毕业设计(300MW电站锅炉热力系统和燃烧器系统设计)

1、毕业设计（论文）题目名称：300mw电站锅炉热力系统和燃烧器系统设计学院名称：能源与环境学院班 级：热能071学 号：200701124213学生姓名：卢万飞指导教师：孙昆峰2011 年 6 月论文编号：200701124213 附2：300mw电站锅炉热力系统和燃烧器系统设计design for thermodynamic system and burner system of 300mw boiler学院名称：能源与环境学院班 级：热能071学 号：200701124213学生姓名：卢万飞指导教师：孙昆峰2011 年 6 月摘 要随着国民经济和电力负荷的迅速增长，电网容量也随之增长，电力需

2、求越来越大，发展电力产业已刻不容缓。本文以300mw锅炉机组的热力系统和燃烧器系统设计计算为例，简述了大型电站煤粉锅炉设计的步骤和方法，并对计算结果进行分析，指出设计过程中的问题和不足，以及对发展计算机技术在锅炉设计中应用的期望。本文叙述了300mw电站锅炉热力系统和燃烧器系统的设计过程。首先确定了锅炉的整体布置，包括前屏过热器，后屏过热器，对流过热器，高温再热器，低温再热器，省煤器和回转式空气预热器的布置；然后确定锅炉的汽水系统和烟风系统的流程，并绘制锅炉热力系统图；最后详细阐述了锅炉各个受热面的结构设计以及热力计算过程，并进行热力计算数据的修正以及计算结果校核。本文还对锅炉排烟温度，热空气

3、温度和燃烧器主要参数的选取进行了分析,并阐述了锅炉汽温的调节方法。关键词：300mw电站锅炉 热力系统 燃烧器 设计abstractwith the rapid growth of the national economy and power load, power capacity and the demand for electricity also increase, the development of power industry has become essential. in this paper, the calculation design for thermodynamic

4、 system and burner system of 300mw boiler, for example, describes the design steps and methods of the large-scale coal power plant boiler, and results analysis, and the problems and deficiencies of the design process, as well as the expectations of the development of computer the application of tech

5、nology in boiler design. the paper describes the design process of thermodynamic system and burner system of 300mw boiler. firstly, we determined the overall layout of the boiler, including the former screen superheater, rear screen superheater, convection superheater, high-temperature reheater, low

6、 temperature reheater, economizer and rotary arrangement air preheater; and then we determined the the water flow system and smoke flow system, and drew the diagram of boiler thermodynamic system; at last, we detailed elaborated the structure design and thermodynamic calculation of each heating surf

7、ace of boiler, and the data amendment of thermodynamic calculations and check of the result. paper also analyzed the temperature of exhausted gas and hot air, and the selectet of the main parameters of burner, and elaborated the regulation method of steam temperature. key words: 300mw plant bolier t

8、hermal system burner design目 录1引言12锅炉的整体布置及系统32.1锅炉的整体布置32.2锅炉的热力系统32.3锅炉气温的调节63计算方法及主要参数的选取73.1锅炉热力计算方法73.2锅炉排烟温度的选择73.3热空气温度的选择84锅炉的设计计算94.1原始资料94.2煤的元素分析数据校核和煤种判别94.3燃烧产物和锅炉热平衡计算104.4炉膛设计和热力计算154.5后屏过热器热力计算254.6对流过热器设计和热力计算304.7高温再热器设计和热力计算364.8转向室热力计算414.9低温再热器设计和热力计算414.10减温水量校核464.11省煤器设计和热力计算

9、464.12空气预热器热力计算504.13热力计算数据的修正和计算结果汇总545总结575.1设计锅炉的主要特点575.2设计不足及展望57参考文献58致 谢59附 录60主要符号表进口过量空气系数炉膛宽度烟气流速出口过量空气系数炉膛深度蒸汽平均比容平均过量空气系数管径及壁厚理论燃烧温度漏风系数最小弯曲半径烟气平均热容量工质进口温度炉膛容积水蒸气容积份额工质出口温度炉膛截面积三原子气体容积份额工质进口焓计算受热面积三原子气体分压力工质出口焓管子总流通面积三原子气体辐射减弱系数烟气出口温度每根管子面积灰粒子辐射减弱系数烟气出口温度管子总数焦炭粒子辐射减弱系数烟气进口焓横向管距半发光火焰辐射减弱系

10、数烟气出口焓片数炉膛火焰有效黑度理论冷空气焓单片管子数沾污系数锅炉输入热量纵向截距热有效系数锅炉有效利用热烟气流通面积烟气侧对流放热系数对流传热量空气流通面积烟气对管壁的放热系数误差烟气流通所占份额管壁对蒸汽的放热系数过热蒸汽流量空气流通所占份额灰污系数再热蒸汽流量较大温差对流传热系数炉膛容积热强度较小温差实际燃料消耗量炉膛截面热强度平均温差管内工质质量流速1 引言设计工作是产品生产的第一道重要工序，设计好坏对产品的性能和质量有着决定性的影响。设计布置新锅炉的要求是：确定锅炉的型式，以及各个受热面的结构尺寸，在保证安全可靠的基础上力求技术先进、节约金属、制造安装维修方便，并且有较高的锅炉效率，

11、节约燃料。因此，在设计锅炉之前，应根据所给定的锅炉容量，参数和燃料特性，有目的地进行广泛深入的调查研究，综合利用有关的理论以及制造、运行方面的知识，查阅相关资料，进行各种技术方案的斟酌和比较，并进行各种精确的计算。一般开始设计时，先选定锅炉的总布置，进行燃料消耗量的计算，然后再决定锅炉结构，进行炉膛传热计算，决定对流受热面的结构，进行对流受热面的传热计算。本锅炉设计的任务是300mw电站锅炉热力系统和燃烧器系统设计，其中热力计算是锅炉设计中的一项最主要的计算。热力计算的方法，按照已知的条件和计算目的，可以分为设计计算和校核计算两种。在设计新锅炉时的热力计算称为设计热力计算。设计热力计算的任务是

12、在给定的煤种、给定的给水温度前提下，确定保证达到额定蒸发量，选定的锅炉经济指标以及给定的蒸汽参数所必需的锅炉各受热面的结构尺寸。在进行设计热力计算之前要进行锅炉的整体布置。即确定炉型（型、塔形或其它布置方式）、水循环方式（自然循环、强制循环、直流）、燃烧方式（直流燃烧器、旋流燃烧器）、过热汽温、再热汽温的调节方式（摆动式直流燃烧器、烟气挡板、烟气再循环等）。上述几个大的方面确定后，就要设计布置受热面，即决定炉膛、对流烟道以及受热面之间的相对位置和相互关系，各种受热面的型式（即错列或顺列、立式或卧式）和尾部受热面的布置方式（单级布置或双级布置）、还要确定制粉系统的方式，燃烧器型式与布置，并预先选

13、定锅炉的排烟温度、热空气温度等经济性指标。在进行设计热力计算时，应具备下列原始数据：（1）锅炉的蒸发量、给水压力和温度，以及主汽阀前过热蒸汽压力和温度。（2）再热器进口和出口处再热蒸汽的参数和流量。（3）从锅炉汽包抽出的饱和蒸汽流量。（4）连续排污量。（5）燃用的燃料特性，如煤应包括：应用基元素成分和低位发热量，可燃基挥发分，灰的特征温度，可磨度。（6）周围环境温度。（7）有关煤粉制备系统、燃烧设备的型式，以及锅炉整体布置的资料。设计热力计算是在锅炉额定负荷下进行的，即锅炉各部件的结构尺寸是按额定负荷设计的。为了预先估计锅炉在其他负荷下的工作特性，往往对新设计的锅炉进行非额定负荷下的热力特性计

14、算（校核热力计算的一种），一般作70%负荷和50%负荷的计算。锅炉的校核热力计算是对一台已经设计好的锅炉进行的。锅炉的负荷变化、燃用煤质变化，以及给水温度改变，合称为锅炉的变工况。锅炉在变工况下运行时（例如煤种变化），其过热汽温、再热汽温、各受热面进、出口的烟气温度、介质温度（包括热风温度和排烟温度）、锅炉效率、燃料消耗量以及空气和烟气的流量和速度等都要发生改变而偏离设计值。校核热力计算的任务就是通过热力计算，定量地确定这些新的数值。在进行校核热力计算时，锅炉受热面的结构是已知的，锅炉烟气和内部介质的中间温度、排烟温度、预热器出口空气温度有时甚至是过热汽温等则是未知的。为完成计算，需要利用迭代

15、计算的方法逐步接近待计算值。为了进行校核热力计算，必须提供锅炉的图纸和有关燃烧设备、各受热面和烟风道的结构和尺寸的资料，并给出在校核工况下的锅炉参数、燃料性质和给水温度。对于锅炉的单个受热部件，也有设计热力计算和校核热力计算的区分。部件的设计热力计算是根据给定的受热面传热量（或给定受热面的介质流量和进、出口温度），去计算传热温差和传热系数，最终求出受热面积的数值。设计计算是一种直接计算的方法，一般不需要进行逐步近似的计算过程。校核热力计则不然，进行单个受热面的校核计算时，一般只能知道热侧介质和冷侧介质的各一个温度或焓（进口的或出口的），介质的另一端的温度或焓为未知。因此要预先假定一个数值，然后

16、借助两个热平衡方程和一个传热方程，经迭代计算逐步逼近真实值。校核热力计算的目的是为了估计锅炉在非设计工况条件下运行的经济指标对锅炉运行缺陷（例如汽温偏低、排烟温度偏高等）的可能原因做出分析判断，寻求改进锅炉结构的必要措施，以及为选择辅助设备和进行空气动力计算、水动力计算、管壁温度计算和其它可靠性计算提供基础资料。设计热力计算和校核热力计算在计算方法上基本上是相同的，计算时所依据的传热原理、计算公式和图表曲线也都是相同的，区别仅在于计算任务和所求结果不同。而且设计计算和校核计算也没有绝对的界限，一个部件的设计计算往往可以采用校核计算的方法来完成。有经验的设计人员常可以根据他的经验，预先将锅炉受热

17、面的结构尺寸决定，然后逐步进行校核计算，如果不合适，则重新调整受热面的结构（主要是调整受热面的面积），直至满足换热量的要求，这也是一种设计计算方法。2 锅炉的整体布置及系统2.1 锅炉的整体布置（1）锅炉整体的外型选型布置选择型布置的理由如下：a.锅炉的排烟口在下方，送、引风机及除尘器等设备均可布置在地面，锅炉结构和厂房较低，烟囱也可以建筑在地面上；b.在对流竖井中，烟气下行流动，便于清灰，具有自身除灰的能力；c.各受热面易于布置成逆流方式，以加强对流换热；d.机炉之间连接管道不长。（2）受热面的布置本锅炉为亚临界参数，汽化吸热较小，加热吸热和过热吸热相应较大。为使炉膛出口烟温降低到要求的数值

18、，保护水平烟道内的对流受热面，除在水平烟道内布置高温再热器外，还在炉内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，折焰角上方布置对流过热器。为使前屏、后屏过热器中的传热温差不致过大，在炉顶及水平烟道的两侧墙和后墙均布置包覆过热器。为了减小热偏差，节省金属用量，采用二级再热方式，其中高温再热器置于对流过热器后的烟温较高的区域，低温再热器设置在尾部竖井烟道中。在低温再热器下面设置省煤器，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，采用回转式空气预热器，移致炉外布置，这样不仅结构紧凑，节省材料，而且维修也方便。在省煤器的烟道转弯处，设置落灰斗，由于转弯处离心力

19、的作用，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，减轻除尘设备的负担。锅炉整体布置如图2-1所示。2.2 锅炉的热力系统锅炉的热力系统是指锅炉各受热面沿烟气流程布置的位置和相互间热量分配的关系。对锅炉热力系统提出的最基本的要求是锅炉的可靠性和经济性，亦即锅炉应在达到安全可靠的基础上力求先进、金属节约、制造安装简便、热效率高。本文300mw电站煤粉锅炉的热力系统如图2-2所示。2.3 锅炉气温的调节维持稳定的过热汽温和再热汽温是保证锅炉机组运行安全和经济所必需的。对电厂锅炉来说，要求在运行中维持过热汽温的变动不超过510。另外，从保护过热器受热面来说，除了汽温应维持正常以外，

20、还要保持某一级过热器的管壁温度不超过这一级过热器所采用的钢材的许用温度，因此锅炉汽温的调节除了满足汽轮机的要求之外，还有保护过热器本身的作用。一般情况是锅炉负荷在70100内能维持额定蒸汽温度。由于许多因素影响到汽温，因而就需要采取适当的调温方法。调节汽温的方法很多，而使用条件和优点又各不相同。为使调温灵活，也可同时采用两种不同的调温方式。总之，应根据具体情况通过技术经济比较合理的选择调温方法。（1）过热汽温调节采用两级喷水减温器调节蒸汽温度。第一级喷水减温器位于包覆过热器出口集箱到前屏过热器进口集箱的连接管道上，左右各一，设计喷水量全部放在这一级，起主调作用，并可保护前屏过热器管壁不超温；第

21、二级喷水减温器位于后屏出口集箱到对流过热器进口集箱的连接管上。当一级减温器喷水量受到限制或一级减温幅度不能满足要求时，此级减温器将投入。减温器本体包括简体、喷头、文丘利混合管及衬套等。在最大连续负荷时，预期喷水量约为主蒸汽流量的35。（2）再热汽温调节再热蒸汽温度调节主要通过位于尾部竖井底部的烟气调节挡板，由逻辑系统自动调整挡板到适当位置，以保证控制负荷范围内的再热汽温保持在540，在稳态情况下，再热器出口集箱两端汽温偏差将不超过10，为适应过渡或事故工况的需要，在再热蒸汽入口管道上装设左右各一的事故喷水减温器，减温器本体包括筒体，喷嘴装置和直套筒等。3 计算方法及主要参数的选取3.1 锅炉热

22、力计算方法锅炉热力计算分为设计计算和校核计算，设计计算一般是在设计新锅炉时运用的方法，而校核计算是在锅炉结构已定，燃料变更时进行的计算。本文所用设计计算的计算步骤为：（1）按设计任务书列出原始数据；（2）选取各烟道的过量空气系数，计算三原子气体的容积和容积份额、烟气和空气的焓；（3）预先估计排烟温度和热风温度，用以确定热损失、锅炉效率和燃料消耗量；（4）计算炉膛传热，设计辐射受热面的结构，求出炉膛出口处的烟温，设计各对流受热面结构，再计算各对流受热面的烟温，按烟气流动方向顺序计算；（5）如果计算得出的排烟温度与起初所估计的排烟温度之差未超过10，而热空气温度之差未超过40，则可认为锅炉机组的热

23、力计算结束。如超过误差，则需重新假定排烟温度及热空气温度进行计算；（6）确定锅炉机组热平衡计算的误差，应不超过qr的0.5：（7）最后将整台锅炉机组的主要计算数据列出汇总表。3.2 锅炉排烟温度的选择排烟温度低，排烟热损失少，锅炉效率高，节约燃料；但会使尾部受热面的传热温差大幅降低，增加受热面积。此外，如排烟温度取得过低，还会引起空气预热器的严重低温腐蚀。低温腐蚀与堵灰都将严重影响到锅炉工作的经济性和可靠性，并且两者相互影响。防止的主要方法是提高受热面壁面温度，使它不低于烟气中硫酸蒸汽和水蒸汽的露点。为提高锅炉效率，排烟温度相应取得低一些。蒸汽参数高的锅炉，给水温度较高，为了保证尾部受热面的温

24、差，锅炉排烟温度比中参数的取得高些。我国大中型锅炉的排烟温度，多在120160内，一般很少采用低于120的排烟温度。下表列出了排烟温度的推荐值，可供参考。表3-1 锅炉排烟温度推荐值燃料水分排烟温度（）=150172=215280311012012013032012013014015020130140160170依据上表，由于 3,且给水温度=275，本次设计的排烟温度选取为130。3.3 热空气温度的选择热空气温度的选择主要应保证燃料在锅炉炉膛内迅速着火。它的选择主要取决于燃料的着火性能。着火性能好，可选得低些；着火性能差，则应选得高些。一般只是挥发分少的无烟煤，水分高的褐煤以及用液态排渣方

25、式时需选用高的热空气温度。下表所列数据为固态排渣煤粉炉及燃油、燃气锅炉的热风温度，可供选择时参考。表3-2 电厂锅炉的热风温度燃料无烟煤贫煤、劣质烟煤褐煤烟煤、洗中煤重油、天然气热风干燥剂烟气干燥剂热风温度（）380480330380350400300350280350250300空气预热器布置方式双级布置单级或双级布置单级布置 依据上表，由于燃烧使用的是大同烟煤，采用回转式空气预热器，故本次设计的热风温度选取为320。 4 锅炉的设计计算4.1 原始资料本次设计的锅炉燃用大同烟煤，低位发热量=27800 kj/kg，采用筒式钢球磨煤机，直吹式热风送粉。煤的应用基成分如下表：表4-1 煤的应用

26、基成分煤的应用基成分含量（）70.84.57.10.72.2311.7煤的特征温度列于下表：表4-2 煤的特征温度煤的特征温度（）dtstft数值135013701400锅炉其他参数列于下表：表4-3 锅炉参数序号名称符号单位数据1锅炉蒸发量t/h10002再热蒸汽流量t/h8403给水温度2754给水压力mpa20.05过热蒸汽温度5406过热蒸汽压力mpa16.87再热蒸汽进入锅炉时温度3258再热蒸汽离开锅炉时温度5409再热蒸汽进入锅炉时压力mpa3.4410再热蒸汽离开锅炉时压力mpa3.2511周围环境温度2012汽包工作压力mpa17.813排烟温度13014热空气温度3204.

27、2 煤的元素分析数据校核和煤种判别(1)煤的元素各成分之和为100的校核=70.8+4.5+7.1+0.7+2.2+3+11.7=100(2)元素分析数据校核a.可燃基元素成分的计算可燃基元素成分与应用基元素成分之间的换算因子为则可燃基元素成分应为（） b.干燥基灰分的计算c.可燃基低位发热量（试验值）的计算d.可燃基低位发热量（门德雷也夫公式计算值）的计算因为254 kj/kg 18840kj/kg,所以属于优质烟煤。b.折算成分的计算因此，属于低灰分煤。4.3 燃烧产物和锅炉热平衡计算(1)燃烧产物计算a.理论空气量及理论烟气容积根据计算公式，得出理论空气量及理论烟气容积的计算表如下：表4

28、-4 理论空气量及理论烟气容积序号项目名称符号单位计算公式及数据结果1理论空气量7.3242理论氮容积5.7923容积1.3374理论干烟气容积7.1295理论水蒸气容积0.6656飞灰份额查文献30.90b.空气平衡表及烟气特性表根据该锅炉的燃料属优质烟煤，查表选取炉膛出口过量空气系数，再查表得各受热面烟道的漏风系数，然后列出空气平衡表如下：表4-5 空气平衡表炉膛，屏式过热器对流过热器高温再热器低温再热器省煤器空气预热器进口 1.201.251.281.311.33漏风 0.050.030.030.020.20出口1.201.251.281.311.331.53根据上述计算出的数据，又查取

29、炉渣份额后计算的飞灰份额=0.90，得烟气特性表如下：表4-6 烟气特性表序号项 目 名 称符 号单位（标准状况下）炉膛，屏式过热器对流过热器高温再热器低温再热器省煤器空气预热器1烟道进口过量空气系数1.201.201.251.281.311.332烟道出口过量空气系数1.201.251.281.311.331.533烟道平均过量空气系数1.201.2251.2651.2951.321.434过剩空气量1.4651.6481.9412.1612.3443.1495干烟气容积8.5948.7779.0709.2909.47310.2786水蒸气容积0.67860.68150.68630.6898

30、0.69270.70577烟气总容积9.2739.4599.7569.98010.16610.9848容积份额0.14420.14140.13700.13400.13150.12179水蒸气容积份额0.07320.07210.07030.06910.06810.064210三原子气体和水蒸气容积总份额0.21740.21340.20740.20310.19970.186011烟气质量12.36112.60012.98313.27013.50914.56112质量飞灰浓度0.00850.00840.00810.00790.00780.0072c.烟气焓温表计算下表中的各项，此为烟气焓温表。表4-

31、7（1） 烟气焓温表（用于炉膛、屏式过热器、对流过热器的计算）烟气或空气温度（）理论烟气焓理论空气焓理论烟气焓增（每100）炉膛、屏式过热器对流过热器=1.20=1.2540044923968528554841203141214635005695501166976947123414481502600692960778145844912661483153770081957165962899861293151415698009488827011142115551312153715949001080093921267913149133515621618100012135105271424114767

32、135415841642110013489116811582516409137016021660120014859128421742718069138716231682130016246140201905019751139516331692140017641152062068321443140816461706150019049163982232923149表4-7（2） 烟气焓温表（用于高温再热器、低温再热器的计算）烟气或空气温度（）理论烟气焓理论空气焓理论烟气焓增（每100）高温再热器低温再热器=1.28=1.3130033212949414742351171145614874004492

33、396856035722120314951526500569550117098724812341533156560069296077863188131266157016037008195716510201104161293160216358009488827011803120511293162716619001080093921343013712表4-7（3） 烟气焓温表（用于省煤器、空气预热器的计算）烟气或空气温度（）理论烟气焓理论空气焓理论烟气焓增（每100）省煤器空气预热器=1.33=1.53100107697013971591110714301626200218319512827321

34、7113814671667300332129494294488411711507171140044923968580165951203154717555005695501173488350(2)热平衡及燃料消耗量计算锅炉热平衡及燃料消耗量计算列于下表：表4-8 锅炉热平衡及燃料消耗量计算序号名 称符号单 位计算公式或数据来源结 果1锅炉输入热量kj/kg278002排烟温度先估后校1303排烟焓kj/kg查焓温表用插值法求20794冷空气温度取用205理论冷空气焓kj/kg1946化学未完成燃烧热损失取用07机械未完全燃烧损失取用18排烟热损失6.3469散热损失取用0.410灰渣损失，忽略0

35、11保热系数0.99612锅炉总热损失7.74613锅炉热效率92.25414过热蒸汽焓kj/kg查蒸汽特性表，16.8，t=540340115给水焓kj/kg查水特性表，20，t=275120616过热蒸汽流量kg/h已知100000017再热蒸汽进口焓kj/kg查蒸汽特性表p=3.44mpa,t=325304118再热蒸汽出口焓kj/kg查蒸汽特性表，p=3.25mpa,t=540354419再热蒸汽流量kg/h已知84000020再热蒸汽焓增量kj/kg50321锅炉有效利用热kj/h261750400022实际燃料消耗量kg/h1026023计算燃料消耗量kg/h1010404.4 炉

36、膛设计和热力计算炉膛设计内容主要包括燃烧器型式的选择及布置，炉膛尺寸的确定和水冷壁的布置等。固态排渣煤粉炉目前从燃烧器的布置及火焰形状可以分为一下几种类型：一种是燃烧器前墙布置，l形火焰炉膛；一种是燃烧器四角布置的炉膛；一种是燃烧器两侧墙布置，火焰对撞的炉膛；还有一种是u形火焰炉膛。目前以前两种炉膛使用最广。在设计炉膛时，首先应当使燃料能燃烧地比较完全，同时又必须保证燃烧室能长期可靠地运行，不会因为严重结渣等事故而被迫停炉。因此，必须深入地调查研究，然后根据实践的经验决定炉膛的形状和容积，才能达到燃烧效率高运行又安全可靠地效果。(1)炉膛结构设计（带前屏过热器）炉膛结构设计（带前屏过热器）列于

37、下表：表4-9 炉膛结构设计（带前屏过热器）a.炉膛尺寸的确定序号名 称符号单 位计算公式或数据来源结 果1炉膛容积热强度查表选取1350002炉膛容积5838.63炉膛截面热强度查表选取48000004炉膛截面积164.215炉膛截面宽深比选取1.16炉膛宽度选取13.4407炉膛深度12.2188冷灰斗倾角按选取509冷灰斗出口尺寸按0.61.4选取1.210冷灰斗容积按图计算417.5611折焰角长度按选取412折焰角上倾角按选取4513折焰角下倾角按选取3014前屏管径及壁厚取用384.515前屏管内工质质量流速查表选取100016前屏管子总流通面积0.273617前屏每根管子面积（为

38、内径）0.0006618前屏管子总数根41419前屏横向管距按选取120020前屏片数片按=10.2选取1021前屏单片管子数根按=41.4选取4122前屏纵向截距按选取4223前屏最小弯曲半径按选取7524前屏深度351025前屏与前墙之间距离选取120026前后屏之间距离选取79027炉膛出口烟气流速选取628炉膛出口烟气温度查表选取120029炉膛出口流通面积23430炉膛出口高度17.431前屏高度按选定1632水平烟道烟气流速选取1033水平烟道高度按选取1134折焰角高度按 1 选取135炉顶容积按图计算148536炉膛主体高度23.970b.水冷壁序号名 称符号单 位计算公式或数

39、据来源结 果1前后墙水冷壁回路个数个13.44/2=6.7272左右侧墙水冷壁回路个数个12.218/2=6.10963管径及壁厚按表选取6064管子节距按选取805前后墙管子根数根按选取1686左右侧墙管子根数根按选取153为了保证后墙水冷壁在折焰角处得刚度，便于后墙水冷壁的悬吊，其中有54根水冷壁用分叉管，即有54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54根上升叉管上方装有直径为10mm的节流孔，使有足够的汽水混合物流过折焰角处得上升管，以免烧坏。(2)燃烧器的设计本锅炉选用四角切圆布置的直流煤粉燃烧器，因为是优质烟煤，所以配风方式选用均等配风，理想切圆直径为1000mm

40、。这样不仅能保证稳定燃烧，还有利于加强炉内气流扰动，使燃料在炉内的停留时间增长。为了加强燃烧器对煤种的适用性及适应负荷的变化，燃烧器的喷口截面采用可调的，以调节气流量和火炬长度。此外，喷口还可以摆动一角度，单个喷口的摆动为10，联动时能上下摆动20，这样可以改变火焰中心高度。燃烧器风口布置如图4-1所示，其中一次风喷口层数按参考文献选取为6层。 燃烧器结构尺寸及热力计算列于下表：表4-10 燃烧器设计序号名 称符号单 位计算公式或数据来源结 果1一次风速查表选取302二次风速查表选取453一次风率查表选取254二次风率755一次风温由制粉系统的设计计算确定2006二次风温3107燃烧器数量个四

41、角布置48燃料消耗量由热平衡计算得28.359单个燃烧器出力7.087510燃烧器功率197032.511理论空气量nm3/kg由燃烧计算得出7.32412炉膛出口过量空气系数燃烧计算选定1.2013炉膛漏风系数燃烧计算选定0.0514炉膛漏风率4.1715煤在制粉系统中蒸发掉的水分kg/kg计算煤粉水分取0.8%0.02216制粉系统漏风率直吹式系统中速磨0.217每公斤原煤所需干燥剂kg/kg2.318大气压力pa给定10130019一次风压pa（大气压）10130020一次风量m3/s10921二次风压pa（大气压）10130022二次风量m3/s39923一次风口面积（单只）0.148

42、424二次风口面积（单只）0.274425燃烧器假想切圆直径查表选取100026燃烧器矩形对角线长度1816427特性比值初步选定1228特性比值由确定40.229燃烧器喷口宽度65030一次风喷口高度22831二次风喷口高度42232燃烧器高度=12.3，接近原选定值802433最下排燃烧器下边缘距冷灰斗上沿距离按选取3(3)炉膛和前屏过热器结构尺寸计算炉膛和前屏过热器结构尺寸如图4-2所示。计算数据列于下表：表4-11 炉膛结构尺寸计算序号名称符号单位计算公式或数据来源结果1前墙面积（42.279+4.286+6.709）13.44670.92后墙面积（4.618+23.97+4.286）

43、13.44441.83侧墙面积5.516880.5（8.218+12.218）2.30923.612.21823.97292.9（12.218+6.709）3.283/231.1435.64炉膛出口烟窗面积(2.218-5.5-4.618+16) 13.44251.65炉顶包覆面积5.513.4473.926前屏面积2103.51161123.27燃烧器面积41.510608前后侧墙水冷壁角系数按膜式水冷壁取1.09炉顶角系数查文献0.9710前屏角系数查文献0.9911炉膛出口烟窗处角系数选取1.012整个炉膛的平均角系数0.99613前屏区的侧墙面积2163.51112.3214前屏区的炉顶面积3.5113.4447.1715前屏区的炉墙面积159.4916炉膛自由容积的水冷壁面积209017炉膛容积585418前屏占据容积3.511613.44754.819炉膛自由容积5099.220前屏区与炉膛的水平分割面积3.5113.4447.1721前屏区与炉膛的垂直分割面积1613.44243022自由容积的辐射层有效厚度m8.7823