四角切圆煤粉锅炉燃烧器设计方法_(编辑修改稿)

四角切圆煤粉锅炉燃烧器设计方法_(编辑修改稿)内容摘要：

由邻炉来粉。 （ 9） 当计算磨煤机的出力时，对中速磨和风扇磨按磨损中后期出力考虑；对双进双出钢球磨和钢球磨宜按制造厂推荐的钢球装载量考虑。 （ 10） 根据以上几点，在满足出力要求的情况下，选取适当的磨煤机型号。 煤粉管道风粉偏差要求 同层燃烧器各一次风管之间的煤粉和空气应均匀分配，各并列管道之间的风量偏差不大于 5％，煤粉量偏差不大于下述数值：储仓式系 统 8％，中速磨煤机直吹式系统 10%。 但是在实际运行中，上述要求往往难以达到。 一方面设计院在进行煤粉管道设计时，磨煤机出口缩孔门后的煤粉管道的直段 不满足测量要求，也没有设计测量孔， 即使有，但 测量孔处无测量平台 ，现场人员无法 进行测量 ；另一方面， 要将粉管的风量、粉量调到满足上述要求 工作量很大，也 非常困难，四角切圆煤粉锅炉燃烧器设计方法 9 同时在进行上述测量工作时由于煤粉管冒正压，工作环境很差， 所以 调试单位 往往 以无测量直段、测量孔和测量平台为理由， 不太愿意 进行上述工作。 建议 以后与设计院配合时，提出测量直段、测量孔和测量平台的要求。 煤粉制备计 算 通过煤粉制备计算，可以计算出 燃烧器的一、二、三次风率和风量，一次风、三次风 风 温 以及各风次的燃烧器阻力等，这些都是燃烧器设计必不可少的参数。 不同类型的制粉系统，其煤粉制备计算也不 相同。 燃烧室已编写了各类制粉系统的煤粉制备计算 EXCEL 电子表格，具体计算方法在此不再谈及。 如有可能， 在进行煤粉制备计算时最好 与设计院、磨煤机生产厂家 配合，使 三方计算时选取的煤粉细度 R90、 磨煤机出口风温以及 煤粉水份 Mpc等参数相同，以便比较相互的计算结果。 如果计算结果差别较大，应尽可能查明原因；如果是磨煤机本身参数选取原因造成差别的话，建议计算结果以磨煤机厂家的为准。 (1) 煤粉细度 R90的 选取 煤粉细度是煤粉最重要的特性之一 ，它是煤粉颗粒群粗细程度的反映。 煤粉细度是 指：把一定量的煤粉在筛孔尺寸为 x 微米的标准筛上进行筛分、称重，煤粉在筛子上剩余量占总量的质量百分数定义为煤粉的细度 Rx。 对于一定的筛孔尺寸，筛上剩余的煤粉量越少，则说明煤粉磨得越细，也就是说 Rx 越小。 我国电站锅炉煤粉细度常用筛孔尺寸为 90微米筛子来表示，即 R90。 不同粒径下的煤粉细度换算式为： Rx2= nxxxR )(1 12)100(100 x 筛孔尺寸， μ m Rx 煤粉细度，％ n 煤粉的均匀性系数，取决于制粉设备的型式和磨制的煤种。 从燃烧的观点看，煤粉磨得越细越好，但是另一方面，磨制煤粉的运行电耗将会增加，因此存在一个经济煤粉细度。 经济煤粉细度应根据不同煤种的燃烧特性对煤种细度的要求与磨煤运行费用两方面进行综合的技术经济比较后确定。 《火力发电厂制 粉系统设计计算技术规定》 DL/T5145 对于 300MW 及以上机组推荐的煤粉细度如下： 对于固态排渣煤粉炉燃用烟煤时，煤粉细度按下式选取： R90＝ 4＋ 对于固态排渣煤粉炉燃用贫煤时，煤粉细度按下式选取： R90＝ 2＋ 对于固态排渣煤粉炉燃用无烟煤时，煤粉细度按下式选取： 四角切圆煤粉锅炉燃烧器设计方法 10 R90＝ 当燃用高灰份低热值烟煤时，煤粉细度按下式选取： R90＝ 5＋ 当燃用褐煤时，煤粉 细度为 R90＝ 35～ 50％ （ Vdaf高取大值， Vdaf低取小值） 对于 200MW 及以下机组， R90 应在上述基础上适当下降。 (2) 磨煤机出口风温 的确定 磨煤机出口温度 取决于防爆条件及设备允许的温度。 实际上对于无烟煤和采用烟气混合物作干燥剂在惰化气氛下运行的直吹式制粉系统，磨煤机出口温度的最高值是不受防爆条件限制的，但它们受到磨煤机轴承允许温度的限制。 根据火电厂煤粉锅炉燃烧室防爆规程 DL435－ 91和磨煤机选型导则等，磨煤机出口风温可按下表确定。 表 4 磨煤机出口最高允许温度 tM2 ℃ 干燥介质 制 粉系统型式 空气干燥 烟气空气混合干燥 风扇磨煤机直吹式 （分离器后） 贫煤 150 ～ 180 烟煤 130 褐煤 100 钢球磨煤机储仓式（磨煤机后） 贫煤 130 褐煤 90 烟煤、褐煤 70 烟煤 120 双进双出钢球磨直吹式 （分离器后） 烟煤 70～ 75 褐煤 70 Vdaf≤ 15%的煤 100 中速磨煤机直吹式（分离器后） 当 Vdaf＜ 40％时， tM2＝（ 82－ Vdaf） 5/3177。 5 Vdaf≥ 40%， tM2＜ 70 RP、 HP中速磨直吹（分离器后） 高热值烟煤＜ 82,低热值烟煤＜ 77,次烟煤、褐煤＜ 66 注：燃用混煤的可按允许 tM2较低的相应煤种选取。 (3) 煤粉水份 的选取 煤粉的水份 Mpc 和设备的终端温度以及原煤水份有关。 煤粉水份一般的选取范围为： 无烟煤、贫煤 Mpc ≤ Mad 烟煤 Mad ≤ Mpc ≤ Mad 褐煤 Mad ≤ Mpc ≤ Mad 具体数值可按《技术规定》中图 选取。 四角切圆煤粉锅炉燃烧器设计方法 11 四、 燃烧器的设计 燃烧器 设计 与炉膛 有着很密切的关系，所以炉膛 热力 特性 参数的选取在燃烧器设计时也应考虑。 而 炉膛 热力 特性 参数选取除了与锅炉容量有关外，还与燃煤特性直接相关。 炉膛热力特性参数 （ BMCR 工况）的选 取 炉膛热力特性参数（ BMCR 工况）主要包括下列内容： －－ 炉膛容积热负荷 qV， KW/m3 ――炉膛 截面 热负荷 qF， MW/m2 ―― 燃烧器区域壁面 热负荷 qHr， MW/m2 ――炉膛 辐射受热面 热负荷 qH， MW/m2 ――上排一次风喷口中心线到屏下缘的烟气平均停留时间τ， s 《大型煤粉锅炉炉膛及燃烧器性能设计规范》 JB/T104402020 推荐的 300MW 和600MW 锅炉炉膛热力特性参数 值范围见下表 表 5切向燃烧方式炉膛热力特性参数（ BMCR 工况）的推荐范围 机组容量等级 300MW 600MW 炉膛容积热负荷 qV KW/m3 低 Vdaf煤 85～ 116 （ 82～ 102） 烟煤 90～ 118 85～ 105 褐煤 75～ 90 60～ 80 炉膛 截面 热负荷 qF MW/m2 低 Vdaf煤 ～ (～ ) 烟煤 ～ ～ 褐煤 ～ ～ 燃烧器区域壁面 热负荷 qHr MW/m2 低 Vdaf煤 ～ （ ～ ） 烟煤 ～ ～ 褐煤 ～ ～ 炉膛 辐射受热面 热负荷 qH MW/m2 低 Vdaf煤 ～ （ ～ ） 烟煤 ～ ～ 褐煤 ～ ～ 上排一次风中心线至屏下缘距离 L （ m） 低 Vdaf煤 17～ （ 19～ 23） 烟煤 16～ 20 18～ 22 褐煤 18～ 24 20～ 25 上排一次风中心线至屏下缘烟气平均停留时间τ （ s） 低 Vdaf煤 ～ （ ～ ） 烟煤 ～ ～ 褐煤 ～ ～ 注： 距离 L、停留时间τ以及容积热负荷 qv未考虑低气压的影响。 低 Vdaf煤指 Rw＜ (Vdaf＜ 20%)的无烟煤、贫煤煤种。 3．烟煤指 Rw≥ (Vdaf≥ 20%)的烟 煤煤种。 4．褐煤指 Rw≥ (Vdaf≥ 37%)的褐煤煤种。 5．表中括号内数值均为参考值。 6．低 Vdaf煤的 qHr未考虑卫燃带修正系数。 四角切圆煤粉锅炉燃烧器设计方法 12 《锅炉本体布置及计算》推荐了 200MW 及以下容量机组的炉膛容积热负荷 qV、炉膛辐射受热面热负荷 qH和炉膛 截面 热负荷 qF的选取范围，具体见表 8。 表 6 切向燃烧炉膛容积热负荷推荐选用范围 煤种 无烟煤 贫煤 烟煤 褐煤 qv（ KW/m2） 120～ 150 120～ 165 140～ 200 90～ 120 表 7炉膛辐射受热面热负荷的上限（ ST≈ 1350℃ ） 锅炉容量 D(t/h) 130 220 410 670 qH上限 （ KW/m2） 253 262 477 336 表 8切向燃烧炉膛 截面 热负荷的上限值 锅炉容量 D(t/h) 65 75 130 220 410 670 qF上限 KW/m2 灰软化温度ST(℃ ) ≤ 1300 ≈ 1350 ≥ 1450 炉膛热 力特性参数的选取原则主要如下： a） 炉膛 热力特性参数的选取可参照本厂或其他厂已经投运的锅炉设计数据采用类比法进行确定。 b） 机组容量、煤的着火、燃烬特性及煤灰结渣倾向对热力特性参数值的影响趋势见表 9。 c） 炉膛容积热负荷的选取要适中。 热负荷过高会影响燃烬，并导致炉膛出口烟温过高，以致受热面局部结渣；热负荷过低，则会使辐射与对流受热面分配失衡，甚至省煤器受热面趋近于零，这不仅增加了锅炉制造成本，也不利。