机械毕业设计772锅炉原理设计课程设计

第一节设计任务书 ............................................................................. - 0 -

一、设计题目................................................................................................... - 0 -

二、原始资料................................................................................................... - 0 - 第二节煤的元素分析数据校核和煤种判别 ................................... - 1 -

一、煤的元素各成分的校核........................................................................... - 1 -

二、元素分析数据校核................................................................................... - 1 -

三、煤种判别................................................................................................... - 1 - 第三节锅炉整体布置的确定 ........................................................... - 2 -

型布置......................................................... - 2 -

一、锅炉的整体外形——选

二、受热面的布置........................................................................................... - 2 -

三、锅炉汽水系统........................................................................................... - 3 - 第四节燃烧产物和锅炉热平衡计算 ............................................... - 5 -

一、燃烧产物计算........................................................................................... - 5 -

二．热平衡及燃料消耗量计算 (9)

第五节炉膛设计和热力计算 (10)

一．炉膛结构设计（带前屏过热器） (10)

二燃烧器的设计 (13)

三、炉膛和前屏过热器结构尺寸计算 (15)

四、炉膛热力计算 (17)

第六节后屏过热器热力计算 (22)

一、后屏过热器的结构尺寸计算 (22)

二、后屏过热器热力计算 (23)

第七节对流过热器设计和热力计算 (27)

一．对流过热器结构设计 (27)

二．对流过热器结构设计计算 (29)

三．对流过热器热力计算 (30)

第八节．高温再热器设计和热力计算 (34)

一．高温再热器结构设计 (34)

二．高温再热器结构尺寸计算 (34)

三、高温再热器的热力计算 (38)

第九节第一.二.三转向室及低温再热器引出管的热力计算 (41)

I

一．第一.二.三转向室及低温再热器引出管结构尺寸计算 (41)

二．第一.二.三转向室及低温再热器引出管热力计算 (44)

第十节低温再热器的热力计算 (49)

一低温再热器结构尺寸计算 (49)

二低温再热器热力计算 (51)

第十一节、旁路省煤器结构尺寸计算 (53)

一旁路省煤器结构尺寸计算 (53)

二、旁路省煤器热力计算 (54)

第十二节减温水量校核 (56)

第十三节主省煤器设计和热力计算 (56)

一．主省煤器结构设计 (56)

二、主省煤器结构尺寸计算 (58)

三、主省煤器热力计算 (59)

第十四节空气预热器热力计算 (61)

一．空气预热器结构尺寸 (61)

二、空气预热器热力计算 (62)

第十五节热力计算数据的修正和计算结果汇总 (64)

一、热力计算数据的修正 (64)

二、排烟温度校核 (65)

三、热空气温度校核 (65)

四、热平衡计算误差校核 (65)

五、热力计算结果汇总 (66)

第十六节锅炉设计说明书 (68)

一、设计参数及煤种 (68)

二、锅炉总体概况 (68)

三、水冷系统 (69)

四、燃烧器 (69)

五、过热器 (69)

六、再热器 (70)

七、省煤器 (70)

八、回转式空气预热器 (70)

九、锅炉构架及平台布置 (71)

十、炉墙密封 (71)

十一、运行工况与汽温调节 (71)

十二再热器的旁路保护 (72)

参考文献 (73)

II

- 0 -

1036t/h 蒸汽再热切圆燃烧煤粉锅炉

第一节 设计任务书

一、设计题目

1036t/h 蒸汽再热切圆燃烧煤粉锅炉热力设计

二、原始资料

1. 锅炉额定蒸发量1036t/h D gr =

2. 再热蒸汽流量855t/h D zr =

3. 给水温度℃280t gs =

4. 给水压力 19MPa p gs =（表压）

5. 过热蒸汽温度 ℃540 t gr =

6. 过热蒸汽压力 1

7.4MPa p gr =（表压）

7. 再热蒸汽进口温度 ℃316

t zr =' 8. 再热蒸汽出口温度 ℃540

t zr ='' 9. 再热蒸汽进口压力 MPa 82

.3p zr =' 10.再热蒸汽出口压力 Mpa 64

.3 p zr ='' 11.汽包压力 18.8MPa p qb =

12.环境温度 ℃20 t lk =

13.燃料特性

（1） 燃料名称：煤种Ⅱ

（2） 煤的应用基成分：C y ＝55.45％，H y ＝3.56％，O y ＝5.88％，

N y ＝0.42％，S y ＝0.81％，A y ＝24.62％，M y ＝9.26％，

（3） 煤的可燃基会发分：V r ＝21.29％

（4） 煤的低位发热量：y dw Q ＝21870 kJ/kg

（5） 软化温度 ST=1200℃

- 1 - 14.制粉系统：中速磨,正压直吹式冷一次风机系统

15.提示数据：排烟温度假定值py ?=130℃；热空气温度假定值tkq=320℃

第二节 煤的元素分析数据校核和煤种判别

一、煤的元素各成分的校核

y y y y y y y C O S H N W A ++++++=46.55%+6.11%+1.94%+3.06%+0.86%+9%+32.48%=100%

二、元素分析数据校核

（一）可燃基元素成分的计算

可燃基元素成分与应用基元素成分之间的换算因子为：

Kr=方程节(下一个) 100100Y Y M A --=1001009.2624.62

--=1.5124 则可燃基元素成分应为（%）

Cr= Kr Cy =1.5124?55.45=83.56；

Hr= Kr Hy =1.5124?3.06=5.38；

Or= Kr Oy =1.5124?5.88=8.89；

Sr= Kr Sy =1.5124?0.42=0.64；

Nr= Kr Ny =1.5124?0.81=1.23；

（二）干燥机灰分的计算

10010024.62%27.13%1001009.26

g y y A A M ==?=-- （三）可燃基低位发热量（试验值）的计算

r y y dw dw y y Q Q A =100（+25M ）100-M -9.269.2624.62

=?-100（21870+25）100-=33426.35（kJ/kg ） （四）可燃基低位发热量（门德雷耶夫公式计算值）的计算

r r r r r dw 339103010933983.861030 5.38109kg Q C H '=+-?+?-?（O -S ）

=（8.89-1.23） =33139.32（kJ/）

33426.3533139.320.85%33426.35r r dw dw r dw

Q Q Q '--==' 因为二者误差小于3%且(A g >25%),所以元素成分正确。

三、煤种判别

（一）煤种判别

由燃料特性得知V r =21.29%>20%, 属烟煤。

（二）折算成分的计算

- 2 - y y

zs

y dw y y

zs

y dw 4187418724.62(%)(%) 4.72%21870418741879.262187041870.8121870y y

zs

y dw A A Q W M Q S Q ?===?==?=（%）（%）=1.77%4187S （%）=（%）=0.16% 因为A y

zs >4%，属高灰分煤。0.2%y zs S <,属低硫分煤。

第三节 锅炉整体布置的确定

一、锅炉的整体外形——选π型布置

选择π型布置的理由如下：

（1） 锅炉排烟口在下方，送、引风机及除尘器等设备均可布置在地面，锅炉结

构和厂房较低，烟囱也可以建在地面上

（2） 在对流竖井中，烟气下行流动，便于清灰，具有自身除灰的能力

（3） 各受热面易于布置成逆流方式，以加强对流换热

（4） 机炉之间连接管道不长

二、受热面的布置

在炉膛内壁面，全部布置水冷壁受热面，其他受热面的布置主要受蒸汽参数、锅炉容量和燃料性质的影响。

本锅炉为超高压参数，汽化吸热较小，加热吸热和过热吸热相应较大。为使炉膛出口烟温降低到要求的数值，保护水平烟道内的对流受热面，除在水平烟道内布置对流过热器外，还在炉内布置全辐射式的前屏过热器，炉膛出口布置半辐射式的后屏过热器。为使前屏，后屏过热器中的传热温差不致过大，在炉顶及水平烟道的两侧墙，竖井烟道的两侧墙和后墙均布置包覆过热器。

为了减小热偏差，节省金属用量，采用二级再热方式，其中高温再热器置于对流过热器后的烟温教高区域，低温再热器设置在尾部竖井烟道中。但是，为了再热气温的调节，使负荷在100%~75%之间变化时，再热器出口气温保持不变，在低温再热器旁边（竖井烟道的前部）设置旁路省煤器，前后隔墙省煤器采用膜式水冷壁结构。在低温再热器及旁路省煤器的下面设置主省煤器。根据锅炉的参数，省煤器出口工质状态选用非沸腾式的。

热风温度要求较高（t rk =320℃）,理应采用二级布置空气预热器，但在主省

煤器后已布置不下二级空气预热器，加之回转式空气预热器结构紧凑，材料剩，维修也方便，因此采用单级的回转式空气预热器，并移至炉外布置。

在主省煤器的烟道转弯处，设置落灰斗，由于转弯处离心力的作用，颗粒较大的灰粒顺落灰斗下降，有利于防止回转式空气预热器的堵灰，减轻除尘设备的负担。

锅炉整体布置如图1所示

- 3 -

图1 1036t/h 再热锅炉布置

三、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：

（一） 过热蒸汽系统的流程

汽包→顶棚过热器进口集箱→炉顶及尾部包裹过热器管束→尾部包覆过热 热器后集箱

↗悬吊管过热器管束—————————————→悬吊过热器出口集箱↘

尾部

↘尾部左右侧包覆过热器下后集箱→尾部左右侧包覆过热器管束（上升）↗

左右侧包覆过热器上集箱→尾部左右侧包覆过热器管束（下降）→尾部左右侧包

覆过热器下前集箱→水平烟道左右侧包覆过热器管束（上升）→水平烟道左右侧

包覆过热器上集箱→前屏过热器?????

→一级喷水减温器后屏过热器?????→二级喷水减温器对流

过热器进口集箱→对流过热器管束→对流过热器出口集箱→集汽集箱→汽轮机（二）水系统的流程

给水———→主省煤器进口集箱———→主省煤器管束———→主省煤器出口集箱

↗前隔墙省煤器进口集箱→前隔墙省煤器管束↘

隔墙省煤器出口集箱→省煤器↘后隔墙省煤器进口集箱→后隔墙省煤器管束↗

进口集箱→旁路省煤器及斜烟道包覆管束→旁路省煤器出口集箱→后墙引

↗左右侧墙水冷壁↘

出管→汽包→下降管→下联箱上联箱→汽包

↘前后墙水冷壁↗

（三）再热蒸汽系统的流程

事故喷水低温再热器进口集箱→低温再热器管束→低温再热器进口汽轮机????→

微量喷水高温再热器管束→高温再热器进口集箱→再热器集汽集箱→汽集箱????→

轮机

下面介绍该锅炉各受热面的结构设计和热力计算的详细内容。结构设计部分，属于同一类型的受热面，只选其中一个介绍。

- 4 -

- 5 -

第四节 燃烧产物和锅炉热平衡计算

一、燃烧产物计算

（一） 理论空气及理论烟气容积

理论空气量

y y y y 30.0889(0.3750.2560.0333 5.7007m /O V C S H O N kg =++-=）

理论氮气容积

2

y

30.80.79 4.5069m /100

O

O

N N V

V N kg =+=

三原子气体RO 2的容积

2

30.3751.866 1.0404/100y y

RO C S V Nm kg

+==

理论水蒸气容积 2

3

0.1110.01240.0160.6018/O y y O H O V H W V Nm kg =++=

理论烟气容积

222

O O O 3y RO N H O V =V +V +V =1.0404+4.5069+0.6018=6.1490Nm /kg （二） 空气平衡表及烟气特性表

根据该锅炉的燃料属劣质烟煤,可按表2-7选取炉膛出口过量空气系数''l α =1.2,有按标-9选取个受热面烟道的漏风系数,然后列出空气平衡表。

根据计算出的数据,又按表2-10选取炉渣份额后计算的飞灰份额fh α =0.9,计算表3-2列出的各项,为烟气特性表。

表3-1 空 气 平 衡 表 受热面 过量空 气系数 炉膛,后屏过热

器(l,hp) 对流过热器（dlgr ） 高温再热器（gzr ）

低温再热器，旁

路省煤器(dzr,psm)

主省煤器(sm)

空气预热器(ky) 进口'α

1.20 1.25 1.28

1.31

1.34

漏风α? l α?=0.05

hp α?=0 0.05 0.03 0.03 0.03 0.2

出口

''α?

1.20

1.25

1.28

1.31

1.34

1.54

6

表3-2 烟气特性表

项目名称 符号 单位

,l hp g dl r gzr ,dzr psm sm ky 烟道进口过量空气系数 a' 1.2 1.2 1.25 1.28 1.31 1.34 烟道出口过量空气系数 a"

1.2 1.25 1.28 1.31 1.34 1.54 烟道平均过量空气系数

pl a

1.2

1.225

1.265 1.295 1.325 1.44 过剩空气量

V ?

3/Nm kg 1.1135 1.2527

1.4754

1.6424

1.8094

2.4497

水蒸汽容积

2H O V 3/Nm kg 1.0587 1.0610

1.0647 1.0674 1.0702 1.0807

烟气总容积

y V

3/Nm kg 7.2809 7.4224

7.6487 7.8185 7.9883 8.6391 RO2气体占烟气容积份额 2RO r

0.1429 0.1402 0.1360 0.1331 0.1302 0.1204 水蒸汽占烟气容积份额 2H O r 0.0826 0.0811 0.0787 0.0770 0.0753 0.0697 三原子气体和水蒸汽占烟气容积总

份额

n r

0.2255 0.2212

0.2147

0.2100

0.2056

0.1901

烟气质量 y G

/kg kg 9.6628 9.8489 10.1467 10.3701 10.5934 11.4496 飞灰无因次浓度

h μ

/kg kg 0.0273 0.0268

0.0260 0.0255 0.0249 0.0231

表3-3 烟气焓温表

炉膛后屏过热

器对流过热器高温再热器低温再热器主省煤器空预器热端

空预器冷

端

顺序温度理论

烟

气焓

理论

空气

焓

飞灰

的焓

ΔHy ΔＨy ΔＨy

ΔＨ

y

ΔＨ

y

ΔＨ

y

Δ

ｈy

1 100 851 741 25 1000 1081 1104

2 200 1727 1490 5

3 2025 2189 2189 1107 2233 113 0

3 300 2627 2253 83 3077 3257 3325 1136 3325 1136 3392 115 9

4 400 3553 3030 114 4159 4310 4401 1144 4492 1167 4492 1167 4583 119 1

5 500 4504 3827 143 5270 5270 5461 1151 557

6 1175 5691 1199

6 600 5481 4640 176 **** **** 1139 6641 1180 6780 1204 6920 1229

7 700 6483 5470 208 7577 1167 7577 1167 7850 1209 8014 1234 8178 1259

8 800 7505 6313 242 8768 1191 8768 1191 9084 1233 9273 1259 9462 1284

9 900 8545 7171 279 9979 1211 9979 1211 10338 1254 10553 1280 1076

8

1305

10 1000 9601 8036 317 11209 1230 11209 1230 11611 1273 11852 1299

11 1100 1067

4

8913 357 12456 1247 12456 1247 12902 1291

12 1200 1175

8

9801 406 13718 1262 13718 1262

13 1300 1285

7

10695 453 14996 1278

14 1400 1396

3

11595 511 16282

7

15 1500 1507

9

12502 566 17579

16 1600 1620

3

13415 641 18887

17 1700 1733

8

14331 703 20204

18 1800 1847

4

15255 767 21525

19 1900 1961

8

16181 835 22854

20 2000 2076

5

17113 904 24188

8

9

二．热平衡及燃料消耗量计算

锅炉热平衡及燃料消耗量计算，如表3-4

序号 名 称 符号

单位 计算公式或数据来源

数 据 1 燃料带入热量 r Q

kJ /㎏ y dw

Q ≈ 21870 2 排烟温度 py ?

℃ 假定 130 3 排烟焓 py H

kJ /㎏ 查焓温表3-3

1445 4 冷空气温度 lk t

℃ 给定 20 5 理论冷空气焓 0

lk

H kJ /㎏ 查焓温表3-3

147 6 机械不完全燃烧热损

失

4q

% 取用 2 7

化学不完全燃烧热损

失

3q

%

取用

8 排烟热损失

2q

%

r

Q Q 2

=

100)

1001()(4

?-

?-r

lk py py Q q H a H

6.1193

9 散热损失 5q % 查图2-15

0.2 10

灰渣物理热损失

6q

%

y

A 419

y dw

Q <∴忽略

11 保热系数

?

% 100

15

q -

0.998

12 锅炉总热损失 ∑q

% 2q +3q +4q +5q +6q

8.31938 13 锅炉热效率 gl η

% ∑-q 100

91.6806 14 过热蒸汽焓 "gr h

kJ /㎏ 查蒸汽特征表，p=17.4MPa, t=540℃ 3396.37 15

给水焓

gs h

kJ /㎏

查水特征表，p=19MPa, t=280℃

1231.55

10

16 过热蒸汽流量 gr D

㎏/h 已知

1036000 17 再热蒸汽出口焓 "zr h kJ /㎏ 查蒸汽特征表，p=3.64MPa, t=540℃ 3540.84 18 再热蒸汽进口焓 'zr h

kJ /㎏ 查蒸汽特征表，p=3.82MPa, t=316℃

3010.95 19 再热蒸汽流量 zr D

kJ/h 已知

855000 20 锅炉有效利用热 gl Q

kJ/h gr D ("

gr h —gs h )+zr D ("zr h —'

zr h )

2695809470 21 实际燃料消耗量 B

㎏/h gl Q /(gl ηr Q ) 134451 22

计算燃料消耗量

j B

㎏/h

)100

1(4

q B -

131762

第五节 炉膛设计和热力计算

一．炉膛结构设计（带前屏过热器）

炉膛结构设计（带前屏过热器）列表3-5。

（一）炉 膛 尺 寸 的 确 定

序号 名 称 符 号

单 位 计 算 公 式 或 数 据 来 源

数值 1 容积热强度 V q W/3m

按表2-11选取

1.273103

2 炉膛容积 l V 3m

)6.3(y y dw q BQ

6431 3 炉膛截面热强度 F q

W /㎡ 按表2-12选取

4.4453106 4 炉膛截面积 l A ㎡ )6.3(F y dw q BQ

183.75 5 炉膛截面宽深比 b

a

按2.1~1=b a 选取 1.086 6 炉膛宽度 a

m 选取a 值使2.1~1=b a

14.2 7 炉膛深度 b

m a A l

12.93 8 冷灰斗倾角 θ

按 50≥θ选取 50 9 冷灰斗出口尺寸

m

按4.1~6.0选取

1.2 10

冷灰斗容积

hd V

3m

按图3-54A 部分结构尺寸计算

718.38

11

11 折焰角长度 z l m 按b 31

≈计算

4.31 12 折焰角上倾角 上θ 按上θ 45~20=选取 45 13 折焰角下倾角 下θ

按 30~20=下θ选取

30 14 前屏管径及壁厚 δ?d

mm

取用 3834.5 15

前屏管内工质质量

流速 w ρ ㎏/(㎡2S)

按表2-21选取

1000

16 前屏管子总流通面

积

A ㎡

w

D D jw

ρ36001-（假定减温水量

3jw 1031D ?=㎏/h ）

0.2847

17 前屏每根管子面积 1A

㎡ 2

4

n

d π

（n d 为内径） 6.6310-4

18 前屏总管子数 n 根 1A A

432

19 前屏横向管距 1s

mm 按1500~5501=s 选取 1350 20 前屏片数 1z 片 按119.52a s -=选取

10 21 前屏单片管子数 1n 根 按3.7261

=n 选取 43 22 前屏纵向节距 2s

mm 按25.1~1.12=d s 选取 42 23 前屏最小弯曲半径

R

mm 按d R )5.2~5.1(=选取

75 24 前屏深度 qp b

mm R n s 22)1(12+?-

3678 25 前屏与前墙之间距

离 mm 选取 1240 26 前后屏之间距离

mm 选取 780 27 炉膛出口烟气流速 y w

m/s 选取 6 28 炉膛出口烟气 "l ?

℃ 按表2-20选取

1100

29 炉膛出口流通面积 ch A

m 2 273

273

3600"+?

l y

y j w V B ?

223.37 30

炉膛出口高度

ch h m

a A ch

15.72

12

31 前屏高度 qp h m 按ch h 选定 15 32 水平烟道烟气流速 sy w

m/s 选取

10

33 水平烟道高度 sy h m 按

"sy 273

6.23600w 273

j y l B V a

?+?

=选取

9 34 折焰角高度 zy h m 按 1.1qp sy z h h l --=选取 1.3 35

炉顶容积

ld V

m 3

按图3-5中21A A 和部分尺寸计算

2066.8

36 炉膛主体高度

lt h

m l

hd

ld l A V V V --（图3-5中3A 部分

高度）

19.84

（二） 水 冷 壁 序号 名 称

符 号 单 位 计 算 公 式 或 数 据 来 源

数值 1

前后墙水冷壁回路个数 1z

个

9.62.5 3.84=（按每个回路加热宽度

5.2≤m 选取）

6

2 左右侧墙水冷壁回路个

数

2z

个 8.842.5 3.54=（按每个回路加热宽度

5.2≤m 选取）

6 3 管径及壁厚 δ?d

mm 按表2-13选取 6036 4 管子节距 s mm 按35.1~3.1=d s 选取

81

5

前后墙管子根数

1n

根

按1123.1a

s +=选取 178 6 左右侧墙管子根数 2n 根 按b

1110.9s

+=选取 162

为了保证后墙水冷壁在折焰角处的刚度，便于后墙水冷壁的悬吊，其中有38根水冷壁用分叉管，即有38根上升管在折焰角处呈三叉管结构，考虑到流动阻力的影响，在38根上升叉管的上方装有φ10的节流孔，使有足够的汽水混合物流过折焰角处的上升管，以免烧如图3-2所示。

图3-2 折焰角示意图

二燃烧器的设计

V大小，按表2-14选用的四角布置的直流燃烧器。因为是烟煤，本锅炉燃烧器是根据煤的

ar

所以配风方式选用均等配风，并采用四角切圆燃烧方式。这样有利于加强炉内气流扰动，使燃料在炉内的停留时间增长。为了加强燃烧器对煤种的适用性及适应负荷的变化，燃烧器的喷口截面采用可调的，以调节气流量和火炬长度。此外，喷口还可以摆动一角度，单个喷口的摆动为10

±?，这样可以改变火焰中心的高度。燃烧器风±?，联动时能上下摆动20

口布置如图3-3所示，其中一次风口喷口层数按表2-18选取为3层。

13

14

燃烧结构尺寸计算列于表3-6，其喷口尺寸如图3-4。 序号 名 称 符 号

单 位 计 算 公 式 或 数 据 来 源

数值 1 一次风速 1w m/s 按表2-16选取 30 2 二次风速 2w

m/s 按表2-16选取 42 3 一次风率 1r % 按表2-15选取

25 4 二次风率 2r %

31100r r --

75 5 一次风温 1t

C

由制粉系统的设计计算确定

200 6 二次风温 2t C

10-rk t

310 7 燃烧器数量 z

四角布置

4

8

一次风口面积（单只）

1A

m 2

273273360031001

1

"1t w z B V a r j

l +?

?? 0.3012

9 二次风口面积（单只） 2A m 2 273

273360041002

2

"2t w z B V a r j

l +??? 0.5967 10 燃烧器假想切圆直径 j d

mm 按表2-17选取

900 11 燃烧器矩形对角线长

度

j l 2 mm 22a b +≈ 19212.85 12 特性比值 r r b h

初步选定 12 13

特性比值

r

j b l 2

由式（2-7）确定

37

14 燃烧器喷口宽度 r b mm 325b 2l /

2l r

j j =，结构设计时定为

420=r b

520

15 一次风喷口高度 1h mm r b A 1 579.33 16

二次风喷口高度

2h

mm

r b A 2

1030.07

17

燃烧器高度

r h

mm

按1A 、2A 、3A 的要求，画出燃烧器

喷口结构尺寸（图3-4），得r h ；核

6480

15

算

42.13=r

r

b h ，接近原选定值不必重算

18

最下一排燃烧器的下边缘距冷灰斗上沿的

距离

l m

按r b l )5~4(=选取

2.4

19 条件火炬长度

hy l

m

按图2-29示意的hy l （abcd l hy =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12.1m>8m,所以炉膛高度

设计合理

24.85>17

三、炉膛和前屏过热器结构尺寸计算

表3-7 炉膛结构尺寸计算

序 号

名 称

符号 单位 计 算 公 式 或 数 据 来 源 数值 1 侧墙面积

A 1 ㎡ 据图3-5，12.939.443

121.81

A 2 ㎡ 据图3-5，0.53(9.443+13.083)32.1

23.65 A 3 ㎡ 据图3-5，13.083320.248

264.9 A 4 ㎡ 据图3-5，0.53（13.083+1.2）37.08

50.56 A C ㎡ A C=A 1+A 2+A 3+A 4 460.92 2 前墙面积 A q ㎡

据图3-5，7.08 1.235.24814.028sin 502??

+

+????

?

632.5

3 后墙面积 A h ㎡ 据图3-5，7.08 1.214.028 4.220.248sin 50

2?

??+++ ??

?

481.02

4 炉膛出口烟窗面积 A ch ㎡ 据图3-5，14.02812.9? 180.96

5 炉顶包覆面积 A ld ㎡ 据图3-5，9.443314.028 132.47

6 前屏面积 A qp ㎡ 据图3-6，231034.802315 540.6

7 燃烧器面积

Ar ㎡ 据图3-5，43436.8830.52 54 8 前后侧墙水冷壁角系数

X 按膜式水冷壁选取 0.98 9 炉顶角系数 X ld 查附录三图I （a ）4，s/d=45/38=1.184,e=0 0.97 10 前屏角系数

X qp 查附录三图I （a ）5，s/d=42/38=1.1 0.99 11 炉膛出口烟窗处角系数 X ch

选取 1

12 整个炉膛的平均角系数 X

qp

ld ch h q c qp

qp ld ld ch ch h q c A A A A A A x A x A x A x A x A x A ++++++++++22

0.98 13 前屏区的侧墙面积 A qp,c ㎡ 据图3-5，231531.802 54.06 14 前屏区的炉顶面积 A qp,ld ㎡ 据图3-5，14.02831.802

25.6 15

前屏区的炉墙面积

A pq ㎡

A qp,c + A qp,ld

79.66

16

表3-8 前屏过热器结构尺寸计算

序号 名 称 符 号 单 位 计 算 公 式 或 数 据 来 源 数值 1 管径及厚壁 d*δ mm 由结构设计知 3834.5 2 单片管子根数 n 1 根 由结构设计知 72 3 前屏片数 z 1 片 由结构设计知 6 4 蒸汽流通截面积 A ㎡ 112

785.0n z d n ,(dn 为管子内径)

0.2852 5 蒸汽质量流速 ρw kg/(㎡2s) A

D D jw 3600-

978.846 6 前屏蒸汽平均比

容 vpi m 3/kg 查蒸汽特性表，p=18.1Mpa ，t=430℃

0.013 7 蒸汽流速 w m/s ρw * vpi 12.725 8

前屏辐射受热面

积

Aqp

㎡

2 z1*2.576*10xqp

289.872

16 炉膛自由容积的水冷壁面

积 A zy ㎡

A q + A h +2( A C -0.5*Ar -0.5* A qp,c )+ A ch

+( A ld - A qp,ld )

2043.55 17 炉膛容积 V l 3m A C *a

6548.78 18 前屏占据容积 V p 3m 据图3-5，1.80231.802315

384.04 19 炉膛的自由容积 V zy 3m

据图3-5， V l - V p

6081.75 20 前屏区与炉膛的水平分割

面积

A f,sh ㎡ 据图3-5，1.802314.028 25.6 21 前屏区与炉膛的垂直分割

面积

A f,ch ㎡ 据图3-5，15314.02832

426.24 22 自由容积的辐射层有效厚

度

S zy m 3.6* V zy / A zy

10.713 23 前屏间容积的辐射层有效

厚度 S pq m 3.6* V p /( A qp + A pq + A f,sh + A f,ch )

1.2895 24 炉膛的辐射层有效厚度

S

m

3.61pq zy l

zy pq qp zy pq l A V V A A A A A V ??+? ? ?+++??

9.05

25 燃烧器中心线的高度 H z m 据图3-5 9.18

26 炉膛高度 H l m 据图3-5 38.79 27 燃烧器相对高度 h r /H l h r /H l (见图3-5，hr=6.802m) 0.07 28

火焰中心相对高度 X l h r /H l +Δx ，Δx 按附录二表III 查得等于0 0.28

17

四、炉膛热力计算

表3-9 炉膛热力计算

序号 名 称 符 号 单 位

计 算 公 式 或 数 据 来

源

数值 1 热空气温度 t rk ℃ 给定

320 2 理论热空气焓 rk H kJ/kg 查焓温表3-3 2705.4 3 炉膛漏风系数 Δα

l 由空气平衡表3-1知

0.05 4 制粉系统漏风系数 Δα

zf

选用

0 5 冷空气温度 t lk ℃ 给定

20 6 理论冷空气焓 lk H kJ/kg 查焓温表3-3

147 7 空预器出口过量空气系数 "

ky β

()" 1.20(0.050.06)l l zf ααα-?+?=-+ 1.15 8 空气带入炉内热量 Q k

kJ/kg ()"ky rk l zf lk H H βαα+?+?

2502.275 9 1kg 燃料带入炉内热

量 l Q

kJ/kg k r

Q q q q q Q +----4

6

43100100

24372.275 10 理论燃烧温度 a θ

℃ 根据l Q 查得

1700 11 炉膛出口烟温 "l θ

℃ 假定 1100 12 炉膛出口烟焓 "l H

kJ/kg

查焓温表3-3

14632.75

13 烟气的平均热容量 Vc pl kJ/(k g 2℃)

()()

""

l a

l

l

H Q θθ

--

16.233 14 水蒸汽容积份额 O H r 2

查烟气特性表3-2 0.0582 15 三原子气体容积份额 r n 查烟气特性表3-2

0.1446 16 三原子气体分压力 p n MPa pr n （p 为炉膛压力，等于0.1013MPa ）

0.0205 17 p n 与S 的乘积 p n S m 2MPa p n S

0.1855 18

三原子气体辐射减弱

系数 K y

1/( m 2MPa )

???? ?

?-???? ??-+100037.011.0·106.178.010"2l n O H T S p r 2.7

19 灰粒子辐射减弱系数 K h 1/( m 2MPa ) 3

2

2

"55900

h

l d

T

73.1 20 焦炭粒子辐射减弱系

数 K j

1/( m 2MPa )

取用

10 21

无因次量

x 1○

2

按参考文献[1]选取

0.5

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/4w1e.html