2000th锅炉直流煤粉燃烧器的设计毕业论文(编辑修改稿)

2000th锅炉直流煤粉燃烧器的设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

空气系数取 ~。 本次设计是在锅炉额定负荷下进行的考虑到是固态排渣炉，屏式水冷壁，炉膛的漏风系数 Δα=[10]。 四 、锅炉的基本特征参数 锅炉的额定容量是 2020t/h，即 De=2020t/h，再热蒸汽流量 Dzr=1700 t/h。 主 蒸汽压力 取 ： P0= 主 蒸汽温度取 ： T0=570℃ 查表 [11]计算可得过热蒸汽焓值： h〃 gg = kJ/kg 再热蒸汽进口温度 ： T΄zr=321℃ 再热蒸汽进口压力 ： P΄zr= 再热蒸汽进口焓 ： h΄zr= kJ/kg 再热蒸汽出口温度 ： T˝zr=569℃ 再热蒸汽出口压力 ： P˝zr= 再热蒸汽出口焓 ： h˝zr= kJ/kg 给水温度 ： tgs=285℃ 低温省煤器入口的压力即给水压力 ： pgs= Mpa[12] 查水蒸气热力表 用差值法可得到给水焓 ： hgs= kJ/kg 锅炉的有效热量包括过热蒸汽的吸热、再热蒸汽的吸热、饱和蒸汽的吸热和排污水 的吸热，当锅炉不对外供应饱和蒸汽时，而且是直流炉时，单位时间内 锅 炉的总有效利用热量 Q 计算公式如 Q=1000(De(h〃 gg － hgs)+ Dzr(h˝zr－ h’zr)) （ 22） 将数值代入公式 （ 22）可得： 南京工程学院毕业设计说明书 （ 论文 ） 8 Q=1000(De(h〃 gg － hgs)+ Dzr(h˝zr－ h’zr)) =1000(2020()+1700())=109 (kJ/h) 燃料的燃烧计算 燃料的燃烧计算以单位质量（或单位体积）的燃料为基础。 燃料计算包括：燃烧计算、烟气特性计算、烟气焓计算 [10]。 ：理论空气量、理论氮容积、 RO2 容积、理论干烟气量、理论水容积等。 ：干烟气容积、水蒸气容积、烟气总容积、 RO2容积份额、水蒸气容积份额、三原子气体和水蒸气容积总份额、容积飞灰浓度等。 值。 以下 是三部分具体的计算内容： 一、燃烧计算 （ 1）理论空气量 V0 1kg 收到基燃料完全燃烧而又没有剩余氧存在时所需的空气量，称为理论空气量用 V0表示 V0=(Car+)+ =(+)+ =(Nm3/kg) （ 2）理论氮容积20NV  200N a r3V 0. 8N / 1 00 0. 79 V0. 8 1 .2 / 1 00 0. 79 5 .9 4 4 .7 0 N m / kg     （ 3） RO2容积2ROV  2RO a r a r3V 1 .8 6 6 C / 1 0 0 0 .7 S / 1 0 01 .8 6 6 5 6 .9 / 1 0 0 0 .7 0 .6 / 1 0 01 .0 7 m / k g    （ 4）理论干烟气容积 0gyV 南京工程学院毕业设计说明书 （ 论文 ） 9  220 0 3g y N R OV V V 4 . 70 1 . 0 7 5 . 7 7 N m / k g     （ 5）理论水蒸气容积 VH2O VH2O=++ =+13/100+ =(m3/kg) 二、烟气特性计算 （ 1）实际干烟气量 Vgy 锅炉中实际的燃烧过程是在过量空气系数 α＞ 1 的条件下进行的，实际干烟气量 Vgy=V0 gy+(α1)V0=+() =(m3/kg) （ 2）烟气总容积 Vy Vy=Vgy+VH2O=+=(m3/kg) （ 3） RO2容积份额 rRO2 rRO2=VRO2/Vy=（ 4）水蒸气容积份额 rH2O rH2O=VH2O/Vy=（ 5）三原子气体和水蒸气容积总份额 r r= rRO2+ rH2O=+= 三、空气和烟气焓的计算 （ 1）理论空气焓 h0 k 理论空气焓 h0 k = V0(ct)k kJ/kg 上式中 (ct)k— 1m3标准状态下干空气连同其携带的水蒸气在温度 t ℃ 时的焓值 例如： 100℃ 时，可以查文献 [10]得到 (ct)k= 所以有  100kh 1 3 2 . 4 3 5 . 9 4 7 8 6 . 8 2 k J / k g   （ 2）理论烟气焓 h0 y 南京工程学院毕业设计说明书 （ 论文 ） 10 理论烟气是多种成分的混合气体。 由工程热力学可 知，其焓值等于各组成成分焓的总和，所以理论烟气焓的计算式为      2 2 22 2 200y R O N H OR O N H Oh V c t V c t V c t k J / k g   式中 (ct)RO (ct)N (ct)H2O— 理论烟气中各成分在温度 t ℃ 时的焓值 由于 VCO2VSO2，且两者的比热容接近。 故取 (ct)RO2=(ct)CO2 例如： 100℃ 时的理论空气焓，可以查文献 [10]得到 (ct)RO2=； (ct)N2=；(ct)H2O= 所以 h100 y =++= (kJ/kg) （ 3）实际烟气焓 h y 实际烟气焓 h y等于理论烟气焓 h0 y 、过量空气焓 (α1) h0 k 和烟气中飞灰焓 hfh之和，即 h y=h0 y +(α1) h0 k +hfh 其中飞灰的焓值较小，因此只有在满足 4187αfhAar/ ≥6 时才计算，Aar=， =22415kJ/kg，计算可得 4187＜ 6 所以 hfh 不计算。 例如： 100℃ 时的实际空气焓 h y=h100 y +(α1) h100 k =+()= (kJ/kg) 其他温度下的空气和烟气焓的计算方法同上 ，见附表 1 和附表 2。 四、燃料消耗量的计算 （ 1）排烟焓的计算 hpy 排烟温度主要根据燃料价格和金属耗量的经济比较来选择的，较低的排烟温度对应于较低的排烟损失和较高的锅炉效率，燃料消耗量比较少；但是，由于尾部受热面传热温差的降低，其金属耗量也就增加，锅炉的最佳排烟温度应是燃料费用和尾部受热面金属费用总和的最小值岁对应的温度；此外还与锅炉给水温度、 燃料的性质（水分和硫的含量）有关。 给 水温度高时，尾部受热面传热温差下降，排烟温度应高点，水分较大时，空气和烟气热容比减小，排烟温度应高些，燃料的硫份较多时，金属壁温低于烟气露点时。 还要防止低温腐蚀，综上， 排烟温度先假设选取 130℃ ，按照上述方法求在 100℃ 和 200℃ 时的理论空气焓、理论烟气焓、 实际烟气焓，然后运用差值法计算得到排烟焓hpy= kJ/kg。 南京工程学院毕业设计说明书 （ 论文 ） 11 （ 2）锅炉热效率计算 η 锅炉热效率 η=100－ ∑q （ⅰ）化学不完全燃烧损失 q3和 机械 不完全燃烧损失 q4 本设计的对象是固态煤粉排渣炉，所用煤种的 Vdaf=4640，是褐煤 ；它的灰分含量 Aar=，所以取： q3=0， q4=。 （ⅱ）锅炉散热损失 q5 锅炉的散热损失 q5=qe 5 D e/D% 当锅炉额定蒸发量大于 900t/h， qe 5 按 %计算 [7]。 因为本设计是在额定负荷下进行的，因此 De/D=1，所以 q5取。 （ⅲ）灰渣损失 q6 灰渣物理损失是指锅炉排出的灰渣、飞灰与沉降灰所携带的热量未被利用而引起的热损失。 当燃煤的折算灰分小于 10%（即 Azs=4187Aar/Qar,10%）时，固态排渣煤粉炉可忽略炉渣的热损失 [4]，即 q6=0 Azs=418710% 所以 取 q6=0 （ⅳ） 排烟损失 q2 q2=(hpy－ hlk)(100－ q4)/ Qr=(－ ) (100－ )/22415= 所以锅炉热效率 η=100－ ∑q=100－ (+0+++0)= （ 3）保热系数 φ φ=1 q5/(η+ q5)=(+)= （ 4）实际燃料消耗量 B 实际燃料消耗量是指单位时间内实际耗用的燃料量 B=100Q/(Qη) （ 23） 式中： Q— 锅炉的有效利用热量（前面已经计算）。 所以 ： B=100109/(109)=105(kg/h) （ 5）计算燃料消耗量 Bj 计算燃料消耗量是指扣除了机械不完全燃烧损失 q4后，在炉内实际参与燃烧反应的燃料消耗量 南京工程学院毕业设计说明书 （ 论文 ） 12 Bj=B(1 q4/100)= 105()=105 (kg/h) 小结 本章对 燃料的主要组成 进行了分析校核， 参考多本文献确定了主蒸汽和再热蒸汽的参 数（以超临界锅炉为模板做的选择）以及锅炉给水压力，在此基础上算得了 位时间内 锅炉的总有效利用热量 Q=109 kJ/h； 燃烧计算需计算出了 理论空气量 （ V0=）、 理论氮容积、 RO2 容积、理论干烟气量、理论水容积等 ；烟气特性计算主要 计算出 是 实际干烟气量 Vgy、 烟气总容积 Vy 、三原子气体和水蒸气容积总份额 r， RO2容积份额和 水蒸气容积份额 ； 空气和烟气焓的计算 主要是介绍了计算方法，并由此制作了烟气焓温表；在前面三部分的基础上，通过 燃料消耗量的计算 得到了锅炉的效率 η=，保热系数φ=， 实际燃料消耗量 B=105kg/h 和 计算燃料消耗量 Bj=105 kg/h。 南京工程学院毕业设计说明书 （ 论文 ） 13 第三章 炉膛型式及燃烧方式的确定 锅炉本体布置 一、锅炉本体布置的典型结构 锅炉本体布置采用的炉型，要根据燃料种类、燃烧方式，锅炉容量，循环方式和厂房布置条件等来选择。 要使得锅炉工作安全可靠、金属消耗量小、便于运行操作和维护检修，并且要从整个电站各设备相互的合理配合和便于布置来进行选型。 考虑到本设计的煤种和燃烧器类型，选用∏型布置： 图 1 600MW 锅炉布置总图 1汽包； 2水冷壁； 3屏式过热器； 4二级过热器； 5顶棚过热器； 6包墙过热器； 7一级过热器；8再热器水平管组； 9省煤器； 10空气预热器； 11燃烧器； 12再热器过渡管组； 13再热器垂直管组 南京工程学院毕业设计说明书 （ 论文 ） 14 ∏型布置 是电站锅炉应用最广泛的形式，主要优点：锅炉高度较低，安装起吊方便；受热面易于布置成工质与烟气呈相互逆流；尾部烟道烟气向下流动，有利于吹灰；锅炉烟气出口在底层，送风机、引风机和除尘器都可布置在地面。 600MW 锅炉总体布置如图 1[13]。 二、蒸汽参数和锅炉容量对锅炉本体布置的影响 随着锅炉从小型工业炉发展到大的电站锅炉，容量增大，蒸汽参数的大幅提高 ，使得炉内加热、蒸发和过热吸热量的比例发生变化。 对超高参数 锅 炉，蒸发吸热比例小，不足以完全吸收炉膛中燃料燃烧放出的辐射热；而过热吸热增加很多，就很可能、也有必要在炉膛中放置过热受热面，如顶棚过热器和屏式过热器。 这样一方面达到炉内吸热平衡，以保持适当的炉膛出口温度，另一方面增大过热器的传热温差，并有辐射吸热特性，对气温调节也有好处。 此外，还要在炉膛上部放置前屏 过热器，再热气则置于水平烟道后部和尾部烟道上部。 综上所述，锅炉受热面的布置从总体平 衡的热角度，是随着锅炉参数的变化而调整的，并且从最佳传热考虑，将工质温度高的对流受热面放置在高烟温处。 且受热面的布置随参数的提高而趋于复杂，尤其是过热器和再热器系统，从单纯的对流过热器发展到有大屏、后屏、包覆管、高温对流过热器和低温对流过热器；增加了再热器，且从单纯的对流再热器到墙式再热器。 三、燃料特性对锅炉本体布置的影响 对于锅炉本体的布置，燃料不同布置需要做相应的改变 ；煤的挥发份影响煤粉的着火燃烧，从而影响受热面的布置，不同挥发份采用的炉膛出口过量空气系数不同，炉膛出口烟温和烟气流量，则对流受热面的布 置就需相应改变。 煤种的灰分直接影响对流受热面的磨损，灰分多要选用较低的烟气流速，相应改变受热面的尺寸和结构。 并要在易磨损的局部管段和弯头处加装防磨件。 但烟气流速太低时又会使受热面积灰，影响受热面的传热。 煤种的灰融特性对炉膛的设计有很大的影响，结渣和沾灰是引起人们严重关切的问题。 当所用 煤灰的软化温度 ST≥ 1390℃时，本设计煤种的 ST＞ 1500℃，炉膛容积热负荷可以提高到 qv=150~190kW/m3， qv 不同，影响炉膛的结构和尺寸。 炉膛的容积和截面积计算 炉膛结构的几何特征主要包括： 1）炉膛容积 ； 2）炉膛内炉墙总面积； 3）南京工程学院毕业设计说明书 （ 论文 ） 15 炉膛有效辐射受热面的面积； 4）炉膛火焰有效敷设层厚度； 5）炉膛水冷程度。 炉膛结构的几何特征参数与锅炉的设计容量、燃料特性、炉膛容积热负荷、炉膛截面热负荷、燃烧区域受热面热负荷、炉膛辐射受热面热负荷、炉膛出口烟气温度等设计参数密切相关。 锅炉炉膛设计中，参照设计规范书中推荐的取值范围和选取原则，再结合以往经验来确定这些参数的合理取值。 一、炉膛容积 V 计算 炉膛容积热负荷强度 qv 是指锅炉输入热量占炉膛容积的比值，还表示燃料及其生成烟气在炉内停留时间的倒数。