【正文】 程： ( I 39。為了得到更為詳盡的爐內(nèi)溫度的分布，需要建立新的分區(qū)段模型。 （ 2）沿爐膛高度將鍋爐分割成若干個區(qū)段，對每個區(qū)段分別進(jìn)行傳熱計算，得出各個區(qū)段的煙氣溫度和受熱面熱負(fù)荷。 （ 3） 煙氣流過大屏?xí)r的對流放熱 Qd ()d d pj bdjF T TQ B? ?? （ 528） 1 4[ (1 ) ]pb pj ybTT ? ???? （ 529） 一般屏區(qū)煙氣流速較低，對流傳熱很小， Qd 可忽略不計。 02 ( 1 ) 39。 大屏過熱器傳熱量可以分為三部分：大屏間高溫?zé)煔鈱芷恋妮椛浞艧? Qf大 屏接受爐膛的輻射熱 Qf2 和煙氣流過大屏?xí)r的對流放熱 Qd。 39。39。39。 39。39。fQ 根據(jù)有效輻射和熱有效系數(shù)的概念： 39。? （ 5— 6） 所以 1 1 2 212T F 39。1T 、 2V39。1 1 2 212T V 39。在以前的熱力計算中，后屏的傳熱計算以對流為主，將輻射傳熱合并到對流傳熱計算方法中。 0 . 61 ( )10800L L LLL rbTM q??? ?? （ 5— 1） 式中 rbq 按輸入爐膛的熱量計算的水冷壁熱負(fù)荷 /rb j l bq B Q F?? 公式（ 5－ 1）中引用了新的波爾茲曼準(zhǔn)則數(shù)，它更能反映出爐內(nèi)實(shí)際的換熱能力。熱有效系數(shù) ? 也具有一定的選擇性，即 ? 值隨著輻射波長有明顯的變化，在小容量機(jī)組熱力計算中未予以考慮。 （ 2）爐膛換熱計算方法用于 100MW 以下的鍋爐計算熱力計算時，計算數(shù)據(jù)與實(shí)際運(yùn)行中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)基本符合。上下擺動燃燒器，使煤粉火炬上下傾斜，改變火焰中心的位置，從而改變爐膛出口煙氣溫度，調(diào)節(jié)過熱或再熱汽溫。由于高溫再熱器處煙溫高，進(jìn)口汽溫的降低對其傳熱溫壓的增加影響不大，吸熱量增加很少。噴水減溫是直接接觸式熱交換，慣性小，調(diào)節(jié)靈敏， 易于自動化，加上其結(jié)構(gòu)簡單，因此電站鍋爐普遍采用。只是，鍋爐負(fù)荷降低時，汽輪機(jī)高壓缸排氣溫度降低，再熱器入口汽溫下降。 隨著鍋爐負(fù)荷的增加，過熱器中蒸汽流量和燃料消耗量都相應(yīng)增大，但爐內(nèi)火焰溫度升高甚少。我國煤種繁多，煤炭供應(yīng)渠道多樣化，鍋爐所燒煤質(zhì)多變，且呈不斷下降趨勢。當(dāng)過量空氣系數(shù)增加時，排煙損失增加，但是過量空氣增加時，一般飛灰或爐渣的含碳量將會減少。燃料在爐內(nèi)的最小停留時間可用下述關(guān)系來表示： min LWy? ? （ 3— 1） 式中 L—— 燃燒器上一次風(fēng)中心至屏下端距離， m Wy —— 煙氣在爐內(nèi)的平均上升速度， m/s ( 2 7 3 )273yjy VBABw ? ?? ?? （ 3— 2） 式中 jB — 計算燃料消耗量， Kg/h； yV — 煙氣體積， 3Nm /Kg p? — 煙氣平均溫度 39。 （ 4） 在爐內(nèi)要有足夠的停留時間。將煤粉氣流加熱到著火溫度所需的熱量稱為著火熱。 (3)燃燒階段。 (7) 灰渣是造成爐膛結(jié)渣和高溫對流受熱面沾污和結(jié)渣的主要來源，降低鍋爐的出力，熔化的灰渣堆爐膛耐火襯磚也有很大的侵蝕性。 由彈筒發(fā)熱量換算成高位發(fā)熱量公式，即 Q a d , g r = Q s d , b ( 9 5 S a d , b + Q a d , b )? （ 2— 2） 由高位發(fā)熱量換算成低位發(fā)熱量公式，即 Q a r , n e t Q a r , g r 2 5 ( 9 H a r M a r )? ? ? （ 2— 3） 由空氣干燥基高位發(fā)熱量 Qar,gr 換算為收到基高位發(fā)熱量 Qar,gr 的公式為 1 0 0 M a rQ a r , g r Q a d , g r1 0 0 M a d?? ? （ 2— 4） 煤質(zhì)對鍋爐設(shè)備的影響 煤質(zhì)對制粉設(shè)備以及制粉系統(tǒng)的影響 煤中水分會直接影響磨煤機(jī)的出力、鍋爐的效率，同時會為低溫受熱面的積灰、腐蝕創(chuàng)造條件；煤粉細(xì)度影響煤在鍋爐中的燃燒情況，大顆粒煤粉會造成結(jié)渣、不完全燃燒損失加大，高過氧量需求和腐蝕等；煤的可磨性影響磨煤機(jī)的出力和 電耗量，如果煤耐磨，磨煤機(jī)研磨不見磨損大；揮發(fā)分高，還容易引起磨煤機(jī)的著火和爆炸，造成嚴(yán)重后果。 4. 干燥無灰基（可燃基 )：以假想無水、無灰狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)。這種根據(jù)煤存在的條件或根據(jù)需要而規(guī)定的“成分組合”稱為基準(zhǔn)。煤的元素分析是指對煤中 C、 H、 O、 N、 S 五種元素的分析的總稱。 大容量鍋爐變工況運(yùn)行研究 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 第二章 煤的特性及其對鍋爐工作的影響 概述 煤的特性是鍋爐設(shè)計、運(yùn)行的基礎(chǔ)。這些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定都有自己的特點(diǎn)，并不統(tǒng)一，這不僅不利于鍋爐廠和電廠的交流合作。但用于 200MW 及以上的大容量鍋爐機(jī)組時，計算值與實(shí)際運(yùn)行值存在較大的誤差。變工況運(yùn)行容易給機(jī)組帶來一系列問題：（ 1）熱工參數(shù)達(dá)不到設(shè)計值，影響鍋爐的安全性和經(jīng)濟(jì)性。但按人口計算，我國人均煤炭能源資源占有量只有 噸，而美國人均煤炭資源占有量為 1045 噸，前蘇聯(lián)人均煤炭資源占有量為 1846 噸，世界人均煤炭資源占有量為 噸。第三產(chǎn)業(yè)和民用電量的增長迅速，其 中商業(yè)用電增長高于工業(yè)用電增長速度。在此后的幾年時間，又凈增發(fā)電裝機(jī)容量一億千瓦，成為新中國成立以來電力建設(shè)發(fā)展最快的時期。輻射式過熱器和屏式過熱器的計算新方法更符合實(shí)際運(yùn)行規(guī)律。新的分區(qū)段傳熱模型，將燃燒區(qū)域按實(shí)際運(yùn)行時燃燒器的投運(yùn)方式細(xì)分，并計算出燃燒器區(qū)域的溫度分布和沿爐膛高度方向上的溫度分布。 20xx 年四月，中國裝機(jī)容量突破三億千瓦。在電力消費(fèi)快速增長的同時，電力負(fù)荷特性也有明顯的變化。 我國能源資源中以煤炭資源最為豐富，儲藏量為 320xx 億噸，已探明的儲量為 9968 億 噸，可供開采的儲量為 2578 億噸。電力負(fù)荷峰谷差不斷增大，煤炭資源有限，而且種類眾多，這些特點(diǎn)都決定了我國電力機(jī)組將經(jīng)常處于變工況條件下運(yùn)行。該《標(biāo)準(zhǔn)》是在 100MW 以下鍋爐機(jī)組實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上建立起來的，對于 100MW 以下機(jī)組，計算數(shù)據(jù)和實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)基本符合。另外，各鍋爐廠還有自己的一些附加規(guī)定。在變工況特性方面的研究工作做得還少，大都是應(yīng)用國外的經(jīng)驗(yàn)，因 此，有必要在這方面展開研究，以適應(yīng)當(dāng)前發(fā)展的需要，努力使我國鍋爐變工況運(yùn)行技術(shù)提高到新的水平。另外，在煤的形成、開采和運(yùn)輸過程中，加入的水分和礦物質(zhì) (燃燒后成為灰分），也成為煤的組成成分。有時為了使用或研究工作的需要，在計算煤的各成分百分 含量時，可將某種成分不計算在內(nèi)。干燥基中因無水分，故灰分不受水 分變動的影響，灰分含量百分?jǐn)?shù)相對比較穩(wěn)定。（ 3）低位發(fā)熱量 Q：煤的高位發(fā)熱量減去煤樣中水和氫燃燒時生成的水的蒸發(fā)潛熱后的熱值，稱為低位發(fā)熱量，這是在鍋爐運(yùn)行中煤的有效發(fā)熱量。 (6) 灰分多，可能磨損受熱面（如果煙速高），如果煙速低，會形成受熱面積灰，降低傳熱效果，并使排煙溫度升高，增加排煙熱損 失，降低鍋爐熱效率；灰分多，也會產(chǎn)生爐內(nèi)結(jié)渣，同時會腐蝕金屬；灰分還是造成環(huán)境污染的根源。揮發(fā)分一經(jīng)析出，便馬上著火。 影響煤粉氣流穩(wěn)定著火的因素 煤粉空氣混和物經(jīng)燃燒器以射流方式被噴入爐膛后，通過湍流擴(kuò)散和回流，卷吸周圍的高溫?zé)煔?，同時又受到爐膛四壁及高溫火焰的輻射，被迅速加熱，熱量達(dá)到一定溫度后就開始著火。 （ 3） 空氣和煤粉的良好擾動和混合。然后是爐膛形狀，即與爐膛斷面積、燃料量、煙氣量有關(guān)。 過量空氣系數(shù)對經(jīng)濟(jì)性的影響 過量空氣系數(shù)對運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的影響主要表現(xiàn)在鍋爐排煙損失上。 鍋爐煤種和負(fù)荷適應(yīng)性 鍋爐具有較好的煤種和負(fù)荷適應(yīng)性對提高鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性具有重要意義，這是因?yàn)椋海?1）根據(jù)我國能源政策，鍋爐盡量燃燒質(zhì)量較差的煤，而將優(yōu)煤用于化工、冶金等領(lǐng)域。 汽溫特性 鍋爐 負(fù)荷變化時，過熱器與再熱器出口的蒸汽溫度跟隨變化的規(guī)律，稱為汽溫特性。 再熱蒸汽溫度隨鍋爐負(fù)荷變化規(guī)律與過熱器相同。 （ 1）噴水減溫方法 大容量鍋爐變工況運(yùn)行研究 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 噴水減溫是將水直接噴入過熱蒸汽中，水被加熱，汽化和過熱，吸收蒸汽中的熱量，達(dá)到調(diào)節(jié)汽溫的目的。低溫再熱器內(nèi)蒸汽流量減少，出口汽溫升高，低溫再熱器由于進(jìn)出口平均汽溫升高，與煙氣的溫壓降低而使吸熱量減少，汽溫降低。 （ 6）改變火焰中心位置方法 擺動式燃燒器多用于燃燒器四角布置鍋爐。 前蘇聯(lián)鍋爐機(jī)組熱力計算標(biāo)準(zhǔn)的主要特點(diǎn) （ 1）以相似理論為基礎(chǔ)，在對 100MW 以下的鍋爐機(jī)組進(jìn)行大量的試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，建立了具有較強(qiáng)的理論解析性和可靠的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計算方法。 （ 3）火焰與爐壁對輻射都具有選擇性，灰體模型的誤差較大。 爐膛出口煙溫計算新公式： 239。但后屏過熱器傳熱特性的 主要特點(diǎn)是輻射傳熱，尤其是管間傳熱，所以后屏過熱器的傳熱計算應(yīng)突出管間傳熱。故后屏區(qū)域的煙氣進(jìn)口的平均溫度按下式計算 39。、 39。 F 39。ff? （ 5— 8） （ 1）后屏進(jìn)口斷面接受的直接輻射 39。 39。 jtq 表示投射到后屏進(jìn)口斷面上的熱流密度。 pHpqBjQf ? （ 516） （ 2）后屏出口斷面向后屏后的輻射 fQ 4039。p p f P y p y p j pq H q H T H? ? ?? ? ? ? （ 517） 39。 ypQ f y T p j H p rBjQf ? ? ? ???? ?? （ 519） 大容量鍋爐變工況運(yùn)行研究 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 4039。爐膛出口煙溫升高，屏區(qū)煙溫提高，大屏的傳熱量增大。 hffjq Hp BQ ?? （ 526） 42 39。HP 分別表示大屏接受爐膛的輻射熱的水平界面和大屏與后屏平行的界面，β 是考慮大屏區(qū)高溫?zé)煔鈱t膛反向輻射后的吸熱系數(shù)。對于復(fù)雜的爐膛，例如爐膛內(nèi)布置了較多的屏式受熱面，這一方法不能采用。同時在米多爾分區(qū)段中，將冷灰斗作為燃燒器的一部分沒有單獨(dú)考慮，這樣對計算產(chǎn)生較大的誤差。物質(zhì)的流動包括下一區(qū)段煙氣流入本區(qū)段和本區(qū)段煙氣的流出；對外界輻射放熱過程包括對四周水冷壁的放熱、對上下假想截面的放熱；本區(qū)段獲得的熱量包括燃料在本區(qū)段燃燒放出的熱量、下一區(qū)段向上的輻射熱量和上一區(qū)段向下輻射的熱量。?? （ 62） I39。 Qrad=Qz+Qs+Qx （ 65） dQrea Qu+Q? （ 66） 式中： Q z為向四周的輻射熱量， Qs 為向上部假想截面輻射的熱量， Q x為向下部Qs Qd Qx Qz Qz Qu 分區(qū)段模型 大容量鍋爐變工況運(yùn)行研究 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 假想截面輻射的熱量， Qu 為上面區(qū)段向下輻射的熱量， Qd 為下面區(qū)段向上輻射的熱量 。 C 39。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ????? ? ? ? ? （ 68） 下角標(biāo) i 表示本區(qū)段， i 1 表示下一區(qū)段， i +1 表示上一區(qū)段 。 B V C 39。燃煤量的確定：最大