125MW蒸汽锅炉热力计算及初步设计

1、目录1 绪论11.1课题背景11.2锅炉的发展简况22 基本资料及辅助计算32.1 设计内容（已知条件）32.2燃料特性32.3 辅助计算42.3.1 锅炉的空气量平衡342.3.2燃料燃烧计算172.3.3锅炉热效率及燃料消耗量的估算3153 锅炉设计方案选择与总体布置193.1 锅炉总体布置5193.2 锅炉汽温的调节4223.3 锅炉范围内主要系统12223.3.1 制粉系统223.3.2 汽水系统9223.3.2 风烟系统233.3.3 燃油及点火系统243.3.4 除渣系统243.3.5 除灰系统243.3.6 减温器244 热力计算及校核264.1炉膛热力计算及校核264.1.1炉

2、膛出口烟气温度3264.1.3炉膛选型设计2264.2 屏式受热面的计算（后屏过热器）384.3 烟道对流受热面的计算414.3.1 末级过热器414.3.2蒸汽冷却管、低再垂直段以及转向室424.3.3 省煤器424.3.4 空气预热器435 锅炉的校核计算465.1热力计算数据的修正5465.2 锅炉热平衡计算误差校核465.2.1 热平衡计算误差校核466 总结507 致谢51参考文献521 绪论 锅炉也称蒸汽蒸发器，是利用燃料等能源的热能或工业生产中的余热，将工质加热到一定温度和压力的换热设备。锅炉的一个主要用途是发电，是火电厂三大主机之一。我国的火力发电量约占总发电量的75%，即使到

3、2050年，预计火力发电量仍将占总发电量的60%以上。由此可见锅炉对我国电力工业的重要意义。虽然锅炉工业对于国计民生具有重要作用，但是，至今国内外有关锅炉的手册为数不多。至于全面涉及锅炉设计、制造、运行等方面的锅炉手册更是少见。本文针对125MW燃煤电厂进行了热力计算和初步设计。1.1课题背景 我国是一个能源消费大国，煤炭始终占有我国能源利用的主导地位，尤其随着近几年随着石油资源的紧缺，国际油价的大幅上涨，煤炭的利用又逐渐回到了人们的视线。据2007年统计，我国一次能源消费构成中煤炭占73.5%，从2004年开始， 我国每年的新建机组容量快速增加， 到2007年底， 全国电力装机容量达到7.1

4、8亿千瓦， 发电量32， 644亿千瓦时。从新增装机的电源结构分析， 火电机组发展最快，以致火电装机容量和发电量所占的比例都不断增加， 2007年火电装机容量占77.42%， 火电发电量占83.34% （主体是煤电）。目前中国煤炭消费以动力煤为主，占消费总量约85%，2001年作燃料消耗的煤大约在10亿t，其中发电用煤占煤炭生产量的45%，在未来30-50年,中国国内一次能源的生产和供应不会像目前欧、美一些国家那样以油、气为主，煤炭仍占有主要地位。预计到2020年约占60%以上，煤炭消费的绝对量将呈上升趋势，中国未来一次能源生产、消费仍将呈现以煤为主多元化结构。因此。煤炭在我国经济社会发展中占

5、有极重要的地位。 从全世界范围看，由于核电站、水电站和其他形式电站的发展，今后火力发电的比例将有所下降，但仍可占世界总发电量的50以上。电站锅炉一般容量巨大、蒸汽参数（压力、温度）高，要求性能好，是火力发电站的主要设备之一。我国在电站设计、制造、运行等方面都达到很高的水平。 除电力工业外，化工、纺织等工业规模也比较大，都常有既供电又供热（蒸汽或热水）的自备电厂，也称为电热联产电站。这种自备电站的规模也很大，可以和中型火力电站相比，所用锅炉的容量和参数与电站锅炉相差不大。 本次设计采用了煤粉炉，煤粉炉是大型电站的主要燃烧方式，煤粉炉的特点是：煤预先在磨煤机中磨成煤粉，用热风或乏气送粉；在较高的温

6、度，较大的接触燃烧面积的条件下，燃烧有所改善，燃料适应性广，为无烟煤、烟煤、贫煤等均可稳定及时燃烧，燃烧效率、机械化、自动化程度都较高。1.2锅炉的发展简况 我国的锅炉工业是20世纪50年代初才发展起来的，在第一个五年计划期间，我国建立了上海、哈尔滨等锅炉厂，并开始制造中、高参数锅炉的电站锅炉。此时主要技术来自苏联，基本特征是采用火室燃烧，双锅筒，分散下降管，光管水冷壁，轻型框架式炉墙。到20世纪60年代我们开始设计更大吨位的锅炉，并逐步采用了膜式水冷壁，使炉墙大大简化。到20世纪7080年代，我国的能力达到：再热温度达到750直流锅炉和配60万千瓦机组的亚临界参数锅炉，采用膜式水冷壁，集中下

7、降管，全部顶棚管，包墙管全支撑，全吊挂，回转式空气预热器，从而使锅炉结构紧凑、占地小、安全、经济、可靠、便于自动控制、自动调节，接近世界先进水平。我国的锅炉研究机构在理论分析和大量实验的基础上，参考我国所积累的大量运行经验，制定了我国自己的锅炉热力计算方法、锅炉水动力计算方法、锅炉受压元件的强度计算方法等。电子计算技术已经广泛应用在锅炉的设计、计算和运行中。在燃烧技术方面，也有许多创新，如煤粉炉燃烧的稳燃技术，以及降低SOx、NOx排放量的清洁燃烧技术等。现今电站锅炉都在向脱硫脱氮等方向发展。另外，锅炉控制的自动化，智能化也是一个发展趋势。现在我国普遍使用的燃煤汽轮机组是600MW或1000M

8、W（具有7-8级回热）的再热循环机组。循环硫化床和燃气蒸汽联合循环发电机组由于课减轻公害、提高经济性，也得到了较快的发展。 本章对能源的利用进行了说明，并列出近几十年我国能源的消费，而后又对锅炉的发展进行了简单的介绍，总之，随着国民经济的高度发展，锅炉工业必将在现代化建设中发挥越来越重要的作用。2 基本资料及辅助计算2.1 设计内容（已知条件）（1）额定额定蒸发量D=116.67kg/s； （2）额定蒸汽压力（表压）Pgr=13.8 MPa； （3）额定蒸汽温度tgr=540；给水温度 tgs=240；（4）再热蒸汽出口进口温度tzr1=335；再热蒸汽出口温度tzr2=540；（5）再热蒸汽

9、进口压力Pzr1=2.57Mpa；再热蒸汽出口压力Pzr2=2.37Mpa；（6）再热蒸汽量Dzr=91.6666Kg/s；（7）给水温度tgs=240；给水压力Pgs=17.29Mpa；（8）排烟温度tpy=195；（9）预热空气温度tyk=273；（10）冷空气温度tlk=20；（11）汽包压力=15.34Mpa；（12）排污率Pw=2%。2.2燃料特性 燃料数据应符合锅炉热力计算的规定和要求。对燃煤来说，要求提供以下原始数据：煤的应用基成分；用测热计测娶的煤的应用基低位发热量；煤的干燥无灰基挥发分含量；灰的熔融特性参数值；煤的可磨性系数。根据设计要求所选煤种为烟煤的一种，所选煤种有关数据

10、如下：（1）煤种：淮南烟煤（2）煤质特性表见表2-1 表2-1 煤质特性表3Car %Har%Oar%NarSar%Mar%60.824.017.651.110.676Aar%Vdaf%Qnet，ar%DTSTFT19.7438243001500150015002.3 辅助计算2.3.1 锅炉的空气量平衡3 在负压下工作的锅炉机组，炉外的冷空气不断地漏入炉膛和烟道内，致使炉膛和烟道各处的空气量、烟气量、温度和焓值都相应地发生变化。对于炉膛和烟道各处实际空气量的计算称为锅炉的空气量平衡。在锅炉热力计算中，常用过量空气系数来说明锅炉炉膛和烟道的实际空气量。1) 过量空气系数 燃料燃烧时，供给燃烧的

11、实际空气量Vk总是大于理论空气量V0。把实际空气量与理论空气量的比值定义为过量空气系数 。即有： = Vk/V0 （2-1） 是锅炉燃烧计算中重要的参数之一。在锅炉燃烧计算中，首先确定炉膛出口过量空气系数。它指进入炉膛的总风量与理论空气量的比值。与燃料种类、燃烧方式和燃烧设备有关，其经验值推荐于下表： 表2-2炉膛出口过量空气系数燃料燃烧式及设备无烟煤、贫煤、劣质烟煤烟煤、褐煤油页煤链条炉排炉1.3-1.5往复炉排炉1.3-1.5抛煤机械炉排炉1.3-1.4固态排渣煤粉炉1.2-1.251.15-1.21.2液态排渣煤粉炉1.2-1.251.15-1.22) 漏风系数漏风系数是指锅炉受热面所在

12、烟道漏入烟气的空气量与理论空气量之比，亦即该烟道出、进口处烟气中过量空气系数之差。电厂锅炉运行大部分采用平衡通风方式，炉膛及烟道中烟气压力低于大气压力，在运行过程中，外界空气将会从不严密处漏入炉膛及烟道中。漏入炉膛及烟道中得空气量V与理论空气量V的比值，称漏风系数或漏风率，用符号a表示。即： a=V/V0。 各系统漏风系数详见表2-3 表2-3漏风系数烟道名称漏风系数层燃炉机械化炉0.1流化床炉膛沸腾城/密相区0悬浮层/稀相区0.1对流烟道过热器0.05第一锅炉管束0.05第二锅炉管束0.1省煤器钢铁式0.1铸铁式0.15空气预热器0.1除尘器多管式0.1-0.15锅炉后的烟道钢制烟道0.01

13、砌砖烟道0.05 由上表依次选取各受热面的漏风系数，炉膛0.05，屏式过热器0，过热器及转向室0.02，省煤器0.2，空预器选管式0.03。具体烟道空气系数及受热面漏风系数见表2-3。 根据炉膛出口过量空气系数及各烟道部分的漏风系数可以确定任意烟道部位出口的过量空气系数，即： （2-2）3) 锅炉的空气平衡 锅炉空气预热器的漏风是指空气层向烟气侧漏风，而锅炉其余烟道部位在平衡通风条件下是由大气向烟道漏风。为区别起见，前者的过量空气系数用表示，后者用表示。这样，整个锅炉中空气的平衡关系如下：锅炉排烟处的过量空气系数： （2-3） 式中：从炉膛出口到末级空气预热器出口，各部分的漏风之和，可查表3-

14、2； 炉膛出口过量空气系数，参见表2-2。 （2-4）式中:进炉膛的过量空气系数； 空气预热器空气侧出口的过量空气系数， （2-5）式中：制粉系统的漏风系数； 炉膛的漏风系数； 空气预热器的漏风系数。表2-4制粉系统漏风系数制粉系统型式钢球磨煤机中速磨煤机风扇磨煤机中仓式直吹式正压负压无烟气下降管带烟气下降管0.3-0.40.2500.20.20.3 本次设计为中间储仓式钢球磨煤机，制粉系统的漏风系数选为0.4。锅炉各系统漏风系数列入表2-5中。表2-5烟道空气系数及受热面漏风系数过量空气系数漏风系数表2-5入口出口炉膛 1.15 0.05后屏过热器1.15 1.15 0.00高温过热器1.1

15、5 1.17 0.02高温再热器至转向室1.17 1.19 0.02低温过热器及再热器1.19 1.21 0.02省煤器1.21 1.23 0.02空预器1.23 1.32 0.091.32 制粉系统漏风系数daf 0.04 空气预热器出口过量空气系数betaa-dal-daf1.06 2.3.2燃料燃烧计算1 燃料燃烧计算以单位质量（或体积）的燃量为基础。燃料燃烧计算包括：燃烧计算、烟气特性计算、烟气焓计算。 燃料计算需计算出：理论空气量、理论氮气量、RO2容积、理论干烟气容积、理论水蒸气容积等。烟气特性计算需要计算出：各受热面的烟道平均过量空气系数、干烟气容积、水蒸气容积、烟气总容积、RO

16、2份额、水蒸气容积份额、三原子气体和水蒸气容积总份额、容积飞灰浓度、烟气质量、质量飞灰浓度等。计算中需要注意的是，由于本炉屏和凝渣管的漏风系数为0，故炉膛、屏式过热器、屏式再热器、凝渣管的出口过量空气系数均相同，可直接取炉膛出口过量空气系数；炉膛、屏式过热器、屏式再热器、凝渣管平均过量空气系数也直接取炉膛出口过量空气系数；其他受热面的平均过量空气系数则取该受热面的近、出口过量空气系数的算术平均值。 烟气焓的计算需要分别计算出炉膛、屏式过热器高温过热器、高温再热器、转向室、低温过热器、低温再热器、省煤器、空气预热器等所在烟气区域的烟气在不同温度温度下的焓，并制成表格，作成所谓的焓温表，以备后续计

17、算查用。1) 燃烧所需空气量的计算1Kg煤完全燃烧所需要的干空量称为理论空气量，这是烟气中没有不完全燃烧产物和过氧量存在。理论空气量可以用体积或质量表示，按公式（2-5）、（2-6）计算： （2-6） （2-7）本次设计算出理论空气体积V0=6.237 m3/kg实际空气量和理论空气量之比称为过量空气系数，用符号表示。因此，实际干空气量为： (2-8)如果空气的湿度等于10g/kg，湿空气体积为： (2-9)在=1的条件下，1kg或1燃料燃烧生成的烟气量理论燃烧烟气量 (2-10) 式中：燃烧烟气量； 随理论空气量和燃烧带入的氮气体积； 燃烧烟气中CO2，SO2的体积， (2-11) 烟气中水

18、蒸气的体积。固液体燃料燃烧中，理论燃烧烟气量计算式 =0.79+0.8*Nar/100，m3(标)/kg (2-12) (2-13) (2-14)因此，在=1时，烟气的体积为由上面已查得：Car=60.82、Har=4.01、Oar=7.65、Nar=1.11、Sar=0.67、Mar=6、Aar=19.74，则可知： = =6.237 m3(标)/kg =4.936 m3(标)/kg = =1.140 m3(标)/kg =0.111*4.01+0.012*6+0.016*6.237 =0.620 m3(标)/kg 理论空气与烟气量详细列入表2-6。表2-6理论空气量、烟气理论容积计算序号名

19、称单位计算公式结果1理论空气量VO/kg0.0889*(Car+0.375*Sar)+0.265*Har-0.0333*Oar6.2372理论容积/kg1.866*(Car+0.375*Sar)/1001.1403理论容积/kg0.111*Har+0.0124*Mar+0.0161*VO0.6204理论容积/kg0.79*V0+0.8*Nar/1004.9362) 燃烧产物体积的计算1 实际烟气量 在过量空气系数1的条件下，1kg或1燃料燃烧产生的烟气量实际烟气量 (2-15）式中：表示实际水蒸气体积： (2-16）2 三原子气体的体积份额 二氧化碳和二氧化硫、水蒸气的容积份额 （2-17）

20、（2-18）三原子气体体积份额 （2-19）3 烟气的质量和密度 1kg固体燃料燃烧产生烟气的质量和烟气密度： Gy= 1-Aar/100+1.306aV0 （2-20）式中：燃料收到基灰分，%。 则烟气密度： （2-21）式中：实际烟气量。烟气中的飞灰浓度 =0.9Aar/(100Gy) （2-22）式中：烟气中带走灰飞的份额，即烟气中灰飞中的灰分质量和总灰量的比值。与燃料和炉型有关，如表2-7所示：表2-7 各种炉型下，烟气中带走灰分的份额炉型层燃炉沸腾炉干态除渣煤粉炉液态除渣煤粉炉旋风炉0.1-0.30.25-0.60.9-0.950.6-0.7 通过受热面炉膛、后屏过热器、高温过热器、

21、低温过热器、省煤器、空气预热器平均过量空气系数、实际水蒸气容积、实际烟气量Vg、水蒸气的容积、二氧化塔和二氧化硫、三原子气体体积份额、烟气质量Gy飞灰浓度绘制成表，见表2-8 ： 表2-8各受热面烟道中烟气特性计算计算数值名称公式炉膛后屏高温过热器高温再热器至转向室低温过热器省煤器空预器出口过量系数a1.1501.1701.1901.2101.2301.320平均过量空气系数0.5（a1+a2）1.1501.1601.1801.2001.2201.275过剩空气量（a-1)*V00.9360.9981.1231.2471.3721.715H2O的体积VH2O+0.0161*(a-1)V00.6

22、350.6360.6380.6400.6420.648烟气总体积VH2O+0.0161*(a-1)*V0+VN2+VRO2+(a-1)V07.6467.7097.8337.9588.0838.426RO2体积份额VRO2/Vy0.1490.1480.1450.1430.1410.135H2O体积份额VH2O/Vy0.0810.0800.0790.0780.0770.074三原子气体体积份额rRO2+rH2O0.2300.2280.2250.2210.2180.209烟气质量1-Aar/100+1.306aV010.17010.25210.41510.57710.74011.188烟灰浓度 kg

23、/kg0.9Aar/(100Gy)0.01750.01730.0170.01680.01650.01593) 焓温表 焓温表的计算和编制是锅炉热力计算中很重要的一项预备性计算。空气或烟气的焓都是指在等压条件下，将1燃料所需的空气量或所产生的烟气量从0加热到t(空气)或(烟气)时所需的热量，单位为kJkg。1 空气焓 在标准状态下理论空气量的焓为 ，； （2-23） 实际空气的焓为 ，； （2-24） 式中1湿空气在温度t时的焓2 设计时烟气焓的计算 从热力学定律可知，燃烧产物的焓等于它的各组成成分焓的总和。即实际烟气焓等于理论烟气焓，过量空气焓，和飞灰焓三者之和： =+（）+， （2-25）

24、其中，理论烟气焓（=1）为 （2-26） 其中，和为烟气中各成分在温度时的焓值，由于，且两者比热容接近，故以代替 烟气中飞灰焓为 = （2-27） 式中 1kg灰在时的焓， 1kg燃料中飞灰质量，在烟气中飞灰量达到 （2-28） 时才计算飞灰焓，本次设计这个数值不大于6 故不计算飞灰焓。 在计算焓温表时，各烟气焓所对应的过量空气系数一定要代入所计算受热面出口的过量空气系数，而不可以代受热面的平均的过量空气系数，这是因为烟气焓温计算的目的是要决定各受热面的烟气放热量。焓温计算时飞灰的焓在某些条件下可以忽略不计，但有时要计入。如果是手工进行焓温计算，应先考虑用得到的烟气范围，以减小不必要的计算量。

25、烟气、空气的焓温表列于表2-9中表2-9 空气、烟气的焓温表/VRO2=1.50（m3/kg）VN2=4.936（m3/kg）VH2O=0.620（m3/kg）Aar=19.740 afh=0.9（m3/kg）Iy（KJ/Kg）(c)CO2(c)CO2*VRO2(c)N2(c)N2*VN2(c)H2O(c)H2O*VH2O(c)fh(c)fh*Aar*afh/100(3+5+7)12345678910100169192.59130641.7115193.6098114.39927.91200357406.832601283.4304188.4616930.021878.7300559637.0

26、33921935463287.0326446.902859.1400772879.765272601.4626388.0736063.963869.250099611356643277.7794492.2245981.554904.960012221392.68043968.7967599.4756099.495960.870014611664.99464669.71147711.06663117.797045.780017041941.910935395.31335827.60767136.278164.890019512223.312436135.71524944.77874155.279

27、303.8100022022509.413946881.117251069.4984174.821046011002457280015457626.5192611941096194.7211620120027173096.316958366.921311321.11206214.2612784130029763391.41850913223441453.11360241.6213977140032403692.320099916.925581585.81571279.115195150035043993.121641068127791722.81758312.33163981600376742

28、92.823231146630011860.41830325.1217620170040354598.224821225132272000.52066367.0518850180043034903.726421304134582143.72184388.0120088190045715209.128051384636882286.32385423.7221341200048435519.29641463039262433.82512446.282258321005115582931271543541612579.52640469.0223844220053876138.932901624043

29、992727.12760490.3425106表2-9空气、烟气的焓温表(续表)/V0=6.237（m3/kg）Iy(KJ/Kg)(c)kIk=(c)k*v01.151.151.171.191.211.231.32100132823.301051.41051.41067.91084.31100.81117.31191.42002661659.082127.62127.62160.82193.92227.12260.32409.63004032513.573236.13236.13286.43336.63386.93437.23663.44005423380.534376.34376.30444

30、3.94511.54579.14646.749515006844266.25544.85544.835630.25715.55800.85886.16270.16008305176.836737.26737.296840.86944.47047.97151.47617.47009796106.167961.67961.598083.78205.88327.98450.18999.680011307047.979221.99221.9593639503.99644.89785.81042090012817989.781050210502106621082210981111421186110001

31、4368956.5311803118031198212162123401252013326110015959948.24131121311313312135101370913908148041200175410939.9144251442514644148621508115300162851300191311931.6157661576616005162441648216720177951400207612948.3171371713717396176551791418173193381500223913964.91849218492187721905119331196092086716002

32、40314987.8198681986820168204682076821067224161700256616004.5212512125121571218912221122531239721800272917021.22264222642229822332223663240032553619002897180692405124051244132477425136254972712420003064191102545025450258332621526597269792869921003232201582686726867272712767428077284803029522003399212

33、00282862828628710291342955829982318902.3.3锅炉热效率及燃料消耗量的估算31) 锅炉热效率及燃料消耗量计算步骤锅炉热效率及燃料消耗量可按一下步骤估算：计算锅炉输入热量；依照燃料及燃烧设备估计机械不完全热损失和化学不完全燃烧热损失；假定锅炉排烟温度并计算锅炉排烟热损失；确定锅炉散热损失和灰渣物理热损失；用反平衡法计算锅炉热效率；计算锅炉工质有效利用热量；计算锅炉燃料消耗量。由于计算涉及的排烟温度为假定值，所以计算出的燃料消耗量实为估算值。2) 锅炉输入热量Qr对应于1kg燃料输入锅炉的热量为 Qr=Qar，net+hr+Qwr+Qzq kJ/kg （2-2

34、9）式中Qar，net燃料的收到基低位发热量， kJ/kg； hr燃料物理显热， kJ/kg； Qwr外来热源加热空气时带入的热量， kJ/kg；Qzq雾化燃油所用蒸汽带入的热量， kJ/kg；对于燃煤锅炉，如果燃料和空气都没有利用外界热量进行预热，且燃煤水分MarQar，net/630 %,则输入热量 Qr=Qar，net。这里有 Qr=Qar，net （2-30）3) 热平衡计算3 锅炉热平衡是指在稳定运行状态下，锅炉输入热量与输出热量及各项热损失之间的热量平衡。热平衡是以1kg固体或液体燃料，或0、0.1MPa的1气体燃料为基础进行计算的。通过热平衡可知锅炉的有效利用热量、各项热损失，从

35、而计算锅炉效率和燃料消耗量。 一般的热平衡方程式为=+，kJ/kg （2-31）锅炉的输入热量；锅炉有效利用的热量；排烟热损失；可燃气体不完全燃烧热损失；固体不完全燃烧热损失；锅炉散热损失；其他热损失。将上述方程式用方程右侧各项热量占输入热量的比值百分数来表示，则为 （2-32） 热平衡计算中，对于固态排渣煤粉炉，损失视煤的挥发分和灰分而定，可按“标准”表选取或参考同类型锅炉的数值来选取。本次设计采取参考同类型锅炉的数值来选取，取=0.5%，锅炉正常燃烧时值很小。在进行锅炉设计时，值可按燃料种类和燃烧方式选取： 煤粉炉 =0.5 锅炉的其他热损失主要是灰渣物理显热损失，另外，在大容量锅炉中，由

36、于某些部件(如尾部受热面的支撑梁等)要用水或空气冷却，而水或空气所吸收的热量又不能送回锅炉系统中应用时，就造成冷却热损失，故 ： 十 （2-33）对固态排渣煤粉炉，只有当燃料中灰分满足时才需要计算本次设计煤种不需要计算，故这次设计中=0 散热损失是由于锅炉本体及其范围内各种管道、附件的温度高于环境温度而散失的热量可查下图 1锅炉整体（连同尾部受热面）；2锅炉本体（无尾部受热面）； 3我国电站锅炉性能验收规范中的曲线（连同尾部受热面） 图2-1 锅炉散热损失 或按下式求额定蒸发量时的散热损失。 =5.82 （2-34） 式中 额定蒸发量， 本次设计采取查表法，查表取=0.5 排烟热损失是锅炉排烟

37、物理显热造成的热损失，等于排烟焓与入炉空气焓之差，即 （2-35）式中 排烟焓， 进入锅炉的冷空气焓，按冷空气温度 =20计算， 排烟处的过量空气系数 =+ 。 在设计锅炉时，合理地取用锅炉排烟温度是一个关系到锅炉长期经济可靠的实际问题。排烟温度低，排烟热损失少，锅炉效率高，节约燃料；但会使尾部受热面的传热温差大幅降低，增加受热面积。此外，如排烟温度取得过低，还会引起空气预热器的严重低温腐蚀。低温锈蚀与堵灰都将严重影响到锅炉工作的经济性和可靠性，并且两者相互影响。防止的主要方法是提高受热面壁面温度，使它不低于烟气中硫酸蒸汽和水蒸汽的露点。烟气的酸露点可以用下面的经验公式估算： （2-36）式中

38、tsid烟气的酸露点，单位； tld一烟气的水蒸汽露点，； 一与过量空气系数有关的常数，当ai=1.41.5时，=129；当ai=12时，=121； Sar，zs Aar，zs收到基的折算硫分与折算灰分，；fh飞灰占总灰分的份额。烟气中水蒸汽露点tld与烟气中水蒸汽分压力有关，一般在3565左右。 设计时按选取的排烟温度和查焓温表得到。损失是锅炉热损失中最主要的一项，对大中型锅炉，约为(48)。影响的主要因素为排烟温度和烟气容积。通常升高10一20可使约增加1%。故要经常吹灰和减少漏风。本次设计排烟温度假定为195。 本次设计的计算值依据计算书上计算得 =6.538% 排烟热损失和锅炉计算燃料

39、消耗量必须计算准确，否则会引起大量返工。在计算锅炉的空气总体积、烟气总体积、烟气流速以及对流传热量的各公式中，均使用计算燃料消耗量进行计算，预热器的烟气流速、空气流速wk以及传热量Qdc的计算用的都是计算燃料消耗量。理论空气容积；烟气总容积以及炉膛出口烟气焓都是燃烧每公斤计算燃料相应的数值。 计算书规定冷空气温度为20。汽包炉锅炉当排污率2.0%时，加热排污水所耗费的热量需计入。本次设计锅炉为单汽包炉，排污率为2%，不需要考虑计算中各受热面的介质的进、出口压力是不同的，这些压力除整个锅炉的进口、出口处为已知以外，其余各压力在进行热力计算时均属未知，需要事先假定一套压力数值，待受热面的最终结构设

40、计完成以后，再对事先假定的各介质压力进行校核和调整。如果结果不合适，需要返工重新计算，所以，在假设其值的时候要根据经验或多查资料，尽量选取合适的，以减少计算量制粉系统与燃料供应系统的计算，需按总燃料消耗量B计算，而送风机、引风机的空气量、烟气量需按计算燃料消耗量计算。锅炉热力计算在确定一些主要参数时，如过热器出口气温和锅炉排烟温度等，应保证有足够的准确性。但作为计算基础的某些数值，特别是对流传热系数，在确定时由于有较大的误差，希望用渐次逼近法去达到更高准确度的想法是无意义的，这样做的结果只不过是加大计算量而已。锅炉热力计算允许计算误差见表2-10表2-10热力计算允许误差3 受热面计算项单位允

41、许误差值炉膛出口烟温100后屏对流吸热量%2凝渣管对流吸热量%5过热器对流吸热量%2再热器对流吸热量%2省煤器对流吸热量%2两级间接头水温10空气预热器对流吸热量%2两级间接头风温10排烟温度10排烟温度40附加受热面对流吸热量%10锅炉总换热量%0.5如果计算得到的排烟温度和热空气温度与原来的估计值相差超过上述规定，则应重新假定排烟温度和热空气温度再重做计算。如果由于重新假定排烟温度和热空气温度而引起的燃料消耗量变化的值不超过2%，那末各对流受热面的传热系数可不重算，仅需校正各受热面的进出口温度、温压和传热量。3 锅炉设计方案选择与总体布置 锅炉设计是一种综合性技术。在锅炉设计中，设计人员必

42、须同时考虑燃料特性，燃烧方式，总体布置，汽水回路型式，调节性能，受压部件强度等问题，以决定锅炉设计的方案。3.1 锅炉总体布置5 锅炉为超临界，一次再热，单炉膛、平衡通风，前后墙对冲燃烧方式，自然循环，单锅筒，固态连续排渣，尾部设置分烟道，采用烟气分流档板调节再热汽温。锅炉本体采用半露天布置，全悬吊结构，尾部分烟道倒L型布置，在尾部竖井下设置两台三分仓容克式空气预热器。配6台双进双出磨煤机正压直吹式系统，配备24只HT-NR3型低Nox旋流燃烧器，分前后墙各3层布置，每层4只燃烧器如图3-2所示；在BMCR工况时，5台磨煤机运行，一台备用。 本次设计的锅炉是“”型布置。各种型式的布置主要区别在

43、于炉膛与对流烟道的相对位置不同，对流烟道的数量不等，归纳起来大致可分为以下几种，如图3-1。其中形和塔形布置在世界各国采用最多，这里就简单介绍这两种布置型式。（a）型; （b）T型; （c）U型; （d）塔型; （e）型;（f）N型; （g）L型; （h）半塔型; （i）箱型;图3-1 锅炉整体外型布置1) 形布置 这是所有直流锅炉与煤粉汽包锅炉的典型炉型，它是国内外大中容量锅炉用的最广泛的一种布置型式。这种型式的锅炉整体有垂直的柱体炉膛、转向室及下行对流烟道三部分组成。它有以下的优缺点： 优点 ：布置受热面方便，工质适应向上流动，受热面易于布置成逆流形式，加强对流传热；检修尾部受热面方便；排

44、烟口在下部，送引风机、除尘器等辅机可安装在地面上；锅炉构架和厂房较低；尾部对流烟道烟气流向下，易于吹灰，并有自吹灰作用；锅炉本身以及机炉之间连接管道不太长。 缺点：占地面积大；有水平烟道时锅炉构架复杂，也不能充分利用空间来布置受热面，在炉膛和对流烟道的上方由于烟气转弯而形成转向室，转向室内的烟气的流速场和温度场分布不均匀，换热效能很低；由于这种布置烟道高度较低，又要求炉膛高度与对流竖井的高度近似相等，因此尾部受热面布置较苦难；尾部烟道飞灰不均匀，容易引起受热面的局部摩擦。为了减小形锅炉在深度方面的占地尺寸，取消中间水平过渡烟气部分，成了无中间走廊的形布置，如SG-400/140型锅炉，不仅缩小了锅炉占地面积，而且还有利于减少漏风，使过热器和再热器尽量靠近高烟温区。这种炉型在我国采用较多，在国外多利用大型燃油或燃气锅炉。2) 塔形布置 这是一种单烟道或单流程布置的锅炉，采用的国家也越来越多，适用于燃烧油、气或低灰分固体燃料。它的烟道径直向上发展，对流受热面全部布置在炉膛上方的烟道里。 这种布置的优点是：取消了不易布置受热面的转弯烟室，锅炉的表面积较小；对流受热面的冲刷均匀，金属的护墙的消耗量减少；占地面积较小；炉体有自生通风作用，烟气阻力减少；烟气煤粉管道布置紧凑；受热面全部水平布置，易于疏水。其主要缺点是：过热器、再热器布置得很高，蒸汽管道较长；