锅炉课程设计 420th一次中间再热煤粉锅炉

1、目 录一、前言-1二、设计资料-3三、锅炉整体布置得确定-4四、煤的元素分析数据校核和煤种判断-12五、燃烧产物和锅炉热平衡计算-13六、炉膛设计和热力计算-15七、后屏过热器结构尺寸计算- 26八、对流过热器设计和热力计算-31九、高温再热器设计和热力计算-35十、第一、二、三转向室及低温再热器引出管的热力计算-38十一、低温再热器热力计算-44十二、旁路省煤器的热力计算-47十三、减温水校核-50十四、主省煤器设计和热力计算-51十五、空气预热器热力计算-53十六、热力计算数据的修正和计算结果汇总-56十七、热力计算结果数据分析-58附加内容-61参考文献-61420t/h一次中间再热煤粉

2、锅炉前 言一、课程设计内容与要求：主要内容：1. 根据给定锅炉的结构布置与尺寸，计算该锅炉燃用现在给定的煤种后的各项运行参数；2. 根据计算结果分析运行中可能会出现的问题，并提出相应的处理措施。基本要求：1. 所有计算均采用列表形式，各误差应符合热力计算要求123，计算中必须采用国际单位。2. 对说明书与计算列表中各数据与公式应注明其来源，例如：根据假设（并在何处进行了检验）；3. 根据给定的数据；根据参考资料x(page:yy)选取等。4. 与本次热力计算或与本变工况计算有关的结构计算项目需列表计算，与本次热力计算无关的5. 结构设计计算可以不做也不用列表。6. 制图符合制图规范，说明书条理

3、清楚，并按要求装订成册。7. 每人独立完成设计任务，并进行答辩。二、课程设计的目的课程设计是实践性教学的主要环节之一，通过锅炉课程设计应达到以下目的（1） 掌握设计计算的基本原理和方法，提高实际设计计算的能力（2） 加深领会计算的基本理论和深化所学的理论知识（3） 为下一步学习锅炉运行等专业知识提供理论基础三、课程设计的概况锅炉课程设计一般选题与锅炉的热力计算，就其计算范围可分为局部热力计算和整体热力计算。局部热力计算，多联系生产现场某一具体问题，如提高锅炉出口蒸汽温度，提高锅炉的出力，计算炉膛出口温度，防止锅炉炉膛结渣等。这些问题的计算往往要求学生具有一定实际生产知识，针对问题提出明确的结论

4、及相应合理建议。整体热力计算，一般是校核整台锅炉各处的热工参数和运行指标。这类选题的重点是检查学生对计算原理和方法掌握的程度，培养学生实际计算的能力。同事，也要求学生在计算之后能进行必要的理论分析和提出合理建议。 整体校核热力计算的主要部分：1锅炉辅助设计计算，这部分目的是为了后面的受热面的热力计算提供必要的基本计算据据或图表。2受热面热力计算，其中包括热力计算提供结构数据的各受热面的结构计算。3计算数据的分析，这部分内容往往是鉴定设计质量、考核学生专业知识水平的主要依据。二、设计资料：（一）、设计题目：420t/h一次中间再热煤粉锅炉（二）、原始资料1.锅炉蒸发量 420t/h2.再热蒸汽流

5、量 350t/h3.给水温度 2354.给水压力 15.6mpa5.过热蒸汽温度 5406.过热蒸汽压力 13.7mpa7.再热蒸汽(进)温度 3308.再热蒸汽(出)温度 5409.再热蒸汽(进)压力 2.5mpa10.再热蒸汽(出)压力 2.3mpa注：以上压力为表压。11.周围环境温度2012.燃料特性car（%）har（%）oar（%）nar（%）sar（%）aar（%）war（%）vdaf（%）qar，net(kj/kg)dt()st()ft()50.583.794.651.492.1722.6314.6928.1020400120012400129013.制粉系统 中间储仓式,热风

6、送粉,筒式钢球磨煤机14.汽包工作压力 15.2mpa（表压）提示数据:排烟温度假定值=117；热空气温度假定值=320三 锅炉整体布置得确定（一）、锅炉整体的外型选形布置选择形布置的理由如下： (1) 锅炉排烟口在下方,送、引风机及电除尘器等设备均可以布置在地面，锅炉结构和厂房较低，烟囱也可以建造在地面上； (2) 在对流竖井中,烟气向下流动,便于清灰,具有自身除灰的能力； (3) 各受热面易于布置成逆流方式,以加强对流换热； (4) 汽机、锅炉之间连接管道不长。（二）、受热面的布置 在锅炉炉膛内侧，全部布置膜式水冷壁受热面，其他受热面的布置主要考虑蒸汽参数、锅炉容量和燃料性质的影响。 本锅

7、炉为超高压锅炉，汽化吸热较小，加热吸热和过热吸热相应较大。为使锅炉炉膛出口排烟温度降低至要求的数值，避免水平烟道内的对流受热面超温和结焦，从而保护对流受热面，除在水平烟道内布置对流过热热器外，还在炉膛内上方布置全辐射式的前屏过热器，炉膛出口布置半辐射式的后屏过热器。为减少前、后屏过热器中的传热温差，在炉顶及水平烟道的两侧墙，竖井烟道的两侧墙和后墙均布置包覆过热器。为减少热偏差，节约金属材料量，再热器采用二级再热方式，其中高温再热器对流过热器后的水平烟道，低温再热器布置在尾部烟井。为了再热汽温的调节，使负荷在100%75%之间变化时，再热器出口汽温保持不变，尾部烟井的上部由隔墙省煤器分隔成两个烟

8、道，主烟道设置低温再热器，旁路烟道设置旁路省煤器，前、后隔墙省煤器采用膜式结构，在旁路省煤器下方的45管上装有20块烟气挡板用于再热汽温的粗调。在烟气调节挡板的下方烟井设置主省煤器。根据锅炉的参数，省煤器出口工质状态选用非沸腾式的。热风温度要求较高，采用两台6.7m受热面旋转的回转式空气预热器，安装于9米平台上，属炉外布置，其具有结构紧凑、节约材料、维护方便的特点。在主省煤器的烟道转弯处下部，设置落灰斗，在转弯处离心力的作用下，颗粒较大的灰粒顺落灰斗下降，有利于防止回转式空气预热器的堵灰，减轻除尘设备及引风机的负荷。锅炉整体布置如图一所示。（三）、锅炉汽水系统按超高压大容量锅炉热力系统设计要求

9、，该锅炉汽水系统的流程设计如下：1 过热蒸汽系统的流程汽包顶棚过热器进口集箱炉顶及尾包覆过热器管系 悬吊管过热器管系尾部包覆过热器后集箱 尾部左右侧包覆过热器下后集箱 悬吊管过热器出口集箱 尾部左右侧包覆过热器后上尾部左右侧包覆过热器管系（上升）集箱尾部左右侧后包覆过热器管系（下降） 尾部左右侧包覆过热器下前集箱水平烟道左右侧前包覆过热器管系（上升） 水平烟道左右侧前上包覆过热器集箱 前屏过热器 后屏过热器 对流过热器进口集箱 对流过热器管系 对流过热器出口集箱集汽汽箱 汽轮机高压缸。2 水系统的流程给水 主省煤器进口集箱 主省煤器管系 主省煤器出口集箱 前隔墙省煤器进口集箱 前隔墙省煤器管系

10、 隔墙省煤器出集箱后隔墙省煤器进口集箱 后隔墙省煤器管系 墙省煤器出集箱 旁路省煤器进口集箱 旁路省煤器管系旁路省煤器出口集箱 省煤器引水管 汽包 下降管水冷壁下联箱 左右侧墙水冷壁 水冷壁上联箱 汽包 前后侧墙水冷壁3 再热蒸汽系统的流程汽轮机 低温再热器进口集箱 低温再热器管系 低温再热器出口集箱 高温再热器进口集箱 高温再热器管系 高温再热器出口集箱 再热器集汽集箱 汽轮机中压缸。（四）、锅炉总体概况锅炉为单汽包，自然循环煤粉炉，呈形布置，适应露天。汽包中心标高为42300mm，布置在炉前距水冷壁中心线2660mm处。采用4根41936mm大直径下降管。炉膛由密封良好的606mm鳍片管膜

11、式水冷壁组成，炉膛截面深宽=88409600mm，宽深比为1.085，近似正方形。燃烧器呈四角大小双切圆布置。炉膛上部出口处，沿炉膛宽度方向布置6片前屏过热器，横向节距为1350mm,其后布置14片后屏过热器，横向节距为630mm。高温对流过热器布置在后屏过热器之后，位于折焰角的斜坡上，低温过热器由侧墙包覆管、后墙包覆管以及炉顶包覆管组成。再热器分高、低温两组，分别置于水平烟道以及尾部竖烟井。全部受热面采用悬吊和支承相结合的方式。竖烟井深度7500mm，其上部由隔墙旁路省煤器管分隔成两个烟道，主烟道和旁路烟道，相应设置低温再热器和旁路省煤器。低温再热器受热面载荷通过悬吊管由炉顶钢架承重，受热面

12、向下膨胀。省煤器由旁路省煤器、隔墙省煤器和置于竖烟井下部的主省煤器三部分组成。旁路省煤器以及隔墙省煤器为悬吊式，主省煤器则由三根钢架支承，搁置在水泥构架梁上。两台回转式空气预热器直接安置在9m运转层上，由水平烟道连接，置于尾部竖烟井的后侧。锅炉烟井周围有管子包裹，采用重力载荷小、厚度薄的敷管炉墙，除尾部空气预热器、烟风道、灰斗及主省煤器外，锅炉的全部受热面载荷均悬吊在炉顶钢梁上，受热面均作向下自由膨胀，炉顶钢架通过k1、k2、k3、k4混凝土构架把负荷传递到锅炉基础上。锅炉气温调节，主蒸汽采用一、二级喷水减温，再热蒸汽采用烟气挡板，作升温调节，挡板布置在旁路省煤器下方的倾斜45管上。此外，在高

13、温再热器进口处设有事故喷水装置，作为不得已时的降温调节措施。当锅炉负荷在75%100%内运行时，上述的调温装置可以维持过热蒸汽、再热蒸汽出口温度在额定值。另外，在低温再热器出口还设有微量喷水调节，以配合烟气挡板的调温。本锅炉按固态除渣设计，采用带有粗破碎机的刮板式机械除渣装置。水冷系统炉膛四周水冷壁管全部采用606mm的鳍片管制成密闭的膜式水冷壁。水冷系统主要是由大直径下降管、分配集箱及其支管、水冷壁上升管、汽水引出管、上下集箱、汽包组成循环回路。炉水由汽包经4根41936mm大直径下降管及其下端的分配集箱，以及44根分配支管均匀地进入14只下集箱，然后分14个循环回路上升，经上集箱和46根汽

14、水引出管进入汽包;在汽包中汽水混合物经内部装置分离清洗，干净蒸汽被引入到过热器中，分离下来的水和省煤器来的给水混合一起，再进入大直径下降管，进行周而复始的循环。整个水冷壁管，以及敷设其上的炉墙，均通过上集箱上的吊杆，悬吊在炉顶钢架上，受热面作向下自由膨胀。水冷壁上设有人孔、看火孔、吹灰孔、打焦孔、防爆门孔、点火孔、测量孔等。后墙水冷壁上部由分叉管分为两路，一路折向炉膛，行成折焰角，另一路垂直上升，起悬吊管作用。为使两路水量的合理分配，以保证均能安全可靠地工作，在垂直悬吊的集箱管孔处设置了带有短管的10mm节流孔，伸出集箱底部的短管，从而可以防止因污物进入节流孔而引起的阻塞。燃烧时为了防止由于炉

15、膛负压波动所引起的水冷壁及炉墙薄壁结构振动而造成的损坏，在水冷壁外面布置了由工字钢组成的刚性梁，刚性梁在上下方向和水冷壁一起膨胀，沿刚性梁长度方向，在结构上保证可以自由膨胀，刚性梁直接支承于炉膛水冷壁以及左右侧包覆和后包覆管上。燃烧器燃烧器为正四角大小切圆布置，假想小切圆200mm、大切圆800mm，一次风喷口分3层布置，带负荷共12个一次风喷口。燃烧器的一、二、三次风喷口的布置，自上至下为（三）（二）(二)（一）（二）（一）（一）（二），一次风喷口分为上下两组分隔，以提高一次风气流的刚性。为了适应煤种变化和调整燃烧工况，煤粉喷燃器各喷嘴出口截面做成可调节的。为了调整燃烧工况和控制炉膛出口烟温

16、，可根据燃料特性或运行人员的实践经验来摆动喷嘴倾角，当一个喷嘴在水平位置时，相邻喷嘴只能摆动10左右，若所有喷嘴一起同向摆动时可摆动约20。整个燃烧器通过连体焊于水冷壁管上，与水冷壁管一起膨胀。点火轻油枪采用机械压力雾化方式。该燃烧器之重油枪也采用机械压力雾化方式，最大燃油量按锅炉额定蒸发量的40%计算，装于中、下二次风喷口内，共8只油枪。过热器采用辐射、半辐射和对流形式。蒸汽在过热器中的流程为在汽包中经分离后的干净蒸汽，经炉顶及尾部包覆过热器，继而进入低再悬吊管过热器及尾部烟道左右侧包覆管过热器，再经水平烟道左右侧包覆管过热器，依次进入前屏过热器、一级喷水减温器、后屏过热器、二级喷水减温器，

17、最后进入高温对流过热器，汇集到出口集箱。过热蒸汽由出口集箱两端引入到汽轮机高压缸。前屏过热器共6片，为全辐射过热器，后屏过热器共14屏，为半辐射过热器，高温对流过热器共104片，作顺流布置。在后屏过热器前后布置有一、二级喷水减温器，其中一级喷水减温主要用于保护后屏过热器，而二级喷水减温则为调节主蒸汽出口温度，使之维持额定蒸汽参数。再热器再热器分高温热器和低温再热器两部分。高温再热器布置在对流过热器之后的水平烟道中，低温再热器和旁路省煤器做并联布置放在尾部竖井中。低温再热器管系共104片、为5排管，按烟气流向作逆流顺列布置，整个低温再热器管系重力由悬吊管过热器承载，作向下自由膨胀。高温再热器管系

18、也为104片、5排管，作顺流顺列布置。在低温再热器进入管道上设有事故喷水装置，为紧急事故时作降温调节用。再热蒸汽温度控制以烟气旁路挡板作为主要调节手段，而高、低温两段再热器之间的喷水装置作为细调，由于再热蒸汽喷水调节要降低机组的热效率，所以应尽量少用。省煤器省煤器由主省煤器、隔墙省煤器和旁路省煤器三部分组成。给水由炉前三通管进入后，分左右两侧引至主省煤器进口集箱的二端，主省煤器管系为2排蛇形管圈，顺列逆流布置，保持较低烟速，以改善磨损，便于检修。主省煤器出来的工质，由出口集箱左右二端10810mm的连接管引出，连接管共12根，每端6根，并进入旁路烟道的前、后隔墙管，工质并联向上流动，到炉顶汇集

19、进入隔墙省煤器出口集箱。前、后隔墙采用宽鳍片管，前隔墙宽鳍片管外敷设炉墙，作为尾部竖烟井的前墙；后隔墙宽鳍片管作为旁路烟道的分割墙，管外不再敷设炉墙。由隔墙省煤器出口集箱二端引出工质，经炉外21926mm的管道下降至旁路省煤器进口集箱。旁路省煤器系为2排蛇形管圈，顺列逆流布置。旁路省煤器在出口端的弯管倾斜45，以组成烟道挡板的框架；旁路省煤器延伸至斜烟道包覆管，接旁路省煤器出口集箱。斜烟道部位的包覆管省煤器管为敷管炉墙，节距由旁路省煤器的90mm变为45mm。最后经旁路省煤器出来的工质由12根10810mm的后墙引出管引入汽包，作为给水。回转式空气预热器本锅炉选用2台6200mm的回转式空气预

20、热器，采用垂直轴受热面回转的形式。回转式空气预热器主要特征性数据如下：转子内径为6200mm；转子高度为2260mm；受热面高度为1860mm，其中热端为1500mm，冷端为360mm；受热面积为18500m2；预热器转速为1.53r/mim；预热器漏风系数为0.20。冷端受热面采用“抽屉式”结构，便于大修时更换。腐蚀和积灰是目前预热器存在的一个主要问题，它直接影响到预热器传热元件的使用效果和寿命，因此还考虑了吹灰和冲洗装置的设计。锅炉构架及平台布置锅炉构架采用炉顶钢结构大梁和水泥柱的混合结构，这种结构可以减小钢材耗量和节约工程投资。锅炉宽度方向采用400t/h锅炉的标准柱距为16000mm，

21、炉前柱k1和k2之间柱距为4500mm,k2和k3之间为10800mm，k3和k4之间为11700mm，k4和k5之间为8000mm，自k1至k5柱均系单排柱列布置。为了保证单排柱的稳定性，在锅炉的宽度及深度方向每隔一定高度布置有联系横梁，组成空间多层建筑结构。k1、k2、k3、k4柱子顶部各置有一根大板梁（主梁），该梁和水泥柱顶之间采用铰接支座。为保证锅炉各受热面的自由膨胀，所有吊杆及吊架上部均采用球面垫圈支承。为了提高梁的稳定性，在梁容易失去稳定的区域设置有加强筋。另外将主梁、次梁和小梁布置成纵横交错相连的梁格，从而保证了梁的稳定性。锅炉按露天布置，锅炉结构设计考虑了风雪载荷和地震烈度的要

22、求。为了保证锅炉炉墙、膜式水冷壁、包覆管等高温受压件免受因锅炉燃烧而产生的负压波动所引起的水冷壁振动而造成的损坏，设计中采用了刚性梁加固。锅炉平台采用炉顶钢悬吊及水泥柱预埋托架相结合的支承方式。步道平台一般采用宽度为850mm，经常需操作检修处平台适当加宽到15002000mm。为了防止工具零件下落，保证安全起见，采用花纹钢板制成。对于花纹钢板制成的平台（包括刚性梁等），在可能易积水的地方应根据需要由现场钻泄水孔。扶梯宽度一般为800mm（个别地方为600mm），扶梯的倾斜角度为50，所有平台、扶梯周围均设置有安全栏杆，栏杆下部加装有高度为100mm的护板，以防工具和杂物外坠。炉墙密封该锅炉炉

23、膛部分为全焊膜式水冷壁结构，因而保证了炉墙的严密性，烟气不会直接冲刷炉墙使炉墙的内壁温度接近于水冷壁的温度，因此炉墙可采用轻质岩棉板的保温材料，外面涂上20mm厚的抹面材料。该锅炉炉墙外壁温度均小于50c。为满足锅炉露天布置的需要，在炉墙外装置金属护板。负压锅炉炉顶密封设计过去一般仅考虑炉墙本身的严密性，但运行多年来发现电厂的燃煤锅炉普遍存在着炉顶漏烟灰现象，这不仅增加了锅炉热损失和对周围环境的污染，而且炉顶罩壳内的温度升高，大量吊杆处于高温条件下工作而影响了其使用寿命。为了加强炉顶密封，本锅炉的炉顶密封采用了微正压结构，并用金属板进行二次密封。同时在炉顶管与水冷壁管及侧包覆管接触处用密封垫块

24、密封使其成为一个平面，并在穿过炉顶的所有管系处采用金属梳形板密封，炉顶管开孔处和两侧采用密封钢板作为一次密封。炉顶除采用二次密封外，尚有炉顶罩壳、炉顶盖板等，以此保护炉墙，防止露天风雪的侵入。炉顶盖板中部分采用拉网板，以加强罩壳内通风降低吊杆温度。运行工况与气温调节锅炉运行与气温调节有密切关系，运行工况的变动会影响到气温的调节。该锅炉的气温调节是按定压运行设计的。在负荷为75%时烟道挡板的位置从开到关，烟气旁通量由28%降到30%，因而75%负荷时再热气温仍能保持额定值。由于喷水减温器的水源为锅炉给水，而喷水和蒸汽直接混合，因而要求电厂运行时严格保证锅炉给水品质，否则将会使出口蒸汽品质恶化。再

25、热器的旁路保护为了满足启动、停机的要求，以及维护锅炉最小的稳定出力和低负荷时对再热器运行足够的冷却，必须对再热器进行足够的冷却，必须对再热器进行旁路保护，本机组采用了二级旁路保护系统。第一级旁路是过热蒸汽不经过高压缸而经过减温减压装置直接进入再热器。第二级旁路是再热蒸汽不经过中、低压缸而经过减温减压装置直接进入凝汽器。当锅炉出口压力由于某种原因而超过设计允许值时，为使主安全阀尽量不动作，以免安全阀因频繁起跳而引起泄漏，此时一级旁路就自动打开，流经部分蒸汽以降低气压，待锅炉出口压力恢复正常后，一级旁路就自动进行关闭。当汽轮机甩负荷时，过热蒸汽经过一级、二级旁路，流经再热器至凝汽器，从而达到保护再

26、热器并回收冷凝水的目的，提高了电厂的经济性，而且可以使过热蒸汽和再热蒸汽的安全阀不动作。四 煤的元素分析数据校核和煤种判断煤的各元素成分之和为100%的校核car+oar+sar+har+nar+mar+aar=100%元素分析数据校核一、 干燥无灰基元素成分与收到基元素成分之间的换算因子为：kdaf=100/(100-mar-aar)=1.60 则干燥无灰基元素成分应为（%）cdaf=kdaf car=80.70 hdaf=kdaf har=6.05odaf=kdaf oar=7.42 ndaf=kdaf nar=2.38sdaf=kdaf sar=3.46二、干燥基灰分的计算ad=aar1

27、00/(100-mar)=26.53%三、 干燥无灰基低位发热量（实验值）的计算qdaf,net=(qar,net+25mar)kdaf=33132.18kj/kg 四、干燥无灰基低位发热量（门杰列夫公式计算值）的计算qdaf,net=339cdaf+1030hdaf-109(odaf-sdaf)=33152.52kj/kgqdaf,net- qdaf,net=20.34 kj/kg 误差为0.0614%因为20.34kj/kg25%),所以元素成分是正确的。煤种判别由燃料特性得知40%vdaf=28.10%20%, qar,net=20400kj/kg18840 kj/kg，所以属烟煤。折算

28、成分的计算azs,ar=4190aar/ qar,net(%)=419022.63/20400=4.65%mzs,ar=4190mar/ qar,net(%)=419014.69/20400=3.02%szs,ar=4190sar/ qar,net(%)=41902.17/20400=0.4457%因此azs,ar4%,属高灰分煤。五 燃烧产物和锅炉热平衡计算（一）燃烧产物的计算表1 理论空气量和理论烟气容积的计算序号名 称符号单位计算公式结 果1理论空气量v0nm3/kg0.0889(cy+0.375sy)+0.265hy-0.0333oy5.422ro2容积vro2nm3/kg0.0186

29、6(cy+0.375sy)0.9590 3n2理论容积vn02nm3/kg0.79v0+0.008ny4.29 4h2o理论容积v0h2onm3/kg0.111hy+0.0124my+0.0161v00.69015理论烟气容积v0ynm3/kgvro2+vn20+vh2o05.94根据该锅炉的燃料属于烟煤，可选炉膛出口过量空气系数a”=1.2，依次选取各受热烟道的漏风系数，列出空气平衡表2.受热面名过量 称空气系数炉膛，后屏过热器 （l,hp）对流过热器（dlgr）高温再热器（gzr）低温再热器，旁路省煤器（dzr,psm）主省煤器（sm）空气预热器（k y）进口a1.201251.281.3

30、11.34漏风aal=0.05 ahp=00.050.030.030.030.20出口a”1.201.251.281.311.341.54根据上述计算，选取炉渣份额后计算得灰飞份额为0.9，计算上表得到烟气特性表如下表3项目名称符号单位l,hpdlgrgzrdzrpsmsmky烟道进口过量空气系数a1.2000 1.2000 1.2500 1.2800 1.3100 1.3400 烟道出口过量空气系数a1.2000 1.2500 1.2800 1.3100 1.3400 1.5400 烟道平均过量空气系数apj1.2000 1.2250 1.2650 1.2950 1.3250 1.4400

31、过剩空气量vnm/kg1.0837 1.2191 1.4359 1.5984 1.7610 2.3841 水蒸汽容积vh2onm/kg0.7075 0.7097 0.7132 0.7158 0.7184 0.7285 烟气总容积vynm/kg7.0427 7.1803 7.4005 7.5657 7.7309 8.3640 ro2烟气容积份额rro20.1362 0.1336 0.1296 0.1268 0.1240 0.1147 h2o占烟气容积份额rh2o0.1005 0.0988 0.0964 0.0946 0.0929 0.0871 三原子气体和h2o占烟气容积总份额rn0.2366

32、0.2324 0.2260 0.2214 0.2170 0.2018 烟气质量gykg/kg9.2654 9.4423 9.7254 9.9377 10.1500 10.9638 飞灰无因次浓度hkg/kg0.0264 0.0264 0.0265 0.0265 0.0266 0.0268 表4 焓温表（后面附表所示）（二）热平衡及燃料消耗量的计算表5 热平衡及燃料消耗量的计算序号名称符号单位计算公式或公式来源数值1燃料带入热量kj/kgqydw20400 2排烟温度c假定118.00 3排烟焓kj/kg查焓温表1454.82 4冷空气温度c给定20.00 5理论冷空气焓kj/kg查焓温表314

33、2.926机械不完全燃烧热损失%取用2.0000 7化学不完全燃烧热损失%取用0.0000 8排烟热损失%5.93 9散热损失%查参考资料1图2-150.3500 10灰渣物理热损失%忽略0.0000 11保热系数%1-q5/1000.9965 12锅炉总热损失%8.28 13锅炉热效率%100-q91.72 14过热蒸汽焓kj/kg查蒸汽特性表p=13.82mp,t=540c343415给水焓kj/kg查蒸汽特性表p=15.68mp,t=235c1016.13 16过热蒸汽流量kg/h已知420000 17再热蒸汽出口焓kj/kg查蒸汽特性表p=2.48 mp, t=540c3551.40

34、18再热蒸汽进口焓kj/kg查蒸汽特性表p=2.6mp,t=330c3078.30 19再热蒸汽流量kg/h已知350000 20再热蒸汽焓增量hzrkj/kg473.10 21锅炉有效利用热kg/hdgr(hgr- hgs)+dzr()1181090400.0022实际燃料消耗量kg/hqgl /(qr)63124.25 23计算燃料消耗量kg/h61861.77 六 炉膛设计和热力计算（一）炉膛结构设计（带前屏过热器）表6 炉膛结构设计（带前屏过热器）炉膛尺寸的确定序号名 称符 号单 位计算公式或数据来源数值1炉膛容积热强度w/m3按表2-11选取1591032炉膛容积m3= 2278.0

35、03炉膛截面热强度w/m2按表2-12选取4.2681064炉膛截面积m2bqydw/(3.6qf)84.865炉膛截面宽深比/按/=11.2选取1.0866炉膛宽度m选取 值使/=11.29.607炉膛深度m/8.848冷灰斗倾角按500选取5009冷灰斗出口尺寸m按0.61.4选取1.2010冷灰斗容积m3按图3-5 a4 部分结构尺寸计算151.4211折焰角长度m按/3选取2.5012折焰角上倾角按=200450选取45013折焰角下倾角按=200300选取30014前屏管径及壁厚d* mm取用384.515前屏管内工质质量流速wkg/(m2.s)按表2-21选取1000.0016前屏

36、管子总流通面积m2 (假定减温水量=11103kg/h)0.113617前屏每根管子面积m2/4(为内径)66.0210-518前屏总管子数根172.0019前屏横向管距mm按=5501500选取1350.0020前屏片数片按=6.4选取6.0021前屏单片管子数根按=28 选取28.0022前屏纵向节距mm按 =1.11.25选取42.0023前屏最小弯曲半径rmm按 =(1.52.5) 选取75.0024前屏深度mm2418.0025前屏与前墙之间距离mm选取1240.0026前后屏之间距离mm选取780.0027炉膛出口烟气流速m/s选取6.0028炉膛出口烟气温度按表2-20选取110

37、0.0029炉膛出口通流面积m2102.4030炉膛出口高度m10.7031前屏高度m按选定10.0032水平烟道烟气流速m/s选取10.0033水平烟道高度m按= 5.92 选取6.5034折焰角高度m按= 0.7 选取0.800035炉顶容积m3按图3-5 部分结构尺寸计算531.8436炉膛主体高度m18.26（二）水冷壁1前后墙水冷壁回路个数个9.8/2.5=3.92(按每个回路加热宽度2.5m选取)4.002左右侧墙水冷壁回路个数个8.97/2.5=3.59(按每个回路加热宽度2.5m选取)3.003管径及壁厚dmm按表2-13选取6064管子节距mm按s/d=1.31.35选取80

38、.505前后墙管子根数根按(a/s)+1=123.5选取120.006左右侧墙管子根数根按(b/s)+1=113.1选取104.00为了保证后墙水冷壁在折焰角处的刚度，便于后墙水冷壁的悬吊，其中有38根水冷壁用分叉管，即有38根上升管在折焰角处呈三叉管结构，考虑到流动阻力的影响在38根上升叉管上方装有直径为10 的节流孔，使有足够的汽水混合物流过折焰角处的上升管，以免烧坏。（二）燃烧器的设计本锅炉燃烧器根据vdaf的大小应选择四角切圆布置的直流燃烧器，因为是烟煤，所以为均等配风，采用双切圆的燃烧方式，这样有利于加强炉内气流扰动，使燃料在炉内停留的时间更长。燃烧器结构尺寸计算列于下表表7 燃烧器

39、结构尺寸计算序号名称符号单位计算公式数据来源数值1一次风速m/s按表2-16选取27.002二次风速m/s按表2-16选取50.003三次风速m/s按表2-16选取50.004一次风率按表2-15选取25.005三次风率由制粉系统的设计计算确定的磨煤废气份额20.006二次风率55.007一次风温由制粉系统的设计计算确定200.008二次风温310.009三次风温由制粉系统的设计计算确定70.0010燃烧器数量个四角布置4.0011一次风口面积 (单只)m20.153012二次风口面积 (单只)m20.168013三次风口面积 (单只)m20.144014燃烧器假想切圆直径mm按表2-17选取

40、800.0015燃烧器矩形对角线长度mm13050.0016特性比值初步选定12.0017特性比值由式(2-7)确定40.2018燃烧器喷口宽度mm=330结构设计时定为 =420420.0019一次风喷口宽度mm364.00二次风喷口宽度mm400.00三次风喷口宽度mm343.0020燃烧器高度mm按、的要求画出燃烧器喷口结构尺寸图，得，核算=13.26 接近原选定值，不必重算。5652.0021最下一排燃烧器的下边缘距冷灰斗上沿的距离m按l=(45)选取1.7022条件火炬长度m按图2-29示意的计算20.5214（三）炉膛和前屏过热器结构尺寸计算根据炉膛和前屏过热器的结构尺寸（图和图）

41、，计算炉膛和前屏过热器结构尺寸数据，列于表8和表9中。表8 炉膛结构尺寸计算序号名称符号单位计算公式数据来源数值1侧面积根据图3-5 4.4389.244.40根据图3-5 0.5(6.47+8.97)1.44311.00根据图3-5 8.9717.993161.40根据图3-5 0.5(5+8.97)2.36615.80+232.602前墙面积根据图3-5335.803后墙面积根据图3-5255.604炉膛出口烟囱面积根据图3-5114.205炉顶包覆面积根据图3-542.666前屏面积根据图3-5 262.4189.2290.907燃烧器面积根据图41.26 (燃烧器布置的总宽度和总高度分

42、别为1.2m和6m)28.808前后侧墙水冷壁角系数按膜式水冷壁选取1.009炉顶角系数i(a)4,0.970010前屏角系数查附录三图i(a)5, 0.990011炉膛出口烟囱处角系数选取1.0012整个炉膛的平均角系数0.997013前屏区的侧墙面积根据图3-5 29.22.41848.4814前屏区的炉顶面积根据图3-5 2.4189.823.2715前屏区的炉墙面积+71.7516炉膛自由容积的水冷壁面积1113.017炉膛容积a223318前屏占据容积根据图3-5 2.4189.29.8232.7019炉膛的自由容积2000.320前屏区与炉膛的水平分割面积根据图3-5 2.4189

43、.823.2721前屏区与炉膛的垂直分割面积根据图3-5 9.29.82192.0022自由容积的辐射层有效厚度6.4723前屏间容积的辐射层有效厚度1.4524炉膛的辐射层有效厚度6.64625燃烧器中心线的高度根据图3-56.80226炉膛高度根据图3-526.77627燃烧器相对高度0.250028火焰中心相对高度,按附录表查得等于00.2500表9 前屏过热器结构尺寸计算序号名称符号单位计算公式数据来源数值1管径及壁厚由结构设计知384.52单片管子根数根由结构设计知28.003前屏片数片由结构设计知6.004蒸汽流通截面积（为管子内径）011105蒸汽质量流速1024.006前屏蒸汽

44、平均比容查蒸汽特性表，=14.55pa,t=3720.01407蒸汽流速14.348前屏辐射受热面积287.99（四）炉膛热力计算（带前屏过热器）炉膛热力计算（带前屏过热器）结果列于表10中。表10 炉膛热力计算（带前屏过热器）序号名称符号单位计算公式和数据来源数值1热空气温度c给定3202理论热空气焓kj/kg查焓温表2332.653炉膛漏风系数由空气平衡表知0.05004 制粉系统漏风系数 选用0.06005冷空气温度c给定206理论冷空气焓kj/kg查焓温表142.927空其预热器出口过量空气系数1.098空气带入炉内热量kj/kg（+）2558.3191kg燃料带入炉内热量kj/kg2

45、2958.3110理论燃烧温度c根据ql查焓温表1937.3111炉膛出口烟温c假定1110.0012炉膛出口烟焓kj/kg查焓温表12412.9613烟气的平均热容量kj/(kg.c)(-)/( -)12.7514水蒸气的容积份额查烟气特性表0.100515三原子气体容积份额查烟气特性表0.236616三原子气体分压力mpa (p炉膛压力,p=0.098mpa)0.023217与的乘积m.mpa0.154118三原子气体辐射减弱系数1/(m.mpa)3.2119灰粒子辐射减弱系数1/(m.mpa)81.4520焦炭粒子辐射减弱系数1/(m.mpa)取用10.0021无因次量选取0.500022无因次量选取0.100023半发光火焰辐射减弱系数1/(m.mpa)rn+ 0.0375+ 3.4124乘积2.2225炉膛火焰有效黑度0.891526乘积m.mpa0.