煤粉爐設計說明

1、 .PAGE73 / NUMPAGES77J I A N G S U U N I V E R S I T Y JIANGSU UNIVERSITY 熱動專業(yè)畢業(yè)設計煤粉爐設計 所屬學院： 能動學院 學生班級： 熱能0901班 ： 郭楠 學號： 3090202024 指導老師： 敏 摘要：工業(yè)鍋爐作為國主要的熱能動力設備，一直是研究的重點。對于容量超過35t/h的鍋爐，人們常常采用煤粉爐。煤粉爐的設計自然是最重要的。130t/h煤粉爐的設計對此有一定的意義。在設計過程中，先對煤粉爐進行了調研，翻閱了一些國外資料，對鍋爐進行結構設計，熱力計算和校核計算等。在計算過程中，首先大致上確定鍋爐的大體結構

2、，再進行輔助計算，得到煙氣焓溫表，然后進行爐膛結構設計，熱力計算，再對水冷壁排渣管進行結構設計，熱力計算，對過熱器進行結構設計，熱力計算，再對省煤器空氣預熱器進行設計，最后進行校核計算，最終得到了一套設計方案。煤粉爐作為重要的熱能動力設備，在工業(yè)生產(chǎn)中應用甚廣，應更加關注它的優(yōu)化。 關鍵詞：煤粉爐；熱力計算；結構設計Abstract: As a major thermal power equipment, industrial boilerhas been the focus of the study. For the capacity of boiler more than 35t/h, p

3、eople often use pulverized coal. The design of pulverized coal is naturally the most important thing. The design of 130t/h pulverized coal is significant to it. During the design process, firstly some research were done to pulverized coal, secondly I read some books from abroad, at last I did the st

4、ructural design ,thermal calculation and calculation check of pulverized coal. During the calculation process, firstly I determined the general structure of boiler. Secondly I did supporting calculations to receive the temperature of the flue gas enthalpy table. Thirdly I did structural design, ther

5、mal calculation of furnace. Fourthly I did structural design, thermal calculation of the water wall and the sullage pipe. Fifthly I did structural design, thermal calculation of superheater. Sixthly I did structural design, thermal calculation of economizer and air preheater. Then I did the checking

6、 calculation, Finally I got a set design.As an important thermal power equipment,Pulverized coal is widely used in industry. We should pay more attention to its optimization.Keywords: pulverized coal; thermodynamic calculation; structural design目錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc357971601第一章緒論 PAGER

7、EF _Toc357971601 h 1HYPERLINK l _Toc3579716021-1 鍋爐重要性 PAGEREF _Toc357971602 h 1HYPERLINK l _Toc3579716031-2 鍋爐型式簡介 PAGEREF _Toc357971603 h 1HYPERLINK l _Toc3579716041-3 煤粉爐簡介 PAGEREF _Toc357971604 h 1HYPERLINK l _Toc357971605第二章輔助計算 PAGEREF _Toc357971605 h 2HYPERLINK l _Toc3579716062.1燃燒產(chǎn)物計算 PAGERE

8、F _Toc357971606 h 3HYPERLINK l _Toc3579716072.2煙氣特性計算 PAGEREF _Toc357971607 h 4HYPERLINK l _Toc357971608第三章燃燒室設計與傳熱計算 PAGEREF _Toc357971608 h 10HYPERLINK l _Toc3579716093.1爐膛結構設計 PAGEREF _Toc357971609 h 10HYPERLINK l _Toc3579716103.2煤粉燃燒器的型式與布置 PAGEREF _Toc357971610 h 14HYPERLINK l _Toc3579716113.3燃

9、燒器水冷壁布置 PAGEREF _Toc357971611 h 17HYPERLINK l _Toc3579716123.4燃燒室傳熱計算 PAGEREF _Toc357971612 h 18HYPERLINK l _Toc357971613第四章凝渣管設計與傳熱計算 PAGEREF _Toc357971613 h 22HYPERLINK l _Toc3579716144.1凝渣管結構特性計算 PAGEREF _Toc357971614 h 22HYPERLINK l _Toc3579716154.2凝渣管傳熱計算 PAGEREF _Toc357971615 h 24HYPERLINK l _

10、Toc357971616第五章過熱器設計與傳熱計算 PAGEREF _Toc357971616 h 26HYPERLINK l _Toc3579716175.1第二級（高溫）過熱器結構設計 PAGEREF _Toc357971617 h 26HYPERLINK l _Toc3579716185.2第二級（高溫）過熱器傳熱計算 PAGEREF _Toc357971618 h 30HYPERLINK l _Toc3579716195.3第一級（低溫）過熱器結構設計 PAGEREF _Toc357971619 h 35HYPERLINK l _Toc3579716205.4第一級（低溫）過熱器傳熱計

11、算 PAGEREF _Toc357971620 h 36HYPERLINK l _Toc357971621第六章上級省煤器和空氣預熱器設計與傳熱計算 PAGEREF _Toc357971621 h 40HYPERLINK l _Toc3579716226.1上級省煤器結構設計 PAGEREF _Toc357971622 h 40HYPERLINK l _Toc3579716236.2上級省煤器傳熱計算 PAGEREF _Toc357971623 h 42HYPERLINK l _Toc3579716246.3上級空氣預熱器結構設計 PAGEREF _Toc357971624 h 44HYPER

12、LINK l _Toc3579716256.4上級空氣預熱器傳熱計算 PAGEREF _Toc357971625 h 45HYPERLINK l _Toc357971626第七章下級省煤器和空氣預熱器設計與傳熱計算 PAGEREF _Toc357971626 h 48HYPERLINK l _Toc3579716277.1下級省煤器結構設計 PAGEREF _Toc357971627 h 48HYPERLINK l _Toc3579716287.2下級省煤器傳熱計算 PAGEREF _Toc357971628 h 50HYPERLINK l _Toc3579716297.3下級空氣預熱器結構設

13、計 PAGEREF _Toc357971629 h 52HYPERLINK l _Toc3579716307.4下級空氣預熱器傳熱計算 PAGEREF _Toc357971630 h 54HYPERLINK l _Toc357971631第八章空氣動力計算 PAGEREF _Toc357971631 h 56HYPERLINK l _Toc357971632附錄 PAGEREF _Toc357971632 h 63HYPERLINK l _Toc357971633結語 PAGEREF _Toc357971633 h 67HYPERLINK l _Toc357971634參考文獻 PAGEREF

14、 _Toc357971634 h 68HYPERLINK l _Toc357971635致 PAGEREF _Toc357971635 h 70第一章緒論1-1 鍋爐重要性 鍋爐是國民經(jīng)濟中重要的供應蒸汽的設備。電力，機械，冶金，化工，紡織，造紙，食品等工業(yè)都需要大量蒸汽。但各種工業(yè)規(guī)模不同，因此所需要供應蒸汽的鍋爐的容量，蒸汽參數(shù)，結構，性能也不一樣。 現(xiàn)代電力工業(yè)是規(guī)模巨大，發(fā)展迅速的先行工業(yè)。電站鍋爐一般容量巨大，蒸汽參數(shù)(壓力，溫度)高，要求性能好，是火力發(fā)電站中的主要設備之一。我國已能設計，制造，運行容量巨大的，每小時蒸發(fā)量達到2000t/h的，發(fā)電量達600MWe的巨型電站鍋爐。

15、除電力工業(yè)外，化工，紡織等工業(yè)規(guī)模也比較大，有既供電又供熱的自備電廠，也稱為電熱聯(lián)產(chǎn)電站。 小型工業(yè)鍋爐所需的鍋爐容量較小，參數(shù)較低，這種鍋爐稱為工業(yè)鍋爐。由于容量較小，工業(yè)鍋爐在結構上，燃燒方法上與電站鍋爐相差很多。1-2 鍋爐型式簡介 現(xiàn)代鍋爐的形式很多，不論是從蒸發(fā)受熱面中工質流動的方式，或是從燃燒方式來分，都可以分成不同的類型。 從蒸發(fā)受熱面中水的流動方式來說，除了自然循環(huán)外，一種是在下降管上裝設循環(huán)泵，用泵的壓頭來使蒸發(fā)受熱面中的水循環(huán)，稱為強制循環(huán)。采用這種循環(huán)方式的鍋爐稱為強制循環(huán)鍋爐。 有的鍋爐沒有鍋筒，給水從省煤器進入鍋爐，流經(jīng)蒸發(fā)受熱面，再經(jīng)過過熱器后流出，成為所要求的壓力

16、和溫度的蒸汽。這種沒有水循環(huán)的鍋爐稱為直流鍋爐。 鍋爐所用燃燒方式也因燃料不同，鍋爐容量不同而有差異。懟氣體與液體燃料來說，都采用懸浮燃燒，也稱室燃。對固體燃料煤而言，在鍋爐容量小時，多采用層燃，就是將煤塊放在爐排上成層的燃燒，在鍋爐容量大時，多把煤磨成煤粉懸浮燃燒，這樣的鍋爐稱為煤粉爐。近年來流化床燃燒技術發(fā)展很快，已開始在電站鍋爐中采用。1-3 煤粉爐簡介 煤粉爐是燃煤電站鍋爐最常采用的燃燒方式。根據(jù)排渣方式，它又可以分固體與液態(tài)排渣兩種，其中以固體排渣通用最廣，只有在煤的灰熔點過低時才采用液態(tài)排渣。 一般在鍋爐容量高于10kg/s（35t/h）時才采用煤粉爐。世界上最大的煤粉爐發(fā)電容量大

17、1300MWe。我國制造的煤粉爐已達600MWe。不過煤粉爐也能用于小型鍋爐，我國也有多年運行7kg/s（25t/h）與更小的煤粉爐的經(jīng)驗，與鏈條爐相比，小型煤粉爐的缺點是能耗高，養(yǎng)護困難。 液體排渣煤粉爐因能燒灰熔點低，揮發(fā)分含量低的煤而得到較高的燃燒效率，而且所排液態(tài)渣在水淬后能用做建筑材料。其主要缺點是在運行中它對煤的灰熔點與高溫下灰的黏度比較敏感，有時排渣困難。此外，在運行不當時會有析鐵，火側腐蝕等事故發(fā)生；由于燃燒溫度高，有時生成的氧化氮較多，污染環(huán)境，因此近年來采用者逐漸減少。第二章 輔助計算設計任務鍋爐額定蒸汽量：36.1kg/s（130t/h）蒸汽參數(shù)：汽包蒸汽壓力：4.3MP

18、a。過熱器出口汽壓力：3.9MPa。過熱器出口蒸汽溫度：450。給水溫度：170。給水壓力：4.9MPa。排污率：。排煙溫度：。預熱空氣溫度：trk=370。冷空氣溫度：tlk=30?？諝庵泻羝浚篸=10g/kg。燃料特性燃料名稱：無煙煤煤的收到基成分： 碳Car=66.1%。 氫Har=2.2%。 氧Oar=2.0%。 氮Nar=1.0%。 硫Sar=0.4%。 灰分Aar=21.3%。 水分Mar=7.0%。煤的干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf=7.0%。灰熔點特性： DT=1310； ST=1370； FT=1420；煤的可磨度：Kkm=1.2。煤的收到基低位發(fā)熱量：Qar，net，p=2

19、2880kJ/kg。采用單鍋筒型布置，上升煙道為燃燒室與凝渣管。水平煙道布置兩級懸掛對流過熱器，垂直下行煙道布置兩級省煤器與兩級管式空氣預熱器。整個爐膛全部布滿水冷壁，爐膛出口凝渣管簇由鍋爐后墻水冷壁延伸而成，在爐膛出口出采用由后墻水冷壁延伸構成的折焰角，以使煙氣更好的充滿爐膛，采用光管水冷壁。 對流過熱器分兩級布置，由懸掛式蛇形管束組成，在兩級之間有鍋爐自制冷凝水噴水減溫裝置，由進入鍋爐的給水來冷卻飽和蒸汽制成凝結水，回收凝結放熱量后再進入省煤器。 省煤器和空氣預熱器采用兩級配合布置，以節(jié)省受熱面，減少鋼材消耗量。 鍋爐采用四根集中下降管，分別供水給12組水冷壁系統(tǒng)。燃燒方式采用四角布置的直

20、流燃燒器。根據(jù)煤的特性選用鋼球滾筒式磨煤機儲倉式制粉系統(tǒng)。2.1燃燒產(chǎn)物計算 煤完全燃燒（）時理論空氣量與燃燒產(chǎn)物容積計算（以1kg燃料為基準）Car66.1Har2.2Oar2.0Nar1.0Sar0.4Aar21.3Mar7Qar，net，p22880理論空氣容積 =0.0889（66.1+0.3750.4）+0.2652.2-0.03332.0 =6.4m3/kg三原子氣體容積 =0.01866（66.1+0.3750.4） =1.236225 m3/kg理論氮氣容積 =0.0081.0+0.796.4 =5.064 m3/kg理論水蒸氣容積 =0.1112.2+0.01247+0.01

21、616.4 =0.43404 m3/kg理論煙氣容積 =1.236225+5.064+0.43404 =6.734265 m3/kg煙氣中飛灰質量濃度 =0.95 =0.20235kg/kg(代表飛灰中純灰份額，查鍋爐原理與計算可得)煤的折算灰分 =10000 =9.30944g/MJ2.2煙氣特性計算煙道各處過量空氣系數(shù)，各受熱面漏風系數(shù)符號大小6.4m3/kg1.236225 m3/kg5.064 m3/kg0.43404 m3/kg6.734265 m3/kg0.20235kg/kg漏風系數(shù)（查鍋爐原理與計算可得）爐膛與凝渣管第二級過熱器第一級過熱器上級省煤器上級空氣預熱器下級省煤器下級

22、空氣預熱器漏風系數(shù)0.10.0150.0150.020.030.020.03 出口處過量空氣系數(shù) 即入口過量空氣系數(shù)與漏風系數(shù)之和。 爐膛與凝渣管1.25（查表得） 第二級過熱器=1.25+0.015=1.265 第一級過熱器=1.265+0.015=1.28 上級省煤器=1.28+0.02=1.3 上級空氣預熱器=1.3+0.03=1.33 下級省煤器=1.33+0.02=1.35 下級空氣預熱器=1.35+0.03=1.38 平均過量空氣系數(shù) 爐膛與凝渣管=0.5（1.25+1.25）=1.25 第二級過熱器=0.5（1.25+1.265）=1.2575 第一級過熱器=0.5（1.265+

23、1.28）=1.2725 上級省煤器=0.5（1.28+1.3）=1.29 上級空氣預熱器=0.5（1.3+1.33）=1.315 下級省煤器=0.5（1.33+1.35）=1.34 下級空氣預熱器=0.5（1.35+1.38）=1.365 水蒸氣容積 爐膛與凝渣管0.43404+0.0161（1.25-1）6.4=0.4598 第二級過熱器0.43404+0.0161（1.2575-1）6.4=0.4606 第一級過熱器0.43404+0.0161（1.2725-1）6.4=0.4621 上級省煤器0.43404+0.0161（1.29-1）6.4=0.4639 上級空氣預熱器0.43404

24、+0.0161（1.315-1）6.4=0.4665 下級省煤器0.43404+0.0161（1.34-1）6.4=0.4691 下級空氣預熱器0.43404+0.0161（1.365-1）6.4=0.4716 煙氣總容積 爐膛與凝渣管6.734265+1.0161（1.25-1）6.4=8.36 第二級過熱器6.734265+1.0161（1.2575-1）6.4=8.409 第一級過熱器6.734265+1.0161（1.2725-1）6.4=8.506 上級省煤器6.734265+1.0161（1.29-1）6.4=8.62 上級空氣預熱器6.734265+1.0161（1.315-1）

25、6.4=8.7827 下級省煤器6.734265+1.0161（1.34-1）6.4=8.945 下級空氣預熱器6.734265+1.0161（1.365-1）6.4=9.108水蒸氣容積份額 爐膛與凝渣管0.055 第二級過熱器0.0548 第一級過熱器0.0543 上級省煤器0.0538 上級空氣預熱器0.0531 下級省煤器0.0524 下級空氣預熱器0.05178三原子氣體容積份額 爐膛與凝渣管=0.1479 第二級過熱器=0.147 第一級過熱器0.1453 上級省煤器=0.1434 上級空氣預熱器=0.1408 下級省煤器=0.1382 下級空氣預熱器=0.1357三原子氣體總容積

26、份額= 爐膛與凝渣管=0.2029 第二級過熱器=0.2018 第一級過熱器=0.1996 上級省煤器=0.1972 上級空氣預熱器=0.1939 下級省煤器=0.1906 下級空氣預熱器=0.18748煙氣質量 爐膛與凝渣管=11.235 第二級過熱器=11.298 第一級過熱器=11.423 上級省煤器=11.569 上級空氣預熱器=11.778 下級省煤器=11.987 下級空氣預熱器=12.196飛灰濃度 爐膛與凝渣管=0.0180 第二級過熱器=0.0179 第一級過熱器=0.0177 上級省煤器=0.01749 上級空氣預熱器=0.01718 下級省煤器=0.01688 下級空氣預

27、熱器=0.01659空氣預熱器出口熱空氣過量空氣系數(shù)=1.25-0.1-0.1=1.05鍋爐熱平衡與燃料消耗量排煙過量空氣系數(shù)鍋爐蒸發(fā)量 排污率煤的收到基低位發(fā)熱量：Qar，net，p1.3836.11kg/s2%22880kJ/kg排煙溫度冷空氣溫度空氣預熱器出口空氣溫度 焓值1767.50kJ/kg279.52kJ/kg3200.248kJ/kg因為燃料灰分=21.3=54.6，所以灰渣物理熱損失不必計算。排煙損失計算排煙損失=（1767.50-1.38279.52）=5.798（代表固體未完全燃燒損失，查鍋爐原理與計算可得）鍋爐效率 =100-4-0.66-5.798=89.542（代表

28、氣體未完全燃燒損失，查鍋爐原理與計算可得，代表鍋爐外部冷卻損失，查鍋爐原理與計算可得）鍋爐總吸熱量 （代表過熱蒸汽出口焓，代表飽和水焓，代表給水焓，查水蒸氣表可得，）燃料消耗量 計算燃料消耗量 空氣預熱器吸熱量 =3066.76kJ/kg空氣預熱器吸熱量與燃料熱量的百分比 =13.40保熱系數(shù) =0.9927第三章 燃燒室設計與傳熱計算3.1爐膛結構設計爐膛寬度與深度因采用角置直流燃燒器，爐膛采用正方形截面。計算燃料消耗量煤的收到基低位發(fā)熱量：Qar，net，p4.4307kg/s22880kJ/kg爐膛截面積 =41.89（代表爐膛截面熱負荷，查鍋爐原理與計算可得）爐膛寬度 =6.472m第

29、一根凝渣管高 設定折焰角前端到第一排凝渣管斜管段長 設定折焰角寬度 設定折焰角上傾角度 設定折焰角下傾角度 設定頂棚傾角 設定頂棚寬度 =6.472-1.9-0.734cos30 =3.936m凝渣管與爐墻距離 =6.472-3.936 =2.536m頂棚高度 =4.2+3.936tan8 =4.753m折焰角高度 =1.9tan30 =1.097m折焰角高度 =2.536tan30 =1.464m冷灰斗底口寬度 設定冷灰斗傾角 設定冷灰斗中部寬度 =3.767m冷灰斗高度 = =3.863m冷灰斗斜邊長度的一半 = =2.358m爐膛容積熱負荷 設定爐膛容積 =579.28m3側墻面積 =8

30、9.506m2爐膛中部高度 =8.402m出口窗中心到灰斗中心高 =13.714m前墻面積 后墻面積 =97.193m2出口窗面積 =31.935m2頂棚面積 =25.724m2爐膛總面積 =455.929 m2爐膛總高 =4.753+1.464+8.402+1.9315 =16.551m爐膛寬度6.472m折焰角高度 1.097m第一根凝渣管高4.2m冷灰斗底口寬度1.062m折焰角前端到第一排凝渣管斜管段長 0.734m冷灰斗傾角 55折焰角寬度 1.9m冷灰斗中部寬度3.767m折焰角上傾角度45冷灰斗高度 3.863m折焰角下傾角度30冷灰斗斜邊長度的一半2.358m頂棚傾角8爐膛中部

31、高度8.402m頂棚寬度3.936m出口窗中心到灰斗中心高13.714m凝渣管與爐墻距離2.536m爐膛總高 16.551m頂棚高度4.753m3.2煤粉燃燒器的型式與布置 采用角置直流式煤粉燃燒器，分布于爐膛四角。燃燒器的中心距冷灰斗上沿為1.73m。每組燃燒器有兩個一次風口，兩個二次風口和兩個廢氣燃燒器。計算燃煤消耗量 4.4307kJ/kg理論空氣量 6.4Nm3/kg燃料收到基低位發(fā)熱量 22880kJ/kg爐膛出口過量空氣系數(shù) 1.25燃料干燥無灰基揮發(fā)分 7%爐膛漏風系數(shù) 0.10二次風與送粉熱風溫度 =370-10 =360一次風中煤粉濃度 =0.387kg/kg(代表一次風率，

32、查表可得)熱風比熱 kJ/kg一次風溫 設定一次風溫下的空氣比熱 1.323kJ/kg燃燒器前的一次風溫（代表一次風溫下的空氣比熱，代表熱風比熱，查鍋爐原理與計算可得1.323kJ/kg， kJ/kg，代表煤的干燥基比熱，煤中水分比熱，查鍋爐設計手冊得，代表煤中水分為7%，代筆三次風率，查得，代表磨煤廢氣與煤粉溫度，查得）燃燒器前一次風溫 合理。爐膛漏風率 =0.08二次風率 =1-0.25-0.22-0.08 =0.45二次風量 =36.98m3/s一次風量 =20.22 m3/s磨煤廢氣量 =12.08 m3/s一次風速 二次風速 磨煤廢氣（三次風）風速 燃燒器數(shù)量 （切向燃燒四角布置）每

33、個燃燒器的標準煤出力 =3.11t/h一次風口面積 =0.230m2二次風口面積 =0.1849 m2廢氣（三次風）噴口面積 =0.055 m2爐膛寬度 a=6.472m爐膛深度 b=6.472m燃燒器間距離 爐膛高度 下二次風口下沿到冷灰斗轉角距離 燃燒器假想切圓直徑 =0.809m燃燒器矩形對角線長度 =9.15m特性比值 （初步選定）燃燒器噴口寬度 選定為0.28m燃燒器噴口高度 燃燒器占有面積 =4.02m23.3燃燒器水冷壁布置 水冷壁采用光管，管節(jié)距s=64mm，管子懸掛爐墻，管子中心和爐墻距e=0，每面墻寬6472mm，側墻布置102根，前后墻布置100根，凝渣管有根管子，折焰角

34、上有24根管子，另4根管直接與聯(lián)箱相連。水冷壁規(guī)格 前后側 頂棚 出口窗 管節(jié)距 前后側 頂棚 相對值 前后側 頂棚 管中心與爐墻距離 前后側 e=0 頂棚 e=30mm相對值 前后側 頂棚 角系數(shù) 前后側 x=0.99 頂棚 x=0.94 出口窗 x=1爐墻面積 前后側 頂棚 出口窗 水冷壁有效輻射面積 前后側 =390.29 頂棚 出口窗 總水冷壁有效輻射面積 =446.406水冷壁受熱面平均熱有效性系數(shù) =0.4406（代表灰污系數(shù)，查鍋爐原理與計算可得）煙氣輻射層有效厚度 =4.574m燃燒器中心高度 =3.662m燃燒器相對高度 =0.2213火焰中心相對高度修正 火焰中心相對高度

35、=0.22133.4燃燒室傳熱計算熱空氣溫度370冷空氣溫度30熱空氣焓 3200.248kJ/kg冷空氣焓279.52kJ/kg空氣進入爐膛的熱量 =3416.16kJ/kg燃料有效放熱量 =25380.96kJ/kg理論燃燒溫度 K爐膛出口煙溫 假定煙氣平均熱容量 =14.759kJ/kg（代表爐膛出口煙氣焓，查表可得）容積份額，水蒸氣/三原子氣體 煙氣密度 =1.3439kg/Nm3三原子氣體分壓 =0.0206三原子氣體輻射減弱系數(shù) =0.8177（1/mMPa）灰粒輻射減弱系數(shù) =1.576（1/mMPa）焦炭輻射減弱系數(shù) =1.02（1/mMPa）（代表火焰中懸浮的焦炭顆粒的輻射減

36、弱系數(shù)，取值為10.2，代表焦炭顆粒在火焰濃度中濃度影響系數(shù)，對于無煙煤，對于懸浮燃燒）火焰輻射減弱系數(shù) =0.8177+1.576+1.02 =3.4137（1/mMPa）火焰輻射吸收率 火焰黑度 =0.7944爐膛黑度 =0.8976火焰中心高度系數(shù) =0.4494爐膛出口煙溫 =1348.75k爐輻射傳熱量 =11387.51kJ/kg（代表爐膛出口煙氣焓，查表得）輻射受熱面熱負荷 =113.024kw/燃燒室輻射吸熱量的分配 凝渣管直接吸收燃燒室輻射熱量 輻射受熱面是燃燒室出口窗，凝渣管吸收的熱量與凝渣管束的角系數(shù)有關，根據(jù)凝渣管的橫向相對節(jié)距，查表得單排管的角系數(shù)x=0.32，凝渣管

37、現(xiàn)有三排，總角系數(shù)為=0.6856凝渣管輻射受熱面 =21.895由于出口窗位于燃燒室上部，熱負荷較小，需計算沿高度的熱負荷不均勻系數(shù)。出口窗中心高度為，從冷灰斗中心到爐頂總高度為，根據(jù)和燃燒器中心相對高度，查圖得。凝渣管吸收的輻射熱量 =1732.26kw高溫過熱器直接吸收燃燒室的輻射熱量 =794.33kw水冷壁平均受熱面熱負荷 =115.64kW/第四章 凝渣管設計與傳熱計算4.1凝渣管結構特性計算管子規(guī)格 橫向管子節(jié)距 縱向管子節(jié)距 橫向相對節(jié)距 =4.267縱向相對節(jié)距 =4.167平均每排管子數(shù)目 第一排凝渣管高度 第三排凝渣管與折焰角距離 =0.136m前兩排凝渣管間底斜邊長 =

38、0.289m第三排凝渣管底斜邊長 =0.157m第二排凝渣管高度 =4.309m第三排凝渣管高度 =4.418m凝渣管出口高度 =4.747m每根管計算長 第一排 =4.935m 第二排 =4.881m 第三排 =4.828m凝渣管受熱面積 =66.248側墻水冷壁附加受熱面面積 =8.380計算受熱面面積 =74.628煙氣輻射層有效厚度 =1.1685m煙氣流通截面 =25.01管徑60mm第三排凝渣管底斜邊長0.157m縱向管子節(jié)距256mm第二排凝渣管高度 4.309m第一排凝渣管高度4.2m第三排凝渣管高度4.418m第三排凝渣管與折焰角距離0.136m凝渣管出口高度4.747m前兩

39、排凝渣管間底斜邊長0.289m4.2凝渣管傳熱計算入口煙溫1075.75入口煙焓 13909.71kJ/kg出口煙溫 假定煙氣熱平衡放熱量 =911.02kJ/kg（代表出口煙焓，）平均煙溫 =1043.875煙氣重度 飛灰濃度 煙氣流速 =7.144m/s煙氣對流放熱系數(shù) 三原子氣體輻射減弱系數(shù) =1.753（1/mMPa）飛灰輻射減弱系數(shù) =1.597（1/mMPa）煙氣輻射吸收力 =（1.753+1.597）0.10131.1685 =0.397煙氣黑度 =0.328管壁灰污層溫度 =334.7（t代表管工質溫度，查表可得）煙氣輻射放熱系數(shù) =0.461 =68.071W/煙氣總放熱系數(shù)

40、 =113.14 W/傳熱系數(shù) =67.885 W/（代表熱有效性系數(shù)，查鍋爐原理與計算得）平均溫壓 =789.175傳熱量 =902.35kJ/kg誤差 =0.95第五章 過熱器設計與傳熱計算5.1第二級（高溫）過熱器結構設計管子規(guī)格 折焰角前端距頂棚高度 錯列管束 橫向節(jié)距 =222mm縱向節(jié)距 設定橫向相對節(jié)距 =5.286縱向相對節(jié)距 =3.571橫向管排數(shù) 邊距=115 =29縱向管排數(shù) 前排管距折焰角前端距離 自選前排管截面高度 =4167mm前排管高度 =3477mm后排管高度 =3307.29mm平均管長 =3392.148mm受熱面 =51.92順列管束橫向節(jié)距 設定縱向節(jié)距

41、 設定 設定 平均=110mm橫向相對節(jié)距 =2.643縱向相對節(jié)距 =2.619橫向管排數(shù) 總想管排數(shù) 順列管后距懸吊管寬度 =210mm每排管高度 =3.227m傾斜管段長 平均管長 =4.1698m受熱面 =188.166錯列順列受熱面 =240.086加權平均橫向節(jié)距 =135.004mm加權平均縱向節(jié)距 =118.650mm橫向相對節(jié)距 =3.214縱向相對節(jié)距 =2.825輻射層有效厚度 =0.399m蒸汽流通截面 =0.108錯列區(qū)煙氣流通截面 =21.381順列區(qū)煙氣流通截面 =11.420平均煙氣流通截面 =12.699兩側水冷壁附加受熱面 =21.248折焰角附加受熱面折焰

42、角斜向長度 設定折焰角處水管根數(shù) =24受熱面積 =3.868頂棚管附加受熱面 =7.827m輻射空間 =0.716m管簇深度 =1.11m最后排高度2.897m懸吊管處高度2.847m管子外徑42mm縱向節(jié)距160mm折焰角前端距頂棚高度4.747m縱向節(jié)距60mm縱向節(jié)距150mm順列管后距懸吊管寬度210mm前排管截面高度4167mm每排管高度3.227m前排管高度3477mm管簇深度1.11m后排管高度3307mm5.2第二級（高溫）過熱器傳熱計算凝渣管橫向相對節(jié)距輻射受熱面熱負荷出口窗面積 入口煙溫出口窗中心高度入口煙焓 kJ/kg冷灰斗中心到爐頂距離蒸汽出口溫度燃燒器中心相對高度蒸

43、汽出口焓凝渣管總角系數(shù) （代表單排管角系數(shù)，查鍋爐原理與計算可得）凝渣管輻射受熱面 =21.907出口窗相對高度 直接吸收爐膛輻射熱 =179.065kJ/kg（代表爐膛高度熱負荷不均勻系數(shù)，查鍋爐原理與計算可得）蒸汽吸熱量 =2265.22kJ/kg（代表蒸汽入口焓，查表可得）附加受熱面吸熱量 假定頂棚100，水冷壁305煙氣放熱量 =2491.16kJ/kg煙氣出口焓 =10486.3kJ/kg平均煙溫 =918.39煙氣密度 =1.344kg/m3煙氣流速 =12.85m/s煙氣平均對流放熱系數(shù) =77.50W/（代表錯列區(qū)煙氣對流放熱系數(shù)，查鍋爐原理與計算可得，代表順列區(qū)煙氣對流放熱系

44、數(shù)，查鍋爐原理與計算可得）蒸汽平均溫度 =395蒸汽流速 =24.3m/s（代表蒸汽比容，查表得）三原子氣體輻射減弱系數(shù) =3.34（1/mMpa）飛灰輻射減弱系數(shù) =1.69（1/mMpa）煙氣輻射吸收力 =0.2034煙氣黑度 =0.184灰污系數(shù) 錯列管 =0.00711 順列管 平均灰污系數(shù) =0.0047管壁灰污層溫度 =611.04修正后輻射放熱系數(shù) =60.781W/（代表輻射放熱系數(shù)，查鍋爐原理與計算可得）煙氣總放熱系數(shù) =138.28W/傳熱系數(shù) =74.97W/（代表蒸汽放熱系數(shù)，查鍋爐原理與計算可得，代表傳熱有效性系數(shù)，查鍋爐原理與計算可得）平均溫壓 純逆流溫壓 =527

45、.181 平均溫壓 =516.64（代表修正系數(shù)，查鍋爐原理與計算可得）傳熱量 =2098.80kJ/kg水冷壁附加受熱面?zhèn)鳠崃克浔诟郊邮軣崦?平均溫壓 =667.915傳熱系數(shù) 傳熱量 =283.85kJ/kg頂棚附加受熱面?zhèn)鳠崃科骄鶞貕?傳熱系數(shù) 傳熱量 =88.324kJ/kg總傳熱量 =2470.97 W/誤差 =0.81%主過熱器熱量誤差 =0.95%汽包出口蒸汽焓 噴水減溫裝置水流量 頂棚受熱面出口蒸汽焓 =2810.38kJ/kg頂棚受熱面出口蒸汽溫度 5.3第一級（低溫）過熱器結構設計管子規(guī)格 橫向管子節(jié)距 縱向管子節(jié)距 橫向相對節(jié)距 =2.3816縱向相對節(jié)距 =2.052

46、6橫向管排數(shù) =68縱向管排數(shù) 管排至懸吊管距離 煙道高度 每排管子高度 =2.2m每根管子平均長度 =28.994m頂棚管子長度 =2.484m受熱面 =490.9輻射層有效厚度 =0.1787m蒸汽流通截面 =0.103煙氣流通截面 =10.946輻射空間 =0.9m管簇深度 =1.794m下底寬度 =2.484m管子外徑38mm每排管子高度2.2m管排至懸吊管距離690mm管簇深度1.794m煙道高度2.6m5.4第一級（低溫）過熱器傳熱計算入口煙溫減溫水量 入口煙焓減溫水焓蒸汽入口溫度高溫過熱器入口蒸汽焓 蒸汽入口焓煙氣出口溫度低溫過熱器出口蒸汽焓 =3168.51kJ/kg低溫過熱器

47、出口蒸汽溫度 蒸汽吸熱量 =2760.74kJ/kg煙氣出口焓 =7705.71kJ/kg平均煙溫 =720.17（代表煙氣出口溫度，查煙焓表可得）煙氣密度 =1.343kg/Nm3煙氣流速 =12.37m/s煙氣對流放熱系數(shù) 蒸汽平均溫度 =310.03蒸汽流速 =19.978m/s（代表蒸汽比容，查表可得）蒸汽放熱系數(shù) 三原子氣體輻射減弱系數(shù) =5.72（1/mMpa）飛灰輻射減弱系數(shù) =1.91（1/mMpa）煙氣輻射吸收力 =0.138煙氣黑度 =0.129管壁灰污層溫度 =418.358（代表灰污系數(shù)，查鍋爐原理與計算可得）修正后輻射放熱系數(shù) =20.54W/（代表輻射放熱系數(shù)，查鍋

48、爐原理與計算可得）煙氣總放熱系數(shù) =110.84W/（代表煙氣對流放熱系數(shù)，查鍋爐原理與計算可得）傳熱系數(shù) =60.61W/（代表熱有效性系數(shù)，查鍋爐原理與計算可得）平均溫壓計算 =399.45傳熱量 =2682.43kJ/kg誤差 =2.8%爐膛受熱量分配鍋爐總有效吸熱量 爐膛總傳熱量 =50454.64kW凝渣管區(qū)域傳熱量 =3998.04kW第二級過熱器傳熱量 =10948.13kW第一級過熱器傳熱量 =11885.04kW省煤器需要吸熱量 =17268.15kW空氣預熱器需要熱量 =13976.14kW排煙溫度校核 =1703.3kW計算合格第六章 上級省煤器和空氣預熱器設計與傳熱計算

49、省煤器與空氣預熱器為雙級布置，沿煙氣流向的布置順序為：上級省煤器，上級空氣預熱器，下級省煤器，下級空氣預熱器。 省煤器布置兩級受熱面，采用水平蛇形管束受熱面，省煤器聯(lián)箱布置在側墻，采用單面進水的方式，考慮到煤中的灰分，采用防磨措施。在管組煙氣入口入口的第一，第二排管，管子彎頭部分與靠前后墻的兩排管子都裝防磨蓋板。有防磨蓋板的管子時，其有效受熱面只能按一半計算。 下級省煤器的受熱面尺寸比上級省煤器大，這是為了使上級空氣預熱器與足夠的傳熱溫壓。由于下級省煤器的受熱面大，為了檢修方便，在受熱面中間留有0.6m的空間，相對于有兩個管組，在每個管組煙氣入口處都裝防磨板，省煤器出口水未達到飽和溫度，欠焓為

50、14.52kJ/kg。 空氣預熱器有上下兩級，采用管式預熱器，上級空氣預熱器有一個管組 ，由四個并列管箱組成。下級空氣預熱器有兩個管組，每個管組有四個并列管箱組成，下管組在低溫煙氣區(qū)域，下級空氣預熱器的空氣行程為二行程。6.1上級省煤器結構設計管子規(guī)格 橫向節(jié)距 縱向節(jié)距 橫向相對節(jié)距 縱向相對節(jié)距 橫向排數(shù) 雙數(shù)排 單數(shù)排 =27平均橫向排數(shù) =27.5縱向排數(shù) 并聯(lián)管數(shù) =55管子彎曲半徑 =60mm省煤器前空間高度 煙道寬度 每排管長 =6.16m煙道深度 =2.55m受熱面布置管長 =2782.971m裝防磨板處最上面二排管長 =338.8m靠墻各二排管長 =172.48m進出口穿墻區(qū)

51、 =16.500m彎頭 =72.571m有效受熱面管長 =2499.295m受熱面積 =251.256煙氣流通截面 =10.794水流通截面 =0.0292輻射層有效厚度 =0.1646m管外徑32mm省煤器前空間高度4000mm橫向節(jié)距90mm煙道深度 2550mm縱向節(jié)距60mm每排管長 6160mm6.2上級省煤器傳熱計算入口煙溫水蒸氣容積份額 0.0538入口煙焓三原子氣體容積份額=0.1972煙氣容積省煤器吸熱量 =17268.15kW汽包出口蒸汽汽化潛熱 水出口焓 =1282.46kJ/kg水入口溫度 假定水入口焓 水吸熱量 =1513kJ/kg煙氣出口焓 =5662.38kJ/k

52、g平均煙溫 =535.59（代表煙氣出口溫度，查表得）平均水溫 =247.33（代表水出口溫度，查水蒸汽表可得）水流速 =1.513（代表水蒸氣比容，查表得）煙氣密度 =1.3389kg/m3煙氣流速 =10.48m/s三原子氣體輻射減弱系數(shù) =6.53（1/mMpa）（代表煙氣對流放熱系數(shù)，查鍋爐原理與計算可得）飛灰輻射減弱系數(shù) =2.14（1/mMpa）煙氣輻射吸收力 =0.1446煙氣黑度 =0.1346管壁灰污層溫度 =307.33修正后輻射放熱系數(shù) =12.61 W/（代表輻射放熱系數(shù)，查鍋爐原理與計算可得W/）傳熱系數(shù) =90.2 W/(代表灰污系數(shù)，查鍋爐原理與計算可得/W)平均

53、溫壓計算 =282.05傳熱量 =1442.70kJ/kg誤差 =4.6%6.3上級空氣預熱器結構設計管子規(guī)格 橫向節(jié)距 縱向節(jié)距 橫向相對節(jié)距 =1.5縱向相對節(jié)距 =1橫向管排數(shù) 沿空氣流向排數(shù) 管子根數(shù) =6656煙道寬度 =6.52m煙道深度 =2.62m管箱距離 管箱高度 總受熱面 =3381.2空氣流通截面 =8.904煙氣流通截面 =7.157管外徑40mm煙道寬度6520mm橫向節(jié)距60mm煙道深度2620mm縱向節(jié)距40mm管箱高度4.2m6.4上級空氣預熱器傳熱計算入口煙溫空氣入口焓入口煙氣焓煙氣體積空氣出口溫度出口過量空氣系數(shù)空氣入口溫度 假定平均空氣溫度 =300平均空

54、氣焓 =2583.352kJ/kg（代表空氣入口焓，查表可得）空氣吸熱量 =1313.99kJ/kg煙氣出口焓 =4131.48kJ/kg平均煙溫 =395.5（代表煙氣出口溫度，查表可得）煙氣流速 =13.24m/s相對管長 空氣流速 =6.87m/s傳熱系數(shù) =18.1W/（代表煙氣側放熱系數(shù)，代表空氣側放熱系數(shù)，代表利用系數(shù)，查鍋爐原理與計算可得W/，）入口溫壓 =90出口溫壓 =131逆流溫壓 =109.2大溫降 =170小溫降 =129參數(shù) =0.496溫壓 =95.03（代表溫壓修正系數(shù)，查鍋爐原理與計算得）傳熱量 =1297.2kJ/kg誤差 =1.28第七章 下級省煤器和空氣預

55、熱器設計與傳熱計算7.1下級省煤器結構設計管子規(guī)格 橫向節(jié)距 縱向節(jié)距 橫向相對節(jié)距 =2.2656縱向相對節(jié)距 =1.875橫向排數(shù) 雙數(shù)排 單數(shù)排 橫向排數(shù) =35.5縱向排數(shù) 并聯(lián)管數(shù) =71管子彎曲半徑 =60下級省煤器中空高度 m煙道寬度 每排管長 =6.16m煙道深度 =2.658受熱面布置管長 =7190.03裝防磨板處 每組最上面二排管長 =874.72m靠墻各二排管 =344.96m進出口穿墻區(qū) =21.30彎頭與中間直段 =200.75m有效受熱面管長 =6490.47m受熱面 =652.49煙氣流通截面 =9.87水聯(lián)通截面 =0.0377輻射層有效厚度 =0.127m管

56、外徑32mm煙道寬度6.4m橫向節(jié)距72.5mm每排管長6.16m縱向節(jié)距60mm煙道深度2.658m7.2下級省煤器傳熱計算入口煙溫給水焓入口煙焓漏風系數(shù)給水溫度飛灰顆粒平均直徑水出口溫度水出口焓減溫水放出熱量 =91.8kJ/kg水實際入口焓 =813.47kJ/kg水吸熱量 =1088.1kJ/kg煙氣出口焓 =3040.96kJ/kg（代表漏風系數(shù)，查鍋爐原理與計算可得）平均煙溫 =290.75（代表煙氣出口溫度，查表可得250.5）平均水溫 =205.48（代表水入口溫度，查水蒸汽表可得）水流速 =1.143m/s（代表水比容，查水蒸汽表可得）煙氣密度 =1.34kg/m3煙氣流速

57、=8.29m/s三原子氣體輻射減弱系數(shù) =8.25（1/mMPa）飛灰輻射減弱系數(shù) =2.63（1/mMPa）煙氣輻射吸收力 =0.140煙氣黑度 =0.131壁外污垢溫度 =230.48修正后輻射放熱系數(shù) =4.907W/煙氣側放熱系數(shù) =84.107W/（代表煙氣對流放熱系數(shù)，代表輻射放熱系數(shù)，查鍋爐原理與計算得，）傳熱系數(shù) =71.9962W/（代表灰污系數(shù)，查鍋爐原理與計算可得）平均溫壓 =97.2傳熱量 =1030.57kJ/kg誤差 =5.37.3下級空氣預熱器結構設計管子規(guī)格 上管組 下管組 橫向節(jié)距 上管組 下管組 縱向節(jié)距上管組 下管組 橫向相對節(jié)距上管組 下管組 縱向節(jié)距上

58、管組 下管組 橫向管排數(shù)上管組 下管組 沿空氣流向排數(shù)上管組 下管組 管子根數(shù)上管組 下管組 綜合值 管箱距離上管組 下管組 管子高度上管組 下管組 煙道寬度上管組 =6.092m下管組 =6.092m煙道深度上管組 =2.827m下管組 =2.335m總受熱面上管組 =2383.51下管組 =1962.89綜合值 空氣流通截面 綜合值 =7.13煙氣流通截面 =6.13管子外徑40mm管子高度3.15m橫向節(jié)距64mm煙道寬度6.092m縱向節(jié)距41mm煙道深度2.827m7.4下級空氣預熱器傳熱計算入口煙溫空氣入口焓入口煙焓空氣出口溫度空氣入口溫度空氣出口焓平均空氣溫度 =102.5平均空

59、氣焓 =872.21kJ/kg出口過量空氣系數(shù) =1.08空氣吸熱量 =1353.87kJ/kg煙氣出口焓 =1703.3kJ/kg平均煙溫 =192.75（代筆煙氣出口溫度，查表可得）煙氣流速 =11.23m/s相對管長 空氣流速 =5.99m/s傳熱系數(shù) =16.93W/（代表煙氣側放熱系數(shù)，代表空氣側放熱系數(shù)，代表利用系數(shù)，查鍋爐原理與計算得，）入口溫壓 =75.5出口溫壓 =105逆流溫壓 =89.44大溫降 =145小溫降 =115.5參數(shù) =0.524參數(shù) =1.255溫壓 =84.07（代表溫壓修正系數(shù)，查鍋爐原理與計算得）傳熱量 =1396.45kJ/kg誤差 =-3.1%第八

60、章空氣動力計算煙氣側流阻凝渣管 煙氣經(jīng)凝渣管是橫向沖刷，管子排列為錯列，采用公式：已知煙氣平均流速，煙氣平均溫度，查圖得，根據(jù)管外徑60mm，查圖得，根據(jù)=4.267，與=4.167，查得，所以=11.19Pa。第二級過熱器煙氣經(jīng)過熱器是橫向沖刷，管子排列為順列，但是存在拉稀部分，拉稀部分是錯列布置，密集部分是順列布置。拉稀部分采用公式已知煙氣平均流速，煙氣平均溫度，查圖可得，根據(jù)管外徑42mm，查圖得，根據(jù)=5.286， =3.571，查圖可得，所以=38.74Pa。密集部分管束排列為順列，由于，采用公式：查圖得。根據(jù)，動壓頭，所以=38.46Pa，考慮修正系數(shù)K=1.2，修正后第二級過熱器