【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 問(wèn)題時(shí)，則要計(jì)及對(duì)流傳熱造成的影響。 爐膛設(shè)計(jì)完成后，進(jìn)行爐膛的熱力計(jì)算。爐膛的熱力計(jì)算是在布置好爐膛的幾何形狀、受熱面的結(jié)構(gòu)和面積后進(jìn)行，熱力計(jì)算的目的是校核所設(shè)計(jì)的爐膛能否將火焰冷卻到預(yù)期的爐膛出口溫度，即爐膛內(nèi)布置的受熱面能否吸收分配的輻射熱量。 爐膛結(jié)構(gòu) 爐膛用以保證燃料燃盡并使出口煙氣冷卻到對(duì)流受熱面安全工作所允許的溫度， 爐膛出口的 xNO 、 2SO 等排放符合環(huán)保要求。 本鍋爐采用直流式燃燒器切向燃燒方式的正方形爐膛，中速磨煤正壓冷一次風(fēng)機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)。 影響爐膛設(shè)計(jì)的主要因素：燃料特性、排渣方式和燃燒方式。我國(guó)電站鍋爐主要采用直流式燃燒器切向燃燒方式的正方形爐膛、爐膛寬度 a/爐膛深度 b的爐膛。切向燃燒方式的優(yōu)點(diǎn)是爐膛四壁水冷壁的熱負(fù)荷比較均勻，改善了風(fēng)粉混合工況，即使各個(gè)角噴口的風(fēng)粉不均勻性大些，相鄰火焰可以相互點(diǎn)燃，燃燒較穩(wěn)定，對(duì)燃料適應(yīng)性較好，直流式燃燒器阻力較小，易于操作和調(diào)整。 爐膛四周采用膜式水冷壁（膜式水冷壁氣密性好，大型鍋爐常采用）。膜式水冷壁由光管加扁鋼焊接而成，如圖 31。管子規(guī)格（外徑壁厚）為 ，節(jié)距為 ，材料牌號(hào)為 SA210C。在爐膛較高熱負(fù)荷區(qū)域采用內(nèi)螺紋管，螺紋頭數(shù)為 8。爐膛有四個(gè)較大的切角，每個(gè)切角各有 11 根水冷壁管，其中 1根為側(cè)水冷壁管子， 10根為前（后）水冷壁管，各水冷壁管子根數(shù)如下：前水冷壁與后水冷壁各 174 根，兩側(cè)水冷壁各 157 根，總計(jì) 662 根。 圖 膜式水冷壁 由汽包來(lái)的具有欠焓的水，經(jīng) 4 根外徑為 508 的集中下降管，通過(guò) 74根外徑為 159mm 的連接管將爐水送到外徑為 273mm 的前、后與側(cè)墻水冷壁下集箱，爐水在水冷壁管內(nèi)進(jìn)行加熱蒸發(fā)，其出口的汽水混合物在進(jìn)入外徑為 273mm 的水冷壁上集箱，通過(guò) 94 根外徑為 159mm 的汽水連接管進(jìn)入汽包。 水冷壁回路劃分： 水冷壁的循環(huán)回路共 22 個(gè)，回路是按爐膛高度熱負(fù)荷曲線、爐膛寬度與深度熱負(fù)荷分配曲線和水冷壁管幾何形狀等因素劃分的。前墻、后墻各有 5個(gè)回路，兩側(cè)墻各有 6 個(gè)回路。為改善角隅受熱條件，將其布置為大切角并 劃成單獨(dú)回路。折焰角部分的側(cè)墻按受熱情況、采用叉形管情況及管子形狀等因素分為 2 個(gè)回路。 4根集中下降管的每一根負(fù)責(zé)爐膛一個(gè)角部水冷壁的供水，一個(gè)回路盡量由同一集中下降管供水。水冷壁下集箱的下水連接管數(shù)量與上集箱的汽水引出管數(shù)量按回路受熱情況與回路水冷壁管束量確定。 爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)列于表 31，水冷壁結(jié)構(gòu)列于表 32。 表 31 爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（帶有凝渣管和屏式過(guò)熱器 ） 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 計(jì)算公式或數(shù)據(jù)來(lái)源 數(shù)值 1 爐膛截面熱 負(fù)荷 Fq 2/mkW 文獻(xiàn) 2表 840 4400 2 爐膛截面積 F 2m Fparj qQBa ,2 ? 3 爐膛寬度 a m 4 第一根凝渣管 高 1nh m 設(shè)定 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 計(jì)算公式或數(shù)據(jù)來(lái)源 數(shù)值 5 頂棚寬度 dpl m xxzy lla ?cos?? 6 折焰角前端到第一排凝渣管斜管段長(zhǎng) xl m 設(shè)定 7 折焰角寬度 zyl m 設(shè)定 8 折焰角上傾角 度 s? ? 設(shè)定 45 9 折焰角下傾角 度 x? ? 設(shè)定 30 10 凝渣管與爐墻 距離 nzl m dpla? 11 頂棚高度 dph m ddpn lh ?tan1 ? 12 折焰角高度 zyh m dzyl ?tan 13 zyh m xnzl ?tan 14 冷灰斗底口寬 度 hdl m 設(shè)定 2 15 冷灰斗傾角 hd? ? 設(shè)定 55 16 冷灰斗中部寬 度 dzl m 2hdal? 17 冷灰斗高度 hdh m ( ) tan2hd hdal ?? 18 冷灰斗斜邊長(zhǎng) 度的一半 hxl m 2sinhdhdh? 19 爐膛容積熱負(fù) 荷 Vq 2/( )kg m s 文獻(xiàn) 2表 839選取 1600 20 爐膛容積 1V 根 ,ar pj vQB q 21 側(cè)墻面積 cF 2m 1Va 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 計(jì)算公式或數(shù)據(jù)來(lái)源 數(shù)值 22 爐膛中部高度 lzh m 1( ) ( ) ()2 2 4n d p d p d p z y d z h dch h l l a h a l hFa?? ?? ? ? 23 出口窗中心到 灰斗中心高 ckh m 1 si n22n x x h dzy lzh l hhh?? ? ? ? 24 前墻面積 qF 2m ()2dzdp zy lz hx lh h h h a? ? ? ? 25 后墻面積 hF 2m ()c o s 2zy dzlz hxxl lh h a? ? ? ? 26 出口窗面積 chF 2m 1()cosnz zy nxll ha?? ? 27 頂棚面積 dF 2m cosdpdla? 28 爐膛總面積 1F 2m 2 c q h ch dF F F F F? ? ? ? 29 爐膛總高 1H m 2hddp zy lz hh h h? ? ? 燃燒器設(shè)計(jì) 燃燒器是指將燃料與燃燒所需的空氣按規(guī)定比例、速度和混合方式經(jīng)燃燒噴口送入爐膛并正確組織燃料在爐膛內(nèi)著火、燃燒和燃盡的裝置。切向燃燒時(shí)，射流在爐膛中央合成一個(gè)大的旋轉(zhuǎn)氣流，理想的爐內(nèi)空氣動(dòng)力工況，要求這個(gè)旋轉(zhuǎn)氣流中心不偏離爐膛中央，也不貼壁沖墻，熱負(fù)荷分布均勻，火焰充滿度好。每組燃燒器有兩個(gè)一次風(fēng)口，兩個(gè)二次風(fēng)口和兩個(gè)廢氣燃燒器，燃燒器的結(jié)夠示意圖見(jiàn)圖 32。燃燒器結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算見(jiàn)表 33。 圖 燃燒器布置 表 33 燃燒器結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式及計(jì)算 結(jié)果 1 計(jì)算燃燒消耗量 jB skg/ 查文獻(xiàn) 2表 I4 2 燃料受到基低位發(fā)熱量 parQ , gkkJ/ 見(jiàn)任務(wù)書 19860 3 燃料干燥無(wú)灰基揮發(fā)分 dafV % 由任務(wù)書初始數(shù)據(jù)得 4 理論空氣量 0V gkNm/3 由表 23得 5 爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù) 1? 由煙氣特性表得 6 爐膛漏風(fēng)系數(shù) 1?? 由煙氣特性表得 7 空氣預(yù)熱器出口風(fēng)溫 kyt c? 見(jiàn)任務(wù)書 8 一次風(fēng)率 1r 文獻(xiàn) 2參考表 84選取 9 磨煤廢氣（三次風(fēng)率） 3r 由制粉系統(tǒng)得 10 磨煤廢氣及煤粉溫度 ft c? 由制粉系統(tǒng)得 150 11 二次風(fēng)及送粉熱風(fēng)溫度 2t c? 10tky? 12 一次風(fēng)中煤粉濃度 ? gg kk/ 01111 1 ?? ? 13 熱風(fēng)比熱 2kc CkkJ g?/ 查 2t 下的空氣比熱表 14 一次風(fēng)溫 1t c? 見(jiàn)任務(wù)書 15 一次風(fēng)溫 t1下的空氣比熱 1kc CkkJ g?/ 查 1t 下的空氣比熱表 16 煤粉器前的一次風(fēng)溫 1t c? 見(jiàn)任務(wù)書 17 爐膛漏風(fēng)率 fr1 11??? 18 二次風(fēng)率 2r lf31 rrr1 ??? 19 二次風(fēng)量 2V sm/3 )27 3t1(BVr 2j012 ?? 20 一次風(fēng)量 1V sm/3 )273t1(BVr 1j011 ?? 21 磨煤廢氣量 fV sm/3 )27 3t1(BVr fj013 ?? 22 一次風(fēng)速 1w sm/ 文獻(xiàn)參考表 827選取 24 23 二次風(fēng)速 2w sm/ 文獻(xiàn)參考表 827選取 55 24 磨煤廢氣（三次風(fēng)）風(fēng)速 3w sm/ 文獻(xiàn)參考表 827選取 58 25 燃燒器數(shù)量 Z 切向燃燒四角布置 4 26 每個(gè)燃燒器的標(biāo)準(zhǔn)煤出力 rB t/h 293001000Z QB3600 p,ne t,arj ? 27 一次風(fēng)口面積 1f 2m 112wV 28 二次風(fēng)口面積 2f 2m 222wV 29 廢氣（三次風(fēng)）噴口面積 3f 2m 332wV 30 爐膛寬度 a m 查表 31 31 爐膛深度 b m 查表 31 32 燃燒器間距離 39。b m 33 爐膛高度 1H m 查表 31 34 下二次風(fēng)口下沿到冷灰斗轉(zhuǎn)角的距離 39。H m 選定 35 燃燒器假想切圓直徑 jd m 參考 8bd 39。j ? 36 燃燒器矩形對(duì)角線長(zhǎng)度 jd2 m )ba(2l ?? 37 特性比值 ba _ a/b 1 39。ba _ 39。ba 1 rrbh _ 初步選定 2 rjbl2 _ 文獻(xiàn)參考圖 884 選定 13 38 燃燒器噴口寬度 rb m rjjb2l2l 39 燃燒器噴口高度 rh m 按1f ， 2f 要求畫出結(jié)構(gòu)圖，得 rh 40 燃燒器占有面積 RF 2m 4))( .4 1 4 2 ( b rr ??? 燃燒室水冷壁布置 水冷壁采用的光管，管節(jié)距 s=mm，管子懸掛爐墻，管子中心和爐墻距 e=0。每面墻寬 10731mm,側(cè)墻布置根，前后墻布置根。后墻水冷壁管子在折角處有叉管，直叉管垂直向上連接聯(lián)箱，可以承受后墻管子和爐墻的重量，斜叉管組成凝渣管和折焰角。凝渣管有 41? 3=123 根管子，折焰角上有根管子。 側(cè)墻水冷壁向上延伸，在折焰角區(qū)域和凝渣管區(qū)域形成附加受熱面。 表 34 爐膛受熱面計(jì)算 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式及計(jì)算 結(jié)果 前，后，側(cè) 頂棚 出口窗 1 水冷壁規(guī)格 d mm 60 60 60 ? mm 8 8 8 2 管節(jié)距 s mm 76 76 3 相對(duì)值 ds 4 管中心與爐 墻距離 e mm 0 0 5 相對(duì)值 de 0 0 6 角系數(shù) x 文 獻(xiàn) 查 圖1110 1 1 1 7 爐墻面積 1F 2m 2021 8 水冷壁有效 輻射面積 sH 2m 除去燃燒器占有面積 1965 9 總水冷壁有效輻射面積 H 2m ?sH 10 灰污系數(shù) ? 文獻(xiàn)查表 112 11 水冷壁受熱面平均熱有效性系數(shù) pj? 1FH? 12 煙氣輻射層有效厚度 s m 1 13 燃燒器中心 高度 39。rh m hd39。r ?? 14 燃燒器相對(duì) 高度 rx 139。rHh 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式及計(jì)算 結(jié)果 前，后，側(cè) 頂棚 出口窗 15 火焰中心相對(duì)高度修正 x? 文獻(xiàn) 2 查表 113 0 16 火焰中心相 對(duì)高度 hx xxr ?? 爐膛，屏式過(guò)熱器及凝渣管熱力計(jì)算 爐膛的熱力計(jì)算 爐膛的熱力計(jì)算（帶屏式過(guò)熱器）結(jié)果列于表 36。其中爐膛出口溫度為℃，屏式過(guò)熱器出口溫度為 ℃。 表 35 爐膛熱力計(jì)算 序號(hào) 名 稱 符號(hào) 單位 公式及計(jì)算 結(jié) 果 1 熱空氣溫度 rkt ℃ 任務(wù)書給定 2 熱空氣焓 0rkH kJ/kg 查表 24 3 冷空氣溫度 lkt ℃ 任務(wù)書給定 4 冷空氣焓 0lkH kJ/kg 查表 24 5 爐膛漏風(fēng)系數(shù) la? 查表 24 6 煤粉系統(tǒng)漏入風(fēng)系數(shù) fa? 中速磨，正壓運(yùn)行 7 空氣預(yù)熱器熱空氣份額 ky? 查表 24 8 空氣進(jìn)入爐膛的熱量 kQ kJ/kg k??? 0rkH +( la? + fa? )0lkI 9 燃料有效放熱量 aQ kJ/kg kqtgtqtp,ne t,ar Qq