燃烧设备大作业.doc

Harbin Institute of Technology制粉系统的设计课程名称： 燃烧设备 设计题目： 制粉系统的设计计算 院 系： 能源学院 班 级： 0902102 设计 者： 王源涛 学 号： 1090210119 指导教师： 孙绍增 设计时间： 2012-10-14 ll 设计题目：某台锅炉的参数如下：额定蒸发量65 t/h过热蒸汽出口压力3.82 MPa过热蒸汽出口温度450 给水温度150 冷风温度30 锅炉的有效输入热量Qr 2.014108 kJ试根据所给的煤质完成下述工作：1 确定锅炉的热风温度、制粉系统和燃烧器的形式、煤粉细度。2 进行制粉系统的热力计算。3 进行燃烧器的参数选择，确定一次风、二次风（以及三次风）的风率、温度和喷口速度，计算各喷口截面积。l 所给煤种的元素分析 发热量Qdwy kJ/计算发热量QdwykJ/VrWyWfAyCyHyOyNySy灰熔点，可磨性系数理论空气量 Nm3/理论烟气量t1t2 t32695025659.6931.25 7.391.5210.7769.153.037.740.771.151120 1125 1280 696.737.16 l 解答过程（所查表格及图形如果没有特殊说明则来自于教材锅炉燃烧设备）根据所给煤质的元素分析，并查表2-11可知，该煤种为烟煤；此外，根据表4-7可查出烟煤煤粉气流着火温度约为400500。一、确定锅炉的热风温度、制粉系统和燃烧器的形式、煤粉细度。1. 热风温度的确定热空气温度通常为300450，由于该煤种的挥发份仅为11.46%，比较难于着火，因此，热空气温度可选择高一些，可降低着火热。现选择热风温度为：400。2. 制粉系统和燃烧器的形式1 磨煤机及制粉系统的选择磨煤机的选择主要依据是煤的特性，根据挥发份、水分、可磨性系数及煤粉的细度来选择，根据表7-15可得，该系统选用钢球磨煤机，同时可以确定制粉系统为中储仓式，选择热风作干燥剂，辅以温风或冷风调节。设计煤种为难着火的贫煤，为稳定着火和燃烧，采用热风送粉，乏气作为三次风。该磨煤机得到的煤粉细度范围为R90（%）=550。一般情况下，每台锅炉应该配置两台磨煤机。当一台检修时，另一台还可以维持锅炉继续运行。2 燃烧器的选择 由于旋流燃烧器的特性，旋流燃烧器一般最适宜于燃用Qdwy 2000kJ/，Vr25%,而设计煤种的挥发份含量仅为31.25%，所以不适合直流燃烧器，可选用旋流燃烧器。3. 煤粉的细度根据煤粉总经济损失最小的细度选择要求，查表7-2可知，设计煤种的经济细度为R90（%）=1520，可以选择细度为R90（%）=16。2、 制粉系统的热力计算。1. 燃料的热力计算由题目所给条件及设计煤种的参数，选定排烟温度为130，根据查温焓表得；题目给定冷空气温度为30，查温焓表得=233.3kJ/kg。根据经验推荐值，各未完全燃烧损失为：固体未完全燃烧损失 =2；化学未完全燃烧损失 =0；排烟热损失 =4.66；散热损失 查表3-4 取 =0.80；总热损失 =8.36。由以上的热损失可计算出锅炉热效率 =1007.36=93.64，据题目所给数据，查蒸汽性质表得过热蒸汽焓为：=3331.8kJ/kg，给水温度为=150，据查蒸汽性质表取=634.8kJ/kg。锅炉有效利用热 燃料消耗量 =2.23kg/s=7.72t/h计算燃料消耗量 7.17t/h2. 磨煤机出力及电耗的计算原始数据及磨煤机计算列表如下：序号数值名称符号单位公式计算数值1分析水分Wf% 已知0.842最大工作水分WYmax%4+1.07 Wy11.803最大煤块粒度dmaxmm选用254可磨系数Kkm已知1.515燃料量Bt/h由热力计算得到B=Q1/(Qr)7.726磨煤机出口储备系数kx选取1.157磨煤机出口干燥温度选取表7-191508干燥剂最终计算温度t2-101309煤粉细度R90%表7-21610磨煤机台数Zm台选取211磨煤机应有出力Bmt/hkxB/ Zm4.3212磨煤机型号表7-5210/33013筒体直径Dm表7-52.114筒体长度Lm表7-53.315筒体容积Vm3表7-511.4316筒体转速nr/min表7-522.8217筒体临界转速比n/nlj表7-50.7819最大装球量Gmaxt表7-51320电动机功率NKW表7-5187/17021煤粉水分Wmf%Wf= Wmf0.8222进磨煤机前水分Wm%4.4223球磨煤机内平均水分Wpj%1.6824燃料水分对可磨系数修正s1/0.9925燃料质量换算系数s2/0.9925护板形状修正系数khb/选用1.026护板磨损修正系数kms/选用1.027颗粒粒度修正系数/图7-131.2128 磨煤通风量修正ktf/表7-61.02529钢球堆积密度t/m3取用5.930充球系数/13/(5.99.01)0.35431最佳充球系数/0.12/0.781.750.18532球磨机出力Bmt/h7.4433磨煤机实际储备系数2.0334减速箱效率取用0.8035 燃料性质系数kr图7-141.3336筒体和护板总厚度Sm选取0.137磨煤机所需功率NmkW+1.86DLnS）+Nfj134.538电机效率/取用0.9239磨煤机电耗EmkWh/t19.653. 制粉系统热力计算序号数值名称符号单位公式计算数值1干燥剂量g1的确定1)最佳磨煤通风量VtfzjM3/h15481.752)燃料蒸发水分Kg/kg0.0563)制粉系统漏风率klf/表7-170.354）干燥剂量g1Kg/kg1.3092输入制粉系统的热量1）干燥剂的物理热qgzkJ/kg1.309(cgzt1)2)干燥剂质量热熔比kJ/kg图7-36t1=140干空气1.0073）机械能转化为热量的份额kjx/选取0.74)机械能转化的热量qjxkJ/kg50.525）空气质量比热容图7-36tlk=30湿空气1.016）制粉系统漏风带入热量qlfkJ/kg15.887)燃料的物理热qrkJ/kg03制粉系统输出的热量1）燃料进入系统的温度tr02）蒸发水分带走的热量qzfkJ/kg152.773）乏气干燥剂比热容c2图7-36t2=1201.0154)干燥剂带走的热量q2kJ/kg215.245)燃料干燥剂比热图7-36t=1/2(120+0)=601.006)加热燃料消耗的热量qjrkJ/kg116.267)制粉系统散热损失Q5kW表7-21318）系统散热q5kJ/kg15.009)输入制粉系统的热量kJ/kg49.52+13.88+0+1.309(cgzt1)65.4( Cgzt1)10)制粉系统输出的热量kJ/kg215.24+152.77+116.26+15.00510.23411)干燥剂热容量cgzt1kJ/kg499.27=63.4+1.309(cgzt1)332.91(cgzt1)12）干燥剂初始温度t1332.98/1.007330.664干燥成分确定1）热空气比热容crk图7-36trk=4001.040cgzt1(=332.98)5满足要求3、 燃烧器的参数选择，确定一次风、二次风（以及三次风）的风率、温度和喷口速度，计算各喷口截面积。由题目所给的锅炉容量为65t/h，又因选择的是直流燃烧器，查表8-13，可以得到一次风口层数为2，每只一次风口热功率为79.5MW。由t31500可知，此锅炉为固态排渣路，在布置上，查表8-14，直流燃烧器下层二次风下边缘到冷灰斗转折点处。因为设计煤种比较难着火，在燃烧器的布置上选择一次风集中布置，为保证着火稳定，可以在燃烧器喷口处安排侧二次风。1. 一次风率、温度、喷口风速及喷口截面积一次风的作用在于输送煤粉和供应部分燃烧所需要的氧量。由于设计制粉系统是中储仓热风送粉系统，查表7-24，理论一次风率=1520%，取=18%。本系统采用的是热风送分，因此一次风温度t1k与热风温度相等，均为400。理论空气量 =6.8Nm3/Kg实际空气量为 =8.16 Nm3/Kg一次风量为 =1.4688 Nm3/Kg查表8-15可根据实际情况取 =20m/s根据一次风布置，一共有八个一次风口，每个一次风口的风量为 /8=0.1836 Nm3/Kg则每个风口的面积为 =1.2857.320.1836/20 m2=0.086 m22. 三次风率、温度、喷口风速及喷口截面积对于热风送分系统，制粉系统乏气全部作为三次风，三次风率r3k为： =27.51%，根据计算可取r3k=27% 本制粉系统乏气全部作为三次风，则三次风的温度为 =120 三次风量为 =1.836 Nm3/Kg 查表8-15取 =45m/s 选用一层 燃尽风喷口共有4个喷口，每个喷口风量为 /8=0.459 Nm3/Kg则每个三次风喷口面积=1.2857.320.459/45m2=0.096m23. 二次风率、温度、喷口风速及喷口截面积二次风率=49.17%,气温度为热风温度=400，根据资料可查得二次风喷口风速取为m/s。因为燃烧器中采用了侧二次风，则拟将二次风按3：7分配，侧二次风取30%，二次风取70%，即： =30%49.17% =14.75% =70%49.17%=34.42%则侧二次风风量为 =1.003 Nm3/Kg二次风的风量为 =2.341 Nm3/Kg根据分配，侧二次风喷口与二次风喷口均为8个，则每个喷口的风量分别为