毕业设计--某电厂660MW机组的初步设计.doc

毕业设计说明书(论文) 系 部： 能源与动力工程学院 专 业： 热能与动力工程 题 目： 芜湖某电厂660MW机组的初步设计 （神华烟煤） 2011年05月 南 京毕业设计说明书（论文）中文摘要 本次毕业设计主要从三个方面对芜湖某电厂660MW火电发电机组进行的设计。第一，通过对汽轮机的原则性热系统进行拟定和计算，确定机组在VWO工况下的各部分汽水流量，并计算机组的热经济性指标。根据相关资料，确定主要受热面布置及管径管材。第二，根据煤种及燃料量计算得到的数据选择与之相应的制粉系统及其辅助设备。为了保证系统安全经济运行，还对制粉系统的热平衡进行了计算。第三，根据对已投运的超临界机组的分析，设计汽轮机热力系统，主要包括主再热蒸汽系统、给水系统、凝结水系统和抽汽系统，并对系统中的给水泵、凝结水泵进行相关的计算与选型。关键词 660MW 原则性热力系统计算 制粉系统 热力系统毕业设计说明书（论文）外文摘要Title Preliminary design of 660MW thermal power of Wuhu (bituminous coal of Shenhua) AbstractThis article was mainly presented three aspects of the design about 660 MW thermal power of Wuhu.The first,it presents the studying out and calculation of principle of turbine thermal system.And with the known conditions it evaluates thermal economic indicators and water flow of each part on the situation of TRL and VWO.Meanwhile it introduces the choosing material of tubing and primary system heat exchangers arrangement. The second,according to the kind of coal chooses the coal pulverized system and equipment which relating to the system.In order to ensure the systems safety and economical operation,it calculates the heat balance ofpulverizing system.The third,according to the analysis of working unit of thermal power,design the turbine thermalsystem.They comprise feed-water system,condensate system,extraction steam system,main steam system and steam reheating system.In these systems,there are some equipments which are needed to be related.It explain the progress of calulating and seleting in detail.Keywords 660MW consideration of thermal system coal pulverized system thermal power system目 录前 言1第一章 绪 论21.1中国电力工业的背景21.2中国电力行业的现状21.3中国电力行业的发展趋势21.4研究内容3第二章 汽轮机原则性热力系统计算42.1汽轮机类型和参数42.2原则性热力系统计算62.2.1全厂物质平衡62.3计算汽轮机各段抽汽量DJ和凝汽流量DC62.3.1由高压加热器H1热平衡计算D162.3.2由高压加热器H2热平衡计算D272.3.3由高压加热器H3热平衡计算D372.3.4由除氧器H4热平衡计算D482.3.由低压加热器H5热平衡计算D582.3.6由低压加热器H6热平衡计算D692.3.7由低压加热器H7热平衡计算D792.3.8由低压加热器H8热平衡计算D8等102.3.9凝汽器热井102.4汽轮机汽耗及功率计算112.4.1计算汽轮机内功率112.4.2由功率方程式求112.4.3各级抽汽量及功率校核112.5热经济指标计算132.5.1机组热耗、热耗率、绝对电效率13第三 章锅炉初步设计143.1锅炉介绍143.1.1锅炉主要设计参数143.1.2设计煤种143.2锅炉整体介绍153.3锅炉制粉系统设计及相关计算163.3.1燃烧计算表、过量空气系数等汇总163.3.2锅炉灰分平衡的推荐值173.4磨煤机选型及制粉系统参数计算193.4.1磨煤机选型193.4.2锅炉制粉系统253.4.3 制粉系统热平衡计算253.4.4干燥剂组成353.4.5含湿量(绝对湿度)的计算373.4.6制粉系统干燥出力核算383.5制粉系统的空气动力计算383.5.1通风机的选型383.5.2各风机风量计算433.6制粉系统附属部件和设备的选择463.6.1原煤仓463.6.2给煤机473.6.3燃烧器47第四章 机组启动方式设计494.1机组启动方式的选择494.1.1机组启动方式介绍494.1.2各种启动方式的特点494.2机组运行方式504.2.1启动过程504.2.2机组调节方式51第五章 主、再热蒸汽及旁路系统设计525.1旁路系统选型525.2旁路系统的作用525.3旁路容量的选择535.4中压缸启动方式下旁路系统的选择535.4.1机组旁路系统型式535.4.2机组旁路系统容量535.4.3机组旁路数量535.5主蒸汽系统535.5.1蒸汽系统介绍535.5.2主蒸汽管道设计545.6再热蒸汽系统545.6.1再热蒸汽管道设计55第六章 给水系统设计566.1给水泵的选择566.1.1给水泵配置566.1.2给水泵布置566.1.3汽动给水前置泵566.1.4给水泵的设计计算566.1.5给水泵选型576.2给水系统概述57第七章 凝结水系统设计597.1凝结水系统概述597.2凝汽器的选型597.2.1凝汽器型号597.2.2凝汽器材质597.3凝结水泵设计607.3.1凝结水泵计算607.3.2凝结水泵概述60第八章 抽汽系统设计628.1系统概述628.2回热抽汽热经济性分析62第九章 结论63致 谢64参考文献65第67页前 言超临界火力发电技术经过几十年的发展，已经成为世界上先进、成熟和达到商业化规模应用的洁净发电技术，在不少国家推广应用，并取得了显著的节能和改善环境的效果。与同容量的亚临界火力发电机组的热效率比较，在理论上采用超临界参数可提高效率2%2.5%。同时，先进的大容量超临界机组具有良好的运行灵活性和负荷适应性；超临界机组大大降低了CO2、粉尘和有害气体等污染物排放，具有环保、洁净的特点。超临界化可以说是火电发展的一种模式，一条道路，是被多国实践证明的成功模式。在全国大力发展大容量机组的趋势下，本次毕业论文是以芜湖某电厂为背景进行的机组扩建工程，主要涉及到了汽轮机原则性热力系统计算、汽水系统、燃烧系统、汽机热力系统以及辅助系统的设计。第二章为原则性热力系统计算，第三章为锅炉整体设计，第四到八章为汽机辅助系统的计算。本次毕业设计让我对火电厂整体有了更深刻的了解，对所学的知识也有了新理解，巩固了专业知识。在设计过程中虽然遇到了不少棘手问题，但在老师的指点下都得到了一一化解。由于本人水平有限，论文中不妥之处，恳请老师批评指正。第一章 绪 论1.1中国电力工业的背景 改革开放30年来，作为国民经济重要的基础产业，电力工业走过了一条辉煌的改革发展之路，实现了历史性的大跨越。30年来中国电力工业发展之快，创造了世界电力发展史上的奇迹，自2004年突破4亿千瓦以来，我国发电装机容量连续保持每年新增1亿千瓦的迅猛势头，2008年底已达到7.9253亿千瓦。2007年底，我国发电装机容量已大致相当于世界前10位电力大国中日本、德国、加拿大、法国、和英国5个国家发电装机容量的总和。在电力总量快速增长的同时，电能质量也明显提高。一方面是电力结构不断优化，电力工业装备和技术水平已跻身世界大国行列。另一方面是电力在节能环保方面取得的进展。1.2中国电力行业的现状30年的改革开放使中国电力工业在规模上、技术上均跨入世界电力的先进行列，但中国电力工业的发展同样面临资源和环境两个瓶颈。目前，中国人均装机仅0.54KW，与工业化国家相比还存在较大的差距。随着经济发展和社会进步，中国的电力需求还将进一步增加。中国电力工业可持续发展，仍需克服很多困难，解决很多问题，比如能源消费过度依赖煤炭，电源结构不尽合理，中国发电量的80%以上来自煤电，大量消耗煤炭造成较大的环境和运输压力；电网建设相对滞后，电网与电源的结构性矛盾在一定范围内仍然存在。电力市场化改革任务还未完成，电价机制需要进一步理顺，电网调度监管体系尚不健全。1.3中国电力行业的发展趋势我国电力行业将继续实行大电站、大机组、高参数、环保节水的技术路线，采用超临界、超超临界压力机组及循环流化床技术，整体煤气化发电技术，增大热电联产、燃气-蒸汽联合循环及分布式能源系统在电源中的比例等，以提高火力发电厂效率、降低发电成本、减少环境污染为目标。火电机组的建设主要以600、1000MW超临界和超超临界压力机组为主，它们具有效率高、煤耗低、自动化程度高哦、运行人员少的特点，而且还有建设周期短、单位容量占地面积小等适合我国国情的优势。1.4研究内容本文讲述了芜湖某电厂超临界660MW燃煤电厂的初步设计，设计内容如下：1、熟悉锅炉设计的整个过程及设计方法后，拟定该机组的原则性热力系统，进行相关计算并确定VWO工况下各部分汽水流量；2、熟悉锅炉各个系统的主要设备（制粉、燃烧、风机等）及辅助设备（除氧水箱、给水泵、凝结水泵、凝结水储水箱等），选择合适的型号，完成相关计算；3、掌握锅炉汽水流程，完成汽水系统设计及说明；4、设计汽轮机热力系统，包括主、再热蒸汽、旁路、凝结水、给水、抽汽、全厂疏放水。第二章 汽轮机原则性热力系统计算2.1汽轮机类型和参数汽轮机为东方汽轮机厂生产的660MW超临界压力、一次中间再热、四缸四排汽凝汽式汽轮机N660-25/600/600。蒸汽初参数 再热蒸汽参数 高压缸排汽 中压缸进汽 给水温度 13号高压加热器及5号低压加热器均设有蒸汽冷却段和疏水冷却段，6号低压加热器带疏水泵，7、8号低压加热器没有疏水冷却段，但疏水进入一个疏水加热器DC。各加热器的端差见表2-1。表2-1 加热器端差加热器端差1号高压加热器2号高压加热器3号高压加热器5号低压加热器6号低压加热器7号低压加热器8号低压加热器上端差（）-1.7002.82.82.82.8下端差（）5.65.65.65.6在TRL工况下各回热抽汽的压力和温度、加热器压力和疏水冷却器出口水焓、加热器出口水焓等见表2-2表2-2 东汽-西门子型660MW超临界机组TRL工况回热系统参数项目单位GJ3GJ2GJ1CYDJ4混合点DJ3DJ2DJ1DCSG凝汽器抽汽压力MPa8.07106.08802.79101.27100.58600.21100.04430.02210.0118抽汽焓kJ/kg3183.93114.73432.33202.430072807.825682463.72402.2抽汽温度415.91375.62488.21372.96273.31169.4878.3662.2649.11抽汽压损%33355555加热器饱和压力MPa7.82895.90542.70731.20750.55670.20050.04210.02100.0118加热器饱和温度293.46274.51228.22188.24155.93120.3077.1161.1449.11加热器饱和水焓kJ/kg1308.81208.4981.9799.7657.8505.0322.8255.9205.5加热器上端差-1.7002.82.82.82.8加热器出口水温295.16274.51228.22188.24153.13117.81117.5074.3158.3449.849.3加热器下端差5.65.65.65.6005.65.6加热器疏水温度280.11233.82193.84153.13123.41120.3077.1155.3855.38加热器出口水压MPa31.631.631.61.4672.52.52.52.52.52.52.5加热器出口水焓kJ/kg1303.81203.2990.3799.8646.9496.1494.8313.0246.2210.5208.5加热器进口水焓kJ/kg1203.2990.3842.0646.9496.1313.0246.2208.5208.5加热器疏水压力MPa7.8295.9052.7071.2070.5570.20050.04210.0210加热器疏水焓kJ/kg1236.71008.7825.3518.5505.0322.8231.8417.8计算中采用的其他数据（1）小汽水流量表2-3 轴封汽量及其参数序号12345份额f3.25E-041.18E-035.55E-031.44E-045.24E-04焓值hf（kJ/kg）3273.53204.83283.13007.03007.0漏出位置再热前再热前再热前再热后再热后（2）其他有关数据小机用汽份额；小机排汽焓；给水泵中给水焓升；给水水侧压力31.6MPa ；凝水压力2.5MPa；凝结水泵焓升；轴加疏水焓417.8 kJ/kg。系统工质泄漏份额，假定其从省煤器前管路漏出，化补水由凝汽器补入。机械和发电机效率。2.2原则性热力系统计算2.2.1全厂物质平衡汽轮机总耗汽量 锅炉蒸发量 锅炉给水量 补充水量 2.3计算汽轮机各段抽汽量DJ和凝汽流量DC2.3.1由高压加热器H1热平衡计算D1 （2-1）代入已知量简化后为即H1抽汽量2.3.2由高压加热器H2热平衡计算D2 （2-2）代入已知量简化后为即H2抽汽量又根据质量平衡可得， （2-3）即H2疏水量计算再热蒸汽量：由于高压缸轴封漏出蒸汽，故从高压缸物质平衡可得，即2.3.3由高压加热器H3热平衡计算D3 根据热量平衡可得， （2-4）代入已知量简化后为即H3抽汽量又根据质量平衡可得， （2-5）即H3疏水量2.3.4由除氧器H4热平衡计算D4由于计算工况再热减温水量为0，因此除氧器出口水量第四段抽汽包括除氧器加热器用汽和小汽机用汽量两部分，其中，小汽机用汽量已知： （2-6） （2-7）所以， （2-8）即除氧器抽汽量除氧器疏水量2.3.由低压加热器H5热平衡计算D5由于低压加热器H5进口水焓未知，将疏水泵混合点包括在H5的热平衡范围内，分别列出H5和H6两个热平衡式，然后联立求解得和第五段抽汽包括5号低加用汽和对外供热两部分，其中。如右图所示，由低压加热器H5热量平衡可得， （2-9）简化后为 (2-10)2.3.6由低压加热器H6热平衡计算D6由低压加热器H6热平衡计算 （2-11）整理后得 联立式（2-10）、（2-11）解得 已知对外供热，则 （2-12）低压加热器H6进水量 2.3.7由低压加热器H7热平衡计算D7 如右图所示，根据热量平衡可得， （2-13）代入已知量简化后为又根据质量平衡可得，2.3.8由低压加热器H8热平衡计算D8等如右图所示，由低压加热器H8、疏水冷却器DC、轴封冷却器SG和凝汽器热井构成一整体的热平衡计算，根据热量平衡可得， （2-14）代入已知量得简化后为疏水冷却器DC的疏水量 （2-15）2.3.9凝汽器热井由凝汽器热井物质平衡可得 （2-16）代入得由汽轮机物质平衡校核 （2-17）其中，代入得与误差很小，符合工程要求。2.4汽轮机汽耗及功率计算2.4.1计算汽轮机内功率 （2-18）其中，代入可得2.4.2由功率方程式求 （2-19）2.4.3各级抽汽量及功率校核将数据代入各处汽水相对值和各抽汽及排汽内功率，列入下表中功率校核 （2-20） （2-21）经校核，最后确定表2-4 各段抽汽量和焓值表2-5 各项汽水流量、抽汽及排汽内功率项目数量(t/h)项目数量(t/h)汽轮机汽耗锅炉蒸发量给水量全厂汽水损失1958.15752016.90222016.902258.7447化学补充水量再热蒸汽量58.74471650.3254项目抽气量(t/h)内功率(kJ/h)第一级抽汽103.220356331583.36462103第二级抽汽190.798950571583.95024103第三级抽汽92.9654854756006.87079103第四级抽汽214.6414762178656.4034103第五级抽汽171.8023399176569.5112103第六级抽汽103.5532431127054.4445103第七级抽汽39.2101457857511.4029103第八级抽汽18.7885212129517.66867103汽轮机排汽1098.9199471794039.5621032.5热经济指标计算2.5.1机组热耗、热耗率、绝对电效率 （2-22） （2-23） （2-24） 第三 章锅炉初步设计3.1锅炉介绍本工程锅炉采用上海锅炉厂生产的2X660MW平衡通风、超临界参数、一次再热、采用型布置、单炉膛、改进型低NOx PM（Pollution Minimum）主燃烧器和MACT（Mitsuibishi Advanced Combustion Technology）型低NOx 分级送风燃烧系统、四角切圆燃烧方式、炉膛由膜式水冷壁构成、循环泵启动系统、调温方式除煤/水比外，还采用烟气分配挡板、燃烧器摆动、喷水等方式。设计煤种为神华烟煤。锅炉型号：SG-2017/25-YM型。3.1.1锅炉主要设计参数表3-1 主要参数整理编号项 目单 位设计煤种1过热蒸汽流量t/h20172过热蒸汽压力MPa(a)253过热蒸汽温度6054再热蒸汽流量t/h1650.32545再热器进口压力MPa(a)6.0886再热器出口压力MPa(a)5.5957再热器进口温度375.628再热器出口温度6039省煤器入口温度295.163.1.2设计煤种表3-2 煤种参数名 称 及 符 号单位设计煤种（神华烟煤）元素分析收到基碳Car%64.33收到基Har%3.65收到基氧Oar%9.76收到基氮Nar%0.64收到基全硫Sar%0.3收到基灰分Aar%7.39收到基全水分Mar%13.93空气干燥剂水分Mad%2.3干燥无灰基挥发分Vdaf%35.78收到基低位发热量Qnet,arkJ/kg24450可磨系数KKM1.5灰熔融性变形温度DT1170软化温度ST1260流动温度FT12903.2锅炉整体介绍炉膛由膜式水冷壁构成，上部炉膛为垂直管圈，下部炉膛为螺旋管圈。炉膛上部布置屏式过热器，炉膛折焰角上方有后屏过热器和末级过热器。在水平烟道处布置了高温再热器。尾部竖井分隔成前后两个烟道，前烟道布置低温再热器，后烟道布置低温过热器和省煤器。在分烟道底部设置了烟气调节挡板装置，用来分配烟气量，以保持控制负荷范围内的再热蒸汽出口温度。烟气通过调节挡板后又汇集在一起经两个尾部烟道引入左右各一的回转式空气预热器。锅炉汽水流程一次汽水流程为：给水省煤器炉膛水冷壁内置汽水分离器顶棚过热器包墙过热器低温过热器一级减温器屏式过热器二级减温器高温过热器汽机高压缸二次汽水流程：汽机高压缸排汽低温再热器事故减温水末级再热器汽机中压缸过热器采用四级布置，即低温过热器（一级）分隔屏过热器（二级）屏式过热器（三级）末级过热器（四级）；再热器为二级，即低温再热器（一级）末级再热器（二级）。其中低温再热器和低温过热器分别布置于尾部烟道的前、后竖井中，均为逆流布置。在上炉膛、折焰角和水平烟道内分别布置了分隔屏过热器、屏式过热器、末级过热器和末级再热器，由于烟温较高均采用顺流布置，所有过热器、再热器和省煤器部件均采用顺列布置，以便于检修和密封，防止结渣和积灰。3.3锅炉制粉系统设计及相关计算3.3.1燃烧计算表、过量空气系数等汇总表3-3 燃烧计算表项目符号单位(标况下)计算公式及数据结果理论空气量7.36理论氮容积5.82容积1.202理论干烟气容积7.022理论水蒸气容积0.696飞灰份额查下表0.933.3.2锅炉灰分平衡的推荐值表3-4 灰分平衡的推荐值锅炉炉型固态排渣煤粉炉表3-5 各处过量空气系数名称漏风系数出口过量系数炉膛0.051.20屏、凝渣管01.20高温过热器0.031.23高温再热器0.031.26低温再热器0.031.29低温过热器0.031.32省煤器10.021.34省煤器20.021.36回转式空预器0.21.56由此，排烟处过量空气系数，。整理数据后得表3-6表3-6 锅炉热平衡及燃料消耗量计算序号名称符号单位结果1锅炉输入热量244502排烟温度150查表2-73排烟焓1608.84冷空气温度20取用5理论空气焓157.7126化学不完全燃烧损失0.57机械不完全燃烧损失1.58排烟处过量空气系数1.38549排烟损失5.5410散热损失0.511灰渣损失012锅炉总损失%8.0413锅炉热效率%91.9614保热系数0.99515过热蒸汽焓3489.88p=25MPa，t=60016给水温度280.1117给水焓1303.818锅炉实际负荷201690219锅炉有效利用热5.1810920实际燃料消耗量2.30410521计算燃料消耗量2.271053.4磨煤机选型及制粉系统参数计算3.4.1磨煤机选型3.4.1.1参数整理神华烟煤的煤质特性如下：Mar=13.93,Aar=7.39, 对于干态排渣煤粉炉燃用无烟煤、贫煤和烟煤时，煤粉细度按下式选取： （3-1）一般情况下，配离心式分离器的制粉设备，。则 （3-2）由公式，可求得根据表3-7 表3-7 磨煤机及制粉系统的选择最终选取中速磨直吹式正压制粉系统，并选取MPS磨煤机。正压直吹式制粉系统中，通过排粉风机的是空气，不存在风机的磨损问题，冷空气也不会漏人系统，因此运行的可靠性和经济性都比负压系统要高。但这种系统的磨煤机中需采取适当的密封措施，否则向外冒粉既污染环境又有引起自燃爆炸的危险，所以该系统多了密封装置，如密封风机。等若采用热一次风系统，其排粉风机又称一次风机，它所输送的介质是高温空气。热一次风机对其结构有特殊的要求，且运行可靠性差，效率也较低；采用冷一次风机系统，即将一次风机移置到空预器之前，通过风机的介质为冷空气，其工作条件大为改善，且因冷空气比体积小，通风电耗也明显降低。与此相适应，需采用三分仓回转式空气预热器，以分别较热工作压力不同的一次风和二次风。所以，该机组采用中速磨煤机正压直吹式冷一次风机系统，图2-4-1。图2-4-1 正压直吹式冷一次风机系统3.4.1.2轮式(MPS型)磨煤机性能参数的计算3.4.1.2.1计算磨煤机出力：对于中速磨煤机直吹式系统，每台出力 （3-3）已知该系统配有6台磨煤机，其中5台磨煤机运行和1台备用，即，且，代入可得 （3-4）又MPS型中速磨煤机碾磨出力按下式公式计算： （3-5）式中，磨煤机基本出力，查表 ；84好吧 原煤粒度对出力的修正系数，； 可磨性指数、煤粉细度、原煤水分和原煤灰分对出力的修正系数，查表表3-8 轮式磨煤机出力修正系数，查表可得。 表3-9 轮式磨煤机出力修正系数，查表可得。 表3-10轮式磨煤机出力修正系数已知，查表可得。表3-11轮式磨煤机出力修正系数已知，查表可得。将以上数据代入，得 （3-6）查取电力工程师手册，可知MPS型中速磨煤机系列参数，如表2-4-6：表3-12 轮式磨煤机系列参数由表 可查得该磨煤机系列参数：基本出力：56.8.0 t/h磨盘直径：2250 mm磨盘转速：24.1r/min电动机功率：650 kW入磨最大通风量：24.8 kg/s阻力(含分离器)：6.97 kPa密封风总量/通过磨内风量：1.54/1.02 kg/s外形尺寸(长/宽/高)：10500/6500/9500 mm3.4.1.2.2通风量及风环风速1、通风量轮式磨煤机的通风量按图2-4-2 确定。图2-4-2 轮式磨煤机的通风量和阻力随磨煤机出力的变化已知， （3-7）已求得，由此已知密封风通过磨内风量为1.02kg/s，入磨最大通风量为24.8kg/s，修正通风量后得， （3-8）2、风环风速轮式磨煤机的风环风速在100%通风量下设计为7578m/s，当风煤比较大时，风环风速取下限，否则取上限。因风煤比，较小，所以取风环风速为78m/s。3.4.1.2.3磨煤机阻力轮式磨煤机在100%负荷下的阻力值查表2-4-6，为6.97kPa。该阻力值是在分离器挡板开度为30%下的数值，其他开度下的阻力值及其随出力的变化见图2.4.2。2.4.1.2.4磨煤机功率MPS磨煤机功率计算公式如下： （3-9）式中，磨煤单位能耗，一般取 磨煤机空载功率，对MPS-190、MPS-225、MPS-255型磨煤机分别为77、117、168kW，即。则 3.4.2锅炉制粉系统3.4.2.1选择原则直吹式制粉系统特点：供粉差，但系统简单，经济性高；对于600MW及以上机组，多采用直吹式制粉系统。制粉系统采用中速磨正压直吹式系统，每炉配6台型号为MPS225的辊一环式中速磨煤机和六台电子称重式给煤机，给煤机的转速控制采用变频器控制。每台磨供一层共24=8只燃烧器，燃烧器为低NOX的PM型并配有MACT型分级送风系统，以进一步降低NOX生成量。燃烧设计煤种时，在BMCR工况下，5台磨煤机运行，1台备用。每台锅炉配置了两台密封风机，密封风机将一次风机出口的冷一次风增压后，作为磨煤机的密封风，用来密封磨煤机和磨煤机的出口快关门。3.4.3 制粉系统热平衡计算3.4.3.1制粉系统热平衡计算目的： 确定磨煤机所需的干燥剂量、干燥剂初温和组成；通过系统进出口热量平衡方程解出干燥剂初温及其各种气体份额。3.4.3.2热平衡计算 制粉系统热平衡就是指输入制粉系统的热量应等于输出系统的热量，即。热平衡计算中涉及干燥剂初温、终温、干燥剂及燃料比热容、干燥剂的组成、磨煤机工作时产生的热量及散热损失、系统的漏风率等的确定。该机组采用中速磨煤机直吹式制粉系统，这种系统一般采用热风作干燥剂。3.4.3.2.1热平衡的项目分述如下：按照输入热量与输出热量和消耗热量相等的原则，列出热平衡方程： （3-10）制粉系统干燥磨制1KG煤输入的总热量qin按下式计算： （3-11）式中 qag1干燥剂的物理热； qs密封(轴封)风的物理热； qmac磨煤机工作时碾磨机械所产生的热量。3.4.3.2.2干燥剂的物理热qag1因为中速磨正压直吹式系统一般采用热风作干燥剂，即干燥剂仅为空气，则 （3-12）式中，干燥剂的初温度，取空预器出口温度，为； 在温度下干燥剂的质量比热容，查下表； 干燥每千克原煤所需的干燥剂量，若以空气作为干燥剂且时，所取的热风温度应比空预器出口处低，大容量机组取下限。故先估取干燥剂初温度，可查表2-4-7 得表3-13 空气的比热容(含湿量)干空气空气温度比热容而后计算初始干燥剂量g1：因该机组采用中速磨煤机正压直吹式制粉系统，般采用热风作干燥剂，所以其干燥剂为纯空气干燥剂。该系统干燥剂量g1计算公式如下：对于碗式和轮式磨煤机， （3-13）式中磨煤机通风量，;进入磨煤机的密封风量，,;磨煤机出力，对于轮式磨煤机为设计最大出力；相当于下的负荷率，；相当于下的通风率，由表2-4-8确定。表3-14对于轮式磨煤机(MPS)，查表3-14可得，代入已知数据可得， （3-14）由此， （3-15）代入已求得数据，即 （3-16） 3.4.3.2.3密封(轴封)风的物理热密封(轴封)风的物理热按下式确定： （3-17）式中，密封风风量，； 密封风温度，取； 在下湿空气比热容，按图 2-4-3 确定，经查得。由此， （3-18）图2-4-3 气体平均质量比热容3.4.3.2.3磨煤机工作时产生的热量磨煤机工作时研磨机件所产生的机械热按下式计算： (3-19) (3-20)式中，机械热转化系数，按表2-4-9 查取，经查得；磨煤的单位电耗，；磨煤机功率，。表3-15 磨煤机机械热转化系数由此，3.4.3.2.4蒸发原煤水分消耗的热量原煤水分在磨制过程中蒸发所消耗的热量按下式计算 （3-21）式中，制粉系统终端温度，； 原煤温度，如无预干燥，一般取； 多干燥的水分，。为确定干燥剂终温，首先要确定磨煤机出口温度，磨煤机出口最高允许温度可查表3-16确定。表3-16 磨煤机最高出口允许温度对于中速磨直吹式制粉系统，且，磨煤机出口最高允许温度按下式计算： （3-22）取。磨煤机出口温度确定后，干燥剂终温可按下列原则确定：储仓式负压系统 ，；直吹式负压系统 ，；直吹式正压系统 ，。另外，为了煤粉的正常输送，应高于露点温度，且不能低于。一般情况下，对储仓式系统，；对直吹式系统，。(露点温度见表 )具体计算见干燥剂部分。最终，取。按下式计算：， （3-23）式中，煤粉水分，即，查表3-17确定。表3-17 煤粉水分Mpc对于烟煤，已知，则有选取，则 将，代入，可得 （3-24）3.4.3.2.5乏气干燥剂带出的热量干燥剂、密封风，在磨煤机内工作完后统称为乏气，它们携带一部分热量离开磨煤机。当干燥剂仅为热风时，该热量按下列公式进行计算： （3-25）式中，制粉系统漏风系数，查表3-18确定；制粉系统终端温度，；为下湿空气的比热容，按图2-4-3气体平均质量比热容查取，。表3-18 制粉系统漏风系数对于中速磨正压直吹式制粉系统，取。代入上述数据，可得 （3-26）3.4.3.2.6加热燃料消耗的热量加热燃料消耗的热量按下式计算： （3-27） （3-28） （3-29）式中， 进出口平均温度，；灰的比热容，按下列公式计算，。灰的比热容计算公式如下： （3-30）纯煤的比热容 灰分不同基准之间的换算公式如下： （3-31）由此，在日平均温度为以下又无解冻库的情况下： （3-32）式中，最低日平均温度，取。则设计过程中采用解冻库，所以将，代入的计算公式，如下3.4.3.2.7设备散热损失设备散热损失按下式计算： （3-33）式中，设备散热损失系数，储仓式系统，直吹式系统。则3.4.3.2.8制粉系统热平衡制粉系统热平衡就是指输入制粉系统的热量应等于输出系统的热量，即。则有 ， （3-34） 而 ，所以，修正后，3.4.4干燥剂组成对于正压直吹式系统磨煤机有密封风时，且采用冷风作密封，尚考虑密封风量，按下列公式计算：1、 质量 （3-35）式中，、分别为干燥剂中热风和冷风的份额(按质量)，按平衡方程求得； 密封风质量流量，。如下列出其平衡方程：