420th一次中间再热煤粉锅炉 毕业论文.doc

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1、0 目 录 一、前言-1 二、设计资料-3 三、锅炉整体布置得确定-4 四、煤的元素分析数据校核和煤种判断-12 五、燃烧产物和锅炉热平衡计算-13 六、炉膛设计和热力计算-15 七、后屏过热器结构尺寸计算- 26 八 、 对 流 过 热 器 设 计 和 热 力 计 算 -31 九、高温再热器设计和热力计算-35 十、第一、二、三转向室及低温再热器引出管的热力计算-38 十一、低温再热器热力计算-44 十二、旁路省煤器的热力计算-47 十三、减温水校核-50 十四、主省煤器设计和热力计算-51 十五、空气预热器热力计算-53 十六、热力计算数据的修正和计算结果汇总-56 十七、热力计算结果数据

2、分析-58 附加内容-61 参考文献-61 1 420t/h 一次中间再热煤粉锅炉 前 言 一、课程设计内容与要求： 主要内容： 1. 根据给定锅炉的结构布置与尺寸，计算该锅炉燃用现在给定的煤种后的各项 运行参数； 2. 根据计算结果分析运行中可能会出现的问题，并提出相应的处理措施。 基本要求： 1. 所有计算均采用列表形式，各误差应符合热力计算要求 123，计算中必须 采用国际单位。 2. 对说明书与计算列表中各数据与公式应注明其来源，例如：根据假设（并在 何处进行了检验） ；根据给定的数据；根据参考资料 x(Page:YY)选取等。 3. 与本次热力计算或与本变工况计算有关的结构计算项目需

3、列表计算，与本次 热力计算无关的结构设计计算可以不做也不用列表。 4. 制图符合制图规范，说明书条理清楚，并按要求装订成册。 5. 每人独立完成设计任务，并进行答辩。 二、课程设计的目的 课程设计是实践性教学的主要环节之一，通过锅炉课程设计应达到以下目的 （1） 掌握设计计算的基本原理和方法，提高实际设计计算的能力 （2） 加深领会计算的基本理论和深化所学的理论知识 （3） 为下一步学习锅炉运行等专业知识提供理论基础 三、课程设计的概况 锅炉课程设计一般选题与锅炉的热力计算，就其计算范围可分为局部热力 计算和整体热力计算。 局部热力计算，多联系生产现场某一具体问题，如提高锅炉出口蒸汽温度， 提

4、高锅炉的出力，计算炉膛出口温度，防止锅炉炉膛结渣等。这些问题的计算 2 往往要求学生具有一定实际生产知识，针对问题提出明确的结论及相应合理建 议。 整体热力计算，一般是校核整台锅炉各处的热工参数和运行指标。这类选 题的重点是检查学生对计算原理和方法掌握的程度，培养学生实际计算的能力。 同事，也要求学生在计算之后能进行必要的理论分析和提出合理建议。 整体校核热力计算的主要部分： 1 锅炉辅助设计计算，这部分目的是为了后面的受热面的热力计算提供必要的基 本计算据据或图表。 2 受热面热力计算，其中包括热力计算提供结构数据的各受热面的结构计算。 3 计算数据的分析，这部分内容往往是鉴定设计质量、考核

5、学生专业知识水平的 主要依据。 3 二、设计资料： （一） 、设计题目：420t/h 一次中间再热煤粉锅炉 （二） 、原始资料 1.锅炉蒸发量 420t/h1D 2.再热蒸汽流量 350t/h2 3.给水温度 235gst 4.给水压力 15.6MPaP 5.过热蒸汽温度 5401t 6.过热蒸汽压力 13.7MPap 7.再热蒸汽(进)温度 3302t 8.再热蒸汽(出)温度 540 9.再热蒸汽(进)压力 2.5MPa2p 10.再热蒸汽(出)压力 2.3MPa 注：以上压力为表压。 11.周围环境温度 20 12.燃料特性 Car （%） Har （%） Oar （%） Nar （%）

6、Sar （%） Aar （%） War （%） Vdaf （%） Qar，n et (kj/kg) DT () ST () FT () 50.58 3.79 4.65 1.49 2.17 22.63 14.69 28.10 20400 1200 12400 1290 13.制粉系统 中间储仓式,热风送粉,筒式钢球磨煤机 14.汽包工作压力 15.2MPa（表压） 提示数据:排烟温度假定值 =117；热空气温度假定值 =320pyt rkt 4 三 锅炉整体布置得确定 （一） 、锅炉整体的外型选 形布置 选择 形布置的理由如下： (1) 锅炉排烟口在下方,送、引风机及电除尘器等设备均可以布置在地

7、面， 锅炉结构和厂房较低，烟囱也可以建造在地面上； (2) 在对流竖井中,烟气向下流动,便于清灰,具有自身除灰的能力； (3) 各受热面易于布置成逆流方式,以加强对流换热； (4) 汽机、锅炉之间连接管道不长。 （二） 、受热面的布置 在锅炉炉膛内侧，全部布置膜式水冷壁受热面，其他受热面的布置主要考虑 蒸汽参数、锅炉容量和燃料性质的影响。 本锅炉为超高压锅炉，汽化吸热较小，加热吸热和过热吸热相应较大。为使 锅炉炉膛出口排烟温度降低至要求的数值，避免水平烟道内的对流受热面超温 和结焦，从而保护对流受热面，除在水平烟道内布置对流过热热器外，还在炉 膛内上方布置全辐射式的前屏过热器，炉膛出口布置半辐

8、射式的后屏过热器。 为减少前、后屏过热器中的传热温差，在炉顶及水平烟道的两侧墙，竖井烟道 的两侧墙和后墙均布置包覆过热器。 为减少热偏差，节约金属材料量，再热器采用二级再热方式，其中高温再热器 对流过热器后的水平烟道，低温再热器布置在尾部烟井。为了再热汽温的调节， 使负荷在 100%75%之间变化时，再热器出口汽温保持不变，尾部烟井的上部由 隔墙省煤器分隔成两个烟道，主烟道设置低温再热器，旁路烟道设置旁路省煤 器，前、后隔墙省煤器采用膜式结构，在旁路省煤器下方的 45管上装有 20 块 烟气挡板用于再热汽温的粗调。在烟气调节挡板的下方烟井设置主省煤器。根 据锅炉的参数，省煤器出口工质状态选用非

9、沸腾式的。 热风温度要求较高，采用两 5 台6.7m 受热面旋转的回转式空气预热器，安装于 9 米平台上，属炉外布置， 其具有结构紧凑、节约材料、维护方便的特点。 在主省煤器的烟道转弯处下部，设置落灰斗，在转弯处离心力的作用下， 颗粒较大的灰粒顺落灰斗下降，有利于防止回转式空气预热器的堵灰，减轻除 尘设备及引风机的负荷。 锅炉整体布置如图一所示。 （三） 、锅炉汽水系统 按超高压大容量锅炉热力系统设计要求，该锅炉汽水系统的流程设计如下： 1 过热蒸汽系统的流程 汽包 顶棚过热器进口集箱 炉顶及尾包覆过热器管系 悬吊管过热器管系 尾部包覆过热器后集箱 尾部左右侧包覆过热器下后集箱 悬吊管过热器出

10、口集箱 尾部左右侧包覆过热器后上 尾部左右侧包覆过热器管系（上升） 集箱尾部左右侧后包覆过热器管系（下降） 尾部左右侧包覆过热器下前集箱 水平烟道左右侧前包覆过热器管系（上升） 水平烟道左右侧前上包 覆 过热器集箱 前屏过热器 后屏过热器 对流过热器进口集箱 对 流过热器管系 对流过热器出口集箱集汽汽箱 汽轮机高压缸。 2 水系统的流程 给水 主省煤器进口集箱 主省煤器管系 主省煤器出口集箱 前隔墙省煤器进口集箱 前隔墙省煤器管系 隔墙省煤器出集箱 后隔墙省煤器进口集箱 后隔墙省煤器管系 墙省煤器出集箱 旁路省煤器进口集箱 旁路省煤器管系 6 旁路省煤器出口集箱 省煤器引水管 汽包 下降管 水

11、冷壁下联箱 左右侧墙水冷壁 水冷壁上联箱 汽包 前后侧墙水冷壁 3 再热蒸汽系统的流程 汽轮机 低温再热器进口集箱 低温再热器管系 低温再热器出 口集箱 高温再热器进口集箱 高温再热器管系 高温再热器出 口集箱 再热器集汽集箱 汽轮机中压缸。 （四） 、锅炉总体概况 锅炉为单汽包，自然循环煤粉炉，呈形布置，适应露天。汽包中心标高 为 42300mm，布置在炉前距水冷壁中心线 2660mm 处。采用 4 根41936mm 大 直径下降管。炉膛由密封良好的606mm 鳍片管膜式水冷壁组成，炉膛截面深 宽=88409600mm，宽深比为 1.085，近似正方形。燃烧器呈四角大小双切圆 布置。炉膛上部

12、出口处，沿炉膛宽度方向布置 6 片前屏过热器，横向节距为 1350mm,其后布置 14 片后屏过热器，横向节距为 630mm。 高温对流过热器布置在后屏过热器之后，位于折焰角的斜坡上，低温过热器由 侧墙包覆管、后墙包覆管以及炉顶包覆管组成。再热器分高、低温两组，分别 置于水平烟道以及尾部竖烟井。全部受热面采用悬吊和支承相结合的方式。竖 烟井深度 7500mm，其上部由隔墙旁路省煤器管分隔成两个烟道，主烟道和旁路 烟道，相应设置低温再热器和旁路省煤器。低温再热器受热面载荷通过悬吊管 由炉顶钢架承重，受热面向下膨胀。省煤器由旁路省煤器、隔墙省煤器和置于 竖烟井下部的主省煤器三部分组成。旁路省煤器以

13、及隔墙省煤器为悬吊式，主 省煤器则由三根钢架支承，搁置在水泥构架梁上。两台回转式空气预热器直接 安置在 9m 运转层上，由水平烟道连接，置于尾部竖烟井的后侧。锅炉烟井周围 有管子包裹，采用重力载荷小、厚度薄的敷管炉墙，除尾部空气预热器、烟风 道、灰斗及主省煤器外，锅炉的全部受热面载荷均悬吊在炉顶钢梁上，受热面 均作向下自由膨胀，炉顶钢架通过 K1、K 2、K 3、K 4混凝土构架把负荷传递到锅炉 7 基础上。 锅炉气温调节，主蒸汽采用一、二级喷水减温，再热蒸汽采用烟气挡板， 作升温调节，挡板布置在旁路省煤器下方的倾斜 45管上。此外，在高温再热 器进口处设有事故喷水装置，作为不得已时的降温调节

14、措施。当锅炉负荷在 75%100%内运行时，上述的调温装置可以维持过热蒸汽、再热蒸汽出口温度在 额定值。另外，在低温再热器出口还设有微量喷水调节，以配合烟气挡板的调 温。本锅炉按固态除渣设计，采用带有粗破碎机的刮板式机械除渣装置。 水冷系统 炉膛四周水冷壁管全部采用 606mm 的鳍片管制成密闭的膜式水冷壁。水 冷系统主要是由大直径下降管、分配集箱及其支管、水冷壁上升管、汽水引出 管、上下集箱、汽包组成循环回路。炉水由汽包经 4 根 41936mm 大直径下降 管及其下端的分配集箱，以及 44 根分配支管均匀地进入 14 只下集箱，然后分 14 个循环回路上升，经上集箱和 46 根汽水引出管进

15、入汽包;在汽包中汽水混合 物经内部装置分离清洗，干净蒸汽被引入到过热器中，分离下来的水和省煤器 来的给水混合一起，再进入大直径下降管，进行周而复始的循环。 整个水冷壁管，以及敷设其上的炉墙，均通过上集箱上的吊杆，悬吊在炉顶钢 架上，受热面作向下自由膨胀。水冷壁上设有人孔、看火孔、吹灰孔、打焦孔、 防爆门孔、点火孔、测量孔等。后墙水冷壁上部由分叉管分为两路，一路折向 炉膛，行成折焰角，另一路垂直上升，起悬吊管作用。为使两路水量的合理分 配，以保证均能安全可靠地工作，在垂直悬吊的集箱管孔处设置了带有短管的 10mm 节流孔，伸出集箱底部的短管，从而可以防止因污物进入节流孔而引起的 阻塞。 燃烧时为

16、了防止由于炉膛负压波动所引起的水冷壁及炉墙薄壁结构振动而 造成的损坏，在水冷壁外面布置了由工字钢组成的刚性梁，刚性梁在上下方向 和水冷壁一起膨胀，沿刚性梁长度方向，在结构上保证可以自由膨胀，刚性梁 直接支承于炉膛水冷壁以及左右侧包覆和后包覆管上。 燃烧器 8 燃烧器为正四角大小切圆布置，假想小切圆 200mm、大切圆 800mm，一次 风喷口分 3 层布置，带负荷共 12 个一次风喷口。燃烧器的一、二、三次风喷口 的布置，自上至下为（三） （二）(二)（一） （二） （一） （一） （二） ，一次风喷 口分为上下两组分隔，以提高一次风气流的刚性。为了适应煤种变化和调整燃 烧工况，煤粉喷燃器各喷

17、嘴出口截面做成可调节的。为了调整燃烧工况和控制 炉膛出口烟温，可根据燃料特性或运行人员的实践经验来摆动喷嘴倾角，当一 个喷嘴在水平位置时，相邻喷嘴只能摆动 10左右，若所有喷嘴一起同向摆动 时可摆动约20。整个燃烧器通过连体焊于水冷壁管上，与水冷壁管一起膨 胀。点火轻油枪采用机械压力雾化方式。该燃烧器之重油枪也采用机械压力雾 化方式，最大燃油量按锅炉额定蒸发量的 40%计算，装于中、下二次风喷口内， 共 8 只油枪。 过热器 采用辐射、半辐射和对流形式。蒸汽在过热器中的流程为在汽包中经分离 后的干净蒸汽，经炉顶及尾部包覆过热器，继而进入低再悬吊管过热器及尾部 烟道左右侧包覆管过热器，再经水平烟

18、道左右侧包覆管过热器，依次进入前屏 过热器、一级喷水减温器、后屏过热器、二级喷水减温器，最后进入高温对流 过热器，汇集到出口集箱。过热蒸汽由出口集箱两端引入到汽轮机高压缸。前 屏过热器共 6 片，为全辐射过热器，后屏过热器共 14 屏，为半辐射过热器，高 温对流过热器共 104 片，作顺流布置。在后屏过热器前后布置有一、二级喷水 减温器，其中一级喷水减温主要用于保护后屏过热器，而二级喷水减温则为调 节主蒸汽出口温度，使之维持额定蒸汽参数。 再热器 再热器分高温热器和低温再热器两部分。高温再热器布置在对流过热器之 后的水平烟道中，低温再热器和旁路省煤器做并联布置放在尾部竖井中。低温 再热器管系共

19、 104 片、为 5 排管，按烟气流向作逆流顺列布置，整个低温再热 器管系重力由悬吊管过热器承载，作向下自由膨胀。高温再热器管系也为 104 片、5 排管，作顺流顺列布置。 9 在低温再热器进入管道上设有事故喷水装置，为紧急事故时作降温调节用。再 热蒸汽温度控制以烟气旁路挡板作为主要调节手段，而高、低温两段再热器之 间的喷水装置作为细调，由于再热蒸汽喷水调节要降低机组的热效率，所以应 尽量少用。 省煤器 省煤器由主省煤器、隔墙省煤器和旁路省煤器三部分组成。给水由炉前三 通管进入后，分左右两侧引至主省煤器进口集箱的二端，主省煤器管系为 2 排 蛇形管圈，顺列逆流布置，保持较低烟速，以改善磨损，便

20、于检修。主省煤器 出来的工质，由出口集箱左右二端 10810mm 的连接管引出，连接管共 12 根， 每端 6 根，并进入旁路烟道的前、后隔墙管，工质并联向上流动，到炉顶汇集 进入隔墙省煤器出口集箱。前、后隔墙采用宽鳍片管，前隔墙宽鳍片管外敷设 炉墙，作为尾部竖烟井的前墙；后隔墙宽鳍片管作为旁路烟道的分割墙，管外 不再敷设炉墙。由隔墙省煤器出口集箱二端引出工质，经炉外 21926mm 的管 道下降至旁路省煤器进口集箱。旁路省煤器系为 2 排蛇形管圈，顺列逆流布置。 旁路省煤器在出口端的 弯管倾斜 45，以组成烟道挡板的框架；旁路省煤器延伸至斜烟道包覆管，接旁 路省煤器出口集箱。斜烟道部位的包覆

21、管省煤器管为敷管炉墙，节距由旁路省 煤器的 90mm 变为 45mm。最后经旁路省煤器出来的工质由 12 根 10810mm 的后 墙引出管引入汽包，作为给水。 回转式空气预热器 本锅炉选用 2 台 6200mm 的回转式空气预热器，采用垂直轴受热面回转的 形式。回转式空气预热器主要特征性数据如下： 转子内径为 6200mm； 转子高度为 2260mm； 受热面高度为 1860mm，其中热端为 1500mm，冷端为 360mm； 受热面积为 18500m2； 预热器转速为 1.53r/mim； 10 预热器漏风系数为 0.20。 冷端受热面采用“抽屉式”结构，便于大修时更换。 腐蚀和积灰是目前

22、预热器存在的一个主要问题，它直接影响到预热器传热元件 的使用效果和寿命，因此还考虑了吹灰和冲洗装置的设计。 锅炉构架及平台布置 锅炉构架采用炉顶钢结构大梁和水泥柱的混合结构，这种结构可以减小钢 材耗量和节约工程投资。 锅炉宽度方向采用 400t/h 锅炉的标准柱距为 16000mm，炉前柱 K1和 K2之间 柱距为 4500mm,K2和 K3之间为 10800mm，K 3和 K4之间为 11700mm，K 4和 K5之间 为 8000mm，自 K1至 K5柱均系单排柱列布置。为了保证单排柱的稳定性，在锅炉 的宽度及深度方向每隔一定高度布置有联系横梁，组成空间多层建筑结构。 K1、 K2、 K3

23、、 K4柱子顶部各置有一根大板梁（主梁） ，该梁和水泥柱顶之间采用铰 接支座。 为保证锅炉各受热面的自由膨胀，所有吊杆及吊架上部均采用球面垫圈支 承。 为了提高梁的稳定性，在梁容易失去稳定的区域设置有加强筋。另外将主梁、 次梁和小梁布置成纵横交错相连的梁格，从而保证了梁的稳定性。锅炉按露天 布置，锅炉结构设计考虑了风雪载荷和地震烈度的要求。 为了保证锅炉炉墙、膜式水冷壁、包覆管等高温受压件免受因锅炉燃烧而 产生的负压波动所引起的水冷壁振动而造成的损坏，设计中采用了刚性梁加固。 锅炉平台采用炉顶钢悬吊及水泥柱预埋托架相结合的支承方式。步道平台一般 采用宽度为 850mm，经常需操作检修处平台适当

24、加宽到 15002000mm。为了防止 工具零件下落，保证安全起见，采用花纹钢板制成。对于花纹钢板制成的平台 （包括刚性梁等） ，在可能易积水的地方应根据需要由现场钻泄水孔。 扶梯宽度一般为 800mm（个别地方为 600mm） ，扶梯的倾斜角度为 50，所有 平台、扶梯周围均设置有安全栏杆，栏杆下部加装有高度为 100mm 的护板，以 11 防工具和杂物外坠。 炉墙密封 该锅炉炉膛部分为全焊膜式水冷壁结构，因而保证了炉墙的严密性，烟气 不会直接冲刷炉墙使炉墙的内壁温度接近于水冷壁的温度，因此炉墙可采用轻 质岩棉板的保温材料，外面涂上 20mm 厚的抹面材料。该锅炉炉墙外壁温度均小 于 50C

25、。为满足锅炉露天布置的需要，在炉墙外装置金属护板。 负压锅炉炉顶密封设计过去一般仅考虑炉墙本身的严密性，但运行多年来 发现电厂的燃煤锅炉普遍存在着炉顶漏烟灰现象，这不仅增加了锅炉热损失和 对周围环境的污染，而且炉顶罩壳内的温度升高，大量吊杆处于高温条件下工 作而影响了其使用寿命。为了加强炉顶密封，本锅炉的炉顶密封采用了微正压 结构，并用金属板进行二次密封。同时在炉顶管与水冷壁管及侧包覆管接触处 用密封垫块密封使其成为一个平面，并在穿过炉顶的所有管系处采用金属梳形 板密封，炉顶管开孔处和两侧采用密封钢板作为一次密封。炉顶除采用二次密 封外，尚有炉顶罩壳、炉顶盖板等，以此保护炉墙，防止露天风雪的侵

26、入。炉 顶盖板中部分采用拉网板，以加强罩壳内通风降低吊杆温度。 运行工况与气温调节 锅炉运行与气温调节有密切关系，运行工况的变动会影响到气温的调节。 该锅炉的气温调节是按定压运行设计的。在负荷为 75%时烟道挡板的位置从开到 关，烟气旁通量由 28%降到 30%，因而 75%负荷时再热气温仍能保持额定值。 由于喷水减温器的水源为锅炉给水，而喷水和蒸汽直接混合，因而要求电厂运 行时严格保证锅炉给水品质，否则将会使出口蒸汽品质恶化。 再热器的旁路保护 为了满足启动、停机的要求，以及维护锅炉最小的稳定出力和低负荷时对 再热器运行足够的冷却，必须对再热器进行足够的冷却，必须对再热器进行旁 路保护，本机

27、组采用了二级旁路保护系统。第一级旁路是过热蒸汽不经过高压 缸而经过减温减压装置直接进入再热器。第二级旁路是再热蒸汽不经过中、低 压缸而经过减温减压装置直接进入凝汽器。 12 当锅炉出口压力由于某种原因而超过设计允许值时，为使主安全阀尽量不动作， 以免安全阀因频繁起跳而引起泄漏，此时一级旁路就自动打开，流经部分蒸汽 以降低气压，待锅炉出口压力恢复正常后，一级旁路就自动进行关闭。 当汽轮机甩负荷时，过热蒸汽经过一级、二级旁路，流经再热器至凝汽器， 从而达到保护再热器并回收冷凝水的目的，提高了电厂的经济性，而且可以使 过热蒸汽和再热蒸汽的安全阀不动作。 四 煤的元素分析数据校核和煤种判断 煤的各元素

28、成分之和为 100%的校核 Car+Oar+Sar+Har+Nar+Mar+Aar=100% 元素分析数据校核 一、 干燥无灰基元素成分与收到基元素成分之间的换算因子为： Kdaf=100/(100-Mar-Aar)=1.60 则干燥无灰基元素成分应为（%） Cdaf=Kdaf Car=80.70 Hdaf=Kdaf Har=6.05 Odaf=Kdaf Oar=7.42 Ndaf=Kdaf Nar=2.38 Sdaf=Kdaf Sar=3.46 二、干燥基灰分的计算 Ad=Aar100/(100-Mar)=26.53% 三、 干燥无灰基低位发热量（实验值）的计算 Qdaf,net=(Qar,

29、net+25Mar)Kdaf=33132.18 kJ/kg 四、干燥无灰基低位发热量（门杰列夫公式计算值）的计算 Qdaf,net=339Cdaf+1030Hdaf-109(Odaf-Sdaf)=33152.52kJ/kg Qdaf,net- Qdaf,net=20.34 kJ/kg 误差为 0.0614% 13 因为 20.34kJ/kg25%),所以元素成分是正确的。 煤种判别 由燃料特性得知 40%Vdaf=28.10%20%, Qar,net=20400kJ/kg18840 kJ/kg， 所以属烟煤。 折算成分的计算 Azs,ar=4190Aar/ Qar,net(%)=419022.

30、63/20400=4.65% Mzs,ar=4190Mar/ Qar,net(%)=419014.69/20400=3.02% Szs,ar=4190Sar/ Qar,net(%)=41902.17/20400=0.4457% 因此 Azs,ar4%,属高灰分煤。 五 燃烧产物和锅炉热平衡计算 （一）燃烧产物的计算 表 1 理论空气量和理论烟气容积的计算 序号 名 称 符号 单位 计算公式 结 果 1 理论空气量 V0 Nm3/kg 0.0889(Cy+0.375Sy)+0.265Hy-0.0333Oy 5.42 2 RO2容积 VRO2 Nm3/kg 0.01866(Cy+0.375Sy)

31、0.9590 3 N2理论容积 VN02 Nm3/k g 0.79V0+0.008Ny 4.29 4 H2O 理论容积 V0H2 O Nm3/k g 0.111Hy+0.0124My+0.0161V0 0.6901 5 理论烟气容积 V0y Nm3/k g Vro2+VN20+VH2O0 5.94 根据该锅炉的燃料属于烟煤，可选炉膛出口过量空气系数 a” =1.2，依次选取各受热烟道的漏风系数，列出空气平衡表 2. 14 根据上述计算，选取炉渣份额后计算得灰飞份额为 0.9，计算上表得到 烟气特性表如下表 3 项目名称 符号 单位 l,hp dlgr gzr dzrpsm sm ky 烟道进口

32、过量空气 系数 a 1.2000 1.2000 1.2500 1.2800 1.3100 1.3400 烟道出口过量空气 系数 a 1.2000 1.2500 1.2800 1.3100 1.3400 1.5400 烟道平均过量空气 系数 apj 1.2000 1.2250 1.2650 1.2950 1.3250 1.4400 过剩空气量 V Nm/kg 1.0837 1.2191 1.4359 1.5984 1.7610 2.3841 水蒸汽容积 VH2O Nm/kg 0.7075 0.7097 0.7132 0.7158 0.7184 0.7285 烟气总容积 Vy Nm/kg 7.04

33、27 7.1803 7.4005 7.5657 7.7309 8.3640 RO2烟气容积份额 rRO 2 0.1362 0.1336 0.1296 0.1268 0.1240 0.1147 H2O 占烟气容积份 额 rH2 O 0.1005 0.0988 0.0964 0.0946 0.0929 0.0871 三原子气体和 H2O 占烟气容积总份额 rn 0.2366 0.2324 0.2260 0.2214 0.2170 0.2018 烟气质量 Gy kg/kg 9.2654 9.4423 9.7254 9.9377 10.1500 10.9638 飞灰无因次浓度 h kg/kg 0.02

34、64 0.0264 0.0265 0.0265 0.0266 0.0268 表 4 焓温表（后面附表所示） （二）热平衡及燃料消耗量的计算 表 5 热平衡及燃料消耗量的计算 序 号 名称 符号 单位 计算公式或公式来源 数值 1 燃料带入热量 rQkj/kg Q ydw 20400 2 排烟温度 pyc 假定 118.00 3 排烟焓 Hkj/kg 查焓温表 1454.82 4 冷空气温度 lktc 给定 20.00 5 理论冷空气焓 okj/kg 查焓温表 3 142.92 受热面名 过量 称 空气系数 炉膛，后 屏过热器 （l,hp ） 对流过热器 （dlgr） 高温再 热器 （gzr）

35、低温再热器， 旁路省煤器 （dzr,psm） 主省煤 器 （sm） 空气预 热器 （k y） 进口 a 1.20 125 1.28 1.31 1.34 漏风a al=0.05 ahp=0 0.05 0.03 0.03 0.03 0.20 出口 a” 1.20 1.25 1.28 1.31 1.34 1.54 15 6 机械不完全燃烧热损失 4q% 取用 2.0000 7 化学不完全燃烧热损失 3% 取用 0.0000 8 排烟热损失 2% 402().(1/pylkrrqHaQ 5.93 9 散热损失 5q% 查参考资料 1 图 2-15 0.3500 10 灰渣物理热损失 6% 忽略 0.0

36、000 11 保热系数 % 1-q5/100 0.9965 12 锅炉总热损失 % 65432q8.28 13 锅炉热效率 gl% 100-q 91.72 14 过热蒸汽焓 rhkj/kg 查蒸汽特性表 P=13.82MP,T=540C 3434 15 给水焓 gskj/kg 查蒸汽特性表 P=15.68MP,T=235C 1016.13 16 过热蒸汽流量 rDkg/h 已知 420000 17 再热蒸汽出口焓 zhkj/kg 查蒸汽特性表 P=2.48 MP, T=540C 3551.40 18 再热蒸汽进口焓 rkj/kg 查蒸汽特性表 P=2.6MP,T=330C 3078.30 19

37、 再热蒸汽流量 zkg/h 已知 350000 20 再热蒸汽焓增量 h zr kj/kg zrh473.10 21 锅炉有效利用热 glQkg/h Dgr(h“gr- hgs)+Dzr( )zrh1181090400.00 22 实际燃料消耗量 Bkg/h Qgl /( Qr)gl63124.25 23 计算燃料消耗量 jkg/h )10(4 q 61861.77 六 炉膛设计和热力计算 （一）炉膛结构设计（带前屏过热器） 表 6 炉膛结构设计（带前屏过热器） 炉膛尺寸的确定 序号 名 称 符 号 单 位 计算公式或数据来源 数值 1 炉膛容积热强度 Vqw/m3 按表 2-11 选取 15

38、9103 2 炉膛容积 lm3 = )6./(FydwqBQ2278.00 16 3 炉膛截面热强度 fqw/m2 按表 2-12 选取 4.268106 4 炉膛截面积 lAm2 BQydw/(3.6qF) 84.86 5 炉膛截面宽深比 /ab按 / =11.2 选取ab1.086 6 炉膛宽度 m 选取 值使 / =11.2 9.60 7 炉膛深度 m /l 8.84 8 冷灰斗倾角 按 50 0选取500 9 冷灰斗出口尺寸 m 按 0.61.4 选取 1.20 10 冷灰斗容积 hdWm3 按图 3-5 A4 部分结构尺寸计算 151.42 11 折焰角长度 zLm 按 /3 选取b

39、2.50 12 折焰角上倾角 上按 =20045 0选取上450 13 折焰角下倾角 下 按 =20030 0选取下 300 14 前屏管径及壁厚 d* mm 取用 384.5 15 前屏管内工质质 量流速 w Kg/ (m2. s) 按表 2-21 选取 1000.00 16 前屏管子总流通 面积 Am2 (假定减温水量wDj3601 =11103Kg/h)j 0.1136 17 前屏每根管子面 积 1m2 /4( 为内径)2nd66.0210- 5 18 前屏总管子数 n根 1/A172.00 19 前屏横向管距 1smm 按 =5501500 选取s 1350.00 20 前屏片数 Z片

40、 按 =6.4 选取/16.00 21 前屏单片管子数 1n根 按 =28 选取n628.00 22 前屏纵向节距 2smm 按 =1.11.25 选取ds/2 42.00 23 前屏最小弯曲半 径 R mm 按 =(1.5 2.5) 选取R75.00 17 24 前屏深度 qpbmm Rns2)1(22418.00 25 前屏与前墙之间 距离 mm 选取 1240.00 26 前后屏之间距离 mm 选取 780.00 27 炉膛出口烟气流 速 yWm/s 选取 6.00 28 炉膛出口烟气温 度 L 按表 2-20 选取 1100.00 29 炉膛出口通流面 积 ckAm2 273360ly

41、jwVB102.40 30 炉膛出口高度 ckhm /ck 10.70 31 前屏高度 qpm 按 选定h10.00 32 水平烟道烟气流 速 syWm/s 选取 10.00 33 水平烟道高度 syhm 按 = 5.92 273360lsyjwVB 选取 6.50 34 折焰角高度 zyhm 按 = 0.7 选取zsyhpl0.8000 35 炉顶容积 ldVm3 按图 3-5 部分结构尺寸计算 531.84 36 炉膛主体高度 ltm LhdllAV18.26 （二）水冷壁 1 前后墙水冷壁回路 个数 1Z个 9.8/2.5=3.92(按每个回路加热 宽度2.5m 选取) 4.00 2 左

42、右侧墙水冷壁回 路个数 2个 8.97/2.5=3.59(按每个回路加 热宽度2.5m 选取) 3.00 3 管径及壁厚 d mm 按表 2-13 选取 606 4 管子节距 Smm 按 s/d=1.31.35 选取 80.50 18 5 前后墙管子根数 1n根 按(a/s)+1=123.5 选取 120.00 6 左右侧墙管子根数 2根 按(b/s)+1=113.1 选取 104.00 为了保证后墙水冷壁在折焰角处的刚度，便于后墙水冷壁的悬吊，其中有 38 根水冷壁用分叉管，即有 38 根上升管在折焰角处呈三叉管结构，考虑到流动 阻力的影响在 38 根上升叉管上方装有直径为 10 的节流孔，

43、使有足够的汽水混 合物流过折焰角处的上升管，以免烧坏。 （二）燃烧器的设计 本锅炉燃烧器根据 Vdaf 的大小应选择四角切圆布置的直流燃烧器，因为是 烟煤，所以为均等配风，采用双切圆的燃烧方式，这样有利于加强炉内气流扰 动，使燃料在炉内停留的时间更长。燃烧器结构尺寸计算列于下表 表 7 燃烧器结构尺寸计算 序 号 名称 符号 单位 计算公式数据来源 数值 1 一次风速 1wm/s 按表 2-16 选取 27.00 2 二次风速 2m/s 按表 2-16 选取 50.00 3 三次风速 3m/s 按表 2-16 选取 50.00 4 一次风率 1r 按表 2-15 选取 25.00 5 三次风率

44、 3 由制粉系统的设计计算确定的 磨煤废气份额 20.00 6 二次风率 2r 310r55.00 7 一次风温 1t 由制粉系统的设计计算确定 200.00 8 二次风温 2 trk 310.00 9 三次风温 3t 由制粉系统的设计计算确定 70.00 10 燃烧器数量 z个 四角布置 4.00 11 一次风口面积 (单只) 1 Am2 273360111twzBVarjol 0.1530 19 12 二次风口面积 (单只) 2 Am2 273360412twzBVarjol 0.1680 13 三次风口面积 (单只) 3m 2 3tj ol 0.1440 14 燃烧器假想切圆 直径 j

45、dmm 按表 2-17 选取 800.00 15 燃烧器矩形对角 线长度 2JLmm 2ab13050.00 16 特性比值 /rh初步选定 12.00 17 特性比值 Jb由式(2-7)确定 40.20 18 燃烧器喷口宽度 rmm =330 结构设计时定为rjbl2/Lj =420 420.00 19 一次风喷口宽度 1hmm r/A1 364.00 二次风喷口宽度 2mm b2 400.00 三次风喷口宽度 3mm r/3 343.00 20 燃烧器高度 rhmm 按 、 、 的要求画出燃123 烧器喷口结构尺寸图，得 ，rh 核算 =13.26 接近原选定rbh 值，不必重算。 565

46、2.00 21 最下一排燃烧器 的下边缘距冷灰 斗上沿的距离 Lm 按 l=(45) 选取rb1.70 22 条件火炬长度 hym 按图 2-29 示意的计算 20.5214 （三）炉膛和前屏过热器结构尺寸计算 根据炉膛和前屏过热器的结构尺寸（图和图） ，计算炉膛和前 20 屏过热器结构尺寸数据，列于表 8 和表 9 中。 表 8 炉膛结构尺寸计算 序号 名称 符号 单位 计算公式数据来源 数值 1 侧面积 1A2m根据图 3-5 4.4389.2 44.402 根据图 3-5 0.5(6.47+8.97)1.443 11.0032 根据图 3-5 8.9717.993 161.404 根据图

47、 3-5 0.5(5+8.97)2.366 15.80cA2m + + +12A34 232.60 2 前墙面积 q根据图 3-5 335.80 3 后墙面积 h2根据图 3-5 255.60 4 炉膛出口烟 囱面积 ck A根据图 3-5 114.20 5 炉顶包覆面 积 ld 2m根据图 3-5 42.66 6 前屏面积 qp根据图 3-5 262.4189.2 290.90 7 燃烧器面积 rA2 根据图 41.26 (燃烧器布置的总宽度 和总高度分别为 1.2m 和 6m) 28.80 8 前后侧墙水 冷壁角系数 按膜式水冷壁选取 1.00 9 炉顶角系数 ldI(a)4, 0,184.3/5/eds 0.9700 10