīng)根據(jù)技術(shù)要求在合理的范圍內(nèi)選定。2.2課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容（1）鍋爐爐膛及主要受熱面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（2）額定負(fù)荷下鍋爐的熱力計(jì)算。（3）繪制鍋爐受熱面的結(jié)構(gòu)圖。（4）編寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。

5、三、鍋爐設(shè)計(jì)的要求 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和國家對節(jié)能、環(huán)保要求的提高，電力工業(yè)的發(fā)展日益受到資源和環(huán)境等因素的制約，以降低能源消耗、減少污染物排放為目標(biāo)的節(jié)能減排能力已成為衡量一個企業(yè)競爭力的首要標(biāo)準(zhǔn)。因此，針對新型鍋爐的技術(shù)發(fā)展趨勢以及新情況下對鍋爐系統(tǒng)的特殊要求，科技工作者子在鍋爐設(shè)計(jì)時應(yīng)著重考慮以下幾個方面：（1）采用成熟、先進(jìn)的超臨界壓力技術(shù)，確保機(jī)組具有較高的循環(huán)效率和可用率。（2）選用合適的爐膛尺寸及熱負(fù)荷指標(biāo)，采用先進(jìn)的燃燒方式和燃燒設(shè)備，在保證爐膛不結(jié)渣和不產(chǎn)生水冷壁高溫腐蝕的前提下，提高鍋爐的燃燒效率、減小爐內(nèi)煙氣溫度及速度偏差、降低鍋爐的NOX排放。（3）采用成熟可靠的受熱面

6、布置方式，減小汽溫偏差，保證受熱面安全可靠。（4）具有較好的煤種適應(yīng)性和低負(fù)荷穩(wěn)燃性能以及良好的啟、停及調(diào)峰性能等。第二節(jié) 鍋爐課程設(shè)計(jì)的方法和步驟一、鍋爐課程設(shè)計(jì)熱力計(jì)算方法 鍋爐熱力計(jì)算可分為設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算。兩者的計(jì)算方法基本相同，都從燃料燃燒和熱平衡計(jì)算開始，然后按煙氣流向?qū)﹀仩t機(jī)組的各個受熱面（爐膛、屏式過熱器、對流過熱器等）進(jìn)行計(jì)算，其區(qū)別在于計(jì)算任務(wù)和所需求的數(shù)據(jù)不同。設(shè)計(jì)計(jì)算的任務(wù)是根據(jù)給定的鍋爐容量、參數(shù)和燃料特性來確定鍋爐機(jī)組的結(jié)構(gòu)尺寸和各個部件的受熱面面積，并確定鍋爐的燃料消耗量、鍋爐效率、各受熱面交界處工質(zhì)和煙氣的溫度和焓、各受熱面的吸熱量和介質(zhì)速度等參數(shù)，為選擇輔助

7、設(shè)備和進(jìn)行空氣動力計(jì)算、水動力計(jì)算、管子金屬壁溫計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算等提供原始資料。校核計(jì)算的任務(wù)是在給定鍋爐負(fù)荷和燃料特性的前提下，按鍋爐機(jī)組已有的結(jié)構(gòu)和尺寸，去確定各個受熱面交界處的水溫、汽溫、空氣和煙氣溫度、鍋爐效率、燃料消耗量以及空氣和煙氣的流量和流速。校核計(jì)算是為了估計(jì)鍋爐機(jī)組按指定燃料運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，尋求必要的改進(jìn)鍋爐結(jié)構(gòu)的措施，選擇輔助設(shè)備（或檢驗(yàn)原有輔助設(shè)備的適用性）以及為空氣動力、水動力、壁溫和強(qiáng)度等計(jì)算提供原始資料。為了計(jì)算方便，設(shè)計(jì)計(jì)算也通常采用校核計(jì)算的方法，先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)并參考同類型鍋爐結(jié)構(gòu)，預(yù)先布置好各部件受熱面的結(jié)構(gòu)尺寸，然后進(jìn)行校核計(jì)算。如不合適，修改后再進(jìn)行校核計(jì)算。對

8、鍋爐機(jī)組做校核計(jì)算時，煙氣的中間溫度、內(nèi)部工質(zhì)溫度、排煙溫度以及熱空氣溫度等都是未知數(shù)，上述溫度需先假設(shè)，然后用漸進(jìn)法（見此逼近法）去確定。二、鍋爐課程設(shè)計(jì)的步驟 鍋爐課程設(shè)計(jì)的步驟包括：（1）了解給定鍋爐的結(jié)構(gòu)、受熱面布置、汽水和煙風(fēng)系統(tǒng)流程等。（2）進(jìn)行鍋爐熱力計(jì)算，包括各受熱面的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)計(jì)算、校核計(jì)算等。（3）鍋爐總體的熱量平衡校核和誤差檢查。（4）編寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。第二章 鍋爐簡介第一節(jié) 鍋爐的整體布置 本課程設(shè)計(jì)鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈直流爐，單爐膛、一次中間再熱、四角切圓燃燒方式、全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)、形布置、固態(tài)排渣。爐后尾部布置2臺三分倉容式空氣預(yù)熱器。鍋爐總體布置見圖。6

9、00mw超臨界壓力鍋爐整體布置鍋爐燃燒系統(tǒng)為配6臺中速磨煤機(jī)的直吹式制粉系統(tǒng)，24只直流式燃燒器分六層布置于爐膛下部四角，煤粉和空氣從四角送入，在爐膛中呈切圓方式燃燒。在鍋爐最大出力工況時，5臺磨煤機(jī)和五層20只燃燒器投入運(yùn)行，1臺磨煤機(jī)備用。在主燃燒器和爐膛出口之間布置一組分離燃盡風(fēng)（SOFA）噴嘴。 第二節(jié) 鍋爐爐膛及主要受熱面的結(jié)構(gòu)爐膛傳熱計(jì)算的目的是要確定爐膛輻射受熱面(水冷壁）的吸熱量、爐膛出口煙氣溫度和爐膛熱流密度的分布。爐膛設(shè)計(jì)的任務(wù)是：在選定了爐膛出口煙溫 時，確定需布置多少輻射受熱面積；或在布置好了爐 內(nèi)受熱面后，校核爐膛出口煙溫是否合理。爐膛傳熱計(jì)算主要是計(jì)算爐內(nèi)高溫火焰和

10、水冷壁 之間的輻射換熱量。由于爐內(nèi)煙氣流速較小，對流傳 熱較弱，所占爐膛換熱份額很少，故計(jì)算時流傳熱量 可以忽略。采用先進(jìn)可靠的計(jì)算方法，確保設(shè)計(jì)結(jié)果經(jīng)得起實(shí)踐的檢驗(yàn)。要達(dá)到上述要求，必須在進(jìn)行廣泛深入調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用相關(guān)的理論知識以及制造和運(yùn)行方面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，集合國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，在對各種技術(shù)方案進(jìn)行精確計(jì)算分析的同時，通過試驗(yàn)對結(jié)果進(jìn)行約驗(yàn)證，從而批國家各個方案的優(yōu)劣。第三節(jié) 爐膛傳熱的基本方程根據(jù)斯蒂芥一波爾茨曼定律，爐膛內(nèi)火焰與被包圍著的水冷壁之間的輻射換熱量為：式中：-絕對黑體輻射常數(shù) Hf-有效輻射受熱面面積 T-火焰的平均溫度 Tb-水冷壁表面溫度 axt-爐膛系統(tǒng)黑度此

11、外，根據(jù)煙氣側(cè)熱平衡方程，即煙氣在爐膛內(nèi)放出的熱最應(yīng)等于燃料在 爐膛內(nèi)有效放熱景與煙氣從爐膛出口流出吋帶走的熱量之差，即式中：Q,燃料在爐膛內(nèi)的有效放熱量，kJ/kg； Il-爐膛出口處煙氣的焓，kJ/kg； -保熱系數(shù)； Bj-計(jì)算燃料耗量，kg/s 第四節(jié) 省煤器 省煤器的作用是在給水進(jìn)入水冷壁以前，將水進(jìn)行預(yù)熱，并借以回收鍋爐排煙中的部分熱量，提高其經(jīng)濟(jì)性。 省煤器布置于鍋爐的后煙井低溫再熱器下面，采用光管蛇形管，順列排列，與煙氣成逆流布置，并由懸吊管懸吊，懸吊管內(nèi)的工質(zhì)來自省煤器。為了確保后煙井的煙氣分布均勻，在后煙井入口的后墻包覆管及省煤器進(jìn)口處前后墻包覆管上均焊有煙氣阻流板，以防止

12、形成煙氣走廊，造成局部磨損。如圖第五節(jié) 過熱器系統(tǒng) 過熱器系統(tǒng)按蒸汽流向可分為:頂棚和包覆過熱器，前屏過熱器，后屏過熱器和末級過熱器（高溫對流過熱器），其中主受熱面為前屏過熱器，后屏過熱器和末級過熱器。一、過熱蒸汽系統(tǒng)流 從汽水分離器引出的蒸汽進(jìn)入爐頂進(jìn)口集箱，經(jīng)前爐頂管至爐頂出口集箱，為減少蒸汽阻力損失，在BMCR工況下約35.6%的蒸汽經(jīng)旁路管直接進(jìn)入爐頂出口集箱。從爐頂出口集箱引出的蒸汽經(jīng)過后爐頂管，后煙井包覆，后煙井延伸側(cè)墻，再匯總至后煙井側(cè)墻上集箱，分四路引入前屏進(jìn)口集箱，進(jìn)入前屏加熱后進(jìn)入前屏出口集箱，再分兩路經(jīng)第一級噴水減溫后進(jìn)入后屏過熱器進(jìn)口集箱，流經(jīng)后屏并進(jìn)入后屏過熱器出口集

13、箱，從后屏過熱器出口集箱分兩路經(jīng)第二級噴水減溫后進(jìn)入末級過熱器進(jìn)口集箱，在末級過熱器加熱后進(jìn)入末級過熱器出口集箱。再由兩根末級過熱器出口集箱引出管引出至兩根主蒸汽管道并送往汽輪機(jī)高壓缸。二、前屏過熱器 前屏過熱器（也稱大屏，分隔屏過熱器）布置于爐膛上部，不僅可吸收爐膛上部的煙氣輻射熱，還能分隔煙氣流，起到減弱切圓燃燒時爐膛出口煙氣殘余旋轉(zhuǎn)的作用，降低爐膛出口煙溫偏差。三、后屏過熱器 后屏加熱器布置在爐膛上部，前屏之后，爐膛折焰角的前方，可吸收部分爐膛上部的輻射熱量。四、末級過熱器 末級過熱器布置于水平煙道，在高溫再熱器和爐膛后墻水冷壁懸吊管之后，受熱面呈順列逆流布置，主要靠對流傳熱吸收熱量。五

14、、減濕系統(tǒng) 過熱器汽溫通過兩級噴水控制，第一級噴水布置在前屏過熱器出口管道上，第二級噴水布置在后屏過熱器出口管道上，過熱器噴水取自省煤器進(jìn)口管道的給水。第六節(jié) 再熱器系統(tǒng)再熱器系統(tǒng)由低溫再熱器和高溫再熱器兩級組成。一、再熱蒸汽系統(tǒng)流程 自汽機(jī)高壓缸排出的蒸汽分成兩路經(jīng)事故噴水減溫器后引入低溫再熱器進(jìn)口集箱，經(jīng)低溫再熱器后進(jìn)入低溫再熱器出口集箱，再經(jīng)過兩根連接管道引至高溫再熱器進(jìn)口集箱，經(jīng)過高溫再熱器后從高溫再熱器出口集箱上引至兩根蒸汽管道，送往汽輪機(jī)中壓缸，其流程圖如圖所示。 低溫再熱器和高溫再熱器之間通過連接管道進(jìn)行左右交叉，以減少因爐膛左右側(cè)煙溫偏差而引起的再熱蒸汽溫度偏差。二、低溫再熱器

15、 低溫再熱器布置于后豎井煙道中，順列排列，與煙氣成逆流布置，靠對流傳熱吸收熱量，低溫再熱器又分成水平段和垂直段。垂直段布置于水平煙道的尾部豎井前墻懸吊管之后鍋爐轉(zhuǎn)向室的入口處。三、高溫再熱器 由于再熱蒸汽采用擺動燃燒器調(diào)溫，故高溫再熱器布置于爐膛折焰角上部煙氣高溫區(qū)，與煙氣成順流流動，順列布置。第七節(jié) 燃燒系統(tǒng) 鍋爐采用配中速磨煤機(jī)，冷一次風(fēng)機(jī)，正壓直吹式制粉系統(tǒng)。煤粉燃燒器為四角布置，切圓燃燒，擺動式燃燒器。通過燃燒設(shè)備設(shè)計(jì)和爐膛布置的匹配來滿足各項(xiàng)燃燒指標(biāo)的要求，即煤粉的及時著火，穩(wěn)定燃燒和低NO排放，并保證爐內(nèi)不能發(fā)生明顯的結(jié)渣和水冷壁的高溫腐蝕。 主風(fēng)箱設(shè)有6層強(qiáng)化著火煤粉噴嘴，在煤粉

16、噴嘴四周布置有燃料風(fēng)（周界風(fēng)）。煤粉噴嘴和二次風(fēng)噴嘴相間布置。除底部二次風(fēng)（也稱火下風(fēng)）（UFA）和頂部二次風(fēng)外，中間五層二次風(fēng)（也稱輔助風(fēng)）的一層噴嘴都由三層小噴嘴組成，其中上下兩層為偏置的CFS噴嘴，中間一層為直吹風(fēng)噴嘴。在主風(fēng)箱上部設(shè)有兩層緊湊燃盡風(fēng)（Close coupled OFA，CCOFA）噴嘴，在主風(fēng)箱下部設(shè)有一層火下風(fēng)（underfire air，UFA）噴嘴。在CCOFA上部布置有分離燃盡風(fēng)（separated OFA，SOFA）噴嘴，即五層可水平擺動的分離燃盡風(fēng)噴嘴。在本鍋爐課程設(shè)計(jì)中，燃燒設(shè)備和制粉系統(tǒng)不需要設(shè)計(jì)和計(jì)算，直接給定。第八節(jié) 煙風(fēng)系統(tǒng)一、煙氣系統(tǒng) 爐膛中產(chǎn)生

17、的煙氣流過后煙井后，通過煙道進(jìn)入空氣預(yù)熱器煙氣倉，在預(yù)熱器中利用煙氣余熱使一、二次風(fēng)得到預(yù)熱。煙氣在煙氣倉中將預(yù)熱器的波形板受熱面加熱而得到冷卻。加熱后的波形板先進(jìn)入二次風(fēng)分隔倉加熱二次風(fēng)，然后再進(jìn)入一次風(fēng)分隔倉加熱一次風(fēng)。從空氣預(yù)熱器出來的煙氣通過靜電除塵器、脫硫設(shè)備等，排至煙囪。二、空氣系統(tǒng) 一次風(fēng)的作用是干燥和輸送煤粉，從大氣中抽吸的空氣通過一次風(fēng)機(jī)，送入三分倉預(yù)熱器的一次風(fēng)分隔倉，加熱后通過熱一次風(fēng)道進(jìn)入磨煤機(jī)，在進(jìn)預(yù)熱器前有一部分冷風(fēng)在磨煤機(jī)進(jìn)口前與熱一次風(fēng)相混合。作為磨煤機(jī)調(diào)溫風(fēng)。 二次風(fēng)的作用是強(qiáng)化燃燒和控制NOx生成量。從大氣吸入的空氣通過送風(fēng)機(jī)進(jìn)入預(yù)熱器的二次風(fēng)分隔倉，加熱后

18、經(jīng)二次風(fēng)道進(jìn)入大風(fēng)箱，并由大風(fēng)箱分配到各二次風(fēng)噴嘴。供給五層分離燃盡風(fēng)噴嘴的空氣也由大風(fēng)箱上抽取。第九節(jié) 鍋爐輔助計(jì)算1. 煤種的效核與判別校核煤種一般是指保證鍋爐能夠安全和最基本性能的最低煤質(zhì)要求；燃用校核煤種時不能保證鍋爐的設(shè)計(jì)性能要求；在工程中鍋爐廠常常以校核煤種來驗(yàn)證鍋爐的整體設(shè)計(jì)是否存在偏差，在煤質(zhì)偏離的情況下鍋爐能否安全運(yùn)行。煤種的判別：通常根據(jù)煤化程度把煤分為三大類：褐煤、煙煤、無煙煤。具體分類如下圖：分類指標(biāo)用下列符號表示：Vr干燥無灰基揮發(fā)分，%；Hr干燥無灰基氫含量，%；GR·I（簡記G）煙煤的粘結(jié)指數(shù)；Y煙煤的膠質(zhì)層最大厚度，毫米（mm）；b煙煤的奧亞膨脹度，%

19、；M煤樣的透光率，%；第十節(jié) 燃料的燃燒計(jì)算燃料的燃燒是燃料中的可燃元素與氧氣在高溫條件下進(jìn)行的高速放熱化學(xué)反應(yīng)過程。為使燃料燃燒，需要一定溫度條件外還需要一定的氧氣。電廠燃燒設(shè)備中，氧氣來源于空氣。1KG收到基燃料完全燃燒且沒有剩余氧存在是所需的空氣量，稱為理論空氣量VO。過量空氣系數(shù)在燃燒設(shè)備中，燃燒過程一般在爐膛出口處結(jié)束，因此對燃燒有重大影響的是爐膛出口出的過量空氣系數(shù)。的大小直接影響燃燒效率和熱效率:其值過大將會造成過大的排煙熱損失并使?fàn)t溫偏低，不利于燃燒；其值過小會造成固體及氣體不完全燃燒損失過大，且污染物排放濃度過高。 實(shí)際空氣量VK與理論空氣量V0之比稱為過量空氣系數(shù)，即式中

20、過量空氣系數(shù)，用于煙氣量的計(jì)算 過量空氣系數(shù)，用于空氣量的計(jì)算理論煙氣量第十一節(jié) 固體燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣量計(jì)算1、 理論空氣量計(jì)算 L=0.2413Q/1000+0.5 L:燃料完全燃燒所需的理論空氣量，單位是m3/kg; Q:燃料低發(fā)熱值，單位是kJ/kg; 二、理論煙氣量計(jì)算 V=0.01(1.867C+0.7S+0.8N)+0.79L V:理論干煙氣量，單位是m3/kg; C、S、N：燃料中碳、硫、氮的含量；第3章 計(jì)算第1節(jié) 600MW機(jī)組鍋爐設(shè)計(jì)計(jì)算原始參數(shù)序號名 稱符 號單 位計(jì)算公式或數(shù)據(jù)來源結(jié) 果1額定蒸發(fā)量

21、Dsh''t/h給定19132過熱蒸汽壓力psh''MPa給定，表壓25.43過熱蒸汽溫度tsh''給定5714再熱蒸汽流量Drh''t/h給定15865再熱蒸汽入口壓力prh'MPa給定，表壓4.356再熱蒸汽入口溫度trh'給定3107再熱蒸汽出口壓力prh''MPa給定4.168再熱蒸汽出口溫度trh''給定5699給水壓力pfwMPa給定29.3510給水溫度tfw給定28211周圍環(huán)境溫度tca給定2012鍋爐燃煤特性神華煙煤（1）碳收到基質(zhì)量百分比Car%給定61.70（

22、2）氫收到基質(zhì)量百分比Har%給定3.67（3）氧收到基質(zhì)量百分比Oar%給定8.56（4）氮收到基質(zhì)量百分比Nar%給定1.12（5）硫收到基質(zhì)量百分比Sar%給定0.60（6）灰分收到基質(zhì)量百分比Aar%給定8.80（7）水分收到基質(zhì)量百分比Mar%給定15.55（8）揮發(fā)分干燥無灰基質(zhì)量百分比Vdaf%給定34.73（9）燃料收到基低位發(fā)熱量Qnet,arkJ/kg給定23442序號名 稱符 號單 位計(jì)算公式或數(shù)據(jù)來源結(jié) 果1元素之和Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar100%2元素之和正確否？正確3高位發(fā)熱量（經(jīng)驗(yàn)公式）Qgr,arkJ/kg339Car+1256Ha

23、r-109(Oar-Sar)24658.184低位發(fā)熱量（經(jīng)驗(yàn)公式）Q'net,arkJ/kgQgr,ar-r(0.09Har+0.01Mar) 24354.425經(jīng)驗(yàn)公式值和給定值之差Qnet,arkJ/kgQ'net,ar-Qnet,ar456.216誤差判別Qnet,ar<800正確7煤的折算因子red4190/Qnet,ar0.178折算灰分Ared,arred×Aar2.299折算水分Mred,arred×Mar1.6910折算硫分Sred,arred×Sar0.2011煤的灰分特性判斷Ared,ar<4%正確Mred,ar&

24、lt;8%正確Sred,ar<0.2%正確表4-2 理論空氣量和理論煙氣量計(jì)算序號名 稱符 號單 位計(jì)算公式或數(shù)據(jù)來源結(jié) 果1理論空氣量VoNm3/kg0.0889 × (Car + 0.375× Sar) + 0.265×Har0.0333×Oar6.192理論氮?dú)馊莘eVoN2Nm3/kg0.79 × V0 + 0.008 × Nar4.903三原子氣體RO2的容積VRO2Nm3/kg0.01866 × (Car+ 0.375 × Sar)1.164理論水蒸汽容積V0H2ONm3/kg0.111 ×

25、; Har + 0.0124× Mar+ 0.0161× V00.705理論煙氣容積VogNm3/kgVoN2+VoH2O+VRO26.76表4-3 煙氣特性表序號名稱及公式符 號單 位前屏至省煤器空預(yù)器熱段空預(yù)器冷段1煙道進(jìn)口過量空氣系數(shù)（查表3-3）a'1.21.21.242煙道出口過量空氣系數(shù)（查表3-4）a"1.21.21.283煙道平均過量空氣系數(shù)('+")/2aav1.21.221.264過?？諝饬?av-1)VoVNm3/kg0.981.081.615水蒸汽容積VoH2O+0.0161VVH2ONm3/kg0.650.650

26、.736煙氣總?cè)莘eVgo+1.0161(av-1)VoVgNm3/kg6.436.538.317RO2占煙氣容積份額VRO2/VgrRO20.140.140.148H2O占煙氣容積份額VH2O/VgrH2O0.10.10.089RO2+H2O的容積份額rRO2+rH2Org0.240.240.2210煙氣質(zhì)量1-Aar/100+1.306avVoGgkg/kg8.478.611.1011飛灰濃度，fa取0.95faAar/(100Gg)ashkg/kg0.0260.030.0075表4-5 鍋爐熱平衡及燃料計(jì)算爐熱平衡及燃料消耗量序號名 稱符 號單 位計(jì)算公式或數(shù)據(jù)來源結(jié) 果1燃料帶入的熱量Q

27、fkJ/kgQnet.ar234422排煙溫度exg給定1263排煙的焓IexgkJ/kg調(diào)用函數(shù)11404冷空氣溫度tcaoC給定205理論冷空氣焓IcaokJ/kg調(diào)用函數(shù)129.66機(jī)械不完全燃燒熱損失q4%取用0.67化學(xué)不完全燃燒熱損失q3%取用08排煙熱損失q2%(Iexg-exgI0ca)·(1-q4/100)/Qf×1005.269散熱損失q5%取用0.210灰渣熱損失q6%取用0.0611總熱損失q%q2+q3+q4+q5+q66.1212鍋爐熱效率b%100 -q93.8814保熱系數(shù)1-q5/(b+q5)0.997915過熱蒸汽的焓i"shk

28、J/kg調(diào)用函數(shù)，psh"=25.4MPa注3398.5816給水的焓ifwkJ/kg調(diào)用函數(shù)，pfw=19.35MPa1241.6017過熱蒸汽流量Dsht/h給定191318再熱蒸汽出口焓i"rhkJ/kg調(diào)用函數(shù)，prh"=4.16MPa3601.419再熱蒸汽進(jìn)口焓i'rhkJ/kg調(diào)用函數(shù)，prh'=4.35MPa297520再熱蒸汽流量Drht/h給定158621鍋爐有效利用熱量Q1kJ/hDsh(i"sh-ifw)+Drh(i"rh-i'rh)5009773.1422鍋爐實(shí)際燃料消耗量Bkg/hQ1/(bQ

29、f/100)29378024鍋爐計(jì)算燃料消耗量Bcalkg/sB(1-q4/100)/360081.11溫度空氣焓CO2N2O2H2O灰焓2026303910013216913013215180.8200266357260267304169.1300403559392407463263.7400542772527551626360500684996664699794458.56008301222804850967559.8700979146194610051147663.280011301704109311601335767.2900128119511243131915248741000143

30、622021394147817259841100159524571545163719261096120017542717169518002131120613001913297618501963234413601400207632402009212725581571150022393504216422942779175816002403376723232461300118301700256640352482262932272066180027294303264227963458218419002897457128052968368823852000306448432964313939262512

31、21003232511531273307416126402200339953873290348343992760表4-4 煙氣焓溫表序號溫度()理論煙氣焓I0g(kJ/kg)理論空氣焓I0a(kJ/kg)飛灰的焓Ifa(kJ/kg)煙氣的焓Ig=I0g+(-1)I0a+Ifa (kJ/kg)=1.2=1.24=1.28IgIgIgIgIgIg1100937.11859.310.361155.33182.221201.04227.931224.08250.9722001970.02173221.692338.04368.022407.31437.292476.57506.5533002997.8

32、9262433.823556.42558.533661.36663.473766.3768.4144004056.95352846.174808.8751.854949.94892.995091.051034.155005142.74445358.86902.11949.376270.221127.486448.341305.666006169.06540371.797321.511152.457537.641368.587753.771584.7177007387.31637385.068747.031359.729001.641614.659256.891869.5888008560.82

33、735698.9310130.471569.6510425.72183.6910718.972158.1599009755.198339112.0911535.141779.9511868.712113.5212020.292447.110100010967.719348126.212963.581995.8713337.522369.8113711.452743.7411110012046.2610838140.5614263.512217.2514678.852632.5915094.193047.9312120013405.711419154.6715844.582438.3816300

34、.822895.1216757.563351.8613130014656.5412454174.4217321.692665.1517819.833163.2918317.983661.4414140015934.5713515201.4818839.002904.4319379.593445.0219920.183985.6115150017196.8314576225.4620337.473140.6420920.53723.6721503.544306.7116160018497.215644234.721842.613363.4122468.353989.1523094.094614.

35、8917170019770.2316705264.9623376.123605.8924044.314274.0826712.494942.2618180021069.8617766280.124903.123833.2625613.574543.8926324.385254.5219190022384.2518859305.8826402.264077.7727216.44832.8927970.785586.5320200023688.2819947322.1627999.774311.4928797.635109.3529595.55907.2221210025010.842104033

36、929557.484546.6430399.25388.2631240.716229.8722220026335.4722127353.9731114.944779.4732000.045664.5732885.326549.67表4-6 爐膛結(jié)構(gòu)特征和水冷壁有效系數(shù)的計(jì)算序號名 稱符 號單 位計(jì)算公式或數(shù)據(jù)來源結(jié) 果一、爐膛結(jié)構(gòu)計(jì)算1前墻面積Ffrm2(35.538+7.332+9.458/2)×18.816895.622后墻面積Fbm2(6.751+30.367+7.332+9.458/2)×18.816925.353側(cè)墻面積Fsm2(13.356+17.696)/2&

37、#215;5.171+30.367×17.696+(17.696+9.458)/2×6.006699.24兩側(cè)墻2Fsm22Fs1398.415四角的四個切角削去爐墻的面積Fdm24×1.33×24.0×2255.366四角補(bǔ)加面積Faddm24×1.88×24.0180.487應(yīng)扣去布置燃燒器損失的面積FBm2Fd-Fadd74.888出口煙窗面積Foutm213.356×18.816251.319包圍爐膛的總面積Fm2Ffr+Fb+2Fs+Fout-Fl3395.8110方形爐膛容積Vfm3Fs·W1

38、3156.211四個切角損失容積Vlm31.33×1.33/2×4×2484.9112爐膛實(shí)際容積Vefm3Vf-Vl13071.2913爐膛輻射層有效厚度Sm3.6Vef/F13.857二、水冷壁熱有效系數(shù)的計(jì)算14水冷壁熱有效系數(shù)查表3-60.4315燃燒器所占爐墻面積FBm2估算5016爐膛出口煙窗平面熱有效系數(shù)out=0.8×0.450.3617爐膛水冷壁平均熱有效系數(shù)av(F-Fout-FB)×+FB×0+Fout×out/F0.42三、在BMCR工況下，假定下面5層燃燒運(yùn)行，同時每層燃燒器給粉量相同18燃燒器布置

39、相對高度xBhB/hf0.3619M值M0.59-0.5xB0.4120燃燒器區(qū)域爐膛有效截面積Am217.696×18.816-1.332/2×4330.3121爐膛截面積的當(dāng)量半徑Rmsqrt(A/)10.24表4-7 爐膛熱力計(jì)算 序號名稱符號單位計(jì)算公式或數(shù)據(jù)來源結(jié) 果1熱空氣溫度thaoC假設(shè)后校核3252理論熱空氣焓IhaokJ/kg調(diào)用函數(shù)2322.13爐膛和制粉系統(tǒng)總漏風(fēng)系數(shù)f+pcs查表3-40.044空預(yù)器出口過量空氣系數(shù)ah""-(f+pcs)1.245空氣帶入爐內(nèi)熱量QakJ/kgah"Iha0+(f+pcs)Icao2

40、884.661kg燃料帶入爐內(nèi)的有效熱QeffkJ/kgQf(100-q3-q4-q6)/(100-q4)+Qa21454.67理論燃燒溫度tthoC調(diào)用函數(shù)16088理論燃燒溫度TthKtth+27318819爐膛出口煙溫"foC假設(shè)后校核1380爐膛出口煙溫T"fK"f+273165310爐膛出口煙焓I"fkJ/kg調(diào)用函數(shù)14513.311煙氣平均熱容(VC)avkJ/(kg·K)(Qeff-I"f)/(Tth-T"f)30.4412波爾茲曼數(shù)BoBcal(VC)av/(avF0T3th)4.6313水蒸汽容積份額rH

41、2O煙氣特性，查表4-30.1三原子氣體的容積份額rg煙氣特性，查表4-30.24三原子氣體輻射減弱系數(shù)kgrgm-1式(3-19)，調(diào)用函數(shù)0.0414灰粒平均直徑dashm中速磨煤機(jī)16煙氣中飛灰濃度ashkg/kg煙氣特性，查表4-30.03灰粒輻射減弱系數(shù)kashashm-1式(3-20)，調(diào)用函數(shù)0.0715最上排燃燒器布置高度htm結(jié)構(gòu)計(jì)算，圖4-118.72最下排燃燒器布置高度hunm結(jié)構(gòu)計(jì)算，圖4-111.15高度差hmht-hun7.57爐膛計(jì)算高度hfm結(jié)構(gòu)計(jì)算，圖4-141.54焦炭顆粒濃度cok,vg/Nm3式(3-24)，調(diào)用函數(shù)3.6816焦炭顆粒的平均粒徑dcok

42、m取用70焦碳粒子輻射減弱系數(shù)kcokcokm-1式(3-21)，調(diào)用函數(shù)0.0217火焰吸收減弱系數(shù)kam-1kgrg+kashash+kcokcok0.12爐內(nèi)輻射層光學(xué)密度kaS1.6718爐內(nèi)火焰黑度11-e-0.81火焰綜合黑度syn式(3-29)，調(diào)用函數(shù)0.6119爐膛黑度synf式(3-28)0.79爐膛火焰最高溫的相對高度xmmxB0.3620爐膛出口無量綱煙溫"f(1)熱有效系數(shù)法，式(3-26)0.91爐膛出口溫度T"f,cal(1)K"f(1)(tth+273)1710.8爐膛出口溫度"f,cal(1)oCT"f,cal

43、(1)-2731437.8計(jì)算誤差"f(1)oC允許誤差±10057.821爐膛出口無量綱煙溫"f(2)前蘇73計(jì)算修正法，式(3-30)0.88爐膛出口溫度T"f,cal(2)K"f(2)(tth+273)1659.3爐膛出口溫度"f,cal(2)oCT"f,cal(2)-2731386.3計(jì)算誤差"f(2)oC允許誤差±1006.322爐內(nèi)傳熱量QRkJ/kg式(3-31)6926.523第一懸吊管之前的爐內(nèi)容積Vf'm3估算，Vf+Vp1+Vp2+Vrh218317.35燃燒器區(qū)域爐膛容積熱

44、強(qiáng)度qVkW/m3BcalQnet,ar/Vf'，一般在75100之間82.5724燃燒器區(qū)域爐膛斷面熱強(qiáng)度qAMW/m2BcalQnet,ar/A，上限在44.6之間4.5925燃燒器區(qū)域爐墻面積ABm22(W+D)(h+3)771.7226富燃缺氧條件下主燃燒區(qū)燃盡份額x取0.70.727主燃燒區(qū)壁面熱強(qiáng)度qBMW/m2xBcalQnet,ar/AB，上限約1.32.01.37表4-8 減溫水假設(shè)序號名 稱符 號單 位計(jì)算公式或數(shù)據(jù)來源結(jié) 果1一級減溫水量Ddsh1t/h假設(shè)后校核652二級減溫水量Ddsh2t/h假設(shè)后校核35表4-9 前屏結(jié)構(gòu)計(jì)算序號名 稱符 號單 位計(jì)算公式或

45、數(shù)據(jù)來源結(jié) 果1管子直徑d×mm結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)67.82屏片數(shù)n1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)63每片屏小屏數(shù)n2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)64每片小屏管子數(shù)n3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)125管子總數(shù)nn1×n2×n34326工質(zhì)流通截面fm2/4×di2×n0.297橫向截距s1m結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.678縱向截距s2m結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)0.059系數(shù)s2/d結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.2310主受熱面的角系數(shù)xp查圖3-50.8711屏片最外圈管子的外輪廓線所圍成的平面面積Fpm2(16+0.02065)×(3.607+0.0413)×2×6×21402.7612計(jì)算受熱面積Hpm2Fpxp1

46、220.413頂棚受熱面積Fcem2(0.591+3.607×2+0.85+0.794)×18.816177.7914前墻受熱面積Ffrm216×18.816301.0615側(cè)墻受熱面積Fsm2(0.591+3.607×2+0.85+0.794)×16×2302.3716總受熱面積Hm2Hp+Fce+Ffr+Fs2001.6217計(jì)算受熱面積所占份額rpHp/H0.6118爐頂受熱面積所占份額rceFce/H0.0919前墻受熱面積所占份額rfrFfr/H0.1520側(cè)墻受熱面積所占份額rsFs/H0.1521受熱面區(qū)總?cè)莘eVp1m316×9.449×18.8162844.6822受熱面區(qū)總包圍面積Fm2H+Ffr+Fce2480.4723煙氣輻射層有效厚度Sm3.6Vp1/F4.1324系數(shù)L/s116/2.6885.9525系數(shù)D/s18.064/2.688326前屏穿透角系數(shù)vp1查附圖A-20.112