【正文】 響的參數(shù) ，其計(jì)算公式 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 論文 ） 24 M=A－ B(xr+Δx) 式中 A、 B— 與燃料種類和爐膛結(jié)構(gòu)有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)煤種是撫順煙煤，A=， B=； xr— 燃燒器的相對高度， xr=Hr/Hl； x? — 火焰最高溫度點(diǎn)的相對位置修正值，水平、四角切向布 置的燃燒器x? =0。其中 N O2 等二原子氣體發(fā)射和吸收輻射熱的能 力很微弱，即可認(rèn)為 N O2等是透明的，而 SO2和 CO 的濃度很低，所以他們對于總輻射能的減弱也可以忽略不計(jì)。綜上約束，選 θ 1=1192℃（先估后校） [15] 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 論文 ） 19 爐膛出口流通截面積 Ach： jy 1chyBV 273 1192+273A 3600 273 3600 273? ?? ?? ? ? ??? (m )? 爐膛出口高度 hch： hch=Ach/=(m) 屏過高度 hpg ： hpg===(m) 水平煙道煙氣流速 ω sy： ω sy=水平煙道高度 hsy： jy 1sys y l kBV 273 2 5 3 9 5 6 .3 5 7 .7 2 1 1 9 2 + 2 7 3h3 6 0 0 H 2 7 3 3 6 0 0 1 3 .3 2 1 5 .6 2 7 31 4 .0 4 ( m )?? ?? ? ?? ? ?? （ⅱ）折焰角部分的尺寸確定 折焰角使?fàn)t內(nèi)火焰分布更加均勻，完善爐內(nèi)高溫?zé)煔鈱t膛出口受熱面的沖刷程度，減少爐膛上部的死滯區(qū)；另外，折焰角延長了爐膛的水平煙道，便于鍋爐布置更高溫對流受熱面。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，則可以得到相對較大的爐膛截面積和較低的爐膛高度。 根據(jù)煤種的軟化溫度 ST 以及鍋爐南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 論文 ） 16 的容量，可知本設(shè)計(jì)煤種 的爐膛截面熱負(fù)荷 qA的取值范圍在 ，并參考以往經(jīng)驗(yàn)由下面公式計(jì)算爐膛截面積： a r . ne t . p 2ABQAmq? （ 32） 截面熱負(fù)荷取決于燃料的燃燒特 性和灰渣特性等因素。爐膛容積 V ,ar 3vBQVmq? （ 31） 將 B 和 公式 （ 31） 計(jì)算可得： 5 32 . 5 7 8 1 0 2 2 4 1 5V 1 4 2 1 7 . 6 5 ( m )1 1 3 1 0 0 0????? 爐膛容積熱負(fù)荷取值越小，則折算到單位爐膛容積內(nèi)的放熱量越大；反之，則越小。鍋爐爐膛設(shè)計(jì)中，參照設(shè)計(jì)規(guī)范書中推薦的取值范圍和選取原則，再結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)來確定這些參數(shù)的合理取值。 三、燃料特性對鍋爐本體布置的影響 對于鍋爐本體的布置，燃料不同布置需要做相應(yīng)的改變 ；煤的揮發(fā)份影響煤粉的著火燃燒，從而影響受熱面的布置，不同揮發(fā)份采用的爐膛出口過量空氣系數(shù)不同，爐膛出口煙溫和煙氣流量，則對流受熱面的布置就需相應(yīng)改變?？紤]到本設(shè)計(jì)的煤種和燃燒器類型，選用∏型布置： 圖 1 600MW 鍋爐布置總圖 1汽包； 2水冷壁； 3屏式過熱器； 4二級過熱器； 5頂棚過熱器； 6包墻過熱器； 7一級過熱器；8再熱器水平管組 ； 9省煤器； 10空氣預(yù)熱器； 11燃燒器； 12再熱器過渡管組； 13再熱器垂直管組 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 論文 ） 14 ∏型布置 是電站鍋爐應(yīng)用最廣泛的形式，主要優(yōu)點(diǎn)：鍋爐高度較低，安裝起吊方便；受熱面易于布置成工質(zhì)與煙氣呈相互逆流；尾部煙道煙氣向下流動(dòng)，有利于吹灰；鍋爐煙氣出口在底層，送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和除塵器都可布置在地面。 （ 2）鍋爐熱效率計(jì)算 η 鍋爐熱效率 η =100－ ∑q （ⅰ）化學(xué)不完全燃燒損失 q3和 機(jī)械 不完全燃燒損失 q4 本設(shè)計(jì)的對象是固態(tài)煤粉排渣爐，所用煤種的 Vdaf=4640，是褐煤；它的灰分含量 Aar=，所以?。?q3=0， q4=。 值。 二 、 元素分析數(shù)據(jù)校核 （ 1）根據(jù)元素分析成分計(jì)算燃料收到基低位發(fā)熱量（門捷列夫經(jīng)驗(yàn)公式） 門捷列夫經(jīng)驗(yàn)公式 [9]如公式 (21)所示 Q’ =339Car+1030Har109(OarSar)25Mar （ 21） 將數(shù)值代入公式可得： Q’ =339Car+1030Har109(OarSar)25Mar =339+10304 .4109( )2513= （ kJ/kg) （ 2）計(jì)算煤種的實(shí)際發(fā)熱量和用門捷列夫經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出的發(fā)熱量誤差 Q’ ==(kJ/kg) 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 論文 ） 7 可以認(rèn)為 Q’ ≈ (3) 計(jì)算設(shè)計(jì)煤種干燥基灰分 Ad=100/(100 Mar) Aar= （ 4） 判斷元素分析的正確性 設(shè)計(jì)煤種的 Ad=﹤ 25，實(shí)際發(fā)熱量與用門捷列夫經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出的發(fā)熱量的誤差小于 600kJ/kg，所以元素成分是正確的。 3）通過正確的組織著火、混合和燃燒過程，燃燒器應(yīng)能最大限度的降低NOx的排放，以達(dá)到環(huán)境保護(hù)的要求。其工作原理：在煤粉氣流流經(jīng)鈍體后，在鈍體后產(chǎn)生一個(gè)較大的回流區(qū)，由于回流區(qū)的高溫?zé)煔夥聪蛄飨蚧鹁娓?，使煤粉氣流在噴口出口附近形成一個(gè)高溫區(qū)，對煤粉氣流的著火非常有利；同時(shí)，煤粉空氣混合物從一次風(fēng)噴口噴出，遇到鈍體后，由于煤粉顆粒比空氣流有較大的軸向運(yùn)動(dòng)慣性，使大量煤粉在回流區(qū)邊緣附近集中，使這里的煤粉濃度比原一次風(fēng)的煤粉濃度增加了近 倍，形成一個(gè)高煤粉濃度區(qū)域。被分離后的濃淡煤粉氣流，濃煤粉氣南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 論文 ） 4 流的空氣供應(yīng)量低于揮發(fā)分燃燒所需的量，對于焦炭燃燒而言更加不 足，使著火后在燃燒器出口的 NOx生成量大大降低。為提高煤粉火炬的穩(wěn)定性首先使煤粉穩(wěn)定燃燒；針對我國新經(jīng)濟(jì)形式對電力的需求狀況和環(huán)保的要求，保證煤粉鍋爐在符合變動(dòng)的情況下仍然能高效、穩(wěn)定和低污染地燃燒盡量減低對低負(fù)荷投油穩(wěn)燃的依賴，在 20 世紀(jì) 90 年代后期，我國發(fā)展了新的煤粉燃燒設(shè)備，以下簡單介紹它們的原理和性能指標(biāo)。這樣，在火焰根部不會因?yàn)槿狈諝舛紵煌耆驅(qū)е氯紵俣冉档汀? 一、直流煤粉燃燒器的作用 煤粉燃燒器做為燃燒設(shè)備的主要部件。 目 的 只有一個(gè)，就是保證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和實(shí)際性，從而達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求。 南 京 工 程 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 作 者： *** 學(xué) 號： ********* 系 部： ****************** 專 業(yè)： 熱能與動(dòng)力工程專業(yè) 題 目： 2020T/h鍋爐直流煤粉燃燒器的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)者： ** ** 評閱者： 2020 年 5 月 南 京 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）中文摘要 隨著國民經(jīng)濟(jì)和電力負(fù)荷的迅速增長，電網(wǎng)容量也隨之增加，我國越來越多的采用大容量、高參數(shù)機(jī)組。 在設(shè)計(jì)的過程中，參數(shù)的選擇會考慮 采用最新的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)如果有必要，也會采用新的計(jì)算公式。我國的燃燒鍋爐大部分采用直流燃燒器 [13]。因一次風(fēng)攜帶的煤粉比較容易著火，故希望在一次風(fēng)中煤粉著火后及時(shí)、迅速的和相鄰二次風(fēng)噴口射出的熱空 氣混合 [5]。 1. 2 新型燃燒器的發(fā)展 煤粉爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性都與煤粉火炬的穩(wěn)定性有密切的關(guān)系。它的工作原理是：在一次風(fēng)道內(nèi)采用百葉窗式煤粉濃縮器，使煤粉氣流在流經(jīng)百葉窗時(shí)發(fā)生不同程度的偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)致煤粉和氣流慣性分離，經(jīng)分流隔板后形成濃淡兩股煤粉氣流射流。 鈍體燃燒器在國內(nèi)大都應(yīng)用在燃用劣質(zhì)煙煤、貧煤或無煙煤的鍋爐上，起到穩(wěn)定火焰、改善燃燒的作用，并提高了燃燒效率，還可在額定負(fù)荷的 55%~60%的低負(fù)荷下穩(wěn)定運(yùn)行而不用投油助燃。在煤種和負(fù)荷變化時(shí)能及時(shí)地對風(fēng)速和風(fēng)量進(jìn)行正確的調(diào)節(jié)，其各調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)和調(diào)節(jié)靈敏、可靠、耐用。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 論文 ） 6 第二章 燃料性質(zhì)和燃燒計(jì)算 燃料 分析 燃料的主要組成都是多種碳?xì)浠衔?，從元素分析的角度來看，燃料主要成分?C、 H、 O、 N、 S 以及水分和灰分，由于水分和灰分這兩種不 可燃組分的含量常隨燃料的開采、運(yùn)輸、貯存及氣候等外界條件的改變而變化，所以在燃料元素分析時(shí)常采用以下四種元素分析的成分基準(zhǔn)：收到基、空氣干燥基、干燥基和干燥無灰 基 [8]： 收到基 水分： Mar=13 灰分： Aar= 炭： Car= 氫： Har= 氧： Oar= 氮： Nar= 硫： Sar= 低位發(fā)熱量： =22415 kJ/kg 揮發(fā)分： Vdaf=46 空氣干燥基水分： Mad= 一 、 煤的元素各成分之和為 100%的校核 Mar+Aar+Car+Har+Oar+Nar+Sar=13++++++=100 校核表明該煤種符合標(biāo)準(zhǔn)。 ：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。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(shí)的理論空氣焓、理論煙氣焓、 實(shí)際煙氣焓，然后運(yùn)用差值法計(jì)算得到排煙焓南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 論文 ） 11 hpy= kJ/kg。要使得鍋爐工作安全可靠、金屬消耗量小、便于運(yùn)行操作和維護(hù)檢修，并且要從整個(gè)電站各設(shè)備相互的合理配合和便于布置來進(jìn)行選型。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。南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 論文 ） 15 爐膛結(jié)構(gòu)的幾何特征參數(shù)與鍋爐的設(shè)計(jì)容 量、燃料特性、爐膛容積熱負(fù)荷、爐膛截面熱負(fù)荷、燃燒區(qū)域受熱面熱負(fù)荷、爐膛輻射受熱面熱負(fù)荷、爐膛出口煙氣溫度等設(shè)計(jì)參數(shù)密切相關(guān)。 本設(shè)計(jì)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(yàn)選擇爐膛熱負(fù)荷 qv 數(shù)值， qv 的取值在93~151( kW/m3)之間， 本設(shè)計(jì)選的 qv=113kW/m3（先估后校） [8]。 qA 的選擇，與燃料的性質(zhì)、爐子的排渣方式、燃燒器的型式和布置因素 有關(guān)。容積熱負(fù)荷和截面積熱負(fù)荷的結(jié)合可以合理的確定爐膛的容積、形狀和尺寸。 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?jǐn)?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=2 58 (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 ω y： 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， ω y上限受飛灰磨損條件的影響，因?yàn)楣茏拥慕饘倌p程度同煙氣流速的三次方成正比， 綜上， ω y=爐膛出口煙氣溫度 θ 1： 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(jī)組鍋爐機(jī)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。 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 2 4 9 6 2 . 4 0 1 2 2 8 6 . 6 3V 1 6 . 7 7 k J / ( k g C )1 9 2 5 . 7 9 1 1 7 0??? ?? ? ? ???? ? ? ? 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。 爐膛壓力 p根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)選取，在這里爐膛內(nèi)壓力選取為： p= 水蒸氣容積份額2hor：2hor ? 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 論文 ） 23 三原子氣體和水蒸氣容積份額 r： r=