鍋爐整體設(shè)計(jì)和受熱面布置

1、第十一章第十一章 鍋爐整體設(shè)計(jì)和受熱面布置鍋爐整體設(shè)計(jì)和受熱面布置第一節(jié)第一節(jié) 鍋爐熱力計(jì)算的程序和方法鍋爐熱力計(jì)算的程序和方法 第二節(jié)第二節(jié) 鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 第三節(jié)第三節(jié) 電站鍋爐的整體布置電站鍋爐的整體布置 第四節(jié)第四節(jié) 影響鍋爐受熱面布置的主要因素及影響規(guī)律影響鍋爐受熱面布置的主要因素及影響規(guī)律 第一節(jié)第一節(jié) 鍋爐熱力計(jì)算的程序和方法鍋爐熱力計(jì)算的程序和方法 在鍋爐受熱面設(shè)計(jì)中，通常采用校核熱力計(jì)算的算法，另外，對(duì)實(shí)際運(yùn)行的鍋爐也通常需要在燃料發(fā)生較大的變更、制粉系統(tǒng)改造、鍋爐受熱面改造、部分負(fù)荷或超負(fù)荷運(yùn)行等情況下，進(jìn)行整臺(tái)鍋爐的校核計(jì)算。 校核熱力計(jì)算的

2、任務(wù)是按鍋爐已有的結(jié)構(gòu)參數(shù)，在給定的鍋爐負(fù)荷和燃料特性條件下，確定鍋爐爐膛出口截面上的平均煙氣溫度、各個(gè)受熱面進(jìn)出口截面上的平均煙氣溫度、水溫、蒸汽溫度以及空氣溫度等，并同時(shí)確定鍋爐的熱效率、燃料消耗量以及空氣和煙氣的流量和流速等。 鍋爐的整體校核熱力計(jì)算的內(nèi)容包括爐膛和其后的所有受熱面，一般均是從燃料的燃燒和熱平衡計(jì)算開始的，然后按煙氣流經(jīng)鍋爐各個(gè)受熱面的順序進(jìn)行計(jì)算，即爐膛、半輻射屏式過熱器、對(duì)流過熱器和再熱過熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器等。 鍋爐各個(gè)受熱面的計(jì)算也均采用校核計(jì)算的方法，根據(jù)已知的受熱面的結(jié)構(gòu)參數(shù)，采用逐次逼近的算法進(jìn)行計(jì)算。 整臺(tái)鍋爐的校核計(jì)算實(shí)際上是多次反復(fù)和逐次漸近的計(jì)算

3、過程，而且比單個(gè)受熱面計(jì)算繁雜得多。此時(shí)不僅煙氣的中間溫度和內(nèi)部工質(zhì)溫度是未知數(shù)，而且鍋爐最后的排煙溫度、熱空氣溫度、鍋爐的燃料消耗量、甚至過熱蒸汽的溫度都是未知數(shù)，在計(jì)算開始時(shí)均需預(yù)先假定，然后用逐次逼近的方法完成。 另外，鍋爐過熱器系統(tǒng)本身的計(jì)算也具有多次反復(fù)和逐次漸近的計(jì)算特點(diǎn)，這是由于過熱器各個(gè)部件的布置方式使得工質(zhì)的流程和煙氣流向不一致所造成的。因此，對(duì)于任一級(jí)過熱器工質(zhì)側(cè)和煙氣側(cè)的進(jìn)出口參數(shù)的確定有待于整個(gè)過熱器系統(tǒng)熱力計(jì)算完成。譬如，對(duì)某高壓參數(shù)鍋爐，按煙氣流程計(jì)算屏式過熱器時(shí)，由于其工質(zhì)來自低溫過熱器的出口，而低溫過熱器通常布置在高溫對(duì)流對(duì)熱器之后，所以，屏式過熱器的進(jìn)出口工質(zhì)

4、溫度均為未知，須預(yù)先假定，然后，按煙氣流程計(jì)算到低溫過熱器時(shí)才得以校核，因此，需要逐次逼近進(jìn)行計(jì)算，鍋爐整體熱力計(jì)算流程見圖11-2。 在進(jìn)行空氣預(yù)熱器與省煤器雙級(jí)布置的尾部煙道受熱面計(jì)算和兩級(jí)布置的再熱器系統(tǒng)計(jì)算時(shí)也具有類似的逐次逼近特點(diǎn)。第二節(jié)第二節(jié) 鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇一、一、爐膛設(shè)計(jì)參數(shù)爐膛設(shè)計(jì)參數(shù)二、二、鍋爐的排煙溫度鍋爐的排煙溫度 三、三、熱空氣溫度熱空氣溫度四、四、給水溫度給水溫度 五、五、煙氣流速煙氣流速 一、爐膛設(shè)計(jì)參數(shù)一、爐膛設(shè)計(jì)參數(shù) 進(jìn)行爐膛設(shè)計(jì)計(jì)算之前，需先確定爐膛的結(jié)構(gòu)尺寸，而結(jié)構(gòu)尺寸與爐膛的設(shè)計(jì)容量、燃料特性、爐膛容積熱負(fù)荷、爐膛截面熱負(fù)荷、

5、燃燒器區(qū)域的壁面熱負(fù)荷、爐膛輻射受熱面熱負(fù)荷、爐膛出口煙氣溫度等設(shè)計(jì)參數(shù)密切相關(guān)。鍋爐爐膛設(shè)計(jì)中，參照設(shè)計(jì)規(guī)范中推薦的取值范圍和選取原則，再結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)來決定這些參數(shù)的合理取值。 爐膛設(shè)計(jì)參數(shù)的選取應(yīng)能保證鍋爐運(yùn)行的安全性和靈活性，對(duì)燃料有盡可能廣的適用范圍，不發(fā)生諸如爐膛的結(jié)渣、燃燒設(shè)備的過熱損壞等非正常運(yùn)行工況。值得注意的是，所有爐膛設(shè)計(jì)參數(shù)的選取均是基于鍋爐額定參數(shù)（負(fù)荷、蒸汽參數(shù)、空氣基礎(chǔ)溫度、給水溫度等）的條件，所以，一般均能保證鍋爐在額定參數(shù)下運(yùn)行時(shí)滿足設(shè)計(jì)要求，而鍋爐還通常需要在偏離額定工況下遠(yuǎn)行，此時(shí)往往經(jīng)濟(jì)性和安全性均較差。（一）爐膛容積和結(jié)構(gòu)尺寸 （二）爐膛出口煙氣溫度 （

6、一）爐膛容積和結(jié)構(gòu)尺寸 鍋爐爐膛的容積和結(jié)構(gòu)尺寸取決于爐膛容積熱負(fù)荷qV，爐膛截面熱負(fù)荷qA以及燃燒器區(qū)域的壁面熱負(fù)荷qR（見第六章所述），還與爐膛輻射受熱面熱負(fù)荷qH有關(guān)（見第九章所述）。 為確定爐膛容積和尺寸，首先應(yīng)按燃料特性及燃燒方法等工況條件，根據(jù)表111的推薦的數(shù)值范圍并參考以往的經(jīng)驗(yàn)選擇爐膛容積熱負(fù)荷qV的數(shù)值，然后由式（11-1）來確定所需要的爐膛容積。 3, mnet,arVBQV=q（11-1） 爐膛容積熱負(fù)荷的取值越小，則折算到單位爐膛容積內(nèi)的放熱量越小，而折算到單位放熱量的爐膛容積則越大，反之，則相反。顯然，爐膛容積熱負(fù)荷決定了爐膛內(nèi)的整體溫度水平，同時(shí)也決定了燃料在爐膛

7、內(nèi)的停留時(shí)間，但二者的影響規(guī)律相反，爐膛整體溫度高，則燃料停留時(shí)間短；反之，爐膛整體溫度低，則燃料停留時(shí)間長(zhǎng)。 爐膛容積確定后，再根據(jù)表112推薦的爐膛斷面熱負(fù)荷qA并參考以往經(jīng)驗(yàn)，由式（11-2）計(jì)算爐膛截面尺寸。 2,mnet,arABQF=q 截面熱負(fù)荷從另一個(gè)角度反映了爐膛內(nèi)的溫度水平和燃料在爐膛內(nèi)的停留時(shí)間，彌補(bǔ)了爐膛容積熱負(fù)荷僅能夠確定爐膛容積而不能確定其形狀的不足。 容積熱負(fù)荷和截面熱負(fù)荷的結(jié)合可以合理地確定爐膛的容積、形狀和尺寸。在相同的爐膛容積的條件下，選取較高的截面熱負(fù)荷可以得到較高的爐膛，而選取較低的截面熱負(fù)荷，則可以得到相對(duì)較大的爐膛截面和較低的爐膛。 截面熱負(fù)荷取決于

8、燃料的燃燒特性和灰渣特性等。對(duì)著火和燃燒性能較差的煤，趨向于選擇較高的截面熱負(fù)荷，過低的截面熱負(fù)荷會(huì)造成燃燒器區(qū)域溫度下降，不利于正常著火。但同時(shí)還需要考慮煤燃燒時(shí)的結(jié)渣特性，如果截面熱負(fù)荷較高，則將沒有足夠的受熱面吸收燃燒器區(qū)域燃料燃燒釋放的熱量，使局部溫度過高，會(huì)引起燃燒器附近區(qū)域結(jié)渣。對(duì)固態(tài)排渣煤粉爐，當(dāng)燃用灰熔融溫度較高的煤種時(shí)，qA可取較高的數(shù)值，對(duì)灰熔融溫度較低的煤，qA應(yīng)適當(dāng)降低，圖11-3 所示為燃用結(jié)渣性能相差很大的煤種時(shí)爐膛結(jié)構(gòu)尺寸的大致差別。 截面熱負(fù)荷的選擇還應(yīng)考慮到水冷壁管內(nèi)工質(zhì)冷卻能力的影響，避免局部水冷壁熱負(fù)荷過高，對(duì)亞臨界壓力鍋爐，工質(zhì)冷卻能力較差，局部偏高的熱

9、負(fù)荷會(huì)使水冷壁金屬溫度升高到危險(xiǎn)程度。 對(duì)qV 和qA 選值的各影響因素的分析見表11-3。 對(duì)大容量鍋爐，由于需要較多的輻射受熱面參加熱交換以冷卻燃燒產(chǎn)物，特別是灰熔融溫度低的煤種，為了保證鍋爐在最大連續(xù)出力（MCR）工況下能長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，避免爐膛及高溫對(duì)流受熱面的嚴(yán)重結(jié)渣，需要有足夠的爐膛空間和爐膛受熱面冷卻燃燒生成的燃燒產(chǎn)物，因此，煤種的影響非常顯著。設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮到設(shè)計(jì)燃料變化的可能性，特別是要求能適應(yīng)燃料變劣的情況，這均需要將爐膛盡可能設(shè)計(jì)得大一點(diǎn)。但爐膛容積過大將使投資增加，同時(shí)還會(huì)影響低負(fù)荷時(shí)燃料燃燒的穩(wěn)定性。所以，應(yīng)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的基礎(chǔ)上選擇。 圖11-4與表11-4為燃用不同

10、煤種的670th鍋爐爐膛結(jié)構(gòu)尺寸和熱力參數(shù)的比較，同一容量的煤粉爐中，燃用褐煤的鍋爐爐膛比燃用無煙煤、煙煤的爐膛大。 按照上述程序，即可大致確定爐膛的寬度、深度和高度。爐膛寬度和深度的具體數(shù)值還應(yīng)考慮到燃燒器的型式和布置、水冷壁管的管徑和節(jié)距、爐膛出口對(duì)流受熱面的布置等。 此外，在確定爐膛高度時(shí)要根據(jù)所燃煤種的燃盡和煤灰特性，從最上層燃燒器中心到爐頂要有足夠的距離，以保證所燃燒煤種必需的火炬長(zhǎng)度，對(duì)特別難燃盡的煤種，設(shè)計(jì)時(shí)可以考慮適當(dāng)增加爐膛的高度。對(duì)四角切圓燃燒的爐膛，為了盡量減弱在爐膛出口的殘余旋轉(zhuǎn)，減少熱偏差，也應(yīng)適當(dāng)增加爐膛的高度。該尺寸還與爐膛的寬度及深度有關(guān)，一般在13.7 18.

11、3m。 從爐膛內(nèi)最下一排燃燒器中心線到冷灰斗上沿處的高度，對(duì)于切圓燃燒爐膛，通常取為3.99.1m。 為獲得爐膛內(nèi)良好的空氣動(dòng)力工況和火焰充滿度，爐膛出口處的折焰角的形狀和尺寸通常按圖115中所示選取， 取30 50， 取為20 30 ，折焰角的深度約為爐膛深度的1/3左右。冷灰斗的傾角 取為50 55 左右，出渣口寬度一般為0.61.4m。 （二）爐膛出口煙氣溫度 爐膛出口煙氣溫度 系指爐膛出口截面上的煙氣溫度平均值，是衡量鍋爐爐膛受熱面設(shè)計(jì)是否合理的重要參數(shù)之一，其選擇應(yīng)兼顧爐膛工作的可靠性要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件。l 爐膛出口煙溫通常受到燃料灰分結(jié)渣指標(biāo)的限制。對(duì)固體燃料，這一溫度不應(yīng)高于燃料

12、灰分開始變形的溫度DT，否則高溫?zé)煔庵兴鶖y帶的灰分將在爐膛出口處的密集管束對(duì)流受熱面上結(jié)渣。對(duì)于不受結(jié)渣限制的燃料，可以適當(dāng)提高爐膛出口煙溫，但過高將可能使高溫對(duì)流受熱面（過熱器、再熱器）管子金屬的溫度工況處于不安全狀態(tài)。 對(duì)爐膛自身工況來說，爐膛出口煙氣溫度也不應(yīng)取得過低，爐膛出口煙溫低，意味著爐膛內(nèi)平均溫度水平降低，低負(fù)荷時(shí)溫度水平更低，將影響低負(fù)荷時(shí)燃料的著火和燃燒的穩(wěn)定，限制穩(wěn)定燃燒的最低負(fù)荷范圍。 決定爐膛出口煙氣溫度的另一重要因素是技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件。爐膛出口截面大致是輻射和對(duì)流受熱面的分界面，爐膛出口煙溫高低，表示了輻射換熱量和對(duì)流換熱量間的比值。由于輻射換熱服從于絕對(duì)溫度四次方差的關(guān)

13、系，在高溫區(qū)，單位受熱面積的輻射吸熱量較對(duì)流吸熱量大，因此，盡量利用輻射方式換熱對(duì)節(jié)約受熱面積是有利的。在進(jìn)入煙溫較低區(qū)域后，單位受熱面積的輻射吸熱量將低于對(duì)流吸熱量。因此，從傳熱的角度，存在一個(gè)最經(jīng)濟(jì)的爐膛出口煙氣溫度值，此時(shí)全部受熱面的總費(fèi)用最經(jīng)濟(jì)，根據(jù)計(jì)算一般在12001400。 綜合上述因素，對(duì)于固體燃料，由于不結(jié)渣允許的最低溫度往往低于技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件決定的爐膛出口煙氣溫度，因此，爐膛出口煙溫的選取取決于結(jié)渣條件。一般取等于或略低于灰分的變形溫度DT。當(dāng)灰分的軟化溫度ST與變形溫度DT相差小于100 時(shí)，取 低于ST-100 ，對(duì)大容量鍋爐一般為10501100 。如果煙氣在進(jìn)入密集的對(duì)

14、流管束前沒有拉稀的凝渣管， 的數(shù)值應(yīng)較上述推薦值再低50 左右。對(duì)爐膛出口處布置有屏式受熱面的大容量鍋爐，屏前的煙氣溫度可控制在12001250 ，使屏后的煙氣溫度不高于DT-50 或ST-150 。 ll 燃油鍋爐雖可采用比燃燒固體燃料鍋爐高的爐膛出口煙氣溫度，但由于燃料油中通常含有V2O5，應(yīng)考慮高溫過熱器受熱面的嚴(yán)重污染和高溫腐蝕問題。燃?xì)忮仩t沒有結(jié)渣條件的限制，可按技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件選定爐膛出口煙氣溫度，但也應(yīng)注意 過高時(shí)高溫對(duì)流受熱面的管壁金屬溫度工況。l二、鍋爐的排煙溫度二、鍋爐的排煙溫度 鍋爐排煙溫度直接影響到鍋爐機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和尾部受熱面工作的安全性。較低的排煙溫度可以降低鍋爐的排

15、煙損失，提高鍋爐的熱效率，減少鍋爐的運(yùn)行費(fèi)用。但是，排煙溫度降低會(huì)使尾部受熱面中煙氣與工質(zhì)的傳熱溫壓減小，傳熱面積增大，金屬的消耗量增加，另外還會(huì)引起末級(jí)煙道中煙氣中的硫酸蒸汽凝結(jié)，使受熱面嚴(yán)重腐蝕及堵灰，縮短設(shè)備的使用壽命，增加了煙道的阻力和引風(fēng)機(jī)的電功率消耗。對(duì)水分多、硫分多的燃料，需要采用較高的排煙溫度，反之可選用較低的排煙溫度。排煙溫度的選擇還與鍋爐給水溫度、環(huán)境空氣溫度、除塵和煙氣凈化設(shè)備等有關(guān)。所以，排煙溫度的選擇是一個(gè)涉及到鍋爐經(jīng)濟(jì)性和安全性的復(fù)雜問題。 通常，大型鍋爐的排煙溫度常比小型鍋爐低些，電站鍋爐的排煙溫度在120140 之間綜合選擇，一般情況下很少采用低于120的排煙溫

16、度。三、熱空氣溫度三、熱空氣溫度 對(duì)燃燒煤粉的鍋爐，空氣預(yù)熱器出口熱空氣溫度的選取應(yīng)首先考慮煤粉氣流的著火與穩(wěn)定燃燒對(duì)熱空氣溫度的要求，然后再考慮原煤的干燥與粉碎。對(duì)容易著火且煤中水分不太高的煤種，通常不需要過高的熱空氣溫度一般為300左右。對(duì)難燃的煤種（揮發(fā)分低、水分高等），為了改善著火條件和燃燒過程，降低燃燒不完全損失，有時(shí)需要將熱空氣溫度加熱到380430 。熱空氣溫度越高，空氣預(yù)熱器金屬的消耗急劇增加，并不得不采用空氣預(yù)熱器雙級(jí)布置，鍋爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，煙氣側(cè)和空氣側(cè)阻力也增加。因此，近年來的大容量電站鍋爐在燃用難燃煤時(shí)，不再單純依賴提高熱空氣溫度，而采用改進(jìn)燃燒的技術(shù)措施。固態(tài)排渣煤粉爐熱

17、風(fēng)溫度的推薦范圍見表63。 對(duì)液態(tài)排渣爐，由于爐膛造渣的需要，要求相對(duì)較高的熱空氣溫度，譬如380420 。燃油和燃?xì)鉅t采用空氣預(yù)熱器的主要目的是降低排煙溫度，著火與燃燒一般沒有問題，沒有必要選取較高的熱空氣溫度，一般為200300 。 燃煤循環(huán)流化床鍋爐通常不需要干燥原煤，也無須磨制煤粉，而且爐內(nèi)煤的著火條件優(yōu)越，所以，熱空氣溫度也較低，一般為180200 。 四、給水溫度四、給水溫度 電站鍋爐給水溫度的取值與電廠的熱力系統(tǒng)密切相關(guān)，由于發(fā)電機(jī)組為了提高發(fā)電效率均采用回?zé)嵫h(huán)，給水在進(jìn)入鍋爐省煤器之前先經(jīng)過汽輪機(jī)抽汽加熱，給水溫度已經(jīng)升高，機(jī)組的工作壓力越高，給水溫度也相應(yīng)越高。例如，對(duì)中壓

18、機(jī)組，給水溫度為170 ，高壓機(jī)組215 ，超高壓機(jī)組240 ，亞臨界壓力機(jī)組為280 。五、煙氣流速五、煙氣流速 鍋爐除爐膛以外的受熱面均主要以對(duì)流方式傳遞熱量，煙氣流速的選取取決于受熱面的對(duì)流放熱系數(shù)、煙氣側(cè)的阻力損失和受熱面的磨損等因素，而磨損與燃煤的灰分含量和特性密切相關(guān)。較高的煙氣流速有助于提高受熱面的傳熱系數(shù)，節(jié)省受熱面，但阻力損失和受熱面金屬磨損均會(huì)大幅度增加，因此，煙氣流速也是一個(gè)需要在綜合考慮各種因素基礎(chǔ)上選取的參數(shù)。表11-5與表11-6分別為無灰燃料和含灰燃料的煙氣流速推薦范圍。 從爐膛出口直至鍋爐尾部，煙氣溫度逐漸降低，煙氣容積隨之減少，在維持大致相同的煙氣流速的條件下

19、，受熱面的橫向管間距也逐漸減少。圖11-6為某電站鍋爐過熱器和再熱器沿?zé)煔饬鞒坦苋M向間距的變化。 到省煤器區(qū)段，煙氣中的飛灰變硬，對(duì)受熱面的磨損加劇，因此，趨于選取較低的煙氣流速?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的煙氣與空氣流速一般在812m/s。 第三節(jié)第三節(jié) 電站鍋爐的整體布置電站鍋爐的整體布置 鍋爐的整體布置是指鍋爐爐膛的輻射受熱面與對(duì)流煙道和其中各個(gè)對(duì)流受熱面的布置方案，既與鍋爐的參數(shù)、容量，鍋爐所燃用的燃料性質(zhì)等因素有關(guān)，也與不同鍋爐制造廠家有關(guān)。因此，有各種不同的布置方案。 、整體布置方案二、爐膛布置方案三、尾部受熱面的布置 一、整體布置方案1、形布置方案2、形布置方案 3、塔形布置方案4、W形

20、火焰布置方案 5、T形布置方案 1、形布置方案 這是一種在我國(guó)采用最多的爐型，也被稱為倒U型，如圖11-7中的（a）所示。該方案的受熱面布置比較方便，對(duì)流受熱面易于逆流布置，尾部煙道氣流向下流動(dòng)利于除灰，尾部受熱面的檢修也比較方便，送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、除塵等設(shè)備均可以置于地面。但是，由于有水平過渡煙道，使鍋爐構(gòu)架復(fù)雜，占地面積較大，轉(zhuǎn)彎煙室部分無法充分利用；大容量鍋爐采用切圓燃燒時(shí)，爐膛和尾部煙道在截面和高度上需要協(xié)調(diào)配合。 2、形布置方案 形布置方案與形布置方案很接近，只是取消了水平過渡煙道，占地面積稍小，鍋爐布置緊湊，可節(jié)約鋼材，但尾部受熱面檢修不方便。如圖11-7中的（b）所示。3、塔形布置

21、方案 塔形布置 圖11-7（c） 是將除了空氣預(yù)熱器、除塵器、送引風(fēng)機(jī)布置于地面上外，鍋爐其他受熱面均沿?zé)煔饬鞒淘诟叨确较蛏弦来尾贾?，沒有水平煙道，下降煙道不布置受熱面。因此，鍋爐的整體很高，可高達(dá)7080m。這一布置方式適用于灰分較多的燃料，煙氣在對(duì)流受熱面中不改變流動(dòng)的方向，煙氣中的飛灰不會(huì)因離心力而集中，可以有效地減少受熱面的局部集中磨損。但是，爐膛上部受熱面上的松散積灰將直接落入爐膛，對(duì)爐內(nèi)的燃燒過程存在一定的干擾。燃燒器、風(fēng)粉管道及磨煤機(jī)可沿爐膛四周放射狀布置，煤粉管道布置簡(jiǎn)單，水冷壁受熱均勻，爐膛出口溫度也比較均勻，鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊。也由于沒有水平煙道，鍋爐整體的膨脹問題處理較簡(jiǎn)單。4

22、、W形火焰布置方案 在形布置方案的基礎(chǔ)上，為了比較好地燃燒低揮發(fā)分無煙煤，近年來多采用W形火焰爐膛，如圖11-7（d）所示。爐膛分成燃燒室和燃盡室兩部分，燃燒室的爐膛深度比燃盡室大80120，前后爐墻向內(nèi)擴(kuò)展成爐拱，拱頂布置燃燒器。煤粉氣流從燃燒器垂直向下噴入燃燒室，著火后向下伸展隨著燃燒的發(fā)展，煤粉顆粒變輕，速度減慢，之后，火焰轉(zhuǎn)彎180向上流動(dòng)，整個(gè)燃燒室內(nèi)火焰呈現(xiàn)“W”形狀。其主要特點(diǎn)是燃燒器出口煤粉氣流的預(yù)熱條件優(yōu)越火焰行程較長(zhǎng)，非常有利于難燃煤種（可燃基揮發(fā)分含量在10以下）的著火、燃燒。但其主要缺點(diǎn)是，空氣與煤粉在燃燒后期混合較差影響燃盡；水冷壁和汽水管道布置復(fù)雜風(fēng)粉管道布置困難。

23、整臺(tái)鍋爐的制造工作量比其他爐型鍋爐大得多，成本也高。 5、T形布置方案 T形布置方式見圖11-7（e）所示，該布置方案是將尾部煙道對(duì)稱地一分為二，主要目的是解決形布置大容量鍋爐尾部受熱面布置困難的問題，也可使?fàn)t膛出口煙窗高度降低，改善過渡煙道流動(dòng)工況減少煙氣沿高度的熱偏差。但是，爐膛和尾部煙道在截面和高度上需要協(xié)調(diào)配合，兩側(cè)煙氣流量易出現(xiàn)不均勾；鍋爐占地更大，汽水管道的連接系統(tǒng)復(fù)雜，金屬消耗增多，燃燒器布置難度大，一般只有在燃用劣質(zhì)燃料的超大容量鍋爐才考慮采用。 二、爐膛布置方案 爐膛可分為單爐膛和雙爐膛兩種布置方案。隨鍋爐蒸發(fā)量增大而鍋爐尺寸增加時(shí)，爐膛容積的增加與尺寸的立方成正比，而爐膛周

24、界面積的增加則與尺寸的平方成正比，因此，鍋爐容量很大時(shí)必須降低燃燒室的容積熱負(fù)荷，以增加燃燒室容積，才能有足夠的輻射受熱面，使燃燒產(chǎn)物得到足夠的冷卻。但這樣會(huì)使?fàn)t膛的尺寸過于龐大，在結(jié)構(gòu)上顯得不合理、不經(jīng)濟(jì)。而且，對(duì)于四角切圓燃燒來說，還要求爐膛的橫截面接近正方形，也對(duì)鍋爐整體布置帶來不利影響。所以，有些大容量鍋爐(300MW以上)采用雙爐膛布置（如圖11-8所示），在爐膛中間布置垂直雙面曝光受熱面將爐膛分為兩個(gè)橫截面接近正方形的燃燒室，受熱面兩面受到火焰輻射，吸熱量比布置在壁面上的水冷壁高一倍，可以保證爐膛出口溫度降低到合適的數(shù)值。 雙面曝光受熱面管子外徑一般也與水冷壁相同，并為垂直上升管屏

25、，為平衡兩側(cè)壓力，管屏上開有平衡孔。 三、尾部受熱面的布置 很多大容量電站鍋爐采用尾部煙氣豎井分隔煙道的布置方式來調(diào)節(jié)再熱汽溫，即采用膜式壁將尾部的對(duì)流煙道分隔成并行的兩個(gè)煙道，在一個(gè)煙道內(nèi)布置再熱器，另一煙道內(nèi)布置過熱器。運(yùn)行中根據(jù)再熱汽溫的要求，調(diào)節(jié)布置在煙道出口處的煙氣檔板開度，改變平行煙道內(nèi)的煙氣流量，達(dá)到調(diào)節(jié)再熱汽溫的目的。常見的布置方式見圖11-9。 以往對(duì)燃用無煙煤、高水分褐煤等煤種，要求熱風(fēng)溫度高達(dá)380430C，空氣預(yù)熱器必須采用雙級(jí)布置，有兩級(jí)均為管式空氣預(yù)熱器的，也有高溫級(jí)為管式、低溫級(jí)為回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。隨著鍋爐容量的增大，管式預(yù)熱器不僅使設(shè)備質(zhì)量增加很多，而且給鍋爐總

26、體布置和安裝與檢修帶來困難。 近年來，由于回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行水平提高，單級(jí)空氣預(yù)熱器也能得到較高的熱風(fēng)溫度，即使對(duì)揮發(fā)分低的煤，一般也不采用單純提高空氣預(yù)熱溫度的方法，而用改進(jìn)燃燒方式和燃燒器結(jié)構(gòu)、提高鍋爐截面熱負(fù)荷等其他方法解決。目前，高參數(shù)大容量鍋爐幾乎均采用單級(jí)布置的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。 由于回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的直徑一般比尾部煙道的深度大，所以，通常需要將回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器布置在尾部煙道的外面（如圖11-10所示），將省煤器后的煙道水平引出，一分為二，分別采用支撐方式對(duì)稱布置兩臺(tái)預(yù)熱器，中間有聯(lián)絡(luò)風(fēng)道，可單臺(tái)運(yùn)行；也有采用一臺(tái)大直徑空氣預(yù)熱器的。由于煙道的轉(zhuǎn)向作用，部分飛灰由于慣性作用沉積下來，在省煤器與預(yù)熱器之間可布置慣性煙氣除塵設(shè)備，以減輕空氣預(yù)熱器的磨損和積灰。目前較多采用三分倉(cāng)式空氣預(yù)熱器，壓力較高的一次風(fēng)和壓力較低的二次風(fēng)在預(yù)熱器中是分開的；也有采用一次風(fēng)單獨(dú)配一臺(tái)空氣預(yù)熱器，二次風(fēng)配一臺(tái)或兩臺(tái)空氣預(yù)熱器的布置方案。 第四節(jié)第四節(jié) 影響鍋爐受熱面布置的主要因素及影響規(guī)律影響鍋爐受熱面布置的主要因素及影響規(guī)律 影響鍋爐整體設(shè)計(jì)和受熱面布置的主要因素為蒸汽參數(shù)、鍋爐容量、燃料性質(zhì)以及一些其他因素。蒸汽參數(shù)和容量的影響最為顯著。 電站鍋爐的容量增大與蒸汽參數(shù)提高是對(duì)應(yīng)的。隨著鍋爐的參數(shù)（或