鍋爐原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、課 程 設(shè) 計(jì) 課程名稱 電廠鍋爐原理 題目名稱 鍋爐原理課程設(shè)計(jì) 學(xué)生學(xué)院 材料與能源學(xué)院 專業(yè)班級(jí) XX熱電1班 學(xué) 號(hào) 123456789 學(xué)生姓名 XXX 指導(dǎo)教師 劉湘云 2016 年 7 月 1 日目 錄廣東工業(yè)大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書4一、設(shè)計(jì)的初始數(shù)據(jù)61.1 設(shè)計(jì)任務(wù)61.2 煤的成分61.3 過(guò)量空氣系數(shù)和漏風(fēng)系數(shù)7二、輔助計(jì)算82.1 燃燒計(jì)算表82.2 煙氣特性92.3 煙氣焓溫表（用于爐膛、屏式過(guò)熱器、高溫過(guò)熱器的計(jì)算）102.4 煙氣焓溫表（用于低溫過(guò)熱器、高溫省煤器的計(jì)算）122.5 煙氣焓溫表（用于高溫空預(yù)器、低溫省煤器的計(jì)算）132.6 煙氣焓溫表（用

2、于低溫看空預(yù)器的計(jì)算）132.7 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算14三、爐膛熱力計(jì)算163.1 爐膛校核熱力計(jì)算的步驟163.2 爐膛幾何特征的計(jì)算173.3 爐膛熱力計(jì)算中的幾個(gè)問(wèn)題223.3.1爐膛校核熱力計(jì)算233.3.2爐膛頂棚輻射受熱面系熱量及工質(zhì)焓增的計(jì)算263.4水系統(tǒng)及水冷壁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)273.5燃燒器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28四、對(duì)流受熱面的熱力計(jì)算304.1 屏的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)計(jì)算304.2 屏的熱力計(jì)算 324.3 凝渣管（或懸吊管） 37五、鍋爐設(shè)計(jì)圖紙39六、設(shè)計(jì)總結(jié)與感想39參考文獻(xiàn)39廣東工業(yè)大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書題目名稱300t/h燃煤鍋爐整體設(shè)計(jì)學(xué) 院材料與能源學(xué)院專業(yè)班級(jí)12

3、熱電工程2班姓 名 翁源遠(yuǎn) 吳明煜 徐敏健學(xué) 號(hào)3113007121 3113007122 3113007123一、課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容1. 熟悉煤粉爐的工作原理。2. 根據(jù)煤粉爐整體設(shè)計(jì)的要求，進(jìn)行煤粉爐爐膛水冷壁熱力計(jì)算。3. 進(jìn)行煤粉爐尾部換熱器熱力計(jì)算。4. 根據(jù)煤粉爐的熱力計(jì)算，設(shè)計(jì)煤粉爐結(jié)構(gòu)形式。5. 完成煤粉爐整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙繪制。 二、課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的要求與數(shù)據(jù)1. 設(shè)計(jì)目標(biāo)：1）鍋爐額定蒸汽量320t/h，2）蒸發(fā)壓力15MPa，3） 過(guò)熱蒸汽溫度：550，4） 給水溫度：160，5） 給水壓力16MPa,6） 冷空氣溫度25，7） 制粉系統(tǒng)：中間儲(chǔ)倉(cāng)式，8） 燃燒方式：四角切圓燃

4、燒。2. 完成煤粉爐整體熱力計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙繪制三、課程設(shè)計(jì)應(yīng)完成的工作1. 完成煤粉爐熱力計(jì)算及設(shè)備選型。2. 根據(jù)煤粉爐熱力計(jì)算進(jìn)行鍋爐整體設(shè)計(jì)方案確定。3. 完成320t/h煤粉爐整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙繪制。四、課程設(shè)計(jì)進(jìn)程安排序號(hào)設(shè)計(jì)（論文）各階段內(nèi)容地點(diǎn)起止日期1完成煤粉爐整體熱力計(jì)算及設(shè)備選型宿舍17周2完成煤粉爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙繪制，報(bào)告書撰寫宿舍17，18周3完成報(bào)告書撰寫和答辯宿舍18周五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)1.工業(yè)鍋爐；2.鍋爐原理與計(jì)算；3.工程熱力學(xué)；4.工業(yè)鍋爐運(yùn)行與管理；5.國(guó)內(nèi)外有關(guān)產(chǎn)品的目錄與介紹；6.中國(guó)期刊網(wǎng)上的有關(guān)文獻(xiàn)，圖書館外文數(shù)據(jù)庫(kù)的有關(guān)文獻(xiàn)。發(fā)出任務(wù)

5、書日期：2016 年 6 月 20 日 指導(dǎo)教師簽名： 預(yù)計(jì)完成日期： 2016 年 7月 1日 專業(yè)負(fù)責(zé)人簽章：一、設(shè)計(jì)的初始數(shù)據(jù)1.1設(shè)計(jì)任務(wù)1）鍋爐額定蒸汽量：320t/h；2）蒸發(fā)壓力：15MPa3）給水溫度：160；4）給水壓力：16MPa；5）過(guò)熱蒸汽溫度：550 ；6）冷空氣溫度：257）排渣方式：固態(tài)8）燃燒方式：四角切圓燃燒 1.2煤的成分1) 燃料名稱：京西無(wú)煙煤2) 煤的收到基成分： 碳67.9 氫1.7 氧2 氮0.4 硫0.2 灰分22.8 水分5.03) 煤的干燥無(wú)灰基揮發(fā)分 64) 灰熔點(diǎn)特性： 變形溫度DT = 1260 軟化溫度ST = 1370 流動(dòng)溫度FT

6、 > 14305) 煤的可磨度：1.16）煤的收到基低位發(fā)熱量：23040KJ/kg 1.3過(guò)量空氣系數(shù)和漏風(fēng)系數(shù)序號(hào)名稱額定負(fù)荷時(shí)漏風(fēng)系數(shù)非額定負(fù)荷時(shí)漏風(fēng)系數(shù)入口過(guò)量空氣系數(shù)出口過(guò)量空氣系數(shù)符號(hào)計(jì)算公式結(jié)果符號(hào)計(jì)算公式結(jié)果1制粉系統(tǒng)漏風(fēng)系數(shù)0.12爐膛0.050.07141.201.203屏、凝渣管00=+1.204高溫過(guò)熱器0.025其中：De為鍋爐額定負(fù)荷；D為鍋爐實(shí)際負(fù)荷（本計(jì)算不對(duì)其進(jìn)行修正）0.025=+1.2255低溫過(guò)熱器0.0250.025=+1.256高溫省煤器0.020.02=+1.277高溫空預(yù)器0.050.05=+1.328低溫省煤器0.020.02=+1.34

7、9低溫空預(yù)器0.050.05=+1.39爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)是由燃料性質(zhì)和燃燒方法決定的，其值一般在1.11.5的范圍內(nèi)變化。不同的受熱面由于結(jié)構(gòu)不同，漏風(fēng)系數(shù)也不同。通過(guò)匯總整理各個(gè)受熱面的漏風(fēng)系數(shù)與過(guò)量空氣系數(shù)如下：表1-1 漏風(fēng)系數(shù)和過(guò)量空氣系數(shù)二、輔助計(jì)算輔助計(jì)算包括以下內(nèi)容：1）燃料數(shù)據(jù)的分析和整理；2）鍋爐漏風(fēng)系數(shù)的確定和空氣量平衡；3）燃料的燃燒計(jì)算及煙氣特性參數(shù)的確定；4）鍋爐熱平衡及鍋爐熱效率、燃料消耗量的估計(jì)。2.1燃燒計(jì)算表表2-1 燃燒計(jì)算表序號(hào)項(xiàng)目名稱符號(hào)單 位(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)計(jì)算公式及數(shù)據(jù)結(jié)果1理論空氣量0.0889(+0.375)+0.265-0.0336.4269

8、2理論氮容積0.8+0.795.08043RO2 容積1.866+0.71.26844理論干煙氣容積+6.34885理論水蒸氣容積11.1+1.24+1.61（=0.01kg/kg）0.35426飛灰份額查表2-40.92.2 煙氣特性 表2-2 煙氣特性表序號(hào)項(xiàng)目名稱符號(hào)單位(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)爐膛屏凝渣管高過(guò)低過(guò)高溫省煤器高溫空預(yù)器低溫省煤器低溫空預(yù)器1受熱面出口過(guò)量空氣系數(shù)（查表1-5）1.201.2251.251.271.321.341.392煙道平均過(guò)量空氣系數(shù)1.201.21251.23751.261.2951.331.3653干煙氣容積+（-1）m3/kg7.63427.71457.8

9、7528.01988.24488.46978.69464水蒸氣容積+0.0161(-1）m3/kg0.37480.37620.37870.38110.38470.38830.39195煙氣總?cè)莘e+m3/kg8.00918.09078.25398.40098.62958.85809.08656RO2 容積份額/0.15840.15680.15370.15100.14700.14320.13967水蒸氣容積份額/0.04680.04650.04590.04540.04460.04380.04318三原子氣體和水蒸氣容積總份額+r0.20520.20330.19960.19630.19160.187

10、00.18279容積飛灰濃度10/g/m325.62125.36224.86124.42623.77923.16522.58210煙氣質(zhì)量1-+1.306kg/kg10.84410.94911.15911.34811.64111.93512.22911質(zhì)量飛灰濃度/(100)kg/kg0.01890.01870.01840.01810.01760.01720.01682.3煙氣焓溫表（用于爐膛、屏式過(guò)熱器、高溫過(guò)熱器的計(jì)算）表2-10 煙氣焓溫表-用于爐膛屏高過(guò)的計(jì)算煙氣或空氣溫度理論煙氣焓 理論空氣焓理論煙氣焓增爐膛屏凝渣管高溫過(guò)熱器Ioy（kJ/kg）HokHoya''=1

11、.2a''=1.225HyHyHyHy4003875.7818953481.8251541039.3713334615.8221261234.3459714702.8677551257.2240485004915.1532284396.9482421066.6514985850.1680971266.0790335960.0918031289.4712616005981.8047275332.6373371093.1642187116.247131296.6897977249.5630631320.5624347007074.9689446287.5427961116.0945

12、798412.9369271322.5464848570.1254971346.7758128008191.0635237256.7159231133.3293819735.4834121343.1937519916.901311367.8086929009324.3929048241.3135561151.20045711078.677161363.76528411284.711388.666221100010475.593369237.3510311167.35237912442.442451383.50254412673.376221408.822835110011642.9457410

13、250.162661180.28047213825.944991397.42195714082.199061422.896493120012823.2262111269.144081195.38931215223.366951420.77382615505.095551446.61148130014018.6155212302.650251201.39483116644.140771435707031461.180734140015220.0103613343.483071211.85281318079.300691443.67024718412.887761469.

14、811571150016431.8631714389.136031221.04246519522.970931440.5533819882.699341466.900364160017652.9056315443.015411230.542920963.524311470.56727521349.59971496.991382170018883.4485316499.979681232.48102322434.091591458.2667622846.591081484.700507180020115.9295617557.329571239.50224723892.358351475.231

15、07524331.291591502.058468190021355.431818630.42531242.84426725367.589421475.88961925833.350061502.684878200022598.2760719702.235661253.87315326843.479041485.58941927336.034941512.612832210023852.1492220783.172191249.86125528329.068461480.16993228848.647771507.138717220025102.0104821861.9235829809.23

16、83930355.78648表2-3 煙氣焓溫表（用于爐膛、屏式過(guò)熱器、高溫過(guò)熱器的計(jì)算）2.4煙氣焓溫表（用于低溫過(guò)熱器、高溫省煤器的計(jì)算）表2-4 煙氣焓溫表（用于低溫過(guò)熱器、高溫省煤器的計(jì)算）表2-11煙氣焓溫表 用于低溫過(guò)熱器、高溫省煤氣的計(jì)算煙氣或空氣溫度理論煙氣焓Iyo理論空氣焓IoK理論煙氣焓增Iyo低溫過(guò)熱器a''=1.25高溫省煤器a''=1.27IyIyIyIy3002864.265862588.03931011.5160353543.267771246.6456143595.0285561264.5213314003875.78189534

17、81.8251541039.3713334789.9133841280.1021254859.5498871298.4045875004915.1532284396.9482421066.6514986070.0155091312.8634886157.9544741331.577276005981.8047275332.6373371093.1642187382.8789971344.435077489.5317441363.533187007074.9689446287.5427961116.0945798727.3140671371.0051418853.0649231390.38860

18、38008191.0635237256.71592310098.3192110243.453532.5煙氣焓溫表（用于高溫空預(yù)器、低溫省煤器的計(jì)算）表2-5 煙氣焓溫表（用于高溫空預(yù)器、低溫省煤器的計(jì)算）表2-12煙焓表 用于高溫空預(yù)器、低溫省煤器的計(jì)算煙氣或空氣溫度理論煙氣焓Iyo理論空氣焓IoK理論煙氣焓增Iyo高溫空預(yù)器a''=1.32低溫省煤器a''=1.34IyIyIyIy100927.3010487851.1113873954.44385231209.4593491240.5969531226.4815761257.8119872001881.744

19、9011711.863091982.52095952450.0563021274.3742192484.2935641291.8977433002864.265862588.03931011.5160353724.4305211309.2106243776.1913071327.0863414003875.7818953481.8251541039.3713335033.6411451344.1607415103.2776481362.4632035004915.1532284396.9482421066.6514986377.8018861378.3617256465.740851397.0

20、755076005981.8047275332.6373377756.163617862.8163572.6煙氣焓溫表（用于低溫看空預(yù)器的計(jì)算）表2-6 煙氣焓溫表（用于低溫看空預(yù)器的計(jì)算）表2-13 煙焓表 用于低溫空預(yù)器的計(jì)算煙氣或空氣溫度理論煙氣焓Iyo理論空氣焓IoK理論煙氣焓增Iyo低溫空預(yù)器a''=1.39IyIy100927.3010487851.1113873954.44385231269.0371461300.8495732001881.7449011711.863091982.52095952569.8867181335.7065533002864.2658

21、62588.03931011.5160353905.5932721371.7756344003875.7818953481.8251541039.3713335277.3689051408.2193575004915.1532284396.9482421066.6514986685.5882631443.8599616005981.8047275332.6373378129.4482242.7 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算鍋爐熱效率及燃料量計(jì)算步驟鍋爐熱效率及燃料量可按以下步驟估算：1) 計(jì)算鍋爐輸入熱量；2) 依照燃料及燃燒設(shè)備估計(jì)機(jī)械不完全燃燒熱損失和化學(xué)不完全燃燒熱損失；3) 假定鍋爐排煙

22、溫度并計(jì)算鍋爐排煙熱損失；4) 確定鍋爐散熱損失和灰渣物理熱損失；5) 用反平衡法計(jì)算鍋爐熱效率；6) 計(jì)算鍋爐燃燒消耗量。由于計(jì)算時(shí)涉及的排煙溫度為假定值，所以計(jì)算出的燃料消耗量實(shí)為估算值。鍋爐輸入熱量對(duì)應(yīng)于1kg燃料輸入鍋爐的熱量為= + + + kJ/kg式中燃料的收到基低位發(fā)熱量，kJ/kg； 燃料物理顯熱，kJ/kg； 外來(lái)熱源加熱空氣時(shí)帶入的熱量，kJ/kg； 霧化燃油所用蒸汽帶入的熱量，kJ/kg。表2-14 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算序號(hào)名稱符號(hào)單位計(jì)算公式結(jié)果1鍋爐輸入熱量230402排煙溫度先估后校1253排煙焓查焓溫表用插值法求1594.24954冷空氣溫度取用255理論

23、冷空氣焓 =(ct)kV0302.296化學(xué)未完全燃燒損失取用0.57機(jī)械未完全燃燒損失取用158排煙處過(guò)量空氣系數(shù)查表，低溫空預(yù)器出口過(guò)量空氣系數(shù)1.399排煙損失（100）（hpy） / 5.019310散熱損失取用0511灰渣損失012鍋爐總損失 7.519313鍋爐熱效率10092.480714保熱系數(shù)1 / 0.994615過(guò)熱蒸汽焓P=15MPa，t=5503448.316給水溫度給定16017給水焓P=16MPa，t=160684.818鍋爐有效利用熱（ ）82905000019實(shí)際燃料消耗量38908.7535520計(jì)算燃料消耗量38325.12225三、爐膛熱力計(jì)算3.1 爐

24、膛校核熱力計(jì)算的步驟爐膛校核熱力計(jì)算可按以下步驟進(jìn)行：1) 計(jì)算爐膛結(jié)構(gòu)尺寸及煙氣有效輻射層厚度；2) 選取熱風(fēng)溫度，并依據(jù)有關(guān)條件計(jì)算隨每千克燃料進(jìn)入爐膛的有效熱量；3) 根據(jù)燃料種類、燃燒設(shè)備的形式和布置方式，計(jì)算火焰中心位置的系數(shù)M；4) 估計(jì)爐膛出口煙溫，計(jì)算爐膛煙氣平均熱容量；5) 計(jì)算爐膛受熱面輻射換熱特性參數(shù)，如水冷壁的灰污系數(shù)§、輻射角系數(shù)x、熱有效系數(shù)sl等；6) 根據(jù)燃料和燃燒方式計(jì)算火焰黑度和爐膛黑度；7) 計(jì)算爐膛出口煙溫；8) 核對(duì)爐膛出口煙溫誤差；9) 計(jì)算爐膛熱力參數(shù)，如爐膛容積熱強(qiáng)度等；10) 爐膛內(nèi)其他輻射受熱面的換熱計(jì)算，如屏式過(guò)熱器等。3.2 爐

25、膛幾何特征的計(jì)算1) 爐膛結(jié)構(gòu)的幾何特征參數(shù)及其影響因素爐膛結(jié)構(gòu)的幾何特征主要包括：（1）爐膛容積；（2）爐膛內(nèi)爐墻總面積；（3）爐膛有效輻射受熱面的面積；（4）爐膛火焰有效輻射層厚度；（5）爐膛水冷程度。爐膛結(jié)構(gòu)的幾何特征參數(shù)與鍋爐的設(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、燃燒區(qū)域受熱面熱負(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(lái)決定這些參數(shù)的合理取值。2) 確定爐膛容積邊界的一般原則（1） 貼墻水冷壁管中心線所在的平面；（2） 絕熱保護(hù)層的向火表面，未敷設(shè)水冷壁的地方為爐墻內(nèi)壁面；（3

26、） 爐膛出口斷面：通過(guò)后屏過(guò)熱器或凝渣對(duì)流管束的第一排管子中心線的所在平面；（4） 爐膛底部：冷灰斗高度一半處的水平面；當(dāng)采用平爐底時(shí)的爐底平面；（5） 當(dāng)屏式過(guò)熱器占據(jù)整個(gè)爐膛頂部或布置于爐膛出口煙窗處而占據(jù)部分爐膛容積時(shí)，則為屏式過(guò)熱器與爐膛的交界面；若屏式過(guò)熱器布置于爐膛中部或兩側(cè)，以及布置在爐膛上部前側(cè)時(shí)，則屏式過(guò)熱器所占空間應(yīng)計(jì)入爐膛容積內(nèi)（此時(shí)屏式過(guò)熱器作為爐膛容積內(nèi)的輻射受熱面）；（6） 對(duì)于爐膛中狹長(zhǎng)容積的部分，取深度為0.5m處的截面。3) 計(jì)算過(guò)程中的具體問(wèn)題（1） 計(jì)算爐膛容積，可將爐膛容積劃分為幾個(gè)簡(jiǎn)單的幾何體分別計(jì)算，然后求其和。（2） 爐墻總面積即包覆爐膛容積的總面

27、積，含爐膛內(nèi)輻射受熱面的形體表面積，對(duì)于雙面水冷壁和前屏過(guò)熱器，以其邊界管中心線和管子曝光長(zhǎng)度所圍成面積的兩倍計(jì)入爐膛內(nèi)爐墻總面積；（3） 爐膛輻射受熱面多布置在爐墻內(nèi)表面上，所以爐墻內(nèi)總面積是計(jì)算爐內(nèi)換熱的基礎(chǔ)。在計(jì)算爐墻內(nèi)總面積時(shí)，應(yīng)扣除爐墻上未敷設(shè)管子的區(qū)段，如噴燃器即人孔門的面積。（4） 爐膛有效輻射受熱面面積是指參與輻射換熱的面積。在爐膛熱力計(jì)算中，它為一假想的連續(xù)平面，而其面積數(shù)值的大小，在吸熱方面與未沾污的輻射受熱面相當(dāng)。（5） 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(gè)反映爐膛結(jié)構(gòu)布置特征的參數(shù)，其物理意義是相當(dāng)與整個(gè)爐膛的平均輻射角系數(shù)。（6） 爐

28、膛介質(zhì)的有效輻射層厚度，在爐膛容積內(nèi)不含有屏式過(guò)熱器時(shí)，用式（3-1）計(jì)算 S=36.V1/A1 m (3-1)爐膛結(jié)構(gòu)見附圖：爐膛結(jié)構(gòu)圖表3-1 爐膛結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)序號(hào)名 稱符 號(hào)單 位計(jì)算公式或數(shù)據(jù)來(lái)源結(jié) 果一、爐膛結(jié)構(gòu)計(jì)算1前墻面積Ffrm2(9.740+3.2515+4.630/2)×8.36+8.36*7.390209.09 2后墻面積Fbm2(1.61+8.411+3.2515+4.630/2)×8.360130.31 3側(cè)墻面積Fsm2(6.56+8.36)/2×1.035+8.411×8.36+(8.36+4.36)/2×2.6+5.

29、7*7.39137.46 4兩側(cè)墻2Fsm22Fs274.92 5四角的四個(gè)切角削去爐墻的面積Fdm24×0.9×8×257.60 6四角補(bǔ)加面積Faddm24×1.27×840.64 7應(yīng)扣去布置燃燒器損失的面積FBm2Fd-Fadd16.96 8出口煙窗面積Foutm25.7×8.3647.65 9包圍爐膛的總面積Fm2Ffr+Fb+2Fs+Fout-Fl645.01 10方形爐膛容積Vfm3Fs·W2298.33 11四個(gè)切角損失容積Vlm30.81/2×4×812.96 12爐膛實(shí)際容積Vefm3

30、Vf-Vl2285.37 13爐膛輻射層有效厚度Sm3.6Vef/F6.375 二、水冷壁熱有效系數(shù)的計(jì)算14水冷壁熱有效系數(shù)查表3-60.45 15燃燒器所占爐墻面積FBm2估算10.00 16爐膛出口煙窗平面熱有效系數(shù)out=0.8×0.450.36 17爐膛水冷壁平均熱有效系數(shù)av(F-Fout-FB)×+FB×0+Fout×out/F0.43 三、在BMCR工況下，假定下面5層燃燒運(yùn)行，同時(shí)每層燃燒器給粉量相同18燃燒器布置相對(duì)高度xBhB/hf0.270 19M值M0.59-0.5xB0.45 20燃燒器區(qū)域爐膛有效截面積Am217.696&#

31、215;18.816-1.332/2×468.27 21爐膛截面積的當(dāng)量半徑Rmsqrt(A/)4.660 3.3 爐膛熱力計(jì)算中的幾個(gè)問(wèn)題1) 爐膛出口煙氣溫度爐膛出口煙溫的高低，決定了鍋爐機(jī)組輻射換熱量和對(duì)流換熱量的比例份額。爐膛出口煙溫偏低，降低對(duì)流過(guò)熱器的平均傳熱溫差，又勢(shì)必要增大昂貴的對(duì)流過(guò)熱器的受熱面。此外，爐膛出口煙溫還首先應(yīng)保證鍋爐出口不結(jié)焦。為此，爐膛出口煙溫應(yīng)低于燃料灰分的軟華溫度（一般較ST低1000C）。通常在進(jìn)行鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，燃煤鍋爐出口煙溫的選擇，以對(duì)流受熱面不結(jié)焦為前提，表4-2提供了燃煤爐爐膛出口煙溫的推薦值。表3-4 爐膛出口煙溫推薦值燃料爐膛出口煙溫

32、（）燃料爐膛出口煙溫（）無(wú)煙煤11001150煙煤1100-1150貧煤10501100洗中煤1050-11002) 熱空氣溫度熱風(fēng)溫度主要依據(jù)燃燒方式的要求確定。首先應(yīng)保證燃料的迅速點(diǎn)燃和穩(wěn)定燃燒。電站鍋爐熱風(fēng)溫度的推薦值見表4-3。表3-5 熱風(fēng)溫度的推薦值燃料及燃燒方式熱風(fēng)溫度（）固態(tài)排渣煤粉爐煙煤、洗中煤250-300無(wú)煙煤、貧煤、劣質(zhì)煙煤350-400褐煤用熱空氣作干燥劑350-400用煙氣、熱空氣作干燥劑300-350液態(tài)排渣爐380-4203) 爐膛熱負(fù)荷爐膛容積和尺寸的確定，根據(jù)燃料特性及燃燒方法等工況條件，按表4-4推薦的數(shù)值范圍，并參考以往的經(jīng)驗(yàn)的選擇爐膛容積熱負(fù)荷的數(shù)值，

33、然后由式（4-1）來(lái)確定所需要的爐膛容積。 m3表3-6 爐膛容積熱負(fù)荷統(tǒng)計(jì)值煤種煤種無(wú)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-0.350a) 燃煤時(shí)均為固態(tài)排渣煤粉爐；b) 300MW機(jī)組以上的鍋爐取下限值或者低于下限值；c) 500MW機(jī)組以上的鍋爐的容積熱負(fù)荷值隨鍋爐容量變化不大。4) 爐膛截面熱負(fù)荷爐膛容積確定后，再根據(jù)表4-5推薦的爐膛斷面熱負(fù)荷，并參考以往經(jīng)驗(yàn)，由式（4-2）計(jì)算爐膛截面尺寸： m2 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

34、夠確定爐膛容積而不能確定其形狀的不足。表3-7 爐膛截面熱負(fù)荷統(tǒng)計(jì)值鍋爐蒸發(fā)量D（t/h）6575130220的上限值（MW/m2）灰熔點(diǎn)t213001.771.842.132.79灰熔點(diǎn)t213502.092.122.563.37灰熔點(diǎn)t214502.372.442.953.91注： 燃煤時(shí)均為固態(tài)排渣煤粉爐容積熱負(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)荷可以得出較高的爐膛，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高度。3.3.1 爐膛校核熱力計(jì)算表3-8 爐膛校核熱力計(jì)算序號(hào)名稱符號(hào)單位公式結(jié)果1爐膛出

35、口過(guò)量空氣系數(shù)查表：鍋爐課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表1-5漏風(fēng)系數(shù)和過(guò)量空氣系數(shù)1202爐膛漏風(fēng)系數(shù)查表：鍋爐課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表1-5漏風(fēng)系數(shù)和過(guò)量空氣系數(shù)0053制粉系統(tǒng)漏風(fēng)系數(shù)查表：鍋爐課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表1-5漏風(fēng)系數(shù)和過(guò)量空氣系數(shù)014熱風(fēng)溫度先估后校4005理論熱風(fēng)焓查溫焓表2588.03936理論冷風(fēng)焓查表2-14鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算302.297空氣帶入爐膛熱量2762.7858對(duì)應(yīng)于每千克燃料送入爐膛的熱量kJ/kg25685.83059理論燃燒溫度查溫焓表1921.562710理論燃燒絕對(duì)溫度2194.562711火焰中心相對(duì)高度系數(shù)02512系數(shù)046513爐膛出口煙氣溫度先估后校11

36、0014爐膛出口煙氣焓查溫焓表13825.94515煙氣平均熱容量14.43616水冷壁污染系數(shù)查鍋爐課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表3-4水冷壁灰污系數(shù)04517水冷壁角系數(shù)查鍋爐課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表3-1爐膛結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)09818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燃燒器及門孔的熱有效系數(shù)未敷設(shè)水冷壁023平均熱有效系數(shù)0.43724爐膛有效輻射層厚度查表爐膛結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)6.37525爐膛內(nèi)壓力0126水蒸氣容積份額查表煙氣特性表0.046827三原子氣體和水蒸氣容積總份額查表煙氣特性表0.205228三原子氣體輻射減弱

37、系數(shù)3.212329煙氣質(zhì)量飛灰濃度查表2-9煙氣特性表0.0189230灰粒平均直徑查鍋爐課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表附錄B-1筒式鋼球+磨煤機(jī)1331灰粒輻射減弱系數(shù)81847032燃料種類修正系數(shù)對(duì)低反應(yīng)的燃料 =1對(duì)高反應(yīng)的燃料=0.50.533燃燒方法修正系數(shù)對(duì)室燃爐 =0.1對(duì)層燃爐=0.030134煤粉火焰輻射減弱系數(shù)2.707835火焰黑度1-e-kps0.82236爐膛黑度091337爐膛出口煙氣溫度(計(jì)算值)1191.48338計(jì)算誤差91.4839爐膛出口煙氣焓15229.96640爐膛有效熱輻射放熱量10339.63841輻射受熱面平均熱負(fù)荷163900.35642爐膛截面熱強(qiáng)度4

38、764676.5243爐膛容積熱強(qiáng)度233023.733.3.2爐膛頂棚輻射受熱面系熱量及工質(zhì)焓增的計(jì)算表3-9 爐膛頂棚輻射受熱面系熱量及工質(zhì)焓增的計(jì)算表序號(hào)名稱符號(hào)單位公式結(jié)果1頂棚管徑382節(jié)距47.53排數(shù)1684頂棚管角系數(shù)查鍋爐課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表<標(biāo)準(zhǔn)>線算圖10.985頂棚面積36.796蒸汽流通面積158X(3.14X0.032)/40.1127爐膛頂棚熱負(fù)荷分配不均勻系數(shù)查鍋爐課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表<標(biāo)準(zhǔn)>線算圖110678爐膛頂棚總輻射吸熱量14552090.919減溫水總流量先估后校800010爐膛頂棚蒸汽流量-29200011爐膛頂棚蒸汽焓量/49.83

39、612爐膛頂棚進(jìn)口蒸汽焓查鍋爐課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書附錄B-6 B-72708.33513爐膛頂棚出口蒸汽焓 +2758.17114爐膛頂棚出口蒸汽溫度查鍋爐課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書附錄B-6 B-7317.683.4 水系統(tǒng)及水冷壁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)爐膛四周水冷壁全部采用60×6mm的密封的光管式水冷壁。水冷系統(tǒng)主要是由大直徑的下降管、分配集箱及其支管、水冷壁上升管、汽水引出管、上下集箱、汽包組成的循環(huán)回路。爐水由汽包經(jīng)過(guò)4根419×36mm大直徑下降管以及下端的分配集箱，以及44根分配支管均勻的進(jìn)入12只下集箱，然后分12個(gè)循環(huán)回路上升，經(jīng)過(guò)上集箱和46根汽水引出管進(jìn)入汽包；在汽包中汽水混合物經(jīng)內(nèi)

40、部裝置分離清洗，干凈的蒸汽被引入到過(guò)熱器中，分離下來(lái)的水和省煤器過(guò)來(lái)的給水混合在一起，再進(jìn)入大直徑下降管，進(jìn)行周而復(fù)始的循環(huán)。整個(gè)水冷壁管，以及敷設(shè)其上的爐墻，均通過(guò)上集箱的吊桿，懸吊在爐頂鋼架上，受熱面作向下的自由膨脹。水冷壁設(shè)有人孔、看火孔、吹灰孔、防爆門孔、點(diǎn)火孔、測(cè)量孔等；后墻水冷壁上部由分岔管分為2路，一路折向爐膛，路垂直上升，起懸吊管作用。為使得2路水量的合理分配，以保證均能安全可靠的工作，在垂直懸吊的集箱管孔處設(shè)置了帶有短路的10mm節(jié)流孔，伸出集箱底部的短管，從而可以防止因污染物進(jìn)入節(jié)流孔引起的阻塞。燃燒時(shí)為了防止由于爐膛負(fù)壓波動(dòng)所引起的水冷壁以及爐墻薄壁結(jié)構(gòu)振動(dòng)而造成的破壞，

41、在水冷壁外面布置了由工字鋼組成的剛性梁，剛性梁在上下方和水冷壁一起膨脹，沿剛性梁長(zhǎng)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。表3-2 水冷壁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1前后墻水冷壁回路個(gè)數(shù)個(gè)（8+1.27）/2.5=3.7（按每個(gè)回路加熱寬度2.5選?。?2左右側(cè)墻水冷壁回路個(gè)數(shù)個(gè)（7.4+1.27）/2.5=3.46（按每個(gè)回路加熱寬度2.5選?。?3管徑及壁厚選取60×64管子管距按/=1.31.35選取80.55前后墻管子根數(shù)根按/+1=102.7選取1156左右側(cè)墻管子根數(shù)根按/+1=94.2選取1073.5 燃燒器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)燃燒器為正四角大小切圓布置

42、，假想小切圓200mm，大切圓700mm，一次風(fēng)噴口分3層布置，帶滿負(fù)荷共8個(gè)一次噴口。燃燒器的一、二、三次風(fēng)噴口的位置，自上至下為（三）、（二）、（二）、（一）、（一）、（二），一次風(fēng)噴口分為上下2組分隔，以提高一次風(fēng)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)燃燒特性或運(yùn)行人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)擺動(dòng)噴嘴的傾角，當(dāng)一個(gè)噴嘴在水平位置上，相鄰噴嘴只能擺動(dòng)10度左右，若所有的噴嘴一起同向擺動(dòng)可擺動(dòng)約正負(fù)20度。整個(gè)燃燒器通過(guò)連接體焊于水冷壁上，與水冷壁一起膨脹。點(diǎn)火輕油槍采用機(jī)械壓力霧化方式。該燃燒器之重油槍也采用機(jī)械壓力霧化方式，

43、最大燃油量按鍋爐額定蒸發(fā)量的40%計(jì)算，裝于中、下二次風(fēng)噴口內(nèi)，共8只油槍。表3-3 燃燒器結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算序號(hào)名稱符號(hào)單位計(jì)算公式或數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)值1一次風(fēng)速選取2535302二次風(fēng)速選取3545403三次風(fēng)速選取4060504一次風(fēng)率%選取305三次風(fēng)率%由制粉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算確定的磨煤廢氣份額206二次風(fēng)率%100-507一次風(fēng)溫oC由制粉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算確定2008二次風(fēng)溫oC-103109三次風(fēng)溫oC由制粉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算確定7010燃燒器數(shù)量個(gè)四角布置411一次風(fēng)口面積（單只）0.07112二次風(fēng)口面積（單只）0.05913三次風(fēng)口面積（單只）0.05714燃燒器假想切圓直徑選取65015燃燒器

44、矩形對(duì)角線長(zhǎng)度11822.825416特性比值初步選定917特性比值由式(2-7)確定40.2 18燃燒器噴口寬度35019一次風(fēng)噴口高度/20220二次風(fēng)噴口高度/16921三次風(fēng)噴口高度/16322燃燒器高度 按、的要求，畫出燃燒器噴口結(jié)構(gòu)尺寸圖（圖3-4），得hr;核算=9,接近原選定值，不必重算340023燃燒器中心線的高度553524最下一排燃燒器的下邊緣距冷灰斗上沿的距離按=(45) 選取1.4四、對(duì)流受熱面的熱力計(jì)算4.1 屏的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)計(jì)算屏式過(guò)熱器，在熱力計(jì)算方面具有以下特點(diǎn)：（1） 在換熱方式上，既受煙氣沖刷，又吸收爐膛及屏間高溫?zé)煔獾臒彷椛?；?） 屏式過(guò)熱器多屬于中間過(guò)熱器，其進(jìn)出口處的工質(zhì)參數(shù)，在進(jìn)行屏的計(jì)算時(shí)，往往為未知數(shù)；（3） 屏與屏之間橫向節(jié)距大，煙氣流速低，且從刷不完全。所以，某些交換參數(shù)，如利用系數(shù)、傳熱系數(shù)等的計(jì)算方法，不同于一般對(duì)流受熱面；（4） 若屏進(jìn)出口工質(zhì)參數(shù)均為未知數(shù)，需先在過(guò)熱器系統(tǒng)中分級(jí)定溫，然后計(jì)算另一端的參數(shù)。假設(shè)的參數(shù)是否準(zhǔn)確，需在相應(yīng)的受熱面熱力計(jì)算之后校準(zhǔn)；（5） 進(jìn)行屏的熱力計(jì)算時(shí)，應(yīng)注意混合式減溫器對(duì)屏入口工質(zhì)參數(shù)的影響。表4-1 屏的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)計(jì)算表序號(hào)名稱符號(hào)單位公式及計(jì)算結(jié)果1管子外徑