平頂山煙煤鍋爐改燒金竹山無煙煤的

1、 華中科技大學文華學院畢業(yè)設計（論文）華中科技大學文華學院畢業(yè)設計（論文）平頂山煙煤鍋爐改燒金竹山無煙煤的問題研究2012 年 5 月 20 日2 目 錄 摘 要1關鍵詞1Abstract2Key Words21 緒論31.1 選題意義及研究背景31.2 本文主要研究內容及研究方法32 煤質對鍋爐經濟性的影響42.1 揮發(fā)分的影響42.2 水分的影響42.3 灰分的影響42.4 發(fā)熱量的影響42.5 硫分的影響53 鍋爐熱力計算53.1 鍋爐概況53.2 鍋爐各種工質流程63.3 燃料特性參數(shù)63.4 平頂山煙煤鍋爐熱力輔助計算73.5 金竹山無煙煤鍋爐熱力輔助計算204 結果匯總分析284.

2、1 計算結果匯總284.2 計算結果分析29參考文獻31附錄一32附錄二33致 謝34 華中科技大學文華學院畢業(yè)設計（論文）平頂山煙煤鍋爐改燒金竹山無煙煤的問題研究摘 要我國是世界上人口最多的發(fā)展中國家，既是能源消耗大國，又是能源生產大國。自從五十年代建國以來，尤其從1978年以來我國就大力發(fā)展能源工業(yè)?，F(xiàn)在我國的煤炭產量基本上達到世界第一位，雖然如此，但是隨著我國經濟的快速發(fā)展，全國各地的用電量越來越大，對煤的需求量也越來越多。目前我國的發(fā)電廠大部分采用的是煙煤，而優(yōu)質的煙煤價格愈來愈來愈高，導致發(fā)電的成本提高，而電價又受政府控制很難提高，電廠的經濟效益下降，因而許多燃燒煙煤的電廠希望對鍋爐

3、進行改造，燃用較為便宜的無煙煤。本文主要著眼于上述的問題首先介紹了我國電站鍋爐的發(fā)展概況、運行現(xiàn)狀及今后的發(fā)展趨勢，然后對平頂山煤粉鍋爐在燃料為平頂山煙煤和金竹山無煙煤情況下，分別進行了熱力計算，其中包括輔助熱力計算和爐膛校核熱力計算，之后對計算的結果進行了必要的匯總分析，為鍋爐改燒不同煤種進行相關的改造提供了有用的數(shù)據支持。此外，還繪制了爐膛結構尺寸示意圖，編寫了鍋爐爐膛出口過量空氣系數(shù)的選用程序。關鍵詞：煤粉鍋爐；熱力計算；爐膛校核計算；匯總分析The Study on the Combustion of Jinzhushan Anthracite Coal in Pingdingshan

4、 Bituminous Coal-fired Boiler AbstractChina is worlds most populous developing country,is both energy consuming nations and energy producer.Since the 1950s espcially from in china since 1978 is deleloping energy industry.now chinas coal output of basically achieve the world first，even so ,but with t

5、he rapid economic development of the country,all over the country,more and more of the electricity consumption of coal demand more and more.In china ,most of the power plant is bituminous coal,and the high quality bituminous coal prices more and more to the high,resulting in an increase in the cost

6、of power generation,and eletricity and under the contrl of the govenment is hard to improve,the power plant in the economic profits down,so many of the bituminous coal combustion boiler plant modification to burning more cheap anthracite.Basing on the problems this paper first introduced the power s

7、tation boiler the development in china ,opertation situation and the delvloping trend in the futuer,and the to coal boiler in pingdingshan fuel for bituminous coal and gold zhushan coal anthracite pingdingshan,the thermodynamiccalculation,including auxiliary theemodynamic calculation and the chamber

8、 checking thermodunamic calculation and after the results of the calculation of the necessary summary analysis fou boiler burning coals to different related the tansformation of provides useful data support .In addtion ,the chamber stucture schenmatic draming size,write boiler chamber exportd the ex

9、cess air coefficient of the selection process.Key Words: coal-fired boilers; thermal calculation; check calculation chamber; summary analysis1 緒論1.1 選題意義及研究背景1.1.1 選題目的人類社會進入快速發(fā)展時期以來，能源在任何國家的社會與經濟生活中起著無可替代的重要作用。為了滿足不斷增長的商品能源需求，世界大量開采煤、石油、氣等化石燃料，陸續(xù)開發(fā)水能資源，并發(fā)展核能及其他新能源，但總是供不應求，多次出現(xiàn)全球性或區(qū)域性的能源緊縮現(xiàn)象，甚至導致嚴重的

10、經濟危機與軍事政治對抗。因而國家不分大小，無不重視世界能源的態(tài)勢，并結合本國的情況制定自己的能源策略。我國雖然能源資源總量豐富，但是我國是能源消耗量大這個事實也無可辯駁。隨著我國經濟高速持續(xù)的發(fā)展，對經濟起支撐作用的電力行業(yè)必然也會迅猛的發(fā)展，從而對煤這種能源的需求量也越來越大。目前，我國火電廠大部分都采用的是燃燒煙煤，但是煙煤的價格較高，如果電廠繼續(xù)燃用煙煤，將會造成發(fā)電成本高，經濟效益低。為了解決這些問題，我們進行煙煤鍋爐改燒無煙煤的研究是十分的必要。1.1.2 選題背景及意義一種爐型必然和與之適應的煤種相對應，才能達到設計效果。而煤質隨產地及揮發(fā)物的不同，其燃燒特性差異很大，單靠廠家用幾

11、種代表性煤種設計的鍋爐，使其適應所在地區(qū)使用，往往較為困難。從山西來講，無煙煤貯藏量高達201.4億噸，年產量7千萬噸有余，鍋燃用500萬噸。而從全國202家定點廠家生產的鍋爐品種看出，目前僅有為數(shù)不多的鍋爐廠同時兼有無煙煤爐型，且開發(fā)的品種及生產銷售能力遠不足使用要求，迫使許多單位以煙煤爐型改燒無煙煤，而改造后煤質發(fā)生極大地變化。從而使得煙煤改燒無煙煤過程中存在幾大問題：1、著火；2、穩(wěn)燃；3、結渣3。通過此次研究為解決這些問題，并在煤種更換后,鍋爐能燃燒穩(wěn)定，各運行參數(shù)達到原設計要求，鍋爐效率基本保持原設計水平，少動用現(xiàn)有設備，節(jié)約改造費用等方面能夠提供一些具體的有用的參考數(shù)據。1.2 本

12、文主要研究內容及研究方法1.2.1 研究內容通過對平頂山煙煤和金竹山無煙煤鍋爐進行輔助熱力計算和校核計算，分析煤種變化對鍋爐運行經濟性帶來的影響，為鍋爐變煤種運行改造提供一些數(shù)據依據。主要研究內容如下：煤質對鍋爐經濟性影響概述，鍋爐工質的流程，平頂山煙煤和金竹山無煙煤的熱力計算，爐膛的校核計算，結果的匯總分析，煤種變化對于鍋爐經濟性的影響，對于該燒煤種可以提供的應對措施4。1.2.2 研究方法 本文首先是對煤的不同成分對鍋爐經濟性的影響做了大概的論述，然后對平頂山煙煤鍋爐燃燒平頂山煙煤和金竹山無煙煤分別進行了輔助熱力計算和爐膛的校核熱力計算最后計算結果進行比較和分析，提出影響鍋爐運行經濟性的因

13、素，并作為鍋爐進一步設備改造的依據。2 煤質對鍋爐經濟性的影響2.1 揮發(fā)分的影響揮發(fā)分是固體燃料的重要成分主要由各種碳氫化合物、氫、一氧化碳、硫化氫等可燃氣體及少量氧、氮等不可燃氣體組成。對燃料的著火和燃燒有很大影響5。揮發(fā)分是氣體可燃物,其著火溫度低,使煤易于著火。另外,揮發(fā)分從煤粉顆粒內部析出后使煤粉顆粒具有孔隙性,與助燃空氣接觸面積變大,因而易于燃燼。揮發(fā)分含量降低時情況則相反,鍋爐飛灰可燃物相對偏高;同時,火焰中心上移,對流受熱面的吸熱量增加,尾部排煙溫度也隨之上升,排煙熱損失增大。2.2 水分的影響燃煤的水分對鍋爐影響很大在煤粉燃燒過程中,水分是不利因素入爐煤中的水分汽化時吸熱,增

14、加了煤粉著火熱,對煤粉著火不利;水分不參與燃燒,卻會吸收煤粉燃燒釋放的熱量,降低了燃燒區(qū)域溫度,對煤粉燃盡不利。此外,q2 中水蒸氣損失項與水分的比例成正比,因此,水分的存在增大q2 。2.3 灰分的影響燃料中的灰分不但不能燃燒，而且降低燃料的發(fā)熱量。它的影響有如下幾個方面：(1)影響著火和燃燒過程。煤質中灰分在鍋爐燃燒中起到阻礙氧氣與碳產生化學反應的作用,灰分升高容易導致著火延遲,同時爐膛燃燒溫度下降,煤的燃燼度變差,從而造成較大的不完全燃燒損失。(2)煤炭中的灰分是不可燃部分, 在煤炭燃燒過程中, 不但不發(fā)生熱量, 反而因由爐膛排出的高溫爐渣,損失大量的物理顯熱。(3) 影響安全運行。隨著

15、灰分的增高, 備煤系統(tǒng)、鍋爐設備以及排灰系統(tǒng)的部件磨損幾乎成正比增加, 同時使受熱面的沾污和結渣以及管路的腐蝕加劇, 從而造成安全隱患。2.4 發(fā)熱量的影響單位質量的煤完全燃燒時所放出的熱量稱為煤的發(fā)熱量，有高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量之分。煤的發(fā)熱量降低, 則同樣的鍋爐負荷所用的實際煤量增大, 而對于直吹式制粉系統(tǒng),輸送煤粉所需的一次風量也相應增加, 導致理論燃燒溫度和爐內的溫度水平下降, 使煤粉氣流的著火延遲,燃燒穩(wěn)定性變差, 影響煤粉的燃盡。煤的發(fā)熱量降低同時會使鍋爐排煙溫度升高, 增加排煙熱損失。煤的發(fā)熱量降低還可能導致鍋爐熄火等嚴重事故的發(fā)生。 2.5 硫分的影響硫是動力用煤中極為有害的一

16、種元素。它會增加鍋爐在運行過程中的投資和費用而它的燃燒產物二氧化硫，三氧化硫會對水冷壁，過熱器受熱面，省煤器受熱面，空預器受熱面等產生腐蝕，不僅如此它還容易造成堵灰和泄漏6。3 鍋爐熱力計算3.1 鍋爐概況3.1.1 鍋爐規(guī)范四角布置切圓直流燃燒器，倒U型，自然循環(huán)，固態(tài)排渣煤粉爐。鋼球筒式磨煤機，中間儲倉式制粉系統(tǒng)。鍋爐額定蒸發(fā)量：過熱蒸汽溫度： 過熱蒸汽壓力(表壓)：給水溫度：0環(huán)境溫度：3.1.2 鍋爐結構爐膛結構示意圖如下:圖3-1 國產220t/h高壓鍋爐示意圖1-低溫省煤器;2-高溫省煤器；3-汽包；4-下降管；5-下聯(lián)箱；6-水冷壁；7-上聯(lián)箱；8-頂棚過熱器；9-低溫對流過熱器

17、；10-屏式過熱器；11-高溫對流過熱器12-集汽聯(lián)箱；13-低溫空氣預熱器；14-高溫空氣預熱器；15-噴燃器；16-爐膛3.2 鍋爐各種工質流程3.2.1 蒸汽流程 一次噴水減溫 二次噴水減溫 - - 汽包-頂棚管-低溫對流過熱器-屏式過熱器-高溫對流過熱器冷鍛-高溫對流過熱器熱鍛-汽輪機3.2.2 煙氣流程爐膛-屏式過熱器-高溫對流過熱器-低溫對流過熱器-高溫省煤器-高溫空氣預熱器-低溫省煤器-低溫空氣預熱器3.3 燃料特性參數(shù)3.3.1 兩煤種煤質特性參數(shù)其有關數(shù)據如下： 平頂山煙煤：水分Mar 7%灰分Aar 25.6%碳Car 58.2% 氫Har 3.7% 氧Oar 4.1%氮N

18、ar 0.9%Sar 0.5% 收到基低位發(fā)熱量22625KJKg 干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf 24.6%空氣干燥基水分Mad 1.4%BTH法可磨性系數(shù)Kkm 1.5灰熔點變形溫度 1260oC軟化溫度 1500OC 金竹山無煙煤：水分Mar 7%灰分Aar 22.3%碳Car 65.4%氫Har 2.3%氧Oar 1.8%氮Nar 0.6%Sar 0.6% 收到基低位發(fā)熱量22210KJKg 干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf 8%空氣干燥基水分Mad 2%BTH法可磨性系數(shù)Kkm1.7 灰熔點變形溫度1500oC3.3.2 推薦數(shù)據：3.3.3 計算內容 鍋爐漏風系數(shù)確定和空氣量平衡，理論氮容積，R

19、O2容積，理論干煙氣容積，理論水蒸氣焓，飛灰份額等。3.4 平頂山煙煤鍋爐熱力輔助計算3.4.1 鍋爐漏風系數(shù)確定和空氣量平衡所選煤種為平頂山煙煤，由鍋爐課程設計指導書。表3-1 漏風系數(shù)和過量空氣系數(shù)序號名稱額定負荷時漏風系數(shù)非額定負荷時漏風系數(shù)入口過量空氣系數(shù)出口過量空氣系數(shù)符號計算公式結果符號計算公式結果1制粉系統(tǒng)漏風系數(shù)0.1-2爐膛0.050.051.3503屏、凝渣管00=+1.3504高溫過熱器0.025其中De為鍋爐額定負荷；D為鍋爐實際負荷0.025=+1.3755低溫過熱器0.0250.025=+1.4006高溫省煤器0.020.02=+1.4207高溫空預器0.050.0

20、5=+1.4708低溫省煤器0.020.02=+1.4909低溫空預器0.050.05=+1.540注：工程計算中，一般當時才進行漏風系數(shù)的修正。3.4.2 燃料燃燒計算（1） 理論空氣量：VO=0.0899（Car+0.375Sar）+0.265Har-0.0333Oar（2） 理論氮容積：VN2O=0.8Nar/100+0.79VO（3） RO2容積：VRO2=1.866Car+0.7Sar/100（4） 理論干煙氣容積：VgyO=VN2o+VRo2（5） 理論水蒸氣容積：VH2O=11.1Har/100+1.24Mar/100+1.61dKVO（dK=0.01Kg/Kg)3.4.3 煙氣

21、特性參數(shù) 質量飛灰濃度：由推薦數(shù)據，取煙氣比重為3.4.4理論煙氣焓和理論空氣焓的計算理論煙氣是多種成分的混合氣體。由工程熱力學可知，其焓等于各組分成分焓的總和：HyO=VRO2()RO2+VN2O()N2+VH2OO()H2O KJ/Kg式中（）RO2，（）N2，（）H2O為理論煙氣中各成分在溫度OC時的焓值。由于VCO2VSO2且兩者比熱容相近，故?。ǎ㏑O2=()CO2。理論空氣焓是對理想氣體而言其計算公式為：HKO=V（ct)K KJ/Kg3.4.5 實際煙氣焓的計算實際煙氣焓等于理論煙氣焓、過量空氣焓（1）和煙氣中飛灰焓 之和：=+（1）+。其中飛灰焓值Hfh=Aar/100afh(

22、 )h,其中（）h為1Kg灰在攝氏度時的焓，因為飛灰的焓值較小，只在滿足以下條件時才計算：4187afhAar/Q6。3.4.6 鍋爐熱效率及燃料消耗量估算.（1） 鍋爐輸入熱量對應于1kg燃料輸入鍋爐的熱量為 , KJ/kgQAR.net燃料收到的低位發(fā)熱量；hr-燃料物理顯熱；Qwr-外來熱源加熱空氣時帶入的熱量；Qzq-霧化燃油所用蒸汽帶入的熱量。（2） 各項熱損失1，化學不完全燃燒熱損失q3和機械不完全燃燒如損失q4化學不完全燃燒熱損失和機械不完全燃燒熱損失數(shù)據見下表表3-2 電廠鍋爐q3和q4 的一般數(shù)據爐型煤種q3(%)q4（%）備注爐型煤種q3(%)q4（%）備注固態(tài)排渣爐無煙煤

23、貧煤煙煤褐煤00004-621-1.50.5-1揮發(fā)份高時取小值灰分大大值灰分小小值液態(tài)排渣煤粉爐無煙煤貧煤煙煤褐煤00003-41-臥式爐膛煙煤褐煤0.5-10.5-110.22，爐膛散熱損失q53,灰渣物理熱損失q6灰渣物理熱損失是指鍋爐排出的爐渣，飛灰與沉降灰所攜帶的熱量未被利用而引起的熱損失。Q6=ahzAar/100 ()hz KJ/Kg;ahz:灰渣中灰分的份額按表查。4,排煙熱損失q2Q2=（hpy-hlk)(1-q4/100) KJ/Kg;hlk=apyVO(ct)lk，式中hpy排煙焓，hlk冷空氣焓apy排煙處的過量空氣系數(shù)。表3-3 燃燒計算表序號項目名

24、稱符號單位計算公式及數(shù)據結果1理論空氣量m3/kgVO=0.0899（Car+0.375Sar）+0.265Har-0.0333Oar6.0932容積m3/kgVRO2=1.866Car/100+0.7Sar/1001.08953理論容積m3/kgVN2O=0.8Nar/100+0.79VO4.82234理論容積m3/kgVH2O=11.1Har/100+1.24Mar/100+1.61dKVO（dK=0.01Kg/Kg)0.51035理論干煙氣容積m3/kgVgyO=VN2o+VRo25.91186飛灰份額fh0.950.95表3-4 煙氣特性表名稱符號單位爐膛屏凝渣管高溫級過熱器低溫級過熱

25、器高溫級省煤器高溫級空預器低溫級省煤器低溫級空預器煙道出口過量空氣系數(shù)- 1.3501.3751.4001.4201.4701.4901.540煙道平均過量空氣系數(shù)-1.3251.36251.38751.411.4451.481.515過量空氣量1.98022.20812.3612.49812.71142.92463.1379干煙氣容積7.8928.11998.27288.40998.62328.83649.0497水蒸氣容積0.54220.54590.54830.55050.55400.55740.5608煙氣總容積8.43428.66588.82118.96049.17729.39389.

26、6105RO2容積份額-0.12920.12570.12350.12160.11870.11600.1134水蒸氣容積份額-0.06430.06300.06220.06140.06040.05930.0584三原子氣體和水蒸氣容積總份 額-0.19350.18870.18570.1830.17910.17530.1718容積飛灰濃度28.83528.06427.57027.14226.50025.88925.306煙氣質量11.28811.58611.78511.96412.24312.52112.800質量飛灰濃度0.02150.02100.02060.02030.01990.01940.0

27、19表3-5 煙氣焓溫表煙氣溫度理論煙氣焓理論空氣焓實際煙氣焓=+kJ/kgkJ/kg爐膛、凝渣管高溫過熱器 低溫過熱器高溫省煤器高溫空預器低溫省煤器低溫空預器1008878071189120912291246128613021342200179816232407244824882521260226342716300273524543658371937813830395340024124400365133014894497650595125529053565521500469041686260636564696552676068447052600570650567612773878657966

28、821883208572700623759618485863487838902920093199617800781268801040610579107511088811232113701171490088937813118401203512231123871277812934133241000999187571329513514137331390814346145211495911001110597181477215016152591545315939161331661912001223210684162651653216799170121754717760182951300133731166

29、417786180781836918601191851941920002140014521126501933019647199632021620849211022173415001568013642208822122321564218372251922792234741600168471464122416227822314823441241732446625198170018024156432400224393247842509725879261922697418001920316645255602597626392267252755727890287221900203891766327145

30、275862802828381292642961730500200021579186792872829195296623003530969313433227721002278019703303183081131303316973268233077340622200239772072631902324203293933353343893480435840表3-6 鍋爐平衡及燃料消耗量計算 名稱符號單位算式或依據結果鍋爐輸入熱量=22625 排煙溫度先估后較120 排煙熱焓查焓溫表，插值法計算 1617冷空氣溫度由已知取用30 理論冷空氣焓hlko=(ct)kVo242 機械未完全燃燒熱損失%由爐

31、型，煤種取值（查指導書表2-6）1.5 化學未完全燃燒熱損失%由爐型，煤種取值（查指導書表2-6）0 排煙熱損失%5.4 散熱熱損失%取用（查指導書圖2-3）0.5灰渣損失%折算灰分6，固態(tài)排渣爐可忽略爐渣的物理熱損失0 鍋爐總熱損失%+7.4 鍋爐熱效率%100-92.6 過熱蒸汽焓查蒸汽表查附錄B-6，B-7高溫過熱器出口參數(shù)P=9.9MPa （查表1-6），t=5403476.45 給水焓查蒸汽表查附錄B-6，B-7低溫省煤器入口參數(shù)P=11.57MPa（查表1-6），t=215923.85 鍋爐有效利用熱量5.6157*108燃料消耗量2.6804*104 計算燃料消耗量26402 保

32、溫系數(shù) 0.9953.4.7 爐膛校核熱力計算爐膛校核熱力計算可按以下步驟進行：（1） 計算爐膛結構尺寸及煙氣有效輻射層厚度；（2） 選取熱風溫度，并依據有關條件計算隨每千克燃料進入爐膛的有效熱量；（3） 根據燃料種類，燃燒設備的形式和布置方式，計算火焰中心的位置系數(shù)M;（4） 估算爐膛出口煙溫，計算爐膛煙氣平均熱容量；（5） 計算爐膛受熱面輻射換熱特性系數(shù)，如水冷壁的灰污系數(shù)，輻射角系數(shù)，熱有效系數(shù)；（6） 根據燃料和燃燒方式計算火焰中心溫度和爐膛黑度；（7） 計算爐膛出口煙溫；（8） 校對爐膛出口煙溫誤差；（9） 計算爐膛熱力參數(shù)，如爐膛容積強度等；（10） 爐膛內其他輻射受熱面的換熱計算

33、和爐膛黑度等。確定爐膛容積邊界的一般原則（11） 貼墻水冷壁管中心線所在的平面；（12） 絕熱保護層的向火表面，未敷設水冷壁的地方為爐墻內壁面；（13） 爐膛出口斷面：通過后屏過熱器或凝渣對流管束的第一排管子中心線的所在平面；（14） 當屏式過熱器占據整個爐膛頂部或布置魚爐膛出口煙窗處而占據部分爐膛容積時，則為屏式過熱器與爐膛的交界面，當屏式過熱器布置于爐膛中部或者兩側時，則屏式過熱器所占據的空間應計入爐膛容積內（此時屏式過熱器作為爐膛容積內的輻射受熱面）；（15） 爐膛底部：冷灰斗高度一半處的水平面；采用平爐底時的爐底平面；（16） 對于爐膛中狹長容積的部分，采取深度為0.5m處的截面）。

34、計算過程中的具體問題（17） 計算爐膛容積，可將爐膛容積劃分為幾個簡單的幾何體分別計算，后求和；（18） 爐膛總面積即包覆爐膛容積的總面積；（19） 爐膛輻射受熱面多布置在爐墻的內表面上，所以爐墻總面積是計算爐內換熱的基礎。在計算爐內總面積時，應扣除爐墻上未敷設管子的區(qū)段，如噴然器及入孔口的面積。（20） 爐膛有效輻射面積是指參與輻射換熱的面積。在爐膛熱力計算中，它為一理想的連續(xù)平面，而其面積數(shù)值的大小，在吸熱方面與未玷污的輻射受熱面相當。（21） 爐膛有效輻射受熱面與爐墻面積的比值稱為爐膛水冷程度：X=S/A它是個反應爐膛結構布置特征的參數(shù)，其物理意義是相當于整個爐膛的平均輻射角系數(shù)。（22

35、） 爐膛介質的有效輻射層厚度，在爐膛容積內不含有屏式過熱器時，用式： S=3.6*V1/A1 m表3-7 爐膛結構數(shù)據 序號名稱符號單位公式結果1前墻總面積219.622側墻總面積2218.483后墻總面積157.744噴燃器及門孔面積65爐頂面積32.116爐膛與屏的交界面積65.617爐墻總面積693.568爐膛截面面積51.4799水冷壁管外徑6010水冷壁管節(jié)距6411管子至墻中心距012水冷壁角系數(shù)0.9813爐頂角系數(shù)0.9814出口煙窗角系數(shù)115爐膛容積1052.616冷灰斗二等分平面到出口煙窗中心距離19.84617冷灰斗二等分平面到爐頂?shù)木嚯x23.93818冷灰斗二等分平面

36、到燃燒器中心距離4.96219爐膛總有效輻射受熱面積675.1220爐膛水冷程度0.9721爐膛有效輻射層厚度l5.466爐膛校核校核熱力計算過程圖 計算完尾部受熱面后來校核熱風溫度 否 是 爐膛熱力計算中的幾個問題（1） 關于出口煙氣溫度：通常在進行鍋爐設計時，燃煤鍋爐出口煙溫的選擇，以對流受熱面部結焦為前提。表3-8 爐膛出口煙溫推薦值燃料爐膛出口煙溫燃料爐膛出口煙溫無煙煤1100-1150煙煤1100-1150貧煤1050-1100洗中煤1050-1100（2） 關于熱風溫度：熱風溫度主要依據燃燒方式的要求確定。首先應保證燃料的迅速點燃和穩(wěn)定燃燒。熱風溫度過高將使空氣預熱器的結構過于龐大

37、，尾部煙道布置困難，設備出投資大運行的成本也高。表3-9 熱風溫度推薦值燃料及燃燒方式熱風溫度（OC）固態(tài)排渣煤粉爐煙煤，洗中煤250-300貧煤，劣質煙煤350-400褐煤用熱空氣做干燥劑350-400用煙氣、熱空氣做干燥劑300-350液態(tài)排渣爐380-420（3） 灰污系數(shù)：灰污系數(shù)是將受熱面反向輻射對換熱的影響納入考慮的范圍，其數(shù)值的物理意義表示火焰輻射到受熱面上的熱量最終為受熱面所吸收的份額。（4） 火焰中心位置修正系數(shù)M：它是被用來考慮爐膛高度方向溫度最高處的相對位置對爐內換熱影響的參數(shù)對于煤粉爐M值一般不大于0.5。（5） 爐膛容積熱負荷：爐膛容積和尺寸的確定，根據燃料特性及燃燒

38、方法等工況條件。表3-10 爐膛容積負荷qv的統(tǒng)計值煤種qv煤種qv無煙煤0.100-0.140褐煤0.09-0.150貧煤0.110-0.165油0.250-0.350煙煤0.120-0.175氣-0.350（6） 爐膛截面熱負荷：爐膛容積確定后在根據下表確定面積熱負荷并參考以往經驗計算爐膛截面尺寸。表3-11 爐膛截面熱負荷qA統(tǒng)計值（MW/m2）鍋爐蒸發(fā)量D（t/h）220-230400-41067010002000切向燃燒褐煤和易結焦煤2.10-2.652.91-3.373.20-3.723.20-3.783.30-3.83煙煤2.33-2.672.79-4.073.72-4.654.

39、37-5.404.80-5.62無煙煤，貧煤2.20-3.482.58-3.502.73-4.00-4.98表3-12 爐膛校核熱力計算序號名稱符號單位公式結果1爐膛出口過量空氣系數(shù)查指導書15漏風系數(shù)和過量空氣系數(shù)1.352爐膛漏風系數(shù)查指導書15漏風系數(shù)和過量空氣系數(shù)0.053制粉系統(tǒng)漏風系數(shù)查指導書15漏風系數(shù)和過量空氣系數(shù)0.14熱風溫度先估后校（平頂山煙煤）3005理論熱風焓查焓溫表平頂山煙煤24546理論冷風焓查指導書214鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算2427空氣帶入爐膛熱量29818對應每公斤燃料送入爐膛的熱量256069理論燃燒溫度查焓溫表180310燃燒絕對溫度K+273207

40、611火焰中心相對高度系數(shù)0.2512系數(shù)M0.46513爐膛出口煙氣溫度先估后校112514爐膛出口煙氣焓查焓溫表1539515煙氣平均熱容量1516水冷壁污染系數(shù)查指導書34水冷壁污染系數(shù)0.4517水冷壁角系數(shù)查指導書31爐膛結構數(shù)據0.9818水冷壁熱有效系數(shù)0.44119屏、爐交界面的污染系數(shù)0.44120屏、爐交界面的角系數(shù)取用121屏、爐交界面的熱有效系數(shù)0.44122燃燒孔及門孔的熱有效系數(shù)未敷設水冷壁023平均熱有效系數(shù)0.43724爐膛有效輻射層厚度查指導書31爐膛結構數(shù)據5.46625爐膛內壓力0.126水蒸汽容積份額查指導書29煙氣特性表0.064327三原子氣體容積份

41、額查指導書29煙氣特性表0.193528三原子氣體輻射減弱系數(shù) 3.6929煙氣質量飛灰濃度查指導書29煙氣特性表0.021530灰粒平均直徑查指導書附錄表一B-21331灰粒輻射減弱系數(shù)80.8732燃料種類修正系數(shù)取=0.50.533燃燒方法修正系數(shù)取=0.10.134煤粉火焰輻射減弱系數(shù)2.9535火焰黑度0.836爐膛黑度0.900737爐膛出口煙氣溫度107938計算誤差 4639爐膛出口煙氣焓 查焓溫表1459440爐膛有效熱輻射熱量1095741輻射受熱面平均熱負荷11902742爐膛截面熱強度322324143爐膛容積熱強度1576383.5 金竹山無煙煤鍋爐熱力輔助計算3.5

42、.1鍋爐漏風系數(shù)確定和空氣量平衡所選煤種為金竹山無煙煤由鍋爐課程設計指導書。表3-13 漏風系數(shù)和過量空氣系數(shù)序號名稱額定負荷時漏風系數(shù)非額定負荷時漏風系數(shù)入口過量空氣系數(shù)出口過量空氣系數(shù)符號計算公式結果符號計算公式結果1制粉系統(tǒng)漏風系數(shù)0.1-2爐膛0.050.051.4003屏、凝渣管00=+1.4004高溫過熱器0.025其中De為鍋爐額定負荷；D為鍋爐實際負荷0.025=+1.4255低溫過熱器0.0250.025=+1.4506高溫省煤器0.020.02=+1.4707高溫空預器0.050.05=+1.5208低溫省煤器0.020.02=+1.5409低溫空預器0.050.05=+1

43、.5903.5.2燃料燃燒計算表3-14 燃燒計算表序號項目名稱符號單位計算公式及數(shù)據結果1理論空氣量m3/kgVO=0.0899（Car+0.375Sar）+0.265Har-0.0333Oar6.44922容積m3/kgVRO2=1.866Car/100+0.7Sar/1001.22463理論容積m3/kgVN2O=0.8Nar/100+0.79VO5.09974理論容積m3/kgVH2O=11.1Har/100+1.24Mar/100+1.61dKVO（dK=0.01Kg/Kg)0.44595理論干煙氣容積m3/kgVgyO=VN2o+VRo26.32426飛灰份額fh0.950.953

44、.5.3 煙氣特性參數(shù)表3-15 煙氣特性表名稱符號單位爐膛屏凝渣管高溫級過熱器低溫級過熱器高溫級省煤器高溫級空預器低溫級省煤器低溫級空預器煙道出口過量空氣系數(shù)-1.4001.4251.4501.4701.5201.5401.590煙道平均過量空氣系數(shù)-1.3751.41251.43751.461.4951.531.565過量空氣量2.41852.66032.82022.96663.19233.41813.6438干煙氣容積8.74278.98459.14449.29089.51659.74239.9680水蒸氣容積0.48480.48870.49130.49370.49730.50090.5

45、046煙氣總容積9.22759.47329.63579.784510.01410.24310.473RO2容積份額-0.13270.12930.12710.12520.12230.11960.1169水蒸氣容積份額-0.04830.04710.04630.04560.04450.04350.0426三原子氣體和水蒸氣容積總份 額-0.18100.17640.17340.17080.16680.16310.1595容積飛灰濃度22.95922.36321.98221.65221.15520.68220.228煙氣質量12.35812.67412.88513.07413.36913.66413.958質量飛灰濃度0.01710.01670.01640.01620.01580.01550.01523.5.4 實際煙氣焓的計算表3-16 煙氣焓溫表煙氣溫度理論煙氣焓理論空氣焓實際煙氣焓=+kJ/kgkJ/kg爐膛、凝渣管高溫過熱器低溫過熱器高溫省煤器高溫空預器低溫省煤器低溫空預器10093685512951316133813551397141414572001899171826222665270727422