【正文】 100%的校核 Mar+Aar+Car+Har+Oar+Nar+Sar=13++++++=100 校核表明該煤種符合標準。 四 、鍋爐的基本特征參數(shù) 鍋爐的額定容量是 2020t/h，即 De=2020t/h，再熱蒸汽流量 Dzr=1700 t/h。 ：干煙氣容積、水蒸氣容積、煙氣總?cè)莘e、 RO2容積份額、水蒸氣容積份額、三原子氣體和水蒸氣容積總份額、容積飛灰濃度等。故取 (ct)RO2=(ct)CO2 例如： 100℃ 時的理論空氣焓，可以查文獻 [10]得到 (ct)RO2=； (ct)N2=；(ct)H2O= 所以 h100 y =++= (kJ/kg) （ 3）實際煙氣焓 h y 實際煙氣焓 h y等于理論煙氣焓 h0 y 、過量空氣焓 (α1) h0 k 和煙氣中飛灰焓 hfh之和，即 h y=h0 y +(α1) h0 k +hfh 其中飛灰的焓值較小，因此只有在滿足 4187αfhAar/ ≥6 時才計算，Aar=， =22415kJ/kg，計算可得 4187＜ 6 所以 hfh 不計算。還要防止低溫腐蝕，綜上， 排煙溫度先假設(shè)選取 130℃ ，按照上述方法求在 100℃ 和 200℃ 時的理論空氣焓、理論煙氣焓、 實際煙氣焓，然后運用差值法計算得到排煙焓hpy= kJ/kg。 （ⅲ）灰渣損失 q6 灰渣物理損失是指鍋爐排出的灰渣、飛灰與沉降灰所攜帶的熱量未被利用而引起的熱損失。要使得鍋爐工作安全可靠、金屬消耗量小、便于運行操作和維護檢修，并且要從整個電站各設(shè)備相互的合理配合和便于布置來進行選型。對超高參數(shù) 鍋 爐，蒸發(fā)吸熱比例小，不足以完全吸收爐膛中燃料燃燒放出的輻射熱；而過熱吸熱增加很多，就很可能、也有必要在爐膛中放置過熱受熱面，如頂棚過熱器和屏式過熱器。且受熱面的布置隨參數(shù)的提高而趨于復(fù)雜，尤其是過熱器和再熱器系統(tǒng)，從單純的對流過熱器發(fā)展到有大屏、后屏、包覆管、高溫對流過熱器和低溫對流過熱器；增加了再熱器，且從單純的對流再熱器到墻式再熱器。但煙氣流速太低時又會使受熱面積灰，影響受熱面的傳熱。爐膛結(jié)構(gòu)的幾何特征參數(shù)與鍋爐的設(shè)計容量、燃料特性、爐膛容積熱負荷、爐膛截面熱負荷、燃燒區(qū)域受熱面熱負荷、爐膛輻射受熱面熱負荷、爐膛出口煙氣溫度等設(shè)計參數(shù)密切相關(guān)。此外， qv 值過大，還意味著爐膛容積太小和爐內(nèi)所布置的受熱面 面積過小，煙氣在爐膛出口處難以冷卻至給定的出口煙溫。 本設(shè)計采用的是撫順煙煤、固態(tài)排渣爐的形式， 并參考以往的經(jīng)驗選擇爐膛熱負荷 qv 數(shù)值， qv 的取值在93~151( kW/m3)之間， 本設(shè)計選的 qv=113kW/m3（先估后校） [8]。 二、爐膛截面積 A 的計算 爐膛的截面 積，它等于爐膛寬度和深度的乘積。 qA 的選擇，與燃料的性質(zhì)、爐子南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （ 論文 ） 16 的排渣方式、燃燒器的型式和布置因素 有關(guān)。對固態(tài)排渣煤粉爐，當燃用灰融溫度較高的煤種時， qA 可取較高的值，對灰融溫度較低的煤， qA 應(yīng)適當降 低。容積熱負荷和截面積熱負荷的結(jié)合可以合理的確定爐膛的容積、形狀和尺寸。 一、爐膛的寬度 Hlk 和深度 Hls 爐膛的截面積我們已經(jīng)得到，即 A=，爐膛的寬深比 [9]取 1，也即Hlk/Hls=1， 所以 Hlk/Hls= A = =(m) 二、爐膛主體高度的 Hl 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （ 論文 ） 17 求解爐膛主體高度時，需要先確定爐頂和冷灰斗的結(jié)構(gòu)尺 寸 ，如圖 2。 屏過每根管子面積： 2 2 2 26d ( d 2 ) 3 . 1 4 ( 5 5 5 . 5 2 ) 0 . 0 0 1 2 ( m )4 4 4 1 0?? ? ? ? ?? ? ?? 屏過管子總流通面積： 屏過總管字數(shù) n： n=（根） .取整 屏過橫向管距 s1： s1=1200mm 屏過片數(shù) Zp： Zp=1000Hlk/ s1=1000（片） .取整 屏過單片管子數(shù) n1： n1=n/ Zp=453/12=37（根） 屏過縱向節(jié)距 s2： s2==51=58(mm) 前后屏之間距離 L: L=900mm 屏過深度 bps： bps=2s2(n11)+ L=258(371)+900=5076(mm) 屏過與前墻之間 [9]的距離： 5200mm 屏過與后墻之間 [9]的距離： 1700mm 爐頂深度 Hld： Hld=bps+5200+1700=5076+5200+1700=(mm) 爐膛出口煙氣流速 ωy： 煙氣 流速過低，除了布置更多的受熱面外，還會加重受熱面灰分污染， ωy 上限受飛灰磨損條件的影響，因為管子的金屬磨損程度同煙氣流速的三次方成正比，綜上， ωy=爐膛出口煙氣溫度 θ1： 大容量鍋爐，爐膛出口煙溫通常指屏式過熱器前得煙溫，爐膛出口煙溫的高低，決定機組鍋爐機組輻射換熱量和對流換熱量的比例份額，爐膛出口煙溫偏低，降低了對流傳熱器的平均傳熱溫差，又勢必要增加 昂貴的對流過熱器受熱面面積，但爐膛出口煙溫還要首先保證不結(jié)渣。熱空 氣 出了在煤粉制備中起著干燥預(yù)熱作用外，主要是用來幫助煤粉在爐內(nèi)迅速著火。 根據(jù)煙氣溫焓表查得出口煙氣焓為 h″ gl ： h″ gl =煙氣的平均熱容量 Vc： ? ?l g lc 0r s lQh 16. 77 kJ / ( kg C )1925 .79 1170??? ?? ? ? ???? ? ? ? 在鍋爐爐膛中，燃燒產(chǎn)物中一般由 二 原子氣體、三原子氣體以及懸浮固體顆粒組成。 所以爐內(nèi)煙氣中具有的輻射能力主要是有三原子氣體和懸浮的固體粒子，即三原子氣體、焦炭粒子、灰粒子以及灰黑粒子。 爐膛壓力 p 根據(jù)以往經(jīng)驗選取，在這里 爐膛內(nèi)壓力選 取為： p= 水蒸氣容積份額2hor：2hor ? 三原子氣體和水蒸氣容積份額 r： r= 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （ 論文 ） 23 三原子氣體分壓力 pn： Pn=rp==(Mpa) 爐膛有效輻射層厚度 s： s=(m) 三原子氣體輻射減弱系數(shù) 的計算公式如（ 34）所示： 2hodn0. 78 + 1. 6r 0. 37 ( 27 3. 15 )K 10 .2 0. 1 1 100010 .2 p s?? ??????? ? ??? ?????? （ 34） 將數(shù)值代入公式 （ 34）可得： d+ ( 1170+)K 1 ???? ??? ? ? ??????? ???? = 水冷壁污染系數(shù) ζsl： 水冷壁管污染系數(shù)表示水冷壁由于 結(jié)垢 導(dǎo)致管壁 溫度升高和黑度減小而水冷壁吸收能力減小的一個系數(shù)。因為爐膛質(zhì)量飛灰系數(shù)可以用公式 αfh Aar/(100 my)求解，其中 αfh 在上節(jié)已經(jīng)求得是 ，所以 μy=αfh Aar/(100 my)=(100) = 灰粒平均直徑 dh：根據(jù)所給的煤種為 撫順 煙煤，選用 鋼球 磨煤機，根據(jù)經(jīng)驗選擇灰粒平均 直徑 [9]dh=13μm。Mpa) 同理可得， 空容積火焰黑度： ahyk= 屏區(qū)火焰黑度： ahyp= 前屏與空體積輻射層有效厚度比值： B/Sk=屏寬與屏長之比： ω= 修正系數(shù)，根據(jù)單屏寬 ，得： cp= 參數(shù)：計算得 τA= 屏區(qū)輻射系數(shù)，根據(jù) B/Sl=，得 φp= 屏受熱面處輻射層有效黑度： ap=αhyp+φpcpαhyk=+= 屏的曝光不均勻系數(shù)： zp=αp/αhyk=同理可求得： 屏受熱面處輻射層有效 黑度 ： acp= 屏的曝光不均勻系數(shù)： zcp= 屏區(qū)前墻受熱面的輻射系數(shù)，根據(jù) B/Sl= 和 τA= 查得 φqp= 得 修正系數(shù)： cqp= 同理，屏區(qū)前墻受熱面處輻射層有效黑度： aqp= 屏區(qū)前墻受熱面曝光不均勻系數(shù)： zqp= 屏區(qū)出口煙窗曝光不均勻系數(shù)： zchp=zqp= 屏區(qū)頂棚受熱面的輻射系數(shù)，根據(jù) φp=，得 φdp= 修正系數(shù)：查得： cdp= 屏區(qū)頂棚受熱面處輻射層有效黑度： adp= 屏區(qū)頂棚受熱面曝光不均勻系數(shù)： zdp= 爐膛黑度 α1： hlh h p l0. 96 0. 98( 1 ) 0. 96 + ( 1 0. 96 )?? ? ? ?? ? ? ? ? ? 保溫系數(shù) ： 55q 0 . 21 1 0 . 9 9q 0 . 2 + 9 0 . 8 1? ? ? ? ? ??? 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （ 論文 ） 26 爐膛出口煙氣溫度 θ” l ： 以前爐內(nèi)傳熱計算方法是在小容量的爐內(nèi)傳熱 實驗數(shù)據(jù)總結(jié)出來的，在整理的過程中忽略了爐膛截面上溫度不均的影響，因此在鍋爐容量較大時，計算不夠準確爐膛出口煙氣溫度較實際值低 100~130℃，目前大型電站鍋爐多采用下面的爐內(nèi)傳熱計算方法 [8]，公式如 （ 36） 所示： l pj 0l0HTT 1 M 27310800q???????? ??? ? ? ??????? （ 36） 經(jīng)驗值 qH 的大小與煤種有很大的關(guān)系， 一般燒煙煤和貧煤時，qH=290~320kW/m2， 本設(shè)計取 qH=305kW/m2公式中其他數(shù)值已經(jīng)求得，代入 公式 （ 36） l pj 0l0HTT 1 M 27310800q???????? ??? ? ? ??????? 0 . 620 . 9 8 0 . 4 5 2 1 9 8 . 9 42 1 9 8 . 9 4 1 0 . 4 3 5 2 7 31 0 8 0 0 3 0 5??????? ? ? ? ?????????? = (℃ ) 驗算誤差： Δθ=1170－ =(℃ )， 誤差在允許范圍內(nèi)，爐膛出口煙氣溫度估算正確，所以爐膛出口煙氣溫度 為 ℃。南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （ 論文 ） 27 第四章 燃 燒器的 選型和 計算 煤粉燃燒器是鍋爐的如要燃燒設(shè)備，攜帶煤粉的一次風(fēng)和不攜帶煤粉的二次風(fēng)都經(jīng)過燃燒器噴入爐膛，并使煤粉和空氣在爐膛內(nèi)充分混合、及時著火和穩(wěn)定燃燒，對燃燒器的基本要求：燃燒器出口煤粉分配均勻，配風(fēng)合理，二次風(fēng)和一次風(fēng)混合點適當，空氣動力場組織良好，有利于煤粉和空氣適時的均勻混合，保證著火及時，燃燒強烈，并能防止結(jié)渣；運行可靠，傳動靈活，具有良好的調(diào)節(jié)性能，對煤種和負荷適應(yīng)性好，便于調(diào)節(jié)和自動控制，流動阻力小。 但燃燒器型式并不是一成不變的，只是 較為常用而已。 二、燃燒器的布置方式 燃燒器的布置方式對爐內(nèi)的空氣動力 工況和燃燒工況有很大的影響，為了提高爐膛利用率應(yīng)注意改善爐膛火焰充滿度。如果由于爐墻、鋼架布置問題而不能采用正四角布置時，也可以采用側(cè)墻四角布置，爐膛的寬深比應(yīng)小于 。 大容量鍋爐一般將每角上的燃燒器沿高度分成幾組 ,每組的高寬比約為 4~5，各組之間留有空當，空當?shù)母叨炔坏眯∮趪娍诘母叨龋?每 個噴口之 間應(yīng)當保持有一定的間距 [9]。根據(jù)此表，本設(shè)計的燃燒器的層數(shù)共 6 層， 24 只燃燒器，即Zr=24。這種燃 燒器的布置方南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （ 論文 ） 28 式對煤種的適應(yīng)性好，在我國現(xiàn)行的電站鍋爐中應(yīng)用很廣 [8, 18]。本設(shè)計雖然Vdaf=46%40%，但采用直流煤粉燃燒器 [16,17]。 燃燒器選型和 布置方式 確定 燃燒器型式的選擇、布置方式和制粉系統(tǒng)的確定是燃燒器計算的前提，因此，首先確定燃燒器的型式、布置方式和制粉系統(tǒng)的型式。 小結(jié) 本章完成了爐膛容積熱負荷和截面熱負荷估算，得到了爐膛的容積和橫截面積，并選定了爐膛的寬深比 Hlk/Hls=1，確定了燃燒器正四角燃燒的布置方式；通過對爐頂容積和冷灰斗容積的計算來確定了燃燒器的主體高度， Hl=；爐膛特性計算部分最終得到了爐墻總面積 Az和爐膛總的有效輻射面積 Alz，分別為 Az=， Alz=。首先，將傳熱學(xué)中的貝爾定律所導(dǎo)出的氣體單色黑度近似地推廣到多組分和非單色輻射的煙氣，即采用氣體黑度公式的形式來 計算火焰黑度，并將火焰作為灰體處理，表達火焰黑度的貝爾定律表達式為 [5] αh=1－ e－ kps （ 35） 式中 k— 爐內(nèi)介質(zhì)的輻射減弱系數(shù)，為各種輻射介質(zhì)減弱系數(shù)的代數(shù) 1/(m 將數(shù)值代入可得 M=－ 爐膛質(zhì)量飛灰系數(shù) μy：爐膛煙道平均過量空氣系數(shù) αpj=。通過大量實驗證明，煤粉火焰中炭黑粒子濃度比灰粒和焦炭粒的濃度小幾個數(shù)量級，因此可以認為炭黑粒子的輻射不應(yīng)該對煤粉火焰的輻射特性產(chǎn)生明顯的影響。因此三原子氣體 CO2和 H2O 的輻射能減弱特性在鍋爐爐內(nèi)換熱過程中起著決定性作用。根據(jù)以往經(jīng)驗熱空氣溫度，假定熱風(fēng)溫度為 320℃ ，之后再進行校核，根據(jù)煙氣溫焓表查得理論熱風(fēng)焓 [8,9]為： h0 rf = kJ/kg。 折焰角的長度 Lz： Lz=Hls/3=(m) 折焰角上傾角 βzs： βzs=30? 折焰角下傾角 βzx： βzx=30? 折焰角高度 Hzy： Hzy= 折焰角側(cè)邊長 Lzyc： Lzyc=Lz/cos30?=2(m) 折焰角前端到前墻的距離 Lzyq： Lzyq=H