【正文】 脫硫工況時(shí)計(jì)算燃料消耗量 ==[100/(1002)]= 脫硫工況時(shí)燃料消耗量 = =100/(1002)= kg/h 根據(jù)參考文獻(xiàn)[13]71頁(yè)，石灰石消耗量可如下計(jì)算 == = kg/h 石灰石消耗量 ==100/(10015)=（320） 因此燃料當(dāng)量消耗量為 =+=+= 在進(jìn)行爐膛計(jì)算時(shí)應(yīng)該先確定爐膛截面積。在目前由于考慮磨損的危險(xiǎn)性和降低風(fēng)機(jī)能耗，流化風(fēng)速通常較低，一般都在5m/s左右，本設(shè)計(jì)取流化風(fēng)速為5m/s，斷面熱負(fù)荷為3MW/m2 。本設(shè)計(jì)采用的爐膛四周膜式水冷壁結(jié)構(gòu)由光管和鰭片焊接而成。鰭片寬度厚度常用20mm6mm或44mm6mm，這里取20mm6mm。爐膛結(jié)構(gòu)如圖31 所示。耐火耐磨層的設(shè)計(jì)： 耐火耐磨層面積：該區(qū)域的實(shí)際受熱面積如下 =(++++++)+2（+（+） +）= 折算系數(shù)：查《循汗流化床鍋爐設(shè)計(jì)與計(jì)算》表71可知= 計(jì)算受熱面積：由《循汗流化床鍋爐設(shè)計(jì)與計(jì)算》可知==膜式水冷壁： 膜式水冷壁：該區(qū)域的實(shí)際受熱面積如下：=2（+）6=60 折算系數(shù)：查《循汗流化床鍋爐設(shè)計(jì)與計(jì)算》表71可知=1 計(jì)算受熱面積：該區(qū)域的計(jì)算受熱面積==60耐火耐磨層： 耐火耐磨層面積：該區(qū)域的實(shí)際受熱面積如下 =（）+2（+）= 折算系數(shù)：查《循汗流化床鍋爐設(shè)計(jì)與計(jì)算》表71可知= 計(jì)算受熱面積：由《循汗流化床鍋爐設(shè)計(jì)與計(jì)算》可知==膜式水冷壁： 膜式水冷壁：該區(qū)域的實(shí)際受熱面積如下 =(+++)（）+(2+) =10+ 折算系數(shù)：查《循汗流化床鍋爐設(shè)計(jì)與計(jì)算》表71可知= 計(jì)算受熱面積：該區(qū)域的計(jì)算受熱面積==+爐膛稀相區(qū)高度 hx計(jì)算 爐膛計(jì)算受熱面積傳熱周界比由圖34可知 m = 爐膛總的計(jì)算受熱面積=（+++）=(60++++) = 由圖31可知 ，得到 = m。爐膛總高度 h=hx+hm= 圖32 爐膛角落膜式壁布置 圖31 爐膛結(jié)構(gòu)示意圖 圖33 爐膛煙氣出口處耐磨材料 由圖可知密相區(qū)未敷設(shè)耐火層的受熱面積高度為10?4=6m,即6000mm（即 CFBB 爐膛煙氣出口）分離器進(jìn)口煙道入口結(jié)構(gòu)尺寸如下（見(jiàn)旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)計(jì)算）進(jìn)口煙道入口寬度b1=，進(jìn)口煙道高度hz =。 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。飽和水從鍋筒出來(lái)通過(guò)兩根外徑為Φ273的下降管進(jìn)入水冷壁下集箱，接著順序被分流到爐膛的下前集箱和下后集箱,把下前集箱和水冷壁上集箱連接起來(lái)的膜式水冷壁管屏,組成了前部豎井的前墻和爐頂。 本設(shè)計(jì)的爐墻采用膜式水冷壁，膜式水冷壁的結(jié)構(gòu)（單位結(jié)構(gòu)）如圖42 所示，圖上尺寸為本設(shè)計(jì)所選尺寸，由圖可知單位膜式水冷壁寬度(即水冷管的節(jié)距)為80mm。如圖32。 爐膛膜式水冷壁傳熱系數(shù)計(jì)算本部分計(jì)算爐膛膜式水冷壁傳熱系數(shù)校核所設(shè)計(jì)的爐膛是否滿足用來(lái)傳熱要求，本計(jì)算所需的初始數(shù)據(jù)前面已計(jì)算，原始計(jì)算數(shù)據(jù)可查表35。 爐膛截面煙氣流速 =（273+）/（3600273） （321） =(273+850)/3600/273/=床放熱系數(shù)的計(jì)算： 管內(nèi)工質(zhì)處于飽和狀態(tài)汽液共存，由 pgq = ，因此 管壁平均溫度為： =（+）/2=(220+)/2= oC水冷管管材選為20鋼，在= oC時(shí)查文獻(xiàn)[13]得到材料導(dǎo)熱系數(shù)λ= kJ /(mοC)， 由文獻(xiàn)[13]圖72，(m2οC)。根據(jù)《循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)與計(jì)算》77，輻射放熱系數(shù)為 = = (11232+4932)(1123+493)=式中：——斯忒藩波爾茲曼常數(shù)，=(m2為了求出對(duì)于鰭溫，鰭端溫度可假定為238oC。h 床輻射放熱系數(shù) = =(11232+4932)(1123+493)= 床總放熱系數(shù) =+=335+= （323） 鰭片傳熱系數(shù)的計(jì)算： 參見(jiàn)文獻(xiàn)[13]第60頁(yè)，可知鰭高h(yuǎn)為鰭片實(shí)際高度的一半，這里管間距為20mm，鰭厚= m，鰭長(zhǎng)一般與爐膛密相區(qū)高度相同，鰭長(zhǎng)L =10 m。hh 傳熱周界比m= 圖34 膜式水冷壁結(jié)構(gòu) 爐膛熱力計(jì)算 表36 熱力計(jì)算計(jì)算初始數(shù)據(jù)名稱符號(hào)數(shù)據(jù)及單位名稱符號(hào)數(shù)據(jù)煅燒成CaO時(shí)吸熱量 kJ/kg與1kg燃料相配的入爐石灰石量 脫硫時(shí)生成CaSO4放熱量 kJ/kg 爐膛出口煙溫 850oC 可燃?xì)怏w未完全燃燒熱損失q3% 固體未完全燃燒熱損失q4 %灰渣的熱物理?yè)p失q6%爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)給料系統(tǒng)進(jìn)口過(guò)量空氣系數(shù) 計(jì)算燃料當(dāng)量消耗量可支配熱量回料器進(jìn)口過(guò)量空氣系數(shù)爐膛進(jìn)口過(guò)量系數(shù)保溫系數(shù) 冷壁的平均傳熱系數(shù)Km排煙焓 由熱空氣溫度=130 oC用插值法查焓溫表計(jì)算得到熱空氣焓== kJ/kg，同樣由冷空氣溫度=20oC，查表計(jì)算得冷空氣焓= kJ/kg 。爐膛膜式水冷壁傳熱溫差=== 根據(jù)參考文獻(xiàn)可假設(shè)爐膛進(jìn)口循環(huán)灰溫度 與分離器出口煙溫相同為850 oC ，因此爐膛進(jìn)口循環(huán)灰焓可根據(jù) 由文獻(xiàn)[13]表82 選取 =821 kJ/kg，由文獻(xiàn)[13]式(64)可計(jì)算爐膛循環(huán)灰焓減=0， 因此 參見(jiàn)文獻(xiàn)[13]式（821），1kg 燃料燃燒產(chǎn)物向爐膛受熱面內(nèi)工質(zhì)和循環(huán)灰傳遞的熱量為： = = ()= kJ / kg 膜式壁吸熱量 =/= 參見(jiàn)文獻(xiàn)[13]式（75），爐膛計(jì)算受熱面積 = （327） = ()= 式中 1kg 燃料燃燒產(chǎn)物向爐膛受熱面內(nèi)工質(zhì)和循環(huán)灰傳遞的熱量 計(jì)算燃料消耗量 密相區(qū)受熱面的傳熱系數(shù) 床溫與工質(zhì)的平均溫差 為了保證運(yùn)行安全和壽命， 誤差=100%=()/=% 合格 高溫過(guò)熱器設(shè)計(jì)鍋筒出來(lái)的飽和蒸汽，經(jīng)過(guò)過(guò)熱器被加熱到額定過(guò)熱溫度。過(guò)熱器分成兩級(jí) ，低溫過(guò)熱器布置在煙氣較低部分，逆流布置，材料為20鋼；高溫過(guò)熱器布置在煙氣的高溫部分，順列、順流布置，以降低溫壓，避免過(guò)熱損壞，材料為20鋼。過(guò)熱器是將從爐膛出來(lái)的蒸氣加熱為一定溫度的過(guò)熱蒸汽，提高熱效率的裝置，而循環(huán)流化床鍋爐過(guò)熱器的設(shè)計(jì)與其他鍋爐過(guò)熱器設(shè)計(jì)方法一樣。從鍋筒出來(lái)的飽和蒸汽，經(jīng)過(guò)過(guò)熱器被加熱到額定過(guò)熱溫度。 管子規(guī)格：過(guò)熱器的管徑一般有32,38,42，壁厚一般為37。蒸氣流速一般為 15m/s~25m/s。選定煙氣流速后決定管數(shù)n （328）式中——鍋爐額定蒸汽量，kg/h； ——蒸氣比容，m3/kg dn——管內(nèi)徑，m初選煙氣流速為12m/s，蒸氣流速為18m/s，則可算得管子的根數(shù)： =()=因此可先取48根管子。蒸汽在管內(nèi)流動(dòng)，煙氣在管外流動(dòng)，縱向沖刷管子。本計(jì)算給定蒸汽出口溫度=350℃，查水蒸氣焓溫表可知蒸汽出口焓=。因此蒸汽吸熱量為： =()/=201000（）/= 煙氣放熱量： =+=+40= 煙氣出口焓 =/+=+=式中：：保溫系數(shù) ：空氣過(guò)量系數(shù)對(duì)于煙氣出口溫度由假設(shè)校訂得約為675℃， 同樣對(duì)于頂棚管吸熱量，由于其所占比例比較小也可以通過(guò)假設(shè)校正后得到頂棚管吸熱量=20kJ/kg，所以平均煙溫為=（+）/2 =（850+675）/2=℃ 按=12查《電站鍋爐原理》圖152，煙氣對(duì)流放熱系數(shù)為82，煙氣流速=(+273)/(273)=12 由脫硫工況時(shí)燃燒產(chǎn)物平均特性計(jì)算可知水蒸氣容積份額=，三原子氣體容積份額=，煙氣容積= m3/kg ，煙氣密度= kg/m3。 蒸汽平均溫度=(++)/2=（280+350）/2=315℃ 按=315℃、 P=，蒸汽比容= m3/kg 蒸汽流速 =/ =()=式中：蒸汽流通面積按=《電站鍋爐原理》圖1511，蒸汽側(cè)放熱系數(shù)=490 ；查《鍋爐原理及計(jì)算》第三版表式39，三原子氣體輻射減弱系數(shù)= 。因此 煙氣總放熱系數(shù)： ==82+=(㎡) (332) 傳熱系數(shù) =/ (+)=(82+490) = (333) 順流平均溫壓 =()/ln(/)=（570359）/ln(570/359)= ℃式中 受熱面兩端中較大溫差一端的溫差，=850280=570 ℃ 受熱面兩端中較小溫差一端的溫差，=705350=359 ℃ 傳熱量 =/(1000)=()= kJ/kg頂棚管受熱面?zhèn)鳠崃坑?jì)算： ，℃， ，頂棚管受熱面?zhèn)鳠崃?=。2%，此設(shè)計(jì)合格。經(jīng)假定校核噴水減溫裝置水流量=。高溫過(guò)熱器布置在煙氣的高溫部分，順列、順流布置，以降低溫壓，避免過(guò)熱損壞，材料為20鋼。對(duì)流過(guò)熱器由大量平行并列的蛇形管所組成,其進(jìn)出口與集箱相連,蛇形管外徑通常采用φ32, φ38, φ42mm的無(wú)縫鋼管，壁厚3～7mm，由強(qiáng)度計(jì)算確定。過(guò)熱蒸汽溫度低于425℃的小容量鍋爐，過(guò)熱器管可全部采用碳素鋼管。 管內(nèi)徑dn=386=32 橫向節(jié)距:根據(jù)參考文獻(xiàn)橫向節(jié)距一般為=（），取=100 縱向節(jié)距：根據(jù)參考文獻(xiàn)橫向節(jié)距一般為=（），取 =65 橫向相對(duì)節(jié)距=/= 縱向相對(duì)節(jié)距=/= 在過(guò)熱器中對(duì)于燃煤鍋爐煙氣流速wy一般在10m/s~14m/s的范圍里選取、煙氣流速過(guò)高則磨損大，煙氣過(guò)低則堵灰。過(guò)熱器中煙氣與蒸氣的方向互相垂直，為交叉流動(dòng)，但過(guò)熱器較大時(shí)，空氣常設(shè)計(jì)成有幾個(gè)流程，而總的流動(dòng)方向是逆流，這樣可以得到較高的溫壓。 可取橫向管排數(shù)=24，縱向管排數(shù)=2，平均管長(zhǎng)=，受熱面積 === （335） 蒸汽流通面 =按=℃、 P=，蒸汽流速為： =/ =()= 取煙道寬度ag為1400mm，煙道寬度bg為2400mm，則煙氣流通面積為： === （336） 煙氣流速 =(+273)/(273) =（+273）/()= 輻射層有效厚度 s= =() = 低溫過(guò)熱器傳熱計(jì)算 低溫過(guò)熱器布置在尾部煙道中屬于純對(duì)流傳熱，管道布置采用逆流，順排。由前面計(jì)算可知高溫過(guò)熱器入口煙溫近似為高溫出口煙溫，即為650℃，由此可通過(guò)焓溫表計(jì)算出入口煙焓=。蒸汽入口溫度為頂棚管出口溫度為= ℃ ，由此在P= =， kg/h，減溫水焓為 kJ/kg，低溫過(guò)熱器蒸汽出口焓可用下面式子計(jì)算： =()/() （337） =（）/()= 根據(jù)=，在P==280℃。煙氣流速=(+273)/(273)= 蒸汽平均溫度=(++)/2=（280+201）/2=℃ 按=《電站鍋爐原理》圖152，煙氣對(duì)流放熱系數(shù)為68， 由脫硫工況時(shí)燃燒產(chǎn)物平均特性計(jì)算可知水蒸氣容積份額=，三原子氣體容積份額=，煙氣容積= m3/kg ，煙氣密度= kg/m3。 按=℃、 P= m3/kg ，則蒸汽流速為： =/ =()=式中：蒸汽流通面積 按=《電站鍋爐原理》圖1511，得蒸汽側(cè)放熱系數(shù)=520 ，查《鍋爐原理及