【正文】 , and the height of the burner is , and the duct resistance of the primary air and secondary air are and . Keywords 2020t/h Dc pulverized coal burner Design Thermodynamic calculations 目 錄 前言 ..................................................... 1 第一章 緒論 ............................................... 2 1. 1 直流式燃燒器的特點和發(fā)展 ......................................... 2 1. 2 新型燃燒器的發(fā)展 ................................................. 3 1. 3 燃燒器設(shè)計的思路和需要注意的問題 ................................. 4 第二章 燃料性質(zhì)和燃燒計算 ........................................... 6 ................................................ 6 .................................................... 8 ............................................................. 12 第三章 爐膛型式及燃燒方式的確定 .................................... 13 ..................................................... 13 ........................................... 14 ........................................... 16 ................................................. 21 ............................................................. 26 第四章 燃燒器的選型和計算 .......................................... 27 ......................................... 27 ............................................. 28 ............................................. 29 ................................................... 32 ............................................................. 36 第五章 總結(jié) ........................................................ 38 參考文獻(xiàn) ........................................................... 40 致謝 ............................................................... 42 附表 ............................................................... 43 附圖 ............................................................... 44 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （ 論文 ） 1 前言 改革開放 30年來，電力行業(yè)走過了一條輝煌的改革發(fā)展之路，我國發(fā)電裝機(jī)容量連續(xù)保持每年新增 1 億千瓦的迅猛勢頭。 目前的燃燒器主要有旋流和直流兩種形式，兩者 主要是 由 國外兩大電站鍋爐制造 廠商 GE和 Bamp。直流射流的主要特點是 沿著流動方向的速度衰減 比較慢，具有 比 較穩(wěn)定的射流核心區(qū)，且一次風(fēng)和二次風(fēng)的后期混合表較強(qiáng) [4, 5]。由于一次風(fēng)攜帶的煤粉著火比較困難，一、二次風(fēng)的混合過早，會使火焰溫度降低，引起著火不穩(wěn)定。實踐證明， WR 燃燒器能有效地燃用低揮發(fā)份的無煙煤和貧煤 [6]。淡煤粉氣流在水冷壁附近區(qū)域形成比普通燃燒器強(qiáng)的多的氧化性氣氛。 1. 3 燃燒器設(shè)計的 思路 和需要注意的問題 隨著鍋爐容量的增大，機(jī)組大型化，對燃燒器的要求已經(jīng)不僅局限在過去小容量實驗數(shù)據(jù)總結(jié)的參數(shù)， 這也是本機(jī)設(shè)計的初衷之一，在設(shè)計大容量鍋爐的燃燒器時，會面臨一些之前沒遇到的問題，設(shè)計的步驟會有些改變， 煤粉燃燒器選用和計算的主要內(nèi)容有：選用煤粉燃燒器的型式和布置方式、確定每臺鍋爐所用燃燒器的數(shù)目和燃燒器的熱功率，計算一、二次風(fēng)量，計算燃燒器出口截面積和結(jié)構(gòu)尺寸，計算燃燒器的阻力。 （ 2） 、鍋爐容量是 2020T/h，可以按亞臨界鍋爐也可以按超臨界鍋爐進(jìn)行設(shè)計算，在計算之前首先應(yīng)該明確這一前提，否則在最后計算的結(jié)構(gòu)上會有很大的差距。 主 蒸汽壓力取 ： P0= 主 蒸汽溫度取 ： T0=570℃ 查表 [11]計算可得過熱蒸汽焓值： h〃 gg = kJ/kg 再熱蒸汽 進(jìn)口溫度 ： T?zr=321℃ 再熱蒸汽進(jìn)口壓力 ： P?zr= 再熱蒸汽進(jìn)口焓 ： h?zr= kJ/kg 再熱蒸汽出口溫度 ： T?zr=569℃ 再熱蒸汽出口壓力 ： P?zr= 再熱蒸汽出口焓 ： h?zr= kJ/kg 給水溫度 ： tgs=285℃ 低溫省煤器入口的壓力即給水壓力 ： pgs= Mpa[12] 查水蒸氣熱力表用差值法可得到給水焓 ： hgs= kJ/kg 鍋爐的有效熱量包括過熱蒸汽的吸熱、再熱蒸汽的吸熱、飽和蒸汽的吸熱和排污水 的吸 熱，當(dāng)鍋爐不對外供應(yīng)飽和蒸汽時，而且是直流爐時，單位時間內(nèi) 鍋 爐的總有效利用熱量 Q 計算公式如 Q=1000(De(h〃 gg － hgs)+ Dzr(h?zr－ h’ zr)) （ 22） 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （ 論文 ） 8 將數(shù)值代入公式 （ 22）可得： Q=1000(De(h〃 gg － hgs)+ Dzr(h?zr－ h’ zr)) =1000( 2020( )+1700( ))=10 9 (kJ/h) 燃料的燃燒計算以單位質(zhì)量（或單位體積）的 燃料為基礎(chǔ)。 例如： 100℃ 時的實際空氣焓 h y=h100 y +(α 1) h100 k =+() = (kJ/kg) 其他溫度下的空氣和煙氣焓的計算方法同上 ，見附表 1 和附表 2。 當(dāng)燃煤的折算灰分小于 10%（即 Azs=4187Aar/Qar,10%）時，固態(tài)排渣煤粉爐可忽略爐渣的熱損失 [4]，即 q6=0 Azs=4187 10% 所以 取 q6=0 （ⅳ）排煙損失 q2 q2=(hpy－ hlk)(100－ q4)/ Qr=(－ ) (100 － )/22415= 所以鍋爐熱效率 η =100－ ∑q=100 － (+0+++0)= （ 3）保熱系數(shù) φ φ =1 q5/(η + q5)=(+)= （ 4）實際燃料消耗量 B 實際燃料消耗量是指單位時間內(nèi)實際耗用的燃料量 B=100 Q/(Qη ) （ 23） 式中： Q— 鍋爐的有效利用熱量（前面已經(jīng)計算）。這樣一方面達(dá)到爐內(nèi)吸熱平衡，以保持適當(dāng)?shù)臓t膛出口溫度，另一方面增大過熱器的傳熱溫差，并有輻射吸熱特性，對氣溫調(diào)節(jié)也有好處。 煤種的灰融特性對爐膛的設(shè)計有很大的影響，結(jié)渣和沾灰是引起人們嚴(yán)重關(guān)切的問題。這將引起爐膛出口部位或?qū)α魇軣崦娼Y(jié)渣。爐膛斷面熱強(qiáng)度 qA是爐膛主要的計算特性，它反映了燃燒器區(qū)域的溫度水平。截面熱負(fù)荷的選擇還應(yīng)考慮到水冷壁管內(nèi)工質(zhì)冷卻能力的影響。南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （ 論文 ） 17 圖 2 爐膛主體高度決定方法示意圖 Hl的計算公式 d h dl V (V V )H A??? （ 33） 其中 Vd— 爐頂容積，單位 m3 Vhd— 冷灰斗容積 , 單位 m3。從理論上來講，熱空氣溫度 trf越高越好，但是當(dāng)熱空氣溫度到達(dá)一定數(shù)值后，對于強(qiáng)化燃燒的作用相對減弱，反而要消耗過多的空氣預(yù)熱器受熱面，并且增加尾部受熱面布置的難度，所以熱空氣溫度只需能使燃料穩(wěn)定燃燒便可，不必太高。煤粉火焰中的碳粒是以焦炭粒子和炭黑粒子的形式存在的。 灰粒的輻射減弱系數(shù) kh： h 2 2 2 233lh559 00 559 00k( 273 ) d ( 117 0 273 ) 1379. 17 ( 1 / ( m Mpa ) )??? ? ? ? ?? 燃料種類修正系數(shù)，根據(jù)煙煤選?。?x1= 燃燒方式修正系數(shù)，根據(jù)室燃爐選?。?x2= 煤粉火焰輻射減弱系數(shù) k： k=kdr+khμ y+10x1x2=++10 = 爐膛火焰黑度 h? ：火焰 黑度表示爐內(nèi)高溫介質(zhì)的輻射能力，工程火焰的輻射是一個十分復(fù)雜的現(xiàn)象，在現(xiàn)行鍋爐熱功計算中將這一復(fù)雜問題作了簡化。 煤粉燃燒器選用和計算的主要內(nèi)容有：選用煤粉燃燒器的型式和布置方式、確定每臺鍋爐 所用燃燒器的數(shù)目和燃燒器的熱功率，計算一、二 和三 次風(fēng)量，計算燃燒器出口截面積和結(jié)構(gòu)尺寸，計算燃燒器的阻力 [8,9]。 采用不同的燃燒方式就會采用不同的燃燒器和燃燒方式，由于本設(shè)計采用的是直流燃燒器，所以宜采用四角布置的切向燃燒方式。 制粉系統(tǒng)的選擇應(yīng)根據(jù)燃煤特性和鍋爐容量等考慮，同時，系統(tǒng)的投資和運行費用進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，最后做出決定。 磨煤機(jī)型式選定后，要結(jié)合鍋爐的燃燒要求，選擇相應(yīng)的制粉系統(tǒng)。 對于切向燃燒直流煤粉燃燒器，所謂的燃燒器數(shù)目是指一次風(fēng)噴口的數(shù)目。 4）在低負(fù)荷或鍋爐啟停時，需要切換或啟停一些燃燒器，如果單只燃燒器熱功率過大，對防止?fàn)t膛火焰偏斜有不利的影響。 二、燃燒器 的空氣量和 一、二次風(fēng)量計算 通過燃燒器的總空氣量 Vr(Nm3/h)或 (m3/s)和通過燃燒器送入的 燃料燃燒所需的理論空氣量 BjV0(Nm3/h)的比值，稱為燃燒器的過量空氣系數(shù) α r： rr 0jVBV?? （ 42） 一次風(fēng)量和 V1和 BjV0(Nm3/h)的比值 稱為一次風(fēng)供給系數(shù) α 1，同理也有二次風(fēng)供給系數(shù) α 2。鍋爐在額定負(fù)荷下的燃料消耗量也是已知的， 將數(shù)值代入公式 （ 41）可得： Br=B/Zr=(kg/h)=(kg/s) 將 Br折算為燃料在單位時間內(nèi)通過燃燒器燃燒所釋放的熱量 Qrs，也就是單只燃燒器的熱功率： Qrs=BrQar,p= 22415=(kW) 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （ 論文 ） 30 隨著鍋爐容量的不斷增大，爐膛容積和單只燃燒器的出力或熱功率也相應(yīng)的增大。單元制制粉系統(tǒng)一般分兩大類：一類是直吹式制粉系統(tǒng)，即磨成的煤粉直接吹入爐膛，一般配用中速和高速磨煤機(jī)，直吹式制粉系統(tǒng)分為負(fù)壓系統(tǒng)和正壓系統(tǒng)；另一類是中儲式制粉系統(tǒng)，即磨成的煤粉先儲存在中間煤粉倉，隨后再根據(jù)負(fù)荷要求再由煤粉倉送 入爐膛。又是還 必須考慮煤種和煤質(zhì)可能的變化。 直流是燃燒器理想 的布置方案是將爐膛的橫截面積設(shè)計成正方形（這一點在上一章的爐膛結(jié)構(gòu)尺寸中已經(jīng)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(shè)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(zhì)，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(fēng)負(fù)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 α h=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(yù)器出口過量空氣系數(shù)ky???：空氣預(yù)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(fēng)和制粉漏風(fēng)的值，即 k y z f 1 .2 0 0 .5 0 0 .1 2 1 .0 3?? ?? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （ 論文 ） 22 空氣帶入爐膛的熱量 Qk： Qk=β kyh0 rf+(Δα ″ +Δα zf)h0 rf = +(+) =(kJ/kg) 每千 克燃料送入鍋爐的