锅炉毕业设计义马烟煤锅炉改烧京西无烟煤的

1、义马烟煤锅炉改烧京西无烟煤的问题研究目 录摘 要.1关键词.1abstract.2key words.21 绪论绪论.31.1 选题意义及研究背景 .31.2 本文主要研究内容及研究方法 .52 煤质对锅炉经济性的影响煤质对锅炉经济性的影响.62.1 挥发分的影响 .62.2 硫分的影响 .72.3 发热量的影响 .72.4 水分的影响 .72.5 灰分的影响 .83 锅炉热力计算锅炉热力计算.83.1 锅炉概况 .83.2 锅炉各种工质流程 .103.3 燃料特性参数 .113.4 义马烟煤锅炉热力辅助计算 .123.5 京西无烟煤锅炉热力辅助计算 .314 计算结果汇总分析计算结果汇总分析

2、.494.1 计算结果汇总 .494.2 计算结果分析 .504.3 煤质变化对锅炉机组的影响分析 .505 锅炉对于煤种变化应对措施锅炉对于煤种变化应对措施.515.1 稳燃腔燃烧器 .515.2 采用水平浓淡燃烧 .515.3 双通道燃烧器 .52参考文献.52附录一.54附录二.55致 谢.56义马烟煤锅炉改烧京西无烟煤的问题研究摘 要本文简要的介绍了我国电站锅炉燃用煤炭的基本情况，当今的煤炭资源使用现状以及发展前景。我国火电厂大部分都燃用烟煤,但随着用电量越来越大,对煤的需求量越来越多。可是由于烟煤价格较高会造成发电成本较高，因此许多燃用烟煤的电厂希望将锅炉燃用煤种由烟煤改用便宜的无烟

3、煤。改造前后的煤质发生了极大变化，使得锅炉改烧时将会遇到一些问题。本文将从煤质特性及电站经济性的各个环节上阐述煤质特性对电站经济性的影响。其中包括挥发分、水分、灰分、发热量、硫分等方面进行详细的阐述。对于义马烟煤锅炉改烧京西无烟煤时，分别对两种煤进行了热力辅助计算。包括锅炉漏风系数确定和空气量平衡的计算、燃料燃烧计算、烟气焓和空气焓的计算、锅炉热效率及燃料消耗量估算、炉膛校核热力计算。并对计算结果进行了对比分析。此外，还绘制了炉膛结构尺寸示意图，编写了炉膛出口过量空气系数选用程序。关键词：关键词：热力计算；煤质；煤粉锅炉the study on the combustion of jingxi

4、 anthracite coal in yima bituminous coal-fired boilerabstractthis paper introduces the boiler burning coal in our country, the basic situation of the coal resources use current situation and development prospect. thermal power plants in china most bituminous coal burning, but with the power consumpt

5、ion is more and more big, the demand for coal more and more. but because of bituminous coal prices higher can cause power cost is higher, so many of the burning coal power plant boiler has hope will switch to cheaper by the bituminous coal anthracite.transformation of the coal happen before and afte

6、r the great change, change so that boiler when it will have some problems. in this paper, the characteristics and the economical efficiency of coal power plant every link of coal quality paper characteristics of the power station efficient influence. including volatile matter, moisture, ash, heat, l

7、ying in detail.for bituminous coal boiler burning righteousness horse change when jingxi anthracite respectively, the two kinds of the thermal coal auxiliary calculation. including boiler air leakage coefficient and the balance of the air quantity determine calculation, fuel combustion calculation,

8、and air flue gas enthalpy of calculation, boiler heat efficiency enthalpy and fuel consumption estimate, hearth checking thermodynamic calculation. and the results calculated a comparative analysis. in addition, the chamber structure schematic drawing size, write platen superheater flue gas into cir

9、culation in the area of the screen applications.key words: thermal calculation; coal property ;coal-fired boilers1 绪论1.1 选题意义及研究背景1.1.1 选题目的伴随着目前紧张的电煤供应局势，许多电厂选择燃用价格相对便宜或本地资源相对丰富的非设计煤种。实际燃用非设计煤种可能会导致锅炉运行的诸多不安全性和经济性等题1。所以本课题对锅炉变煤种运行时可能会遇到的一些问题进行研究和讨论。1.1.2 选题意义能源就是人类用来维持生存活动的能量来源。随着社会经济的发展，人们对于能源的需求越

10、来越大。现在我们常用的能源主要来自化石燃料，但这种资源在地球上的存量是有限的，并正日渐枯竭。因此，我们有需要开发其它种类的能源，包括可再生能源等。同时，应该努力让现存的能源资源发挥最大的效能和达到最大的使用效率，提高能源效益。就是通过有效的能源使用管理，并且对大型耗能设备进行技术改造及定期维修保养，或采用较低耗能设备，从而达到更高的能源使用效率。如果我们不改变目前使用能源的某些习惯，各类有限的主要化石能源都会很快用尽。这样发展下去，在缺乏能源的情况下，社会经济和我们的生活都会受到极大的影响，甚至会导致严重的经济危机与政治军事对抗2。因此，我们必须要更加珍惜和充份地利用现有的能源资源。既然目前我

11、们主要依赖的能源是有限的，就要对能源的使用进行有效的管理。只有在能源的供应和需求的管理两方面双管齐下，社会的可持续发展才可以实现。煤炭资源作为一种重要的化石燃料，其合理开发利用涉及到国家的百年大计，涉及到国家的长治久安和人民的长久利益。随着我国煤炭地质勘探技术手段、设备、勘探理论方法的快速进展，我们开发利用煤炭资源的能力越来越得心应手了。但是作为一种不可再生资源，我们面临一个资源用尽即不可再恢复的现状，所以怎么科学、合理的利用煤炭资源，怎样可持续的开发煤炭资源，对我们的意义重大。由于烟煤价格较高，如果电厂继续燃用烟煤，将会造成发电成本较高，经济效益较低，因此许多燃用烟煤的电厂希望能对锅炉进行改

12、造，将锅炉燃用煤种由烟煤改用价格较便宜的无烟煤。但是当烟煤锅炉改烧无烟煤时，由于其火稳定性指数和燃尽性指数有很大的区别，烟煤属极易稳定和极易燃尽煤种，而无烟煤属极难稳定和极难燃尽煤种。改造前后的煤质发生了极大变化，严重偏离了锅炉的设计煤种。由于煤种间的成分的差异，煤种更换后锅炉运行时会遇到着火、稳燃、结渣等问题。然而，煤种更换后锅炉运行时遇到的着火、稳燃和结渣三大问题必须解决，而且还要保证各运行参数要达到原设计要求、锅炉效率基本保待原设计水平，并且尽量少动现有设备以节约改造费用。本课题通过对烟煤和无烟煤锅炉的热力计算，分析煤种变化对锅炉运行经济性带来的影响，对计算结果进行比较和分析，提出影响锅

13、炉运行经济性的因素，为锅炉变煤种运行改造提供一些科学的依据。1.1.3 研究背景节约能源是我国的一项基本国策，火电厂是一次能源的消耗大户，在当前电力需求大而能源供应紧张的情况下，作为发电单位，其任务已不再是简单的完成发电任务指标，而是要提供优质、低耗的电能，以满足社会的需求。为了提高电厂经济效益以及环保，目前具有多项成熟技术，燃煤循环流化床锅炉能得到更多的商业利益为节省昂贵的燃油和不增加任何操作费用将从碳砖失去更多的热量,同时可以降低氮氧化物排放超过 30%3。随着我国煤炭地质勘探技术手段、设备、勘探理论方法的快速进展,我们开发利用煤炭资源的能力越来越得心应手了。但是作为一种不可再生资源,我们

14、面临一个资源用尽即不可再恢复的现状,所以怎么科学、合理的利用煤炭资源,怎样可持续的开发煤炭资源,对我们的意义重大。目前,我国火电厂大部分都燃用烟煤,但随着用电量越来越大,对煤的需求量越来越多。由于烟煤价格较高,如果电厂继续燃用烟煤,将会造成发电成本较高,经济效益较低,因此许多燃用烟煤的电厂希望能对锅炉进行改造,将锅炉燃用煤种由烟煤改用价格较便宜的无烟煤。改造前后的煤质发生了极大变化,严重偏离了锅炉的设计煤种。因此将烟煤锅炉改烧无烟煤时,将会遇到 3 大问题:着火、稳燃、结渣。而产生这些问题的主要原因是煤质变化，其次是运行方面的因素。所以要从这两方面着手,提出改进措施。改造工作通常以燃烧器为主，

15、包括稳燃腔燃烧器、水平浓淡燃烧器和双通道燃烧器4。稳燃腔煤粉燃烧器，主要利用在较高的速度梯度下的湍流热质交换和烟气回流来加热煤粉气流，并结合水平浓淡燃烧使煤粉燃烧稳定。采用水平浓淡燃烧，通过一个安装在一次风煤粉管道上的煤粉浓缩器，使一次风出口处沿水平方向形成浓、淡两部分气流，浓煤粉气流被引至一次风燃烧器喷口的向火侧，淡煤粉气流被引至燃烧器喷口的背火侧。燃用无烟煤的水平浓淡燃烧器通常为百叶窗式，这种燃烧器具有低负荷稳燃、很强的火焰抗干扰能力以及不易结焦的特点。目前已有很多电厂采用百叶窗水平浓淡燃烧器对锅炉进行烧无烟煤或贫煤改造。双通道燃烧器，利用联通分配管将一次风分成上下二个通道送人炉内，上下壁

16、均受到一次风的保护，可以保证长期运行不结焦。由于上下一次风都提前加热和着火，因此燃烧稳定性也优于采用单纯的一次风通道的其他燃挠器。1.2 本文主要研究内容及研究方法1.2.1 研究内容通过对义马烟煤和京西无烟煤锅炉进行热力辅助计算，分析煤种变化对锅炉运行经济性带来的影响，为锅炉变煤种运行改造提供一些依据。主要研究内容如下：（1）煤质变化对锅炉机组的影响。（2）义马烟煤锅炉燃用义马烟煤的热力计算。（3）义马烟煤锅炉燃用京西无烟煤的热力计算。（4）对两个煤种的计算结果进行对比分析。1.2.2 研究方法（1）在周围环境温度 30，额定蒸发量 220t/h，给水温度 215，给水压力 11.57mpa

17、,过热蒸汽温度 540以及过热蒸汽压力 9.8mpa 的条件下进行义马烟煤锅炉燃用义马烟煤的锅炉辅助设计计算，包括燃料数据的分析和整理，燃料燃烧计算及烟气特性参数的确定，锅炉漏风系数的确定和空气量平衡，锅炉热平衡及锅炉热效率、燃料消耗量的估算。然后假设排烟温系数度进行锅炉热平衡计算以及假设热风温度的情况下来进行炉膛热力计算，包括计算炉膛结构尺寸及烟气有效辐射厚度，选取热风温度并依据有关条件计算随每千克燃料进入炉膛的有效热量，根据燃料种类、燃烧设备的形式和布置方式，计算火焰中心位置的系数 m，估计炉膛出口烟温并计算炉膛烟气平均热容量，计算炉膛受热面辐射换热特性参数，根据燃料和燃烧方式计算火焰黑度

18、和炉膛黑度，计算炉膛出口烟温并校核炉膛出口烟温误差， 计算炉膛热力参数为后面的受热面的热力计算提供必要的基本计算数据或图表。进行受热面热力计算，包含为热力计算提供结构数据的各受热面的结构计算。（2）在同样的环境温度，额定蒸发量，给水温度，给水压力，过热蒸汽温度及过热蒸汽压力下，进行义马烟煤锅炉燃用京西无烟煤的锅炉辅助设计计算，为后面的受热面的热力计算提供必要的基本计算数据或图表。对其进行受热面热力计算，包含为热力计算提供结构数据的各受热面的结构计算。（3）说明煤质变化对锅炉机组的影响，同时对计算结果进行比较和分析，提出影响锅炉运行经济性的因素，作为锅炉进一步设备改造的依据。2 煤质对锅炉经济性

19、的影响煤质特性等诸多过程。本章将从煤质特性及电站经济性的各个环节上阐述煤质特性对电站经济性的影响。煤质对锅炉燃烧性能的影响的实验研究多在实验室的滴管炉、单角炉等小型实验炉上进行，实验基本能反映实际锅炉的运行状况，其结果能定性和定量地分析出各因素对燃烧性能的影响，取得了一定的成果5。例如，小型实验炉上进行了 8 种煤质的燃尽性能实验，得出了不同煤质燃尽性能趋势，并作了比较分析6；根据滴管炉内燃尽性能的实验结果建立了煤粒燃烧活化参数与含碳量的燃烧模型7。2.1 挥发分的影响失去水分的煤样，在隔绝空气的条件下加热至 85020，使燃料中有机物分解而析出的气体产物，称为挥发分。挥发分主要是由各种碳氢化

20、合物、氢、一氧化碳、硫化氢等可燃气体组成。此外，还包括少量的氧、二氧化碳、氮等不可燃气体。不同燃料开始放出挥发分的温度是不同的。煤化程度较低、地质年代较短的的燃煤（如褐煤） ，在较低温度下（vso2,且两者的比热容接近，故取=。2()roc2()coc以 1000c 为基准计算理论烟气焓：=0.93 170.03+3.88 129.58+0.56222222000()()()yroronnh oh ohvcvcvc150.52=745 kj/kg实际烟气焓等于理论烟气焓，过量空气焓和烟气飞灰焓yh0yh0(1)kh之和，即fhh=+ kj/kgyh0yh0(1)khfhh其中灰飞焓为fhh=a

21、arfh /100 kj/kgfhh()hc式中1kg 灰在时的焓。()hc 飞灰的焓数值较小，因此只有在满足以下条件时才计算：=4187 fh aar/qar,net6fhh义马烟煤的飞灰的焓数值：4187 0.95 16.6/19690=3.256 所以飞灰的焓值可以忽略。所以有：=+yh0yh0(1)kh在锅炉烟道中，沿着烟气流程，不同部位的过量空气系数和烟温均不同，因此烟气焓的也不同。在受热面的传热计算中，必须分别计算各个受热面所在部位的烟气焓并制成焓温表。利用焓温表，根据过量空气系数和烟气温度，可求出烟气的焓；反之，也可以由过量空气系数和烟气的焓查出烟气的温度。烟气的焓温表是进行锅炉

22、热力计算的基本计算图标之一。为减少制表的工作量，烟气温焓表应根据锅炉受热面的工作温度（烟气区域）进行编制。锅炉各受热面一般工作的烟温区段见表 3-6。表 3-6 锅炉受热面工作的烟温区段受热面温度范围炉膛火焰中心15002200 炉膛出口8001200 后屏、凝渣管7001200 前级对流过热器6008000 后级对流过热器400700 高温省煤器300500 高温空气预热器200400低温省煤器100300低温空气预热器100200锅炉各受热面类似计算。将计算结果列表 3-7。表 3-7 义马烟煤烟气焓温表实际烟气焓=+yh0yh0(1)khfhh温度理论烟气焓 kj/kg0yh理论空气焓

23、kj/kg0kh炉膛、凝渣管.1.2l p高温过热器1.225gr低温过热器1.25dg高温省煤器1.27ss高温空预器1.32sk低温省煤器1.34xs低温空预器1.39xk10074565187589190892195396699920015111309177318061838186419301956202230023001979269627452795283429332973307240031112662364337103777383039634016414950039453299460546874770483650015067523260048014002560157015802588

24、260826162636270056794807660467616881697772177313755480065765548768678247963807490074876301874789051000841470639827100031100935478371092111117120010305861612028122441300112709407131511338714001223910202142791453415001321811002154181569316001420511808165671700152001261617723180016197134241888219001720

25、114245200502000182081506421221210019224158912240222002023716716235803.4.5 锅炉热效率及燃料消耗量估算（1）锅炉输入热量 qr对应于 1kg 燃料输入锅炉的热量为qr=qar,net+hr+qwr+qzq kj/kg式中 qar,net燃料的收到基低位发热量，kj/kg； hr燃料物理显热，kj/kg；qwr外来热源加热空气时带入的热量，kj/kgqzq雾化燃油所用蒸汽带入的热量，kj/kg本次设计对象为燃煤锅炉，对于燃煤锅炉，燃料和空气都没有利用外界热量进预热，且义马烟煤锅炉的水分，则输入热量 qr=qar,net=19

26、690kj/kg,1969017%31.3%630630ar netarqm （2）各项热损失化学未完全燃烧热损失：由炉型，煤种取值 0，机械未完全燃烧损失：3q4q由炉型，煤种取值 1.5。灰渣损失：6q由于燃煤的折算灰分，固态排渣炉可忽略,41874187 16.63.53619690arzsar netaaq炉渣的 物理热损失。所以。60q 排烟温度的选择：py折算水分。由于折算水分大于 3%,174187%4187%3.61%19690ararzsar netmmq且小于 20%，同时，由给定的,由表 3-8 故先假定再校。215gst140py表 3-8 锅炉排烟温度推荐值排烟温度

27、燃料水分=150-172gst=215-280gst20%arzsm130-140160-170排烟焓：pyh查焓温表插值得：2022999999(140 100)1408/200 100pyhkj kg 由空气温度取 30故冷空气理论焓：0lkh00132.43( )304.914195.2/100lkkhct vkj kg 排烟热损失： 042()(100)1408 1.39 195.2100 1.5196905.69/pypylkrhhqqqkj kg 表 3-9 义马烟煤锅炉热平衡及燃料消耗量计算名称符号单位算式或依据结果锅炉输入热量rq/kjkg=rq,ar netq19690名称符

28、号单位算式或依据结果排烟温度py先估后较140排烟热焓pyh/kjkg查焓温表,插值计算1408冷空气温度lkt由已知取用30理论冷空气焓0lkh/kjkg查焓温表195.2化学未完全燃烧热损失3q%由炉型，煤种取值（查指导书表 2-6）0机械未完全燃烧热损失4q%由炉型，煤种取值（查指导书表 2-6）1.5排烟损失2q%04()(100)pypylkrhhqq5.69散热损失5q%取用0.5灰渣损失6q%折算灰分6，固态排渣炉可忽略炉渣的物理热损失0锅炉总损失q%234565.6901.50.50qqqqq7.69锅炉热效率%1001007.69q92.31过热蒸汽焓ggh/kj kg查蒸汽

29、表查附录 b-6，b-7 高温过热器出口参数 p=9.9mpa （查表 1-6），t=5403476.45给水焓gsh/kj kg查蒸汽表查附录 b-6，b-7 低温省煤器入口参数 p=11.57mpa（查表 1-6），t=215923.85锅炉有效利用热量q/kg h2200003476.45923.85grgggsdhh85.6157 10燃料消耗量b/kg h81005.6157 1010019690 92.31rqq30896.5计算燃料消耗量jb/kg h430896.5100 1.5(100)100100bq30433保温系数550.51192.730.5qq 0.9953.4.6

30、 炉膛校核热力计算（1）假定热风温度 trk：依据燃烧方式估取热风温度，应保证燃料的迅速点燃和稳定燃烧。热风送粉系统取较高的热风温度。对于本次设计因为义马烟煤的 vdaf=41%,用热风送粉取热风温度 300。（2）计算对应每千克燃料进入炉膛的有效热量 q1空气带入炉膛热量：ookllzfrklzflkqaaahaah 查表可知=1.20，=0.05，选取钢球滚筒磨煤机，带中间煤粉仓，其制粉系lala统漏风系数=0.1.zfa又有在焓温表中 300时的理论热风焓=1979kj/kg,30冷空气温度理论焓值orkh=195.2 kj/kg.olkh则每千克燃料送入炉膛的热量：lq=（1.2-0.

31、05-0.1） 1979+（0.05+0.1）ookllzfrklzflkqaaahaah 195.2=2107.23 kj/kg3640011969012107.2321797.23/100100 1.5lrkqqqqqkj kgq（3）计算理论燃烧温度 t0=21797.23kj/kg 由烟气的焓温表 2000时对应的焓值为 21221,2100时对lq应的焓值为 22402.由插值法，22402-21221=1181 21797.23-21221=576.23理论燃烧温度：=2000+（576.231181） 100=20490理论燃烧绝对温度 t0：2049+273=2322k（4）计

32、算火焰中心位置修正系数 m火焰中心相对高度系数：+0=0.25 4962,221764092 1762rrllhxx hhh则火焰中心位置修正系数 m=a-bx 开式炉膛、烟煤有：a=0.59 b=0.5m=0.59-0.5 0.25=0.465。（5）炉膛出口烟温估算通常在进行锅炉设计时，燃煤锅炉出口烟温的选择，以对流受热面不结焦为前提，表 3-10 提供了燃煤炉炉膛出口烟温的推荐值。表 3-10 炉膛出口烟温推荐值燃料炉膛出口烟温（）燃料炉膛出口烟温（）无烟煤1100-1150烟煤1100-1150贫煤1050-1100洗中煤1050-1100其中烟煤炉膛出口烟温 1100-1150 先取

33、 1125，有=1125 。 1炉膛烟气平均热容量 01clglvqh查焓温表可知 1100时 炉膛烟气焓为 10921kj/kg 1200时 炉膛烟气焓为 12028 kj/kg1125时 炉膛烟气焓为 10921+ =11197.75 kj/kg12028 10921251200 1100炉膛烟气平均热容量：=(21797.23-11197.75)/(2049-1125)=11.47 kj/(kg) 01clglvqh（6）炉膛受热辐射面换热特性参数计算光管水冷壁且为烟煤的水冷壁污染系数（见锅炉课程设计指导书 3-0.45sl4）水冷壁角系数:查表 炉膛结构数据 水冷壁角系数=0.98sl

34、xslx水冷壁热有效系数=0.45 0.98=0.441slslslx屏炉交界面污染系数：0.98 0.450.441ycsl屏炉交界面的角系数：1ycx屏炉交界面的热有效系数：0.441 10.441ycycycx 燃烧器及门孔的热有效系数0r平均热有效系数：1slyczrycpjaaaa其中=621.95c+2aqhldycaaaaa2m则0.441 621.950.441 65.160.437693.56pj（7）计算火焰黑度和炉膛黑度炉膛有效辐射层厚度 s 查表得 s=5.466炉膛内部压力 p=0.1mpa查表 3-5 义马烟煤烟气特性，三原子气体和水蒸气容积总份额 r =0.236

35、 和水蒸气容积份额=0.092h or三原子气体辐射减弱系数 qk=1125+273=1398k1t210.78 1.610.20.11 0.37100010.20.78 1.613980.11 0.37100010.2 0.236 0.1 5.4663.4710.2h oqrtrpsk0. 09灰粒辐射减弱系数：3222231559005590080.87139813hhkt d煤粉火焰辐射减弱系数：12103.47 0.23680.87 0.0184 10 0.5 0.12.8qhykk rkx x火焰黑度：2.8 0.1 5.46611 (2.718)0.78kpshae 炉膛黑度：0.

36、780.8894(1)0.78(1 0.78) 0.441hlhhslaaaa（8）计算炉膛出口烟温炉膛出口烟气温度： 010.63011 00.61132733600123222733600 5.67 100.8894 0.437 693.56 23220.46510.995 30433 11.471091.85pjjctaatmb v则实际值与估计值之差=1125-1092.85=32.15(9)计算炉膛热力参数1092.85温度查烟气的焓温表有：= ylh10921 9827982792.8510842.781100 1000/kj kg炉膛有效热辐射热量：kj/kg()0.995217

37、97.23 10842.7810899.68fllylqqh辐射受热面平均热负荷：2(3.6)30433 10899.68 3.6 675.12/fsjllzqbqawm136481. 89炉膛截面热强度：2(3.6)30433 19690 3.6 51.4793233388.43/ajraqbqawm炉膛容积热强度：21(3.6)30433 19690 3.6 1052.6158133.77/vjrqbqvwm其它计算过程及结果见表 3-11表 3-11 义马烟煤炉膛校核热力计算序号名称符号单位公式结果1炉膛出口过量空气系数la查指导书 15 漏风系数和过量空气系数1.22炉膛漏风系数la查

38、指导书 15 漏风系数和过量空气系数0.05序号名称符号单位公式结果3制粉系统漏风系数zfa查指导书 15 漏风系数和过量空气系数0.14热风温度rkt先估后校3005理论热风焓orkh/kj kg查焓温表义马烟煤19796理论冷风焓olkh/kj kg查指导书 214 锅炉热平衡及燃料消耗量计算195.27空气带入炉膛热量kq/kj kgoollzfrklzflkaaahaah 2107.238对应每公斤燃料送入炉膛的热量lq/kj kg3641100rkqqqqq21797.239理论燃烧温度0查焓温表204910燃烧绝对温度0tk+2730232211火焰中心相对高度系数x(496222

39、1764092 17620rrllhxhhhx 其中，）0.2512系数 mmabxab注、取值查表3-5、表3-60.46513炉膛出口烟气温度1先估后校112514炉膛出口烟气焓glh/kj kg查焓温表11197.7515烟气平均热容量cv/()kjkg01lglqh11.4716水冷壁污染系数sl查指导书 34 水冷壁污染系数0.4517水冷壁角系数slx查指导书 31 炉膛结构数据0.9818水冷壁热有效系数sl0.45 0.980.441slslx0.44119屏、炉交界面的污染系数yc0.98 0.450.441sl0.44120屏、炉交界面的角系数ycx取用121屏、炉交界面的

40、热有效系数yc0.441 10.441ycycx 0.441序号名称符号单位公式结果22燃烧孔及门孔的热有效系数r未敷设水冷壁023平均热有效系数pj212slycrycqchldycaaaaaaaaaa其中：0.43724炉膛有效辐射层厚度sm查指导书 31 炉膛结构数据5.46625炉膛内压力pmpa0.126水蒸汽容积份额2h or查指导书 29 烟气特性表0.0927三原子气体容积份额r查指导书 29 烟气特性表0.23628三原子气体辐射减弱系数qk)./(1mpam210.781.610.20.110.37100010.2h ortrps3.4729烟气质量飞灰浓度y/kg kg查

41、指导书 29 烟气特性表0.018430灰粒平均直径hdm查指导书附录表一 b-21331灰粒辐射减弱系数hk)./(1mpam223155900hhdmt d注：单位为80.8732燃料种类修正系数1x取=0.51x0.533燃烧方法修正系数2x取=0.12x0.134煤粉火焰辐射减弱系数k)./(1mpam1210qhyk rkx x2.835火焰黑度ha3.37 0.1 5.466110.8415kpsee 0.7836炉膛黑度la(1)hhslaah0.889437炉膛出口烟气温度100.63011 011240273360015.67 10/()/pjjcjtaatmb vwm kb

42、kg h注：单位为1091.85序号名称符号单位公式结果38计算误差111150 10886210032.1539炉膛出口烟气焓ylh/kj kg查焓温表10842.7840炉膛有效热辐射热量flq/kj kg1()ylqh10899.6841辐射受热面平均热负荷sq2/wm(3.6)fjllzbqa136481.8942炉膛截面热强度aqmw2/(3.6)jrabqa3233388.4343炉膛容积热强度vqmw3/(3.6)jrlbqv158133.773.5 京西无烟煤锅炉热力辅助计算3.5.1 锅炉漏风系数确定和空气量平衡炉膛出口过量空气系数由燃料性质和燃烧方式决定。京西无烟煤干燥无灰

43、基挥发分 vdaf=6%，炉膛出口过量空气系数为2=1.25。在负压下工作的锅炉机组，炉外的冷空气不断漏人炉膛和烟道内，致使炉膛和烟道的各处的空气量，烟气量，温度和焓值相应的发生变化。对于炉膛和烟道各处的实际空气量的计算为锅炉的空气平衡量。在锅炉的热力计算中，常用过量空气系数来说明炉膛和烟道的实际空气量。计算公式如下：屏，凝渣管出口过量空气系数：=1.251.250pnpn高温过热器出口过量空气系数：=1.25+0.025=1.275gggg低温过热器出口过量空气系数：=1.275+0.025 =1.3dgdg高温省煤器出口过量空气系数：=1.3+0.02 =1.32ssss高温空预器出口过量

44、空气系数：=1.32+0.05 =1.37sksk低温省煤器出口过量空气系数：=1.37+0.02 =1.39xsxs低温空预器出口过量空气系数：=1.39+0.05 =1.44xkxk表 3-12 漏风系数和过量空气系数非额定负荷时漏风系数出口过量空气系数序号名称额定负荷时漏风系数e符号计算公式结果入口过量空气系数符号计算公式结果1制粉系统漏风系数zf0.12炉膛0.05)edde(11.253屏、凝渣管0pn0pa =1pnpn +pn1.254高温过热器0.025gg0.025gg =pngggg +gg1.2755低温过热器0.025dg0.025dg =ggdgdg +dg1.36高

45、温省煤器0.02ss0.02ss =dgssss +ss1.327高温空预器0.05sk0.05sk =sssksk +sk1.378低温省煤器0.02xs0.02xs =skxssxs +x1.399低温空预器0.05xk0.5)edde(其中：de为锅炉额定负荷；d为锅炉实际负荷。0.05xk =xsxkxk +xk1.44注：工程计算中，一般当时才进行漏风系数的修正。70%edd烟气平均过量空气系数：pj屏，凝渣管出口烟气平均过量空气系数： =1.25()(1.251.25)22lpn高温过热器出口烟气平均过量空气系数： =1.2625()(1.2751.25)22ggpn低温过热器出口

46、烟气平均过量空气系数： =1.2875()(1.2751.3)22ggdg高温省煤器出口烟气平均过量空气系数： =1.31()(1.31.32)22dgss高温空预器出口烟气平均过量空气系数： =1.345()(1.371.32)22sssk低温省煤器出口烟气平均过量空气系数：=1.38()(1.371.39)22skss低温空预器出口烟气平均过量空气系数： =1.415()(1.441.39)22sssk3.5.2 燃料燃烧计算理论空气量：=0.0889 （67.9+0.375 0.2）0v0.0889(0.375)0.2650.0333ararararcsho+0.265 1.7-0.03

47、33 2=6.427容积：vro2=1.866 (0.375 0.2+67.9)2ro)/1000.3751.866 (ararsc/100=1.268理论容积：=0.79 6.427+0.8 (0.4/100）2n20nv00.790.8(/100)vnar=5.08理论容积 ：2h o=0.111 1.7+0.0124 0.8+0.0161 6.427=20h ov00.1110.01240.0161aradhvm1.233理论干烟气容积 = =5.08+1.268=6.3480gyv220nrovv飞灰份额 fh =0.95燃料计算以单位质量的燃料为基础。其结果由下表 3-13 给出。表

48、 3-13 京西无烟煤燃烧计算结果序号项目名称符号单位结果1理论空气量0vm3/kg6.4272容积2ro2rovm3/kg1.2683理论容积2n20nvm3/kg5.084理论容积2h o20h ovm3/kg1.2335理论干烟气容积0gyvm3/kg6.3486飞灰份额fh0.953.5.3 烟气特性参数1.过量空气量:v炉膛屏凝渣管：=（1.25-1） 6.427=1.6070(1)pjv高温过热器：=（1.2625-1） 6.427=1.6870(1)pjv低温过热器：=（1.2875-1） 6.427=1.8480(1)pjv高温省煤器：=（1.31-1） 6.427=1.992

49、0(1)pjv高温空预器：=（1.345-1） 6.427=2.2170(1)pjv低温省煤器：=（1.38-1） 6.427=2.4420(1)pjv低温空预器：=（1.415-1） 6.427=2.6670(1)pjv2. 干烟气容积 =gyv00(1)gypjvvgyv炉膛屏凝渣管：6.348+（1.25-1） 6.427=7.955高温过热器：6.348+（1.2625-1） 6.427=8.035低温过热器：6.348+（1.2875-1） 6.427=8.196高温省煤器：6.348+（1.31-1） 6.427=8.340高温空预器：6.348+（1.345-1） 6.427=8

50、.565低温省煤器：6.348+（1.38-1） 6.427=8.790低温空预器：6.348+（1.415-1） 6.427=9.0153. 水蒸气容积： =2h ov2h ov2000.0161(1)h opjvv炉膛屏凝渣管：1.233+0.0161 （1.25-1） 6.427=1.259高温过热器：1.233+0.0161 （1.2625-1） 6.427=1.260低温过热器：1.233+0.0161 （1.2875-1） 6.427=1.263高温省煤器：1.233+0.0161 （1.31-1） 6.427=1.265高温空预器：1.233+0.0161 （1.345-1） 6

51、.427=1.269低温省煤器：1.233+0.0161 （1.38-1） 6.427=1.272低温空预器：1.233+0.0161 （1.415-1） 6.427=1.2764. 烟气总体积：=yvyv2gyh ovv炉膛屏凝渣管：7.955+1.259=9.214高温过热器：8.035+1.260=9.295低温过热器：8.196+1.263=9.459高温省煤器：8.340+1.265=9.605高温空预器：8.565+1.269=9.834低温省煤器：8.790+1.272=10.062低温空预器：9.015+1.276=10.2915. ro2容积比：=2ro2ro2/royvv炉

52、膛屏凝渣管：1.268/9.214=0.138高温过热器：1.268/9.295=0.136低温过热器：1.268/9.459=0.134高温省煤器：1.268/9.605=0.132高温空预器：1.268/9.834=0.130低温省煤器：1.268/10.062=0.126低温空预器：1.268/10.291=0.1236. 水蒸气容积份额：= 2h o2h o2/h oyvv炉膛屏凝渣管：1.259/9.214=0.137高温过热器：1.260/9.295=0.136低温过热器：1.263/9.459=0.134高温省煤器：1.265/9.605=0.132高温空预器：1.269/9.8

53、34=0.129低温省煤器：1.272/10.062=0.126低温空预器：1.276/10.291=0.1247. 三原子气体和水蒸气容积总份额：=22roh o炉膛屏凝渣管：0.138+0.137=0.275高温过热器：0.136+0.136=0.272低温过热器：0.134+0.134=0.268高温省煤器：0.132+0.132=0.264高温空预器：0.130+0.129=0.259低温省煤器：0.126+0.126=0.252低温空预器：0.123+0.124=0.2478. 容积飞灰浓度：=vv10/arfhyav炉膛屏凝渣管 ：10 16.6 0.95/9.214=17.115

54、高温过热器 ：10 16.6 0.95/9.295=16.966低温过热器 ：10 16.6 0.95/9.459=16.672高温省煤器 ：10 16.6 0.95/9.605=16.419高温空预器 ：10 16.6 0.95/9.834=16.036低温省煤器 ：10 16.6 0.95/10.062=15.673低温空预器：10 16.6 0.95/10.291=15.3249. 烟气质量：=mm01/1001.306arpjav炉膛屏凝渣管：1-16.6/100+1.306 1.25 6.427=11.326高温过热器：1-16.6/100+1.306 1.2625 6.427=11

55、.431低温过热器：1-16.6/100+1.306 1.2875 6.427=11.641高温省煤器：1-16.6/100+1.306 1.31 6.427=11.830高温空预器：1-16.6/100+1.306 1.345 6.427=12.123低温省煤器：1-16.6/100+1.306 1.38 6.427=12.417低温空预器：1-16.6/100+1.306 1.415 6.427=12.71110. 质量飞灰浓度：=100fharyma炉膛屏凝渣管： 0.95 16.6/（100 11.326）=0.0139高温过热器：0.95 16.6/（100 11.431）=0.01

56、38低温过热器：0.95 16.6/（100 11.641）=0.0135高温省煤器：0.95 16.6/（100 11.830）=0.0133高温空预器：0.95 16.6/（100 12.123）=0.0130低温省煤器：0.95 16.6/（100 12.417）=0.0127低温空预器：0.95 16.6/（100 12.711）=0.0124其结果列表为 3-14。表 3-14 京西无烟煤烟气特性名称符号单位炉膛屏凝渣管高温级过热器低温级过热器高温级省煤器高温级空预器低温级省煤器低温级空预器烟道出口过量空气系数-1.251.2751.31.321.371.391.44烟道平均过量空气

57、系数pj-1.251.26251.28751.311.3451.381.415过量空气量v3/mkg1.6071.6871.8481.9922.2172.4422.667干烟气容积gyv3/mkg7.9558.0358.1968.3408.5658.7909.015水蒸气容积2h ov3/mkg1.2591.2601.2631.2651.2691.2721.276烟气总容积yv3/mkg9.2149.2959.4599.6059.83410.06210.291ro2容积份额2ro-0.1380.1360.1340.1320.1300.1260.123水蒸气容积份额2h o-0.1370.136

58、0.1340.1320.1290.1260.124三原子气体和水蒸气容积总 份 额-0.2750.2720.2680.2640.2590.2520.247容积飞灰浓度v3/g m17.11516.96616.67216.41916.03615.673153.24烟气质量m/kg kg11.32611.43111.64111.83012.12312.41712.711质量飞灰浓度/kg kg0.01390.01380.01350.01330.01300.01270.01243.5.4 烟气焓和空气焓的计算要进行锅炉受热面的传热计算，必须知道如何计算空气和烟气的焓。在这里空气和烟气的焓指在定压条件

59、下，将 1kg 燃料所需的空气量或所产生的烟气量从加热到(空气)或（烟气）时所需的热量，单位为 kj/kg。0t（1）空气焓据理想气体焓的计算方法，理论空气量的焓为：0kh= 0kh okokvcthkj/kg以 1000c 为基准计算理论空气焓：= 6.427132.43=851 okokvcthkj/kg实际空气焓的计算式为：kh = kh0kh0( )kvctkj/kg式中-1m3标准状态下干空气连同其携带的水蒸气在温度 t时的 kct焓（见锅炉课程设计书表 2-2）（2）烟气焓理论烟气焓是多种成分的混合气体。由工程热力学可知，其焓等于各组成成分焓的总和，所以理论烟气焓的计算公式0yh

60、kj/kg222222000()()()yroronnh oh ohvcvcvc式中、理论烟气中各成分在温度时的焓值（见锅2()roc2()nc2()h oc炉课程设计书表 2-2） 由于vco2vso2,且两者的比热容接近，故取=。2()roc2()coc以 1000c 为基准计算理论烟气焓：=1.268 170.03+5.08 129.58+1.2222222000()()()yroronnh oh ohvcvcvc33 150.52=1059 kj/kg实际烟气焓等于理论烟气焓，过量空气焓和烟气飞灰焓yh0yh0(1)kh之和，即fhh=+ kj/kgyh0yh0(1)khfhh其中灰飞