180th燃煤锅炉整体设计锅炉原理课程设计(编辑修改稿)

180th燃煤锅炉整体设计锅炉原理课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

炉膛的平均辐射角系数。 （ 6） 炉膛介质的有效辐射层厚度，在炉膛容积内不含有屏式过热器时，用式（ 31）计算 S=(31) 炉膛结构见附图： 图 1 炉膛结构图 表 31 炉膛结构数据 序号 名称 符号 单位 公式及计算 结果 1 炉膛截面热负荷 Aq 2/M mW 查其推荐值表 38 2 炉膛截面积 A 2m Aarj qQBa /,2  3 炉膛宽度 a m 4 炉膛截面宽深比 ba/ 1~ 5 炉膛深度 b m lAa 6 第一根 屏式过热器管高 nlh m 设定 7 顶棚宽度 dpl m xxzy lla cos 8 折焰角前端到第一排 屏式过热器 段长 xl m 设定 9 折焰角宽度 zyl m 设定 10 折焰角上倾角度 s 176。 设定 45 11 折焰角下倾角度 x 176。 设定 30 12 顶棚倾角 d 176。 设定 0 13 第一排 屏式过热器 与炉墙距离 nzl m dpla 14 顶 棚高度 dph m ddpnl lh tan 15 折焰角高度 zyh m xzyl tan 16 — zyh m xnzl tan 17 冷灰斗底口宽度 hdl m 设定 18 冷灰斗倾角 hd 176。 设定 55 19 冷灰斗中部宽度 dzl m 2/)( hdla 20 冷灰斗高度 hdh m 2/tan)( xhdla  21 冷灰斗斜边长度的一半 hxl m hdhdh sin2/ 22 炉膛容积热负荷 Vq 3/M mW 设定 23 炉膛容积 1V 3m Varj qQB /, 24 侧墙面积 cA 2m aV/1 25 炉膛中部高度 lzh m 式（ ） 26 出口窗中心到灰斗中心高 ckh m 式（ ） 27 前墙面积 qA 2m 式（ ） 28 后墙面积 hA 2m 式（ ） 29 出口窗面积 chA 2m 式（ ） 30 顶棚面积 dA 2m ddpal cos/ 31 炉膛总面积 1A 2m 2 cA + qA + hA + chA + dA 32 炉膛总高 1H m dph + zyh + lzh + hdh /2 33 炉膛总有效辐射受热面 lzA 2m chch AAA  )5( 1 34 炉膛有效辐射 层厚度 S m *V 1/A1 注：式（ ）为 ahlahallhhA hddzzydpdpdpnlc 4)(2)(2)(  式（ ）为 22 s in hdlzzyxxnl hhhlh   式（ ）为 allhhh dzhxlzzydp )2(  式（ ）为 allhl dzhxlzxzy )2c os(  式（ ）为 allhxzynznl )cos(  水系统及水冷壁结构设计 炉膛四周水冷壁全部采用φ 60179。 6mm 的密封的光管式水冷壁。 水冷系统主要是由大直径的下降管、分配集箱及其支管、水冷壁上升管、汽水引出管、上下集箱、汽包组成的循环回路。 炉水由汽包经过 4 根φ 419179。 36mm大直径下降管以及下端的分配集箱，以及 44根分配支管均匀的进入 14只下集箱，然后分 14 个循环回路上升，经过上集箱和 46 根汽水引出管进入汽包；在汽包中汽水混合物经内部装置分离清洗，干净的蒸汽被引入到过热器中，分离 下来的水和省煤器过来的给水混合在一起，再进入大直径下降管，进行周而复始的循环。 整个水冷壁管，以及敷设其上的炉墙，均通过上集箱的吊杆，悬吊在炉顶钢架上，受热面作向下的自由膨胀。 水冷壁设有人孔、看火孔、吹灰孔、防爆门孔、点火孔、测量孔等；后墙水冷壁上部由分岔管分为 2 路，一路折向炉膛，路垂直上升，起悬吊管作用。 为使得 2 路水量的合理分配，以保证均能安全可靠的工作，在垂直悬吊的集箱管孔处设置了带有短路的φ 10mm 节流孔，伸出集箱底部的短管，从而可以防止因污染物进入节流孔引起的阻塞。 燃烧时为了防止由于炉膛负压波动 所引起的水冷壁以及炉墙薄壁结构振动而造成的破坏，在水冷壁外面布置了由工字钢组成的刚性梁，刚性梁在上下方和水冷壁一起膨胀，沿刚性梁长度方向，在结构上保证可以自由膨胀，刚性梁直接支承于炉膛水冷壁及左右侧包覆和后包覆管上。 表 32 水冷壁结构设计 1 前后墙水冷壁回路 个数 z1 个 （按每个回路加热宽度≤） 4 2 左右侧墙水冷壁回 路个数 z2 个 （按每个回路加热宽度≤） 3 3 管径及壁厚 d179。 δ mm 选取 60*6 4 管子管距 s mm 按 s/d=～ 78 5 前后墙管子根数 n1 根 按 a/s+1= 105 6 左右侧墙管子根数 n2 根 按 b/s+1= 104 燃烧器结构设计 燃烧器为正四角大小切圆布置，假想小切圆φ 200mm，大切圆φ 700mm，一次风喷口分 3层布置，带满负荷共 12 个一次喷口。 燃烧器的一、二、三次风喷口的位置，自上至下为（三）、（二）、（二）、（一）、（二）、（一）、（一）、（二）一次风喷口分为上下 2组分隔，以提高一次风气流的刚性。 为了适应煤种变化和调整燃烧工况，煤粉喷燃器各喷嘴做成可调节的。 为了调整燃烧工况和控制炉膛出口烟温，可根据燃烧特性或运行人员的实践经验摆动喷嘴的倾角，当一个喷嘴在水平位置上，相邻喷嘴只能摆动 10 度左右，若所有的喷嘴一起同向摆动可摆动约正负 20 度。 整个燃烧器通过连接体焊于水冷壁上，与水冷壁一起膨胀。 点火轻油枪采用机械压力雾化方式。 该燃烧器之重油枪也采用机械压力雾化方式，最大燃油量按锅炉额定蒸发量的 40%计算，装于中、下二次风喷口内，共 8只油枪。 表 33 燃烧器结构尺寸计算 序 号 名 称 符 号 单 位 计 算 公 式 或 数 据 来 源 数 值 1 一次风速 w1 m/s 选取 25～ 35 35 2 二次风速 w2 m/s 选取 35～ 45 45 3 三次风速 w3 m/s 选取 40～ 60 50 4 一次风率 r1 % 选取 30 5 三次风率 r3 % 由制粉系统的设计计算确定的磨煤废气份 额 20 6 二次风率 r2 % 100r1r3 50 7 一次风温 t1 oC 由制粉系统的设计计算确定 180 8 二次风温 t2 oC trk10 240 9 三次风温 t3 oC 由制粉系统的设计计算确定 70 10 燃烧器数量 z 个 四角布置 4 11 一次风口面积（单只） A1 m2 12 二次风口面积（单只） A2 m2 13 三次风口面积（单只） A3 m2 14 燃烧器假想切圆直径 dj mm 选取 450 15 燃烧器矩形对角线长度 2lj mm ≈ sqrt(b2+a2) 16 特性比值 hr/br 初步选定 9 17 特性 比值 2lj/br 由式 (27)确定 18 燃烧器喷口宽度 br mm 336 19 一次风喷口高度 hl mm A1/br 237 20 二次风喷口高度 h2 mm A2/br 232 21 三次风喷口高度 h3 mm A3/br 167 22 燃烧器高度 hr/br mm 按 A A A3的要求，画出燃烧器喷口结构尺寸图（图 34），得 hr。 核算 hr/br=,接近原选定值，不必重算 2888 23 燃烧器中心线的高度 hr m 24 最下一排燃烧器的下边 缘距冷灰斗上沿的距离 l m 按 l=(4～ 5)br选取 25 条件火炬长度 lhy m 按图 229示意的 lhy（ lhy=abcd折线长度）的计算结果符合规定，而且上排燃烧器中心线到前屏下边缘高度为 8m,所以炉膛高度设计合理 炉膛热力计算中的几个问题 1) 炉膛出口烟气温度 炉膛出口烟温的高低，决定了锅炉机组辐射换热量和对流换热量的比例份额。 炉膛出口烟温偏低，降低对流过热器的平均传热温差，又势必要增大昂贵的对流过热器的受热面。 此外，炉膛出口烟温还 首先应保证锅炉出口不结焦。 为此，炉膛出口烟温应低于燃料灰分的软华温度（一般较 ST 低 1000C）。 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 42提供了燃煤炉炉膛出口烟温的推荐值。 表 33 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 11001150 贫煤 1050~1100 洗中煤 10501100 2) 热空气温度 热风温度主要依据燃烧方式的要求确定。 首先应保证燃料的迅速点燃和稳定燃烧。 电站锅炉热风 温度的推荐值见表 43。 表 35 热风温度的推荐值 燃料及燃烧方式 热风温度（℃） 固态排渣煤粉炉 烟煤、洗中煤 250300 无烟煤、贫煤、劣质烟煤 350400 褐煤 用热空气作干燥剂 350400 用烟气、热空气作干燥剂 300350 液态排渣炉 380420 3) 炉膛热负荷 炉膛容积和尺寸的确定，根据燃料特性及燃烧方法等工况条件，按表 44推荐的数值范围，并参考以往的经验的选择炉膛容积热负荷 vq 的数值，然后由式（ 41）来确定所需要的炉膛容积。 vqarBQV , m3≤ 表 36 炉膛容积热负荷 vq 统计值 煤种 vq 煤种 vq 无烟煤 褐煤 贫煤 油 烟煤 气 a) 燃煤时均为固态排渣煤粉炉； b) 300MW 机组以上的锅炉取下限值或者低于下限值； c) 500MW 机组以上的锅炉的容积热负荷 vq 值随锅炉容量变化不大。 4) 炉膛截面热负荷 炉 膛容积确定后，再根据表 45 推荐的炉膛断面热负荷 Aq ，并参考以往经验，由式（ 42）计算炉膛截面尺寸： AarqBQA , m2 截面热负荷从另一个角度反映了炉膛内的温度水平和燃料在炉膛内的停留时间，弥补了炉膛容积热负荷仅能够确定炉膛容积而不能确定其形状的不足。 表 37 炉膛截面热负荷 Aq 统计值 锅炉蒸发量 D（ t/h） 65 75 130 220 Aq 的上限值（ MW/m2） 灰熔点 t2≤ 1300℃ 灰熔点 t2≈ 1350℃ 灰熔点 t2≥ 1450℃ 注。