【正文】 除了用風(fēng)量供給系數(shù)表示一 、 二次風(fēng)量外， 更 多用的是一、二次風(fēng)率表示。 3）采用數(shù)量較大、熱功率較小的燃燒器有利于防止?fàn)t膛結(jié)渣。但是根據(jù)國內(nèi)外的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，無論是旋流式或是直流式燃燒器，其單只熱功率的增大都是有限度的，它受以下因素影響： 1）燃燒器的熱功率過大會使燃燒器區(qū)受熱面的局部熱負(fù)荷過高。當(dāng)選定鍋爐在額定負(fù)荷下運(yùn)行所用的燃燒器數(shù)目后，每只燃燒器在單位時(shí)間內(nèi)燃燒掉的燃料量 Br就是單只燃燒器的出力， Br的計(jì)算公式如下 [8]： Br=B/Zr(kg/h) （ 41） 式中： B— 鍋爐在額定負(fù)荷下的燃料消耗量， kg / h ； Zr— 鍋爐燃燒器數(shù)目。考慮到本設(shè)計(jì)實(shí)際燃料消耗量大且適用的磨煤機(jī)是中速磨煤機(jī)。考慮本設(shè)計(jì)煤種是撫順煙煤， Kkm=，選擇中速磨煤機(jī)，具體型號 HP1003[19,20]。首先，應(yīng)根據(jù)煤種的干燥無灰基揮發(fā)分含量 Vdaf決定煤粉細(xì)度，再參考煤的可磨度 Kkm選定磨煤機(jī)的型式。 大容量鍋爐一般將每角上的燃燒器沿高度分成幾組 ,每組的高寬比約為 4~5，各組之間留有空當(dāng)，空當(dāng)?shù)母叨炔坏眯∮趪娍诘母叨龋?每 個(gè)噴口之間應(yīng)當(dāng)保持有一定的間距 [9]。如果由于爐墻、鋼架布置問題而不能采用正四角布置時(shí)，也可以采用側(cè)墻四角布置，爐膛的寬深比應(yīng)小于 。 二、燃燒器的布置方式 燃燒器的布置方式對爐內(nèi)的空氣動(dòng)力工況和燃燒工況有很大的影響，為了提高爐膛利用率應(yīng)注意改善爐膛火焰充滿度。 但燃燒器型式并不是一成不變的，只是 較為常用而已。南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 論文 ） 27 第四章 燃 燒器的 選型和 計(jì)算 煤粉燃燒器是鍋爐的如要燃燒設(shè)備，攜帶煤粉的一次風(fēng)和不攜帶煤粉的二次風(fēng)都經(jīng)過燃燒器噴入爐膛，并使煤粉和空氣在爐膛內(nèi)充分混合、及時(shí)著火和穩(wěn)定燃燒，對燃燒器的基本要求：燃燒器出口煤粉分配均勻， 配風(fēng)合理，二次風(fēng)和一次風(fēng)混合點(diǎn)適當(dāng)，空氣動(dòng)力場組織良好，有利于煤粉和空氣適時(shí)的均勻混合，保證著火及時(shí)，燃燒強(qiáng)烈，并能防止結(jié)渣；運(yùn)行可靠，傳動(dòng)靈活，具有良好的調(diào)節(jié)性能，對煤種和負(fù)荷適應(yīng)性好，便于調(diào)節(jié)和自動(dòng)控制，流動(dòng)阻力小。Mpa) 同理可得， 空容積火焰黑度： ahyk= 屏區(qū)火焰黑度： ahyp= 前屏與空體積輻射層有效厚度比值： B/Sk=屏寬與屏長之比： ω = 修正系數(shù)，根據(jù)單屏寬 ，得： cp= 參數(shù)：計(jì)算得 τ A= 屏區(qū)輻射系數(shù)，根據(jù) B/Sl=，得 φ p= 屏受熱面處輻射層有效 黑度： ap=α hyp+φ pcpα hyk=+ = 屏的曝光不均勻系數(shù)： zp=α p/α hyk=同理可求得： 屏受熱面處輻射層有效黑度 ： acp= 屏的曝光不均勻系數(shù)： zcp= 屏區(qū)前墻受熱面的輻射系數(shù)，根據(jù) B/Sl= 和 τ A= 查得 φ qp= 得 修正系數(shù)： cqp= 同理，屏區(qū)前墻受熱面處輻射層有效黑度： aqp= 屏區(qū)前墻受熱面曝光不均勻系數(shù)： zqp= 屏區(qū)出口煙窗曝光不均勻系數(shù)： zchp=zqp= 屏區(qū)頂棚受熱面的輻射系數(shù)，根據(jù) φ p=，得 φ dp= 修正系數(shù)：查得： cdp= 屏區(qū)頂棚受熱面處輻射層有效黑度： adp= 屏區(qū)頂棚受熱面曝光不均勻系數(shù)： zdp= 爐膛黑度 α 1： 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 論文 ） 26 hlh h p l0 . 9 6 0 . 9 8( 1 ) 0 . 9 6 + ( 1 0 . 9 6 )?? ? ? ?? ? ? ? ? ? 保溫系數(shù) ：55q 0 . 21 1 0 . 9 9q 0 . 2 + 9 0 . 8 1? ? ? ? ? ??? 爐膛出口煙氣溫度 θ ” l ： 以前爐內(nèi)傳熱計(jì)算方法是在小容量的爐內(nèi)傳熱 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)出來的，在整理的過程 中忽略了爐膛截面上溫度不均的影響，因此在鍋爐容量較大時(shí)，計(jì)算不夠準(zhǔn)確爐膛出口煙氣溫度較實(shí)際值低 100~130℃，目前大型電站鍋爐多采用下面的爐內(nèi)傳熱計(jì)算方法 [8]，公式如 （ 36） 所示： l pj 0l0HTT 1 M 27 310800q???????? ??? ? ? ??????? （ 36） 經(jīng)驗(yàn)值 qH 的大小與煤種有很大的關(guān)系，一般燒煙煤和貧煤時(shí)，qH=290~320kW/m2， 本設(shè)計(jì)取 qH=305kW/m2 公式中其他數(shù)值已經(jīng)求得，代入 公式（ 36） l pj 0l0HTT 1 M 27 310800q???????? ??? ? ? ??????? 219 219 1 5 273108 00 305??????? ? ? ? ?????????? = (℃ ) 驗(yàn)算誤差： Δθ =1170－ =(℃ )， 誤差在允許范圍內(nèi)，爐膛出口煙氣溫度估算正確，所以爐膛出口煙氣溫度為 ℃。因?yàn)闋t膛質(zhì)量飛灰系數(shù)可以用公式 α fh Aar/(100 my)求解，其中 α fh在上節(jié)已經(jīng)求得是 ，所以 μ y=α fh Aar/(100 my)= (100 ) = 灰粒平均直徑 dh：根據(jù)所給的煤種為 撫順 煙煤，選用 鋼球 磨煤機(jī)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇灰粒平均 直徑 [9]dh=13μm 。 爐膛壓力 p根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)選取，在這里爐膛內(nèi)壓力選取為： p= 水蒸氣容積份額2hor：2hor ? 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 論文 ） 23 三原子氣體和水蒸氣容積份額 r： r= 三原子氣體分壓力 pn： Pn=r p= =(Mpa) 爐膛有效輻射層厚度 s： s= (m) 三原子氣體輻射減弱系數(shù) 的計(jì)算公式如（ 34）所示： 2hodn+ ( )K 1 1000 p s?? ??????? ? ??? ?????? （ 34） 將數(shù)值代入公式 （ 34）可得： d0. 78 +1 .6 0. 14 0. 37 ( 11 70 +2 73 .1 5)K 10 .2 0. 1 1 100010 .2 0. 02 4 12 .0 2???? ??? ? ? ??????? ???? = 水冷壁污染系數(shù) ζ sl： 水冷壁管污染系數(shù)表示水冷壁由于 結(jié)垢 導(dǎo)致管壁溫度升高和黑度減小而水冷壁吸收能力減小的一個(gè)系數(shù)。 所以爐內(nèi)煙氣中具有的輻射能力主要是有三原子氣體和懸浮的固體粒子，即三原子氣體、焦炭粒子、灰粒子以及灰黑粒子。 根據(jù)煙氣溫焓表查得出口煙氣焓為 h″ gl ： h″ gl =煙氣的平均熱容量 Vc： ? ?l g lc 0r s lQh 2 4 9 6 2 . 4 0 1 2 2 8 6 . 6 3V 1 6 . 7 7 k J / ( k g C )1 9 2 5 . 7 9 1 1 7 0??? ?? ? ? ???? ? ? ? 在鍋爐爐膛中，燃燒產(chǎn)物中一般由二原子氣體、三原子氣體以及懸浮固體顆粒組成。熱空氣出了在煤粉制備中起著干燥預(yù)熱作用外，主要是用來幫助煤粉在爐內(nèi)迅速著火。 屏過每根管子面積： 2 2 2 26d ( d 2 ) 3 . 1 4 ( 5 5 5 . 5 2 ) 0 . 0 0 1 2 ( m )4 4 4 1 0?? ? ? ? ?? ? ?? 屏過管子總流通面積： 屏過總管字?jǐn)?shù) n： n=（根） .取整 屏過橫向管距 s1： s1=1200mm 屏過片數(shù) Zp： Zp=1000Hlk/ s1=1000 （片） .取整 屏過單片管子數(shù) n1： n1=n/ Zp=453/12=37（根） 屏過縱向節(jié)距 s2： s2== 51=58(mm) 前后屏之間距離 L: L=900mm 屏過深度 bps： bps=2s2(n11)+ L=2 58 (371)+900=5076(mm) 屏過與前墻之間 [9]的距離： 5200mm 屏過與后墻之間 [9]的距離： 1700mm 爐頂深度 Hld： Hld=bps+5200+1700=5076+5200+1700=(mm) 爐膛出口煙氣流速 ω y： 煙氣流速過低，除了布置更多的受熱面外，還會加重受熱面灰分污染， ω y上限受飛灰磨損條件的影響，因?yàn)楣茏拥慕饘倌p程度同煙氣流速的三次方成正比， 綜上， ω y=爐膛出口煙氣溫度 θ 1： 大容量鍋爐，爐膛出口煙溫通常指屏式過熱器前得煙溫，爐膛出口煙溫的高低，決定機(jī)組鍋爐機(jī)組輻射換熱量和對流換熱量的比例份額，爐膛出口煙溫偏低，降低了對流傳熱器的平均傳熱溫差，又勢必要增加 昂貴的對流過熱器受熱面面積，但爐膛出口煙溫還要首先保證不結(jié)渣。 一、爐膛的寬度 Hlk和深度 Hls 爐膛的截面積我們已經(jīng)得到，即 A=，爐膛的寬深比 [9]取 1，也即Hlk/Hls=1， 所以 Hlk/Hls= A = =(m) 二、爐膛主體高度的 Hl 求解爐膛主體高度時(shí)，需要先確定爐頂和冷灰斗的結(jié)構(gòu)尺寸 ，如圖 2。容積熱負(fù)荷和截面積熱負(fù)荷的結(jié)合可以合理的確定爐膛的容積、形狀和尺寸。對固態(tài)排渣煤粉爐，當(dāng)燃用灰融溫度較高的煤種時(shí)， qA 可取較高的值，對灰融溫度較低的煤， qA 應(yīng)適當(dāng)降低。 qA 的選擇，與燃料的性質(zhì)、爐子的排渣方式、燃燒器的型式和布置因素 有關(guān)。 二、爐膛截面積 A 的計(jì)算 爐膛的截面積，它等于爐膛寬度和深度的乘積。 本設(shè)計(jì)采用的是撫順煙煤、固態(tài)排渣爐的形式， 并參考以往的經(jīng)驗(yàn)選擇爐膛熱負(fù)荷 qv 數(shù)值， qv 的取值在93~151( kW/m3)之間， 本設(shè)計(jì)選的 qv=113kW/m3（先估后校） [8]。此外， qv 值過大，還意味著爐膛容積太小和爐內(nèi)所布置的受熱面 面積過小，煙氣在爐膛出口處難以冷卻至給 定的出口煙溫。南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 論文 ） 15 爐膛結(jié)構(gòu)的幾何特征參數(shù)與鍋爐的設(shè)計(jì)容 量、燃料特性、爐膛容積熱負(fù)荷、爐膛截面熱負(fù)荷、燃燒區(qū)域受熱面熱負(fù)荷、爐膛輻射受熱面熱負(fù)荷、爐膛出口煙氣溫度等設(shè)計(jì)參數(shù)密切相關(guān)。但煙氣流速太低時(shí)又會使受熱面積灰，影響受熱面的傳熱。且受熱面的布置隨參數(shù)的提高而趨于復(fù) 雜，尤其是過熱器和再熱器系統(tǒng)，從單純的對流過熱器發(fā)展到有大屏、后屏、包覆管、高溫對流過熱器和低溫對流過熱器；增加了再熱器，且從單純的對流再熱器到墻式再熱器。對超高參數(shù) 鍋 爐，蒸 發(fā)吸熱比例小，不足以完全吸收爐膛中燃料燃燒放出的輻射熱；而過熱吸熱增加很多，就很可能、也有必要在爐膛中放置過熱受熱面，如頂棚過熱器和屏式過熱器。要使得鍋爐工作安全可靠、金屬消耗量小、便于運(yùn)行操作和維護(hù)檢修，并且要從整個(gè)電站各設(shè)備相互的合理配合和便于布置來進(jìn)行選型。 （ⅲ）灰渣損失 q6 灰渣物理損失是指鍋爐排出的灰渣、飛灰與沉降灰所攜帶的熱量未被利用而引起的熱損失。還要防止低溫腐蝕，綜上， 排煙溫度先假設(shè)選取 130℃ ，按照上述方法求在 100℃ 和 200℃ 時(shí)的理論空氣焓、理論煙氣焓、 實(shí)際煙氣焓，然后運(yùn)用差值法計(jì)算得到排煙焓南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 論文 ） 11 hpy= kJ/kg。故取 (ct)RO2=(ct)CO2 例如： 100℃ 時(shí)的理論空氣焓，可以查文獻(xiàn) [10]得到 (ct)RO2=； (ct)N2=；(ct)H2O= 所以 h100 y = + + = (kJ/kg) （ 3）實(shí)際煙氣焓 h y 實(shí)際煙氣焓 h y等于理論煙氣焓 h0 y 、過量空氣焓 (α 1) h0 k 和煙 氣中飛灰焓hfh之和，即 h y=h0 y +(α 1) h0 k +hfh 其中飛灰的焓值較小，因此只有在滿足 4187α fhAar/ ≥ 6 時(shí)才計(jì)算，Aar=， =22415kJ/kg，計(jì)算可得 4187 ＜ 6 所以 hfh不計(jì)算。 ：干煙氣容積、水蒸氣容積、煙氣總?cè)莘e、 RO2容積份額、水蒸氣容積份額、三原子氣體和水蒸氣容積總份額、容積飛灰濃度等。 四 、鍋爐的基本特征參數(shù) 鍋爐的額定容量是 2020t/h，即 De=2020t/h，再熱蒸汽流量 Dzr=1700 t/h。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 論文 ） 6 第二章 燃料性質(zhì)和燃燒計(jì)算 燃料 分析 燃料的主要組成都是多種碳?xì)浠衔?，從元素分析的角度來看，燃料主要成分?C、 H、 O、 N、 S 以及水分和灰分，由于水分和灰分這兩種不 可燃組分的含量常隨燃料的開采、運(yùn)輸、貯存及氣候等外界條件的改變而變化，所以在燃料元素分析時(shí)常采用以下四種元素分析的成分基準(zhǔn)：收到基、空氣干燥基、干燥基和干燥無灰 基 [8]： 收到基 水分： Mar=13 灰分： Aar= 炭： Car= 氫： Har= 氧： Oar= 氮： Nar= 硫： Sar= 低位發(fā)熱量： =22415 kJ/kg 揮發(fā)分： Vdaf=46 空氣干燥基水分： Mad= 一 、 煤的元素各成分之和為 100%的校核 Mar+Aar+Car+Har+Oar+Nar+Sar=13++++++=100 校核表明該煤種符合標(biāo)準(zhǔn)。 二 、設(shè)計(jì) 開始前應(yīng)注意的問題 （ 1） 、 應(yīng)為本次設(shè)計(jì)的是 2020T/h 鍋爐直流煤粉燃燒器，在參數(shù)選擇時(shí)應(yīng)特別注意，因?yàn)楹芏嗟膮?shù)的確定是在過去