200th高压煤粉锅炉热力计算doc文档格式.docx

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（2）水系统的流程

给水——主省煤器进口联箱——主省煤器管束——主省煤器出口集箱——前、后隔墙省煤器进口集箱及管束——隔墙省煤器出口集箱——旁路省煤器进口集箱——旁路省煤器及斜烟道包覆管束——旁路省煤器出口集箱——后墙引出管——汽包——下降管——水冷壁下联箱——水冷壁——上联箱——汽包。

第4章燃烧产物和锅炉热平衡计算

4.1燃烧产物计算

燃烧产物计算公式略，只给出如下计算结果。

（1）理论烟气量及理论烟气容积

理论烟气量V0=

6.2370Nm3/kg；

理论氮气容积V0N2=

=4.9362Nm3/kg；

三原子气体RO2的容积VRO2=

=1.1369Nm3/kg；

理论水蒸气容积V0H2O=

=0.6199Nm3/kg；

理论烟气容积V0Y=VRO2+V0N2+V0H2O=6.6957Nm3/kg

（2）空气平衡表及烟气特性表

根据该锅炉的燃料属优质燃料，可选取炉膛出口过量空气系数α´

´

=1.15，选取各受热面烟道的漏风系数，然后列出空气平衡表，如表4•1.根据上述计算出的数据，又选取炉渣份额后计算得飞灰份额=0.9，计算表4•2列出各项，此表为烟气特性表。

（3）烟气焓温表

计算表4•3列出的各项，此表为烟气焓温表。

表4•1

炉膛

高温过热器

低温过热器

省煤器

管式空气预热器

进口α´

1.15

1.18

1.21

1.23

漏风Δα

0.1

0.03

0.02

0.2

出口α´

1.26

表4•2烟气特性表

项目名称

符号

单位

烟道进口过量空气系数

α´

烟道出口过量空气系数

烟道平均过量空气系数

αpj

1.165

1.195

1.22

1.245

过剩空气量

ΔV

Nm³

/kg

0.936

1.029

1.216

1.372

1.528

水蒸气容积

VH2O

0.635

0.636

0.640

0.642

0.645

烟气总容积

Vy

7.646

7.741

7.931

8.090

8.248

RO2气体占烟气容积份额

rRO2

0.149

0.147

0.144

0.141

0.138

水蒸汽占烟气份额

rH2O

0.083

0.082

0.081

0.079

0.078

三原子气体水蒸气总份额

rn

0.232

0.229

0.224

0.220

0.216

烟气质量

Gy

10.170

10.292

10.537

10.740

10.944

飞灰无因次浓度

μn

0.0175

0.0173

0.0169

0.0165

0.0162

表4•3烟气焓温表

I0y=VRO2（cϑ）RO2+V0N2（cϑ）N2+V0H2O（cϑ）H2OIy=I0k+（α-1）V0（cϑ）k

温度

理论烟焓

理论空气焓

炉膛出口α＂=1.15

高过出口α＂=1.18

低过出口α＂=1.21

省煤器出口α＂=1.23

空预出口α＂=1.26

℃

Iº

y

k

Iy

100

929.037

823.289

1101.928

1118.394

1143.092

200

1880.446

1659.053

2228.847

2262.029

2311.800

300

2859.022

2513.527

3386.863

3437.133

3512.539

400

3869.180

3380.476

4579.080

4646.690

4748.104

500

4903.187

4266.136

5671.091

5799.075

5884.398

6012.382

600

5965.357

5176.744

6741.869

6897.171

7052.473

7156.008

7311.311

700

7057.829

6099.826

7972.803

8155.798

8338.793

8460.789

800

8170.111

7041.619

9226.354

9437.602

9648.851

9789.683

900

9301.163

7995.886

10500.545

10740.422

10980.299

1000

10450.884

8950.154

11793.407

12061.912

12330.416

1100

11615.857

9948.080

13108.069

13406.511

1200

12794.563

10933.532

14434.593

14762.599

1300

13992.317

11937.696

15782.971

16141.102

1400

15194.209

12948.097

17136.424

17524.867

1500

16406.417

13964.734

18501.127

18920.069

1600

17632.636

14987.609

19880.778

1700

18862.475

16010.484

21264.047

1800

20100.768

17039.595

22656.707

1900

21340.921

18081.181

24053.099

2000

22589.630

19122.767

25458.045

2100

23849.971

20170.590

26875.559

2200

25102.818

21218.413

28285.580

4.2热平衡及燃料消耗量计算

锅炉热平衡及燃料消耗量计算，如表4•4所示。

表4•4锅炉热平衡及燃料消耗量计算

序号

名称

计算公式及函数来源

数值

1

燃料带入热量

Qr

kJ/kg

≈Qar,net

24300

2

排烟温度

tpy

假定

140

3

排烟焓

hpy

查焓温表

1610.58

4

冷空气温度

tlk

给定

30

5

理论冷空气焓

hº

lk

243.24

6

机械不完全燃烧热损失

q4

%

取用

2.5

7

化学不完全燃烧热损失

q3

8

排烟热损失

q2

5.23

9

散热损失

q5

查表

0.45

10

灰渣物理热损失

q6

忽略

11

保热系数

ϕ

1-q5/100

0.996

12

锅炉总热损失

∑q

q2+q3+q4+q5+q6

8.18

13

锅炉热效率

ηgl

100-∑q

91.82

14

过热蒸汽焓

h´

gr

查表（p=9.9MPa,t=540℃）

3474.1

15

给水焓

hgs

查表（p=11.3MPa,t=215℃）

923.6

16

过热蒸汽流量

Dgr

kg/h

已知

17

饱和水焓

Ｈbh

查表（p=10.3MP）

1420.1

18

锅炉有效利用热

Qyx

kJ/h

Dgr（h″gr-hgs）+Dpw（h″bh-h′gs）

5.63E+08

19

实际燃料消耗量

B

Qgl/（ηglQr）

25246.5

20

计算燃料消耗量

Bj

Bj=B（1-q4/100）

24615.4

第5章炉膛设计和热力计算

5.1炉膛结构设计

炉膛结构设计列表5•1

表5•1炉膛结构设计

名称

计算公式或数据来源

（一）炉膛尺寸确定

炉膛容积热强度

qV

W/m3

按表1—11选取

150×

103

炉膛容积

V1

m3

BQydw/3.6qv

1136.1

炉膛截面热强度

qF

W/m2

按表1---12选取

2.5×

106

炉膛截面积

Al

m2

BQydw/3.6qF

68.17

炉膛截面宽深比

a/b

按a/b=1∽1.2选取

1.1

炉膛宽度

a

m

选取a值使a/b=1—1.2

8.66

炉膛深度

b

A1/a

7.87

冷灰斗倾角

θ

按θ≥50º

选取

50º

冷灰斗出口尺寸

δ

按0.6—1.4选取

1.0

冷灰斗容积

Vdh

按结构尺寸计算

109.5

折烟角长度

lz

按=1/4b选取

1.97

折烟角上倾角

按θ上=20º

--45º

40º

折烟角下倾角

按θ下=20º

--30º

25º

屏管径及壁厚

d×

mm

38×

4.5

屏管内工质质量流速

ρw

kg/（m2s）

950

屏管子总流通面积

A

（D1-Djw）/3600ρw

0.0618

屏每根管子面积

A1

πd2/4

70.7×

10-5

屏总管子数

n

根

A/A1

88

屏横向管距

s1

650

屏片数

z1

21

屏单片管子数

n1

22

屏纵向节距

s2

42

23

屏最小弯曲半径

R

76

24

屏深度

bqp

s2（n1-1）×

2+2R

1155.2

25

屏与前墙之间距离

4544.8

26

炉膛出口烟气流速

wy

m/s

27

炉膛出口烟气温度

θ″l

º

C

按表1--20选取

1250

28

炉膛出口通流面积

Ach

M2

BjVy/（3600wy+*（θl″+273）/273

48.6

29

炉膛出口高度

hch

Ach/a

5.64

屏高度

hqp

按hch选取

5.4

31

水平烟道烟气流速

wsy

32

水平烟道高度

hsy

按BjVy/3600wyaθ″+273/273=6.4选取

3.4

33

折焰角高度

hzy

按hqp-hsy-lz=1.0选取

0.17

34

炉顶容积

Vld

按图1-5中A1和A2计算

264

35

炉膛主体高度

hlt

（Vl-Vld-Vhd）/Al

11.17

（二）水冷壁

前后墙水冷壁回路个数

个

a/2.5（按每个回路加热宽度≤2.5选取

左右侧墙水冷壁回路个数

z2

b/2.5（按每个回路加热宽度≤2.5

管径及壁厚

d*δ

按2--13选取

60×

管子节距

S

按s/d=1.3—1.34选取

80

前后墙管子根数

按a/s+1=122.8选取

110

左右侧墙管子数

n2

按b/s+1=116.1选取

5.2燃烧器的设计

燃烧器结构尺寸计算列于表5•2

表5•2燃烧器结构尺寸计算

名称

一次风速

w1

m/s

按表2-16选取

二次风速

w2

45

一次风率

r1

按表2-15选取

二次风率

r2

70

一次风温

t1

二次风温

t2

trk-10

290

燃烧器数量

Z

四角布置

一次风口面积

0.077

二次风口面积

A2

0.131

燃烧器假想切圆直径

dj

Mm

按表2-17选取

450

燃烧器矩形对角线长度

2lj

11702

特性比值

2lj/br

初步选定

21.18

hr/br

由式（2-7）确定

燃烧器喷口宽度

br

结构设计时定为br=420

430

一次风喷口高度

h1

A1/br

179

二次风喷口高度

h2

A2/br

305

燃烧器高度

hr

按A1、A2、A3的要求，画出燃烧器喷口结构尺寸图（5-3），得hr;

核算hr/br=13.46,接近原选定值，不必重算

1753

最下一排燃烧器的下边距冷灰斗上沿的距离

l

M

按l=（4～6）br选取

2.15

条件火炬长度

lhy

lhy的计算结果符合表2-19的规定，而且上排燃烧器中心线到前屏下边缘高度大于8米，所以炉膛高度设计合理

15.8>

5.3炉膛结构尺寸计算

根据炉膛的结构尺寸，计算炉膛结构尺寸数据，列于表5•3中。

表5•3炉膛结构尺寸

侧墙面积

hch*（b-lz）

24.76

（2b-lz）*lz*tanθ/2

6.33

A3

B*hlt

87.91

A4

（b-δ）

12.62

Ac

A1+A2+A3+A4

131.61

前墙面积

Aq

据图，

193.82

后墙面积

Ah

据图

157.9

炉膛出口烟窗面积

56.5

炉顶包覆面积

Ald

39.7

屏面积

Aqp

87.33

燃烧器面积

Ar

9.6

前后墙侧水冷壁角系数

x

按膜式水冷壁选取

炉顶角系数

xld

查附录三图I（a）4，s/d=45/38=1.184,e=0

0.96

屏角系数

xqp

查图

炉膛出口烟窗处角系数

xch

整个炉膛的平均角系数

（2Acx+Aqx+Ahx+Achxch+Aldxld+Aqpxqp）/（2Ac+AqAh+Ach+Ald+Aqp）

0.998

屏区的侧墙面积

Apq，c

2×

9.55×

2.424

12.48

屏区的炉顶面积

Apq，ld

10×

10.0

屏区的炉墙面积

Apq

Apq，c+Apq，ld

22.48

炉膛自由容积的水冷壁面积

Azy

Aq+Ah+2（Ac-0.5Ar-0.5Apq,c）+ch+（Ald-Apq,ld）

701.54

Vl

Aca

1139.7

屏占据容积

Vp

2.424×

54.02

炉膛的自由容积

Vzy

Vl-Vp

1085.7

屏与炉膛水平分割面积

Af，sh

9.36

屏与炉膛垂直分割面积

Af，ch

97.1

自由容积辐射层有效厚度

Szy

3.6Vzy/Azy

5.57

屏间容积的辐射层厚度

Spq

3.6Vp/（Aqp+Apq+Af，sh+Af，ch）

1.77

炉膛的辐射层有效厚度

5.85

燃烧器中心线的高度

hr

据图1-3

7.0

炉膛高度

Hl

5.076

燃烧器相对高度

hr/Hl

hr/Hl

0.79

火焰中心相对高度

xl

hr/Hl+△x,△x按附录二表Ⅲ查得等于

0.29

表5•4屏过热器结构尺寸计算

结构设计知

4.5　

单片管子根数

蒸汽流通截面积

0.785d2z1n1

0.111

蒸汽质量流速

（D1-Djw）/3600A

1024

前屏蒸汽平均比容

vpj

0.014

蒸汽流速

w

ρwvpj

14.34

屏辐射受热面积

2z1×