【正文】 、 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準。在煤種和負荷變化時能及時地對風速和風量進行正確的調節(jié)，其各調節(jié)機構的傳動和調節(jié)靈敏、可靠、耐用。 鈍體燃燒器在國內大都應用在燃用劣質煙煤、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，還可在額定負荷的 55%~60%的低負荷下穩(wěn)定運行而不用投油助燃。它的工作原理是：在一次風道內采用百葉窗式煤粉濃縮器，使煤粉氣流在流經百葉窗時發(fā)生不同程度的偏轉，導致煤粉和氣流慣性 分離，經分流隔板后形成濃淡兩股煤粉氣流射流。 1. 2 新型燃燒器的發(fā)展 煤粉爐運行的經濟性和安全性都與煤粉火炬的穩(wěn)定性有密切的關系。因一次風攜帶的煤粉比較容易著火，故希望在一次風中煤粉著火后及時、迅速的和相鄰二次風噴口射出的熱空氣混合 [5]。我國的燃燒鍋爐大部分采用直流燃燒器 [13]。 在設計的過程中，參數(shù)的選擇會考慮 采用最新的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)計算時如果有必要，也會采用新的計算公式。 涉密論文按學校規(guī)定處理。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。本次畢業(yè)設計的是鍋爐容量為 2020 t/h 的直流煤粉燃燒器，論文 首先 通過對所給煤種 進行的工業(yè) 分析， 確定了煤種實際的發(fā)熱量 、鍋爐的基本參數(shù)、理論空氣量和煙氣量，并最終確定了 爐膛燃料消耗量等 ； 然后， 計算 爐膛的結構尺寸， 先假定爐膛的容積熱負荷和截面熱負荷，計算出爐膛的容積和截 面積以及爐膛的主體高度， 并 根 據(jù) 煤種特性 來初步選定煤粉燃燒器的類型 和布置方式 ， 針對燃燒煤種和鍋爐容量選擇合適的制粉系統(tǒng)；最后，計算燃燒器的出力，確定一、二次風的風量，在此基礎上，最終確定出燃燒器的噴口截面尺寸和燃燒器的阻力。煤粉燃燒器也稱為噴燃器，他是煤粉爐燃燒設 備的主要組成部分。 直流煤粉燃燒器通常由一列矩形或圓形噴口組成。 （ 2） .一次風集中布置的分級配風直流燃燒器 南京工程學院畢業(yè)設計說明書 （ 論文 ） 3 分級配風直流燃燒器適用于燃燒著火比較困難的煤，如揮發(fā)分低的貧煤、無煙煤或劣質煙煤。這種燃燒器的煤粉噴嘴是一種濃淡分離的高濃度煤粉燃燒器，煤粉噴嘴的一次風道與煤粉管道的連接處有一個彎頭，因此， WR 燃燒器時煤粉濃淡分離的工作原理，就是利用煤粉氣流通過這個管道彎頭時，依靠離心離力的作用，大部分煤粉緊貼著彎頭外側進入煤粉噴嘴，而放在煤粉噴嘴中間的水平肋片，將使煤 粉氣流順勢分成兩股，上部分是高濃度煤粉氣流，下部是低濃度煤粉氣流，并將其保持到離開噴嘴以后的一段距離，從而提高了煤粉氣流噴嘴出口處上部煤粉氣流的煤粉濃度。 水平濃淡燃燒器布置在四角切圓的同一個水平面內。另外，在鈍體的導流下，一次風射流的擴展角也比原來的顯著增大，射流外邊界卷吸溫煙氣的能力也有所增加。 具體的內容和 需要 注意的問題簡介如下： 一、設計的主要 思路 論文首 先通過對所給煤種進行的工業(yè)分析，確定了煤種實際的發(fā)熱量、鍋爐的基本參數(shù)、理論空氣量和煙氣量，并最終確定了爐膛燃料消耗量等；然后，計算爐膛的結構尺寸，先假定爐膛的容積熱負荷和截面熱負荷，計算出爐膛的容積和截面積以及爐膛的主體高度，并根據(jù)煤種特性來初步選定煤粉燃燒器的類型和布置方式，針對燃燒煤種和鍋爐容量選擇合適的制粉系統(tǒng)；最后，計算燃燒器的出力，確定一、二次風的風量，在此基礎上，最終確定出燃燒器的噴口截面尺寸和燃燒器的阻力。本次設計是在鍋爐額定負荷下進行的考慮到是固態(tài)排渣爐，屏式水冷壁，爐膛的漏風系數(shù) Δα=[10]。由工程熱力學可 知，其焓值等于各組成成分焓的總和，所以理論煙氣焓的計算式為 ? ? ? ? ? ?2 2 22 2 200y R O N H OR O N H Oh V c t V c t V c t k J / k g? ? ? 式中 (ct)RO (ct)N (ct)H2O— 理論煙氣中各成分在溫度 t ℃ 時的焓值 由于 VCO2VSO2，且兩者的比熱容接近。因為本設計是在額定負荷下進行的，因此 De/D=1，所以 q5取 。 二、蒸汽參數(shù)和鍋爐容量對鍋爐本體布置的影響 隨著鍋爐從小型工業(yè)爐發(fā)展到大的電站鍋爐，容量增大，蒸汽參數(shù)的大幅提高 ，使得爐內加熱、蒸發(fā)和過熱吸熱量的比例發(fā)生變化。并要在易磨損的局部管段和彎頭處加裝防磨件。 qv 選的過大，表示燃料和煙氣在 爐內停留的時間過短，燃料來不及完全燃燒。但二者的影響規(guī)律相反，爐膛整體溫度高，則燃料停留時間短；反之，爐膛整體溫度低，燃料停留時間長。但同時還需要考慮煤燃燒時的結渣特性，如果截面熱負荷較高，則將沒有足夠的受熱面來吸收燃燒區(qū)域燃料燃燒釋放的熱量，使局部溫度過高，引起燃燒器附近區(qū)域結渣。爐膛主要尺寸和熱強度是緊密聯(lián)系的。 爐膛出口過量空氣系數(shù) α″： α″= 爐膛漏風系數(shù) Δα： Δα= 制粉系統(tǒng)漏風系數(shù) Δαzf： Δαzf= 在進行傳熱計算時，還需要估計一個熱空氣溫度。另外，氣體介質的散射輻射能力很弱， 因此在爐內換熱計算中散射可以忽略不計， CO2和 H2O 可以認為是純的吸收性介質。 煙氣質量 my可以用公式 my=1－ Aar/100+,求得 my=。同時， 對爐膛的內各個系數(shù)，包括輻射減弱系數(shù)， 水冷壁角系數(shù)和污染系數(shù)， 屏的 角系數(shù)和熱有效 系數(shù)，爐膛黑度等最終確定，完成了爐膛的出口煙溫的校核，保證下一步的計算的正確進行。 除此之外，切向直流式燃燒器對煤種的適應性好，所以現(xiàn)在的電站鍋爐也多采用這種燃燒器，這也是本設計將它作為研究對象的原因。燃燒器噴口總高度和寬度 Hr/br 在 4~6 之間，燃燒煙煤或褐煤時，高寬比適當取得高點。 直流是燃燒器理想的布置方案是 將爐膛 的橫截面積 設計成正方形（這一點在上一章的爐膛結構尺寸中已經做到了） ，燃燒器正四角布置切圓燃燒，如 圖 4。 一、燃燒器型式的選擇 本設計要求的是直流煤粉燃燒器，因此在此 做 簡單的說明選擇的原因：煤粉燃燒器總的可以分為直流和旋流兩種，具體選擇的是直流還是旋流燃燒器，需要根據(jù)所燃 煤種的性質，包括煤種的發(fā)熱量、工業(yè)分析尤其是干燥無灰基揮發(fā)分 Vdaf(%)、煤種的燃燒特性和灰熔點等。Mpa) p— 爐膛火焰壓力，對平衡通風負壓燃燒的爐膛取 p= s— 有效輻射層厚度， m 將以上數(shù)值代入 公式 （ 35） 可得 南京工程學院畢業(yè)設計說明書 （ 論文 ） 25 αh=1－ e－ kps=1－ e－ =(m所以除了氣體輻射外，煤粉爐還要考慮到灰粒和焦炭粒子的輻射對總輻射帶來的影響 [9]。 理論冷空氣焓： h0 lf= kJ/kg 空預器出口過量空氣系數(shù) ky??? ：空氣預熱器出口的過量空氣系數(shù)是在爐膛出口的過量空氣 系數(shù)減去爐膛漏風和制粉漏風的值，即 k y z f 1 . 2 0 0 . 5 0 0 . 1 2 1 . 0 3?? ?? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 空氣帶入爐膛的熱量 Qk： 南京工程學院畢業(yè)設計說明書 （ 論文 ） 22 Qk=β kyh0 rf +(Δα″+Δαzf)h0 rf =+(+) =(kJ/kg) 每千克燃料送入鍋爐的熱量 Ql： Ql=Qr(100－ q3－ q4－ q6)/(100－ q4)+Qk =22415(100－ － － 0)/(100－ )+ =(kJ/kg) 根據(jù)煙氣溫焓表查得理論燃燒溫度 0rs? ： 0rs C? ? ? 理論燃燒絕對溫度 T0： T0= 0rs? += 根據(jù)以往經驗和給定設計煤種的熔融特性，先 假定爐膛出口煙氣溫度（后校核）為： l 1170 C? ? ? ， 如果溫差超過 20℃ 需要將計算得到的爐膛出口煙溫帶入此處進行重新設計 計算。 屏過管徑及厚度 dδ： dδ=517mm； 屏過管內工質質量流量 ρω： 蒸汽速度選的太低，蒸汽的傳熱能力下降，過熱器管道的溫度很高，將影響過熱器的安全運行；反之，如果蒸汽的速度選的太高，蒸汽流動的阻力就會很大，對傳熱也不利，因此， ρω= kg/(m2s)。 本設計取 qA=6600kW/m2（先估后校） [8]， 將數(shù)值代入 公式 （ 32） 可得： 5 22 . 5 7 8 1 0 2 2 4 1 5A 2 4 3 . 4 2 ( m )6 6 0 0 1 0 0 0????? 截面熱負荷熱從另一個角度反映了爐膛內的溫度水平和燃料在爐膛內的停留時間，彌補了爐膛容積熱負荷僅能夠確定爐膛容積而不能確定其形狀的不足。 qA 的值選的太高，說明爐膛斷面積過小，在燃燒器區(qū)域燃料燃燒釋放出的大量熱量沒有足夠的水冷壁受熱面來吸收，就會使燃燒器區(qū)域的局部溫度過高，引起燃燒器區(qū)域的結渣。因此，一般按煙氣的冷卻條件來確定 qv 的值，從而確定爐膛的容積。 爐膛的容積和截面積計算 爐膛結構的幾何特征主要包括： 1）爐膛容積 ； 2）爐膛內爐墻總面積； 3）南京工程學院畢業(yè)設計說明書 （ 論文 ） 15 爐膛有效輻射受熱面的面積； 4）爐膛火焰有效敷設層厚度； 5）爐膛水冷程度。綜上所述，鍋爐受熱面的布置從總體平 衡的熱角度，是隨著鍋爐參數(shù)的變化而調整的，并且從最佳傳熱考慮，將工質溫度高的對流受熱面放置在高煙溫處。南京工程學院畢業(yè)設計說明書 （ 論文 ） 13 第三章 爐膛型式及燃燒方式的確定 鍋爐本體布置 一、鍋爐本體布置的典型結構 鍋爐本體布置采用的爐型，要根據(jù)燃料種類、燃燒方式，鍋爐容量，循環(huán)方式和廠房布置條件等來選擇。給 水溫度高時，尾部受熱面?zhèn)鳠釡夭钕陆?，排煙溫度應高點，水分較大時，空氣和煙氣熱容比減小，排煙溫度應高些，燃料的硫份較多時，金屬壁溫低于煙氣露點時。 ：理論空氣量、理論氮容積、 RO2 容積、理論干煙氣量、理論水容積等。 因為，不同的制粉系統(tǒng)就對應于不同的配風方式 ， 這這將直接導致最后計算結果和燃燒器噴口的整體布置。 2）有較好的燃料適應性和負荷調節(jié)性。 （ 3） .鈍體燃燒器 鈍體燃燒器就是在常規(guī)應用的四角切圓布置燃燒直流燃燒器靠近一次風噴口處安裝一個三角形的鈍體，它是華中理工大學的研究成果。并以此為核心發(fā)展成了系列濃淡煤粉燃燒技術。一次風集中布置的問題在于著火區(qū)煤粉濃度高，可能造成著火區(qū)供氧不足，延緩燃燒過程 [5,6]。這種燃燒器的一、二次風噴口通常交 替間隔排列，相鄰兩個噴口的中心間距較小。上世紀 80 年代時，我國開始引進鍋爐技術，由于在此前我國對直流燃燒器的研究較多，因此主要引進了直流燃燒器。本次畢業(yè)設計的是鍋爐容量為 2020 t/h 的直流煤粉燃燒器，通過對所給煤種進行分析，計算出煤種的發(fā)熱量和干燥無灰基揮發(fā)分成分及爐膛燃料消耗量等，來初步選定煤粉燃燒器的類型；考慮到現(xiàn)行的電站鍋爐普遍采用的四角切圓的燃燒方式，本次畢業(yè)設計 采用直流煤粉燃燒器；對爐膛的尺寸計算得到合理的假想切圓直徑，并對一、二次風量和風速進行計算，將一 、 二次風同送入燃燒器的空氣合理配比，從而使煤粉在爐膛內混合充分均勻，從而使燃燒更穩(wěn)定，更高效； 因為本設計是針對大的單元機組設計的 。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發(fā)表或公布過的研究成果 ，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。 具體得到的計算結果是：一次風噴口截面積 ，二次風噴口截面積 ，燃燒器的高度 ，一次風道阻力 ，二次風道阻力 。燃燒器的性能對燃燒的穩(wěn)定性和經濟性有很大的影響 。煤粉氣流和熱空氣從噴口射出后，形成直流射流。其特點：幾個一次風噴口集中布置在一起，一、二次風口中心間距較大。同時在噴嘴出口處裝有一個擴流錐，它可以在噴嘴出口形成一個穩(wěn)定的回流區(qū)。淡煤粉氣流在背火側噴入爐膛，形成外側假想切圓；濃煤粉氣流在向火側噴入爐膛，形成內側假想切圓。因此，鈍體燃燒器對燃燒低揮發(fā)份的切圓燃燒方式的穩(wěn)燃有很大的作 用 [7]。 二 、設計 開始前應注意的問題 （ 1） 、 應為本次設計的是 2020T/h 鍋爐直流煤粉燃燒器 ，在參數(shù)選擇時應特別注意，因為很多的參數(shù)的確定是在過去 小容量的爐內傳熱實驗數(shù)據(jù)總結出來的，存在 一定得誤差，這就需要在設計時要多多的參考文獻，以求得更加精準的參數(shù)選擇。 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。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