【導讀】循環(huán)流化床燃燒技術是上個世紀70年代在國際上發(fā)展起來，由于它具有高效，同時得到了迅速的發(fā)展。我國自上世紀八十年代起開始發(fā)展循環(huán)流化床鍋。型循環(huán)流化床鍋爐設計制造技術。區(qū)75t/h循環(huán)流化床蒸汽鍋爐進行設計。鍋爐主體采用最典型的M型布置。方式，在爐膛出口與尾部煙道之間布置高溫絕熱旋風分離器。道依次布置兩級過熱器，交錯布置兩級省煤器和兩級空氣預熱器。強度校核計算、煙風阻力計算。在熱力計算中，利用相似原理，采用逐次。逼近法，進行迭代計算，確定爐體及相關部件的尺寸。從計算結果知，該鍋爐設計合理，效率較高，可供工程實際設。計參考，若能工程實施，將能帶來較好的社會效益與經(jīng)濟效益。

　　

【正文】 各受熱面的設計及其 熱力計算 密相區(qū)埋管的 設計及 其 傳熱計算 1． 密相區(qū)埋管的結構設計 在循環(huán)流化床鍋爐底部密相區(qū)四周布置豎直埋管（如圖 32），管子 最 低處距風帽小孔高度為 330mm。埋管的 規(guī)格為Φ 60 5。由于在密相區(qū)處 氣 流速度高，顆粒濃度大，管子彎頭受到的定向沖刷比較嚴重，因此，每排管子的彎頭 外都包有一層耐高溫的防磨蓋板 。 圖 32：密相區(qū)埋管布置示意圖 2．密相區(qū)埋管的傳熱計算見表 37: 表 37 密相區(qū)的埋管傳熱計算 序號 名稱 符號 單位 計算或公式來源 數(shù)值 1. 分離返料 灰溫度 flt ℃ 假定與爐膛出口處溫度相同 850 2. 分離返料 flI kj/kg 查焓溫表 哈爾濱理工大學學士學位論文 25 灰焓 3. 密相區(qū)入 爐熱量 bbQ kj/kg fllkbbr nIIx qqqqQ ?? ????0 4643. }10 0/{]}10 0{[?? 1109 4. 假定密相 區(qū)溫度 bb? ℃ 先假設再校核 900 5. 每公斤燃料的煙氣體積 gV m3 /kg 按表 4 查取 6. 布風板有 效面積 bfF ㎡ 取爐膛截面積 7. 床溫下的流化速度 bb? m/s bfbbgbbbb FVqB 3600273 273.).100/1( 4 ? ??? ?? 8. 床料粒子平均單量直徑 aved. m 選取 9. 煙氣的運動黏性系數(shù) g? m/s 查附表 Ⅵ 10[1] 104? 10. 密相區(qū)煙 氣密度 g? kg/ m3 查表 61[2] 11. 固體粒子真空密度 p? kg/ m3 查取， P70 [2] 1400 12. 阿基米德 數(shù) Ar gggparegd ?? ??23. }{ ? 722 13. 床料臨界流化速度 cr? m/s avegdAr. ? [2] 6 14. 流化數(shù) W crbb ?? / 15. 氣泡貼壁時間份額 bubf % .22 ])1{[08 arecrbub gdWf ?? ? [8] 1 16. 乳化團貼壁的時間份額 bub1 f? % bubf?1 17. 乳化團貼 壁時間 cm? s ,07 ,)(.)]1(/[arecrarecmd wgd ?? ??[2] 7 哈爾濱理工大學學士學位論文 26 18. 床料粒子的堆積比體積 bu? kg/ m3 依褐煤查取 [2] 820 19. 固定床的 空隙度 ? gbu ?? /1? 20. 床料粒子的導熱系數(shù) p? w/m.℃ 21. 煙氣的導 熱系數(shù) g? w/m.℃ 900℃ 時查表 Ⅶ 10[1] 22. 比值 p? / g? 3 23. 比值 λ*em / g? 查線算圖 C10[2] 24. 數(shù)值 λ*em w/m.℃ 25. 煙氣比熱 容 gc j/kg. ℃ 查表 61[2] 1289 26. 乳化團的有效導熱系數(shù) em? w/m.℃ *. ... emcrareggem dc ???? ?? 27. 接觸熱阻 R1 ㎡ ℃ /w emared? . 145 28. 乳化團的 比熱容 emc j/kg. ℃ 查表 46[3] 29. 管內工質 溫度 gzt ℃ 即鍋筒工作壓力下的飽和蒸汽溫度 查表Ⅳ 1[1] 30. 乳化團的 熱值 R2 ㎡ ℃ /w emempem c*)1( ?????? 454 31. 乳化團對壁面的放熱系數(shù) em? w/㎡ ℃ 21 1 RR fbub?? 32. 壁面溫度 walt ℃ 30?gzt [2] 33. 料層的有效輻射溫度 cf? ℃ bb? 765 34. 密相區(qū)料層對壁面的輻射放熱系數(shù) r? w/㎡ ℃ ])1 0 02 7 3()1 0 02 7 3([ 5 . 7448w a lbbw a lgztt????????? 82． 99 哈爾濱理工大學學士學位論文 27 35. 埋管的水 平管距 S1/d 選取 36. 埋管的垂 直管距 S2/d 選取 2 37. 埋管布置的結構特性系數(shù) ξ 查線算圖 C12[2] 38. 埋管的傳 熱系數(shù) K w/㎡ ℃ )( rem ??? ? 39. 假設溫度下的煙氣焓 Ibb Kj/kg 查表 5 1067 40. 埋管受熱面吸熱量 Qbm kw 3600]100 )100([ 44 ???? q IqQB bbbbbbj? 33877 41. 埋管受熱 面積 Hbm ㎡ )( 360 0 gzbb bmbm tK QH ?? ? 238 42. 密相區(qū)出口煙氣平均熱容量 Kj/kg.℃ bbbbI ?/ 43. 實際煙氣 溫度 ? bb ℃ 4.1 0 qVBKHtKHQBavcjbmgzbmbbj????? [2] 900.91 44. 誤差 △ e % 100()/900 稀相區(qū)水冷壁的 設計及 其 傳熱計算 1． 稀相區(qū)水冷壁管的選取及結構設計 在密相區(qū)以上，直到爐膛頂部的四周堅直墻上布置膜式水冷壁，這樣可以提高爐膛的密封性能，減少了爐膛的漏風，而且水冷壁不容結渣。同時，爐膛的爐墻采用輕而薄的管上爐墻，通過吊裝結構掛在水冷壁上。這樣節(jié)節(jié)省了爐墻上的耐火材料，又減輕了鍋爐及其構架的重量。膜式水冷壁的管子規(guī)格為 Φ 60 5，管間距取 80mm。 2． 爐膛稀相區(qū)的傳熱計算見表 38： 表 38 稀相區(qū)的傳熱計算 序號 名稱 符號 單位 計算公式或來源 數(shù)值 1. 假設稀相區(qū)的出 口煙溫 bc? ℃ 假設 850 哈爾濱理工大學學士學位論文 28 2. 出口煙焓 bcI kj/kg 查焓溫表 3. 進入稀相區(qū)的熱 量 bcQ kj/kg 0043444.)1()100)(1(100100100lkbclkbbrbbbbbcIIxqqqQIqqQ???????????????? 1247 4. 爐膛出口固體顆 粒濃度 bc? kg/ m3 根據(jù)循環(huán)倍 率選取 [5] 5. 固體顆粒密度 p? kg/ m3 根據(jù) P70 查取 [2] 1400 6. 稀相區(qū)的空隙率 bc? pbcbc ??? /1?? [2] 7. 稀相區(qū)壁面的空 隙率 wal? bc?? ? εwal [2] 8. 顆粒團空隙率 em? 參照流床臨界流化時固體顆?？障?系數(shù)選取 9. 固體顆粒分散相中固體顆粒的百分比 Y Y =1 bc? 10. 壁面覆蓋率系數(shù) ξ 選取；根據(jù)出口濃度低于下限 ~ 可取 11. 顆粒團的壁面覆 蓋率 δem a l ]Y)Y ) /( 11[( ??? [2] 12. 稀相區(qū)的煙氣平 均溫度 bc? ℃ 2/)( bbbcbc ??? ?? 13. 氣體導熱系數(shù) λg w/m.℃ 查表 7 14. 顆粒導熱系數(shù) λp w/m.℃ 查表 7 15. 氣體密度 ρg kg/ m3 查表 7 16. 顆粒密度 ρp kg/ m3 查表 7 1400 17. 氣體比熱容 cg j/kg. ℃ 查表 7 1289 18. 顆粒比熱容 cp j/kg. ℃ 查表 7 cp = cem 19. 平均粒徑 d ave. m 已知 20. 床料的臨界流化 速度 ωcr m/s 查表 7 21. 顆粒團的有效導 熱系數(shù) λem w/m.℃ craveggmgpg dc ????? ...)(.?[2] 9 22. 顆粒團的比熱容 cem j/kg. ℃ (1εem ). cp +εem . cg [2] 哈爾濱理工大學學士學位論文 29 23. 顆粒團的密度 ρem kg/ m3 (1εem ).ρp +εem .ρg [2] 24. 邊壁區(qū)固體顆粒 濃度 ρwal kg/ m3 (1εwal )ρp [2] 25. 顆粒團貼壁下滑 長度 Lem m [2] 26. 顆粒團貼壁下滑 速度 ωem m/s 選取 ~[2] 27. 顆粒團壁面停留 時間 tem S Lem /ωem [2] 28. 顆粒團與壁面間的有效傳熱系數(shù) Kef w/㎡ ℃ (4λem .ρem . cem /? . tem ) [2] 29. 顆粒團與壁面氣 膜間傳熱系數(shù) Kwal w/㎡ ℃ mλg / d ave. [2] 30. 顆粒團與壁面間 對流傳熱系數(shù) Kem w/㎡ ℃ 1/(1/ Kwal +1/ Kef )[2] 31. 阿基米德數(shù) Ar 查表 7 32. 稀相區(qū)煙速 cgs.? m/s ltbcg FVqB 360 0273 )273()100/1( 4 ? ??? ?[2] 33. 煙氣動力粘度 μg ρg ν ， (ν=136 610? ㎡ /s) [5] 510? 34. 雷諾數(shù) Re d ave. .ω cgs. .ρg /μg =∈ (,500) 35. 固體顆粒終端速 度 ωt m/s μg / d ave. .ρg ( Ar/) [2] 36. 固體顆粒分散相 密度 ρdes kg/ m3 ρp .Y+ρg (1Y) [2] 37. 普朗特數(shù) Pr 查表 Ⅳ 10[1] 38. 固體顆粒分散相 對流傳熱系數(shù) Kdis w/㎡ ℃ λg . cp (ρdes /ρp ) .(ωt 2 /g d ave. ) . Pr / d ave. . cg [2] 4 39. 對流傳熱系數(shù) K w/㎡ ℃ δem Kem +(1δem ) Kdis [2] 40. 稀相區(qū)水冷壁溫 度 twal ℃ 查表 7 41. 水冷壁表面吸收 率 ewal 選取，式 723[2] 42. 顆粒表面吸收率 ep 選取，式 723[2] 43. 系數(shù) B 因固體顆粒屬于漫反射顆粒，依式 723 查取 [2] 44. 稀相區(qū)吸收率 e pdix. ｛ [ep /B（ 1 ep ） +2] ep ./B（ 1 哈爾濱理工大學學士學位論文 30 ep ）｝ + ep /B（ 1 ep ） [2] 45. 固體顆粒分散相 輻射傳熱系數(shù) K rdis. w/㎡ ℃ ζ0 (T4bc T4wal )/(1/ e pdix. +1/ ewal )(Tbc Twal )[2] 8 46. 顆粒團吸收率 eem (1+ ep )[2] 47. 顆粒團輻射傳熱 系數(shù) K rem. w/㎡ ℃ ζ0 (T4bc T4wal )/(1/ eem +1/ ewal )(Tbc Twal )[2] 1 48. 輻射傳熱系數(shù) Kr w/㎡ ℃ δem . K rem. +(1δem ) K rdis. [2] 49. 稀相區(qū)傳熱系數(shù) K w/㎡ ℃ K= K + Kr 50. 稀相區(qū)水冷壁受 熱面積 Hbc ㎡ 先假設 ,再校核 160 51. 水冷壁傳熱量 Qsl kw K Hbc ( bc? twal )/1000 52. 稀相區(qū)出 口煙氣焓 I〞 bc kj/kg Qbc 3600 Qsl /θ Bj 53. 稀相區(qū)出口煙氣 溫度 bc? ℃ 查焓溫表 54. 誤差 Δe % ()100/850 過熱器的 結構設計及其 傳熱計算 1．過熱器整體布置 從鍋筒出來的飽和蒸汽 經(jīng)過頂棚 管 ，被送 到 布置在尾部堅井煙道后墻的下 級 (低溫 )對流過熱器的入口 集 箱，蒸汽通過蛇形管逆流至出口 集 箱。 從 下 級過熱器出口 集 箱出來的蒸汽進入噴水減溫器，該噴水由鍋筒引出飽和蒸汽冷凝而得，冷 卻水采用進入省煤器前的給水。蒸汽經(jīng) 噴水 減溫后進入 上 級 （高溫） 過熱器的入口 集 箱， 在蛇形管中被煙氣逆流沖刷形成過熱蒸汽，過熱蒸