【正文】 0MW機(jī)組已成為國內(nèi)的主力機(jī)型，1000MW超臨界機(jī)組也已經(jīng)投產(chǎn)發(fā)電。2002年6月以來電力增長保持較高水平。進(jìn)入21世紀(jì)后，我國電力仍將以較高的速度和更大的規(guī)模發(fā)展，電源和電網(wǎng)建設(shè)的任務(wù)仍很重。占煤炭產(chǎn)量的近50％。在“十五”期間，我國首臺(tái)600MW超臨界機(jī)組示范工程投入運(yùn)行，1000MW超超臨界機(jī)組的研究和開發(fā)也在積極進(jìn)行。目前，還有一大批超（超）臨界機(jī)組已經(jīng)被國家核準(zhǔn)正在建設(shè)或籌備建設(shè)中。h）給水溫度℃轉(zhuǎn)速3000r/min回?zé)峒訜峒?jí)數(shù)7級(jí)（3高加+3低加+1除氧器） 原則性熱力系統(tǒng)的擬定發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)擬定主要目的就是要確定在不同負(fù)荷工況下各部分汽水流量及其參數(shù)、發(fā)電量、供熱量及全廠性的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。為了提高加熱效果，在加熱器的蒸汽進(jìn)口處，設(shè)置過熱蒸汽冷卻段。擬定如下：（1）機(jī)組有七級(jí)不調(diào)整抽汽，回?zé)嵯到y(tǒng)為“三高、三低、一除氧”，除一臺(tái)除氧器為混合式加熱器外，其余均為表面式加熱器。5段抽汽（5低加）經(jīng)再熱后的蒸汽過熱度很大，所以加裝過熱蒸汽冷卻段。同時(shí)，疏水溫度高對水泵的運(yùn)行也不利，會(huì)使安全性降低。 熱力過程線的擬定過程（1）由已知的蒸汽參數(shù)、及背壓在焓熵圖上可查出機(jī)組的理想焓降。為了使所設(shè)計(jì)機(jī)組的效率不低于設(shè)計(jì)效率，通常取的最大值，即取。（4）排汽壓力和濕度的值可以確定排汽壓力點(diǎn)c，在焓熵圖上連接4’和c。為避免在最終的熱平衡式中出現(xiàn)兩個(gè)未知數(shù)，可先不考慮加熱器的效率，寫出除氧器的熱平衡式：∑吸熱量=∑放熱量，即 （312）將的關(guān)系代入，整理成以進(jìn)水焓為基準(zhǔn)，并考慮的熱平衡式：吸熱量/=∑放熱量，可得 （313）代入數(shù)據(jù)得：因此除氧器的進(jìn)水系數(shù)所以除氧器的進(jìn)水量為： （314）第四級(jí)抽汽： （315）（5）5號(hào)低壓加熱器計(jì)算（見圖36）圖36 低加H5計(jì)算用圖由H5（圖36）的熱平衡式可得： （316）所以H5的疏水系數(shù) （317）第五級(jí)抽汽： （318）（6）6號(hào)低壓加熱器H6計(jì)算（見圖37）圖37 低加H6計(jì)算用圖由H6（37）的熱平衡式可得： （319）所以H6的疏水系數(shù)： （320）所以第六級(jí)抽汽： （321）（7）低壓加熱器H軸封冷卻器SG、凝汽器熱井構(gòu)成一整體的熱平衡計(jì)算（見圖38）圖38 低加H軸封冷卻器SG和凝汽器熱井計(jì)算用圖 （332）代入數(shù)據(jù)得： （323）(8) 凝汽器熱井物質(zhì)平衡計(jì)算 （324）得： （325）由汽輪機(jī)物質(zhì)平衡校核： （326）代入數(shù)據(jù)得： （327）和誤差很小，符合工程要求（9）再熱蒸汽流量計(jì)算 （328）代入數(shù)據(jù)得： （329）（10）鍋爐蒸發(fā)量計(jì)算 （330） （11）計(jì)算結(jié)果匯總各部分汽水流量與焓匯總?cè)绫?2所示：表32 各部分汽水流量與焓匯總D（kg/h）h（kJ/kg）D0h0=3396Drh= qrh=599D1= D0h1=D2= D0h2=D3= D0h3=D4= D0+103400h4=D5= D0h5=D6= D0h6=D7= h7=2591Dc= hc=Db=hb== D0+ 經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)和各部分汽水流量匯總（1）計(jì)算汽輪機(jī)內(nèi)功率 （331）代入數(shù)據(jù)得： （332）（2）由功率方程式求 （333）由（332）和（333）得：（3）求各級(jí)抽汽量將數(shù)據(jù)代入各處汽水相對值，汽輪機(jī)汽耗：；第一級(jí)抽汽：；第二級(jí)抽汽：；第三級(jí)抽汽：；第四級(jí)抽汽：；第五級(jí)抽汽：；第六級(jí)抽汽：；第七級(jí)抽汽：；汽輪機(jī)排汽：；再熱蒸汽：鍋爐蒸發(fā)量：（4）各級(jí)內(nèi)功率計(jì)算第一級(jí)內(nèi)功率： （334）；第二級(jí)內(nèi)功率：； （335）第三級(jí)內(nèi)功率： （336）第四級(jí)內(nèi)功率： （337）第五級(jí)內(nèi)功率： （338）第六級(jí)內(nèi)功率： （339） 第七級(jí)內(nèi)功率： （340）排汽功率： （341）軸封蒸汽功率： （342） （343） （344）（5） 功率校核 （345）代入數(shù)據(jù)得：所以， （346）代入數(shù)據(jù)得：,所以校核符合要求。（2）爐膛出口煙溫和煙氣流量要保持均勻和適當(dāng)水平，防止尾部受熱面受熱不均而產(chǎn)生溫度偏差。它由垂直柱體爐膛、水平煙道和下行對流煙道三部分組成，并且具有如下的優(yōu)點(diǎn)：鍋爐和廠房的高度都很低，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械和笨重設(shè)備，如送吸風(fēng)機(jī)、除塵器和煙囪等均可作低位布置（建筑在地面上），因此，減輕了廠房和鍋爐構(gòu)架的負(fù)載。 循環(huán)方式選擇因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的機(jī)組為超臨界參數(shù)，所以推薦采用復(fù)合循環(huán)鍋爐，即給直流爐的水冷壁附加一個(gè)可控制系統(tǒng)，在啟動(dòng)及低負(fù)荷情況下，再循環(huán)泵投入運(yùn)行，增加循環(huán)流量，使水冷壁中的工質(zhì)總流量大大增加，當(dāng)負(fù)荷大于某一值時(shí)，水冷壁中阻力等于再循環(huán)泵的壓頭，再循環(huán)管路中無流量，這時(shí)按直流方式運(yùn)行。 （48） （49） （410）（9）實(shí)際煙氣焓 （411）式中 理論空氣量的焓，可按式（412）計(jì)算； 鍋爐出口過量空氣系數(shù)； 飛灰焓，可按式（414）計(jì)算。過熱器的作用是將飽和蒸汽加熱成具有一定溫度的過熱蒸汽。對流式過熱器（再熱器）布置在鍋爐的水平煙道或尾部豎井中，主要吸收煙氣的對流放熱量。尤其在啟動(dòng)和低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，問題更為突出。噴水減溫的原理是將減溫水直接噴入過熱蒸汽中，使其霧化、吸熱蒸發(fā)，達(dá)到降低蒸汽溫度的目的。本次設(shè)計(jì)采用三級(jí)噴水減溫。煙氣擋板調(diào)節(jié)法或擺動(dòng)燃燒器調(diào)節(jié)法的調(diào)溫特點(diǎn)比較：煙氣擋板調(diào)節(jié)法將尾部豎井煙道分隔成兩個(gè)平行的煙道，在一個(gè)煙道內(nèi)布置低溫再熱器，另—煙道內(nèi)布置低溫過熱器，在煙井下部的省煤器出口煙溫較低處裝有煙氣調(diào)節(jié)檔板，當(dāng)再熱汽溫變化時(shí)，調(diào)節(jié)擋板開度以改變通過再熱器的煙氣量，從而改變再熱器的吸熱量，達(dá)到調(diào)節(jié)再熱汽溫的目的。當(dāng)再熱汽溫超溫時(shí)，將燃燒器向下擺動(dòng)某一角度，讓火焰中心位置下移，使汽溫降低，反之亦然。注意噴嘴擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理，否則會(huì)出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象。至于噴嘴卡澀問題，可通過設(shè)計(jì)合理的噴嘴擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)來改進(jìn)。它有如下作用：（a）節(jié)省燃料；（b）改善汽包的工作條件；（c）降低鍋爐造價(jià)。非沸騰式省煤器的出口水溫應(yīng)低于該壓力下的沸點(diǎn)，即未達(dá)到飽和狀態(tài)，一般低于沸點(diǎn)20~25℃。這種換熱方式，由于水在蛇形管內(nèi)自下而上流動(dòng)便于排除空氣，從而可避免引起局部的氧腐蝕。②空氣預(yù)熱器的種類空氣預(yù)熱器按傳熱方式可分為導(dǎo)熱式和蓄熱式兩種。本次設(shè)計(jì)采用三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。單級(jí)布置是由一級(jí)省煤器和一級(jí)空氣預(yù)熱器組成。在選用磨煤機(jī)的時(shí)候還必須結(jié)合制粉系統(tǒng)一起考慮[8]。其缺點(diǎn)是系統(tǒng)的工作可靠性差，制粉設(shè)備發(fā)生故障時(shí)直接影響鍋爐運(yùn)行；此外磨煤機(jī)負(fù)荷必須隨鍋爐負(fù)荷而變化，難于保證制粉設(shè)備在最經(jīng)濟(jì)的條件下運(yùn)行；另外直吹式系統(tǒng)中鍋爐燃煤量的調(diào)節(jié)只能在給煤機(jī)上進(jìn)行，因此滯延性較大，所以直吹式系統(tǒng)相對要求有較高的運(yùn)行水平。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小、重量輕、投資省、運(yùn)行噪聲小，電耗及金屬磨損耗低，磨制出的煤粉均勻性指數(shù)高，特別適合變負(fù)荷運(yùn)行。在負(fù)壓直吹式制粉系統(tǒng)中，燃燒所需要的煤粉均通過排粉風(fēng)機(jī)，因此排粉風(fēng)機(jī)磨損嚴(yán)重，這不僅降低風(fēng)機(jī)效率，增加運(yùn)行電耗，而且需要經(jīng)常更換葉輪，致使維護(hù)費(fèi)用增加，系統(tǒng)可靠性降低。根據(jù)一次風(fēng)機(jī)相對空氣預(yù)熱器的布置位置不同，正壓系統(tǒng)有熱一次風(fēng)系統(tǒng)和冷一次風(fēng)系統(tǒng)。所以正壓直吹冷一次風(fēng)機(jī)系統(tǒng)較熱一次風(fēng)機(jī)系統(tǒng)有較多的優(yōu)越性。（2） 磨煤機(jī)的確定： 對于中速磨煤機(jī)，我國目前制造的中速磨煤機(jī)主要有環(huán)式磨煤機(jī)（ZQM型、E型）、碗式磨煤機(jī)（RP型、HP型）、輪式磨煤機(jī)（MPS型、ZGM型）。對于600MW的機(jī)組，每臺(tái)鍋爐可以采用配6臺(tái)中速磨，其中1臺(tái)備用。 （418）式中 煤粉細(xì)度，可按式（419）計(jì)算。代入數(shù)據(jù)得：，屬“易磨煤”。對于碗式磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)， （426）式中 磨煤機(jī)出力，； 設(shè)計(jì)出力下的負(fù)荷率，可按式（427）計(jì)算； 磨煤機(jī)基本通風(fēng)量，查相關(guān)資料得； 通風(fēng)率，可按式（428）計(jì)算； 磨煤機(jī)密封風(fēng)量，查相關(guān)資料得。（2）輸出系統(tǒng)的熱量①蒸發(fā)水分消耗的熱量 （434）式中 每千克原煤在干燥過程中蒸發(fā)掉的水分，可按式 （435）計(jì)算。②干燥劑帶出系統(tǒng)的熱量 （436）式中 溫度下干燥劑的比熱容，查表得；制粉系統(tǒng)漏風(fēng)系數(shù)，對于正壓中速磨，查得；干燥每kg原煤所需干燥劑量，；制粉系統(tǒng)出口干燥劑的溫度。（1）圓盤式給煤機(jī)的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)緊湊、嚴(yán)密；缺點(diǎn)是煤濕時(shí)易堵塞。缺點(diǎn)是煤塊過大或煤中有雜物時(shí)卡死。給煤機(jī)的臺(tái)數(shù)與磨煤機(jī)相匹配，所以每臺(tái)鍋爐配6臺(tái)給煤機(jī)，給煤機(jī)的出力不小于磨煤機(jī)計(jì)算出力的110%。原煤倉還應(yīng)設(shè)有防止大塊煤和其他雜物進(jìn)入的裝置。（1）一次風(fēng)機(jī)型式由于本次設(shè)計(jì)采用了直吹式制粉系統(tǒng)，并且采用了三分倉空氣預(yù)熱器，所以冷一次風(fēng)機(jī)宜采用單速離心式風(fēng)機(jī)，也可采用動(dòng)葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)。（3）選型計(jì)算實(shí)際總風(fēng)量 (444)式中 爐膛出口過量空氣系數(shù)，根據(jù)表43得，=； 爐膛漏風(fēng)系數(shù)，根據(jù)表43得，=； 空預(yù)器漏風(fēng)系數(shù)，根據(jù)表43得，=； 計(jì)算燃料消耗量，根據(jù)表44，； 理論空氣量。（1） 送風(fēng)機(jī)型式送風(fēng)機(jī)工作條件好，對于600MW機(jī)組而言，宜選用動(dòng)葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)或高效離心式風(fēng)機(jī)，也可采用靜葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)。（2） 選型計(jì)算二次風(fēng)量 (448)式中 實(shí)際空氣量，；一次風(fēng)量。但靜葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)對含塵煙氣適應(yīng)性強(qiáng)，且運(yùn)行穩(wěn)定，價(jià)格更合理，所以采用靜葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)作為引風(fēng)機(jī)[11]。 (452)式中 爐膛出口過量空氣系數(shù)，根據(jù)表43得； 煙道的漏風(fēng)系數(shù)，取； 空預(yù)器漏風(fēng)系數(shù)，根據(jù)表43得。風(fēng)量欲量取15%，壓頭欲量取25%。燃燒器的性能對燃燒的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)型有很大的影響，隨著機(jī)組參數(shù)和容量的提高，對燃燒器的要求越來越高[10]。由于每個(gè)旋流器均可以形成高溫回流區(qū)并點(diǎn)燃煤粉氣流，因此每個(gè)燃燒器的火焰具有相對的獨(dú)立性。（2）直流燃燒器：直流式燃燒器的出口氣流的直流射流近似于自由射流。射流本身的卷吸和鄰角的相互點(diǎn)燃特點(diǎn)，使直流式燃燒器四角布置、切圓燃燒方式具有良好的著火性能。一次風(fēng)集中布置使得煤粉氣流的著火和燃燒相對集中，可以提高燃燒區(qū)域局部熱負(fù)荷和溫度水平，改善著火條件。在均等配風(fēng)方式中，由于一、二次風(fēng)噴口間距相對較近，一、二次風(fēng)自噴口噴出后能很快得到混合，使煤粉氣流著