【文章內(nèi)容簡介】 割面積Af,chm2據(jù)附圖 22自由容積的輻射層有效厚度Szym 23前屏間容積的輻射層有效厚度Spqm24爐膛的輻射層有效厚度Sm 25燃燒器中心線的高度hrm據(jù)附圖．26爐膛高度Hlm出口煙窗線—冷灰斗1/2線27燃燒器相對高度hr/Hl　hr/hl(見附圖,hr=)28火焰中心相對高度xlhr/Hl+△x，△x按附錄二表Ⅲ查得等于0 屏式過熱器結(jié)構(gòu)尺寸計算序　號名　　稱符　號單　位計　算　公　式　或　數(shù)　據(jù)　來　源數(shù)　值1管徑及壁厚dδmm由結(jié)構(gòu)面設(shè)計425 2單片管子根數(shù)n1根由結(jié)構(gòu)面設(shè)計323前屏片數(shù)z1片由結(jié)構(gòu)面設(shè)計84蒸汽流通截面積Am2 dn為管了內(nèi)徑5蒸汽質(zhì)量流速ρwkg/(m2s)(DDjw)/(3600A)10006前屏蒸汽平均比容υpjm3/kg查蒸汽特性表p=,t=416 C7蒸汽流速wm/sρwυpj 8前屏輻射受熱面積Aqpm2Aqp=2z1*bqp*hqp*xqp 爐膛熱力計算 爐膛出口煙溫的選擇爐膛出口煙氣溫度，中小型鍋爐指凝渣管前的煙溫，大容量鍋爐通常指屏式過熱器前煙溫。爐膛出口煙溫的高低，決定了鍋爐機(jī)組輻射換熱量的比例份額。爐膛出口煙溫偏低，降低對流過熱器的平均傳熱溫差，又勢必要增大昂貴的對流過熱器受熱面。此外，爐膛出口煙溫還首先應(yīng)保證鍋爐出口不結(jié)焦。為此，爐膛出口煙溫應(yīng)低于燃料灰分的軟化溫度。此次設(shè)計所用燃料為淮南煙煤，因此選定出口煙溫為1100℃ 。 熱空氣溫度的選擇熱風(fēng)溫度主要依據(jù)燃燒方式的要求確定，本鍋爐為固態(tài)排渣煤粉爐，給定的熱風(fēng)溫度為320℃ 。 爐膛熱力計算過程爐膛的熱力計算如下表： 表44 爐膛校核熱力計算序號名稱符號單位公式及數(shù)據(jù)數(shù)值1熱空氣溫度trkoC給定3202理論熱空氣焓HrkokJ/kg查焓溫表3爐膛漏風(fēng)系數(shù)由空氣平衡表32得知4制粉系統(tǒng)漏風(fēng)系數(shù)選用5冷空氣溫度tlkoC給定206理論冷空氣焓Hlkokj/kg查焓溫表357空預(yù)器出口過量空氣系數(shù)βkyαl(△αl+△αzf)8空氣帶入爐內(nèi)熱量kj/kg（△△）+（△+△）91kg燃料帶入爐內(nèi)的熱量kj/kg10理論燃燒溫度oC根據(jù)查焓溫表3511爐膛出口煙溫oC假定110012爐膛出口煙焓Hlkj/kg查焓溫表3513煙所的平均熱容量VcpjkJ/(kgoC)(QlHl)/(TaTl)14水蒸汽容積份額查煙氣特性表3415三原子氣體容積份額rn查煙氣特性表3416三原子氣體分壓力pnMParn(p為爐膛壓力,)17pn與S的乘積pnSmMPapnS18三原子氣體輻射減弱系數(shù)Ky1/(mMPa)19灰粒子輻射減弱系數(shù)Kh1/(mMPa)20焦碳粒子輻射減弱系數(shù)1/(mMPa)取用1221燃料種類修正系數(shù)x1②對低反應(yīng)的燃料（無煙煤、半無煙煤、貧煤等22燃燒方法修正系數(shù)x2②對室燃爐= 對層燃爐=23半發(fā)光火焰輻射減弱系數(shù)K1/(mMPa)Kyrn+Khμh+Kjx1x224乘積KpSKpS25爐膛火焰有效黑度ahy1eKpS26乘積pnSzymMPapnSzy27乘積自由容積內(nèi)三原子氣體輻射減弱系數(shù)Ky1/(mMPa)28乘積KpSzyKpSzy29自由容積的火焰有效黑度1eKpSzy30乘積pnSpqmMPapnSpq31屏間容積內(nèi)三原子氣體輻射減弱系數(shù)Ky1/(mMPa)32乘積KpSpqKpSpq33屏間容積的火焰有效黑度apr1eKpSpq34屏寬A與Szy比值A(chǔ)/SzyA/Szy35屏寬A與屏節(jié)距之比ωA/s136屏的修正系數(shù)cp查附錄三圖V(b)37屏區(qū)的修正系數(shù)cpq查附錄三圖V(b)38系數(shù)τa查附錄三圖V(a)39屏的輻射系數(shù)φp查附錄三圖V(c)40屏區(qū)的輻射系數(shù)φpq查附錄三圖V(d)41屏的黑度apapr+φpcpazy42屏區(qū)的黑度apqapr+φpqcpqazy43屏的暴光不均勻系數(shù)zpap/azy44屏區(qū)水冷壁的暴光不均勻系數(shù)zpqapq/azy45計及暴光不均勻的屏的面積Aqp39。m246計及暴光不均勻的屏區(qū)面積Apq39。m247爐墻總面積Alqm2Azy+Aqp39。+Apq39。48前后側(cè)墻水冷壁的沾污系數(shù)ξ查附錄二表Ⅳ49屏的沾污系數(shù)ξp查附錄二表Ⅳ50爐頂包覆管沾污系數(shù)ξld查附錄二表Ⅳ51爐膛出口屏的沾污系數(shù)ξch查附錄二表Ⅳ52前后側(cè)墻水冷壁熱有效系數(shù)ψξx53爐頂包覆管的熱有效系數(shù)ψldξldxld54屏的熱有效系數(shù)ψpξpxqp55爐膛出口處平的熱有效系數(shù)ψchξchxch56平均熱有效系數(shù)ψpj57爐膛黑度al58與爐內(nèi)最高溫度位置有關(guān)的系數(shù)MBCxl,B、C查附錄二表V 59爐膛出口煙溫tloC60爐膛出口煙焓Hlkj/kg查焓溫61爐膛吸熱量Qlfkj/kgφ(QlHl)62爐膛容積熱強(qiáng)度qVBQdwy/()63爐膛截面熱強(qiáng)度qFBQdwy/()450000064爐內(nèi)平均輻射熱強(qiáng)度qlpjBjQlf/()65爐頂輻射吸熱分布系數(shù)ηld查附錄三圖Ⅶ66爐頂輻射熱強(qiáng)度qldηldqlpj67爐頂輻射受熱面積Ald39。m268爐頂吸熱量QldWAld39。qld69前屏輻射吸熱分布系數(shù)ηqp查附錄三圖Ⅶ70前屏輻射熱強(qiáng)度qqpηqpqlpj71前屏吸熱量QqpWAqp39。qqp72后屏輻射吸熱分布系數(shù)ηhp查附錄三圖Ⅶ73后屏輻射熱強(qiáng)度qhpβηhpqlpj74后屏吸熱量QhpWqhpAhp(Ahp=Ach)75附加過熱器總吸熱量∑QfjW先假定后校核300076一級減速溫水量Djw1kg/h先假定后校核2000077二級減速溫水量Djw2kg/h先假定后校核1000078附加過熱器焓增量kj/kg∑QfjBj/(DDjwlDjw2)79飽和蒸汽焓hbqkj/kg查蒸汽特性表，p=,t=357C80低過出口蒸汽焓hdgkj/kg81低過出口蒸汽溫度tdgoC82前后總屏焓增量△hqpQqpBj/(DDjwlDjw2)83后屏出口蒸汽焓hhpkj/kghbf+△hp84后屏出口蒸汽溫度thpoC查蒸汽特性表，p=85爐膛出口煙溫校核△tloC符合標(biāo)準(zhǔn)275. 受熱面的設(shè)計及計算5. 受熱面的設(shè)計及計算 高溫對流過熱器 高溫對流過熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計過熱器是鍋爐中將一定壓力下的飽和水蒸氣加熱成相應(yīng)壓力下的過熱水蒸氣的受熱面。熱器按傳熱方式可分為對流式、輻射式和半輻射式； 按結(jié)構(gòu)特點可分為蛇形管式、 屏式、墻式和包墻式。它們都由若干根并聯(lián)管子和進(jìn)出口集箱組成。過熱器的外徑般為30～60毫米。對流式過熱器最為常用，采用蛇形管式。它具有比較密集的管組，布置在 450～1000℃煙氣溫度的煙道中，受煙氣的橫向和縱向沖刷。煙氣主要以對流的方式將熱量傳遞給管子，也有一部分輻射吸熱量。屏式過熱器由多片管屏組成，布置在爐膛內(nèi)上部或出口處，屬于輻射或半輻射式過熱器。前者吸收爐膛火焰的輻射熱，后者還吸收一部分對流熱量。根據(jù)管內(nèi)外蒸汽和煙氣的流動方向，對流過熱器可有逆流、順流和混合流三種布置方式。逆流布置有最大的傳熱溫壓，金屬耗量最少，但蒸汽出口溫度最高處也是煙溫最高處，管子工作條件差。一般在煙溫較低區(qū)域的低溫過熱器采用逆流布置方式。順流方式則相反，傳熱溫壓小，耗用金屬多，但蒸汽出口處的煙氣溫度最低，管壁工作條件好。為在使用現(xiàn)有鋼材條件下獲得盡可能高的蒸汽溫度，末級高溫過熱器采用順流布置方式。過熱器并聯(lián)蛇形管的排數(shù)主要由煙氣速度決定。其橫向管間相對節(jié)距s1/d，順列布置時選取s1/d＝～，錯列布置時取s1/d＝～。大容量鍋爐的煙道寬度相對較小，滿足煙氣流速度的管排數(shù)后，就不能滿足蒸汽流速的要求。因其管內(nèi)流通截面太小，蒸汽質(zhì)量流速太大，超過工質(zhì)壓降限制，所以通常以多管并聯(lián)套彎的型式來滿足蒸汽流速的要求。蛇形管的布置有垂直放置（立式）和水平放置（臥式）兩種型式。立式過熱器通常布置在煙溫較高的水平煙道中。其優(yōu)點是支吊結(jié)構(gòu)簡單，吊掛方便,且不易積灰；缺點是停爐后管內(nèi)積水不易排除，長期停爐將造成腐蝕。在升爐時工質(zhì)流量不大，因管內(nèi)存有積水，可能形成氣塞，將管子燒壞，所以在升爐時應(yīng)注意控制過熱器的熱負(fù)荷；在空氣沒有完全排除以前熱負(fù)荷不能太大。水平對流式過熱器布置在尾部豎井煙道內(nèi)。易于疏水排氣，但支吊比較麻煩，通常采用有蒸汽或水冷卻的懸吊管吊掛。為消除蒸汽側(cè)和煙氣側(cè)產(chǎn)生的熱力偏差，過熱器各段進(jìn)出口聯(lián)箱采用多根小口徑連接管連接，并進(jìn)行左右交叉，保證蒸汽的充分混合。過熱器采用二級噴水減溫裝置，且左右能分別調(diào)節(jié)?？杀ＷC過熱器兩側(cè)汽溫差小于 5℃。過熱器管排根據(jù)所在位置的煙溫留有適當(dāng)?shù)膬艨臻g距，用以防止受熱面積灰搭橋或形成煙氣走廊，加劇局部磨損。處于吹灰器有效范圍內(nèi)的過熱器的管束設(shè)有耐高溫的防磨護(hù)板，以防吹損管子。高溫對流過熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程如下：（1）由蒸汽進(jìn)口焓和蒸汽出口焓計算出工質(zhì)總吸熱量，之后算出對流傳熱量；（2）根據(jù)第一步的結(jié)果，算出煙氣出口焓，查表的出口煙溫，然后算出溫壓，選取傳熱系數(shù)，計算對流受熱面積；（3）根據(jù)選定的質(zhì)量流速，由公式 計算出蒸汽流通面積；（4）選定管子的管徑及壁厚，計算出每根管子的截面積、管子總根數(shù),選取橫向節(jié)距，算出管排數(shù)、每排管子根數(shù)，選取彎曲半徑，算出縱向平均節(jié)距。 高溫對流過熱器的結(jié)構(gòu)尺寸計算根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計可得結(jié)構(gòu)尺寸計算如表51所示表51 高溫對流過熱器結(jié)構(gòu)尺寸計算序號名 稱符號單 位公 式結(jié) 果1管子尺寸dmm5192冷段橫向節(jié)距及布置順列，順流733熱段橫向節(jié)距及布置順列，順流704橫向節(jié)距mm2105橫向節(jié)距比6縱向節(jié)距mm1027縱向節(jié)距比28管子縱向排數(shù)89冷段蒸汽流通面積單位為m，下同10熱段蒸汽流通面積11平均流通截面積12煙氣流通面積()13冷段受熱面積=14熱段受熱面積=15頂棚受熱面積(102247。1000(12+8)+)16管束前煙室深度M17管束深度m18有效輻射層厚度mm注：d的單位為m 高溫對流過熱器的熱力計算過熱器系統(tǒng)的熱力計算，按煙氣流動方向采用分段逐級計算。現(xiàn)代鍋爐的過熱器區(qū)常布置有頂棚等附加受熱面，在過熱器熱力計算中應(yīng)注意附加受熱面的吸熱量。布置于屏后的對流受熱面還應(yīng)計入可能穿透過來的爐膛輻射熱。分級計算時，中間各級過熱器的進(jìn)出口處的工質(zhì)壓力，可參考有關(guān)資料取用。無資料時，可依據(jù)過熱器系統(tǒng)的總壓降進(jìn)行估計。減溫器對換熱工質(zhì)參數(shù)的影響可按實際情況計算。其計算流程如下：（1）已知：進(jìn)口煙氣溫度、進(jìn)冷段蒸汽溫度、總輻射吸熱量、熱段出口溫度，然后假設(shè)冷段出口蒸汽溫度，計算出熱段進(jìn)口蒸