燃?xì)忮仩t畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
摘要
240t/h燃高焦?fàn)t混合煤氣鍋爐設(shè)計(jì)：（Q低溫=1400千卡/標(biāo)m3)，設(shè)計(jì)的參數(shù)為215℃的給水溫度，540℃的過熱蒸汽溫度，140℃的排煙溫度，20℃的環(huán)境溫度。
本次設(shè)計(jì)計(jì)算了，爐膛，屏式過熱器，高溫過熱器，低溫過熱器，高溫省煤器，高溫空氣預(yù)熱器，低溫省煤器，低溫空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)計(jì)算和傳熱計(jì)算。以及對煙道阻力的計(jì)算和空氣預(yù)熱器的計(jì)算，引風(fēng)機(jī)，送風(fēng)機(jī)的選擇。
爐膛寬度取7.7米，頂棚寬4.675米，頂棚高4.2米，爐膛總高15.785米。屏式過熱器取8片，縱向排數(shù)27，每片屏并聯(lián)管子根數(shù)為12，第一根屏管高度
4.2米，屏高度最大值4.559米，屏的深度為1.244米。高溫過熱器橫向管排數(shù)62，縱向管排數(shù)8，管長3.329，管簇深度0.76米。低溫過熱器橫向管排數(shù)58，縱向管排數(shù)16，管長3.2.高溫省煤器橫向排數(shù)97.5，縱向排數(shù)26，受熱面布置管長6.2。高溫空預(yù)器橫向管排數(shù)100，縱向管排數(shù)50，管箱高度1.44米。低溫省煤器橫向排數(shù)97.5，縱向排數(shù)64，受熱面布置管長3.35米。低溫空預(yù)器橫向管排數(shù)100，縱向管排數(shù)50，管箱高度1.44米。
本次設(shè)計(jì)中，煙氣在爐膛出口溫度是1295.1℃，經(jīng)過屏式過熱器煙溫下降至1183℃，在經(jīng)過高溫過熱器煙溫下降到1032.6℃，經(jīng)低溫過熱器溫度下降到832.54℃，經(jīng)高溫省煤器下降到449℃，經(jīng)高溫空氣預(yù)熱器降至382℃，經(jīng)低溫省煤器下降到222℃，經(jīng)高溫空氣預(yù)熱器降至146.7℃排煙。
本次設(shè)計(jì)中，水的流程是215℃給水經(jīng)低溫省煤器加熱到260℃，經(jīng)高溫省煤器加熱到319.97℃，進(jìn)入汽包，再經(jīng)下降管，由水冷壁使飽和水變成319.97℃的水蒸氣，經(jīng)低溫過熱器將水蒸氣加熱到425.2℃，經(jīng)屏將水蒸氣加熱到455.87℃，最后經(jīng)高溫過熱器加熱到540℃引出做功。
關(guān)鍵字：爐膛，過熱器，省煤器，空氣預(yù)熱器。
Abstract
240t / h burning blast furnace gas boiler design (high mixing coke oven gas: low-temperature Q = 1400 kcal / standard m3) of the graduation project, the design parameters for the feed water temperature of 215 ° C, the superheated steam temperature of 540 ° C, 140 ° C exhaustsmoke temperature, 20 ° C ambient temperature.
The design, furnace, screen superheater, superheater high temperature, low temperature superheater, high-temperature economizer, high temperature air preheater, low-temperature economizer, low temperature air preheater of structural calculations and heat transfer calculations. And calculation of flue resistance and air preheater calculation of induced draft fan, blower options.
Take chamber width 7.7 meters, the ceiling is 4.675 meters wide, 4.2 meters high ceiling hearth, total 15.785 metres high. Take platen superheater of 8, longitudinal row number 27, every piece of screen the number of 12 parallel tubes, the first root screen pipe height 4.2 meters, screen the maximum height 4.559 meters, the depth of the screen is 1.244 meters. High temperature superheater tube transverse number 62, vertical tube number 8, length 3.329, the depth of 0.76 meters. Low temperature superheater tube for 58 horizontal, vertical tube number 16, length 3.2. High
temperature economizer horizontal row number 97.5, longitudinal row number 26, decorate in heating length 6.2. High temperature air preheater horizontal tube number 100, vertical tube number 50, the box height 1.44 meters. Of low temperature economizer horizontal row number 97.5, longitudinal row number 64, decorate in heating tube 3.35 meters. Low temperature air preheater horizontal tube number 100, vertical tube number 50, the box height 1.44 meters.
In this design, the flue gas outlet temperature in the furnace is 1295.1 ° C, after the platen superheater flue gas temperature dropped to 1183 ° C after the high temperature superheater flue gas temperature down to 1032.6° C, low temperature air
preheater temperature dropped to 832.54 ° C decreased to 449 ° C, high temperature economizer, air preheater at high temperature dropped to 382° C, low temperature economizer decreased to 222 ° C, dropped to 146.7 ℃ high temperature air preheater exhaust.
In this design, the water flow is 215 ℃ water supply by the low-temperature economizer heating to 260 ° C, high temperature economizer heating to 319.97 ° C, into the drum, and then the down pipe, the water wall so that the saturated water into 319.97 ° C steam, low temperature superheater steam heated to 425.2 ° C, the screen will steam heated to 455.87 ° C, and finally by the high temperature superheater heating to 540 ° C leads to acting.
Keywords: furnace, superheater, economizer, air preheater.
目錄
摘要 ............................................................................................................................... 1
Abstract .......................................................................................................................... 2
緒論 ............................................................................................................................... 6
1燃?xì)忮仩t的特點(diǎn) ......................................................................................................... 6
2燃?xì)忮仩t的現(xiàn)狀 ......................................................................................................... 8
3此次設(shè)計(jì)燃?xì)忮仩t的基本思路 ................................................................................. 9
第一章· 設(shè)計(jì)任務(wù)與燃料特性參數(shù) ....................................................................... 10
1.1設(shè)計(jì)任務(wù) ............................................................................................................... 10
1.2燃料特性 ............................................................................................................... 10
第二章·鍋爐整體布置的確定 ................................................................................. 11
2.1 燃料燃燒計(jì)算 ..................................................................................................... 11
2.2空氣平衡及焓溫表 ................................................................................................ 13
2.3鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算 ........................................................................... 15
2.4燃燒室設(shè)計(jì)及傳熱計(jì)算 ....................................................................................... 16
2.5爐膛結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 ............................................................................................... 18
2.6燃燒器的布置及主要尺寸 ................................................................................. 20
2.6燃燒室結(jié)構(gòu)特性計(jì)算 .......................................................................................... 21
2.7爐膛熱力計(jì)算 ....................................................................................................... 22
2.8.爐膛頂部輻射受熱面吸熱量及工質(zhì)焓增計(jì)算 .................................................. 24
2.9爐膛受熱面熱力分配 ........................................................................................... 25
2.10屏式過熱器結(jié)構(gòu)計(jì)算 ......................................................................................... 26
2.11屏區(qū)傳熱計(jì)算 ...................................................................................................... 28
2.12高溫過熱器結(jié)構(gòu)計(jì)算 ......................................................................................... 32
2.13高溫過熱器傳熱計(jì)算 ......................................................................................... 33
2.14低溫過熱器結(jié)構(gòu)計(jì)算 ......................................................................................... 36
2.15低溫過熱器傳熱計(jì)算 .......................................................................................... 37
2.16爐膛受熱量的熱量分配················································39
2.17高溫省煤器結(jié)構(gòu)計(jì)算 ........................................................................................ 42
2.18高溫省煤器傳熱計(jì)算 ....................................................................................... 43
2.19高溫空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)計(jì)算 ................................................................................. 45
2.20高溫空氣預(yù)熱器傳熱計(jì)算 ................................................................................. 46
2.21低溫省煤器結(jié)構(gòu)計(jì)算 ........................................................................................ 49
2.22低溫省煤器傳熱計(jì)算 .......................................................................................... 50
2.23低溫空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)計(jì)算 .................................................................................. 52
2.24低溫空氣預(yù)熱器傳熱計(jì)算 ................................................................................. 53
2.25熱力計(jì)算匯總表·················································55
第三章·阻力計(jì)算 ...................................................................................................... 56
第四章·送引風(fēng)機(jī)計(jì)算 .............................................................................................. 61
4.1送風(fēng)機(jī)計(jì)算 ........................................................................................................... 61
4.2引風(fēng)機(jī)計(jì)算 ........................................................................................................... 61
第五章·防爆措施 ..................................................................................................... 62
第六章·結(jié)論 ............................................................................................................. 63
第七章·參考文獻(xiàn) ...................................................................................................... 64
第八章·附錄A .......................................................................................................... 65
第九章·附錄B···························································· 73
第十章·附錄C·····················································93 第十一章·致謝信··························································99
緒論
燃?xì)忮仩t是一種以可燃?xì)怏w作為燃料的能源轉(zhuǎn)換設(shè)備，用以生產(chǎn)熱水或蒸汽，滿足工業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活的需要。本文主要介紹了燃?xì)忮仩t的優(yōu)越性、存在的問題、燃?xì)忮仩t的發(fā)展現(xiàn)狀。燃?xì)忮仩t以氣體作為燃料，燃料輸送方便，計(jì)量準(zhǔn)確，操控性好，燃?xì)忮仩t自動(dòng)化控制程度高，運(yùn)行管理工作量小。但是，氣體燃料存在爆炸的潛在危險(xiǎn)，一旦燃?xì)庑孤�，后果不堪設(shè)想。因此，對燃?xì)鈾z漏工作要求比較嚴(yán)格。國內(nèi)燃?xì)忮仩t發(fā)展比國外慢，但是目前國內(nèi)的生產(chǎn)廠家已能生產(chǎn)各種規(guī)格的燃?xì)忮仩t，只是國產(chǎn)燃燒器應(yīng)用較少 。鑒于目前的能源形勢，鍋爐的發(fā)展方向依然是高參數(shù)、大容量，以提高鍋爐的效率，達(dá)到節(jié)約能源的目的。燃?xì)忮仩t也不例外，高參數(shù)、大容量，也是其發(fā)展方向。但是，燃油燃?xì)赓Y源短缺，也在一定程度上制約了燃?xì)忮仩t的發(fā)展。
本文介紹了此次設(shè)計(jì)的基本思路，通過一個(gè)具體實(shí)例敘述了設(shè)計(jì)的全過程。鍋爐設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，在此過程中，幾乎涉及了所學(xué)的各門專業(yè)課，用到了工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、燃燒學(xué)、鍋爐設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程圖學(xué)等專業(yè)課的知識。通過設(shè)計(jì)，既是對所學(xué)課程的鞏固，也對設(shè)計(jì)工作有了一定的了解，知道如何去做一項(xiàng)工作。大體概括為：接受任務(wù)書，查閱相關(guān)資料，熟悉整體設(shè)計(jì)過程，作相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算，布置整體結(jié)構(gòu)，選取可以確定的標(biāo)準(zhǔn)件，工程圖繪制。這是我總結(jié)的一般設(shè)計(jì)思想。由于以前沒有從事過類似的工作，此次設(shè)計(jì)還存在相當(dāng)多的問題，請指導(dǎo)教師多加指點(diǎn)。
1.1燃?xì)忮仩t的特點(diǎn)
1.1.1熱效率高，環(huán)境污染低:
1.由于燃?xì)庵械幕曳�、含硫量和含氮量均比煤中的含量低，燃燒后產(chǎn)生的煙氣中粉塵量極少，排放出的煙氣比較容易達(dá)到國家對燃燒設(shè)備所要求的標(biāo)準(zhǔn)。使用燃?xì)忮仩t可以大減輕對環(huán)境的污染。
2.燃?xì)忮仩t的爐膛容積熱強(qiáng)度較高；由于煙氣污染小，對流管束不受腐蝕和結(jié)渣，傳熱效果好，燃?xì)馊紵a(chǎn)生大量三原子氣體（二氧化碳、水蒸氣等）的輻射能力較強(qiáng)，而且排煙溫度低，使其熱效率明顯提高。
1.1.2鍋爐設(shè)備投資低:
1.燃?xì)忮仩t可選用較高的爐膛熱負(fù)荷，從而縮小爐膛體積。因不存在受熱面污染、結(jié)渣、磨損等問題，可選用較高的煙速，減小對流受熱面的尺寸。通過合理布置對流管束，使燃?xì)忮仩t較同容量燃煤鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、重量輕，設(shè)備投資明顯減少。
2.燃?xì)忮仩t使用管道輸送的燃?xì)鉃槿剂�，無需燃料儲存設(shè)備。在供給燃燒前也無需燃料加工制備設(shè)備，使系統(tǒng)大為簡化；同時(shí)也不需要配置吹灰器、除塵器、出渣設(shè)備和燃料烘干器等附屬設(shè)備，使系統(tǒng)大為簡化。
3.由于無需燃料儲存，節(jié)省運(yùn)輸費(fèi)用、場地及勞動(dòng)力。
1.1.3運(yùn)行成本低:
1.燃?xì)忮仩t的熱負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)，在系統(tǒng)內(nèi)調(diào)節(jié)靈活，燃?xì)庥?jì)量簡單準(zhǔn)確，便于燃?xì)夤⿷?yīng)量的調(diào)節(jié)。
2.由于附屬設(shè)備少，啟動(dòng)快，又無燃料制備系統(tǒng)，可減少預(yù)備工作帶來的各種消耗，用電量低于燃煤鍋爐。
3.不需要用蒸汽加熱燃料及烘干燃料，蒸汽消耗較少。
4. 因燃?xì)庵械碾s質(zhì)較少，鍋爐不會發(fā)生高、低溫受熱面的腐蝕，鍋爐的連續(xù)運(yùn)行周期長。
1.1.4設(shè)備維修費(fèi)用低:
1.燃?xì)忮仩t燃燒系統(tǒng)設(shè)備簡單，因而需要維修保養(yǎng)的項(xiàng)目少，維修費(fèi)用低。
2.由于不存在結(jié)渣及高低溫受熱面腐蝕，因而不需要由此而更換受熱面的管件[1]。
1.1.5存在的危險(xiǎn)：
天燃?xì)馐且环N易燃、易爆性氣體，它沒有顏色，雖有一定的氣味卻難以憑嗅覺及時(shí)發(fā)現(xiàn)。如果燃?xì)饴┤胪＿\(yùn)的爐膛或空氣中，會引起爆炸。所以燃?xì)夤苈繁仨殗?yán)格檢漏，爐膛內(nèi)要有必要的聯(lián)鎖保護(hù)控制系統(tǒng)，鍋爐房要有燃?xì)庑孤┍O(jiān)測報(bào)警裝置和通風(fēng)設(shè)備，采用防爆電器。鍋爐應(yīng)有嚴(yán)格的啟動(dòng)順序控制系統(tǒng)，燃?xì)忮仩t在點(diǎn)火之前必須仔細(xì)吹掃爐膛和煙道，排除爐內(nèi)可能積存的可燃?xì)怏w。鍋爐燃燒器必須安裝熄火安全保護(hù)裝置，一但出現(xiàn)熄火現(xiàn)象，二次點(diǎn)火前也必須進(jìn)行吹掃并按正常點(diǎn)火程序進(jìn)行。另外，燃?xì)獠捎霉艿垒斔停瑹o備用燃料，一旦發(fā)生
燃?xì)夤艿榔屏训葐栴}或燃?xì)鈮毫^低，便會造成停爐事故。隨著燃?xì)忮仩t的廣泛應(yīng)用和技術(shù)設(shè)備的日益完善，事故隱患正在逐漸降低，各種安全保護(hù)手段已能保證燃?xì)忮仩t的運(yùn)行非�？煽俊Ｈ�?xì)忮仩t與燃煤鍋爐相比具有絕對優(yōu)勢，但從國內(nèi)外燃?xì)忮仩t的具體使用情況來看，還存在一定問題，必須加強(qiáng)防范。
1.燃?xì)夤苈繁仨殗?yán)格檢漏，爐膛內(nèi)要有必要的聯(lián)鎖保護(hù)控制系統(tǒng)，鍋爐房要有燃?xì)庑孤┍O(jiān)測報(bào)警裝置和通風(fēng)設(shè)備，采用防爆電器。
2.鍋爐應(yīng)有嚴(yán)格的啟動(dòng)順序控制系統(tǒng)，燃?xì)忮仩t在點(diǎn)火之前必須仔細(xì)吹掃爐膛和煙道，排除爐內(nèi)可能積存的可燃?xì)怏w。鍋爐燃燒器必須安裝熄火保護(hù)裝置，一但出現(xiàn)熄火現(xiàn)象，能及時(shí)實(shí)施保護(hù)措施。二次點(diǎn)火前也必須進(jìn)行吹掃并按正常點(diǎn)火程序進(jìn)行[2]。
1.2燃?xì)忮仩t的現(xiàn)狀
1.2.1國產(chǎn)、進(jìn)口燃?xì)忮仩t并存：
目前國內(nèi)有五十多家燃?xì)忮仩t生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品品種規(guī)格齊全。蒸汽鍋爐的單臺蒸發(fā)量最低為0.2t/h，最高可達(dá)65t/h；壓力有0.4MPa、0.7 MPa、1.0 MPa、
1.25 MPa、2.45 MPa、3.82 MPa等六種；可生產(chǎn)飽和蒸汽、過熱蒸汽，溫度有250攝氏度、350攝氏度、400攝氏度、450攝氏度等幾種。熱水鍋爐單臺供熱功率最低為0.3MW，最高可達(dá)21 MW；壓力有常壓、0.7MPa、1.0 MPa、1.25 MPa；供熱溫度有80攝氏度、95攝氏度、115攝氏度、130攝氏度等。我國燃?xì)忮仩t的產(chǎn)和質(zhì)量均能滿足國內(nèi)鍋爐房建設(shè)的需要，但是大部分鍋爐還是配用進(jìn)口的燃燒器，配用國內(nèi)燃燒器的比例很小。
進(jìn)口燃?xì)忮仩t主要來自德國、美國、英國、瑞士、意大利、日本、韓國等幾個(gè)國家。與鍋爐配套的進(jìn)口燃燒器有德國、美國、英國、法國、瑞典、意大利、日本、韓國等國家的幾十個(gè)品牌，其中應(yīng)用最多的是德國的威索牌燃燒器[3]。
1.2.2與燃油鍋爐相比，燃?xì)忮仩t使用較少：
目前的燃油燃?xì)忮仩t中，燃油鍋爐較多，燃?xì)忮仩t較少。
主要有兩方面的原因妨礙燃?xì)忮仩t的應(yīng)用。一是天然氣的產(chǎn)量與需求量的矛盾，地區(qū)性氣源的制約成為燃?xì)忮仩t推廣的障礙。隨著我國“西氣東輸”工程的全面啟動(dòng)以及國家能源政策向燃?xì)馐聵I(yè)的傾斜，天然氣供應(yīng)量將進(jìn)一步提高。二
是燃?xì)忮仩t管網(wǎng)的鋪設(shè)成本比較高，也制約了燃?xì)忮仩t的應(yīng)用[4]。
1.2.3.國產(chǎn)燃燒器性能有待提高：
如前所述，目前國內(nèi)生產(chǎn)的燃油燃?xì)忮仩t上的關(guān)鍵部件——燃燒器仍主要依賴進(jìn)口。
進(jìn)口燃燒器的自控程度高，性能穩(wěn)定。國產(chǎn)的燃燒器性能不夠完善，自控程度有限，用戶信賴程度低。為此，建議我國鍋爐行業(yè)的有關(guān)專家應(yīng)對燃燒器進(jìn)行深入細(xì)致的研究，加大對燃燒器的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)技術(shù)力量，以提高鍋爐用燃燒器的國產(chǎn)化率[5]。
1.3此次設(shè)計(jì)燃?xì)忮仩t的基本思路
首先根據(jù)燃料特性對燃料發(fā)熱量進(jìn)行計(jì)算,根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書給定的鍋爐容量進(jìn)行燃料消耗量計(jì)算,由特定類型的鍋爐的體積熱強(qiáng)度，確定鍋爐的體積。選定燃燒器。其次,假設(shè)爐膛出口溫度,并根據(jù)以前經(jīng)驗(yàn)布置爐膛輻射受熱面,并對其進(jìn)行校核計(jì)算,看其爐膛出口溫度是否滿足假定,如不滿足,則應(yīng)對爐膛內(nèi)的水冷壁受熱面進(jìn)行修改,最終使?fàn)t膛出口溫度滿足條件。在爐膛出口溫度已定的條件下,可以對其后的對流受熱面進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。工質(zhì)在對流管束內(nèi)循環(huán),將飽和水加熱成飽和蒸汽,已知燃料特性和爐膛出口溫度,根據(jù)熱量平衡,煙氣的放熱量等于工質(zhì)的吸熱量,通過查煙氣焓溫表可以計(jì)算出對流管束的.出口煙溫。在尾部煙道中依次布置過熱器,省煤器等對流受熱面,同樣根據(jù)熱平衡進(jìn)行校核計(jì)算。已知過熱器進(jìn)口煙溫和過熱器中的飽和蒸汽溫度過熱蒸汽溫度,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)大概的結(jié)構(gòu)和受熱面積,對其進(jìn)行校核,看是否滿足要求。如不滿足要求,應(yīng)對結(jié)構(gòu)和受熱面積進(jìn)行修改,使過熱器出口煙溫滿足要求。已知過熱器的出口煙溫，即已知省煤器的進(jìn)出口煙溫,根據(jù)給水溫度和已知的省煤器出水溫度,根據(jù)熱平衡設(shè)計(jì)出合理的受熱面積,使其滿足要求[6]。
鍋爐的總體結(jié)構(gòu)已經(jīng)確定,可以計(jì)算出鍋爐總的吸熱量,已知燃料的發(fā)熱量,可以計(jì)算出鍋爐的熱效率,用計(jì)算出的熱效率與給定的熱效率進(jìn)行比較,如果滿足誤差許可,鍋爐的結(jié)構(gòu)計(jì)算和熱力計(jì)算就算完成,下一步工作就是進(jìn)行鍋爐結(jié)構(gòu)圖的繪制和輔助受熱面圖的繪制[7]。
240t/h高壓燃高焦?fàn)t混合煤氣鍋爐
第一章 設(shè)計(jì)資料及參數(shù)
1.1 鍋爐基本參數(shù)
1）鍋爐蒸發(fā)量 240t/h
2）給水溫度 215℃
3）給水壓力 12.5MPa
4）過熱蒸汽溫度 540℃
5）過熱蒸汽壓力 9.8MPa
6）周圍環(huán)境溫度 20℃
7）排煙溫度假定值： 140℃
8）熱空氣溫度假定值： 300℃
9）汽包工作壓力： 11.28 MPa
1.2 燃料特性
1.21燃料名稱：高焦?fàn)t混合煤氣（Q低溫=1400千卡/標(biāo)m3）
1.22燃料成分
表1.1 煤氣成分表
第二章 鍋爐整體布置的確定
2.1 爐整體的外型——選Π型布置
選擇Π形布置的理由如下：
1．鍋爐排煙口在下方送、引風(fēng)機(jī)及除塵器等設(shè)備均可布置在地面，鍋
爐結(jié)構(gòu)和廠房較低，煙囪也建在地面上；
2．對流豎井中，煙氣下行流動(dòng)便于清灰，具有自身除塵的能力； 3．各受熱面易于布置成逆流的方式，以加強(qiáng)對流換熱； 4．機(jī)爐之間的連接管道不長。
2.2受熱面的布置
在爐膛內(nèi)壁面，全部布置水冷壁受熱面，其他受熱面的布置主要受蒸汽參數(shù)、鍋爐容量和燃料性質(zhì)的影響。
本鍋爐為高壓參數(shù)，汽化吸熱較多，加熱吸熱和過熱吸熱較少。為使?fàn)t膛出口煙溫降到要求的值，保護(hù)水平煙道的對流受熱面，在水平煙道內(nèi)布置高、低溫對流過熱器外，爐膛出口布置半輻射式的屏式過熱器。
熱風(fēng)溫度要求高（t=300℃）采用雙級空氣預(yù)熱器、雙級省煤器的布置方式。
2.3汽水系統(tǒng)
1．過熱蒸汽系統(tǒng)的流程
汽包→頂棚過熱器進(jìn)口集箱→爐頂過熱器管束→頂棚過熱器出口集箱→對流過熱器進(jìn)口集箱→對流過熱器管束→對流過熱器出口集箱→集汽集箱→汽輪機(jī)。
2．水系統(tǒng)的流程
給水→省煤器進(jìn)口集箱→省煤器管束→省煤器出口集箱→后墻引出管→汽包→下降管→下聯(lián)箱→水冷壁→上聯(lián)箱→汽包。
采用光管水冷壁，整個(gè)爐膛全部布滿水冷壁，在爐膛出口處由后墻的一部分水冷壁延伸構(gòu)成遮焰角，以使煙氣更好地充滿爐膛，其余水冷壁管延伸形成煙道。
對流過熱器分兩級布置，由懸掛式蛇形管束組成。在屏式過熱器與高溫過熱器、低溫過熱器與屏式過熱器之間有噴水減溫裝置.由進(jìn)入鍋爐的給水來冷卻蒸汽。
省謀器和空氣預(yù)熱器采用兩級配合布置，以節(jié)省受熱面。減少鋼材消耗量。 燃燒方式采用四角布置的旋流燃燒器。 鍋爐本體結(jié)構(gòu)見圖I -10
2-4輔助計(jì)算
（1）燃燒產(chǎn)物容積計(jì)算
煤完全燃燒（??1)時(shí)理論空氣量及燃燒產(chǎn)物容積計(jì)算見表I-1(以l立方米燃料為準(zhǔn))。
表I-2初始數(shù)據(jù)
（2）空氣平衡及焓溫表
1）煙道各處過量空氣系數(shù)、各受熱面的漏風(fēng)系數(shù)及不同過量空氣系數(shù)下的燃燒產(chǎn)物的容積列于表I-2中，爐膛出口處過量空氣系數(shù)按表2取。 表I-3
各各受熱面的漏風(fēng)系數(shù)按表4-3取�？諝忸A(yù)熱器出口熱空氣的過量空氣系數(shù)：
"?ky??1"???1?1.10?0.05?1.05
2）不同過量空氣系數(shù)下燃燒產(chǎn)物的焓溫表見表I-3
3)鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算見表I-4
表I-4 熱平衡及燃料消耗量計(jì)算
2-4燃燒室設(shè)計(jì)及傳熱計(jì)算
1燃燒室尺寸的決定
〔1)爐膛寬度及深度
因采用角置旋流式燃燒器。爐膛采用正方形截面。按表8-39取爐膛截面熱負(fù)荷，qF=4170W/ m爐膛截面F=59.65m,取爐膛寬a=7.7,爐膛深b= 7.7,布置φ60*3的水冷壁管，管間距s=66側(cè)面墻的管數(shù)為101根，前、后墻的管數(shù)為99根。
(2)燃燒室爐墻面積的決定
燃燒室側(cè)面尺寸見圖I-2，決定過程見表I-5。
2
2
圖I-2爐膛尺寸
表I-5 爐膛結(jié)構(gòu)尺寸
2.燃燒器的布置及主要尺寸
燃燒器分兩層，每層四個(gè)呈四角切圓布置于爐膛四角。下層燃燒器中心線距離爐底高度為1.566m，上層燃燒器中心線距離爐底高度為3.741m。每、八個(gè)燃燒器占用的爐膛面積Fr=5.189m
3．燃燒室水冷壁布置
水冷壁采用φ60x5的光管，管節(jié)距s=63mm。爐膛斷面為7700mmX7700mm的
正方形。管子懸掛爐墻，管子中心和爐墻距e=0。側(cè)墻布置101根，前、后墻布置99根。后墻水冷壁管子在折角處全部向煙道彎曲，自折焰角后再分開，沒三根中有一根作后墻選調(diào)和管。在縮腰處有叉管，直叉管垂直向上，斜叉管構(gòu)成縮腰。
側(cè)墻水冷壁向上延伸，在折焰角區(qū)域和凝渣管區(qū)域形成附加受熱面。
燃燒室結(jié)構(gòu)特性計(jì)算見表I-7
表I-7爐膛受熱面
燃燒室的傳熱計(jì)算見表I-8
表I-8 爐膛傳熱計(jì)算
4.爐膛頂部輻射受熱面吸熱量及工質(zhì)焓增計(jì)算
表I-9 爐膛頂部輻射受熱面吸熱量及工質(zhì)焓增計(jì)算
5.5爐膛輻射吸熱量的分配
1、 頂棚過熱器在吸收燃燒室的輻射熱量，輻射受熱面是爐膛頂部的面積Fd，吸熱量
與角系數(shù)有關(guān)，頂棚過熱器的角系數(shù)為xd=0.96，頂棚過熱器的輻射受熱面
HD?Fd?xd?35.998?0.96?34.558 m2
2、 出口窗位于燃燒室上部，熱負(fù)荷比例，重要計(jì)算沿高度的正負(fù)荷不均勻系數(shù)，出口
h中
窗中心高度為h中，從爐底到爐頂?shù)目偢叨葹镠總，根據(jù)=0.725，?p=0.65，
H總
同理?D=0.57，
3、 頂棚過熱器在吸收燃燒室的輻射熱量，輻射受熱面是出口煙窗的面積Fch，吸熱量
與角系數(shù)有關(guān)，屏式過熱器的角系數(shù)為xp=0.98
(1) 屏式過熱器吸收爐膛的輻射熱量
QP??p?xp?qs?Az?0.65?0.96?181.84?40.564?4602.72 kW
屏的輻射受熱面HP
?0.65?40.564?26.367 m2
(2)高溫過熱器直接吸收爐膛輻射的熱量
Qgr??p.qs(40.561?26.367)?1678.03 kW
（3）水冷壁的平均輻射受熱面熱負(fù)荷
qb?[Q1Bj?(Qp?Qgr)]
1H
1
541.867
???2320.21?42.47??4602.72?1678.03????170.26kWm2
表1-9 屏式過熱器
表1-10屏區(qū)傳熱計(jì)算
I-7 過熱器的傳熱計(jì)算
從鍋筒出來的飽和蒸汽先到凝渣管上方的蒸汽聯(lián)箱，經(jīng)過頂棚管到第一級對流過熱器的入口聯(lián)箱，蒸汽通過懸掛的蛇形逆流至出口聯(lián)箱，最后兩圈管束是順流布置，這樣可以避免出口管束與頂棚管的交叉，并使過熱蒸汽出口煙氣溫度較低處，以避免蒸汽管壁溫過高而燒壞。
從第一級過熱器出來聯(lián)箱出來的蒸汽進(jìn)入噴水減溫器，該噴水由鍋筒引出飽和蒸汽冷凝而得，冷去水采用進(jìn)入省煤器前的給水。蒸汽經(jīng)減溫后進(jìn)入第二級過熱器的入口聯(lián)箱，蒸汽在第二級過熱器中先逆流后順流，此處為第一圈管束是逆流，其余均為順流，同樣可以使過熱器出口的高溫蒸汽處在較低溫的煙氣流中。
第二級過熱器的第一、二排管組成四排錯(cuò)列管，使節(jié)距增大，防止堵灰。其余均為順列布置。由于一組受熱面內(nèi)有錯(cuò)列、順列布置，而計(jì)算時(shí)的平均溫壓是按整組受熱面計(jì)算的，因此傳熱系數(shù)也要用整組受熱面的平均值，此時(shí)采用加權(quán)平均法來計(jì)算一下參數(shù):橫向節(jié)距s1,縱向節(jié)距s2，煙氣流通截面Fy，對流放熱系數(shù)ad，灰污系數(shù)，最來加權(quán)的。
第一、二級過熱器的結(jié)構(gòu)簡圖見圖I-3。
第二級過熱器的結(jié)構(gòu)特性計(jì)算見表I-11，傳熱計(jì)算見表I-12。 第一級過熱器的結(jié)構(gòu)特性計(jì)算見表I-13,傳熱計(jì)算見表I-14。
計(jì)算中假定減溫水量為1.25kg/s，可使減溫幅度?t=27.8 C，相應(yīng)減焓幅度
?i=70.06kJ/kg
k。加權(quán)平均是用錯(cuò)列、順列的受熱面
表I-11 高溫過熱器結(jié)構(gòu)
表1-12第二級（高溫）過熱器傳熱計(jì)算
表I-13 低溫過熱器結(jié)構(gòu)
表1-14 低溫過熱器傳熱計(jì)算
I-8 爐膛受熱量的熱量分配
（1）鍋爐總有效吸熱量
Qgl=230722.66kW （見表I-4）
（2）爐膛總傳熱量
BjQ1=42.47?2320.2198539.32kW （見表I-8）
（3）屏式過熱器區(qū)域傳熱量
Qy=42.47?(4864.54443.1)=17896.89kW （見表I-10） BjD
（4）高溫過熱器傳熱量
BjQgr=42.47?564.49
23972.46kW （見表I-12）
（5）低溫過熱器傳熱量
BjQgr=42.47?663.4
28174.59kW （見表I-14）
（6）省煤器需要吸熱量（高溫和低溫）
BjQsm?230722.6?(98539.32?17896.86?23972.46?28174.59)?83714.39kW
（7）空氣預(yù)熱器需要吸熱量
BjQky=Bjb"k+0.5?ak
(
)(
o0Irk-Ilk
)
=42.47×（1.05+0.5×0.05×2）×（530.4-34.74） =23155.75kW
（8）排煙溫度校核
Ipy=I"grl-
BjQsm+BjQky
Bjf00驏I+I0rklk+?aky+?aIsmlk 2
桫
=516.38kJ 查焓溫表得排煙溫度為146.7?C
與假設(shè)排煙溫度相差5.58?C,、小于10?C，計(jì)算符合要求。
I-9 省煤器和空氣預(yù)熱器傳熱計(jì)算
省煤器與空氣預(yù)熱器為單級布置，沿
煙氣氣流向的布置順序?yàn)椋焊邷厥∶浩鳎邷乜諝忸A(yù)熱器。傳熱計(jì)算順序同布置順序。
省煤器布置單級受熱面，采用水平蛇形管束受熱面。省煤器聯(lián)箱布置在側(cè)墻，采用單面進(jìn)水的方式。考慮到煤中的灰分，采用防磨措施。在管組煙氣入口處的第一、二排管、管子彎頭部分及靠前、后墻的兩排管子都裝防磨蓋板。有防磨蓋板的管子時(shí)，其有效受熱面只能按一半計(jì)算。
上級省煤器的結(jié)構(gòu)簡圖分別見圖I-4。
上級省煤器結(jié)構(gòu)計(jì)算見表I-15，傳熱計(jì)算見表I-16。
空氣預(yù)熱器有上級，采用管式預(yù)熱器，上級空氣預(yù)熱器有一個(gè)管組，由四個(gè)并列管箱組成。下管組處在低溫?zé)煔鈪^(qū)域，如發(fā)生低溫腐蝕，可更換下管組。為便于更換，下管組在兩立柱之間，其深度方向尺寸要比上官組小。
表I-15 高溫省煤器結(jié)構(gòu)
表I-16 高溫省煤器傳熱計(jì)算
表1-19高溫空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)
表1-20高溫空氣預(yù)熱器傳熱計(jì)算
圖I-6 上級空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)簡圖
表I-15 低溫省煤器結(jié)構(gòu)
表I-16 低溫省煤器傳熱計(jì)算
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