鍋爐課程設(shè)計說明書

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1、第一節(jié) 鍋爐設(shè)計總體介紹及整體布置的確定 1、 鍋爐總體介紹 （一）、鍋爐總體概括 鍋爐為單汽包，自然循環(huán)煤粉爐，呈∩形布置，適應(yīng)露天。汽包中心標高為42300mm，布置在爐前距水冷壁中心線2660mm處。采用4根41936mm大直徑下降管。爐膛由密封良好的606mm鰭片管膜式水冷壁組成，爐膛截面深寬=88409600mm，寬深比為1.085，近似正方形。燃燒器呈四角大小雙切圓布置。爐膛上部出口處，沿爐膛寬度方向布置6片前屏過熱器，橫向節(jié)距為1350mm，其后布置14片后屏過熱器，橫向節(jié)距為630mm。高溫對流過熱器布置在后屏過熱器之后，位于折焰角的斜坡上，低溫過熱器由側(cè)墻包覆管、后墻包

2、覆管及爐頂包覆管組成。再熱器分高、低溫兩組，分別置于水平煙道及尾部豎煙井。全部受熱面采用懸吊和支承相結(jié)合的方式。豎煙井深度7500mm，其上部由隔墻省煤器管分隔成兩個煙道，主煙道和旁路煙道，相應(yīng)設(shè)置低溫再熱器和旁路省煤器。低溫再熱器受熱面載荷通過懸吊管由爐頂鋼架承重，受熱面向下膨脹。省煤器由旁路省煤器、隔墻省煤器和置于豎煙井下部的主省煤器三部分組成。旁路省煤器及隔墻省煤器為懸吊式，主省煤器則由三根鋼架支承，擱置在水泥構(gòu)架梁上。兩臺回轉(zhuǎn)式空氣預熱器直接安置在9m運轉(zhuǎn)層上，由水平煙道連接，置于尾部豎煙井的后側(cè)。鍋爐煙井周圍有管子包覆，采用重力載荷小、厚度薄的敷管爐墻，除尾部空氣預熱器、煙風道、灰斗

3、及主省煤器外，鍋爐的全部受熱面載荷均懸吊在爐頂鋼梁上，受熱面均作向下自由膨脹，爐頂鋼架通過K1、K2、K3、K4混凝土構(gòu)架把負荷傳遞到鍋爐基礎(chǔ)上。鍋爐整體布置見附圖：鍋爐布置圖。 鍋爐氣溫調(diào)節(jié)，主蒸汽采用一、二級噴水減溫，再熱蒸汽采用煙氣擋板，作升溫調(diào)節(jié)，擋板布置在旁路省煤器下方的傾斜45管上。此外，在高溫再熱器進出口設(shè)有事故噴水裝置，作為不得已時的降溫調(diào)節(jié)措施。當鍋爐負荷在75%~100%內(nèi)運行時，上述的調(diào)溫裝置可以維持過熱蒸汽、再熱蒸汽出口溫度在額定值。另外，在低溫再熱器出口還設(shè)有微量噴水調(diào)節(jié)，以配合煙氣擋板的調(diào)溫。本鍋爐按固態(tài)除渣設(shè)計，采用帶有粗破碎機的刮板式機械除渣裝置。 （二）、

4、水冷系統(tǒng) 爐膛四周水冷壁管全部采用606mm的鰭片管制成密閉的膜式水冷壁。 水冷系統(tǒng)主要是由大直徑下降管、分配集箱及其支管、水冷壁上升汽水引出管、上下集箱、汽包組成的循環(huán)回路。爐水由汽包經(jīng)4根41936mm大直徑下降管及其下端的分配集箱，以及44根分配支管均勻地進入14只下集箱，然后分14個循環(huán)回路上升，經(jīng)上集箱和46根汽水引出管進入汽包；在汽包中汽水混合物經(jīng)內(nèi)部裝置分離清洗，干凈蒸汽被引入到過熱器中，分離下來的水和省煤器來的給水混合一起，再進入大直徑下降管，進行周而復始的循環(huán)。 整個水冷壁管，以及敷設(shè)其上的爐墻，均通過上集箱上的吊桿，懸吊在爐頂鋼架上，受熱面作向下自由膨脹。 水冷壁上

5、設(shè)有人孔、看火孔、吹灰孔、打焦孔、防爆門孔、點火孔、測量孔等。后墻水冷壁上部由分叉管分為兩路，一路折向爐膛，形成折焰角，另一路垂直上升，起懸吊管作用。為使兩路水量的合理分配，以保證均能安全可靠地工作，在垂直懸吊管的集箱管孔處設(shè)置了帶有短管的10mm節(jié)流孔，伸出集箱底部的短管，從而可以防止因污物進入節(jié)流孔而引起的阻塞。 燃燒時為了防止由于爐膛負壓波動所引起的水冷壁及爐墻薄壁結(jié)構(gòu)振動而造成的損壞，在水冷壁外面布置了由工字鋼組成的剛性梁，剛性梁在上下方向和水冷壁一起膨脹，沿剛性梁長度方向，在結(jié)構(gòu)上保證可以自由膨脹，剛性梁直接支承于爐膛水冷壁及左右側(cè)包覆和后包覆管上。 （三）、燃燒器 燃燒器為正

6、四角大小切圓布置，假想小切圓200mm、大切圓800mm，一次風噴口分3層布置，帶滿負荷共12個一次風噴口。燃燒器的一、二、三次風噴口的布置，自上至下為（三）（二）（二）（一）（二）（一）（一）（二），一次風噴口分為上下兩組分隔，以提高一次風氣流的剛性。為了適應(yīng)煤種變化和調(diào)整燃燒工況，煤粉噴燃器各噴嘴出口截面做成可調(diào)節(jié)的。為了調(diào)整燃燒工況和控制爐膛出口煙溫，可根據(jù)燃料特性或運行人員的實踐經(jīng)驗來擺動噴嘴傾角，當一個噴嘴在水平位置時，相鄰噴嘴只能擺動10左右，若所有噴嘴一起同向擺動時可擺動約20。整個燃燒器通過連接體焊于水冷壁管上，與水冷壁一起膨脹。點火輕油槍采用機械壓力零化方式。該燃燒器之重油槍

7、也采用機械壓力零化方式，最大燃油量按鍋爐額定蒸發(fā)量的40%計算，裝于中、下二次風噴口內(nèi)，共8只油槍。 （四）、過熱器 采用輻射、半輻射和對流形式。蒸汽在過熱器中的流程為在汽包中經(jīng)分離后的干凈蒸汽，經(jīng)爐頂及尾部后包覆過熱器，繼而進入低再懸吊管過熱器及尾部煙道左右側(cè)包覆管過熱器，再經(jīng)水平煙道左右側(cè)包覆管過熱器，依次進入前屏過熱器、一級噴水減溫器、后屏過熱器、二級噴水減溫器，最后進入高溫對流過熱器，匯集到出口集箱。過熱蒸汽由出口集箱兩端引入到汽輪機高壓缸。前屏過熱器共6片，為全輻射過熱器，后屏過熱器共14屏，為半輻射過熱器，高溫對流過熱器共104片，作順流布置。在后屏過熱器前后布置有一、二級噴水

8、減溫器，其中一級噴水減溫主要用于保護后屏過熱器，而二級噴水減溫則為調(diào)節(jié)主蒸汽出口溫度，使之維持額定蒸汽參數(shù)。 （五）、再熱器 再熱器分高溫再熱器和低溫再熱器兩部分。高溫再熱器布置在對流過熱器之后的水平煙道中，低溫再熱器和旁路省煤器作并聯(lián)布置放在尾部豎井中。低溫再熱器管系共104片、為5排管，按煙氣流向作逆流順列布置，整個低溫再熱器管系重力由懸吊管過熱器承載，作向下自由膨脹。高溫再熱器關(guān)系也為104片、5排管，作順流順列布置。 在低溫再熱器進口管道上設(shè)有事故噴水裝置，為緊急事故時作降溫調(diào)節(jié)用。再熱蒸汽溫度控制以煙氣旁路擋板作為主要調(diào)節(jié)手段，而高、低溫兩段再熱器之間的噴水裝置作為細調(diào)，由于再

9、熱蒸汽噴水調(diào)節(jié)要降低機組的熱效率，所以應(yīng)盡量少用。 （六）、省煤器 省煤器由主省煤器、隔墻省煤器和旁路省煤器三部分組成。給水由爐前三通管進入后，分左右兩側(cè)引至主省煤器進口集箱的二端，主省煤器管系為2排蛇形管圈，順列逆流布置，保持較低煙速，以改善磨損，便于檢修。主省煤器出來的工質(zhì)，由出口集箱左右二端10810mm的連接管引出，連接管共12根，每端6根，并進入旁路煙道的前、后隔墻管，工質(zhì)并聯(lián)向上流動，到爐頂匯集進入隔墻省煤器出口集箱。前、后隔墻采用寬鰭片管，前隔墻寬鰭片管外敷設(shè)爐墻，作為尾部豎煙井的前墻；后隔墻寬鰭片管作為旁路煙道的分隔墻，管外不再敷設(shè)爐墻。由隔墻省煤器出口集箱二端引出工質(zhì)，經(jīng)

10、爐外21926mm的管道下降至旁路省煤器進口集箱。旁路省煤器管系為2排蛇形管圈，順列逆流布置。旁路省煤器在進口端的彎管傾斜45，以組成煙道擋板的框架；旁路省煤器管延伸至斜煙道包覆管，接旁路省煤器出口集箱。斜煙道部位的包覆省煤器管為敷管爐墻，節(jié)距由旁路省煤器的90mm變成45mm。最后經(jīng)旁路省煤器出來的工質(zhì)由12跟10810mm的后墻引出管引入汽包，作為給水。 （七）、回轉(zhuǎn)式空氣預熱器 本鍋爐選用2臺6200mm的回轉(zhuǎn)式空氣預熱器，采用垂直軸受熱面回轉(zhuǎn)的形式。 回轉(zhuǎn)式空氣預熱器主要特性數(shù)據(jù)如下： 轉(zhuǎn)子內(nèi)徑為6200mm； 轉(zhuǎn)子高度為2260mm； 受熱面高度為1860mm，其中熱端為

11、1500mm，冷端為360mm； 受熱面積為18500㎡； 預熱器轉(zhuǎn)速為1.53 r/min； 預熱器漏風系數(shù)為0.20。 冷端受熱面采用“抽屜式”結(jié)構(gòu)，便于大修時更換。 腐蝕和積灰是目前預熱器存在的一個主要問題，它直接影響到預熱器傳熱元件的使用效果和壽命，因此還考慮了吹灰和沖洗裝置的設(shè)計。 （八）、鍋爐構(gòu)架及平臺布置 鍋爐構(gòu)架采用爐頂鋼結(jié)構(gòu)大梁和水泥柱的混合結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以減少鋼材耗量和節(jié)約工程投資。 鍋爐寬度方向采用400t/h鍋爐的標準柱距為16000mm，爐前柱K1和K2之間柱距為4500mm，K2和K3之間為10800mm，K3和K4之間為11700mm，K4和K5

12、之間為8000mm，自K1至K5柱均系單排柱列布置。為了保證單排柱的穩(wěn)定性，在鍋爐的寬度及深度方向每隔一定高度布置有聯(lián)系橫梁，組成空間多層建筑構(gòu)造。K1、K2、K3、K4柱子頂部各置有一根大板梁（主梁），該梁和水泥柱頂之間采用鉸接支座。 為保證鍋爐各受熱面的自由膨脹，所有吊桿及吊架上部均采用球面墊圈支承。 為了提高梁的穩(wěn)定性，在梁容易失去穩(wěn)定的區(qū)域設(shè)置有加強筋。另外將主梁、次梁和小梁布置成縱橫交錯相連的梁格，從而保證了梁的穩(wěn)定性。 鍋爐按露天布置，鍋爐構(gòu)造設(shè)計考慮了風雪載荷和地震烈度的要求。 為了保證鍋爐爐墻、膜式水冷壁、包覆管等高溫受壓件免受因鍋爐燃燒而產(chǎn)生的負壓波動所引起的水冷壁振

13、動而造成的損壞，設(shè)計中采用了剛性梁加固。 鍋爐平臺采用爐頂鋼梁懸吊及水泥柱預埋托架相結(jié)合的支承方式。步道平臺一般采用寬度為850mm，經(jīng)常需操作檢修處平臺適當加寬到1500~2000mm。為了滿足鍋爐露天布置不積水的要求，一般平臺采用拉網(wǎng)板制成，但對經(jīng)常需維修處平臺，為了防止工具零件下落，保證安全起見，采用花紋鋼板制成。對于花紋鋼板制成的平臺（包括剛性梁等），在可能易積水的地方應(yīng)根據(jù)需要由現(xiàn)場鉆泄水孔。 扶梯高度一般為800mm（個別地方為600mm），扶梯的傾斜角度為50，所有平臺、扶梯周圍均設(shè)置安全欄桿，欄桿下部加裝有高度為100mm的護板，以防工具和雜物外墜。 （九）、爐墻密封

14、該鍋爐爐膛部分為全焊膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，因而保證了爐墻的嚴密性，煙氣不會直接沖刷爐墻使爐墻的內(nèi)壁溫度接近于水冷壁的溫度，因此爐墻可采用輕質(zhì)巖棉板的保溫材料，外面涂上20mm厚的抹面涂料。該鍋爐爐墻外壁溫度均小于50℃。為滿足鍋爐露天布置的需要，在爐墻外裝置金屬護板。 負壓鍋爐爐頂密封設(shè)計過去一般僅考慮爐墻本身的嚴密性，但運行多年來發(fā)現(xiàn)電廠的燃煤鍋爐普遍存在著爐頂漏煙灰現(xiàn)象，這不僅增加了鍋爐熱損失和對周圍環(huán)境的污染，而且爐頂罩殼內(nèi)的溫度升高，大量吊桿處于高溫條件下工作而影響了其使用壽命。為了加強爐頂密封，本鍋爐的爐頂密封采用了微正壓結(jié)構(gòu)，并用金屬板進行二次密封。同時在爐頂管與水冷壁管及側(cè)包覆管接觸

15、處用密封墊塊密封使其成為一個平面，并在穿過爐頂?shù)乃泄芟堤幉捎媒饘偈嵝伟迕芊?，爐頂管開孔處和兩側(cè)采用密封鋼板作為一次密封。爐頂除采用二次密封外，尚有爐頂罩殼、爐頂蓋板等，以此保護爐墻，防止露天風雪的侵入。爐頂蓋板中部分采用拉網(wǎng)板，以加強罩殼內(nèi)通風降低吊桿溫度。 （十）、運行工況與汽溫調(diào)節(jié) 鍋爐運行與汽溫調(diào)節(jié)有密切的關(guān)系，運行工況的變動會影響到汽溫的調(diào)節(jié)。該鍋爐的汽溫調(diào)節(jié)是按定壓運行設(shè)計的。在負荷為75%～100%時，定壓運行，過熱蒸汽采用噴水調(diào)節(jié)，一級噴水量為6t/h，二級噴水量為5t/h，按額定負荷設(shè)計的過熱器受熱面已考慮了一、二級噴水減溫所需增加的過熱器受熱面。由于采用了輻射與對流混合

16、形式的過熱器布置，所以過熱蒸汽溫度在負荷為75%～100%變動時，能維持穩(wěn)定的蒸汽溫度。 過熱蒸汽的噴水水源來自經(jīng)高壓加熱器的給水母管，再熱蒸汽的噴水水源來自給水泵中間抽頭。當鍋爐負荷從100%降低到75%時煙道擋板的位置從開到關(guān)，煙氣旁通量由28%降到30%，因而75%負荷時再熱汽溫仍能保持額定值。 由于噴水減溫器的水源為鍋爐給水，而噴水和蒸汽直接混合，因而要求電廠運行時嚴格保證鍋爐給水品質(zhì)，否則將會使出口蒸汽品質(zhì)惡化。 （十一）、再熱器的旁路保護 為了滿足啟動、停機的要求，以及維持鍋爐最小的穩(wěn)定出力和低負荷時對再熱器進行足夠的冷卻，必須對再熱器進行足夠的冷卻，必須對再熱器進行旁路保

17、護，本機組采用了二級旁路保護系統(tǒng)。 第一級旁路是過熱蒸汽不經(jīng)過高壓缸而經(jīng)過減溫減壓裝置直接進入再熱器。第二級旁路是再熱蒸汽不經(jīng)過中、低壓缸而經(jīng)過減溫減壓裝置直接進入凝汽器。 當鍋爐出口壓力由于某種原因而超過設(shè)計允許值時，為使主安全閥盡量不動作，以免安全閥因頻繁起跳而引起泄露，此時一級旁路就自動打開，流經(jīng)部分蒸汽以降低汽壓，待鍋爐出口壓力恢復正常后，一級旁路就自動進行關(guān)閉。 當汽輪機甩負荷時，過熱蒸汽經(jīng)過一級、二級旁路，流經(jīng)再熱器至凝汽器，從而達到保護再熱器并回收冷凝水的目的，提高了電廠的經(jīng)濟性，而且可以使過熱蒸汽和再熱蒸汽的安全閥不動作。 二、鍋爐整體布置的確定 （一）、鍋爐整體的外

18、型——選П形布置 （1） 鍋爐排煙口在下方，送、引風機及除塵器設(shè)備均可布置在地面、鍋爐結(jié)構(gòu)和廠房較低，煙囪也可以建筑在地面上； （2） 在對流豎井中煙氣下行流動，便于清灰，具有自身除灰的能力； （3） 各受熱面易于布置成逆流方式，以加強對流換熱； （4） 機爐之間連接管道不長。 （二）、受熱面的布置 在爐膛內(nèi)壁，全部布置水冷壁受熱面，其他受熱面的布置主要受蒸汽參數(shù)、鍋爐容量和燃料性質(zhì)的影響。 本鍋爐為超高壓參數(shù)，汽化吸熱較小，加熱吸熱和過熱相應(yīng)較大。為使鍋爐爐膛出口煙溫降低到要求的數(shù)值，保護水平煙道內(nèi)對流受熱面，除在水平煙道內(nèi)布置對流過熱器外，還在爐內(nèi)布置全輻射式的前屏過熱器，爐

19、膛出口布置半輻射式的后屏過熱器。為使前前屏和后屏過熱器中的傳熱溫差不致過大，在爐頂及水平煙道的兩側(cè)墻，豎井煙道的兩側(cè)墻和后墻均布置包覆過熱器。 為減小熱偏差，節(jié)省金屬用量，采用二級再熱方式，其中高溫再熱器置于于對流過熱器后的煙溫較高區(qū)域，低溫再熱器設(shè)置在尾部豎井煙道中。但是，為了再熱汽溫的調(diào)節(jié)，使負荷在100%～75%之間變化時，再熱器出口汽溫保持不變，在低溫再熱器旁邊（豎井煙道的前部）設(shè)置旁路省煤器，前后隔墻省煤器采用膜式水冷壁結(jié)構(gòu)。在低溫再熱器及旁路省煤器的下面設(shè)置主省煤器。根據(jù)鍋爐的參數(shù)，省煤器出口工質(zhì)狀態(tài)選用非沸騰式的。 熱風溫度要求較高（trk==320 ℃），理應(yīng)采用二級布置空

20、氣預熱器，但在主省煤器后已布置不下二級空氣預熱器，加之回轉(zhuǎn)式空氣預熱器結(jié)構(gòu)緊湊、材料省、維修方便，因此采用單級的回轉(zhuǎn)式空氣預熱器，并移至爐外布置。 在主省煤器的煙道轉(zhuǎn)彎處，設(shè)置落灰斗，由于轉(zhuǎn)彎處離心力的作用，顆粒較大的灰粒較大的灰粒順落灰斗下降，有利防止回轉(zhuǎn)式空氣預熱器的堵灰，減輕除塵設(shè)備的負擔。 鍋爐整體布置見附圖：鍋爐布置圖。 （三）、鍋爐汽水系統(tǒng) 按超高壓大容量鍋爐熱力預熱器的堵灰，減輕除塵設(shè)備的負擔。 1、 鍋爐蒸汽系統(tǒng)的流程 汽包頂棚過熱器進口機箱爐頂及尾部包覆過熱器管束尾部包覆過熱器后 懸吊管過熱器管束懸吊管過熱器出口集箱 尾部左右側(cè)包覆過熱器下后集箱→尾部

21、左右側(cè)包覆過熱器管束（上升） 右側(cè)包覆過熱器上集箱尾部左右側(cè)包覆過熱器管束（下降）尾部左右側(cè)包覆過熱器下前集箱水平煙道左右側(cè)包覆過熱器管束（上升）水平煙道左右側(cè)包覆過熱器上集箱前屏過熱器后屏過熱器對流過熱器進口集箱對流過熱器管束對流過熱器出口集箱集汽箱汽輪機。 2、水系統(tǒng)的流程 給水主省煤器進口集箱主省煤器管束主省煤器出口 前隔墻省煤器進口集箱前隔墻省煤器管束 后隔墻省煤器進口集箱后隔墻省煤器管束 旁省進口集箱旁省及斜煙道包覆管束旁省煤器出口集箱后墻引出管汽包 左右側(cè)墻水冷壁

22、 前后墻水冷壁 3、再熱蒸汽系統(tǒng)的流程 汽輪機低再出口集箱低溫再熱器管束低溫再熱器出口集箱高溫在熱器出口集箱高溫再熱器管束高溫再熱器出口集箱再熱器集汽集箱汽輪機。 煤的元素分析數(shù)據(jù)校核各煤種判別 一、煤的元素各成分之和的的100%校核 Cy+Oy+Sy+Hy+Ny+My+Ay=46.8+5.05+0.8+3.84+0.88+7.84+34.79=100% 二、元素分析數(shù)據(jù)校核 （一） 可燃基元素成分的計算 可燃基元素成分與應(yīng)用基元素成分之間的換算因了為 則可燃基元素成分應(yīng)為（%）

23、 （2） 干燥基灰分的計算 （3） 可燃基低位發(fā)熱量（試驗值）的計算 （4） 可燃基低位發(fā)熱量（門德雷也夫公式計算值）的計算 因為33.581kj/kg＜800kj/kg 三、煤種判別 （1） 煤種判別 由燃料特性得知Vr=31.6%，Cy=59.4%，Ay=14.2%，Wy=11.6%，Qydw=23520kJ/kg，所以屬于煙煤。 （二）折算成分的計算 . 因此Syzs=0.23%＞0.2%，屬于高硫分煤。 第三節(jié) 燃燒產(chǎn)物和鍋爐熱平衡計算 1、 燃燒產(chǎn)物的計算 （1） 理論空氣量及理論煙氣

24、容積 （二）空氣平衡表及煙氣特性 根據(jù)該鍋爐的燃料屬煙煤，選取爐膛出口過量空氣系數(shù)為1.2，選取各受熱面煙道的漏風系數(shù)，列出空氣平衡表3-1。 根據(jù)上述計算出的表格，并且選取爐渣份額后計算出飛灰份額afh=0.9,計算表3-2中的各項，此表為煙氣特性表。 （三）煙氣焓溫表 計算表3-3列出的各項，此表為煙氣焓溫表。 表3-1 空 氣 平 衡 表 受熱面 名稱 過量空 氣系數(shù) 爐膛，后屏過熱器 （l , h p ) 對流過熱器 （d l g r ) 高溫再熱器 （g z

25、 r ) 低溫再熱器，旁路省煤器 （dzr , psm ) 主省煤器 （s m ） 空氣預熱器 （k y ) 1.20 1.25 1.28 1.31 1.34 0.05 0.03 0.03 0.03 0.2 1.2 1.25 1.28 1.31 1.34 1.54 表3-2 煙 氣 特 性 表 序號 項 目 名 稱 符號 單位 l , hp d l g r g z r dzr,psm sm ky 1 煙道進口過 量空氣系數(shù) 1

26、.2 1.2 1.25 1.28 1.31 1.34 2 煙道出口過 量空氣系數(shù) 1.2 1.25 1.28 1.31 1.34 1.54 3 煙道平均過 量空氣系數(shù) 1.2 1.225 1.265 1.295 1.325 1.44 4 過?？諝饬? Nm/kg 0.9814 5 水蒸氣容積 Nm/kg 6 煙氣總?cè)莘e Nm/kg 7 RO2氣體占煙 氣容積份額 8 水蒸氣占煙 氣容積份額

27、 9 三原子氣體和 水蒸氣占煙氣 容積總份額 10 煙氣質(zhì)量 kg/kg 11 飛灰無因此濃度 kg/kg 65 煙氣焓溫表 順序 煙氣或空氣溫度 （℃） 理論煙氣的焓 理論空氣的焓 飛灰的焓 煙氣的焓 爐膛，后屏過熱器 對流過熱器 高溫再熱器 低溫再熱器，旁路省煤器 主省煤器 空預器熱段 空預器冷段 1 1

28、00 735 648 25 1045 1112 2 200 1488 1305 53 1985 2115 2250 3 300 2261 1978 83 2957 3017 3576 3412 4 400 3060 2660 113 3918 3998 4077 5 500 3879 3356 143 4861 4962 5062 5163 6 600 4719 4073 175 5709 591

29、2 6034 6157 6279 7 700 5583 4799 207 6750 6990 7134 7278 8 800 6463 5540 240 7811 8088 8254 9 900 7362 6288 274 8893 9204 10 1000 8260 7048 308 9977 11 1100 9189 7827 343 11097 12 1200 10122 8602 377 122

30、19 13 1300 11070 9392 425 14 1400 12021 10187 491 15 1500 12981 10987 550 16 1600 13952 11792 572 17 1700 14952 12596 646 18 1800 15904 13406 683 19 1900 16888 14181 746

31、 20470 20 2000 17876 15045 785 21670 21 2100 18874 15869 825 22873 22 2200 19866 16694 863 2、 熱平衡及燃料消耗量計算 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算，如下表3-4所示： 表3-4 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算 序號 名 稱 符號 單位 計算公式 數(shù)值 1 燃料帶入熱量 Qr 2 排煙溫度

32、 ℃ 假定 3 排煙焓 查焓溫表3-3 4 冷空氣溫度 ℃ 給定 5 理論空氣焓 查焓溫表3-3 6 機械不完全 燃燒熱損失 % 取用 7 化學不完全 燃燒熱損失 % 取用 8 排煙熱損失 % 9 散熱損失 % 查圖2-15 10 灰渣物理熱 損失 % 11 鍋爐總熱損 失 % 12 鍋爐熱效率 % 13 保熱系數(shù) % 14 過熱蒸汽焓 查蒸汽特性表，P=13.82Pa,t=

33、54℃ 15 給水焓 查水特性表，P=15.68Pa,t=235℃ 16 過熱蒸汽流量 已知 17 再熱蒸汽 出口焓 查蒸汽特性表，P=2.45，t=540℃ 18 再熱蒸汽 進口焓 查蒸汽特性表，P=2.6Pa,t=330℃ 19 再熱蒸汽流量 已知 20 再熱蒸汽 焓增量 21 鍋爐有效 利用熱 22 實際燃料 消耗量 B 23 計算燃料 消耗量 第四節(jié) 爐膛設(shè)計和熱力計算 1、 爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計（帶前屏過熱

34、器） 爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計（帶前屏過熱器）列表3-5。 表3-5 爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計 序號 名 稱 符號 單位 計算公式或數(shù)據(jù)來源 數(shù) 值 （一）爐膛尺寸的確定 1 爐膛容積熱強度 Qv w/m 按表2-11選取 15910 2 爐膛容積 Vf m 2278 3 爐膛面熱強度 qF w/m 按表2-12選取 4 爐膛面積 Al m 84.86 5 爐膛截面寬深比 a/b 按a/b=1～1.2選取 1.086 6 爐膛寬度 a m 選取a值使a/b=1～1.2 9.6 7

35、爐膛深度 b m Al/a 8.84 8 冷灰斗傾角 θ 按θ≥50選取 50 9 冷灰斗出口尺寸 m 按0.6～1.4選取 1.2 10 冷灰斗容積 Vhd m 按圖3-5A4部分結(jié)構(gòu)尺寸計算 151.42 11 折焰角長度 lz m 按≈b/3選取 2.5 12 折焰角上傾角 θ上 按θ上=20～45選取 45 13 折焰角下傾角 θ下 按θ下=20～30選取 30 14 前屏管徑及壁厚 d*δ mm 取用 384.5 15 前屏管內(nèi)工質(zhì) 質(zhì)量流速 ρw kg/(m.s) 按表2

36、-21選取 1000 16 前屏管子總 流通面積 A m 0.1136 17 前屏每根管子面積 Al m 18 前屏總管子數(shù) n 根 A/A1 172 19 前屏橫向管距 s1 mm 按s1=550～1500選取 1350 20 前屏片數(shù) z1 片 按a/s1-1=6.1選取 6 21 前屏單片管子數(shù) n1 根 按n/6=28.7選取 28 續(xù)表 27 爐膛出口煙氣流速 wy m/s 選取 6 22 前屏縱向節(jié)距 s2 mm 按s2/d=1.1～1.25選取 42010 23 前屏最

37、小彎曲半徑 R mm 按R=(1.5～2.5）*d選取 75 24 前屏深度 bqp mm s2（n1-1)*2+2*R 2418 25 前屏與前墻之 間的距離 mm 選取 1240 26 前后屏之間距離 mm 選取 780 28 爐膛出口煙氣溫度 ℃ 按表2-20選取 1100 29 爐膛出口通流面積 Ach m 102.4 30 爐膛出口高度 hch m Ach/a 10.7 31 前屏高度 hqp m 按hch選定 10 32 水平煙道煙氣流速 wsy m/s 選取 10

38、33 水平煙道高度 hsy m 6.5 34 折焰角高度 hzy m 按hqp-hsy-lz=1.0選取 0.8 35 爐頂容積 Vld m 按圖3-5中A1和A2部分 尺寸計算 531.84 36 爐膛主體高度 hlt m 18.257 (二）水冷壁 1 前后墻水冷壁回路個數(shù) z1 個 9.6/2.5=3.84(按每個回路 加熱寬度≤2.5mm選?。? 4 2 左右側(cè)墻水冷壁回路個數(shù) z2 個 8.84/2.5=3.54（按每個回路 加熱寬度≤2.5mm選?。? 3 3 管徑及壁厚 d*δ mm 按表2-

39、13選取 606 4 管子節(jié)距 s mm 按s/d=1.3～1.35選取 80.5 5 前后墻管子根數(shù) n1 根 按a/s+1=120.3選取 120 6 左右側(cè)墻管子根數(shù) n2 根 按b/s+1=110.8選取 104 為了保證后墻水冷壁在折焰角處的剛度，便于后墻水冷壁的懸吊，其中有38根水冷壁用分叉管，即有38根上升管在折焰角處呈三叉管結(jié)構(gòu)，考慮

40、 到流動阻力的影響，在38根上升叉管上方裝有ф10的節(jié)流孔，使有足夠的汽水混合物流過折焰角處的上升管，以免燒壞。如圖3-2所示。 2、 燃燒器的設(shè)計 本鍋爐燃燒器是根據(jù)煤的大小，選用的四角布置的直流燃燒器。因為劣質(zhì)煙煤，所以配風方式選用分級配風，并采用雙切圓（大小切圓直徑選取ф800和ф200）燃燒方式。這樣有利于加強爐內(nèi)氣流擾動，使燃料在爐內(nèi)的停留時間增長。為了加強燃燒器對煤種的適用性及適應(yīng)負荷的變化，燃燒器的噴口截面采用可調(diào)的，以調(diào)節(jié)氣流量和火炬長度。此外，噴口還可擺

41、動一角度，單個噴口擺動為10，聯(lián)動時能上下擺動20，這樣可改變火焰中心的高度。燃燒器風口布置如圖3-3所示，其中一次風噴口層數(shù)選取為3層。 燃燒器結(jié)構(gòu)尺寸計算列于表3-6。 表3-6 燃燒器結(jié)構(gòu)尺寸 序號 名 稱 符號 單位 計算公式及數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 1 一次風速 m/s 按表2-16選取 27 2 二次風速 m/s 按表2-16選取 50 3 三次風速 m/s 按表2-16選取 50 4 一次風率 % 按表2-15選取 25 5 三次風率 % 由制粉系統(tǒng)的計算確定的

42、磨煤廢氣份額 20 6 二次風率 % 55 7 一次風溫 ℃ 由制粉系統(tǒng)的計算確定 200 8 二次風溫 ℃ 310 9 三次風溫 ℃ 由制粉系統(tǒng)得計算確定 70 10 燃燒器數(shù) 個 四角布置 4 11 一次風口面積(單只) 0.153 12 二次風口面積(單只) 0.168 續(xù)表 13 三次風口面積(單只) 0.144 14 燃燒器假想切圓直徑 mm 按表2-17選取 800 15 燃燒器矩形對角線長度 mm 13050 1

43、6 特性比值 初步選定 12 17 特性比值 由式(2-7)確定 40.2 18 燃燒器噴口 寬度 mm ,結(jié)構(gòu)設(shè) 計時定為 420 19 一次風噴口高度 mm 364 二次風噴口高度 mm 400 三次風噴口高度 mm 343 20 燃燒器高度 mm 按的要求,畫出燃燒器噴口結(jié)構(gòu)尺寸圖(圖3-4 ),得；核算，接近原定選值,不必重算。 5652 21 最下一排燃燒器的下邊緣距冷灰斗上沿的距離 m 按選取 1.7 22 條件火炬長度 m 按圖2-29示意的

44、（折線長度）的計算結(jié)果符合表2-19規(guī)定，而且上排燃燒器中心線到前屏下緣高度為11.077m>8m，所以爐膛高度設(shè)計合理。 20.52>14 3、 爐膛和前屏過熱器結(jié)構(gòu)尺寸計算 根據(jù)爐膛和前屏過熱器的結(jié)構(gòu)尺寸（圖3-5和圖3-6），計算爐膛和前屏過熱器結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)，列于表3-7和表3-8中。 表3-7 爐膛結(jié)構(gòu)尺寸計算 序號 名 稱 符號 單位 計算公式或數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 1 側(cè)墻面積 據(jù)圖3-5,4.44410 44.4 據(jù)圖3-5, 0.5（6.34+8.84）1.443 11.0

45、 據(jù)圖3-5,8.8418.257 161.4 據(jù)圖3-5, 0.5（8.984+5.02）2.276 15.8 232.6 2 前墻面積 據(jù)圖3-5， 335.8 3 后墻面積 據(jù)圖3-5, 255.6 4 爐膛出口煙窗面積 據(jù)圖3-5， 114.2 5 爐頂包覆面積 據(jù)圖3-5， 42.66 6 前屏面積 據(jù)圖3-6， 290.9 7 燃燒器面積 據(jù)圖3-5，（燃燒器布置的總寬度和總高度分別為1.2m和6m） 28.8 8 前

46、后側(cè)墻水冷壁角系數(shù) 按膜式水冷壁選取 1.0 9 爐頂角系數(shù) 查附錄三圖I（a）4，，e=0 0.97 10 前屏角系數(shù) 查附錄三圖I（a）5， 0.99 11 爐膛出口煙窗處角系數(shù) 選取 1.0 12 整個爐膛的平均角系數(shù) 0.997 13 前屏區(qū)的側(cè)墻面積 據(jù)圖3-5， 48.48 續(xù)表 14 前屏區(qū)的爐頂面積 據(jù)圖3-5， 23.27

47、 15 前屏區(qū)的爐墻面積 + 71.75 16 爐膛自由容積的水冷壁面積 1113 17 爐膛容積 2233 18 前屏占據(jù)容積 據(jù)圖3-5， 232.7 19 爐膛的自由容積 2000.3 20 前屏區(qū)與爐膛的水平分割面積 據(jù)圖3-5， 23.27 21 前屏區(qū)與爐膛的垂直分割面積 據(jù)圖3-5， 192 22 自由容積的輻射層有效厚度 m 6.47 23 前屏間容積的輻射層有效厚度 m 1.45 24 爐膛的輻射層有效厚度 m

48、6.646 25 燃燒器中心線的高度 m 據(jù)圖3-5 6.802 26 爐膛高度 m 據(jù)圖3-5 26.776 27 燃燒器相對高度 （見圖3-5，=6.802） 0.25 28 火焰中心相對高度 ，按附錄二表III查得等于0 0.25 表3-8 前屏過熱器結(jié)構(gòu)尺寸 序號 名 稱 符號 單位 計算公式或數(shù)

49、據(jù)來源 數(shù)值 1 管徑及壁厚 mm 由結(jié)構(gòu)知 384.5 2 單片管子根數(shù) 根 由結(jié)構(gòu)知 28 3 前屏片數(shù) 片 由結(jié)構(gòu)知 3 4 蒸汽流通截面積 ，（為管子內(nèi)徑） 0.111 5 蒸汽質(zhì)量流速 1024 6 前屏蒸汽平均比容 查蒸汽特性表， 0.014 7 蒸汽流速 14.34 8 前屏輻射受熱面積 287.99 4、 爐膛熱力計算（帶前屏過熱器） 爐膛的熱力計算（帶前屏過熱器）結(jié)果列于表3-9中。 表3-9 爐

50、膛熱力計算（帶前屏過熱器） 序號 名 稱 符號 單位 計算公式或數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 1 熱空氣溫度 ℃ 給定 2 理論熱空氣焓 kJ/kg 查焓溫表3-3 3 爐膛漏風系數(shù) 由空氣平衡表3-1知 4 制粉系統(tǒng)漏風系數(shù) 選用 5 冷空氣溫度 ℃ 給定 6 理論冷空氣焓 kJ/kg 查焓溫表3-3 7 空預器出口過量空氣系數(shù) 續(xù)表 8 空氣帶入爐內(nèi)熱量 kJ/kg 9 1kg燃料帶入爐內(nèi)的熱量 kJ/kg 10 理論燃燒

51、溫度 ℃ 根據(jù)Ql查焓溫表3-3 11 爐膛出口煙溫 ℃ 假定 12 爐膛出口煙焓 kJ/kg 查焓溫表3-3 13 煙氣的平均熱容量 kJ/(kg.℃) 14 水蒸汽容積份額 查煙氣特性表3-2 15 三原子氣體容積份額 查煙氣特性表3-2 16 三原子氣體分壓力 MPa （p為爐膛壓力，等于0.098） 17 Pn與S的乘積 m.MPa 18 三原子氣體輻射減弱系數(shù) 1/(m.MPa) 19 灰粒子輻射減弱系數(shù) 1/(m.MPa)

52、 20 焦碳粒子輻射減弱系數(shù) 1/(m.MPa) 取用 21 無因次量 按參考文獻[1]選取 22 無因次量 按參考文獻[1]選取 23 半發(fā)光火焰輻射減弱系數(shù) 1/(m.MPa) 24 乘積 25 爐膛火焰有效黑度 26 乘積 續(xù)表 27 自由容積內(nèi)三原子氣體輻射減弱系數(shù) 1/(m.MPa)

53、 28 乘積 29 自由容積的火焰有效黑度 30 乘積 m.MPa 31 屏間容積內(nèi)三原子氣體輻射減弱系數(shù) 1/(m.MPa) 32 乘積 33 屏間容積的火焰有效黑度 34 屏寬A與Sxy比值 35 屏寬A與屏節(jié)距之比 36 屏的修正系數(shù) 查附錄三圖v（B） 37 屏區(qū)的修正系數(shù) 查附錄三圖v（B） 38 系數(shù) 查附錄三圖v（A） 39 屏的輻射系數(shù) 查附錄三圖v（C

54、） 40 屏區(qū)的輻射系數(shù) 查附錄三圖v（D） 41 屏的黑度 42 屏區(qū)的黑度 43 屏的暴光不均勻系數(shù) 44 屏區(qū)水冷壁的暴光不均勻系數(shù) 45 計及暴光不均勻的屏的面積 m 46 計及暴光不均勻的屏區(qū)面積 m 續(xù)表 47 爐墻總面積 m 48 前后側(cè)墻水冷壁的沾污系數(shù) 查附錄二表

55、lv 49 屏的沾污系數(shù) 查附錄二表lv 50 爐頂包覆管沾污系數(shù) 查附錄二表lv 51 爐膛出口屏的沾污系數(shù) （查附錄三圖VI,得0.98） 52 前后側(cè)墻水冷壁的熱有效系數(shù) 53 爐頂包覆管的熱有效系數(shù) 54 屏的熱有效系數(shù) 55 爐膛出口處的屏的熱有效系數(shù) 56 平均熱有效系數(shù) 57 爐膛黑度 58 與爐內(nèi)最高溫度位置有關(guān)的系數(shù) ,B,C 查附錄二表V得B=0.56,C=0.5 59 爐膛

56、出口煙溫 ℃ 60 爐膛出口煙焓 kJ/kg 查焓溫表3-3 61 爐膛吸熱量 kJ/kg 62 爐膛容積熱強度 w/m 63 爐膛截面熱強度 w/m 64 爐內(nèi)平均輻射熱強度 w/m 續(xù)表 65 爐頂輻射吸熱分布系數(shù) 查附錄三圖VII 66 爐頂輻射熱強度 w/m 67 爐頂輻射受熱面積

57、68 爐頂吸熱量 W kJ/kg 69 前屏輻射吸熱分布系數(shù) 查附錄三圖VII 70 前屏輻射吸熱量 w/m 71 前屏吸熱量 w kJ/kg 72 后屏副射吸熱分布系數(shù) 查附錄三圖VII 73 后屏輻射熱強度 74 后屏吸熱量 w kJ/kg 75 附加過熱器總吸熱量 kJ/kg 先假定后核算 76 一級減溫水量 kJ/h 先假定后核算 77 二級減溫水量 kJ

58、/h 先假定后核算 78 附加過熱器焓增量 kJ/kg 79 飽和蒸汽焓 kJ/kg 查蒸汽特性表p=15.3MPa，t=345℃ 80 包覆出口蒸汽焓 kJ/kg 81 包覆出口蒸汽溫度 ℃ 查蒸汽特性表p=14.7MPa 82 前屏焓增量 kJ/kg 續(xù)表 83 前屏出口蒸汽焓 kJ/kg 84 前屏出口蒸汽溫度 ℃ 查蒸汽特性p=14.41MPa 85 爐膛出口煙溫校核 ℃ 第五節(jié) 后屏過熱器熱力計算 一、后屏過熱器結(jié)構(gòu)尺寸計算

59、根據(jù)后屏過熱器結(jié)構(gòu)尺寸圖3-7，計算后屏過熱器結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)，列于表3-10中。 表3-10 后屏過熱器結(jié)構(gòu)尺寸計算 序號 名 稱 符號 單位 計算公式或數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 1 管徑及壁厚 選用 38*5 2 屏片數(shù) 片 14 3 單片管子根數(shù) 根 12 4 屏的深度 2.32 5 屏的平均高度 據(jù)圖3-7， 9.15 6 橫向節(jié)距 630 7 比值 16.8 8 縱向平均節(jié)距 據(jù)圖3-7，2320、45（屏的深度

60、方向有45個管間距） 51.56 9 比值 1.36 10 屏的角系數(shù) 查附錄三圖I（a）之5 0.84 11 屏區(qū)接受爐膛熱輻射面積 = 114.2 12 屏的對流受熱面積 616 續(xù)表 13 屏的計算對流受熱面積 517 14 屏區(qū)爐頂受熱面積 21.6 15 屏區(qū)兩側(cè)水冷壁受熱面積 ，

61、 44 16 屏區(qū)附加受熱面 65.6 17 屏接受爐膛熱輻射面積 101.35 18 爐頂附加受熱面輻射面積 4.23 19 水冷壁附加受熱面輻射面積 8.92 20 煙氣進屏流通截面積 107 21 煙氣出屏流通截面積 74.7 22 煙氣平均流通截面積 88 23 蒸汽流通截面積 0.103 24 蒸汽質(zhì)量流速 kg/(s) 1120 25 煙氣輻射層有效厚度 0.846 二、后屏過熱器熱力計算 后屏過熱

62、器熱力計算的結(jié)果列于表3-11中。 表3-11 后屏過熱器熱力計算 序號 名 稱 符號 單 位 計算公式或數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 1 煙氣進屏溫度 2 煙氣進屏焓 續(xù)表 3 煙氣出屏溫度 假定 4 煙氣出屏焓 查焓溫表3-3 5 煙氣平均溫度 6 屏區(qū)附加受熱面對流吸熱量 先估后校，

63、7 屏的對流吸熱量 8 屏入口吸收的爐膛輻射熱量 9 三原子氣體輻射減弱系數(shù) 10 乘積 11 灰粒的輻射減弱系數(shù) 12 飛灰系數(shù) 查煙氣特性表3-2 13 乘積 14 煙氣流的輻射減弱系數(shù) + 15 乘積 16 屏區(qū)的煙氣黑度 17 屏進口對出口的角系數(shù) 18 修正系數(shù) 按煤種選取，據(jù)參考文獻 19 屏出口面積 等于對流過熱器進口面積，據(jù)圖3-8，（

64、7.2+0.8）X9.6 20 爐膛及屏間煙氣對屏后受熱面的輻射熱量 續(xù)表 21 屏區(qū)吸收爐膛輻射熱量 22 屏區(qū)爐頂附加受熱面吸收額度爐膛輻射熱量 23 屏區(qū)水冷壁附加受熱面吸收的爐膛輻射熱量 24 屏所吸收的爐膛輻射熱 25 屏所吸收的總熱量 26 蒸汽進屏焓 27 蒸汽進屏溫度

65、 查蒸汽特性表，P=14.41Mpa 28 蒸汽出屏焓 29 蒸汽出屏溫度 查蒸汽特性表，P=14Mpa 30 屏內(nèi)蒸汽平均溫度 31 屏內(nèi)蒸汽平均比焓 查蒸汽特性表，P=14.21Mpa， 32 屏內(nèi)蒸汽平均流速 33 管壁對蒸汽的放熱系數(shù) 查附錄三圖IX 34 屏間煙氣平均流速 35 煙氣側(cè)對流放熱系數(shù) 查附錄三圖XI 36 灰污系數(shù) 查附錄二表VII

66、 續(xù)表 37 管壁灰污層溫度 38 輻射放熱系數(shù) 查附錄三圖XV得， 39 利用系數(shù) 查附錄三圖XIV 40 煙氣對管壁的放熱系數(shù) 41 對流傳熱系數(shù) 42 較大溫差 43 較小溫差 44 平均溫差 ， 45 屏對流傳熱量 46 誤差 47 屏區(qū)兩側(cè)水冷壁水溫 查蒸汽特性表，下的飽和溫度 48 平均傳熱溫差 49 屏區(qū)兩側(cè)水冷壁對流吸熱量 50 誤差 51 屏區(qū)爐頂進口汽焓 52 屏區(qū)爐頂進口汽溫 查汽溫特性表，P=15.3Mpa 53 屏區(qū)爐頂蒸汽焓