锅炉课程设计结果分析

锅炉课程设计结果分析
锅炉课程设计结果分析
第十五节热力计算结果数据分析
一、关于炉内结焦与炉膛出口烟温的分析
结焦的根本原因是熔化状态下的灰沉积在受热面上，煤灰对于高温受热面沾污结焦的倾向，可用灰熔点温度及灰的主要成分来判断煤灰的结渣指标。

造成炉内结焦原因：（1）有炉内呈还原性气氛，结渣性增强；（2）一次风速偏低；（3）一次风管风量分配不均，造成炉膛火焰偏斜；（4）锅炉运行时负压太高，漏风严重，使主燃烧区严重缺风，还原性加强；（5）运行中燃烧器向下摆动过低，致使煤粉气流直接冲刷冷灰斗；（6）所烧的煤种易结焦；（7）长时间未吹灰；（8）分级燃烧过度，主燃烧区域缺氧，氧量及总风量偏小等原因。

而在该设计校核中主要需要进行分析的是炉膛出口烟温与炉内结焦的关系。

从经济观点分析，燃煤炉膛出口烟温在1200~1250℃时，大中容量锅炉内辐射受热面和对流受热面吸热的分配率最好，可使总的受热面金属消耗量最少，但是炉内受热面的布置应保证锅炉运行的安全，即保证炉膛出口后的受热面不结焦为前提，因此炉膛出口烟温实际选取值比上述范围要低一些。

在任何情况下，进入密集对流受热面的烟温不得高于煤质灰分的变形温度（我所核算的煤质灰分的变形温度DT=1060℃），并应留有一定的富裕度。

但是，给我的煤质的核算结果却是炉膛出口烟温为1205℃，远大于煤质灰分的变形温度，因此，如果在这种锅炉中燃烧我所选取的煤种，那么必然会产生炉内结焦。

解决方案：如果核算给出的这种锅炉一定要燃烧该种煤，那么就需要调整炉膛结构尺寸和布置，重新对炉膛进行热力计算，一般情况调整炉膛的高度比较方便。

二、关于过热汽温的控制分析
维持稳定的过热汽温是保证锅炉机组运行安全和经济所必须的，对于电厂锅炉来说，要求在运行中维持过热汽温的变动不超过±5~10℃。

另外，从保护过热器受热面来说，除了汽温应维持正常以外，还要保持某一级过热器的管壁温度不超过这
一级过热器所采用的钢材的许用温度，因此锅炉汽温的调节除了满足汽轮机的要求之外，还有保护过热器本身的作用。

一般情况是锅炉负荷在75%~100%内能够维持额定蒸汽温度，由于许多因素影响到汽温，过热蒸汽一般规定每级中的焓增量不得超过170kJ/kg，以减小热偏差的绝对值，另一方面是在保证最高金属温度的管段安全工作的条件下，尽量节省投资。

我所核算的锅炉采用的喷水减温器。

锅炉的过热器分布多为分级布置，我所核算的锅炉的过热器亦是。

为提高运行的安全性和改善气温特性，通常在过热器中布置有二级喷水减温器。

第一级布置在屏式过热器前，喷水量大些，作为气温的粗调，并起到保护屏的作用。

第二级布置在末级过热器前，作为蒸汽温度的细调，控制过热器出口温度。

在核算的过程中，当在定压运行时，过热器采用喷水调节，一级喷水量假设为6t/h，二级喷水量设为5t/h，经过热力计算，当假设一级喷水量为6.3t/h，其减温水误差校核比原来的误差ΔD=0.33增加到ΔD，=2.83；当一级喷水量设为
5.7t/h，其误差增加到－2.37；同样，当二级喷水量增加到5.3t/h，其减温水校核误差ΔD=3.36，相对之前增加很多；二级喷水设为4.7t/h，ΔD，=－3.26，也超过误差范围内。

由此可见，两级喷水量的设置时较合理的。

，三、再热汽温的控制分析
维持稳定的再热汽温是保证锅炉机组运行安全和经济所必须的，在机组的整个运行过程中，维持汽温的相对稳定是非常重要的。

为了提高发电厂的循环热效率，汽温是按材料的许用温度取安全上限值，当汽温过高时，会使锅炉受热面及蒸汽管道材料的蠕变速度加快，影响使用寿，若严重超温，会因材料的强度急剧下降而导致管道发生爆破。

同时，还会使汽轮机的汽缸、汽门、前几级叶片、喷咀等部件的机械强度降低，导致使用年限缩短和设备损坏；若汽温降低，不仅使机组循环热效率降低，煤耗增大，还增加了末几级叶片的蒸汽湿度，降低了汽轮机的内效率，造成汽轮机末几级叶片侵蚀加剧，还使汽轮机转子承受的轴向推力增加，对机组的安全不利，降低寿命；若汽温波动大，将会导致部件的疲劳损伤，引起汽轮机胀差的变化，甚至产生剧烈振动，危及机组安全。

所以，在机组的运行过程，变工况的调
整过程中，汽温应尽量保持相对稳定，波动范围尽可能小，汽温的波动范围离其额定值不超过-10℃～+5℃。

再热器不在采用喷水控来调节气温，一般采用烟气挡板来调节气温，只有发生事故情况下，才会采用喷水调节。

将尾部竖井烟道分割成两个平行烟道，在一个烟道内布置低温再热器，在另一个烟道内布置省煤器，在烟井下部的省煤器出口，烟温较低处装置烟气挡板。

当再热气温改变时，调节挡板开度，改变流过再热器的烟气量，使再热器吸热量改变达到调节气温的目的。

核算结果表明，当第二转向室的烟气旁通量份额为δ=0.72（其中低温再热器引出管的烟气旁通量份额为
δ=0.15），旁路省煤器的烟气旁通量份额为δ=0.28时候可以明显提高再热蒸汽的终温，并且达到核算要求。

四、烟气流速与管道磨损的分析
进入尾部烟道的飞灰由于温度较高，具有一定的硬度，因此随烟气冲击受热面管排时，会对管壁产生磨损作用。

飞灰一定的烟速烟气流速增加时，飞灰颗粒对管壁的撞击力，冲刷力加大，磨损加快，飞灰磨损与烟气流速的三次方成正比关系，由此可见，烟气流速对受热面的磨损起决定性作用。

我所核算烟气流速的结果是：后屏流速为6.68m/s，对流过热器流速
11.86m/s，高温再热器烟气流速11.12m/s，低再引出管烟气流速1.56m/s，低温再热器烟气流速9.05m/s，旁路省煤器和主省煤器的烟气流速分别是9.96m/s和
7.52m/s，空气预热器热端和冷端的烟气流速分别是13.52m/s和10.84m/s，根据我国有关单位的研究，对于固态排渣煤粉炉，提出最佳的过热器受热面的烟速为10~14m/s。

偏高对磨损较大，偏低则容易积灰，但烟温高于700℃的时候可以选择在6m/s以上则可。

参考以上结果，核算结果总体上看还是比较合理的。

五、排烟温度与低温腐蚀的分析
对于锅炉的设计来说，选用较低的排烟温度会使锅炉效率提高，但另一方面，却使尾部受热面烟气侧与工质侧的温差减小，增加了受热面的金属消耗量。

锅炉造价也会因此增大，运行中风机所消耗的电能也随之而增高。

此外，如排烟温度过
低，还会引起空气预热器的严重低温腐蚀。

因此在选择最经济的排烟温度值还应该考虑到它对低温受热面工作的可靠性的影响。

燃料中的硫在燃烧后有一小部分辗转产生SO3，它在烟气中与烟气中的水蒸汽形成硫酸蒸汽，当受热面壁温低于硫酸蒸汽的露点温度时，碰在受热面上的硫酸蒸汽就会冷凝下来，使壁面金属锈蚀。

如果受热面壁温低于烟气中的水蒸汽的露点，则水蒸汽也会冷凝在管壁上，此时发生的锈蚀更为严重。

低温腐蚀将严重影响到锅炉工作的经济性和可靠性，防止的主要方法是提高受热面壁温，使它不低于烟气中硫酸蒸汽和水蒸汽的露点。

提高壁温可提高排烟温度或提高进空气预热器的空气温度等，但这两种方法都将影响到排烟温度值的选择。

烟气中水蒸汽的露点与烟气中水蒸汽分压力有关，一般在35~65℃左右，它随水蒸汽分压力增大而增高。

但烟气中的酸蒸汽露点却很高，烟气中的硫酸蒸汽存在时，即使它含量很少，它对露点的影响也很大。

因为我核算所选取的煤质中对含应用基的折算硫份为Syzs=0.21%＞0.2%的燃料，燃烧后烟气的酸蒸汽露点可以达120~150℃。

由烟气的酸露点的经验公式估算可得我所选取的煤质的酸露点tsld=
3ySzxfh1.05Azsytld=139℃。

对于我所核算的排烟温度是141℃，既能有效的降低低
温腐蚀的危害，也保证了该锅炉较好的经济效益。

扩展阅读：锅炉课程设计报告
锅炉课程设计
任务书
姓名：张世东学号：03007131
目录
第一节设计任务书2第二节煤的元素及燃烧产物分析3第三节锅炉整体布置的确定4第四节锅炉热平衡计算7第五节炉膛设计和热力计算11第六节后屏过热器热力计算21第七节对流过热器设计和热力计算25第八节高温再热器设计和热力计算29第九节转向室及低温再热器引出管的热力计
算34第十节低温再热器热力计算41第十一节旁路省煤器热力计算44第十二节减温水校核48第十三节主省煤器设计和热力计算48第十四节空气预热器热力计算53第十五节热力计算数据的修正和计算结果汇总55第十六节设计其他部分说明59第十七节锅炉设计感想61
1第一节设计任务书
一、设计题目：400t/h再热煤粉锅炉二、原始资料
1.锅炉蒸发量D1400t/h
2.再热蒸汽流量D2330t/h
3.给水温度tgs235OC
4.给水压力1
5.6MPa5.过热蒸汽温度t1540OC
6.过热蒸汽压力P113.7MPa
7.再热蒸汽进口
温度t’2330OC8.再热蒸汽进口压力p’22.5MPa9.再热蒸汽出口温度t”O2540C10.再热蒸汽出口压力p”22.3MPa11.锅炉车间空气温度tlk25OC12.锅炉排污率
1.0%13.空气中所含水分10g/kg14.燃料特性
（1）燃料种类：混煤（2）煤的应用基成分（%）:
Car=52.88%Har=3.2%Oar=4.74%Nar=1.06%
Sar=0.345Aar=26.52%War=11.26%Vdaf=33.14%
（3）燃料低位发热量：Qydw=20400KJ/kg
（4）灰熔点：t1=1185OC;t2=1280OC;t3=1325OC15.燃烧方式：煤粉炉四角布置16锅炉型式：II型
第二节煤的元素及燃烧产物分析
表1成分煤的成分(收到基)CarHarSarOarNarAarWar成分相加混煤
52.883.20.344.741.0626.5211.26空气煤的元表及燃烧产物表理论烟气烟气成分CO2SO2H2O-HH2O-WH2O-V0N-NN-V0理论烟气Nm3
成分份额0.14020.08520.02560.910实际烟气Nm3实际烟气成分CO2SO2所需氧气所需空气Nm3Nm30.98670.1780.0024-0.033-VO204.9690.8470.011-0.158-
1.13410.98670.000240.35520.13960.5820.08690.00854.26514.2740.9867RO2容
积份额0.00024H2O容积份额过量空气系数1.2200飞灰质量浓度过量空气其中--O-
-N过量水蒸汽1.1878飞灰系数afh空气中所含水0.2493分
0.93830.0191100.00V05.399Vy05.845Vy7.052Gy,kg9.3373
第三节锅炉整体布置的确定
一、锅炉总体概况
锅炉为单汽包，自然循环煤粉炉，呈型分布，适应露天。

汽包中心线标高为42300mm，布置在炉前距水冷壁中心线2660mm处，采用四根419×36mm大直径下降管。

炉膛由密封良好的60×6mm的鳍片管膜式水冷壁组成，炉膛截面深×宽
=8380×9600mm，宽深比为1.086，近似正方形。

燃烧器呈四角大小双切圆布置。

炉膛上部出口处，沿炉膛宽度方向布置6片前屏过热器，横向节距是1350mm，其后布置16片后屏过热器，横向节距是630mm。

高温对流过热器布置在后屏后面，位于折焰角的斜坡上，低温过热器由测墙包覆管、后墙包覆管以及炉顶包覆管组成。

再热器分为高、低两组，分别位于水平烟道和尾部竖烟井。

全部受热面采用悬吊和支承相结合的方式。

竖烟井深度为7500mm，其上部由隔墙省煤器管分为2个烟道，主烟道和旁路烟道，相应设置低再和旁省。

低再受热面载荷通过悬吊管由炉膛钢架承重，受热面向下膨胀。

省煤器由旁省和隔墙省以及置于竖烟井下部的主省煤器组成。

旁省以及隔墙省为悬吊式，主省则由三根钢价支撑，搁置在水泥构架梁上。

2台回转式空预直接安置在9m的运转层上，由水平烟道连接，置于尾部竖烟井的后侧。

锅炉烟井周围有管子包覆，采用重力载荷小、厚度薄的敷管炉墙，除尾部空预、烟风道、灰斗以及主省外锅炉的全部受热面载荷均悬吊在炉顶钢架上，受热面均向下自由膨胀，炉顶钢架通过K1、K2、K3、K4混凝土构架把负荷传递到锅炉基础上。

（图1）
锅炉汽温调节，主蒸汽采用一、二节喷水减温，再热蒸汽采用烟气挡板，作为升温调节，挡板布置在旁省的倾斜45度的管上。

此外，在高再进口处设有事故喷水装置，作为不得已时的降温调节措施。

当负荷在75%～100%内运行时，上述的调温装置可以维持过热蒸汽、再热蒸汽在额定值。

另外，在低再出口还设有微量喷水可以调节，以配合烟气挡板的调温。

本锅炉按固态排渣设计，采用带有粗破碎机的刮板式的机械除渣装置。

4
图1锅炉整体结构图
5二、锅炉汽水系统
按超高压大容量锅炉热力系统设计的要求，该锅炉汽水系统的流程设计如下：（1）水系统流程给水→
后墙引出管汽包下降管水冷壁前隔墙省煤器主省煤器后隔墙省煤器旁路省煤器及斜烟道包覆管束上联箱汽包（2）过热蒸汽系统流程汽包尾部包覆过热后集箱尾部左右侧包覆过热器管束（下降）一级喷水减温顶棚过热器进口集箱炉顶及尾部包覆过热器管束悬吊管过热器管束尾部左右侧包覆过热器管束（上升）水平烟道左右侧包覆过热器管束（上升）二级喷水减温器前屏过热器后屏过热器对流过热器进口集箱集汽集箱汽轮机（3）再热蒸汽系统流程汽轮机事故喷水微量喷水低温再热器高温再热器再热器集汽集箱
汽轮机第四节锅炉热平衡计算
一、燃烧产物计算
表2空气平衡表
炉膛受热面后屏过热器(l,hp)名称对流过热器高温再低温再热器热器旁路省煤器主省煤器空气预热器
(dlgr)1.220.051.27(gzr)(dzr,psm)(sm)1.270.031.301.300.031.331.330.031.35 (ky)1.350.21.56进口α"漏风Δα出口α""表
3h"grhgsDgrh"zrh"zrDzrηpyDjwΔαl=0.05Δαhp=01.22蒸汽要求表查蒸汽特性表，p=13.7MPa,t=540oC查水特性表，p=15.6MPa,t=235oC已知查蒸汽特性表，
p=2.3MPa,t=540oC查蒸汽特性表，p=2.5MPa,t=330C已知假定假定（kg/h）
o3434.591016.34.00E+053551.563079.673.30E+05140.001.10E+04表4烟气特性表
符号a"a""αav△VVH2OVgrRO2rH2OrnGgμf单位
Nm3/kgNm3/kgNm3/kgkg/kgkg/kgl,hpdlgrgzrdzr,psmsmky1.2201*.2201*.27001.30 001.33001.36001.2201*.27001.30001.33001.35001.56001.2201*.18780.60107.05 190.14020.08520.22559.33710.02561.24501.32280.60327.18910.13760.08390.22 159.51340.02511.28501.53870.60667.40850.13350.08190.21549.79550.02441.31 501.70070.60927.57310.13060.08040.211010.00700.02391.34001.83570.61147.7 1020.12830.07930.207610.18330.02341.46002.48350.62178.36850.11820.07430. 192511.02940.02167
表5烟气焓温表理论空气的焓
Hk(kj/kg)713143621762926369344815286610169167753861194701032811208120881 297413854147341564116543174501940638610913415818320923526228832537542043 74935215696006308659985911080123101354314811161201*41118692201*821323226 662398225314烟气的焓Hy（kj/kg）飞灰的焓Hfh(kj/kg)炉膛后屏过热器a""l,hp=1.22100201*00400500600700800900100011001201*30014001500160017001 8001900201*2100811164124983380428552086156713481299140101541117212214132 8014332154011647717560186561974320845△Hy对流过热器a""dlgr=1.245高温再热器a"gzr=1.285低温再热器旁路省煤器
a"dsr,psm=1.315324643885558675379799239△Hy主省煤器a"sm=1.34空预器热段空预器冷段a"ky(r)=1.41a"ky(l)=1.51烟气温度℃理论烟气的焓
Hy(kj/kg)△Hy△Hy430052995447114764391140661811717609117078201*028812120 3905612351201*0032122110309125312211127412421230123312681309129012811326 1305134313161333△Hy△Hy△Hy11221193217022701148241412213300113134531182 367012561142446111614666121349591288117056501189119568651215122612608
二、热平衡入燃料消耗量计算
表六锅炉热平衡及燃料消耗计算序号1234567名称燃料带入热量排烟温度排烟焓冷空气温度理论空气焓机械不完全燃烧热损失化学不完全燃烧热损失排烟热损失散热损失灰渣物理热损失锅炉热平衡及燃料消耗量计算符单计算公式或数据来号位
源yQrkJ/kg≈Qdwoηpy C假定HpykJ/kg查焓温表空气预热冷段otlkC给定（锅炉车间工作温度）HolkkJ/kg查焓温表理论烟气焓数值
204001501803.525178.31.50q4q3q2q5q6%%取用取用
8910%%%qo(HpypyHlk)14100100Q2/QrQr6.80.350.000查图形2-15yQdw51.72Ay忽略41911121314151617181920212223保热系数锅炉总热损失锅炉热效率过热蒸汽焓给水焓过热蒸汽流量再热蒸汽出口焓再热蒸汽进口焓再热蒸汽流量再热蒸汽焓增量锅炉有效利用热实际燃料消耗量计算燃料消耗量
φ∑qηglh"grhgsDgrh"zrh"zrDzrq50.9962100%q2+q3+q4+q5+q68.6%100-
∑q91.4okJ/kg查蒸汽特性表，p=13.8MPa,t=540C3436.4okJ/kg查水特性表，
p=15.6MPa,t=235C1016.11%1kg/h已知okJ/kg查蒸汽特性表，
p=2.4MPa,t=540CokJ/kg查蒸汽特性表，p=2.6MPa,t=330Ckg/h已知4000003552.83078.4330000474.4112947338860986.060071.7△hzrkJ/kgQglBBjkJ/ hhzr"-hzr"Dgr(hgr"-hgs)+Dzr(hzr"-hzr")+Dpw(I"-
Igs)kg/hQgl/(ηglQr)kg/hq4B1100
9第五节炉膛设计和热力计算
一、炉膛结构设计
表7炉膛尺寸确定
（一）炉膛尺寸的确定12345678910111213炉膛容积热强度炉膛容积炉膛截面热强度炉膛截面积炉膛截面宽深比炉膛宽度炉膛深度冷灰斗倾角冷灰斗出口尺寸冷灰斗容积折焰角长度折焰角上倾角折焰角下倾角
qVVlqFAla/b abθW/mmW/mmmmmmmmm38kg/(ms)m2232333按表2-11选取1590002173.50426800080.451.0869.68.43BQdwy/(3.6qv)按表2-12选取
BQdwy/(3.6qF)按a/b=1～1.2选取选取a值使a/b=1～1.2Al/a按θ≥50按0.6～1.4选取按图3-5A4部分结构尺寸计算o501.2123.92.5Vhdlzθ上θ下按1b选取3oo按θ上=20～45选取按θ上=20～30选取取用(外径）δ按表2-21选取（800~1000）453038×4.54.59510.11362309oo14前屏管径及壁厚1516前屏管内工质质量流速前屏管子总流通面积前屏每根管子面积前屏总管子数前屏横向管距前
屏片数d×δdρwAA1ns1z1n1s2RDlDjw3600w17181920m根mm片根mmmm242dn(dn为内径)0.00066052172.0206981350628427510
A/A1按s1=550～1500选取按a/s1-1=6.4选取按n/6=28.67选取按
S2/d=1.1～1.25取按R＝(1.5～2.5)d选取21前屏单片管子数2223前屏纵向节距前屏最小弯曲半径2425前屏深度前屏与前墙之间距离bqpwyt"lAchhchhqpwshhsyhzyVldhltmmmmmmm/sos2(n1-1)×2+2R选取选取选取按表2-20选取(1100～1150)241812407806110098.010.201*106.50.8532.7118.68126前后屏之间距离炉膛出口烟气流速炉膛出口烟气温28度272930313233343536炉膛出口通流面积炉膛出口高度前屏高度水平烟道烟气流速水平烟道高度折焰角高度炉顶容积炉膛主体高度C2mmmm/smmmm3BjVy3600wyt273273"lAch/a按hch选定选取按t2736.1取3600wsya273按hqp-hsy-lz=0.73选取按图3-5中A1和A2部分尺寸计算BjVy"lVlVldVhd(图35中A3部分高度)Al二.水系统及水冷壁结构设计炉膛四周水冷壁全部采用φ60×6mm的鳍片管制成密封的膜式水冷壁。

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φ419×36mm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11处设置了带有短路的φ10mm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8水冷壁结构设计
12345前后墙水冷壁回路个数左右侧墙水冷壁回路个数管径及壁厚管子管距前后墙管子根数z1z2d×δsn1n2个个mmmm根根10/2.5=4（按每个回路加热宽度
≤2.5m选取）9.2/2.5=3.7（按每个回路加热宽度≤2.5m选取）按表3-13选取按s/d=1.3～1.35选取按a/s+1=127.3选取按b/s+1=117.2选取4360*680.51281106左右侧墙管子根数三、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φ200mm，大切圆φ700mm，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、二次风喷口的位置，自上至下为（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9燃烧器结构尺寸计算序号1234名称一次风速二次风速三次风速一次风率符号w1w2w3r1单位m/sm/sm/s%计算公式或数据来源按表2-16选取(25～35)按表2-16选取(35～45)按表2-16选取(40～60)按表2-15选取12
数值3040505678910111213141516171819三次风率二次风率一次风温二次风温三次风温燃烧器数量一次风口面积（单只）二次风口面积（单只）三次风口面积（单只）燃烧器假想切圆直径燃烧器矩形对角线长度特性比值特性比值燃烧器喷口宽度一次风喷口高度二次风喷口高度三次风喷口高度r3r2t1t2t3zA1A2A3dj%%o由
制粉系统的设计计算确定的磨煤废气份额100-r1-r3由制粉系统的设计计算确定2050201*107040.1576691680.182190390.137202177650127431240.2420375434327C CCotrk-10由制粉系统的设计计算确定四角布置按表2-17选取≈sqrt(b+a)初步选定由式(2-7)确定A1/brA2/brA3/br按A1、A2、A3的要求，画出燃烧器喷口结构尺寸图（图3-4），得hr;核算hr/br=13.46,接近原选定值，不必重算按l=(4～5)br 选取按图2-29示意的lhy（lhy=abcd折线长度）的计算结果符合表2-19规定，而且上排燃烧器中心线到前屏下边缘高度为11.077m>8m,所以炉膛高度设计合理22o 个mmmmmmmmmmmmmmm2222ljhr/br2lj/brbrhlh2h3hr/brl20燃烧器高度最下一排燃烧器的下边缘距冷灰斗上沿的距离条件火炬长度mm566021m1.722lhym27.9>14
四、炉膛及前屏过热器结构尺寸计算
表10炉膛结构尺寸计算序号1名称侧墙面积符号单位mmmm2222计算公式或数据来源据图3-5.据图3-5.据图3-5.8.43×18.681据图3-
5.0.5×(8.43+5.02)×2.276数值44.38010.29215
6.55114.087A1A2A3A413
2345678910111213141516171819202122前墙面积后墙面积炉膛出口烟窗面积炉顶包覆面积前屏面积燃烧器面积前后侧墙水冷壁角系数炉顶角系数前屏角系数炉膛出口烟窗处角系数整个炉膛的平均角系数前屏区的侧墙面积前屏区的炉顶面积前屏区的炉墙面积炉膛自由容积的水冷壁面积炉膛容积前屏占据容积炉膛的自由容积前屏区与炉膛的水平分割面积前屏区与炉膛的垂直分割面积自由容积的辐射层有效厚度前屏间容积的辐射层有效厚度炉膛的辐射层有效厚度燃烧器中心线的高度炉膛高度燃烧器相对高度AcAqAhAchAldAqpArxxldxqpxchx-mmmmmmmmmmmmmmmmmmmm2233322222222222222A1+A2+A3+A4据图3-
5.[30.43+0.5×o(8.84-5.02)/cos50+5.02/2]×9.6225.310344.9据图3-
5.9.6×(2.887+13.008+2.97+5.02/2)25
6.852377据图3-5.(8.84-4.438-
2.887×sin60+10)×9.6据图3-5.4.4384×9.6据图3-6．2×6×2.424×10据图3-5．4×1.2×6（燃烧器布置的总宽度和总高度分别为1.2m和6m)按膜式水冷壁选取查附录三图Ⅰ(a)4,s/d=45/38=1.184,e=0查附录三图
Ⅰ(a)5,s/d=45.6/38=1.2选取据图3-5．2×10×2.424据图3-
5．9.6×2.424o109.845171842.6048290.1628.810.970.9910.99720415148.3623.2 171.5711042163232.11930.823.211926.29Apq,cApq,ldApqAzyVlVpVzyAf,shAf,chS zySpqShrHlhr/HlＡpq,c+Apq,ldAq+Ah+2(Ac-A4/2-Apq,c/2)+Ach+(Ald-Apq,ld)Aca 据图3-5．2.424×9.6×10Vl-Vp据图3-5．2.424×9.6据图3-
5．9.6×10×23.6Vzy/Azy2324252627mmmm3.6Vp/(Aqp+Apq+Af,sh+Af,ch)据图3-5．据图3-5．1.456.4816.80227.2640.25hr/hl(见图3-5,hr=7.515m)14 28火焰中心相对高度xlhr/Hl+△x,△x按附录二表Ⅲ查得等于00.2515
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表11前屏过热器结构尺寸计算序号12345678名称管径及壁厚单片管子根数前屏片数蒸汽流通截面积蒸汽质量流速前屏蒸汽平均比容蒸汽流速前屏辐射受热面积符号单位mm根片mkg/(ms)m/kgm/sm2322计算公式或数据来源由结构面设计由结构面设计由结构面设计0.785dnz1n1,(dn为管了内径)(D-Djw)/(3600A)o数值
38×4.52860.111974d×δn1z1Aρwυpj2查蒸汽特性
表,p=14.55MPa,t=372C0.0142ρwυpj2z1×bqp×hqp×xqp13.64287.26wAqp
五、炉膛热力计算（带前屏过热器）
表12炉膛热力计算（带前屏过热器）序号1234567名称热空气温度理论热空气焓炉膛漏风系数制粉系统漏风系数冷空气温度理论冷空气焓空预器出口过量空气系数空气带入炉内热量1kg燃料带入炉内的热量理论燃烧温度炉膛出口烟温炉膛出口烟焓烟所的平均热容量水蒸汽容积份额符号单位o计算公式或数据来源给定查焓温表由A初参表得知选用给定查焓温表αl"-
(△αl+△αzf)βky"Hrk+(△αl+△αzf)Hlkoo数值
32023260.050.0625178.31.112601.5trkHrko△αl△αzfCkJ/kgotlkHlkoβky"CkJ /kgkJ/kg8QkQlTaTl"Hl"VcpjrH2O91011121314kJ/kgoQr×(100-q3-q4-q6)/(100-q4)+Qk根据Ql查焓温表假定查焓温表
23001.51926114012803.213.00.0852CCokJ/kgkJ/(kgC)o(Ql-Hl")/(Ta-Tl")查烟气特性表3-217
15三原子气体容积份额（含水）rn查烟气特性表3-20.140216三原子气体分压力（含水）pnMPaprn(p为炉膛压力,等于0.098MPa)0.01417pn与S的乘积pnSmMPapnS0.08918三原子气体辐射减弱系数Ky1/(mMPa)课本（9－37）4.15719灰粒子辐射减弱系数Kh1/(mMPa)课本（9－38）80.29520焦碳粒子辐射减弱系数Kj1/(mMPa)取用1021无因次量x②1按参考文献[1]选取0.522无因次量x②2按参考文献[1]选取0.123半发光火焰辐射减弱系数
K1/(mMPa)Kyrn+Khμh+Kjx1x23.09824乘积KpSKpS1.96825炉膛火焰有效黑度
ahy1-e-KpS0.86026乘积pnSzymMPapnSzy0.086乘积自由容积内27三原子气体辐射Ky1/(mMPa)4.225减弱系数28乘积KpSzy(Kyrn+Khμk+kjx1x2)pSzy1.94229自由容积的火焰有效黑度azy1-e-KpSzy0.85730乘积pnSpqmMPapnSpq0.020屏间容积内三原31子气体辐射减弱Ky1/(mMPa)9.325系数32乘积
KpSpq(Kyrn+Khμh+kjx1x2)pSpq0.54933屏间容积的火焰有效黑度apr1-e-
KpSpq0.42234屏宽A与Szy比值A/SzyA/Szy(A即bqp,见图3-6)0.38435屏宽A与屏节距之比ωA/s11.79136屏的修正系数cp查附录三图V(b)β=1.35/100.9537屏区的修正系数cpq查附录三图V(b)0.8838系数τa查附录三图V(a)0.9 39屏的辐射系数φp查附录三图V(c)0.1440屏区的辐射系数φpq查附录三图V(d)0.0841屏的黑度apapr+φpcpazy0.53619154142屏区的黑度
apqapr+φpqcpqazy0.48257338843屏的暴光不均匀系数zpap/azy0.63屏区水冷壁的暴44光不均匀zpqapq/azy0.56系数45计及暴光不均匀的屏的面积
Aqp"m2Aqpz-px181.1446计及暴光不均匀m2的屏区面积Apq"Apqzpqx-40.2147炉墙总面积Alqm2Azy+Aqp"+Apq"1325.8048前后侧墙水冷壁的沾污系数ξ查附录二表Ⅳ0.4549屏的沾污系数ξpξβ查附录二表Ⅳ0.3550炉顶包覆管沾污系数ξld 查附录二表Ⅳ0.4251炉膛出口屏的沾污系数ξchξβ(β查附录三图Ⅳ,得
β=0.98)0.44152前后侧墙水冷壁热有效系数ψξx0.4553炉顶包覆管的热有效系数ψldξldxld0.407454屏的热有效系数ψpξpxqp0.346555炉膛出口处的屏的热有效系数ψchξchxch0.441{ψ[Aq+Ah+2(Ac-Ar/2-Apq,c/2)]56平均热有效系数ψpj+ψld(Ald-Apq,ld)+ψpAqp"+ψApq,czpq0.430399436+ψldApq,ldzpq}/Alq57。