煤粉炉设计毕业设计

1、J I A N G S U U N I V E R S I T Y热动专业毕业设计煤粉炉设计所属学院：能动学院学生班级：热能 0901 班姓名姓名：郭楠姓名学号：3090202024指导老师：张敏摘要 ：工业锅炉作为国内主要的热能动力设备， 一直是研究的重点。 对于容量超 过35t/h的锅炉，人们常常采用煤粉炉。煤粉炉的设计自然是最重要的。130t/h煤粉炉的设计对此有一定的意义。 在设计过程中， 先对煤粉炉进行了调研， 翻阅 了一些国外资料， 对锅炉进行结构设计， 热力计算和校核计算等。 在计算过程中， 首先大致上确定锅炉的大体结构， 再进行辅助计算， 得到烟气焓温表， 然后进行 炉膛结构设

2、计，热力计算，再对水冷壁排渣管进行结构设计，热力计算，对过热 器进行结构设计， 热力计算， 再对省煤器空气预热器进行设计， 最后进行校核计 算，最终得到了一套设计方案。 煤粉炉作为重要的热能动力设备， 在工业生产中 应用甚广，应更加关注它的优化。关键词： 煤粉炉；热力计算；结构设计Abstract: As a major thermal power equipment, industrial boiler has been the focus ofthe study. For the capacity of boiler more than 35t/h, people often use pu

3、lverized coal.The design of pulverized coal is naturally the most important thing. The design of 130t/hpulverized coal is significant to it. During the design process, firstly some research weredone to pulverized coal, secondly I read some books from abroad, at last I did thestructural design , ther

4、mal calculation and calculation check of pulverized coal. Duringthe calculation process, firstly I determined the general structure of boiler. Secondly I didsupporting calculations to receive the temperature of the flue gas enthalpy table. ThirdlyI did structural design, thermal calculation of furna

5、ce. Fourthly I did structural design,thermal calculation of the water wall and the sullage pipe. Fifthly I did structural design,thermal calculation of superheater. Sixthly I did structural design, thermal calculation ofeconomizer and air preheater. Then I did the checking calculation, Finally I got

6、 a setdesign. As an important thermal power equipment, Pulverized coal is widely used inindustry. We should pay more attention to its optimization.Keywords: pulverized coal; thermodynamic calculation; structural design目录第一章绪论 .11-1锅炉重要性 .11-2锅炉型式简介 .11-3煤粉炉简介 .1第二章 辅助计算 .22.1燃烧产物计算 .32.2烟气特性计算 .4第三章

7、 燃烧室设计及传热计算 .113.1炉膛结构设计 .113.2煤粉燃烧器的型式及布置 .143.3燃烧器水冷壁布置 .173.4燃烧室传热计算 .19第四章 凝渣管设计及传热计算 .234.1凝渣管结构特性计算 .234.2凝渣管传热计算 .24第五章 过热器设计及传热计算 .27第二级（高温）过热器结构设计 .27第二级（高温）过热器传热计算 .30第一级（低温）过热器结构设计 .35第一级（低温）过热器传热计算 .37第六章 上级省煤器和空气预热器设计及传热计算 .413d32c-Numbered_07119270-5efc-4c44-870e-e53f20424659-N上级省煤器结构设

8、计413d32c-Numbered_07119270-5efc-4c44-870e-e53f20424659-N上级省煤器传热计算433d32c-Numbered_07119270-5efc-4c44-870e-e53f20424659-N上级空气预热器结构设计 .453d32c-Numbered_07119270-5efc-4c44-870e-e53f20424659-N上级空气预热器传热计算 .46第七章 下级省煤器和空气预热器设计及传热计算 .497.1下级省煤器结构设计 .49 .下级省煤器传热计算50 .下级空气预热器结构设计53 .下级空气预热器传热计算55第八章空气动力计算 .5

9、9附录 .66结语 .70参考文献 .71致谢 .721第一章绪论1-1锅炉重要性锅炉是国民经济中重要的供应蒸汽的设备。 电力，机械，冶金，化工，纺织， 造纸，食品等工业都需要大量蒸汽。 但各种工业规模不同， 因此所需要供应蒸汽 的锅炉的容量，蒸汽参数，结构，性能也不相同。现代电力工业是规模巨大， 发展迅速的先行工业。 电站锅炉一般容量巨大，蒸汽参数(压力，温度)高，要求性能好，是火力发电站中的主要设备之一。我国 已能设计，制造，运行容量巨大的，每小时蒸发量达到2000t/h的，发电量达600MWe的巨型电站锅炉。除电力工业外， 化工，纺织等工业规模也比较大， 有既供电又供热的自备电 厂，也称

10、为电热联产电站。小型工业锅炉所需的锅炉容量较小， 参数较低， 这种锅炉称为工业锅炉。 由 于容量较小，工业锅炉在结构上，燃烧方法上与电站锅炉相差很多。1-2锅炉型式简介现代锅炉的形式很多， 不论是从蒸发受热面中工质流动的方式， 或是从燃烧 方式来分，都可以分成不同的类型。从蒸发受热面中水的流动方式来说， 除了自然循环外， 一种是在下降管上装 设循环泵，用泵的压头来使蒸发受热面中的水循环， 称为强制循环。 采用这种循 环方式的锅炉称为强制循环锅炉。有的锅炉没有锅筒， 给水从省煤器进入锅炉， 流经蒸发受热面， 再经过过热 器后流出， 成为所要求的压力和温度的蒸汽。 这种没有水循环的锅炉称为直流锅

11、炉。锅炉所用燃烧方式也因燃料不同， 锅炉容量不同而有差异。 怼气体及液体燃 料来说，都采用悬浮燃烧，也称室燃。对固体燃料煤而言，在锅炉容量小时，多 采用层燃， 就是将煤块放在炉排上成层的燃烧， 在锅炉容量大时， 多把煤磨成煤 粉悬浮燃烧， 这样的锅炉称为煤粉炉。 近年来流化床燃烧技术发展很快， 已开始 在电站锅炉中采用。1-3煤粉炉简介煤粉炉是燃煤电站锅炉最常采用的燃烧方式。 根据排渣方式， 它又可以分固 体及液态排渣两种， 其中以固体排渣通用最广， 只有在煤的灰熔点过低时才采用 液态排渣。一般在锅炉容量高于10kg/s( 35t/h)时才采用煤粉炉。世界上最大的煤粉炉 发电容量大1300MW

12、e。我国制造的煤粉炉已达600MWe。不过煤粉炉也能用于 小型锅炉，我国也有多年运行7kg/s（25t/h）及更小的煤粉炉的经验，与链条炉 相比，小型煤粉炉的缺点是能耗高，养护困难。液体排渣煤粉炉因能烧灰熔点低，挥发分含量低的煤而得到较高的燃烧效2率，而且所排液态渣在水淬后能用做建筑材料。其主要缺点是在运行中它对煤的 灰熔点及高温下灰的黏度比较敏感， 有时排渣困难。此外，在运行不当时会有析 铁，火侧腐蚀等事故发生；由于燃烧温度高，有时生成的氧化氮较多，污染环境, 因此近年来采用者逐渐减少。第二章辅助计算设计任务1）锅炉额定蒸汽量：36.1kg/s（130t/h）2）蒸汽参数：汽包内蒸汽压力：4

13、.3MPa。过热器出口汽压力：3.9MPa。过热器出口蒸汽温度：450C。3）给水温度：170C。4）给水压力：4.9MPa。5）排污率：3w=2%。6）排烟温度：npy=140C。7）预热空气温度：tk=370C。8）冷空气温度：tlk=30C。9）空气中含水蒸汽量：d=10g/kg燃料特性燃料名称：焦作无烟煤煤的收到基成分：碳Car=66.1%。氢Har=2.2%。氧Oar=2.0%。氮Nar=1.0%。硫Sar=0.4%o灰分Aar=21.3%。水分Mar=7.0%o煤的干燥无灰基挥发分Vdaf=7.0%，灰熔点特性：DT=1310C；ST=1370C；FT=1420C；煤的可磨度：Kk

14、m= 1.2。煤的收到基低位发热量：Qar, net,p=22880kJ/kg。采用单锅筒U型布置，上升烟道为燃烧室及凝渣管。水平烟道布置两级悬挂 对流过热器，垂直下行烟道布置两级省煤器及两级管式空气预热器。整个炉膛全部布满水冷壁，炉膛出口凝渣管簇由锅炉后墙水冷壁延伸而成， 在炉膛出3口出采用由后墙水冷壁延伸构成的折焰角，以使烟气更好的充满炉膛， 采用光管水冷壁。对流过热器分两级布置，由悬挂式蛇形管束组成，在两级之间有锅炉自制冷 凝水喷水减温装置，由进入锅炉的给水来冷却饱和蒸汽制成凝结水， 回收凝结放 热量后再进入省煤器。省煤器和空气预热器采用两级配合布置，以节省受热面，减少钢材消耗量。 锅炉

15、采用四根集中下降管，分别供水给12组水冷壁系统。燃烧方式采用四角布置的直流燃烧器。根据煤的特性选用钢球滚筒式磨煤机储仓式制粉系统。2.1燃烧产物计算煤完全燃烧（产-1）时理论空气量及燃烧产物容积计算（以1kg燃料为基 准）Car66.1Har2.2Oar：2.0Nar1.0Sar0.4Aar21.3Mar7Qar，net，p22880理论空气容积Vk0= 0.0889 Car0.375Sar0.265H帘- 0.0333Oar=0.0889(66.1+0.3750.4)+0.265X2.2-0.0333X2.03=6.4m/kg三原子气体容积VRQ=0.01866(Car0.375Sar)=0

16、.01866(66.1+0.375X0.4)=1.236225 m3/kg理论氮气容积V(2 =0.008Nar0.79Vk0=0.008X1.0+0.79X6.43=5.064 m/kg理论水蒸气容积V：2O=0.111Har+0.0124Mar+0.01617：=0.111X2.2+0.0124X7+0.0161X6.43=0.43404 m/kg理论烟气容积Vy0=VRO2VN0, V102O=1.236225+5.064+0.434044原理及计算可得：fh=0.95）2.2烟气特性计算烟道各处过量空气系数，各受热面漏风系数符号Vk0VRO2V0vN2VH02OV0vyGfh大小6.4

17、m3/kg1.236225nVkg5.064nVkg0.43404nVkg6.734265nn/kg0.20235kg/kg漏风系数.（查锅炉原理及计算可得）炉膛及凝渣管第二级过热器第一级 过热器上级省煤器上级空 气预热 器下级省煤器下级空 气预热 器漏风系 数Aa0.10.0150.0150.020.030.020.03出口处过量空气系数=：*：即入口过量空气系数及漏风系数之和炉膛及凝渣管=1.25（查表得）第二级过热器=1.25+0.015=1.265第一级过热器u 心=1.265+0.015=1.28上级省煤器=1.28+0.02=1.3上级空气预热器：=1.3+0.03=1.33下级省

18、煤器=1.33+0.02=1.35下级空气预热器=1.35+0.03=1.38=6.734265 m3/kg烟气中飞灰质量浓度 GfhAar100=0.95x2L3100=0.20235kg/kg(:-fh代表飞灰中纯灰份额，查锅炉煤的折算灰分Azh=10000Aarar ,net,p=10000=9.30944g/MJ21.3228805平均过量空气系数炉膛及凝渣管：功=0.5=0.5(1.25+1.25)=1.25第二级过热器：pj=0.5:=0.5(1.25+1.265)=1.2575第一级过热器：pj=0.5: =0.5(1.265+1.28)=1.2725上级省煤器：pj=0.5=0

19、.5(1.28+1.3)=1.29上级空气预热器pj=0.5=0.5(1.3+1.33)=1.315下级省煤器功=0.5=0.5(1.33+1.35)=1.34下级空气预热器：pj=0.5=0.5(1.35+1.38)=1.365水蒸气容积VH2O=VH2O0.0161Qpj-1)Vk0炉膛及凝渣管VH2。=0.43404+0.0161(1.25-1)6.4=0.4598第二级过热器VH2。=0.43404+0.0161(1.2575-1)6.4=0.4606第一级过热器VH2O=0.43404+0.0161(1.2725-1)6.4=0.4621上级省煤器VH2。=0.43404+0.016

20、1(1.29-1)6.4=0.4639上级空气预热器V =0.43404+0.0161(1.315-1)6.4=0.4665下级省煤器VH2。=0.43404+0.0161(1.34-1)6.4=0.4691下级空气预热器VH2=0.43404+0.0161(1.365-1)6.4=0.4716烟气总容积Vy=Vy01.0161Gpj-1)Vk炉膛及凝渣管Vy=6.734265+1.0161(1.25-1)6.4=8.36第二级过热器Vy=6.734265+1.0161(1.2575-1)6.4=8.409第一级过热器Vy=6.734265+1.0161(1.2725-1)6.4=8.506上

21、级省煤器Vy=6.734265+1.0161(1.29-1)6.4=8.626上级空气预热器Vy=6.734265+1.0161(1.315-1)6.4=8.78277下级省煤器Vy=6.734265+1.0161(1.34-1)6.4=8.945下级空气预热器Vy=6.734265+1.0161(1.365-16.4=9.108水蒸气容积份额rH2。VH2O可炉膛及凝渣管rH2O= 0.055第二级过热器H2O= 0.0548第一级过热器rH2O= 0.0543上级省煤器战。= 0.0538上级空气预热器rH2o=0.0531下级省煤器02。-0.0524下级空气预热器H2O=.05178三

22、原子气体容积份额rR。VRO2Vy炉膛及凝渣管VRO2RO2Vy=0.1479第二级过热器rRO2VRO2=0.147第一级过热器rRO2VRO20.1453Vy上级省煤器RO:=0.1434上级空气预热器盹号=0.1408VyRO2下级省煤器8。2沁=0.1382Vy下级空气预热器8。2二沁=0.1357Vy8二原子气体总容积份额r刀=rH 2O- rRO2炉膛及凝渣管r刀二丸。go?=0.2029第二级过热器r刀=rH2OrRO2=0.2018第一级过热器r刀=也。rRo=0.1996上级省煤器r刀=rH2o飞。2=0.1972上级空气预热器r沪仏。盹=0.1939下级省煤器r刀=rH2o

23、rRo2=0.1906下级空气预热器r沪也0RO2=0.18748烟气质量 Gye 1.3。6E炉膛及凝渣管 Gy=1 -仏 1.306pjVk0=11.235100第二级过热器 Gy=1 -仏 1.306pjVk0=11.298100第一级过热器 Gy十侖J306W23上级省煤器Gy十盖gW69上级空气预热器 Gy十鳥 倔6Zj.778下级省煤器 Gy=1 -仏 1.306pjVk0=11.987100下级空气预热器 Gy =1-厶 1.306pjVk0=12.196100A a水飞灰浓度=二100GyA a.炉膛及凝渣管ar-=0.0180lOOGyA第二级过热器.h =fh=0.0179

24、100GyAarafh9第一级过热器ifh=0.0177 lOOGy上级省煤器fh=勺巴=0.01749100GyAarfh上级空气预热器Jfh -=0.01718100GyAar fh下级省煤器Jfh- =0.01688100GyAarafh下级空气预热器fh二=0.01659100Gy空气预热器出口热空气过量空气系数Bky =%-g-Sf=1.25-0.1-0.1=1.05锅炉热平衡及燃料消耗量排烟过量空气系数apy锅炉蒸发量D排污率Ppw煤的收到基低位 发热量：Qar,net, p1.3836.11kg/s2%22880kJ/kg排烟温度Gpy=140C冷空气温度tlk=30C空气预热器

25、出口空气温度trk=370C焓值1767.50kJ/kg279.52kJ/kg3200.248kJ/kg因为燃料灰分Aar=21.3vP=54.6，所以灰渣物理热损失qhz不必计算418.7排烟损失计算排烟损失qpy = I py -：Pyhk舟如Qar, net,p104Bj=4.6153 汉 1 -i=4.4307kg/sjJ 100 丿Qky=1.053200.248 - 279.52=3066.76kJ/kgar, net,p100 3066.76qpy=(1767.50-1.38X279.52)100422880=5.798 % ( qgt代表固体未完全燃烧损失，查锅炉原理及计算可得

26、qgt-4)锅炉效率gl=100-qgt -qqt -qiq -qhzqpy=100-4-0.66-5.798=89.542(qqt代表气体未完全燃烧损失，查锅炉原理及计算可得qqt=0，qlq代表锅炉外部冷却损失，查锅炉原理及计算可得qlq=0.66)锅炉总吸热量Qgl =Digr -igsppwD ibh -igs-36.113332.4-721.652 36.111108.5-721.65二 94554kw(i；r代表过热蒸汽出口焓，ibh代表饱和水焓,igs代表给 水焓，查 水蒸气 表可得i；r=3332.4kJ/kg，咕=1108.5kJ/kg，igs=721.65kJ/kg)燃料消

27、耗量100QglglQar ,net,p100 9455489.542 22880= 4.6153kg/s计算燃料消耗量Bj空气预热器吸热量空气预热器吸热量与燃料热量的百分比qky100QkyBqgt100J112288012保热系数=13.40gl- qiq89.542-89.5420.66=0.992713第三章燃烧室设计及传热计算3.1炉膛结构设计=41.89可得qF=2420kw/m2)炉膛宽度a = F0.5=6.472m第一根凝渣管高设定厲1=4.2m折焰角前端到第一排凝渣管斜管段长设定 J 二0.734m折焰角宽度设定lzy=1.9m折焰角上倾角度设定s= 45折焰角下倾角度设定

28、x=30顶棚宽度ldp= a TzyTxcosx=6.472-1.9-0.734cos30=3.936m凝渣管与炉墙距离lnz二a - Idp=6.472-3.936计算燃料消耗量Bj煤的收到基低位发热量：Qar,net,p4.4307kg/s22880kJ/kg炉膛宽度及深度因采用角置直流燃烧器，炉膛采用正方形截面。炉膛截面积ar, net,pqp卜二Bj= 4.4307228802420顶棚倾角设定d=814=2.536m15=4.2+3.936ta n8 =4.753m折焰角高度hzy=lzytanx=1.9ta n30=1.097m折焰角高度h；y=lnztanx=2.536ta n3

29、0=1.464m冷灰斗倾角 设定hd=55冷灰斗中部宽度岁=6.472 +1.0622=3.767m冷灰斗高度hhd=皿严6.472 -1.062 tan552=3.863m=38632si n55=2.358m炉膛容积热负荷设定qV= 175kJ /m3炉膛容积y = BjQar,net,pqv=579.28m3侧墙面积Fc= a顶棚高度hdp = hniIdptand冷灰斗底口宽度设定Ihd= 1.062m冷灰斗斜边长度的一半lhx2sinhd16=13.714mZQ7 G 7 十.祝十“358+丁F472l _l 出口窗面积Fch= m +nz:aI cosx丿4.2 +2.536T.9

30、 6.472、cos 30 .丿炉膛中部高度579.28-6.472=89.506mhizFhn1 hdp1dp1dpa hzya ldzhhdFc 1224a89.506 -42人753 39363.936 6.472 1.4646.472 3.767 3.8632-46.472=8.402m出口窗中心到灰斗中心高_ hnilxsinx-2 hzy hlz24.20.734 sin 3021.097 8.4023.8632顶棚面积Fdldpacosd前墙面积2538晋6.472Fq+ hzy+hz +2后墙面积hx粧17炉膛总面积F1二2FcFqFhFch- Fd=2 89.506 122.

31、06597.19331.935 25.724=455.929 m=4.753+1.464+8.402+1.9315=16.551m炉膛宽度6.472m折焰角高度1.097m第一根凝渣管高4.2m冷灰斗底口宽度1.062m折焰角前端到第 一排凝渣管斜管 段长0.734m冷灰斗倾角55折焰角宽度1.9m冷灰斗中部宽度3.767m折焰角上倾角度45冷灰斗高度3.863m折焰角下倾角度30冷灰斗斜边长度的一半2.358m顶棚倾角8炉膛中部高度8.402m顶棚宽度3.936m出口窗中心到灰 斗中心高13.714m凝渣管与炉墙距 离2.536m炉膛总高16.551m顶棚高度4.753m3.2煤粉燃烧器的型

32、式及布置采用角置直流式煤粉燃烧器，分布于炉膛四角。燃烧器的中心距冷灰斗上沿 为1.73m。每组燃烧器有两个一次风口，两个二次风口和两个废气燃烧器。计算燃煤消耗量4.4307kJ/kg理论空气量6.4Nn1/kg3.936 6.472=25.724mcos82炉膛总高Hi=hdphzyhlzhhd218BjV0燃料收到基低位 发热量Qar,net,p22880kJ/kg炉膛出口过量空气系数 1.25燃料干燥无灰基挥发分Vdaf7%炉膛漏风系数M10.10二次风及送粉热风温度t2 = tky -10=370-10=3601.293 0.25 1.25 6.4得r1=0.25)一次风温t1下的空气比

33、热Ck1=1.323kJ/kgC燃烧器前的一次风温代表一次风温t1下的空气比热，Ck2代表热风比热，查锅炉原理及计算可得Ck1=1.323kJ/kgC,Ck2=1.350 kJ/kgC,C干煤代表煤的干燥基比热，c水煤中 水分比热，查锅炉设计手册得c干煤=1.1kJ/kg,5 =1.5539kJ/kg,- f代表煤中 水分为7%a 代笔三次风率，查得D=0.22，tf代表磨煤废气及煤粉温度，查得tf=150C)燃烧器前一次风温t350C合理。一次风中煤粉浓度1.2931V11.293 门、1V0=0.387kg/kg(A代表一次风率，查表可热风比热ck2=1.350 kJ/kgC一次风温设定t

34、,二350Ct1*100-%100C干煤+C水mf &I壯1 tf100 -mf二1二1VBjck2t2 Ck1t1(Ck119炉膛漏风率=0.08Aa1if =“1二次风率r2=1-1-3-If=1-0.25-0.22-0.08=0.45二次风量V2“(t2foMBj1 +273.丿=36.98m3/s一次风量V1(t11E1V0Bj1273丿=20.22 m3/s/t磨煤废气量Vf1f=3%VQBj1+、 、273丿=12.08 m3/s一次风速餌=22m/ s二次风速2= 50m/s磨煤废气（三次风）风速203二55m/s燃烧器数量Z=4（切向燃烧四角布置）每个燃烧器的标准煤出力

35、BjQar ,net, pBr=36001000Z 29300一次风口面积二次风口面积=3.11t/h=0.230mV2=0.1849 m废气（三次风）喷口面积Vf炉膛宽度=0.055 ma=6.472m21炉膛深度b=6.472m燃烧器间距离b= 6.472 m炉膛高度出=16.551m下二次风口下沿到冷灰斗转角距离=9.15m特性比值a=11 =8（初步选定）br2= =31.75brbr选定为0.28mFR=1.4142 br0.03 hr0.034=4.02m3.3燃烧器水冷壁布置水冷壁采用*60 光管，管节距s=64mm管子悬挂炉墙，管子中心和炉墙距e=0,每面墙宽6472mm侧墙布

36、置102根，前后墙布置100根，凝渣管有 24 3 = 72 根管子，折焰角上有24根管子，另4根管直接与联箱相连。水冷壁规格燃烧器假想切圆直径di=0.809m燃烧器矩形对角线长度21j =_a2ba =i燃烧器喷口宽度br2lj2lj燃烧器喷口高度hr二2.26m燃烧器占有面积22前后侧顶棚出口窗管节距前后侧顶棚d = 60mm、= 3mmd = 60mm、 . = 3mmd = 60mm、 . = 3mms = 64mms = 84.5mm相对值前后侧s-二 1.067d顶棚-=1.408 d管中心与炉墙距离前后侧顶棚e=0 e=30mm相对值前后侧e=0d顶棚-=0.5d角系数前后侧顶

37、棚 出口窗炉墙面积x=0.99 x=0.94x=1前后侧F1= 398.27m2顶棚2F1= 25.724m出口窗2F1= 31.935m水冷壁有效辐射面积前后侧Hs=(F1-FR)X=390.29m2顶棚Hs=24.181 m2出口窗Hs=31.935 m2总水冷壁有效辐射面积H H=446.406m2水冷壁受热面平均热有效性系数屮.仝HFi23(代表灰污系数，查锅炉原理及计算可得二-0.45 )烟气辐射层有效厚度s*%=4.574m3.4燃烧室传热计算热空气温度trk370C冷空气温度tlk30r热空气焓Irk3200.248kJ/kg冷空气焓Ilk279.52kJ/kg空气进入炉膛的热量

38、Qk八kyl;k亠：5 ? fL=3416.16kJ/kg燃料有效放热量Qa二Qarnetp10铝吉 亚，Qkp100-qqt=25380.96kJ/kg理论燃烧温度為二1852.87CTa=2125.87 K炉膛出口烟温假定打=1070CT, = 1343K=0.4406燃烧器中心高度=3.662m燃烧器相对高度=0.2213火焰中心相对高度修正火焰中心相对高度=0.2213二0.5hrH0.5hhdXrh；.：x二0 xh二X；24=1.3439kg/Nm三原子气体分压P =0.1013=43850 讪39吧801343 13 3=1.02(1/mMPa(kJ代表火焰中悬浮的焦烟气平均热容

39、量=14.759kJ/kg得I；=13826.932kJ/kg)C(I；代表炉膛出口烟气焓，查表可容积份额，水蒸气/三原子气体rH2O=烟气密度GyVy=0.0206原子气体辐射减弱系数kqr= 10.2= 10.2八。.杓10.05505壯10.20.0206 4.574.-0.1 1 -0.37 13430.20291 1000丿=0.8177灰粒辐射减弱系数(1/mMPaP打km 43850y2(T1dfhP=1.576焦炭辐射减弱系数(1/mMPakjt= kjg炭颗粒的辐射减弱系数，取值为10.2，洛，X2代表焦炭颗粒在火焰浓度中浓度0.78 “。0 5!U10.2pmS.0.37T

40、；100025影响系数，对于无烟煤X1 =1，对于悬浮燃烧X2=0.1)=0.8177+1.576+1.02火焰辐射减弱系数kkft/fhkjt26查表得I；-13909.71kJ/kg)辐射受热面热负荷=113.024kw/燃烧室辐射吸热量的分配凝渣管直接吸收燃烧室辐射热量 辐射受热面是燃烧室出口窗，凝渣管吸收的热量与凝渣管束的角系数有关,根据凝渣管的横向相对节距S1=4.267，查表得单排管的角系数x=0.32，凝渣管 d现有三排，总角系数为Xnz=1-(1-x：3=0.6856火焰辐射吸收率火焰黑度炉膛黑度火焰中心高度系数炉膛出口烟温.115.67 10=1348.75k=3.4137=

41、0.7944=0.8976=0.4494(1/mMPakps 二 1.582kpsah= 1 -eah*1 :(ah+ 口 一ahypj )0.79440.79441 -0.79440.4406M =0.56-0.5xhT1 丿15.67x10Tal帕jVc丿3计62125.8730.4406 455.929 0.8976 2125.8730.9927 4.4307 14.759q = 1075.75 C06丿0.44941炉内辐射传热量Q1=Qa- I1=11387.51kJ/kg(I;代表炉膛出口烟气焓,m227凝渣管辐射受热面Hnz二XnzFch=21.895m2由于出口窗位于燃烧室上部

42、，热负荷较小，需计算沿高度的热负荷不均匀系数。出口窗中心高度为hck，从冷灰斗中心到炉顶总高度为比，根据 电=0.83和燃Hi烧器中心相对高度Xr=0.2213，查图得hrh=0.7。凝渣管吸收的辐射热量Q；z = hrhqfHnz=1732.26kw高温过热器直接吸收燃烧室的辐射热量Qgr=hrhqf(31.935-21.895)=794.33kw水冷壁平均受热面热负荷=115.64kW/mqs =Q1Bj1390.2924.181-Qnfz- Qgfr28管子规格横向管子节距纵向管子节距横向相对节距第四章凝渣管设计及传热计算4.1凝渣管结构特性计算d 二 60 mm :.二 3mmS2=2

43、50mmSi=4.267纵向相对节距匚2S2=4.167平均每排管子数目第一排凝渣管高度h = 4.2m第三排凝渣管与折焰角距离ET nz- Izy-2S2=0.136m前两排凝渣管间底斜边长S2m1=0.289m第三排凝渣管底斜边长S3m3cosx第二排凝渣管高度第三排凝渣管高度凝渣管出口高度每根管计算长=0.157m=4.309m=4.418m=4.747m第一排h2hahc=hiS2tanx- tan yd=2h2- hi=h,TnzIzytanx0.1829凝渣管受热面积=66.248=8.380计算受热面面积=74.628=1.1685m4.2凝渣管传热计算入口烟温e1075.75C

44、入口烟焓I 13909.71kJ/kg=4.935m第二排I2二h2叶m3S22cosYd=4.881m第三排I3S2=h3m3COSr d=4.828m侧墙水冷壁附加受热面面积Hfj =二dlnz lzyh|十h2 管径60mm第三排凝渣管底 斜边长0.157m纵向管子节距256mm第二排凝渣管高 度4.309m第一排凝渣管高 度4.2m第三排凝渣管高 度4.418m第三排凝渣管与 折焰角距离0.136m凝渣管出口高度4.747m前两排凝渣管间 底斜边长0.289m烟气流通截面=25.01mI2I3m2m2烟气辐射层有效厚度s = 0.9d 4-1Fy =：h20.18 s, tandm m

45、3a - nd30出口烟温假定二=1012C烟气热平衡放热量Qy = T -I=911.02kJ/kgl =12991.99kJ/kg)平均烟温=1043.875BjVy代+273 Fy4.4307 汉 8.36 “043.875 + 273、I273=7.144m/s烟气重度yGy飞灰浓度?y1.3439kg/Nm3Ufh-0.0180烟气对流放热系数:d= 45.07W/m2C三原子气体辐射减弱系数P.78+1.6rkq=10.2一兀乔0.5H2O0.37T JV 1000= 1021S5J_-0110.2 0.0206 1.16850.51-.37 13168750.20291000=1

46、.753(1/mMPa飞灰辐射减弱系数P癘kffh=43850Tdfh ?-438501.3439 0.018021316.875 13 3烟气辐射吸收力=1.597(1/mMPakps二kqR kffhps(l代表出口烟焓烟气流速25.0131烟气黑度管壁灰污层温度=0.397=0.328=334.7t =254.7C)烟气辐射放热系数=0.461=68.071W/烟气总放热系数=113.14 W/传热系数=67.885 W/炉原理及计算得.=0.6 )平均温压=789.175传热量误差(1.753+1.597) X0.1013 X 1.1685kpsa = 1 _e代表管内工质温度，查表可

47、得Ty：t=902.35kJ/kg=0.95tb2732731 +ab八021-T3ayTy1 -4TbJy丿TbnTCnTCnc(-：代表热有效性系数，查锅Hj1000Bj 100Qy32第五章过热器设计及传热计算5.1第二级（高温）过热器结构设计管子规格d =42mm :.二 3.5mm折焰角前端距顶棚高度人闪=4.747m错列管束横向节距Sc = 2si顺=222mm纵向节距 设定s2c二150mm=5.286=3.571横向管排数z1c=a_2边距.0.5边距=115S1c=29纵向管排数z2c= 4前排管截面高度qj = -1cqtg前排管距折焰角前端距离自选二580mm前排管高度=

48、4167mmhr=lcqj-160 -Z2c- 1氐 5S2s大s=3477mm后排管高度2 乂60 hccoss平均管长=3307.29mmlc横向相对节距Sicd纵向相对节距S2c33=3392.148mmHc =dzicZ2clc=51.92m2设定兀=111mm设定s2s大=160mm设定s2s小= 60mm平均=110mm横向相对节距s1sd=2.643纵向相对节距二2s=s2sd=2.619横向管排数s =57总想管排数順列管后距悬吊管宽度Ish = I zy- Icq -Z?c一1 S?c=210mm每排管高度倾斜管段长=3.227mhsh=lcqj_160-z2c1 s2Z2s

49、s2s均ttans平均管长lsh hshlqx=4.1698m受热面Hsh =dZ1sZ2slsh=188.166m错列顺列受热面H二HHsh=240.086m2Iqx= 0.9428m加权平均横向节距s1cHcs1sHshHcHsh受热面顺列管束横向节距纵向节距Z2ss2s均34=135.004mm=118.650mm横向相对节距二Sd=3.214加权平均纵向节距S2S2cHcS2s均Hsh=HcHsh纵向相对节距S2d=2.825辐射层有效厚度=0.399m蒸汽流通截面=0.108错列区烟气流通截面f =0.25：d；nm2Fc=0.5a2lcqj -Z2c-1 S2ctans】-0.5订

50、h=21.381m2順列区烟气流通截面Fsh=alcqj-Z2c-1 s2c2s2s大1后2$小tans- Z1sdlsh=11.420 m2平均烟气流通截面=12.699两侧水冷壁附加受热面=21.248折焰角附加受热面Fy1H64lz/d1hc凝渣0.5lzytgsm2折焰角斜向长度设定lZy =1.787m折焰角处水管根数=24受热面积H2=0.5二djnzylzys二HcHshHcHshm235=7.827m辐射空间1kj二凝渣管S3Icq=0.716m管簇深度Igz二Z2C- 1 S2C- Z2sS2s均=1.11m最后排高度2.897m悬吊管处高度2.847m管子外径42mm纵向节

51、距160mm折焰角前端距顶 棚高度4.747m纵向节距60mm纵向节距150mm順列管后距悬吊 管宽度210mm前排管截面高度4167mm每排管高度3.227m前排管高度3477mm管簇深度1.11m后排管高度3307mm5.2第二级（高温）过热器传热计算凝渣管横向相对 节距生=4.267d辐射受热面热负 荷qf=113.024出口窗面积Fck= 31.935 im2入口烟温日=1012 C出口窗中心高度hck= 13.714m入口烟焓1 =12991.99kJ/kg冷灰斗中心到炉 顶距离H 16.551m蒸汽出口温度t =450C燃烧器中心相对 高度xr=0.2213蒸汽出口焓i =3332

52、.4kJ/kg凝渣管总角系数Xnz= 1 - 1 - x3二0.686（x代表单排管角系数,查锅炉原理及计算可得 0.32）凝渣管辐射受热面Hnz二XnzFck=21.907m顶棚管附加受热面=3.868m2H3= 0.5 .dgr 1ndp1zy36Hi829=10486.3kJ/kg平均烟温=918.39C出口窗相对高度直接吸收炉膛辐射热Fck -HnzBj=179.065kJ/kg(代表炉膛高度热负荷不均匀系数，查锅炉原理及计算可得；=0.7)nI蒸汽吸热量Qq二D !-qBj=2265.22kJ/kg(i代表蒸汽入口焓，查表可得i=3054.38kJ/kg)附加受热面吸热量假定顶棚10

53、0,水冷壁305Q1 3= 405kJ / kg烟气放热量Qy = Qq- QgrQ1 3=2491.16kJ/kg烟气出口焓III = IQy-Ilk= 12991.99 -2491.160.99270.015 254.265烟气密度GyVy烟气流速=1.344kg/m二273273Fy= 4.4307 8.409918.39 273273 12.699= BjVy37=12.85m/s38烟气平均对流放热系数，dcHcdshHshH83.418 51.9275.867 188.166-240.086=77.50W/m2CC-dc代表错列区烟气对流放热系数，查锅炉原理及计算可得:dc= 83

54、.418W /m2C,dsh代表順列区烟气对流放热系数，查锅炉原理及计算可得：dsh=75.867W/m2C)蒸汽平均温度=395蒸汽流速Duq - f=24.3m/s(:代表蒸汽比容，查表得=0.0727m3/kg)三 原 子 气 体 辐 射；0.78+1.602。T 1kqr 工= 10.2 - 0.1 .卩一 0.37 迂心(10.2p 秀0.511000艺= 102；0+10.054805(10.2x0.0204x0.399).Tdfh1191.39 133减 弱 系 数0.2018=3.34(1/mMpa飞灰辐射减弱系数Pythkffh=43850；二438501.344 0.017

55、9239=1.69烟气辐射吸收力=0.2034烟气黑度(1/mMpa kpsEkqWkfjfpsa =1 e-kps灰污系数=0.184错列管；c二；oCsfCd F；401000 x4.4307 x 2139.50 汇 0.0047 +- i= 395+1 f * f=138.28W/m2C传热系数2 F2% +冬=74.97W/mcc 2代表蒸汽放热系数，查锅炉原理及计算可得：2=1296Wm2/C,=0.6代表传热有效性系数，查锅炉原理及计算可得-：=0.6 )平均灰污系数管壁灰污层温度=0.00711顺列管=0.0047心=0.0043 H；电 Hh；c；sh240.086=51.92

56、_188.166- +-0.007110.0043=611.04修正后辐射放热系数af=af1+0.40.25T 1000lgz0.07= 43.24 一+0 恥1195.915- I10000.250.07:0.716、l - I1.11 !=60.781W/1000BjQq41=527.181平均温压-Atnrt理及计算可得匚=0.98)Q二K tH1000Bj74.97 516.64 240.0861000 4.4307=2098.80kJ/kg水冷壁附加受热面传热量水冷壁附加受热面出H2=25.116 m2平均温压纯逆流温压tni.vtd .vtxIn562 -493.83广 562、

57、(493.83 丿In=516.64t代表修正系数，查锅炉原平均温压传热系数传热量=667.915K =74.97W/m2QjH1H21000Bj74.97 667.915 25.1161000 4.4307=283.85kJ/kg顶棚附加受热面传热量平均温压二 666.915C传热系数K =74.97W/m2传热量K tH31000Bj传热量=6842=2810.38kJ/kg顶棚受热面出口蒸汽温度td二257.4C5.3第一级（低温）过热器结构设计管子规格横向管子节距d =38mm 、= 3.5mmq = 90.5mm纵向管子节距s2二78mm横向相对节距1亡=2.3816纵向相对节距-S

58、T=2.0526横向管排数乙/-2边距_1S1=88.324kJ/kg总传热量=2470.97 W/误差=0.81%主过热器热量误差=0.95%汽包出口蒸汽焓74.97 666.915 7.827-1000 x4.4307Q二Q Q1Q3 100Qy _QQy_喷水减温装置水流量顶棚受热面出口蒸汽焓nTC：e =100QyQ Q1Q3Qy -Q1 -Q3ir=2798.9kJ/kgD =2kg/ sidQ3BjD-D43纵向管排数z2=24管排至悬吊管距离烟道高度每排管子高度=2.2m每根管子平均长度=28.994m顶棚管子长度=2.484m受热面=490.9辐射层有效厚度=0.1787m蒸汽

59、流通截面=0.103烟气流通截面lq= 690mmh =2.600mhg二h-上下总空隙l = 0.5z2hg0.4 2 s2z2-11d =Z2_ 1S21qH二2z：dl zdldm2C4彳、s = 0.9dCFS1肛)mFy二ah - hg2d dz=10.946m2辐射空间lkj =lshlq=0.9m管簇深度Igz二Z2-1 S2=1.794m下底宽度ld=lgzlq管子外径38mm每排管子高度2.2m管排至悬吊管距 离690mm管簇深度1.794m烟道高度2.6m=2.484m44入口烟温J =824.78C减温水量D =2kg /s入口烟焓=10486.38kJ/kg减温水焓ib

60、h=1108.5kJ/kg蒸汽入口温度t =257.4C高温过热器入口蒸汽焓五=3054.38kJ / kg蒸汽入口焓i=2809.8kJ/kg烟气出口温度e = 615.56C5.4第一级（低温）过热器传热计算低温过热器出口蒸汽焓=3168.51kJ/kg低温过热器出口蒸汽温度t二 380.98C蒸汽吸热量D -：D i Bj36.1 -2 3168.51 - 2809.84.4307烟气出口焓平均烟温=2760.74kJ/kg=7705.71kJ/kgQq1=1Ilk=720.17代表烟气出口温度，查烟焓表可得 丁 =615.56C）烟气密度GyVy烟气流速=1.343kg/Nm= BjVy二27