【正文】 式中 ——灰渣在溫度為toC時的比焓，可查文獻[11]表38中一項，其中t可取600οC ； ——鍋爐排渣率，對于循環(huán)流化床鍋爐=30%～70% ，這里取=40%。查《循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計與計算》表81,%～%。這里取q4 =%。鍋爐的固體未完全燃燒熱損失q4的計算這項熱損失是由于燃料中未燃盡炭隨鍋爐灰排出鍋爐引起的熱量損失。在鍋爐設(shè)計時按經(jīng)驗推薦值選取，對循環(huán)流化床鍋爐q3=0～%。鍋爐的氣體未完全燃燒損失q3 的計算 這項熱損失是由于燃燒產(chǎn)物中存在未燃盡可燃氣體CO、H2 、CH4 等而造成的熱量損失。鍋爐熱效率表示鍋爐中有效利用熱量占鍋爐總輸入熱量的百分比，因而可如下計算：=Q1/Qr=q1=100（q2+q3+q4+q5+q6+q7q8）鍋爐輸入熱量Qr的計算： 在不用外部熱源加熱空氣的鍋爐中，送入鍋爐的熱量可以按式（425）計算（以1kg固體燃料為基準） Qr = Qnet, ar+ir + rq 式中 Qnet,ar——燃料的收到基低位發(fā)熱量，kJ / kg； ir ——燃料的物理顯熱，kJ / kg； rq ——加入爐膛的脫硫劑的物理顯熱，kJ / kg。在爐膛中加入脫硫劑的循環(huán)流化床鍋爐中，其熱量平衡可表示為：Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7Q8式中Qr——送入鍋爐的熱量，kJ/kg； Q1——鍋爐有效利用的熱量，kJ/kg； Q2——鍋爐排煙熱損失，kJ/kg； Q3——鍋爐中氣體未完全燃燒損失，kJ/kg； Q4——鍋爐中固體未完全燃燒損失，kJ/kg； Q5——鍋爐散熱損失，kJ/kg； Q6——鍋爐灰渣熱物理損失，kJ/kg； Q7——脫硫劑煅燒吸熱的熱損失，kJ/kg；Q8——硫鹽化放出的熱量，kJ/kg。 分離器前飛灰份額 =+=+= 脫硫計算： 脫硫后的SO2排放濃度 =19400（)/實際脫硫效率 =（1/）100=（）100=% （314） 誤差=│（）/│=()/= 不同過量空氣系數(shù)下燃燒產(chǎn)物的容積及成分的計算過程：水蒸氣容積 爐膛==+=分離器、過熱器、省煤器同上 空氣預(yù)熱器==+=煙氣總?cè)莘e 爐膛==+++= 分離器、過熱器、省煤器同上 空氣預(yù)熱器 ==+++=RO2容積份額 爐膛== 分離器、過熱器、省煤器同上 空氣預(yù)熱器==H2O容積份額 爐膛== 分離器、過熱器、省煤器同上 空氣預(yù)熱器==三原子氣體容積份額 爐膛== 分離器、過熱器、省煤器同上 空氣預(yù)熱器==飛灰濃度 爐膛== 分離器、過熱器、省煤器同上 空氣預(yù)熱器==煙氣重量 爐膛==+= 分離器、過熱器、省煤器同上 空氣預(yù)熱器==+=煙氣密度 爐膛== 分離器、過熱器、省煤器同上 空氣預(yù)熱器== 循環(huán)流化床鍋爐的熱平衡表明送入鍋爐的熱量與輸出鍋爐的熱量之間的平衡關(guān)系。 ——分離器分離效率，% 。 石灰石中CaCO3含量，% 煅燒成CaO時吸熱量 =（1） =（）2= kJ/kg 脫硫時放熱量 =(/100) (/100) == kJ/kg則依據(jù)參考文獻可支配熱量可參考下面公式計算得： =(+)/(1+） (39） =(17693+ )/(1+)=鍋爐煙氣量的計算 鍋爐進行脫硫會影響鍋爐的煙氣量，因此需計算脫硫所需理論空氣量，燃燒和脫硫當量理論空氣量，脫硫所需空氣中氮氣體積等，它們可依據(jù)參考文獻可如下計算： 脫硫所需理論空氣量 =(/100) (/100） (310） == 燃燒和脫硫當量理論空氣量 =(+)/(1+) (311） =(+)/(1+)= 脫硫所需空氣中氮氣體積 ===（312） 當量理論氮氣體積 =()/(1+)+ =()/(1+)+= 煅燒石灰石生成CO2體積 =(/100)=2= 脫硫使SO2減少量 =(/100)(/100)== m3/kg 燃燒和脫硫時產(chǎn)生RO2當量體積 =(+)/(1+) =(+)/= 當量理論水蒸氣體積 =[(+Md)+]/(1+)+ =[(9+)+]/+ = 則鍋爐的當量煙氣體積為 =+++= （313）飛灰量的計算： 飛灰量的含量會對鍋爐的磨損有影響，其中包含入爐石灰石直接生成飛灰量，入爐石灰石灰分含量，燃煤飛灰量等，其中燃煤飛灰含量與循環(huán)倍率有關(guān)，對于煙煤循環(huán)倍率可達80%。鍋爐可支配熱量的計算： 下面需計算爐鍋可支配熱量，鍋爐的熱量包含煅燒成CaO時吸熱量，脫硫時放熱量，燃煤放出的熱量。根據(jù)“GB13271鍋爐大氣污染物排放標準”的規(guī)定，SO2原始排放濃度超過最高允許排放濃度400時，必須加入石灰石脫硫，其反應(yīng)式為 kJ/kg kJ/kg 二氧化硫（SO2）原始排放濃度可以通過下面式子計算 =（104）/ （37） =10000/= mg/m3 因此鍋爐脫硫效率為 =（1/）100%=（1400/）100%=% 爐膛溫度在850oC而獲得最大的脫硫效率，由文獻可知為，燃煤自脫硫能力系數(shù)與煤中含硫量有關(guān)，但大多在80%左右，%，CaCO3未利用率 %。 各受熱面計算過程如下：煙道平均過量空氣系數(shù) 爐膛 = (+ )/2=旋風(fēng)筒、過熱器、省煤器計算同上 空氣預(yù)熱器(+ )/2= 過量空氣量 爐膛=== m3/kg 旋風(fēng)筒、過熱器、省煤器計算同上 空氣預(yù)熱器 === m3/kg水蒸氣容積 爐膛 ==+= m3/kg 旋風(fēng)筒、過熱器、省煤器計算同上 空氣預(yù)熱器==+=煙氣總體積 爐膛==++= m3/kg旋風(fēng)筒、過熱器、省煤器計算同上 空氣預(yù)熱器==++=實際燃燒空氣量V在流化床鍋爐運行中實際空氣消耗量總是大于理論空氣量，即過量空氣系數(shù)總是大于1，對于鍋爐爐膛來說，的大小與燃燒設(shè)備型式、燃料種類有關(guān)。由于制粉系統(tǒng)選定由熱空氣及爐煙做干燥劑、鋼球筒式磨煤機。由表42[3]可以依次查得高溫過熱器、低溫過熱器、高溫省煤器、高溫空氣預(yù)熱器、低溫省煤器、低溫空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)系數(shù)，且上一級的出口為下一級的入口。由于制粉系統(tǒng)選用了熱空氣及爐煙做干燥劑，所以爐膛出口過量空氣系數(shù)對于煙煤選取=。飛灰具有一定焓值，在熱力計算時應(yīng)加以考慮。 =+=+= m3/kg 采用石灰石作為脫硫劑時，在R 為2情況下，其脫硫效率ηsr 可高達90%以上，這里取ηsr為90%，則煙氣中SO2 的容積: =（）= m3/kg ==+ =（+）/100=（m3/kg）H2O蒸氣理論容積： 煙氣中的理論水蒸氣容積 來源于燃料中的水分Mar ，石灰石中的水分 Md ，燃料中的氫 Har 燃燒生成的水蒸氣容積和理論空氣量帶入的水蒸氣容積： = （34） =+9+=（m3/kg） M d——石灰石中的水分質(zhì)量分數(shù)；理論N2容積 = （35） =+（m3/kg） 煙氣量 理論煙氣量由COHO2 (煙氣中的水蒸氣)、N2 和SO2組成。流化床鍋爐爐膛的過量空氣系數(shù)α = ～ ，這里取α = ，則實際所需干空氣量為== m3/kg 實際空氣中是含有水蒸氣的， / kg，標準狀態(tài)下， /m3 [4]。 計算。燃燒計算需計算出：理論空氣量、理論氮容積、RO2容積、理論干煙氣容積、理論水蒸氣容積。為降低燃煤造成的 SO2排放量，1997年1月1日實施的新修訂的《火電廠大氣污染排放控制的標準》規(guī)定了SO2 的最高排放標準。 =628kJ/kg 表32 脫硫劑（石灰石）指標名稱符號數(shù)值單位石灰石CaCO3含量％石灰石MgCO3含量0％石灰石水分％石灰石灰分％ 燃燒計算需計算出：理論空氣量、理論氮容積、RO2容積、理論干煙氣容積、理論水蒸氣容積。 第3章 鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計及傳熱計算 設(shè)計初始數(shù)據(jù)1） 鍋爐額定蒸發(fā)量：Do=20t/h 2）鍋爐出口蒸汽壓力：p=3）飽和蒸汽溫度：tbq=350℃ 4）給水溫度：tb=20oC5）排煙溫度：θpy=150℃ 6）冷空氣溫度：tlk=20℃ 1）燃料名稱：二類煙煤 2）工作基成分表31 煤的特性表名稱符號單位設(shè)計煤種（煙煤）收到基低位發(fā)熱值Qnet,arkJ/kg17693收到基全水份Mar％干燥無灰基揮發(fā)份Vdaf％收到基灰份Aar％收到基碳Car％收到基氫Har％收到基氧Oar％收到基氮Nar％收到基硫Sar％入爐煤顆粒度0～10mm,其中d50＝～,d％。本次設(shè)計的題目是20噸/小時循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計，本章首先對鍋爐的整體概況進行了選擇，并結(jié)合設(shè)計題目，列出鍋爐規(guī)范，燃料特性，管子特性，以及主要經(jīng)濟技術(shù)指標。飽和水從鍋筒出來通過兩根外徑為Φ273的下降管進入標高為3858mm和4757mm的側(cè)水冷壁下集箱，接著順序被分流到爐膛的標高為1328mm下前集箱和下后集箱,把位于標高1328mm處的下前集箱和位于標39996mm處的前后水冷壁上集箱連接起來的膜式水冷壁管屏,組成了前部豎井的前墻和爐頂。燃燒室的四壁由膜式水冷壁組成,膜式水冷壁采用Φ605的鍋爐管，管節(jié)距為80mm，與620的扁鋼焊制而成，上部材質(zhì)為20鋼，下部材質(zhì)為20G。此外，鍋筒內(nèi)還設(shè)有給水分配管，連續(xù)排污管,加藥管和水位測量接管，以確保給水的正常分配、 鍋水品質(zhì)以及鍋筒水位的指示與控制。 鍋筒內(nèi)部裝置采用機械分離裝置進行汽水分離。正常運行時使用主管路自動調(diào)節(jié)，升火啟動及低負荷時使用旁路手動調(diào)節(jié)。爐膛上部水冷壁光管區(qū)域不布置任何測點和門孔,所有煙氣溫度和壓力測點均布置在敷設(shè)耐磨層的區(qū)域以內(nèi)。在防磨層和水冷光管的邊界處采用水冷管向外讓管的結(jié)構(gòu)。床下啟動點火燃燒器和返料器采用恒力彈簧支吊。爐膛水冷壁和包墻過熱器四周沿高度方向設(shè)置有剛性梁,以增加水冷壁剛度和承受爐內(nèi)壓力的波動能力。 旋風(fēng)分離器與爐膛、返料器、尾部煙道之間均采用非金屬膨脹節(jié),既可吸收膨脹差產(chǎn)生的位移,又可保證鍋爐整體密封。燃燒室外部使用微孔硅酸鈣板制成敷管爐墻，尾部低溫省煤器處采用砌筑和澆注的輕型爐墻，爐墻上設(shè)有人孔，觀察孔及測試孔，開孔處用耐火材料外加罩殼密封。柱腳與鋼筋混凝土基礎(chǔ)固接。本設(shè)備的尺寸、輸送距離等由電廠布置確定。刮板式給煤機: 該設(shè)備用來將制備好的燃料和石灰石及時準確地送入爐內(nèi)，且送入量應(yīng)與鍋爐運行負荷的要求一致。另一部分通過上部對流受熱面進入旋風(fēng)分離器，確保未燃盡的細微粒子被分離下來并多次返回爐膛密相區(qū)二次燃燒，降低飛灰可燃物，保證鍋爐機組具有較高的燃燒效率。在稀相區(qū)內(nèi)合理布置絕熱瓦，使稀相區(qū)溫度維持在850℃左右，高的爐膛溫度對于炭粒子的燃盡是十分有利的。在密相區(qū)未燃盡的細小顆粒，進入稀相區(qū)強化燃燒。整個爐膛設(shè)計分為密相區(qū)和稀相區(qū)。爐膛下部密相區(qū)水冷壁覆蓋成型耐磨瓦，即可防磨，又可減小下爐膛吸熱，低負荷時任可維持較高溫度，保證燃燒穩(wěn)定。床溫上布置足夠數(shù)量的溫度測點，及時發(fā)現(xiàn)并處理可能出現(xiàn)的少量結(jié)渣，避免結(jié)渣擴大，影