鍋爐課程設(shè)計結(jié)果分析

第十五節(jié)熱力計算結(jié)果數(shù)據(jù)分析

一、關(guān)于爐內(nèi)結(jié)焦與爐膛出口煙溫的分析

結(jié)焦的根本原因是熔化狀態(tài)下的灰沉積在受熱面上，煤灰對于高溫受熱面沾污結(jié)焦的傾向，可用灰熔點溫度及灰的主要成分來判斷煤灰的結(jié)渣指標。造成爐內(nèi)結(jié)焦原因：（1）有爐內(nèi)呈還原性氣氛，結(jié)渣性增強；（2）一次風速偏低；（3）一次風管風量分配不均，造成爐膛火焰偏斜；（4）鍋爐運行時負壓太高，漏風嚴重，使主燃燒區(qū)嚴重缺風，還原性加強；（5）運行中燃燒器向下擺動過低，致使煤粉氣流直接沖刷冷灰斗；（6）所燒的煤種易結(jié)焦；（7）長時間未吹灰；（8）分級燃燒過度，主燃燒區(qū)域缺氧，氧量及總風量偏小等原因。而在該設(shè)計校核中主要需要進行分析的是爐膛出口煙溫與爐內(nèi)結(jié)焦的關(guān)系。

從經(jīng)濟觀點分析，燃煤爐膛出口煙溫在1200~1250℃時，大中容量鍋爐內(nèi)輻射受熱面和對流受熱面吸熱的分配率最好，可使總的受熱面金屬消耗量最少，但是爐內(nèi)受熱面的布置應(yīng)保證鍋爐運行的安全，即保證爐膛出口后的受熱面不結(jié)焦為前提，因此爐膛出口煙溫實際選取值比上述范圍要低一些。在任何情況下，進入密集對流受熱面的煙溫不得高于煤質(zhì)灰分的變形溫度（我所核算的煤質(zhì)灰分的變形溫度DT=1060℃），并應(yīng)留有一定的富裕度。但是，給我的煤質(zhì)的核算結(jié)果卻是爐膛出口煙溫為1205℃，遠大于煤質(zhì)灰分的變形溫度，因此，如果在這種鍋爐中燃燒我所選取的煤種，那么必然會產(chǎn)生爐內(nèi)結(jié)焦。

解決方案：如果核算給出的這種鍋爐一定要燃燒該種煤，那么就需要調(diào)整爐膛結(jié)構(gòu)尺寸和布置，重新對爐膛進行熱力計算，一般情況調(diào)整爐膛的高度比較方便。

二、關(guān)于過熱汽溫的控制分析

維持穩(wěn)定的過熱汽溫是保證鍋爐機組運行安全和經(jīng)濟所必須的，對于電廠鍋爐來說，要求在運行中維持過熱汽溫的變動不超過±5~10℃。另外，從保護過熱器受熱面來說，除了汽溫應(yīng)維持正常以外，還要保持某一級過熱器的管壁溫度不超過這一級過熱器所采用的鋼材的許用溫度，因此鍋爐汽溫的調(diào)節(jié)除了滿足汽輪機的要求之外，還有保護過熱器本身的作用。一般情況是鍋爐負荷在75%~100%內(nèi)能夠維持額定蒸汽溫度，由于許多因素影響到汽溫，過熱蒸汽一般規(guī)定每級中的焓增量不得超過170kJ/kg，以減小熱偏差的絕對值，另一方面是在保證最高金屬溫度的管段安全工作的條件下，盡量節(jié)省投資。我所核算的鍋爐采用的噴水減溫器。

鍋爐的過熱器分布多為分級布置，我所核算的鍋爐的過熱器亦是。為提高運行的安全性和改善氣溫特性，通常在過熱器中布置有二級噴水減溫器。第一級布置在屏式過熱器前，噴水量大些，作為氣溫的粗調(diào)，并起到保護屏的作用。第二級布置在末級過熱器前，作為蒸汽溫度的細調(diào)，控制過熱器出口溫度。

在核算的過程中，當在定壓運行時，過熱器采用噴水調(diào)節(jié)，一級噴水量假設(shè)為6t/h，二級噴水量設(shè)為5t/h，經(jīng)過熱力計算，當假設(shè)一級噴水量為6.3t/h，其減溫水誤差校核比原來的誤差ΔD=0.33增加到ΔD，=2.83；當一級噴水量設(shè)為5.7t/h，其誤差增加到－2.37；同樣，當二級噴水量增加到5.3t/h，其減溫水校核誤差ΔD=3.36，相對之前增加很多；二級噴水設(shè)為4.7t/h，ΔD，=－3.26，也超過誤差范圍內(nèi)。由此可見，兩級噴水量的設(shè)置時較合理的。

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三、再熱汽溫的控制分析

維持穩(wěn)定的再熱汽溫是保證鍋爐機組運行安全和經(jīng)濟所必須的，在機組的整個運行過程中，維持汽溫的相對穩(wěn)定是非常重要的。為了提高發(fā)電廠的循環(huán)熱效率，汽溫是按材料的許用溫度取安全上限值，當汽溫過高時，會使鍋爐受熱面及蒸汽管道材料的蠕變速度加快，影響使用壽，若嚴重超溫，會因材料的強度急劇下降而導(dǎo)致管道發(fā)生爆破。同時，還會使汽輪機的汽缸、汽門、前幾級葉片、噴咀等部件的機械強度降低，導(dǎo)致使用年限縮短和設(shè)備損壞；若汽溫降低，不僅使機組循環(huán)熱效率降低，煤耗增大，還增加了末幾級葉片的蒸汽濕度，降低了汽輪機的內(nèi)效率，造成汽輪機末幾級葉片侵蝕加劇，還使汽輪機轉(zhuǎn)子承受的軸向推力增加，對機組的安全不利，降低壽命；若汽溫波動大，將會導(dǎo)致部件的疲勞損傷，引起汽輪機脹差的變化，甚至產(chǎn)生劇烈振動，危及機組安全。所以，在機組的運行過程，變工況的調(diào)整過程中，汽溫應(yīng)盡量保持相對穩(wěn)定，波動范圍盡可能小，汽溫的波動范圍離其額定值不超過-10℃～+5℃。

再熱器不在采用噴水控來調(diào)節(jié)氣溫，一般采用煙氣擋板來調(diào)節(jié)氣溫，只有發(fā)生事故情況下，才會采用噴水調(diào)節(jié)。將尾部豎井煙道分割成兩個平行煙道，在一個煙道內(nèi)布置低溫再熱器，在另一個煙道內(nèi)布置省煤器，在煙井下部的省煤器出口，煙溫較低處裝置煙氣擋板。當再熱氣溫改變時，調(diào)節(jié)擋板開度，改變流過再熱器的煙氣量，使再熱器吸熱量改變達到調(diào)節(jié)氣溫的目的。核算結(jié)果表明，當?shù)诙�轉(zhuǎn)向室的煙氣旁通量份額為δ=0.72（其中低溫再熱器引出管的煙氣旁通量份額為δ=0.15），旁路省煤器的煙氣旁通量份額為δ=0.28時候可以明顯提高再熱蒸汽的終溫，并且達到核算要求。

四、煙氣流速與管道磨損的分析

進入尾部煙道的飛灰由于溫度較高，具有一定的硬度，因此隨煙氣沖擊受熱面管排時，會對管壁產(chǎn)生磨損作用。飛灰一定的煙速煙氣流速增加時，飛灰顆粒對管壁的撞擊力，沖刷力加大，磨損加快，飛灰磨損與煙氣流速的三次方成正比關(guān)系，由此可見，煙氣流速對受熱面的磨損起決定性作用。

我所核算煙氣流速的結(jié)果是：后屏流速為6.68m/s，對流過熱器流速11.86m/s，高溫再熱器煙氣流速11.12m/s，低再引出管煙氣流速1.56m/s，低溫再熱器煙氣流速9.05m/s，旁路省煤器和主省煤器的煙氣流速分別是9.96m/s和7.52m/s，空氣預(yù)熱器熱端和冷端的煙氣流速分別是13.52m/s和10.84m/s，根據(jù)我國有關(guān)單位的研究，對于固態(tài)排渣煤粉爐，提出最佳的過熱器受熱面的煙速為10~14m/s。偏高對磨損較大，偏低則容易積灰，但煙溫高于700℃的時候可以選擇在6m/s以上則可。參考以上結(jié)果，核算結(jié)果總體上看還是比較合理的。

五、排煙溫度與低溫腐蝕的分析

對于鍋爐的設(shè)計來說，選用較低的排煙溫度會使鍋爐效率提高，但另一方面，卻使尾部受熱面煙氣側(cè)與工質(zhì)側(cè)的溫差減小，增加了受熱面的金屬消耗量。鍋爐造價也會因此增大，運行中風機所消耗的電能也隨之而增高。此外，如排煙溫度過低，還會引起空氣預(yù)熱器的嚴重低溫腐蝕。因此在選擇最經(jīng)濟的排煙溫度值還應(yīng)該考慮到它對低溫受熱面工作的可靠性的影響。燃料中的硫在燃燒后有一小部分輾轉(zhuǎn)產(chǎn)生SO3，它在煙氣中與煙氣中的水蒸汽形成硫酸蒸汽，當受熱面壁溫低于硫酸蒸汽的露點溫度時，碰在受熱面上的硫酸蒸汽就會冷凝下來，使壁面金屬銹蝕。如果受熱面壁溫低于煙氣中的水蒸汽的露點，則水蒸汽也會冷凝在管壁上，此時發(fā)生的銹蝕更為嚴重。低溫腐蝕將嚴重影響到鍋爐工作的經(jīng)濟性和可靠性，防止的主要方法是提高受熱面壁溫，使它不低于煙氣中硫酸蒸汽和水蒸汽的露點。提高壁溫可提高排煙溫度或提高進空氣預(yù)熱器的空氣溫度等，但這兩種方法都將影響到排煙溫度值的選擇。煙氣中水蒸汽的露點與煙氣中水蒸汽分壓力有關(guān)，一般在35~65℃左右，它隨水蒸汽分壓力增大而增高。但煙氣中的酸蒸汽露點卻很高，煙氣中的硫酸蒸汽存在時，即使它含量很少，它對露點的影響也很大。

因為我核算所選取的煤質(zhì)中對含應(yīng)用基的折算硫份為Syzs=0.21%＞0.2%的燃料，燃燒后煙氣的酸蒸汽露點可以達120~150℃。由煙氣的酸露點的經(jīng)驗公式估算可得我所選取的煤質(zhì)的酸露點tsld=

3ySzxfh1.05Azsytld=139℃。對于我所核算的排煙溫度是141℃，既能有效的降低低

溫腐蝕的危害，也保證了該鍋爐較好的經(jīng)濟效益。

擴展閱讀：鍋爐課程設(shè)計報告

鍋爐課程設(shè)計

任務(wù)書

姓名：張世東學(xué)號：03007131

目錄

第一節(jié)設(shè)計任務(wù)書2第二節(jié)煤的元素及燃燒產(chǎn)物分析3第三節(jié)鍋爐整體布置的確定4第四節(jié)鍋爐熱平衡計算7第五節(jié)爐膛設(shè)計和熱力計算11第六節(jié)后屏過熱器熱力計算21第七節(jié)對流過熱器設(shè)計和熱力計算25第八節(jié)高溫再熱器設(shè)計和熱力計算29第九節(jié)轉(zhuǎn)向室及低溫再熱器引出管的熱力計

算34第十節(jié)低溫再熱器熱力計算41第十一節(jié)旁路省煤器熱力計算44第十二節(jié)減溫水校核48第十三節(jié)主省煤器設(shè)計和熱力計算48第十四節(jié)空氣預(yù)熱器熱力計算53第十五節(jié)熱力計算數(shù)據(jù)的修正和計算結(jié)果匯總55第十六節(jié)設(shè)計其他部分說明59第十七節(jié)鍋爐設(shè)計感想61

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第一節(jié)設(shè)計任務(wù)書

一、設(shè)計題目：400t/h再熱煤粉鍋爐二、原始資料

1.鍋爐蒸發(fā)量D1400t/h2.再熱蒸汽流量D2330t/h3.給水溫度tgs235OC4.給水壓力15.6MPa5.過熱蒸汽溫度t1540OC6.過熱蒸汽壓力P113.7MPa7.再熱蒸汽進口溫度t’2330OC8.再熱蒸汽進口壓力p’22.5MPa9.再熱蒸汽出口溫度t”O(jiān)2540C10.再熱蒸汽出口壓力p”22.3MPa11.鍋爐車間空氣溫度tlk25OC12.鍋爐排污率1.0%13.空氣中所含水分10g/kg14.燃料特性

（1）燃料種類：混煤（2）煤的應(yīng)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）燃料低位發(fā)熱量：Qydw=20400KJ/kg

（4）灰熔點：t1=1185OC;t2=1280OC;t3=1325OC15.燃燒方式：煤粉爐四角布置16鍋爐型式：II型

第二節(jié)煤的元素及燃燒產(chǎn)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空氣煤的元表及燃燒產(chǎn)物表理論煙氣煙氣成分CO2SO2H2O-HH2O-WH2O-V0N-NN-V0理論煙氣Nm3

成分份額0.14020.08520.02560.910實際煙氣Nm3實際煙氣成分CO2SO2所需氧氣所需空氣Nm3Nm30.98670.1780.0024-0.033-VO204.9690.8470.011-0.158-1.13410.98670.000240.35520.13960.5820.08690.00854.26514.2740.9867RO2容積份額0.00024H2O容積份額過量空氣系數(shù)1.2200飛灰質(zhì)量濃度過量空氣其中--O--N過量水蒸汽1.1878飛灰系數(shù)afh空氣中所含水0.2493分0.93830.0191100.00V05.399Vy05.845Vy7.052Gy,kg9.3373

第三節(jié)鍋爐整體布置的確定

一、鍋爐總體概況

鍋爐為單汽包，自然循環(huán)煤粉爐，呈型分布，適應(yīng)露天。汽包中心線標高為42300mm，布置在爐前距水冷壁中心線2660mm處，采用四根419×36mm大直徑下降管。爐膛由密封良好的60×6mm的鰭片管膜式水冷壁組成，爐膛截面深×寬=8380×9600mm，寬深比為1.086，近似正方形。燃燒器呈四角大小雙切圓布置。爐膛上部出口處，沿爐膛寬度方向布置6片前屏過熱器，橫向節(jié)距是1350mm，其后布置16片后屏過熱器，橫向節(jié)距是630mm。高溫對流過熱器布置在后屏后面，位于折焰角的斜坡上，低溫過熱器由測墻包覆管、后墻包覆管以及爐頂包覆管組成。再熱器分為高、低兩組，分別位于水平煙道和尾部豎煙井。全部受熱面采用懸吊和支承相結(jié)合的方式。豎煙井深度為7500mm，其上部由隔墻省煤器管分為2個煙道，主煙道和旁路煙道，相應(yīng)設(shè)置低再和旁省。低再受熱面載荷通過懸吊管由爐膛鋼架承重，受熱面向下膨脹。省煤器由旁省和隔墻省以及置于豎煙井下部的主省煤器組成。旁省以及隔墻省為懸吊式，主省則由三根鋼價支撐，擱置在水泥構(gòu)架梁上。2臺回轉(zhuǎn)式空預(yù)直接安置在9m的運轉(zhuǎn)層上，由水平煙道連接，置于尾部豎煙井的后側(cè)。鍋爐煙井周圍有管子包覆，采用重力載荷小、厚度薄的敷管爐墻，除尾部空預(yù)、煙風道、灰斗以及主省外鍋爐的全部受熱面載荷均懸吊在爐頂鋼架上，受熱面均向下自由膨脹，爐頂鋼架通過K1、K2、K3、K4混凝土構(gòu)架把負荷傳遞到鍋爐基礎(chǔ)上。（圖1）

鍋爐汽溫調(diào)節(jié)，主蒸汽采用一、二節(jié)噴水減溫，再熱蒸汽采用煙氣擋板，作為升溫調(diào)節(jié)，擋板布置在旁省的傾斜45度的管上。此外，在高再進口處設(shè)有事故噴水裝置，作為不得已時的降溫調(diào)節(jié)措施。當負荷在75%～100%內(nèi)運行時，上述的調(diào)溫裝置可以維持過熱蒸汽、再熱蒸汽在額定值。另外，在低再出口還設(shè)有微量噴水可以調(diào)節(jié)，以配合煙氣擋板的調(diào)溫。本鍋爐按固態(tài)排渣設(shè)計，采用帶有粗破碎機的刮板式的機械除渣裝置。

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圖1鍋爐整體結(jié)構(gòu)圖

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二、鍋爐汽水系統(tǒng)

按超高壓大容量鍋爐熱力系統(tǒng)設(shè)計的要求，該鍋爐汽水系統(tǒng)的流程設(shè)計如下：

（1）水系統(tǒng)流程給水→

后墻引出管汽包下降管水冷壁前隔墻省煤器主省煤器后隔墻省煤器旁路省煤器及斜煙道包覆管束上聯(lián)箱汽包（2）過熱蒸汽系統(tǒng)流程汽包尾部包覆過熱后集箱尾部左右側(cè)包覆過熱器管束（下降）一級噴水減溫頂棚過熱器進口集箱爐頂及尾部包覆過熱器管束懸吊管過熱器管束尾部左右側(cè)包覆過熱器管束（上升）水平煙道左右側(cè)包覆過熱器管束（上升）二級噴水減溫器前屏過熱器后屏過熱器對流過熱器進口集箱集汽集箱汽輪機（3）再熱蒸汽系統(tǒng)流程汽輪機事故噴水微量噴水低溫再熱器高溫再熱器再熱器集汽集箱

汽輪機第四節(jié)鍋爐熱平衡計算

一、燃燒產(chǎn)物計算

表2空氣平衡表

爐膛受熱面后屏過熱器(l,hp)名稱對流過熱器高溫再低溫再熱器熱器旁路省煤器主省煤器空氣預(yù)熱器(dlgr)1.220.051.27(gzr)(dzr,psm)(sm)1.270.031.301.300.031.331.330.031.35(ky)1.350.21.56進口α"漏風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煙氣特性表

符號a"a""αav△VVH2OVgrRO2rH2OrnGgμf單位Nm3/kgNm3/kgNm3/kgkg/kgkg/kgl,hpdlgrgzrdzr,psmsmky1.2201*.2201*.27001.30001.33001.36001.2201*.27001.30001.33001.35001.56001.2201*.18780.60107.05190.14020.08520.22559.33710.02561.24501.32280.60327.18910.13760.08390.22159.51340.02511.28501.53870.60667.40850.13350.08190.21549.79550.02441.31501.70070.60927.57310.13060.08040.211010.00700.02391.34001.83570.61147.71020.12830.07930.207610.18330.02341.46002.48350.62178.36850.11820.07430.192511.02940.02167

表5煙氣焓溫表理論空氣的焓Hk(kj/kg)71314362176292636934481528661016916775386119470103281120812088129741385414734156411654317450194063861091341581832092352622883253754204374935215696006308659985911080123101354314811161201*41118692201*821323226662398225314煙氣的焓Hy（kj/kg）飛灰的焓Hfh(kj/kg)爐膛后屏過熱器a""l,hp=1.22100201*00400500600700800900100011001201*300140015001600170018001900201*21008111641249833804285520861567134812991401015411172122141328014332154011647717560186561974320845△Hy對流過熱器a""dlgr=1.245高溫再熱器a"gzr=1.285低溫再熱器旁路省煤器a"dsr,psm=1.315324643885558675379799239△Hy主省煤器a"sm=1.34空預(yù)器熱段空預(yù)器冷段a"ky(r)=1.41a"ky(l)=1.51煙氣溫度℃理論煙氣的焓Hy(kj/kg)△Hy△Hy430052995447114764391140661811717609117078201*0288121203905612351201*00321221103091253122111274124212301233126813091290128113261305134313161333△Hy△Hy△Hy11221193217022701148241412213300113134531182367012561142446111614666121349591288117056501189119568651215122612608

二、熱平衡入燃料消耗量計算

表六鍋爐熱平衡及燃料消耗計算序號1234567名稱燃料帶入熱量排煙溫度排煙焓冷空氣溫度理論空氣焓機械不完全燃燒熱損失化學(xué)不完全燃燒熱損失排煙熱損失散熱損失灰渣物理熱損失鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算符單計算公式或數(shù)據(jù)來號位源yQrkJ/kg≈QdwoηpyC假定HpykJ/kg查焓溫表空氣預(yù)熱冷段otlkC給定（鍋爐車間工作溫度）HolkkJ/kg查焓溫表理論煙氣焓數(shù)值204001501803.525178.31.50q4q3q2q5q6%%取用取用8910%%%qo(HpypyHlk)14100100Q2/QrQr6.80.350.000查圖形2-15yQdw51.72Ay忽略41911121314151617181920212223保熱系數(shù)鍋爐總熱損失鍋爐熱效率過熱蒸汽焓給水焓過熱蒸汽流量再熱蒸汽出口焓再熱蒸汽進口焓再熱蒸汽流量再熱蒸汽焓增量鍋爐有效利用熱實際燃料消耗量計算燃料消耗量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

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第五節(jié)爐膛設(shè)計和熱力計算

一、爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計

表7爐膛尺寸確定

（一）爐膛尺寸的確定12345678910111213爐膛容積熱強度爐膛容積爐膛截面熱強度爐膛截面積爐膛截面寬深比爐膛寬度爐膛深度冷灰斗傾角冷灰斗出口尺寸冷灰斗容積折焰角長度折焰角上傾角折焰角下傾角qVVlqFAla/babθW/mmW/mmmmmmmmm38kg/(ms)m2232333按表2-11選取1590002173.50426800080.451.0869.68.43BQdwy/(3.6qv)按表2-12選取BQdwy/(3.6qF)按a/b=1～1.2選取選取a值使a/b=1～1.2Al/a按θ≥50按0.6～1.4選取按圖3-5A4部分結(jié)構(gòu)尺寸計算o501.2123.92.5Vhdlzθ上θ下按1b選取3oo按θ上=20～45選取按θ上=20～30選取取用(外徑）δ按表2-21選�。�800~1000）453038×4.54.59510.11362309oo14前屏管徑及壁厚1516前屏管內(nèi)工質(zhì)質(zhì)量流速前屏管子總流通面積前屏每根管子面積前屏總管子數(shù)前屏橫向管距前屏片數(shù)d×δdρwAA1ns1z1n1s2RDlDjw3600w17181920m根mm片根mmmm242dn(dn為內(nèi)徑)0.00066052172.0206981350628427510

A/A1按s1=550～1500選取按a/s1-1=6.4選取按n/6=28.67選取按S2/d=1.1～1.25取按R＝(1.5～2.5)d選取21前屏單片管子數(shù)2223前屏縱向節(jié)距前屏最小彎曲半徑2425前屏深度前屏與前墻之間距離bqpwyt"lAchhchhqpwshhsyhzyVldhltmmmmmmm/sos2(n1-1)×2+2R選取選取選取按表2-20選取(1100～1150)241812407806110098.010.201*106.50.8532.7118.68126前后屏之間距離爐膛出口煙氣流速爐膛出口煙氣溫28度272930313233343536爐膛出口通流面積爐膛出口高度前屏高度水平煙道煙氣流速水平煙道高度折焰角高度爐頂容積爐膛主體高度C2mmmm/smmmm3BjVy3600wyt273273"lAch/a按hch選定選取按t2736.1取3600wsya273按hqp-hsy-lz=0.73選取按圖3-5中A1和A2部分尺寸計算BjVy"lVlVldVhd(圖35中A3部分高度)Al二.水系統(tǒng)及水冷壁結(jié)構(gòu)設(shè)計

爐膛四周水冷壁全部采用φ60×6mm的鰭片管制成密封的膜式水冷壁。水冷系統(tǒng)主要是由大直徑的下降管、分配集箱及其支管、水冷壁上升管、汽水引出管、上下集箱、汽包組成的循環(huán)回路。爐水由汽包經(jīng)過4根φ419×36mm大直徑下降管以及下端的分配集箱，以及44根分配支管均勻的進入14只下集箱，然后分14個循環(huán)回路上升，經(jīng)過上集箱和46根汽水引出管進入汽包；在汽包中汽水混合物經(jīng)內(nèi)部裝置分離清洗，干凈的蒸汽被引入到過熱器中，分離下來的水和省煤器過來的給水混合在一起，再進入大直徑下降管，進行周而復(fù)始的循環(huán)。

整個水冷壁管，以及敷設(shè)其上的爐墻，均通過上集箱的吊桿，懸吊在爐頂鋼架上，受熱面作向下的自由膨脹。

水冷壁設(shè)有人孔、看火孔、吹灰孔、防爆門孔、點火孔、測量孔等；后墻水冷壁上部由分岔管分為2路，一路折向爐膛，路垂直上升，起懸吊管作用。為使得2路水量的合理分配，以保證均能安全可靠的工作，在垂直懸吊的集箱管孔

11

處設(shè)置了帶有短路的φ10mm節(jié)流孔，伸出集箱底部的短管，從而可以防止因污染物進入節(jié)流孔引起的阻塞。

燃燒時為了防止由于爐膛負壓波動所引起的水冷壁以及爐墻薄壁結(jié)構(gòu)振動而造成的破壞，在水冷壁外面布置了由工字鋼組成的剛性梁，剛性梁在上下方和水冷壁一起膨脹，沿剛性梁長度方向，在結(jié)構(gòu)上保證可以自由膨脹，剛性梁直接支承于爐膛水冷壁及左右側(cè)包覆和后包覆管上。

表8水冷壁結(jié)構(gòu)設(shè)計

12345前后墻水冷壁回路個數(shù)左右側(cè)墻水冷壁回路個數(shù)管徑及壁厚管子管距前后墻管子根數(shù)z1z2d×δsn1n2個個mmmm根根10/2.5=4（按每個回路加熱寬度≤2.5m選�。�9.2/2.5=3.7（按每個回路加熱寬度≤2.5m選取）按表3-13選取按s/d=1.3～1.35選取按a/s+1=127.3選取按b/s+1=117.2選取4360*680.51281106左右側(cè)墻管子根數(shù)三、燃燒器結(jié)構(gòu)設(shè)計

燃燒器為正四角大小切圓布置，假想小切圓φ200mm，大切圓φ700mm，一次風噴口分3層布置，帶滿負荷共12個一次噴口。燃燒器的一、二次風噴口的位置，自上至下為（二）、（二）、（一）、（二）、（一）、（一）、（二）一次風噴口分為上下2組分隔，以提高一次風氣流的剛性。為了適應(yīng)煤種變化和調(diào)整燃燒工況，煤粉噴燃器各噴嘴做成可調(diào)節(jié)的。為了調(diào)整燃燒工況和控制爐膛出口煙溫，可根據(jù)燃燒特性或運行人員的實踐經(jīng)驗擺動噴嘴的傾角，當一個噴嘴在水平位置上，相鄰噴嘴只能擺動10度左右，若所有的噴嘴一起同向擺動可擺動約正負20度。整個燃燒器通過連接體焊于水冷壁上，與水冷壁一起膨脹。點火輕油槍采用機械壓力霧化方式。該燃燒器之重油槍也采用機械壓力霧化方式，最大燃油量按鍋爐額定蒸發(fā)量的40%計算，裝于中、下二次風噴口內(nèi)，共8只油槍。

表9燃燒器結(jié)構(gòu)尺寸計算序號1234名稱一次風速二次風速三次風速一次風率符號w1w2w3r1單位m/sm/sm/s%計算公式或數(shù)據(jù)來源按表2-16選取(25～35)按表2-16選取(35～45)按表2-16選取(40～60)按表2-15選取12

數(shù)值3040505678910111213141516171819三次風率二次風率一次風溫二次風溫三次風溫燃燒器數(shù)量一次風口面積（單只）二次風口面積（單只）三次風口面積（單只）燃燒器假想切圓直徑燃燒器矩形對角線長度特性比值特性比值燃燒器噴口寬度一次風噴口高度二次風噴口高度三次風噴口高度r3r2t1t2t3zA1A2A3dj%%o由制粉系統(tǒng)的設(shè)計計算確定的磨煤廢氣份額100-r1-r3由制粉系統(tǒng)的設(shè)計計算確定2050201*107040.1576691680.182190390.137202177650127431240.2420375434327CCCotrk-10由制粉系統(tǒng)的設(shè)計計算確定四角布置按表2-17選取≈sqrt(b+a)初步選定由式(2-7)確定A1/brA2/brA3/br按A1、A2、A3的要求，畫出燃燒器噴口結(jié)構(gòu)尺寸圖（圖3-4），得hr;核算hr/br=13.46,接近原選定值，不必重算按l=(4～5)br選取按圖2-29示意的lhy（lhy=abcd折線長度）的計算結(jié)果符合表2-19規(guī)定，而且上排燃燒器中心線到前屏下邊緣高度為11.077m>8m,所以爐膛高度設(shè)計合理22o個mmmmmmmmmmmmmmm2222ljhr/br2lj/brbrhlh2h3hr/brl20燃燒器高度最下一排燃燒器的下邊緣距冷灰斗上沿的距離條件火炬長度mm566021m1.722lhym27.9>14

四、爐膛及前屏過熱器結(jié)構(gòu)尺寸計算

表10爐膛結(jié)構(gòu)尺寸計算序號1名稱側(cè)墻面積符號單位mmmm2222計算公式或數(shù)據(jù)來源據(jù)圖3-5.據(jù)圖3-5.據(jù)圖3-5.8.43×18.681據(jù)圖3-5.0.5×(8.43+5.02)×2.276數(shù)值44.38010.292156.55114.087A1A2A3A413

2345678910111213141516171819202122前墻面積后墻面積爐膛出口煙窗面積爐頂包覆面積前屏面積燃燒器面積前后側(cè)墻水冷壁角系數(shù)爐頂角系數(shù)前屏角系數(shù)爐膛出口煙窗處角系數(shù)整個爐膛的平均角系數(shù)前屏區(qū)的側(cè)墻面積前屏區(qū)的爐頂面積前屏區(qū)的爐墻面積爐膛自由容積的水冷壁面積爐膛容積前屏占據(jù)容積爐膛的自由容積前屏區(qū)與爐膛的水平分割面積前屏區(qū)與爐膛的垂直分割面積自由容積的輻射層有效厚度前屏間容積的輻射層有效厚度爐膛的輻射層有效厚度燃燒器中心線的高度爐膛高度燃燒器相對高度AcAqAhAchAldAqpArxxldxqpxchx-mmmmmmmmmmmmmmmmmmmm2233322222222222222A1+A2+A3+A4據(jù)圖3-5.[30.43+0.5×o(8.84-5.02)/cos50+5.02/2]×9.6225.310344.9據(jù)圖3-5.9.6×(2.887+13.008+2.97+5.02/2)256.852377據(jù)圖3-5.(8.84-4.438-2.887×sin60+10)×9.6據(jù)圖3-5.4.4384×9.6據(jù)圖3-6．2×6×2.424×10據(jù)圖3-5．4×1.2×6（燃燒器布置的總寬度和總高度分別為1.2m和6m)按膜式水冷壁選取查附錄三圖Ⅰ(a)4,s/d=45/38=1.184,e=0查附錄三圖Ⅰ(a)5,s/d=45.6/38=1.2選取據(jù)圖3-5．2×10×2.424據(jù)圖3-5．9.6×2.424o109.845171842.6048290.1628.810.970.9910.99720415148.3623.2171.5711042163232.11930.823.211926.29Apq,cApq,ldApqAzyVlVpVzyAf,shAf,chSzySpqShrHlhr/HlＡpq,c+Apq,ldAq+Ah+2(Ac-A4/2-Apq,c/2)+Ach+(Ald-Apq,ld)Aca據(jù)圖3-5．2.424×9.6×10Vl-Vp據(jù)圖3-5．2.424×9.6據(jù)圖3-5．9.6×10×23.6Vzy/Azy2324252627mmmm3.6Vp/(Aqp+Apq+Af,sh+Af,ch)據(jù)圖3-5．據(jù)圖3-5．1.456.4816.80227.2640.25hr/hl(見圖3-5,hr=7.515m)14

28火焰中心相對高度xlhr/Hl+△x,△x按附錄二表Ⅲ查得等于00.2515

16

表11前屏過熱器結(jié)構(gòu)尺寸計算序號12345678名稱管徑及壁厚單片管子根數(shù)前屏片數(shù)蒸汽流通截面積蒸汽質(zhì)量流速前屏蒸汽平均比容蒸汽流速前屏輻射受熱面積符號單位mm根片mkg/(ms)m/kgm/sm2322計算公式或數(shù)據(jù)來源由結(jié)構(gòu)面設(shè)計由結(jié)構(gòu)面設(shè)計由結(jié)構(gòu)面設(shè)計0.785dnz1n1,(dn為管了內(nèi)徑)(D-Djw)/(3600A)o數(shù)值38×4.52860.111974d×δn1z1Aρwυpj2查蒸汽特性表,p=14.55MPa,t=372C0.0142ρwυpj2z1×bqp×hqp×xqp13.64287.26wAqp

五、爐膛熱力計算（帶前屏過熱器）

表12爐膛熱力計算（帶前屏過熱器）序號1234567名稱熱空氣溫度理論熱空氣焓爐膛漏風系數(shù)制粉系統(tǒng)漏風系數(shù)冷空氣溫度理論冷空氣焓空預(yù)器出口過量空氣系數(shù)空氣帶入爐內(nèi)熱量1kg燃料帶入爐內(nèi)的熱量理論燃燒溫度爐膛出口煙溫爐膛出口煙焓煙所的平均熱容量水蒸汽容積份額符號單位o計算公式或數(shù)據(jù)來源給定查焓溫表由A初參表得知選用給定查焓溫表αl"-(△αl+△αzf)βky"Hrk+(△αl+△αzf)Hlkoo數(shù)值32023260.050.0625178.31.112601.5trkHrko△αl△αzfCkJ/kgotlkHlkoβky"CkJ/kgkJ/kg8QkQlTaTl"Hl"VcpjrH2O91011121314kJ/kgoQr×(100-q3-q4-q6)/(100-q4)+Qk根據(jù)Ql查焓溫表假定查焓溫表23001.51926114012803.213.00.0852CCokJ/kgkJ/(kgC)o(Ql-Hl")/(Ta-Tl")查煙氣特性表3-217

15三原子氣體容積份額（含水）rn查煙氣特性表3-20.140216三原子氣體分壓力（含水）pnMPaprn(p為爐膛壓力,等于0.098MPa)0.01417pn與S的乘積pnSmMPapnS0.08918三原子氣體輻射減弱系數(shù)Ky1/(mMPa)課本（9－37）4.15719灰粒子輻射減弱系數(shù)Kh1/(mMPa)課本（9－38）80.29520焦碳粒子輻射減弱系數(shù)Kj1/(mMPa)取用1021無因次量x②1按參考文獻[1]選取0.522無因次量x②2按參考文獻[1]選取0.123半發(fā)光火焰輻射減弱系數(shù)K1/(mMPa)Kyrn+Khμh+Kjx1x23.09824乘積KpSKpS1.96825爐膛火焰有效黑度ahy1-e-KpS0.86026乘積pnSzymMPapnSzy0.086乘積自由容積內(nèi)27三原子氣體輻射Ky1/(mMPa)4.225減弱系數(shù)28乘積KpSzy(Kyrn+Khμk+kjx1x2)pSzy1.94229自由容積的火焰有效黑度azy1-e-KpSzy0.85730乘積pnSpqmMPapnSpq0.020屏間容積內(nèi)三原31子氣體輻射減弱Ky1/(mMPa)9.325系數(shù)32乘積KpSpq(Kyrn+Khμh+kjx1x2)pSpq0.54933屏間容積的火焰有效黑度apr1-e-KpSpq0.42234屏寬A與Szy比值A(chǔ)/SzyA/Szy(A即bqp,見圖3-6)0.38435屏寬A與屏節(jié)距之比ωA/s11.79136屏的修正系數(shù)cp查附錄三圖V(b)β=1.35/100.9537屏區(qū)的修正系數(shù)cpq查附錄三圖V(b)0.8838系數(shù)τa查附錄三圖V(a)0.9

39屏的輻射系數(shù)φp查附錄三圖V(c)0.1440屏區(qū)的輻射系數(shù)φpq查附錄三圖V(d)0.0841屏的黑度apapr+φpcpazy0.53619154142屏區(qū)的黑度apqapr+φpqcpqazy0.48257338843屏的暴光不均勻系數(shù)zpap/azy0.63屏區(qū)水冷壁的暴44光不均勻zpqapq/azy0.56系數(shù)45計及暴光不均勻的屏的面積Aqp"m2Aqpz-px181.1446計及暴光不均勻m2的屏區(qū)面積Apq"Apqzpqx-40.2147爐墻總面積Alqm2Azy+Aqp"+Apq"1325.8048前后側(cè)墻水冷壁的沾污系數(shù)ξ查附錄二表Ⅳ0.4549屏的沾污系數(shù)ξpξβ查附錄二表Ⅳ0.3550爐頂包覆管沾污系數(shù)ξld查附錄二表Ⅳ0.4251爐膛出口屏的沾污系數(shù)ξchξβ(β查附錄三圖Ⅳ,得β=0.98)0.44152前后側(cè)墻水冷壁熱有效系數(shù)ψξx0.4553爐頂包覆管的熱有效系數(shù)ψldξldxld0.407454屏的熱有效系數(shù)ψpξpxqp0.346555爐膛出口處的屏的熱有效系數(shù)ψchξchxch0.441{ψ[Aq+Ah+2(Ac-Ar/2-Apq,c/2)]56平均熱有效系數(shù)ψpj+ψld(Ald-Apq,ld)+ψpAqp"+ψApq,czpq0.430399436+ψldApq,ldzpq}/Alq57爐膛黑度alahy/(ahy+(1-ahy)ψpj)0.93463151858與爐內(nèi)最高溫度位置有關(guān)的系數(shù)MB-Cxl,B、C查附錄二表VB=0.56,C=0.50.435255301

Ta/(M(5.67×10alFψpjTa/(φ-8359爐膛出口煙溫tol"CBjVCpj))0.6+1)-2731140.99802660爐膛出口煙焓Hl"kJ/kg查焓溫表1281561爐膛吸熱量QflkJ/kgφ(Ql-Hl")10147.7589262爐膛容積熱強度qVW/m3BQydw/(3.6Vl)158.7E+0363爐膛截面熱強度qFW/m2BQydw/(3.6Al)4.27E+0664爐內(nèi)平均輻射熱強度qpjlW/m2BjQlf/(3.6Alq)126.9E+0365爐頂輻射吸熱分布系數(shù)ηld查附錄三圖Ⅶ(x=1)0.6566爐頂輻射熱強度qW/m2ldηpjldql82.5E+0367爐頂輻射受熱面積Ald"m2(Ald-Apq,ld)xld+Apq,ldzpq31.852037768爐頂吸熱量QldWAld"qld2.6E+06kJ/kg3.6Ald"qld/Bj15869前屏輻射吸熱分布系數(shù)ηqp查附錄三圖Ⅶ(x=25/30)0.8470前屏輻射熱強度qW/m2ηpjqpqpql106.6E+0371前屏吸熱量QqpWAqp"qqp1.9308E+07kJ/kg3.6Aqp"qqp/Bj116572后屏輻射吸熱分布系數(shù)ηhp查附錄三圖Ⅶ0.8273后屏輻射熱強度qβηhpqpjhpl101974.074后屏吸熱量QhpWqhpAhp(Ahp=Ach)1.1201E+07kJ/kg3.6qhpAhp/Bj67675附加過熱器總吸熱量∑QfjkJ/kg先假定后校核75076一級減速溫水量Djw1kg/h先假定后校核600077二級減速溫水量Djw2kg/h先假定后校核500078附加過熱器焓增∑△量hkJ/kg∑QfjBj/(D-Djwl-Djw2)115.1fj79飽和蒸汽焓hbqkJ/kg查蒸汽特性表，p=15.3MPa,t=345oC2618.4280包覆出口蒸汽焓hbf"kJ/kghbq+∑△hfj2733.4981包覆出口蒸汽溫度tobf"C查蒸汽特性表，p=14.7MPa352.7

828384前屏焓增量前屏出口蒸汽焓前屏出口蒸汽溫度爐膛出口煙溫校核△hqphqp"tqp"△tl"kJ/kgkJ/kgoQqpBj/(D-Djwl-Djw2)hbf"+△hqp查蒸汽特性表，p=14.41MPa178.72912.18381.6C85oCtl"(假定值)-tl"(計算值)1.00

第六節(jié)、后屏過熱器熱力計算

表13后屏過熱器結(jié)構(gòu)尺寸計算序號1

名稱管徑及壁厚符號單位mm38計算公式或數(shù)據(jù)來源選用δ數(shù)值38*55.000021d×δd234567891011屏片數(shù)單片管子根數(shù)屏的深度屏的平均高度橫向節(jié)距比值縱向平均節(jié)距比值屏的角系數(shù)屏區(qū)接受爐膛熱輻射面積屏的對流受熱面積屏的計算對流受熱面積屏區(qū)爐頂受熱面積屏區(qū)兩側(cè)水冷壁受熱面積屏區(qū)附加受熱面積屏接受爐膛熱輻射面積爐頂附加受熱面輻射面積水冷壁附加受熱面輻射面積煙氣進屏流通截面積煙氣出屏流通截面積煙氣平均流通截面積蒸汽流通截面積蒸汽質(zhì)量流速煙氣輻射層有效厚度z1n1chpjs1s1/ds2pjs2pj/dxhpApqf片根mmmmmmm2據(jù)圖3-7,(10+8.3)/214.000012.00002.3201*.1500630.000016.578951.55561.35670.8400109.8452s1/d據(jù)圖3-7,2320/45(屏的深度方向有45個管間距)s2pj/d查附錄三Ⅰ(a)之5Apqf=Ach據(jù)圖3-7,2×16×[10×0.91+hpj+(2.32-0.91)]Apxhp據(jù)圖3-7,a×c×xld據(jù)圖3-7,2×10×0.91×+2(a+8)×0.5×(2.32-0.91)12Apfm2616.04201*14151617ApjsAldAcqApfjApfApfjfldApfjfslbmmmmm222222517.475321.603844.000065.603897.4862Ald+AcqApqfApjs/(Apjs+Apfj)ApqfAld/(Apjs+Apfj)ApqfAcq/(Apjs+Apfj)據(jù)圖3-5和圖3-7,(9.3+1.688)(11.14-16×0.038-0.06)據(jù)圖3-5和圖3-7,8(11.14-14×0.038-0.06)2Ap"Ap"/(Ap"+Ap")πdnn1z1/4(D-Djw2)/(3600A)1.8/(1/hpj+1/s1+1/c)218m24.069919m8.289120Ap"m2107.000021Ap"ApjAρwm2274.700022232425mmkg/(ms)m2287.97910.10341060.66780.8460S22

二、后屏過熱器熱力計算

表14后屏過熱器熱力計算序號12345678910111213141516171819名稱煙氣進屏溫度煙氣進屏焓煙氣出屏溫度煙氣出屏焓煙氣平均溫度屏區(qū)附加受熱面對流吸熱量屏的對流吸熱量屏入口吸收的爐膛輻射熱量三原子氣體輻射減弱系數(shù)乘積灰粒的輻射減弱系數(shù)飛灰濃度乘積煙氣流的輻射減弱系數(shù)乘積屏區(qū)的煙氣黑度屏進口對出口的角系數(shù)修正系數(shù)屏出口面積爐膛及屏間煙氣對屏后受熱面的輻射熱量屏區(qū)吸收爐膛輻射熱量屏區(qū)爐頂附加受熱面吸收的爐膛輻射熱量屏區(qū)水冷壁附加受熱面吸收的爐膛輻射熱量屏所吸收的爐膛輻射熱符號單位o計算公式或數(shù)據(jù)來源數(shù)值1140.998026128151010112031075.499013Tp"Hp"Tp"Hp"TpjQpfjdQpdQpf"KyKyrnKhμhCTp"=Tl"Hp"=Hl"假定查焓溫表kJ/kgoCkJ/kgoC(Tp"+Tp")/2先估后校Qpfj=60,Qpfj=115φ(Hp"-Hp")-QpfjdldzlbkJ/kgkJ/kgkJ/kg1/(mMpa)1/(mMpa)1/(mMpa)kg/kg1/(mMpa)1/(mMpa)m21751300.57675.637733110.117316522.28145487682.835370240.02562.1205854784.4020403540.3649701740.3057826440.133361065Qpf"=QhpKyrn查煙氣特性表3-2KhμhKKpSaφpξ①rKyrn+KhμhKpS1-e-KpS按煤種選取，據(jù)參考文獻等于對流過熱器進口面積，據(jù)圖3-8,(7.05+0.8)×a[1]0.575.36Ap"f202122Qp"fQpqfQpfjfldQpfjfslbQpfkJ/kgkJ/kgkJ/kg194.130722481.507011217.84046122Qpf"-Qp"fQpqfApfjfld/(Apfjfld+Apfjfslb+Apf)QpqfApfjfsld/(Apfjfld+Apfjfslb+Apf)Qpqf-Qpfjflb-Qpfjfslb2324kJ/kgkJ/kg36.33522067427.331323

2526272829303132333435363738394041424344454647484950515253屏所吸收的總熱量蒸汽進屏焓蒸汽進屏溫度蒸汽出屏焓蒸汽出屏溫度屏內(nèi)蒸汽平均溫度屏內(nèi)蒸汽平均比容屏內(nèi)蒸汽平均流速管壁對蒸汽的放熱系數(shù)屏間煙氣平均流速煙氣側(cè)對流放熱系數(shù)灰污系數(shù)管壁灰污層溫度輻射放熱系數(shù)利用系數(shù)煙氣對管壁的放熱系數(shù)對流傳熱系數(shù)較大溫差較小溫差平均溫差屏對流傳熱量誤差屏區(qū)兩側(cè)水冷壁水溫平均傳熱溫差屏區(qū)兩側(cè)水冷壁對流吸熱量誤差屏區(qū)爐頂進口汽焓屏區(qū)爐頂進口汽溫屏區(qū)爐頂蒸汽焓增量Qphp"tp"hp"tp"tpjυpjkJ/kgkJ/kgoQpd+Qpf查蒸汽特性表,p=14.41MPa1727.90322883.38375.53144.46440.3407.90.017418.1752805449406.564037496540.007806.61737181640.85147.724301761.20583431765.4980263569.7667.59901311275.391.936497695343.75731.7490131118.8642554-3.360222082642.73347.111.1758858324

CkJ/kgohp"+QpBj/(D-Djw2)查蒸汽特性表,p=14MPaCCo(tp"+tp")/2查蒸汽特性表,p=14.21MPa,t=408Com/kgm/sW/(mC)m/sW/(mC)mC/Wo2o2o2o3wa2wyadε(D-Djw)υpj/(3600A)查附錄三圖ⅨBjVy(Tpj+273)/(273×3600Apj)查附錄三圖Ⅺ查附錄二表ⅦthbafξCotpj+(ε+1/a2)BjQp/(Apjz×3.6)查附錄三錄ⅩⅤ得a0,af=aa0查附錄三圖ⅩⅣξ(adπd/(2s2xhp+af)W/(mC)W/(mC)W/(mC)o2o2o2a1k△tD△tX△tQpcr△Qtbs△tQpcd△Qhpld"tpld"△hplda1/[1+(1+Qpf/Qpd)(ε+1/a2)a1]Tp"-tp"Tp"-tp"∵△tD/△tX=1.485455565758屏區(qū)爐頂出口汽焓屏區(qū)爐頂出口汽溫平均傳熱溫差屏區(qū)爐頂對流吸熱量誤差hpld"tp(ld)"△tQp(ld)△QkJ/kgohp(ld)"+△hp(ld)查蒸汽特性表,p=15.3MPa2653.909686348.15727.874013158.052859793.245233686CCoTpj-[tp(ld)"+tp(ld)"]/23.6kA(ld)△tBjkJ/kg%(Qpfjld-Qp(ld)d)/Qpfjld×100

第七節(jié)、對流過熱設(shè)計和熱力計算

采用輻射、半輻射和對流形式。蒸汽在過熱器中的流程為在汽包內(nèi)中經(jīng)過分離后

的干凈蒸汽，經(jīng)過爐頂及尾部包覆過熱器，繼而進入低再懸吊管過熱器及尾部煙道左右側(cè)包覆管過熱器，再經(jīng)過水平煙道左右側(cè)包覆管過熱器，依次進入前屏過熱器、一級噴水減溫器、后屏過熱器、二級噴水減溫器，最后進入高溫對流過熱器，匯集到出口集箱。過熱蒸汽由出口集箱兩端引入到汽輪機高壓缸。前屏過熱器共6片，為全輻射過熱器，后屏過熱器共16屏，為半輻射過熱器，高溫對流過熱器共100片，作順流布置。在后屏過熱器前后布置一、二級噴水減溫器，其中一級噴水減溫主要用于保護后屏過熱器，而二級噴水減溫則為調(diào)節(jié)主蒸汽出口溫度，是之維持額定蒸汽參數(shù)。

一、對流過熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計

表15對流過熱器序號名稱123456蒸汽進口焓蒸汽進口溫度蒸汽出口溫度蒸汽出口焓工質(zhì)總吸熱量爐頂過熱器附加吸熱量兩側(cè)水冷壁附加吸熱量對流傳熱量理論冷空氣焓煙氣進口溫度煙氣進口焓符號h"t"t"h"QqQfjQfjQgrHlkT"H"0dslbld單位kJ/kgoCoCkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgoCkJ/kg計算公式或數(shù)據(jù)來源((D-Djw2)hp"+Djw2hgz)/D查蒸汽特性表，p=14.01MPa數(shù)值3117.85432.2540已知查蒸汽特性表，p=13.8MPa，t=540CD(h"-h")/Bj假定03436.162133.26451307891011

假定Qgr-Qp"f1939.13178.2510101120325

查焓溫表T"=Thp"H"=Hhp"12煙氣出口焓H"kJ/kgH"Hlk0QgrdQfjldQfjslb9089.721314151617181920212223242526272829303132煙氣出口溫度較小溫差較大溫差平均溫差傳熱系數(shù)計算對流受熱面積蒸汽質(zhì)量流速蒸汽流通截面積管徑及壁厚每根管子截面積管子總根數(shù)橫向節(jié)距管排數(shù)每排管子根數(shù)每根管子長度管子彎曲半徑縱向平均節(jié)距每根管子長度布置的對流受熱面積誤差T"oCoCoCoCW/(mC)mKg/(ms)mmm38m22222o查焓溫表T"-t"T"-t"∵△tD/△tX=1.86>1.7∴△t=(ΔtD-ΔtX)/lg(ΔtD/ΔtX)822.8282.8577.8413.35701111.096500.17138*5.55.50.00057231290104329.837573.5301117.40bz△tx△tD△tkAgrρwAd*δdAlns1z1n1lRs2lpjAgrbzpjjs選取BjQgr/(k△t*3.6)d按表2-21選取(500~1000)D/(3600ρw)選取δ0.785dn2按A/Al=313.6選取根mm按s1/d=2.5左右選取按a/s1-2=103.3選取n/z1=3.019Agr/z1n1πdjs根根mmmmmmm%2按R=(1.5~2.5)d選取按布置圖3-8結(jié)構(gòu)尺寸計算按布置圖3-8結(jié)構(gòu)尺寸計算πdlpjn1z1(Agr-Agr)/Agr*100bzjs△A0.56

二、對流過熱器結(jié)構(gòu)尺寸計算

根據(jù)對流過熱器結(jié)構(gòu)尺寸，計算對流過熱器結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)，列于下表

26

三、對流過熱器熱力計算

表16對流過熱器結(jié)構(gòu)尺寸計算序符單號名稱號位計算公式或數(shù)據(jù)來源數(shù)值1管徑及壁厚d*δmm有結(jié)構(gòu)設(shè)計知38*5.52橫向節(jié)距s1mm有結(jié)構(gòu)設(shè)計知903縱向平均節(jié)距spj2mm有結(jié)構(gòu)設(shè)計知73.54每排管子根數(shù)n1根有結(jié)構(gòu)設(shè)計知35管子排數(shù)，布置z1排順流、順列1046蒸汽流通面積Am20.785d2nn1z10.17857煙氣進口流通面積A"m2據(jù)圖3-8計算51.738煙氣出口流通面積A"m2據(jù)圖3-8計算46.659煙氣平均流通面積Apjm22A"A"/(A"+A")49.0610輻射層有效厚度Sm0.9d(4s21s2/πd-1)0.16511計算對流受熱面積Ajsgrm2πdlpjn1z1(=Agrbz)1117.412爐頂附加受熱面積Aldfjm2據(jù)圖3-8計算19.913水冷壁附加受熱面積Aslbfjm2據(jù)圖3-8計算62．2

27

三、對流過熱器熱力計算

表17對流過熱器熱力計算序號名稱123456789煙氣進口溫度煙氣進口焓蒸汽進口焓蒸汽進口溫度蒸汽出口溫度蒸汽出口焓過熱器吸熱量爐頂附加受熱面吸熱量水冷壁附加受熱面吸熱量爐膛及后屏、對過熱器輻射熱量爐頂吸收輻射熱量水冷壁吸收輻射熱量過熱器吸收輻射熱量過熱器對流吸熱量煙氣出口焓煙氣出口溫度煙氣平均溫度蒸汽平均溫度煙氣流速煙氣側(cè)對流放熱系數(shù)蒸汽平均比容蒸汽平均流速灰污系數(shù)蒸汽側(cè)放熱系數(shù)管壁灰污層溫度乘積三原子氣體的輻射減弱系數(shù)乘積灰粒的輻射減弱系數(shù)乘積氣流輻射減弱系數(shù)乘積煙氣黑度煙氣側(cè)輻射放熱系數(shù)利用系數(shù)煙氣側(cè)放熱系數(shù)符號T"H"h"t"t"h"QgrQfjQfjQp"QfjQfjfslbflbfslbld單位oCkJ/kgkJ/kgoCoCkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgoCoCoCm/s計算公式或數(shù)據(jù)來源T"=Thp"H"=Hhp"((D-Djw2)hp"+Djw2hgz)/D查蒸汽特性表，p=14.01MPa數(shù)值1010112033117.85432.2540已知查蒸汽特性表，p=13.82MPa，t=540CD(h"-h")/Bj假定03436.162133.2632105194.13假定由后屏計算的Qp"*Afj/(Agr+Afj+Afj)Qp"*Afj/(Agr+Afj+Afj)Qp"-Qfj-QfjQgr-Qgrffflbfslbfsldjsldslbfldjsldslb1011121314151617181920212223242526272829303132333435363.22110.067180.8431952.429114.52824.8917.4486.110.391800.021913.6290.00432939QgrQgrH"T"Tpjtpjwyadvpjwεa2thbpnSKyKyrnKhKhunKKpSaafξaldf引用公式查焓溫表（T"+T"）/2(t"+t")/2BjVy(Tpj+273)/(273×3600Apj)查附錄圖XI查蒸汽特性表，p=14.01MPaDvpj/3600A查附錄圖三XIII查附錄圖IXtpj+（ε+1/a2)BjQgr/3.6AgrprnSjs632.970.0035926.455.85890.0162.2598.1170.1310.12330111028

Kyrn+KhunKpS1-e查附錄三圖XV(查得235）-kps查附錄三圖XIV（�。�(ad+af)ξ37383940414243444546474849505152535455熱有效系數(shù)傳熱系數(shù)較小溫差較大溫差平均溫差對流傳熱量誤差兩側(cè)水冷壁工質(zhì)溫度平均傳熱溫差兩側(cè)水冷壁對流吸熱量誤差爐頂過熱器進口汽焓爐頂過熱器進口汽溫爐頂過熱器蒸汽焓增量爐頂過熱器出口汽焓爐頂過熱器出口汽溫平均溫差爐頂過熱器對流吸熱量誤差φk查附錄二表VIII0.6568.92284.8577.8414.631926.0461.35343.72573.68107.21-2.10772653.91348.154.912658.82348.6569.02534.30-7.19△tx△tD△tQgrcr△Qtbs（Qgrd-Qgrcr）/Qgrd查蒸汽特性表，p=15.3Mpa△tQslbd△Qh"gr(ld)t"gr(ld)（Qfjslb-Qslbd）/Qsjslbh"gr(ld)+△hgr(ld)查蒸汽特性表，p=15.3Mpa△hgr(ld)h"gr(ld)t"gr(ld)Qldd△Q（Qfjld-Qldd）/Qfjld

第八節(jié)高溫再熱器設(shè)計和熱力計算

再熱器分為低再和高再2部分。高再布置在對流過熱器之后的水平煙道中，低再和旁省作并聯(lián)布置在尾部豎井中。低再管共104片，為4排布置，按煙氣流向做逆流順列布置，整個低再管系重力由懸吊管過熱器承載，作向下自由膨脹。高再管系為104片、5排管，作順流順列布置。

在低再進口管道上設(shè)有事故噴水裝置，為緊急事故時作降溫調(diào)節(jié)作用。再熱蒸汽溫度控制以煙氣旁路擋板作為主要調(diào)節(jié)手段，而高、低溫段再熱器之間的噴水裝置作為細調(diào)，由于再熱蒸汽噴水調(diào)節(jié)要降低機組的熱效率，所以要盡量少用。

一、高溫再熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計

表18高溫再熱器區(qū)的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計序號名稱符號單位計算公式或數(shù)據(jù)來源結(jié)果29

1蒸汽出口壓力p"MPa已知2.32蒸汽出口溫度t"℃已知5403蒸汽流量Dzrkg/h已知3300004蒸汽出口焓h"kJ/kg調(diào)用函數(shù)hgrs(p,t)3552.85蒸汽焓增量ΔhkJ/kg假定后復(fù)校170.06蒸汽進口焓h"kJ/kgh"h-Δh3382.87蒸汽進口溫度t"℃調(diào)用函數(shù)tgrs(p,h),查蒸汽特性表，p=2.6MPA464.88后墻引出管對流吸熱量hdhykJ/kg假定，未校核43.09對流過熱器出口煙焓H"grkJ/kg由對流過熱器計算得到9114.510進口煙焓H"kJ/kgH"gr-Qdhy/φ9071.411進口煙溫θ"℃查函數(shù)tyq(hy,a)801.012高溫再熱器對流傳熱量QdgzkJ/kgDzrΔh/Bj939.913省煤器附加吸熱量QsmfjkJ/kg假定后復(fù)校60.014爐頂及包覆過熱器附加吸熱量Qld+bffjkJ/kg假定后復(fù)校120.015煙氣出口焓H"kJ/kgH"+ΔaH0dlk-(Qgz+Qsmfj+Qld+bffj)/φ7956.116煙氣出口溫度θ"℃查函數(shù)tyq(hy,a)711.017較小溫差ΔtD℃θ"-t"171.018較大溫差Δtx℃θ"-t"336.219平均溫差Δt℃244.620傳熱系數(shù)kw/(m2℃)選取66.021計算對流受熱面積Ajsgrm2QdgzBj/(3.6kΔt)965.122蒸汽質(zhì)量流速ρwkg/(m2s)按表2－21選取250.023蒸汽流通截面積Am2D/(3600ρw)0.366724管子外徑dmm設(shè)計數(shù)據(jù)42.0壁厚δmm設(shè)計數(shù)據(jù)5.525每根管子截面積A1m2πdn2/47.54E-04管子總根數(shù)建議值A(chǔ)/A1486.026管子總根數(shù)n根由建議值就近選取486橫向節(jié)距建議值s1=2.5d10527橫向節(jié)距s1mm由建議值就近選取90

管排數(shù)建議值a/s1-2104.728管排數(shù)Z1排由建議值就近選取10429每排管子根數(shù)n1根n/z1527每根管子長度lmAjsgr/(z1n1πd)14.0728管子彎曲半徑Rmm按R＝(1.5－2.5)d選取80.0029縱向平均節(jié)距s2pjmm62.22管子實際平均長度14.2030計算代入的每根管子平均長度lpjm14.2031布置的對流受熱面積Abzgrm2πdlpjz1n1974.3032誤差ΔA%(AbzgrAjsgr)/Abzgr×1000.9391

二、高溫再熱器結(jié)構(gòu)尺寸計算

根據(jù)高溫再熱器結(jié)構(gòu)尺寸，計算高溫再熱器結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)列于下表

表19高溫再熱器區(qū)的結(jié)構(gòu)尺寸計算序號名稱符號單位計算公式或數(shù)據(jù)來源結(jié)果1管子外徑dmm由結(jié)構(gòu)設(shè)計知42.0壁厚δmm由結(jié)構(gòu)設(shè)計知5.52橫向節(jié)距s1mm由結(jié)構(gòu)設(shè)計知90.03縱向平均節(jié)距s2pjmm由結(jié)構(gòu)設(shè)計知62.24每排管子根數(shù)n1根由結(jié)構(gòu)設(shè)計知55管子排數(shù)、布置Z1排順流、順列1046蒸汽流通截面積Am2n1z1πdn2/40.392側(cè)墻包覆管子外徑7煙氣進口流通面積A"m2由結(jié)構(gòu)設(shè)計計算40.38煙氣出口流通面積A"m2由結(jié)構(gòu)設(shè)計計算43.1

9煙氣平均流通面積10煙氣輻射層有效厚度11計算對流受熱面積1213爐頂及包覆附加受熱面積斜煙道省煤器附加受熱面積ApjsAjsgzAld+bffjAsmfjm2mm2m2幾何平均，2A"A"/(A"+A")0.9d(4s1s2/(πd)-1)πdlpjz1n1由結(jié)構(gòu)設(shè)計知由結(jié)構(gòu)設(shè)計知241.650.115974.37733.6根

三、高溫再熱器熱力計算

表20高溫再熱器熱力計算序號名稱符號QdhyH"grH"θ"θ"H"QsmfjQld+bffjQdgzΔht"h"h"t"tpj單位kJ/kgkJ/kgkJ/kg計算公式或數(shù)據(jù)來源假定后復(fù)校由對流過熱器計算得到H"gr-Qdhy/φ查函數(shù)tyq(hy,a)假定查函數(shù)hyq(t,a)假定后復(fù)校假定后復(fù)校φ(H"-H"+ΔaH0lk)-(QQdgzBj/Dzrsmld+bffj+Qfj)結(jié)果43.009114.59071.4801.0715.08005.360.0110.0900.9162.945540.03552.83389.9467.90503.9532

1后墻引出管對流吸熱量2對流過熱器出口煙焓3進口煙焓4進口煙溫7煙氣出口溫度6煙氣出口焓7省煤器附加吸熱量8爐頂及包覆過熱器附加吸熱量9高溫再熱器對流傳熱量10蒸汽焓增量11蒸汽出口溫度12蒸汽出口焓13蒸汽進口焓14蒸汽進口溫度15蒸汽平均溫度℃℃kJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kg℃kJ/kgkJ/kg設(shè)計要求調(diào)用函數(shù)hgrs(p,t),p=2.4MPah"-Δhgz調(diào)用函數(shù)tgrs(p,h),p=2.6MPa(t"+t")/2℃℃16蒸汽平均比容17蒸汽平均流速18蒸汽側(cè)放熱系數(shù)19灰污系數(shù)20管壁灰污層溫度21煙氣平均溫度22煙氣平均流速23煙氣側(cè)對流放熱系數(shù)24乘積25三原子氣體輻射減弱系數(shù)26乘積27灰粒的輻射減弱系數(shù)28乘積29氣流的輻射減弱系數(shù)30乘積31煙氣黑度32輻射放熱系數(shù)33利用系數(shù)34煙氣側(cè)放熱系數(shù)35熱有效系數(shù)36傳熱系數(shù)37較小溫差38較大溫差39平均溫差40對流傳熱量41誤差42省煤器工質(zhì)溫度43平均傳熱溫差44兩側(cè)省煤器對流吸熱量45誤差

νpjm3/kgm/sw/(m2℃)調(diào)用函數(shù)vgrs(p,t),p=2.5MPaDνpj/(3600A)0.14132.951053.000.0043584.43758.0011.1478.000.0024235.557.6699.072.4210.070.1140.10725.651103.650.6561.34175.0333.1245.9885.91.67289.38468.6358.252.9133

wa2ε調(diào)用函數(shù)a_2(p,t,w,d)，d為內(nèi)徑調(diào)用函數(shù)Ehwp(tpj,jz)附錄2表7tpj+(ε+1/a2)BjQgz/(Ajsgz×3.6)(θ"+θ")/2BjVy(θpj+273)/(273×3600Apj)Nuyλy/dprnsthbθpjwyadpnskykyrnkhkhμhkkpsaafξa1ψkΔtxΔtDΔtQcrgrΔQtsmpjΔtQsmdfjΔQ℃℃m/sw/(m2℃)mMPa1/(mMPa)調(diào)用函數(shù)ky(rh2o，pns,θpj)1/(mMPa)kyrn1/(mMPa)調(diào)用函數(shù)kh(θpj)1/(mMPa)khμh1/(mMPa)kyrn+khμhw/(m2℃)w/(m2℃)w/(m2℃)kps1-e-kps調(diào)用函數(shù)af(a，θpj，thb)ξ取1.0ξ(ad+af)查附錄2表7ψa1a2/(a1+a2)θ"-t"θ"-t"3.6kΔtAjsgz/Bj(Qdgz-Qcrgz)/Qdgz×100給水溫度和飽和溫度的平均值θpj-tsmpj℃℃℃kJ/kg%℃℃kJ/kg%3.6kΔtAsmfj/Bj(Qsmfj-Qsmdfj)/Qsmfj×147平均溫差48爐頂過熱器對流吸熱量49誤差ΔtQld+bffjdΔQ℃kJ/kg%θpj-(t"grld+t"grld)/23.6kΔtAld+bffj/Bj(Qld+bffj-Qld+bffld)/Qld+bffj×100348.85116.55-5.62

第九節(jié)轉(zhuǎn)向室及低溫再熱器引出管的熱力

一、第一、二、三轉(zhuǎn)向室及低溫再熱器引出管結(jié)構(gòu)尺寸計算

根據(jù)轉(zhuǎn)向室及低溫再熱器引出管結(jié)構(gòu)尺寸圖，計算引出管結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)列于下表。

34

表21轉(zhuǎn)向室和低再引出管結(jié)構(gòu)尺寸計算（一）第一轉(zhuǎn)向室序號名稱符號單位計算公式或數(shù)據(jù)來源取用結(jié)果8.9.6153.60.550.97126.749.7224.02.47高度寬度1234567轉(zhuǎn)向室容積隔墻省煤器懸吊管角系數(shù)包覆過熱器角系數(shù)隔墻省煤器懸吊管面積包覆過熱器受熱面積包覆面積輻射層有效厚度mmVxsmxbfAsmdAbfAbSm3調(diào)用函數(shù)x(s/d,e=0)，s=90，d=38調(diào)用函數(shù)x(s/d,e=0)，s=42，d=38m2m2m2m3×高度×寬度×角系數(shù)，處理成輻射受熱面(兩側(cè)墻＋爐頂)×角系數(shù)3.6V/Ab（二）第二轉(zhuǎn)向室序號名稱符號單位計算公式或數(shù)據(jù)來源取用處理成輻射受熱面，懸吊面有6面3.6V/Ab結(jié)果7.559.60340.66596.092.060.300.9786.98112.6139.86高度寬度12345678轉(zhuǎn)向室容積包覆面積輻射層有效厚度懸吊管過熱器角系數(shù)包覆過熱器角系數(shù)懸吊管過熱器受熱面積包覆過熱器受熱面積隔墻省煤器懸吊管受熱面積mmVAbSxdxbfAgrdAbfAsmdm3m2m調(diào)用函數(shù)x(s/d,e=0)，s=180，d=42調(diào)用函數(shù)x(s/d,e=0)，s=42，d=38(兩側(cè)墻＋爐頂)×角系數(shù)（三）低溫再熱器引出管序號名稱符號單位計算公式或數(shù)據(jù)來源結(jié)果35

1引出管直徑dmm結(jié)構(gòu)設(shè)計423.510447.55414.4238906939.22壁厚2345引出管排數(shù)每排管子根數(shù)每根引出管長度計算對流受熱面積Amm結(jié)構(gòu)設(shè)計Z1n1ljsycm3m2mm2結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計πdlz1n1側(cè)墻包覆管子外徑橫向節(jié)距縱向平均節(jié)距678煙氣流通面積輻射層有效厚度蒸汽流通截面積s1s2AySAmmmmm2mm由結(jié)構(gòu)設(shè)計知由結(jié)構(gòu)設(shè)計知0.9d(4s1s2/(πd)-1)n1z1πdn/420.1320.4（四）第三轉(zhuǎn)向室序號名稱符號單位計算公式或數(shù)據(jù)來源3.6V/Ab結(jié)果7.559.6036.24166.6486.70.783高度寬度1234轉(zhuǎn)向室容積包覆面積包覆過熱器受熱面積輻射層有效厚度mmVAbAbfSm3m2m2m

二、第一、二、三轉(zhuǎn)向室及低溫再熱器引出管熱力計算

表22轉(zhuǎn)向室和低再引出管熱力計算（一）第一轉(zhuǎn)向室序號12名稱進口煙溫進口煙焓符號θ"H"單位℃kJ/kg計算公式或數(shù)據(jù)來源由高溫再熱器計算得到由高溫再熱器計算得到結(jié)果7158005.2536

3456789包覆過熱器附加吸熱量省煤器附加吸熱量煙氣出口焓煙氣出口溫度省煤器工質(zhì)平均溫度省煤器灰污管壁溫度包覆過熱器灰污系數(shù)QbffjQsmfjH"θ"tpjsmtsmhbεkJ/kgkJ/kgkJ/kg假定后復(fù)校假定后復(fù)校H"-(Qsmbffj+Qfj)/φ70201*734.26932903500.0043348.9449.33704.000.0527.421.60102.692.514.100.9930.62974.2894.42200.98-0.4972.03-2.90℃℃℃查函數(shù)tyq(hy,a)(tbs+tgs)/2tpjsm+Δt，Δt＝60為經(jīng)驗值調(diào)用函數(shù)Ehwp(tpj,jz)附錄2表7(tbs+t"bf)/2tbfpj+εBjQbffj/(Abf3.6)(θ"+θ")/2prns調(diào)用函數(shù)ky(rh2o，pns,θpj)kyrn調(diào)用函數(shù)kh(θpj)khμhkyrn+khμhkps1-e-kps調(diào)用函數(shù)af(a，θpj，thb)調(diào)用函數(shù)af(a，θpj，thb)3.6asmf(θpj-tsmsmhb)Ad/Bj10包覆過熱器內(nèi)工質(zhì)平均溫度11包覆過熱器灰污管壁溫度12平均煙溫13乘積14三原子氣體輻射減弱系數(shù)15乘積16灰粒的輻射減弱系數(shù)17乘積18氣流的輻射減弱系數(shù)19乘積20煙氣黑度21省煤器輻射放熱系數(shù)22包覆過熱器輻射放熱系數(shù)23省煤器吸熱量24誤差25包覆過熱器吸熱量26誤差tpjbftbfhbθpjpnskykyrnkhkhμhkkpsaasmfabffQsmdfjΔQQbfdfjΔQ℃℃℃mMPa1/(mMPa)1/(mMPa)1/(mMPa)1/(mMPa)1/(mMPa)w/(m2℃)w/(m2℃)kJ/kg%kJ/kg%(Qsmfj-Qsmdfj)/Qsmfj×1003.6abff(θbfbfpjthb)A/Bj(Qbffj-Qbfdfj)/Qbffj×100（二）第二轉(zhuǎn)向室序號123名稱進口煙溫進口煙焓隔墻省煤器吸熱量符號θ"H"Qsmfj單位℃kJ/kgkJ/kg計算公式或數(shù)據(jù)來源由第一轉(zhuǎn)向室計算得到由第一轉(zhuǎn)向室計算得到假定后復(fù)校結(jié)果6937734.227037

45678包覆過熱器吸熱量煙氣出口焓煙氣出口溫度平均煙溫灰污系數(shù)QbffjH"θ"θpjεkJ/kgkJ/kg假定后復(fù)校H"-(Qsmbffj+Qfj)/φ1807483.3672682.50.0043290348.90.72350430.90.04348.291.79104.222.544.330.8730.58264.0475.471.11-1.59Bj)178.960.5850.4129.6℃℃查函數(shù)tyq(hy,a)(θ"+θ")/2調(diào)用函數(shù)Ehwp(tpj,jz)附錄2表7(tbs+tgs)/2(tbs+t"bf)/2選取tpjsm+Δt，Δt＝60為經(jīng)驗值tbfpj+εδBjQbffj/((Abf+Ad)3.6)prns調(diào)用函數(shù)ky(rh2o，pns,θpj)kyrn調(diào)用函數(shù)kh(θpj)khμhkyrn+khμhkps1-e-kps調(diào)用函數(shù)af(a，θpj，thb)調(diào)用函數(shù)af(a，θpj，thb)3.6asmf(θpj-tsmsmhb)Ad/(δ9隔墻省煤器工質(zhì)平均溫度tpjsmtpjbfδtsmhbtbfhbpnskykyrnkhkhμhkkpsaasmfabffQsmdfjΔQQbfdfjΔQQsjsmQsjbf℃℃℃℃mMPa1/(mMPa)1/(mMPa)1/(mMPa)1/(mMPa)1/(mMPa)w/(m2℃)w/(m2℃)kJ/kg%kJ/kg%kJ/kgkJ/kg10包覆過熱器內(nèi)工質(zhì)平均溫度11煙氣旁通份額12隔墻省煤器灰污管壁溫度13包覆過熱器灰污管壁溫度14乘積15三原子氣體輻射減弱系數(shù)16乘積17灰粒的輻射減弱系數(shù)18乘積19氣流的輻射減弱系數(shù)20乘積21煙氣黑度22隔墻省煤器輻射放熱系數(shù)23包覆過熱器輻射放熱系數(shù)24省煤器吸熱量25誤差26包覆過熱器吸熱量27誤差28隔墻省煤器實際吸熱量29包覆過熱器實際吸熱量Bj)(Qsmfj-Qsmdfj)/Qsmfj×1003.6abff(θbfpjthb)(Abf+Ad)/(δ(Qbffj-Qbfdfj)/Qbffj×100δQsmfjδQbffj（三）低溫再熱器引出管序號1名稱進口煙溫符號θ"單位℃計算公式或數(shù)據(jù)來源由第二轉(zhuǎn)向室計算得到結(jié)果672.038

23456789進口煙焓對流吸熱量煙氣旁通份額焓增量出口蒸汽焓出口蒸汽溫度蒸汽進口焓蒸汽進口溫度H"QdδΔhh"t"h"t"tpjνpjkJ/kgkJ/kg由第二轉(zhuǎn)向室計算得到假定選取δQBj/Dzr高溫再熱器的進口焓高溫再熱器的進口溫度h"-Δh調(diào)用函數(shù)tgrs(p,h),p=2.45MPa(t"+t")/2調(diào)用函數(shù)vgrs(p,t),p=2.45MPaDzrνpj/(3600Ad7483.275500.1514.923389.86467.13374.93460.33463.720.13631.078506931.2626649.001.62190.0043481.790.002735.637.52106.732.5510.070.1300.1229.744128.7439

kJ/kgkJ/kg℃kJ/kg℃℃m3/kgm/sw/(m2℃)kJ/kg10平均汽溫11蒸汽平均比容12蒸汽流速13蒸汽側(cè)對流放熱系數(shù)14煙氣出口焓15煙氣出口溫度16煙氣平均溫度17煙氣平均流速18煙氣側(cè)對流放熱系數(shù)19灰污系數(shù)20灰污管壁溫度21乘積22三原子氣體輻射減弱系數(shù)23乘積24灰粒的輻射減弱系數(shù)25乘積26氣流的輻射減弱系數(shù)27乘積28煙氣黑度29輻射放熱系數(shù)30利用系數(shù)31煙氣側(cè)放熱系數(shù)

wa2H"θ"θpjwyadε調(diào)用函數(shù)a_2(p,t,w,d)，d為內(nèi)徑H"-Qd/φ查函數(shù)tyq(hy,a)(θ"+θ")/2δBjVy(θpj+273)/(273×3600Ay)Nuyλy/d調(diào)用函數(shù)Ehwp(tpj,jz)附錄2表7tpj+δ(ε+1/a2)BjQd/(Ajsyc×3.6)prns調(diào)用函數(shù)ky(rh2o，pns,θpj)kyrn調(diào)用函數(shù)kh(θpj)khμhkyrn+khμhkps1-e-kps調(diào)用函數(shù)af(a，θpj，thb)ξ取1.0ξ(ad+af)℃℃m/sw/(m2℃)thbpnskykyrnkhkhμhkkpsaafξa1℃mMPa1/(mMPa)1/(mMPa)1/(mMPa)1/(mMPa)1/(mMPa)w/(m2℃)w/(m2℃)32熱有效系數(shù)33傳熱系數(shù)34較小溫差35較大溫差36平均溫差37對流傳熱量38誤差39實際吸熱量ψkΔtDΔtxΔtQcΔQQsjdw/(m2℃)查附錄2表7ψa1a2/(a1+a2)θ"-t"θ"-t"3.6kΔtAjsyc/(δBj)(Qd-Qc)/Qd×100δQd0.6518.07204.9165.7185.3557.7-1.4182.50℃℃℃kJ/kg%kJ/kg（四）第三轉(zhuǎn)向室序號123456789名稱進口煙溫進口煙焓包覆過熱器吸熱量煙氣旁通份額煙氣出口焓煙氣出口溫度平均煙溫平均汽溫灰污系數(shù)符號θ"H"QbffjδH"θ"θpjtpjε單位℃kJ/kgkJ/kg計算公式或數(shù)據(jù)來源由低再引出管計算得到由低再引出管計算得到假定后復(fù)校等于低再引出管的煙氣旁通份額H"-Qfj/φ查函數(shù)tyq(hy,a)(θ"+θ")/2(tbs+t"bf)/2調(diào)用函數(shù)Ehwp(tpj,jz)附錄2表7tpj+εδBjQbffj/(3.6Abf)prns調(diào)用函數(shù)ky(rh2o，pns,θpj)kyrn調(diào)用函數(shù)kh(θpj)khμhkyrn+khμhkps1-e-kps調(diào)用函數(shù)af(a，θpj，thb)bf結(jié)果6266931.172800.156650.1591.4608.73490.0043383.50.016214.543.07109.962.635.700.4370.35435.4040

kJ/kg℃℃℃10灰污管壁溫度11乘積12三原子氣體輻射減弱系數(shù)13乘積14灰粒的輻射減弱系數(shù)15乘積16氣流的輻射減弱系數(shù)17乘積18煙氣黑度19煙氣側(cè)輻射放熱系數(shù)tbfhbpnskykyrnkhkhμhkkpsaaf℃mMPa1/(mMPa)1/(mMPa)1/(mMPa)1/(mMPa)1/(mMPa)w/(m2℃)20傳熱量21誤差22實際傳熱量QbfcfjΔQQsjdkJ/kg%kJ/kg3.6Abfaf(θbfpjthb)/(δBj)277.820.7842（Qbffj-Qbfcfj)/Qbffj×100δQbffj

第十節(jié)低溫再熱器熱力計算

一、低溫再熱器結(jié)構(gòu)尺寸計算

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表23低溫再熱器區(qū)的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計序號名稱符號單位計算公式或數(shù)據(jù)來源結(jié)果1管子外徑dmm設(shè)計數(shù)據(jù)42.0壁厚δmm設(shè)計數(shù)據(jù)3.52橫向節(jié)距s1mm按s1=2.5d選取903縱向平均節(jié)距s2pjmm由結(jié)構(gòu)設(shè)計知694管子排數(shù)、布置Z1排逆流、順列1045每排管子根數(shù)n1根由結(jié)構(gòu)設(shè)計知46蒸汽流通截面積Am2n1z1πdn2/40.47煙氣流通面積Aym2由結(jié)構(gòu)設(shè)計計算29.478對流受熱面積Adlm2πdlpjz1n13921.889防磨罩面積AFmm2100.10計算對流受熱面積Ajsdlm2AdlAFm3821.8811輻射層有效厚度Sm0.9d(4s1s2/(πd2)-1)0.13212后墻包覆過熱器管子根數(shù)nhb根d=38mm21113左右側(cè)墻包覆過熱器管子根數(shù)ncb根d=38mm24414附加受熱面總面積228.25

二、低溫再熱器熱力計算

表24低溫再熱器熱力計算序號名稱符號單位計算公式或數(shù)據(jù)來源結(jié)果1二三轉(zhuǎn)向室出口煙氣混合焓H"kJ/kg(0.15H3"+0.57H2")/δ，δ＝0.727309.692進口煙溫θ"℃查函數(shù)tyq(hy,a)645.43蒸汽出口焓h"kJ/kg由低再熱引出管計算得到3374.94蒸汽出口溫度t"℃由低再熱引出管計算得到460.335蒸汽進口焓h"kJ/kg調(diào)用函數(shù)hgrs(p,t),p=2.5MPa,t=330℃3078.06蒸汽進口溫度t"℃已知330.07焓增量ΔhkJ/kgh"-h"296.93

8對流吸熱量QddzkJ/kgDzrΔh/(0.72Bj)2280.39附加吸熱量QbffjkJ/kg假定后校核135.010出口煙焓H"kJ/kgH"-(Qddz+Qbffj)/φ+ΔaHolk4890.111出口煙溫θ"℃調(diào)用函數(shù)tyq(h，a)442.812平均煙溫θpj℃(θ"+θ")/2544.113蒸汽平均溫度tpj℃(t"+t")/2395.1714蒸汽平均比容νpjm3/kg調(diào)用函數(shù)vgrs(p,t),p=2.5MPa0.11915蒸汽平均流速wm/sDzrνpj/(3600A)27.2716蒸汽側(cè)放熱系數(shù)a2w/(m2℃)調(diào)用函數(shù)a_2(p,t,w,d)，d為內(nèi)徑830.0017煙氣流速wym/s0.72BjVy(θpj+273)/(273×3600Ay)9.1818煙氣側(cè)對流放熱系數(shù)adw/(m2℃)Nuyλy/d67.0019乘積pnsmMPaprns0.002720三原子氣體輻射減弱系數(shù)ky1/(mMPa)調(diào)用函數(shù)ky(rh2o，pns,θpj)37.7321乘積kyrn1/(mMPa)kyrn7.9622灰粒的輻射減弱系數(shù)kh1/(mMPa)調(diào)用函數(shù)kh(θpj)115.6823乘積khμ1/(mMPa)khμh2.76h24氣流的輻射減弱系數(shù)k1/(mMPa)kyrn+khμh10.7325乘積kpskps0.13826煙氣黑度a1-e-kps0.12927灰污系數(shù)ε調(diào)用函數(shù)Ehwp(tpj,jz)0.0043附錄2表728管壁灰污層溫度thb℃tpj+0.72(ε+1/a2)BjQddz/(Ajsdz×3.6)434.3729輻射放熱系數(shù)afw/(m2℃)調(diào)用函數(shù)af(a，θpj，thb)13.9530利用系數(shù)ξξ取1.0131煙氣側(cè)放熱系數(shù)a1w/(m2℃)ξ(ad+af)80.9532熱有效系數(shù)ψ查附錄2表70.6533傳熱系數(shù)kw/(m2℃)ψa1a2/(a1+a2)47.9434較小溫差ΔtD℃θ"-t"185.135較大溫差Δtx℃θ""-t"112.836平均溫差Δt℃148.9

37對流傳熱量38誤差39實際吸熱量40附加受熱面工質(zhì)溫度41附加吸熱量42誤差43實際附加吸熱量QcdzΔQQsjdztbffjQbfcfjΔQQbfsjfjkJ/kg%kJ/kg3.6kΔtAjsdl/(0.72Bj)(Qddz-Qcdz)/Qddz×1000.72Qddz(tbs+t"bf)/23.6k(θpj-tpj)Abffj/(0.72Bj)(Qbffj-Qbfcfj)/Qbffj×1000.72Qbffj2286.24-0.261641.78349.00136.54-1.1497.20℃kJ/kg%kJ/kg第十一節(jié)旁路省煤器熱力計算

省煤器由主省煤器、隔墻省煤和旁省三部分組成。給水由爐前三通管進入后，分左右2側(cè)引至主省進口集箱的2端，主省管系為2排蛇形管圈，順列逆流布置，保持較低煙速，以改善磨損，便于檢修。主省出來的工質(zhì)，由出口集箱左右二端φ108×10mm的連接管引出，連接管共12根，每端6根，并進入旁路煙道的前后隔墻管，工質(zhì)并聯(lián)向上流動，到爐頂匯集進入隔墻省煤器出口集箱。前后隔墻采用寬鰭片管，前隔墻寬鰭片管外敷設(shè)爐墻，作為尾部豎煙井的后墻，后隔墻寬鰭片管作為旁路煙道的分隔墻，關(guān)外不再敷設(shè)爐墻。由隔墻省煤器出口集箱二端引出工質(zhì)，經(jīng)過爐外φ219×26mm的管道下降至旁省進口集箱。旁省管系為排蛇形管圈，順列逆流布置。旁路省煤器在進口端的彎管傾斜45度，以組成煙道擋板的框架，旁省管延伸至斜煙道包覆管，連接旁省的出口集箱。斜煙道部位的包覆省煤器管為敷管爐墻，節(jié)距由旁省的90mm變?yōu)?5mm。最后經(jīng)過旁省出來的工質(zhì)由12根φ108×10mmmm的后墻引出管引入汽包，作為給水。

一、旁路省煤器熱力計算

表25旁路省煤器區(qū)的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計序號1管子外徑名稱符號單位計算公式或數(shù)據(jù)來源dδs1s2pjZ1n1mmmmmmmm設(shè)計數(shù)據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)按s1=2.5d選取由結(jié)構(gòu)設(shè)計知逆流、順列由結(jié)構(gòu)設(shè)計知結(jié)果38.04.09095.001012壁厚2345橫向節(jié)距縱向平均節(jié)距管子排數(shù)、布置每排管子根數(shù)排根44

67蒸汽流通截面積煙氣流通面積AAyl1l2AjspsmSm2m2mmm2mn1z1πdn/4由結(jié)構(gòu)設(shè)計計算3.6＋2.5＋2-1.60.9d(4s1s2/(πd)-1)220.142711.175250.223658.20主體部分管子長度引入管子長度89計算對流受熱面積輻射層有效厚度隔墻省煤器總高度10隔墻省煤器附加受熱面總面積Asmfj3.6+1.8+0.45m2

二、旁路省煤器熱力計算

45

表26旁路省煤器熱力計算序號名稱符號θ"H"QflQp(ld)QdldQld+bffjdQbfdfjQsjbfQsjdQbfsjfjQgrfjQcrpQcrgrQdpcQdslbQsmdfjQdhyQslb+smfjΣQh"psmt"psmΔhh"psmt"psmδQdpsmQfjpsmH"單位℃kJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kg計算公式或數(shù)據(jù)來源等于第一轉(zhuǎn)向室出口煙溫等于第一轉(zhuǎn)向室出口煙焓結(jié)果6937734.2210147.766045.00110.0070.00129.6042.0097.20553.801300.571952.42118.86107.2158.2543.00327.3314281.881313.3295.585.01228.3279.20.281978.6220.05532.646

1進口煙溫2進口煙焓3爐膛吸熱量爐頂過熱器對流吸熱量－后屏爐頂過熱器對流吸熱量－高過爐頂過熱器對流吸熱量－高再包覆過熱器吸熱量－第一轉(zhuǎn)向室包覆過熱器吸熱量－第二轉(zhuǎn)向室包覆過熱器吸熱量－第三轉(zhuǎn)向室包覆過熱器吸熱量－低再4附加過熱器對流吸熱量5后屏對流吸熱量6高過對流吸熱量兩側(cè)水冷壁對流吸熱量－后屏兩側(cè)水冷壁對流吸熱量－高過兩側(cè)水冷壁對流吸熱量－高再后墻引出管對流吸熱量－高再7附加水冷壁、省煤器吸熱量8工質(zhì)吸熱量總和9旁路省煤器出口水焓10旁路省煤器出口水溫11旁路省煤器焓增量12旁路省煤器進口水焓13旁路省煤器進口水溫14煙氣旁通份額15旁路省煤器對流吸熱量16旁路省煤器附加吸熱量17旁路省煤器出口煙焓(Dh"gr-BjΣQ-(Djw1+Djw2)hgs)/(D-Djw1-Djw2)p=15.7MPa假定h"psm-Δhp=15.8MPa減去低再的煙氣份額(D-Djw1-Djw2)Δh/(δBj)假定后校核H"-(Qdpsm+Qfjpsm)/φ+ΔaHolk℃kJ/kgkJ/kg℃kJ/kgkJ/kgkJ/kg18旁路省煤器出口煙溫19工質(zhì)平均溫度20平均煙溫21煙氣流速22煙氣側(cè)對流放熱系數(shù)23乘積24三原子氣體輻射減弱系數(shù)25乘積26灰粒的輻射減弱系數(shù)27乘積28氣流的輻射減弱系數(shù)29乘積30灰污系數(shù)31管壁灰污層溫度32煙氣黑度33輻射放熱系數(shù)34利用系數(shù)35煙氣側(cè)放熱系數(shù)36熱有效系數(shù)37傳熱系數(shù)38較小溫差39較大溫差40平均溫差41對流傳熱量42誤差43附加省煤器內(nèi)工質(zhì)溫度44旁路省煤器附加吸熱量45誤差46旁路省煤器實際吸熱量47旁路省煤器實際附加吸熱量θ"tpjθpjwyadpnskykyrnkhkhμhkkpsεthbaafξa1ψkΔtDΔtxΔtQcpsmΔQtsmfjQfjcpsmΔQQsjpsmQsjfjpsm℃℃℃m/sw/(m2℃)mMPa調(diào)用函數(shù)tyq(h，a)(t"psm+t"psm)/2(θ"+θ")/2δBjVy(θpj+273)/(273×3600Ay)Nuyλy/dprns498.0287.4595.510.0173.000.004628.005.91111.072.678.570.1880.0043347.350.17115.416188.420.6557.47397.5218.8308.2201*.87-1.23290.00220.12-0.06554.0061.601/(mMPa)調(diào)用函數(shù)ky(rh2o，pns,θpj)1/(mMPa)kyrn1/(mMPa)調(diào)用函數(shù)kh(θpj)1/(mMPa)khμh1/(mMPa)kyrn+khμhkps調(diào)用函數(shù)Ehwp(tpj,jz)tpj+Δt，Δt＝60為經(jīng)驗值1-e-kps調(diào)用函數(shù)af(a，θpj，thb)ξ取1.0ξ(ad+af)查附錄2表7ψa1θ"-t"θ""-t"3.6kΔtAjspsm/(δBj)(Qdpsm-Qcpsm)/Qdpsm×100(tbs+tgs)/23.6k(θpj-tsmpj)Asmfj/(δBj)(Qfjdpsm-Qfjcpsm)/Qfjdpsm×100δQcpsmδQfjcpsm℃w/(m2℃)w/(m2℃)w/(m2℃)℃℃℃kJ/kg%℃kJ/kg%kJ/kgkJ/kg47

第十二節(jié)減溫水量校核

表27減溫水量校核序號12345678910111213

名稱過熱器出口蒸汽焓過熱器進口蒸汽焓給水的焓爐膛內(nèi)爐頂過熱器輻射吸熱量前屏輻射吸熱量后屏及高過吸收的爐膛輻射熱量后屏對流吸熱量高過對流吸熱量附加過熱器對流吸熱量上述熱量總和減溫水量誤差絕對誤差符號h"grhbqhgsQfldQfqpQfhpQdhpQdgrQgrfjΣQΣDjjwΔQΔQ單位kJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkg/h%%計算公式或數(shù)據(jù)來源由爐膛計算得到由爐膛計算得到由爐膛計算得到由后屏計算得到由爐膛計算得到由旁路省煤器計算得到(BjΣQ-D(h"grhbq)/(hbqhgs)((Djw1+Djw2)-ΣDjjw)/(Djw1+Djw2)(Djw1+Djw2)-ΣDjjw結(jié)果3434.002618.401016.30158.471164.60629.241300.571952.42553.805759.0910914.720.7885.28第十三節(jié)主省煤器設(shè)計和熱力計算

一、主省煤器結(jié)構(gòu)設(shè)計

表28主省煤器結(jié)構(gòu)設(shè)計序號1234567891011

名稱進口水焓焓增量出口水焓進口水溫對流吸熱量出口水溫煙氣進口焓煙氣進口溫度出口煙焓出口煙溫較大溫差符號h"Δhh"t"Qdsmt"H"θ"H"θ"ΔtD單位kJ/kgkJ/kgkJ/kg℃kJ/kg℃kJ/kg計算公式或數(shù)據(jù)來源h"=hgs假定，受限于工質(zhì)的剩余吸熱量h"＋Δh已知(D-Djw1-Djw2)Δh/Bjp=15.58MPa(0.28Hpsm"+0.72Hdz")查函數(shù)tyq(hy,a)H"-Qdsm/φ+ΔaHolk調(diào)用函數(shù)tyq(h，a)θ"-t"結(jié)果1016.30135.001151.30235.00879.88263.605069.99451.204190.32376.70187.648

℃kJ/kg℃℃1213141516171819202122232425262728293031較小溫差平均溫差傳熱系數(shù)計算對流受熱面積工質(zhì)質(zhì)量流速蒸汽流通截面積管子外徑壁厚每根管子截面積管子總根數(shù)建議值管子總根數(shù)橫向節(jié)距建議值橫向節(jié)距管排數(shù)建議值管排數(shù)管子彎曲半徑每排管子根數(shù)每根管子長度縱向平均節(jié)距每根管子平均長度實際布置的對流受熱面積防磨罩面積計算對流受熱面積誤差ΔtxΔtkAjssmρwAdδA1℃℃m2kg/(m2s)m2mmmmm2θ"-t"QdsmBj/(3.6kΔ141.7163.851.0t)1746.61070.00.101032.04.00.00045223.322380.080118.011850.002d)73.6274.0080.001898.0255.001843.025.23w/(m2℃)選取按表2－21選取(D-Djw1-Djw2)/(3600ρw)設(shè)計數(shù)據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)πdn/4A/A1由建議值就近選取s1=2.5d由建議值就近選取a/s1-2由建議值就近選取按R＝(1.5－2.5)d選取n/z1Ajssm/(z1n1π2n根mms1Z1Rn1ls2pjlpjAbzsjAFmAjssmΔA排mm根mmmmm2m2m2%由圖計算πdlpjz1n1AbzsjAFm(AjsjjssmAsm)/Asm×100

二、主省煤器結(jié)構(gòu)尺寸計算

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