【正文】 ，其焓值等于各組成成分焓的總和，所以理論煙氣的焓 oyh 的計(jì)算式為 oyh = OHo OHNoNRORO cVcVcV222222 )()()( ??? ?? kJ/kg 煙氣焓溫表 氣 體 溫 度 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 10 頁 共 43 頁 表 煙氣焓溫表（用于爐膛、屏式過熱器、高溫過熱器的計(jì)算） 煙氣或空氣溫度 υ（ ℃ ） 理論煙 氣焓 h0y（ kJ/㎏） 理論空 氣焓 h0k（ kJ/㎏） 理論煙氣焓增（每100℃ ） ?h0y 爐膛、屏 、凝渣管 高溫過熱器 ɑ= ɑ= hy ?hy hy ?hy 400 — — — 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2020 2100 2200 式中 OHNRO ccc222 )()()( ??? 、——理論煙氣中各成分 在溫度 Co? 時(shí)的焓值。不同部位的過量空氣系數(shù)和煙溫不同，因此煙氣的焓也不同。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 12 頁 共 43 頁 鍋爐輸入熱量 應(yīng)用于 1kg 燃料輸入鍋爐的熱量為 Qr=+hr+Qwr+Qvq 式中 ——燃料的收到基低位發(fā)熱量， kJ/kg； hr——燃料物理顯熱， kJ/kg； Qwr——外來熱源加熱空氣時(shí)帶入的熱量， kJ/kg； Qvq——霧化燃油所用蒸汽帶入的熱量， kJ/kg； 式中各項(xiàng)熱量計(jì)算如下： （ 1）燃料的物理顯熱 hr 設(shè)計(jì)時(shí) hr= 試運(yùn)行時(shí) hr=(trto) kJ/kg 式中 ——燃料的收到基比定壓熱容， kJ/(kgoC)。 （ 3）對(duì)于燃煤鍋爐，如果燃料和空氣都沒有利用 外界熱量進(jìn)行預(yù)熱，且燃 煤水分% tarar QM ? ，則輸入熱量 Qr= 各項(xiàng)熱損失 （ 1）化學(xué)不完全熱損失 q3 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取用 %，機(jī)械不完全燃燒熱損失 q4根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取用 %。 （ 4）排煙熱損失 q2 ?????? ??? 1001)( 42 qhhQ lkpy kJ/kg ???????? ?????rlkpy Qqhhq 4r22 1 0 0)(%1 0 0 hlk=? pyVo(ct)lk 式中 hpy——排煙焓， kJ/kg hlk——冷空氣焓， kJ/kg ? py——排煙處的過量空氣系數(shù)。另外排煙溫度低還會(huì)引起末級(jí)煙道中硫酸蒸 汽街路，使低溫受熱面腐蝕及堵灰，這樣縮短了設(shè)備的使用壽命，增加了煙氣的流動(dòng)阻力和引風(fēng)機(jī)的電功率消耗。對(duì)于大中型鍋爐，由于燃料消耗量的絕對(duì)值增大，為了節(jié)省燃料，需提高鍋爐的熱效率。 鍋爐熱平衡及燃燒消耗計(jì)算 （ 1）鍋爐輸入熱量 Qr Qr? Qar,=14580 kJ/kg 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 15 頁 共 43 頁 （ 2） 排煙溫度 ? py 要先估后校取 125℃ （ 3）排煙焓 hpy 查焓溫表用插值法求 得為 kJ/kg （ 4） 冷空氣溫度 tlk tlk=20℃ （ 5） 化學(xué)未完全燃燒損失 q3= （ 6） 機(jī)械未完全燃燒損失 q4= （ 7） 排煙處過量 空氣系數(shù) ? py查表 11[3]即低溫空預(yù)器出口過量空氣過量系數(shù) 可得 ? py= （ 8） 排煙損失 q2 q2=(100q4)(hpy? pyholk)/Qr= （ 9） 散熱損失 q5 q5= （ 10） 灰渣損失 q6 q6=0 （ 11） 鍋爐總損失 ∑q ∑q= q2 +q3+ q4+ q5+ q6= （ 12） 鍋爐熱效率 ? ?=100∑q= （ 13）保熱系數(shù) ? ?=551 qq??? = （ 14）鍋爐有效利用熱 Q Q=Dgr( ggh? hgs) = 108 kJ/h 式中 Dgr=D=220103kg/h； ggh? ——過熱蒸汽焓依據(jù)高溫過熱蒸汽參數(shù)在附錄表中查得，其值將在表格中列出， 查表 得 ； hgs——給水焓依據(jù)低溫省煤器入口參數(shù)在附錄表中查得，其值將在表格中列出， 查表得 。校核熱力計(jì)算的主要內(nèi)容包括： （ 1）鍋爐輔助設(shè)計(jì)計(jì)算：這部分計(jì)算的目的是為后面受熱面的熱力計(jì)算提供必要的基本 計(jì)算數(shù)據(jù)或圖表。 鍋爐的熱力系統(tǒng)確定之后需要選擇一定得鍋爐外型以滿足熱力系統(tǒng)對(duì)各個(gè)受熱面布置得要求 。鍋爐本體的外型取決于爐膛和尾部受熱面的相對(duì)位置，下圖給出了幾種常見的 本體布置方案。鍋爐排煙出口在底層，送、引風(fēng)機(jī)等動(dòng)力設(shè)備以及除塵設(shè)備都可以安置在地面基礎(chǔ)上。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 19 頁 共 43 頁 3． 2 鍋爐爐膛及輻射受熱面的布置 鍋爐爐膛兼有完成燃料燃燒和傳熱的任務(wù)，在布置和設(shè)計(jì)爐膛時(shí)首先要滿足燃料燃燒的要求，在此前提下考慮爐膛中合理布置輻射受熱面，使?fàn)t膛中輻射受熱面的吸熱量達(dá)到鍋爐熱力系統(tǒng)所分配的吸熱量的規(guī)定。 爐膛中輻射受熱面的布置 爐膛中的輻射受熱面主要是指爐膛的水冷壁。大容量鍋爐將光管或鰭片管焊接在一起，構(gòu)成膜式水冷壁，如下圖所示，膜式水冷壁節(jié)距越大，水冷壁的管束越少，膜式壁的金屬耗材降低，但是由于鰭片寬度增加，在同樣的向火面熱負(fù)荷時(shí)鰭端的金屬溫度升高，容易燒損。 在現(xiàn)代大中型鍋爐中，為了改善爐內(nèi)的空氣動(dòng)力工況，減少煙氣死滯區(qū)，增加火焰的充滿度，都將后墻水冷壁上的靠近出口煙窗處彎制成折煙角，如圖 34 所示。 （ 2）爐膛中部（亦稱中輻射區(qū)）的受熱面是蒸發(fā)受熱面，管內(nèi)工質(zhì)為汽水兩相狀態(tài)。 （ 3）爐膛上部（亦稱上輻射區(qū)）的水冷壁管是全部完成工質(zhì)的汽化過程并逐步使之過熱的輻射受熱面。 鍋爐凝渣管的布置 現(xiàn)代鍋爐一種常見的對(duì)流蒸發(fā)受熱面時(shí)布置在 爐膛現(xiàn)戶口煙窗后的凝 渣管束。布置凝結(jié)管束后可以使流過的煙氣溫度降低 50 oC ~80oC，飛灰會(huì)因此而全部凝固，不會(huì) 在粘附在下游的受熱面上。雖然流過凝渣管束的工質(zhì)實(shí)際上是后墻水冷壁內(nèi)的工質(zhì)，管外煙氣的流速也較低，但是他已不屬于 爐膛的輻射受熱面，他的傳熱計(jì)算方式也完全不同于水冷壁。后墻水冷壁引出管節(jié)距較大，它的主要作用是承受后墻水冷壁和爐墻的重量，但熱力計(jì)算時(shí)要單獨(dú)計(jì)算其對(duì)流吸熱量。 100℃ 以計(jì)算 1?? 作為屏過入口煙溫，計(jì)算屏過熱受熱面 是 否 計(jì)算完尾部受熱面后，來校核熱風(fēng)溫度 圖 9 爐膛校核熱力計(jì)算方框圖 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 23 頁 共 43 頁 （ 4） 爐前火焰有效輻射層厚度； （ 5） 爐墻水冷程度。 爐膛容積為 : V=varqBQ. m 根據(jù)本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況取 qv= MW/ m3 。則燃料停留時(shí)間短；反之，鍋爐整體溫度低，則燃料停留時(shí)間長。在相同的爐膛容積條件下，選取較高的截面熱負(fù)荷可以得到較高的爐膛，而選取較低的截面熱負(fù)荷可以得到相對(duì)較大的爐膛截面和較低的爐膛高度。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 24 頁 共 43 頁 表 爐膛截面熱負(fù)荷 qA統(tǒng)計(jì) 值 MW/ m2 鍋爐蒸發(fā)量 D(t/h) 220~230 400~410 670 1000 2020 切向燃燒 褐煤和易結(jié)渣煤 ~ ~ ~ ~ ~ 煙煤 ~ ~ ~ ~ ~ 無煙煤、貧煤 ~ ~ ~ ~ 前墻或?qū)_布置 ~ ~ ~ 油、氣 ~ ~ ~ ~ ~ 截面熱負(fù)荷取決于燃料的燃燒特性和灰渣特性等因素。 截面熱負(fù)荷的選擇 還應(yīng)考慮到水冷壁內(nèi)工質(zhì)冷卻能力的影響，避免局部水冷壁熱負(fù)荷過高，對(duì)亞臨界鍋爐，工質(zhì)冷卻能力較差，局部偏高的熱負(fù)荷會(huì)使水冷壁金屬溫度升高到危險(xiǎn)溫度。根據(jù)爐內(nèi)燃燒和傳熱的特點(diǎn)得到的一些結(jié)果。如果設(shè)計(jì)選用的 qf值越小，釋放相同德爾燃料燃燒的爐膛橫截面積越大，燃燒區(qū)域鍋爐爐膛所具有的輻射受熱面積越多，受熱面的傳熱能力較強(qiáng)，越不易發(fā)生爐壁結(jié)渣現(xiàn)象。計(jì)算爐墻內(nèi)總面積時(shí)，應(yīng)扣除爐墻尚未敷設(shè)管子的區(qū)段。 爐膛出口煙溫的高低，決定了鍋爐機(jī)組輻射熱量和對(duì)流換熱量的比例份額。 通常在進(jìn)行鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，燃煤鍋爐出口煙溫的選擇，以對(duì)流受熱面而不結(jié)焦為前提，表 45[3]提供了燃煤鍋爐爐膛出口煙溫的推薦值。熱風(fēng)溫度 主要依據(jù)燃燒方式的要求確定。 灰污系數(shù) 灰污系數(shù)是考慮受熱面反向輻射對(duì)換熱影響的系數(shù)，其數(shù)值的物理意義表示火焰輻射到受熱面上的熱量最終為受熱面所吸收的份額。 火焰中心位置修正系數(shù) 系數(shù) M 是被用來考慮沿爐膛高度方向溫度最高處的相對(duì)位置對(duì)爐內(nèi)換熱影響的參數(shù)。 5 爐膛及爐膛頂部受熱面的校核熱力計(jì)算 5． 1 爐膛校核熱力計(jì)算 理論熱 、冷 風(fēng)焓 鍋爐理論熱風(fēng)焓 0rkh 查表 煙氣焓溫表利用插值法計(jì)算得 等于 kJ/kg；而 冷風(fēng)焓 0lkh 由鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算表（表 ）查得等于 kJ/kg。 （ 5） 屏、爐交界 面的熱有效系數(shù) yc? yc? = ycycX? = 式中 yc? ——屏、爐交界面的污染系數(shù)； ycX ——屏、爐交界面的角系數(shù)，取用 1。 （ 8）灰粒輻射減弱系數(shù) kh kh=3 2h21 d55900T??= 1/(m 爐膛出口煙溫及 誤差 （ 1）爐膛出口煙溫 ?1? （計(jì)算值） ?1? = 2 7 313 6 0 0cj301pj100 ??????????VBTAMT????= oC 式中 T0——理論燃燒絕對(duì)溫度 ； M——火焰中心位置修正系數(shù)； A1——爐墻總面積 ； Bj——計(jì)算燃料消耗量 41500 kJ/h,見表 ； pj? ——平均熱有效系數(shù) ； φ——保熱系數(shù) ，見表 ； Vc——煙氣平均熱容量 Vc=101 ?? ?? ?? glhQ =(kg oC)。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 32 頁 共 43 頁 （ 2）輻射受熱面平均熱負(fù)荷 Sq Sq = Bj ? ?LZfl AQ ?? =110534 W/m2 式 中 Bj——計(jì)算燃料消耗量 41500kJ/h,見表 ； flQ ——爐膛有效熱輻射放熱量； Alz——爐膛總有效輻射受熱面 ，見表 44[3]。 （ 2）爐膛頂棚蒸汽流量 Dld Dld=DDjw=21000 kg/h 式中 D——鍋爐額定蒸發(fā)量， D=220103kg/h； Djw——減溫水總流量，取用 9000kg/h； 頂棚蒸汽進(jìn) 出口焓及溫度 （ 1）頂棚蒸汽焓增 Δhld Δhld= Qld/ Dld=式中 Dld——爐膛頂棚蒸汽流量； 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 33 頁 共 43 頁 Qld——爐膛頂棚總輻射吸熱量。他是有許多管子緊密排列的管片（管屏）所組成。 在屏式受熱面區(qū)域中，煙氣溫度在 900oC~1200oC 之間，煙氣流速一般在 5~6m/s 左右，除吸收爐膛直接輻射熱外，還吸收煙氣的對(duì)流熱。這些現(xiàn)象說明，屏式過熱器受熱面時(shí)過熱器系統(tǒng)安全運(yùn)行的薄弱環(huán)節(jié)。 6. 2 屏式過熱器的結(jié)構(gòu)尺寸 屏的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)計(jì)算 （ 1） 管子外徑 d=? 42mm 5mm （ 2）屏的片數(shù) Z 取 12 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 34 頁 共 43 頁 （ 3）每片屏的管子排數(shù) n n=4 10=40 （ 4）屏的深度 L