【正文】 煤粉燃盡率的確定：煤粉在燃燒器區(qū)域內(nèi)的燃燒非常迅速，因此最大放熱區(qū)段中每一區(qū)段的煤粉燃盡率仍然采用整個(gè)最大放熱區(qū)段的煤粉燃盡率。39。 B V C? ? ? ? ? ? ????? ? ? ? （ 69） 式中：β為燃料在該區(qū)段的燃盡程度； kQ 為空氣帶入的熱量； 6Q 為灰渣熱損失； ψ s、 ψ x 、ψ z：分別為該區(qū)段向上、向下、向四周的輻射換熱系數(shù)； VC39。39。39。39。因此，這樣計(jì)算簡單，計(jì)算誤差能保持在工程允許范圍之內(nèi)。 燃燒器區(qū)域溫度的計(jì)算 在米多爾分區(qū)段模型中，將燃燒器所在的整個(gè)區(qū)域定義為最大放熱區(qū)段。39。39。39。39。39。 39。 T ( A A A T A T A39。 輻射換熱的基本公式為： 4l j hQ= A T?? ? （ 67） 在計(jì)算 Qz、 Qs、 Qx、 Qu、 Qd 時(shí)， l? 、 jA 、 ? 、 hT ，分別取各個(gè)區(qū)段相應(yīng)的數(shù)值。 dwBjc= 100 ?? （ 64） 式中： ?? 為該區(qū)段中燃料燃盡的份額， dwQ 為低位發(fā)熱量。39。39。39。 39。 I39。39。 根據(jù)上面的分析可得能量平衡方程： ( I 39。 以某一區(qū)段為例，在這一區(qū)段中發(fā)生能量交換的過程包括燃燒反應(yīng)、放熱、吸熱和物質(zhì)流動(dòng)。 換熱只發(fā)生在本區(qū)段和相鄰區(qū) 段，認(rèn)為輻射不能穿透到達(dá)更遠(yuǎn)的區(qū)段。在每個(gè)區(qū)段中認(rèn)為這些表面的輻射特性均勻，介質(zhì)均勻。為了得到更為詳盡的爐內(nèi)溫度的分布，需要建立新的分區(qū)段模型。隨著鍋爐機(jī)組容量的不斷增加，燃燒器區(qū)域內(nèi)溫度變化很大，燃燒器 頂部溫度和底部相差能達(dá)到 200℃左右。在米多爾分區(qū)段模型中，將燃燒器區(qū)域分成一個(gè)區(qū)段，即最大放熱區(qū)段，這樣計(jì)算簡單。 米多爾分區(qū)段模型 米多爾分區(qū) 段模型是將爐膛沿高度方向分成幾個(gè)區(qū)段，根據(jù)輻射換熱理論分別對(duì)每個(gè)區(qū)段進(jìn)行傳熱計(jì)算，得出各個(gè)區(qū)段的溫度以及受熱面熱負(fù)荷。 （ 2）沿爐膛高度將鍋爐分割成若干個(gè)區(qū)段，對(duì)每個(gè)區(qū)段分別進(jìn)行傳熱計(jì)算，得出各個(gè)區(qū)段的煙氣溫度和受熱面熱負(fù)荷。要計(jì)算沿爐膛軸線方向的局部熱負(fù)荷有兩種途徑： （ 1） 按照零維模型方法計(jì)算平均熱負(fù)荷，然后利用熱負(fù)荷分布系數(shù)計(jì)算局部熱負(fù)荷，分布系數(shù)是通過試驗(yàn)得到的 即 pjqq?? pjqq?? 式中 pjq — 輻射受熱面的平均熱負(fù)荷 η — 沿爐膛高度方向的熱負(fù)荷分布系數(shù) 這種方法比較簡單，但是熱負(fù)荷分布系數(shù)η是個(gè)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，只能適用于類似的爐型。 大容量鍋爐變工況運(yùn)行研究 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 第六章 分區(qū)段模型計(jì)算 分區(qū)段計(jì)算的目的 概述 由于爐內(nèi)溫度場不均勻，爐內(nèi)各部分受熱面的熱負(fù)荷可以有很大區(qū)別，設(shè)計(jì)時(shí)往往需要知道各部分的局部熱負(fù)荷。由于實(shí)際運(yùn)行情況復(fù)雜多變，在進(jìn)行熱力計(jì)算時(shí)，要根據(jù)機(jī)組的實(shí)際特點(diǎn)，尤其是主要參數(shù)和系數(shù)的選取上，要以運(yùn)行數(shù)據(jù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。 （ 3） 煙氣流過大屏?xí)r的對(duì)流放熱 Qd ()d d pj bdjF T TQ B? ?? （ 528） 1 4[ (1 ) ]pb pj ybTT ? ???? （ 529） 一般屏區(qū)煙氣流速較低，對(duì)流傳熱很小， Qd 可忽略不計(jì)。39。 f y y p jf jQ y p H T rQ B? ? ? ?????? （ 527） 39。39。 02 ( 1 ) 39。39。39。 所以 22239。 大屏過熱器傳熱量可以分為三部分：大屏間高溫?zé)煔鈱?duì)管屏的輻射放熱 Qf大 屏接受爐膛的輻射熱 Qf2 和煙氣流過大屏?xí)r的對(duì)流放熱 Qd。所以，傳熱計(jì)算應(yīng)當(dāng)與爐膛分開進(jìn)行。后屏的對(duì)流傳熱量計(jì)算按純對(duì)流方式計(jì)算，不再考慮管間輻射放熱，即： dd K tFQ Bj?? （ 521） 122111(1 ) ( )ffd QdK ? ????? ? ?? （ 522） 式中 Fd－ 按管子的周圍面積計(jì)算 ξ 考慮煙氣沖刷不均的影響系數(shù)， ξ≈ 在實(shí)際計(jì)算中，由于煙氣流動(dòng)場分布不均，煙氣流對(duì)屏的沖刷不均，導(dǎo)致管屏煙 氣側(cè)實(shí)際的對(duì)流 放熱系數(shù)偏小。39。 39。39。當(dāng)燃用固體燃料時(shí)，一般可取 ξ r =，令ξ r / φ≈ 1，則有 4039。39。39。39。 39。39。39。39。39。 39。 39。fp j jt j fqq qq??? ?? ? ? （ 512） j? ??? （ 513） j? 、 ? 分別表示屏進(jìn)口斷面和爐膛受熱面的熱有效系數(shù)。 fqq?? （ 511） 這樣，在后屏進(jìn)口斷面上的輻射熱交換為： 39。39。39。 39。因?yàn)楹笃恋倪M(jìn)口斷面有兩個(gè)，且來自兩個(gè)斷面上的熱流密度值并不相同，為了簡化計(jì)算，作如下處理： 1 1 2 21239。 39。fQ 根據(jù)有效輻射和熱有效系數(shù)的概念： 39。? （ 5— 7) 二、 2fQ 的計(jì)算方法： 2fQ 主要包括三部分，從后屏底部的水平界面上直接接受的爐膛輻射熱、爐膛輻射大容量鍋爐變工況運(yùn)行研究 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 透過分隔屏區(qū)的部分輻射熱和分隔屏區(qū)熱煙氣與后屏區(qū)的輻射熱交換 . 后屏接受外來輻射熱的熱 2fQ 的計(jì)算方法： 2fQ 的計(jì)算方法： 2fQ = 39。 F 39。F 39。? （ 5— 6） 所以 1 1 2 212T F 39。V39。 即： 1122V39。分別為通過后屏水平斷面由爐膛直接進(jìn)入的煙氣流量和溫度、由分隔屏區(qū)進(jìn)入后屏的煙氣流量和溫度。1T 、 2V39。? （ 5— 5） 1V39。 V 39。V 39。1 1 2 212T V 39。另一部分煙氣來自分隔屏區(qū)的平行斷面，這部分煙氣的溫度比較低。 所以屏式過熱器的總傳熱量為： p f1 f2 dQ Q + Q + Q? （ 5— 3） 一、 管間煙氣對(duì)管屏的輻射換熱 1fQ ： 40 p p p j pf1jTHQ= B? ? ? （ 5— 4） 式中， H p 應(yīng)按輻射受熱面積計(jì)算方法確定。新的傳熱計(jì)算更能夠符合實(shí)際傳熱過程的基本規(guī)律。在以前的熱力計(jì)算中，后屏的傳熱計(jì)算以對(duì)流為主，將輻射傳熱合并到對(duì)流傳熱計(jì)算方法中。因?yàn)闋t膛出口煙溫升高時(shí)管間煙氣對(duì)管屏的輻射換熱增強(qiáng)，對(duì)流傳熱量也增加。39。即煤質(zhì)的發(fā)熱量越大，理論燃燒溫度越高，對(duì)爐膛出口煙溫值產(chǎn)生的影響越大。 0 . 61 ( )10800L L LLL rbTM q??? ?? （ 5— 1） 式中 rbq 按輸入爐膛的熱量計(jì)算的水冷壁熱負(fù)荷 /rb j l bq B Q F?? 公式（ 5－ 1）中引用了新的波爾茲曼準(zhǔn)則數(shù)，它更能反映出爐內(nèi)實(shí)際的換熱能力。對(duì)于大容量鍋爐，采用原方法進(jìn)行屏式過熱器和輻射式過熱器的傳熱計(jì)算，得出的數(shù)據(jù)和運(yùn)行存在偏差較大，因此大屏過熱器和屏式過熱器的傳熱計(jì)算模型也是需要改進(jìn)的。氣流含灰濃度越高，散射性越強(qiáng)，散射將引起爐膛黑度值降低?；鹧婧诙仍谂c單色輻射波長有關(guān)，這使?fàn)t膛黑度的變化更為復(fù)雜。熱有效系數(shù) ? 也具有一定的選擇性，即 ? 值隨著輻射波長有明顯的變化，在小容量機(jī)組熱力計(jì)算中未予以考慮。這種屏蔽作用對(duì)熱有效系數(shù)產(chǎn)生影響，其結(jié)果 使熱有效系數(shù)減小。但是，大容量鍋爐爐膛橫斷面上的溫度場也是非等溫性的，這種非等溫對(duì)爐內(nèi)換熱強(qiáng)度具有顯著的影響。這種誤差在我國的 200MW 機(jī)組上體現(xiàn)了出來，一般情況計(jì)算值比實(shí)際運(yùn)行值低 100－ 130℃，以致造成過熱器超溫或減溫水量過大等問題。 （ 2）爐膛換熱計(jì)算方法用于 100MW 以下的鍋爐計(jì)算熱力計(jì)算時(shí)，計(jì)算數(shù)據(jù)與實(shí)際運(yùn)行中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)基本符合。但是目前該《標(biāo)準(zhǔn)》仍然是解決工程技術(shù)問題和鍋爐性能研究以及計(jì)算機(jī)模擬電站鍋爐等熱量過程的主要方法。國內(nèi)的各大鍋爐廠也相繼引進(jìn)了國外 300MW 和 600MW 壓臨界參數(shù)電站鍋爐的設(shè)計(jì)技術(shù)與計(jì)算方法，如美國 CE 公司、 Bamp。 大容量鍋爐變工況運(yùn)行研究 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 第五章 大容量鍋爐傳熱模型的改進(jìn) 現(xiàn)有模型的特點(diǎn) 300MW 以上的大容量電站鍋爐受熱面的設(shè)計(jì)和布置，尤其是鍋爐爐膛輻射受熱面的設(shè)計(jì)與布置對(duì)于鍋爐的運(yùn)行性能影響很大。上下擺動(dòng)燃燒器，使煤粉火炬上下傾斜，改變火焰中心的位置，從而改變爐膛出口煙氣溫度，調(diào)節(jié)過熱或再熱汽溫。煙氣擋板設(shè)備簡單，操作方便，已被許多大型電站鍋爐采用。 （ 4）煙氣再循環(huán)法 煙氣再循環(huán)法的工作原理是再循環(huán)風(fēng)機(jī)將省煤器后溫度為 250～ 350C? 的一部 分煙氣抽出，送入爐膛，改變各受熱面的吸熱量比例，以調(diào)節(jié)汽溫。相反，減少蒸汽旁通量將使再熱汽溫升高。由于高溫再熱器處煙溫高，進(jìn)口汽溫的降低對(duì)其傳熱溫壓的增加影響不大，吸熱量增加很少。 （ 3）蒸汽旁通法 當(dāng)再熱汽溫偏高時(shí)，調(diào)節(jié)三通閥，使旁 通蒸汽量加大。 （ 2）汽－汽交換器 用于再熱汽溫的調(diào)節(jié)，利用高溫高壓過熱蒸汽來加熱再熱蒸汽，達(dá)到調(diào)節(jié)再熱汽溫的目的。 再熱器不宜采用噴水減溫，因?yàn)闀?huì)使電廠的循環(huán)熱效率降低。噴水減溫是直接接觸式熱交換，慣性小，調(diào)節(jié)靈敏， 易于自動(dòng)化，加上其結(jié)構(gòu)簡單，因此電站鍋爐普遍采用。 對(duì)汽溫調(diào)節(jié)方法的基本要求是：調(diào)節(jié)慣性或延遲時(shí)間小，調(diào)節(jié)范圍大，對(duì)循環(huán)熱效率影響小，結(jié)構(gòu)簡單可靠及附加設(shè)備消耗少。 蒸汽溫度調(diào)節(jié)方法 現(xiàn)代大型電站鍋爐汽溫調(diào)節(jié)方法常用的有噴水減溫、汽汽熱交換、蒸汽旁通、煙氣再循環(huán)、分隔煙道擋板調(diào)節(jié)和改變火焰中心位置等。相反，輻射式再熱器汽溫隨負(fù)荷升高而降低要平緩些。只是，鍋爐負(fù)荷降低時(shí)，汽輪機(jī)高壓缸排氣溫度降低，再熱器入口汽溫下降。過熱器離爐膛出口越遠(yuǎn)，過熱器進(jìn)口煙溫降低，煙氣對(duì)過熱器的輻射換熱份額減少，汽溫隨負(fù)荷增加而上升的趨勢更明顯。由于煙氣溫度及流速的增高，布置在水平與尾部煙道的對(duì)流式過熱器的換熱量增大許多，過熱蒸汽焓增 增大，出口煙溫升高。同時(shí)，由于爐內(nèi)火焰溫度升高甚少，爐內(nèi)水冷壁的吸熱量也增加甚微，多耗燃料產(chǎn)生的熱量將使得爐膛出口煙溫升高。 隨著鍋爐負(fù)荷的增加，過熱器中蒸汽流量和燃料消耗量都相應(yīng)增大，但爐內(nèi)火焰溫度升高甚少。因?yàn)殄仩t不可能始終在設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行，汽溫變化不可避免，所以，掌握汽溫變化特性，運(yùn)行時(shí)及時(shí)調(diào)節(jié)，十分重要。過熱器與再熱器長期在超溫 10－ 20℃下運(yùn)行，其壽命會(huì)縮短一半，而且會(huì)影響汽輪機(jī)的壽命。 大容量鍋爐變工況運(yùn)行研究 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 第四章 過熱器和再熱器的汽溫特性分析 概述 過熱蒸汽溫度與再熱蒸汽溫度直接影響電廠的經(jīng)濟(jì)性與安全性。我國煤種繁多，煤炭供應(yīng)渠道多樣化，鍋爐所燒煤質(zhì)多變，且呈不斷下降趨勢。因此，提高煤粉細(xì)度，可提高燃盡程度；但是提高煤粉細(xì)度，則制粉電耗增加，這可能會(huì)抵消因提高燃盡程度而得到的好處。電廠常用篩孔尺寸為 90 μ m 和 200 μ m 的兩種篩子測量煤粉細(xì)度，用符號(hào) R90 和 R200 表示。 煤粉細(xì)度對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響 煤粉細(xì)度是指煤粉顆粒尺寸的大小，它是衡量煤粉品質(zhì)的重要指標(biāo)。當(dāng)過量空氣系數(shù)增加時(shí)，排煙損失增加，但是過量空氣增加時(shí)，一般飛灰或爐渣的含碳量將會(huì)減少。一般而言，對(duì)于低灰分，高熱值的煙 煤，提高燃盡程度主要應(yīng)從改善爐內(nèi)煤粉和空氣的混合著手；對(duì)于無煙煤、貧煤和高灰分、低熱值的劣質(zhì)煙煤，提高燃盡程度主要從改善爐內(nèi)空氣動(dòng)力結(jié)構(gòu)，提