正压直吹式制粉系统各处过量空气系数计算公式推导

正压直吹式制粉系统各处过量空气系数计算公式推导

[摘要] 推导出采用典型正压直吹式制粉系统的火力发电厂，锅炉烟风系统各处过量空气系数的计算公式，并且，说明了计算公式应用时要注意的问题。

[关键词] 制粉系统正压直吹式过量空气系数漏风系数漏风率

1引言

火力发电厂锅炉六道设计中，烟风系统各处的过量空气系数的确定有着十分重要的意义：

1)由过量空气系数可计算出系统各处管道的流量；

2)由系统各处管道流量可计算出系统各处管道的管径；

3)由管道流量及管径可计算出各风机的容量参数；

烟风系统各处的介质流量及流速，风机的选型对机组运行效率及安全性非常重要，因此，在设计计算中就必须准确的计算出烟风系统各处过量空气系数。

本文以采用三分仓式回转式空气预热器的亚临界锅炉为例，推导出典型正压直吹式制粉系统，烟风系统各处过量空气系数计算公式。其他类型制粉系统的过量空气系数计算公式也可以采用类似的方法进行推导。

2已知量及所求量

火力发电厂设计计算中，已知量主要来自设备厂家，部分已知量可根据实践经验估算。通常情况下的已知量见表1。

表1 已知量

序号名称符号数据来源

1 炉膛出口过量空气系数α1锅炉厂家提供

2 炉膛漏风系数αF锅炉厂家提供

3 过热器烟道漏风系数αSH锅炉厂家提供

4 再热器烟道漏风系数αRH锅炉厂家提供

5 省煤器漏风系数αECON锅炉厂家提供

6 回转式空预器烟气侧漏风率αAH空预器厂家提供

7 回转式空预器一次风侧漏风率αAH1空预器厂家提供

8 回转式空预器二次风侧漏风率αAH2空预器厂家提供

9 除尘器漏风率αESP除尘器厂家提供

10 省煤器至空预器的烟道漏风系数αBCH0锅炉厂家提供

11 空预器至除尘器的烟道漏风系数αBCH1估算，约0.01/10m

12 除尘器至引风机的烟道漏风系数αBCH2估算，约0.01/10m

13 制粉系统漏风系数αPULV正压制粉系统，取0

14 一次风率R PA锅炉厂家提供

15 一次风冷风占干燥剂的份额γla制粉系统计算得

16 一次风热风占干燥剂的份额γha制粉系统计算得

17 锅炉理论空气量V0 制粉系统计算得

主要所求量及其用途见表2。

表2 所求量

序号名称符号用途

1 一次风机吸风口过量空气系数αXF1一次风机选型及风道管径计算

2 空预器一次风进口过量空气系数α'AH1一次风机选型及风道管径计算

3 空预器一次风出口过量空气系数α"AH1制粉系统干燥剂量计算

4 压力冷风过量空气系数αLF1压力冷风量计算

5 二次风机吸风口过量空气系数αXF2送风机选型及风道管径计算

6 空预器二次风进口过量空气系数α'AH2送风机选型及风道管径计算

7 空预器二次风出口过量空气系数α"AH2计算锅炉热二次风量

8 引风机进口过量空气系数αIDF引风机选型

9 空预器出口过量空气系数αGAS计算烟气中污染物含量等。

10 除尘器进口过量空气系数αESP1除尘器选型计算

11 除尘器出口过量空气系数αESP2引风机选型、脱硫岛容量计算等

表1和表2中各处过量空气系数的对应关系示意图见图1。

图1 典型正压直吹式制粉系统流程示意图

注：图1中方框内数据为已知量。

3 所求量计算公式的推导过程

3.1 锅炉一次风系统的各处过量空气系数计算公式的推导

锅炉一次风率是烟风系统的重要参数，它指的是供给锅炉燃烧器的一次风量与总计算风量的比值。对于正压直吹式制粉系统而言，制粉系统的漏风系数αPULV = 0 (正压直吹式制粉系统的磨煤机密封风对总一次风量的影响见说明4.4项) ，故供给锅炉燃烧的一次风量即为锅炉制粉系统入口处的热风量与冷风量之和，用公式表示为：(αLF1+α"AH1)×V 0。锅炉总计算风量用公式表示为：α1×V 0，则一次风率的计算公式可以写为：

%100)"(0

10

11⨯⨯⨯+=V

V R AH LF PA

ααα (1)

而总一次风量可以用下式计算得到：

ha

AH la

γαγα1

0LF1

0"V V ⨯=

⨯=

总一次风量 (2)

并且由制粉计算可知：

1=+ha la γγ

(3)

将(2)、(3)式代入(1)式可以得到空预器一次风出口过量空气系数α"AH1及压力冷风过量空气系数αLF1的计算公式：

ha PA AH R γαα⨯⨯=11"

(4) la PA LF R γαα⨯⨯=11

(5)

空预器一次风进口过量空气系数α'AH1可以用下式计算得来：

1

1

11"'AH AH AH ααα-=

(6)

(6)式中假设一次风机出口至空预器风道漏风系数为零。 一次风机吸风口处的过量空气系数αXF1可以用公式表示：

111'LF AH XF ααα+=

(7)

将(4)、(5)、(6)、(7)式联合，可以得到一次风机吸风口处的过量空气系数αXF1和空预器一次风进口过量空气系数α'AH1的计算公式：

⎪

⎪⎭⎫

⎝⎛

+-⨯⨯=la AH ha

PA XF R γαγαα1111 (8)*

1

111'AH ha

PA AH R αγαα-⨯⨯=

(9)

*：若磨煤机密封风从一次风道引出，则应用(8)式进行一次风机容量计算时，应加上密封风量。

3.2 锅炉二次风系统的各处过量空气系数计算公式的推导

锅炉炉膛进口的风量由以下几个方面组成： 1) 一次风量：

(αLF1+α"AH1)×V 0； 2) 制粉系统漏入的风量： αPULV ×V 0； 3) 炉膛漏入的风量： αF ×V 0； 4) 二次风量：

α"AH2×V 0； 锅炉炉膛出口的风量：

α1×V 0；