【正文】 高溫對(duì)流過熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和熱力計(jì)算（1）對(duì)流過熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)流過熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)列于下表。風(fēng)帽罩與心之間的空隙為33 mm 。此外，熱電聯(lián)產(chǎn)也是提高化石燃料能量利用率的一種有效方法，可以將凝汽式電站的大部分凝汽損失轉(zhuǎn)而成為工業(yè)或民用熱源。對(duì)傳熱系數(shù)的計(jì)算作了重點(diǎn)分析，列出了目前常用的傳熱系數(shù)計(jì)算的方法，并提出了作者認(rèn)為合理的一套計(jì)算方法?？諝饬魉俦葻煔饬魉俚停?， 。 空氣預(yù)熱器空氣預(yù)熱器是利用煙氣熱量來預(yù)熱空氣的。一般在管子布置較密，應(yīng)將其分段，,－。因此可有： （111）然后即可確定的數(shù)值，這樣就可以根據(jù)它決定煙道的深度，它可以用下式?jīng)Q定： （112）式中：____管子橫向節(jié)距， ____最外側(cè)管子中心線距爐墻的距離，一般在時(shí)，取。采用順列布置時(shí)，便于吹灰，且管組懸吊簡(jiǎn)單。在高溫?zé)焻^(qū)的過熱器一般都以順列方式布置，便于吹灰。 煙氣壓縮損失： = （1020）= （1021）式中：——煙氣壓縮損失，；——壓縮系數(shù)；——導(dǎo)渦管喉口直徑，；——筒體直徑，；——導(dǎo)渦管喉口煙氣速度，；——筒體軸向煙氣速度?！?0176。設(shè)計(jì)循環(huán)流化床鍋爐時(shí)，所作的熱力計(jì)算的程序如下：（1） 燃料燃燒及脫硫計(jì)算（2） 鍋爐機(jī)組熱平衡計(jì)算（3） 爐膛的布置及熱力計(jì)算（4） 過熱器的布置及熱力計(jì)算（5） 汽水測(cè)及煙氣測(cè)的熱平衡計(jì)算（6） 省煤器的布置及熱力計(jì)算（7） 空氣預(yù)熱器的布置及熱力計(jì)算（8） 匯總 排煙熱損失 （81）式中：——在相應(yīng)的過量空氣系數(shù)和排煙溫度狀況下的排煙焓，；——冷空氣焓，；——鍋爐可支配熱量，； 表81 推薦值燃料（%）燃料（%）石油焦次煙煤無煙煤褐煤0煙煤木材 固體未完全燃燒熱損失 (82)式中： ——固體未完全燃燒熱損失，%；——底灰份額；——底灰含碳量，%；——飛灰份額；——飛灰含碳量； 保溫系數(shù) (83)表82 灰焓溫度/℃1002003004005006007008009001000灰焓kJ/kg81169264360458560662767875984 灰渣物理熱損失： （84）式中：，——灰渣物理熱（量）損失，%或；——底灰份額；——灰焓，根據(jù)灰溫，查表82； 鍋爐機(jī)組熱效率： （85） 鍋爐機(jī)組有效利用熱量： （86）式中：——鍋爐機(jī)組有效利用熱量，；——鍋爐機(jī)組所產(chǎn)生的過熱蒸汽量，通常等于鍋爐機(jī)組的最大連續(xù)蒸發(fā)量；——過熱器出口焓，；——鍋爐機(jī)組入口處給水焓，；——鍋爐排污水流量，；——飽和水焓，； 在脫硫工況時(shí)，鍋爐機(jī)組當(dāng)量燃燒消耗量 （87） 在脫硫工況時(shí)，計(jì)算燃料消耗量 （88） 在脫硫工況時(shí)，燃料消耗量 （89）式中：——脫硫工況時(shí)的計(jì)算燃料消耗量，；——脫硫工況時(shí)的燃料消耗量，；——脫硫工況時(shí)，當(dāng)量燃料消耗量，； ——與1燃料相配的入爐石灰石量，； 計(jì)算石灰石消耗量： （810） 石灰石消耗量： （811） 計(jì)算燃料當(dāng)量消耗量： = （812） 爐膛燃燒產(chǎn)物熱平衡方程式和傳熱方程式： (813) (814) 式中：——1燃料燃燒產(chǎn)物向爐膛受熱面內(nèi)工質(zhì)和循環(huán)灰傳遞的熱量，；——爐膛受熱面內(nèi)工質(zhì)的吸熱量，；表83 火焰發(fā)光性系數(shù)值火焰種類火焰種類不發(fā)光煤氣火焰0發(fā)光的煤氣火焰燃燒無煙煤及貧煤0燃燒高揮發(fā)分煤任何一臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐的安全，高效運(yùn)行，與爐膛的設(shè)計(jì)和布置關(guān)系極大。 爐膛進(jìn)口循環(huán)灰焓： (62) 爐膛循環(huán)灰焓增= (63)式中：——爐膛循環(huán)灰焓增，； ——循環(huán)灰量，kg/h； ——計(jì)算燃料消耗量，；——爐膛出口循環(huán)灰焓，,根據(jù)其灰溫，即爐膛出口煙溫——爐膛進(jìn)口循環(huán)灰焓。必須指出，灰循環(huán)倍率不是人為選取的，它主要取決于分離器效率和飛灰份額。至今為止，尚沒有合適的標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)則可供參考。在循環(huán)流化床鍋爐中，由爐膛、分離器和回料器等組成的灰循環(huán)系統(tǒng)，目前還沒有有效手段對(duì)床料進(jìn)行在線取樣和測(cè)量。只有當(dāng)鍋爐停運(yùn)后，才能取得有代表性的床料樣。唯一可行的是，根據(jù)燃料特性，參照試驗(yàn)機(jī)組的數(shù)據(jù)庫(kù)和商業(yè)機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對(duì)將要設(shè)計(jì)的鍋爐性能做出估算，以確定各種大氣污染物的排放濃度。 循環(huán)流化床鍋爐處于最佳燃燒工況時(shí)的灰循環(huán)倍率 (31)在燃燒高硫煤需要加入石灰石脫硫時(shí)，爐膛內(nèi)的熱量分配，除了燃料的低位發(fā)熱量外，還有石灰石煅燒成氧化鈣需要吸收熱量，而與及氧氣反應(yīng)生成硫酸鈣要釋放熱量，而它們的吸熱量和放熱量并不相等。 爐膛有效放熱量= （64）式中：——爐膛有效放熱量，；——燃料收到基低位發(fā)熱量，；，——分別為鍋爐機(jī)組可燃?xì)怏w未完全燃燒熱損失，固體未完全燃燒熱損失和灰渣物理熱損失，%；——爐膛進(jìn)口過量空氣系數(shù)；——爐膛進(jìn)口熱空氣焓，；——回料器進(jìn)口過量空氣系數(shù)；——EHE進(jìn)口過量空氣系數(shù)；——冷空氣焓，； 爐膛放熱份額 X＝1－x （65） 煙氣的焓增 = （66）式中：——分離器煙氣焓增，；——爐膛出口煙焓，；——分離器理論煙焓，； 折算成1燃料的分離器循環(huán)灰焓增 （67）式中：——分離器循環(huán)灰焓增，； 分離器放熱份額 （68） (69) (610)式中：——分離器放熱份額；——分離器煙氣焓增，；——分離器循環(huán)灰焓增，；——爐膛有效放熱量， ； ——分離器煙氣焓增份額；——分離器循環(huán)灰焓增份額； 爐膛出口過量空氣系數(shù) （611）式中：——爐膛出口過量空氣系數(shù)；——爐膛進(jìn)口過量空氣系數(shù)；——回料器進(jìn)口過量空氣系數(shù)；——EHE進(jìn)口過量空氣系數(shù)；循環(huán)流化床鍋爐的灰循環(huán)倍率不僅影響燃燒，而且影響傳熱。循環(huán)流化床鍋爐爐膛四周為膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，它由光管和鰭片焊接而成。 煙氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的灰濃度： = （101） 式中：——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的灰濃度，；——燃料收到基灰分，%，脫硫工況時(shí)用；——灰循環(huán)倍率，在分離器渦管入口之前，=0；——飛灰份額；——1燃料產(chǎn)生的煙氣量，見燃料燃燒產(chǎn)物計(jì)算，脫硫工況時(shí)用代入； 實(shí)際灰濃度： = （102） 式中：——實(shí)際灰濃度，；——煙氣溫度，本設(shè)計(jì)中取=（）/2，其中、分別是煙氣進(jìn)出口溫度； 煙氣質(zhì)量： =1+ （103） 式中：——煙氣質(zhì)量，；——過量空氣系數(shù)，見燃料燃燒產(chǎn)物計(jì)算；——理論空氣量，見燃料燃燒產(chǎn)物計(jì)算，脫硫工況時(shí)用代入； 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度： = （104） 實(shí)際密度： = （105） 式中：——煙氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度，——煙氣實(shí)際密度，； 煙氣加速突變損失： = （106） = （107）= （108） 式中：——煙氣加速突變損失，； ——煙氣入口速度，見鍋爐熱力計(jì)算；——煙氣出口速度，；——壓縮系數(shù)；——修正系數(shù)；——爐膛上部出口截面積，——進(jìn)口煙道入口截面積，；——實(shí)際灰濃度。 煙氣擴(kuò)張損失： = （1022）式中：——煙氣擴(kuò)張損失，；——導(dǎo)渦管煙氣流速，；——擴(kuò)張系數(shù)； 導(dǎo)渦管煙氣沿程阻力： = （1023）= （1024）式中：——導(dǎo)渦管煙氣沿程阻力，；——導(dǎo)渦管直徑，；——絕對(duì)粗糙度，由于是混凝土結(jié)構(gòu)，本設(shè)計(jì)選取=；——導(dǎo)渦管直段長(zhǎng)度。在尾部豎井中的過熱器，為增強(qiáng)傳熱，一般采用錯(cuò)列布置。省煤器的橫向節(jié)距的大小，受煙氣流速、工質(zhì)流速、受熱面堵灰、支吊等因素制約，一般取。在決定了之后，即可計(jì)算煙氣的流通面積（）。 省煤器中的水速省煤器蛇形管中水流速度的大小，對(duì)管子金屬的溫度工況和管內(nèi)腐蝕有一定的影響?？諝忸A(yù)熱后再送如爐膛去參加燃燒，可以使燃料燃燒的更穩(wěn)定、更快、更安全，可以提高燃燒效率。由已知的空氣預(yù)熱器出入口煙溫、風(fēng)溫、和它的吸熱量，按以下步驟設(shè)計(jì)：1） 選定煙速，決定管數(shù)： （117） 式中： ____計(jì)算燃料消耗量； ____煙氣容積， ____管內(nèi)徑， ____煙氣平均溫度，℃2） 決定 求出值，并根據(jù)尾部煙道的寬度及深度排列管子。3)對(duì)循環(huán)流化床鍋爐爐膛的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的討論，其中爐膛橫截面積、寬深比以及爐膛最小高度的確定，文中都給予了分析和計(jì)算。工業(yè)中的自備熱電廠和居民區(qū)的供暖熱電廠都能同時(shí)起到節(jié)約煤炭和改善環(huán)保的作用。 風(fēng)帽按正方形布置，間距160mm160mm。序號(hào)名稱符號(hào)單位計(jì)算公式或數(shù)據(jù)來源數(shù)值1蒸汽進(jìn)口焓已知 2蒸汽進(jìn)口溫度℃已知 3蒸汽出口溫度℃已知5404蒸汽出口焓查蒸汽特性表p=因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)沒有再熱器，所以只介紹過熱器、省煤器與空氣預(yù)熱器的設(shè)計(jì)和計(jì)算。序號(hào)名稱符號(hào)公式或來源數(shù)值單位1密相去高度見圖13113M2床的膨脹度規(guī)定值103裝料高度M4爐膛配風(fēng)裝置上壓力Pa 爐膛配風(fēng)裝置阻力計(jì)算風(fēng)帽罩外徑為130 mm ，內(nèi)徑為114 mm ；風(fēng)帽心內(nèi)徑為42 mm ，外徑為48 mm 。隨著工業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，用于各種工業(yè)企業(yè)的工業(yè)鍋爐的容量也必然增大。對(duì)燃料粒徑、流化風(fēng)速、床溫、一二次風(fēng)比、循環(huán)倍率、燃燒份額等的選擇做了對(duì)比分析，推薦了比較合適的選取范圍。煙氣流速過高則磨損太快，煙氣流速過低則堵灰。對(duì)直流鍋爐，省煤器出口水約需要380的欠焓。每一級(jí)省煤器的管簇的厚度不宜過大，過大時(shí)檢修困難。由于省煤器常是錯(cuò)列，并且總是兩排并聯(lián)排成，因此管子總數(shù)應(yīng)該取奇數(shù)而不用偶數(shù)。省煤器管組采用錯(cuò)列布置方式時(shí)，結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱效果好，且積灰減輕。對(duì)流過熱器蛇形管的排列方式有順列和錯(cuò)列兩種。 煙氣返程阻力： = （1019）式中：——煙氣返程阻力，；——煙氣實(shí)際密度，；——修正系數(shù)。表10－1 和值阻力系數(shù)小孔水平小孔下傾15176?！骰裁芟鄥^(qū)對(duì)鰭片的傳熱系數(shù)，；——水冷管的傳熱周界，；——鰭片的傳熱周界； 水冷管外壁溫度和管內(nèi)壁溫度 (73) (74) 流化床總放熱系數(shù)： (75) 床密相區(qū)對(duì)水冷管或汽冷管的傳熱系數(shù) （76） 水冷管外壁壁溫 (77) 鰭端溫差 (78) 床密相區(qū)對(duì)鰭片的