200th高压煤粉锅炉热力计算

200th高压煤粉锅炉热力计算200t/h高压煤粉锅炉热力计算第1章 设计任务书 1.1设计题目 200t/h高压煤粉锅炉 1.2原始资料 (1)、锅炉额定蒸发量: D = 210t/h ec(2)、给水温度: t= 215? gs(3)、给水压力: p = 11.3Mpa (表压) gs(4)、过热蒸汽温度: t = 540? 1(5)、过热蒸汽压力: p= 9.9Mpa (表压) 1 (6)、周围环境温度: t = 10? lk(7)、连续排污率 P= 2% pw (8)、汽包压力 P = 10.3Mpa qb(9)、空气中的含湿量 d = 10g/kg (10)、燃料特性 a.燃料名称:淮南烟煤 b.煤的收到基成分(%):C=60.82;O=7.65;S=0.67;H=4.01;N=1.11; aararararM=6.0;A=19.74 ararc.煤的干燥无灰基挥发份:V=38.0% daf d.煤的空气干燥基水分:Mar=2.3 e.煤的低位发热量:Q= 24300kJ/kg ar,net f.灰熔点:DT=1500?、ST,1500? (13)制粉系统:中速磨煤机直吹式制粉系统 提示数据:排烟温度假定值=140?;热空气温度假定值t=300? pyrk第2章 煤的元素分析数据校核和煤种判别 2.1煤的元素各成分之和为100%的校核 C+O+S+H +N +M +A =60.82+7.65+0.67+4.01+1.11+6.0+19.74=100% ararar ar ar ar ar2.2煤种判别; - (1)煤种判别 由燃料特性得知V=38.0%,20%，而且Q=24300kJ/kg，18840 kJ/kg，所以属于优质烟煤。 (2)折算成分的计算 4182，AarA=(%)=418219.74/24300 (%)=3.397%4% ar,zsQar,net4182，WarM=(%)=41826/24300 (%)=1.033%8% ar,zsQar,net4182，SarS=(%)=41820.67/24300 (%)=0.115%0.2% ar,zsQar,net此煤属于低水份的煤。 第3章 锅炉整体布置的确定 3.1 炉整体的外型选型布置 选择形布置的理由如下: (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，烟囱也建在地面上; (2)对流竖井中，烟气下行流动便于清灰，具有自身除尘的能力; (3)各受热面易于布置成逆流的方式，以加强对流换热; (4)机炉之间的连接不长。 3.2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，汽化吸热较少，加热吸热和过热吸热较多。为使炉膛出口烟温降到要求的值，保护水平烟道的对流受热面，除在水平烟道内布置高、低温对流过热器外，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屏式过热器。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较高区域，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，再热器出口汽温保持不变，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=280?)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、材料省、维修方便，因此采用单级的回转式空气预热器，并移至炉外部置。 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。 3.3汽水系统 按超高压大容量锅炉热力系统的设计要求，该锅炉的汽水系统的流程设计如下: (1)过热蒸汽系统的流程 汽包顶棚过热器进口联箱炉顶及尾部包覆过热器管束尾部包覆过热器后集箱尾部左右侧包覆过热器上集箱一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减温后屏过热器二级减温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。 (2)水系统的流程 给水主省煤器进口联箱主省煤器管束主省煤器出口集箱前、后隔墙省煤器进口集箱及管束隔墙省煤器出口集箱旁路省煤器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出管汽包下降管水冷壁下联箱水冷壁上联箱汽包。 第4章 燃烧产物和锅炉热平衡计算 4.1燃烧产物计算 燃烧产物计算公式略，只给出如下计算结果。 (1)理论烟气量及理论烟气容积 30理论烟气量V=6.2370Nm/kg; 0.089(C，0.375S)，0.265H,0.0333O,ararararN300ar理论氮气容积V=4.9362 Nm/kg; 0.8，0.79VN2100C30ar三原子气体RO的容积V=1.1369 Nm/kg; 1.866，0.7V2RO2100HM300arar理论水蒸气容积V=0.6199 Nm/kg; 11.1，1.24，0.0161VH2O1001003000理论烟气容积V= V +V+V=6.6957 Nm/kg YRO2N2H2O(2)空气平衡表及烟气特性表 根据该锅炉的燃料属优质燃料，可选取炉膛出口过量空气系数?=1.15，选取各受热面烟道的漏风系数，然后列出空气平衡表，如表41.根据上述计算出的数据，又选取炉渣份额后计算得飞灰- 份额=0.9，计算表42列出各项，此表为烟气特性表。 (3)烟气焓温表 计算表43列出的各项，此表为烟气焓温表。 表41 受 低温过热热 高温过热管式空气预面 过 炉膛 省煤器 名 量 空 称 器 气 器 热器 系 数 进口? 1.15 1.18 1.21 1.23 漏风 0.1 0.03 0.03 0.02 0.2 出口? 1.15 1.18 1.21 1.23 1.26 表42 烟气特性表 高温过热低温过热管式空气项目名称 符号 单位 炉膛 省煤器 器 器 预热器 烟道进口过量空气? 1.15 1.15 1.18 1.21 1.23 系数 烟道出口过量空气? 1.15 1.18 1.21 1.23 1.26 系数 烟道平均过量空气pj 1.15 1.165 1.195 1.22 1.245 系数 过剩空气量 V Nm?/kg 0.936 1.029 1.216 1.372 1.528 水蒸气容积 VH2O Nm?/kg 0.635 0.636 0.640 0.642 0.645 烟气总容积 Vy Nm?/kg 7.646 7.741 7.931 8.090 8.248 RO2气体占烟气容rRO2 0.149 0.147 0.144 0.141 0.138 积份额 水蒸汽占烟气份额 rH2O 0.083 0.082 0.081 0.079 0.078 三原子气体水蒸气rn 0.232 0.229 0.224 0.220 0.216 总份额 烟气质量 Gy 10.170 10.292 10.537 10.740 10.944 飞灰无因次浓度 n 0.0175 0.0173 0.0169 0.0165 0.0162 表43 烟气焓温表 00000I=V(c,)+V(c,)+V(c,) Iy=I+(-1)V(c,) yRO2RO2N2N2H2OH2Okk省煤器出理论空气炉膛出口高过出口低过出口口:空预出口温度 理论烟焓 焓 :=1.15 :=1.18 :=1.21 =1.23 :=1.26 - ? I I I I Iy Iy Iy kyyy1101.928 100 929.037 823.289 1118.394 1143.092 2228.847 200 1880.446 1659.053 2262.029 2311.800 3386.863 300 2859.022 2513.527 3437.133 3512.539 4579.080 400 3869.180 3380.476 4646.690 4748.104 5799.075 500 4903.187 4266.136 5671.091 5884.398 6012.382 7052.473 600 5965.357 5176.744 6741.869 6897.171 7156.008 7311.311 8338.793 700 7057.829 6099.826 7972.803 8155.798 8460.789 9648.851 800 8170.111 7041.619 9226.354 9437.602 9789.683 10980.299 900 9301.163 7995.886 10500.545 10740.422 12330.416 1000 10450.884 8950.154 11793.407 12061.912 1100 11615.857 9948.080 13108.069 13406.511 1200 12794.563 10933.532 14434.593 14762.599 1300 13992.317 11937.696 15782.971 16141.102 1400 15194.209 12948.097 17136.424 17524.867 1500 16406.417 13964.734 18501.127 18920.069 1600 17632.636 14987.609 19880.778 1700 18862.475 16010.484 21264.047 1800 20100.768 17039.595 22656.707 1900 21340.921 18081.181 24053.099 2000 22589.630 19122.767 25458.045 2100 23849.971 20170.590 26875.559 2200 25102.818 21218.413 28285.580 4.2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44所示。 表44锅炉热平衡及燃料消耗量计算 序号 名称 符号 单位 计算公式及函数来源 数值 Qr kJ/kg 1 燃料带入热量 ?Qar,net 24300 ? 2 排烟温度 tpy 假定 140 kJ/kg 3 排烟焓 hpy 查焓温表 1610.58 ? 4 冷空气温度 tlk 给定 30 kJ/kg 5 理论冷空气焓 hlk 查焓温表 243.24 % 6 机械不完全燃烧热损失 q4 取用 2.5 % 7 化学不完全燃烧热损失 q3 取用 0 % 8 排烟热损失 q2 5.23 - % 9 散热损失 q5 查表 0.45 % 10 灰渣物理热损失 q6 忽略 0 % , 11 保热系数 1-q5/100 0.996 ?q % q+q+q+q+q 12 锅炉总热损失 234568.18 gl % 13 锅炉热效率 100-?q 91.82 kJ/kg 14 过热蒸汽焓 h?gr 查表(p=9.9MPa,t=540?) 3474.1 kJ/kg 15 给水焓 hgs 查表(p=11.3MPa,t=215?) 923.6 kg/h 16 过热蒸汽流量 Dgr 已知 220000 kJ/kg 17 饱和水焓 ,bh 查表(p=10.3MP) 1420.1 kJ/h D(h-h)+D(h-h) 18 锅炉有效利用热 Qyx 5.63E+08 grgrgspwbhgskg/h 19 实际燃料消耗量 B Q/(Q) 25246.5 glglr20 计算燃料消耗量 Bj kg/h Bj=B(1-q4/100) 24615.4 第5章 炉膛设计和热力计算 5.1炉膛结构设计 炉膛结构设计列表51 表51炉膛结构设计 序号 名 称 符号 单位 计算公式或数据来源 数值 (一)炉膛尺寸确定 331 炉膛容积热强度 q W/m 按表111选取 15010 V3y2 炉膛容积 V m BQ/3.6q 1136.1 1dwv263 炉膛截面热强度 q W/m 按表1-12选取 2.510 F2y4 炉膛截面积 A m BQ/3.6q 68.17 ldwF5 炉膛截面宽深比 a/b 按a/b=1?1.2选取 1.1 6 炉膛宽度 a m 选取a值使a/b=11.2 8.66 7 炉膛深度 b m A1/a 7.87 8 冷灰斗倾角 按?50选取 50 9 冷灰斗出口尺寸 m 按0.61.4选取 1.0 310 冷灰斗容积 V m 按结构尺寸计算 109.5 dh11 折烟角长度 l m 按=1/4b选取 1.97 z12 折烟角上倾角 按上=20-45选取 40 13 折烟角下倾角 按下=20-30选取 25 - 14 屏管径及壁厚 d mm 取用 384.5 2s) 15 屏管内工质质量流速 w kg/(m选取 950 2 16 屏管子总流通面积 A m(D-D)/3600w 0.0618 1jw2 2-5 17 屏每根管子面积 Amd/4 70.7101 18 屏总管子数 n 根 A/A88 1 19 屏横向管距 smm 选取 650 1 20 屏片数 z根 选取 12 1 21 屏单片管子数 nmm 选取 12 1 22 屏纵向节距 smm 选取 42 2 23 屏最小弯曲半径 R mm 选取 76 24 屏深度 b mm s(n-1)2+2R 1155.2 qp2125 屏与前墙之间距离 mm 选取 4544.8 26 炉膛出口烟气流速 w m/s 选取 6 y27 炉膛出口烟气温度 C 按表1-20选取 1250 l28 炉膛出口通流面积 A M2 BV/(3600w*(48.6 chjyy+l+273)/273 29 炉膛出口高度 h m A/a 5.64 chch30 屏高度 hm 按h选取 5.4 qp ch31 水平烟道烟气流速 w m/s 选取 10 sy32 水平烟道高度 h m 按BV/3600wa3.4 syjyy+273/273=6.4选取 33 折焰角高度 hzy m 按h-h-l=1.0选取 0.17 qpsyz34 炉顶容积 V m 按图1-5中A和A计算 264 ld31235 炉膛主体高度 h m (V-V-V)/A 11.17 ltlldhdl(二)水冷壁 1 前后墙水冷壁回路个数 z 个 a/2.5(按每个回路加热宽3 1度?2.5选取 2 左右侧墙水冷壁回路个z 个 b/2.5(按每个回路加热宽3 2数 度?2.5 - 3 管径及壁厚 d* mm 按2-13选取 604.5 4 管子节距 S mm 按s/d=1.31.34选取 80 5 前后墙管子根数 n 根 按a/s+1=122.8选取 110 16 左