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大容量鍋爐變工況運(yùn)行研究畢業(yè)論文(參考版)

2025-06-30 13:52本頁(yè)面
  

【正文】 (3)由于我國(guó)煤質(zhì)復(fù)雜,鍋爐爐型多,應(yīng)將實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)與新標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合,建立更適應(yīng)我國(guó)實(shí)際情況的模型和計(jì)算方法。展望:(1)大容量鍋爐變工況計(jì)算是一項(xiàng)復(fù)雜的工作,影響變工況的因素多,而且確定困難,此工作有待于進(jìn)一步的深入研究。(8)爐膛出口煙溫是鍋爐熱力特性的主要參數(shù),本文對(duì)選取的機(jī)組比較了不同方法計(jì)算出的爐膛出口煙氣溫度值,新標(biāo)準(zhǔn)更能體現(xiàn)出實(shí)際的爐膛換熱。WB-1025/-M 機(jī)組進(jìn)行了熱力計(jì)算。(6)在米多爾分區(qū)段模型的基礎(chǔ),將燃燒器區(qū)域進(jìn)一步分段,建立了新的一維分區(qū)段模型。對(duì)于屏式過(guò)熱器的傳熱計(jì)算突出了其輻射特性。根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)建立的模型更能夠反映爐內(nèi)的實(shí)際換熱情況。優(yōu)化燃燒是提高經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵,文中從煤粉燃盡程度、過(guò)量空氣系數(shù)、煤粉細(xì)度和負(fù)荷適應(yīng)特性等方面分析了優(yōu)化燃燒提高鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的措施。本文分析了當(dāng)煤質(zhì)變化時(shí)對(duì)電廠各設(shè)備以及鍋爐燃燒的影響,為鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了參考依據(jù)。出口煙溫100%負(fù)荷70%負(fù)荷50%負(fù)荷杜卜方法新標(biāo)準(zhǔn)第九章 結(jié)論與展望結(jié)論:(1)在鍋爐熱力計(jì)算中,前蘇聯(lián)的《鍋爐機(jī)組熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方法》對(duì)于 200MW以上的機(jī)組,試驗(yàn)值和計(jì)算值存在著較大的誤差,容易造成過(guò)熱器超溫、減溫水量過(guò)大等問(wèn)題。鍋爐負(fù)荷對(duì)出口煙溫的影響。爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)對(duì)出口煙溫的影響:爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)是指進(jìn)入爐膛的空氣量與理論空氣量的比值。杜-卜出口煙氣溫度計(jì)算公式: (81)新標(biāo)準(zhǔn)中引入了布格爾準(zhǔn)則,同時(shí)對(duì)系數(shù) M 也進(jìn)行了修正,系數(shù) M 考慮了再循環(huán)系數(shù),為: (82) 影響爐膛出口煙溫的因素 爐膛出口煙溫一般是根據(jù)設(shè)計(jì)煤種的元素分析和低位發(fā)熱量通過(guò)爐膛傳熱計(jì)算得到的,但是在鍋爐運(yùn)行時(shí),燃用的煤質(zhì)很難保證與設(shè)計(jì)煤種相同,這樣就導(dǎo)致爐膛出口煙溫的變化。鍋爐爐膛內(nèi)的過(guò)程是非常復(fù)雜的,在其內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行著流動(dòng)、混合燃燒、傳熱等過(guò)程,而且這些過(guò)程相互作用、相互影響。排煙溫度(表三)100%負(fù)荷70%負(fù)荷50%負(fù)荷新標(biāo)準(zhǔn)新方法排煙熱損失(表四)100%負(fù)荷70%負(fù)荷50%負(fù)荷新標(biāo)準(zhǔn)新方法 爐膛出口煙溫特性 概述爐膛出口煙氣溫度是鍋爐爐膛內(nèi)燃料燃燒、煙氣流動(dòng)和煙氣向工質(zhì)傳熱等過(guò)程的綜合作用的結(jié)果。但是由于過(guò)量空氣系數(shù)減小,煤粉顆粒得不到充分氧氣而無(wú)法燃盡,如果過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)大,不僅 q2增加,爐內(nèi)溫度降低也不利于燃燒反應(yīng)的進(jìn)行,qq4 也都增大。過(guò)量空氣系數(shù)不僅僅影響排煙熱損失,同時(shí)還影響機(jī)械未完全燃燒熱損失以及化學(xué)未完全燃燒熱損失。另一方面,煤中硫含量高時(shí),為了避免或者減輕低溫受熱面的酸腐蝕,不得不提高排煙溫度,排煙熱損失增加。二、排煙熱損失影響因素 煤質(zhì)對(duì)排煙熱損失的影響。合理的排煙溫度應(yīng)該根據(jù)排煙熱損失和受熱面金屬消耗費(fèi)用,通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來(lái)確定的。降低排煙溫度雖然可以節(jié)約燃料,但是鍋爐機(jī)組最后的受熱面?zhèn)鳠釡夭钕鄬?duì)較小,需要用更多的受熱面積。排煙溫度越高,相應(yīng)的排煙熱損失越大。 排煙溫度及排煙熱損失一、排煙溫度及排煙熱損失產(chǎn)生的原因排煙熱損失是由于煙氣離開鍋爐機(jī)組最后受熱面時(shí)所擁有的熱量隨煙氣排入大氣而不能得到利用造成的。比如,爐膛斷面上的溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)、成分場(chǎng)也不是均勻的。通過(guò)對(duì)本課題研究鍋爐機(jī)組進(jìn)行了計(jì)算并繪圖,計(jì)算結(jié)果和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)比,表明新的分區(qū)段模型更能詳細(xì)的反映出爐膛內(nèi)部溫度分部規(guī)律,符合實(shí)際情況。依據(jù)上面的煙氣出口溫度計(jì)算公式和相關(guān)參數(shù)確定的方法進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算結(jié)果見下圖8圖8圖83。主要的設(shè)計(jì)參數(shù)見下表: 煤質(zhì)特性(表一)名稱Car%Har%Oar%Nar%Sar%Aar%Mar%Var%Qnet,ar(kj/kg)數(shù)值23453 Bamp。WB-1025/-M 型鍋爐機(jī)組為研究實(shí)例。第八章 Bamp。在爐膛中不同位置的水冷壁上,所積灰垢層的厚度和成分略有不同。不同的燃料所含灰份不同,造成的污染程度也不同??梢姞t壁的熱有效系數(shù)值的大小取決于并反映了水冷壁管的污染程度?!捎谄鋵?dǎo)熱系數(shù)很小[(m℃)],當(dāng)受熱面熱負(fù)荷為100KW/時(shí),會(huì)使灰層表面溫度與水冷壁表面溫度相差400~500℃,也就是灰層表面達(dá)到900~1000℃。水冷壁管很干凈時(shí),外壁溫度接近管內(nèi)工質(zhì)溫度,與高溫火焰的有效輻射相比,管壁的自身輻射可忽略不計(jì);而且此時(shí)管壁的黑度很大,反輻射也小,則熱有效系數(shù)就大。如;如。 角系數(shù) 參與爐內(nèi)輻射熱交換的爐墻水冷壁的輻射受熱面積并不是簡(jiǎn)單地用其幾何平面來(lái)表示,而要考慮接收火焰輻射能的情況,通常用角系數(shù)X來(lái)說(shuō)明火焰輻射到爐膛的熱量中投射到水冷壁管上的份額,即 (78) 熱有效系數(shù) 爐膛受熱面的熱有效系數(shù)表示受熱面吸熱的有效性,即火焰投射到爐膛的熱量中有多少被受熱面所吸收,其定義可用下式表示: (79) 通常希望值大,受熱面吸收熱量多,受熱面管的利用就好。經(jīng)過(guò)爐內(nèi)熱交換后到達(dá)爐膛出口的煙氣這一過(guò)程可用熱平衡方程式來(lái)表示: (73) (74)式中:——保熱系數(shù),使考慮爐膛向外部環(huán)境的散熱損失系數(shù)。這樣,爐膛傳熱計(jì)算就是計(jì)算火焰與四周爐壁之間的傳熱量,并簡(jiǎn)化為兩個(gè)相互平行的無(wú)限大平面間的輻射傳熱。(4) 以與水冷壁相切的表面為火焰的輻射表面,其溫度等于火焰的平均溫度,黑度等于火焰對(duì)爐壁輻射的黑度,火焰的輻射熱量就是通過(guò)這個(gè)表面?zhèn)鞯綘t膛上去的。工程計(jì)算往往通過(guò)一些假定來(lái)建立物理模型和數(shù)學(xué)模型,通過(guò)經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)的方法得出滿足工程上要求的計(jì)算公式。火焰中不同的輻射成分具有不同的吸收輻射能的頻譜,如有部分吸收頻譜重合,則其總吸收率比各輻射成分單獨(dú)存在時(shí)的吸收率之和要小。燃燒工況不同,燃料的著火點(diǎn)和火焰中心的位置不同,火焰的充滿度和長(zhǎng)度不同,都將造成不同的火焰輻射特性。(3) 燃燒方式和燃燒工況。爐膛中隨著燃料燃燒過(guò)程的進(jìn)行,形成的火焰和煙氣流的不同區(qū)域,其有效成分有著不同的分布。若以上四種有效輻射成分在火焰中的組成不同,則火焰的輻射能力就不同。在燃燒器附近含有大量碳黑粒子的火焰稱為發(fā)光火焰。含有焦炭粒子和灰粒的火焰成為半發(fā)光火焰。(3) 灰粒:焦炭粒子的可燃成分燃盡后成為灰粒,其直徑約為10~20。其直徑約為30~50。這些三原子氣體只在紅外光譜區(qū)的某些光帶內(nèi)具有輻射和吸收能力,而在光帶以外則既不輻射也不吸收,對(duì)熱輻射呈現(xiàn)透明體的性質(zhì)。 火焰輻射爐膛中的輻射傳熱是由燃料燃燒形成的高溫火焰和煙氣流通過(guò)輻射向受熱面進(jìn)行的熱量傳遞。研究爐內(nèi)傳熱過(guò)程就是要使?fàn)t膛的結(jié)構(gòu)和尺寸合理,布置適當(dāng)?shù)妮椛涫軣崦娣e。在火床爐和煤粉爐爐膛中輻射傳熱要占95%以上。 不論鍋爐負(fù)荷、過(guò)量空氣系數(shù)及燃燒工況如何變化,對(duì)一定結(jié)構(gòu)的爐膛,沿其高度的溫度場(chǎng)變化是有規(guī)律的,其曲線的形狀是相似的。爐膛中的傳熱過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程,燃料著火后燃燒非常強(qiáng)烈,其放熱大于四周水冷壁的吸熱,火焰溫度迅速上升,形成最大值所在的火焰中心。另外,燃燒產(chǎn)生的灰分對(duì)受熱面的污染系數(shù)程度不同也會(huì)使吸熱量發(fā)生變化。 灰渣熱損失可根據(jù)下式計(jì)算: (613)根據(jù)以上分析可得燃燒器區(qū)域中各個(gè)區(qū)段出口煙溫的公式: (614)第七章 爐膛傳熱計(jì)算 爐膛傳熱原理 爐膛傳熱過(guò)程爐膛是鍋爐中的一個(gè)重要部件,其復(fù)雜性在于同時(shí)存在著燃燒和傳熱過(guò)程,而燃燒本身就對(duì)傳熱有很大影響。燃煤量的確定:最大放熱區(qū)段中每一個(gè)區(qū)段的燃煤量可以按照燃燒器的投入實(shí)際情況來(lái)確定,假設(shè)每一層燃燒器的燃煤量所占全部燃煤量的比例為 m mmm4,那么:Bj = (m 1 +m2+m3+m4)Bj (610)每一區(qū)段的燃煤量為 (i =1,2,3,4).空氣帶入熱量 Qk 的確定:空氣帶入的熱量由兩部分組成,一部分是一次風(fēng)帶入的熱量,一部分是二次風(fēng)帶入的熱量,分別用Qk1和 Qk2表示。煙氣出口溫度計(jì)算公式為: (69) 式中:β為燃料在該區(qū)段的燃盡程度;為空氣帶入的熱量; 為灰渣熱損失; ψs、 ψx 、ψz:分別為該區(qū)段向上、向下、向四周的輻射換熱系數(shù);為單位燃料產(chǎn)生煙氣在 下的平均熱容量; As、 Ax、 Az為該區(qū)段上截面、下截面和四周的面積;是考慮了未完全燃燒損失;下角標(biāo) 2 表示第二區(qū)段.為了得到最大放熱區(qū)段內(nèi)溫度的分布情況,將最大放熱區(qū)段按照燃燒器的層次再分為四個(gè)區(qū)段,每一個(gè)區(qū)段看作一個(gè)獨(dú)立的部分,這樣每一個(gè)區(qū)段中的參數(shù)需要重新確定。對(duì)于小機(jī)組鍋爐來(lái)說(shuō),燃燒器區(qū)域不高,溫度變化幅度不大。將(62)-(66)式代入(61)式可得: (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 。 (65) (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 。 (62) (63) 式中: 為計(jì)算燃煤量,V 為煙氣體積, C′和C 為平均比容。物質(zhì)的流動(dòng)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(duì)外界輻射放熱過(guò)程包括對(duì)四周水冷壁的放熱、對(duì)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。忽略對(duì)流換熱。每個(gè)區(qū)段由上下兩個(gè)假想截面,四周水冷壁和介質(zhì)組成,并且認(rèn)為介質(zhì)是充滿整個(gè)區(qū)段空間的。 新分區(qū)段模型的建立為了計(jì)算簡(jiǎn)單,易于在工程上應(yīng)用,新模型假設(shè)如下:將鍋爐爐膛沿高度方向上分為若干個(gè)區(qū)段,并將燃燒器區(qū)域安裝燃燒器的層次細(xì)分段。同時(shí)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(duì)計(jì)算產(chǎn)生較大的誤差。在小容量鍋爐中,由于爐膛高度不高,燃燒器區(qū)域高度也不大,燃燒器區(qū)域內(nèi)的溫度變化不會(huì)很大。米多爾分區(qū)段計(jì)算方法的重要特點(diǎn)是:認(rèn)為換熱只能在相互接觸的物體間進(jìn)行,一個(gè)區(qū)段向相鄰區(qū)段的輻射熱全部被該段煙氣所吸收,不能到達(dá)它周圍的壁面,也不能穿透它到達(dá)更遠(yuǎn)的區(qū)段。因此,分區(qū)段計(jì)算實(shí)質(zhì)上也就是爐膛熱力計(jì)算的一維模型。對(duì)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。爐膛一般是長(zhǎng)方形的,常常首先需要知道的是沿爐膛高度方向的受熱
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