循环流化床锅炉掺烧褐煤对锅炉性能影响分析

中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）PAGE摘要油泥砂是油田生产中产生的一种半液态，半固态废弃物，对环境有害。循环流化床锅炉以其环保，高效，燃料适应性得到广泛应用。油泥砂经过固化处理后，可以在循环流化床锅炉内燃烧。本课题拟通过采用在燃煤流化床锅炉中掺烧油泥砂的方法，来对其进行无害化和资源化处理。但油泥砂的燃料特性与煤相比有较大的差别，因此对锅炉掺烧15%的油泥砂后，重新进行了热力计算以确定掺烧油泥砂对锅炉性能的影响。计算结果表明，掺烧后混合燃料的热值比原燃料的热值低，从而引起燃料消耗量增加，各烟道传热量降低，烟气温度降低，传热温差减少。由于传热量的减少，蒸汽出口温度有稍微地降低。虽然各主要项参数都降低了，但不影响锅炉的正常运行。关键词：循环流化床锅炉；油泥砂；热力计算中国石油大学(华东)本科毕业设计（论文）PAGEAbstractOil-sandisonekindofsemiliquidstateandsoliditydiscardedobjectthatcomeintobeinginthemanufactureintheoilfield.Itispernicioustotheenvironment.Circulating-fluidized-bedboilerwithsuchenvironmentalprotection,highefficiencyandfueladaptivenessobtainstheextensiveuse.Thistopicadoptedthemethodofusingthemixtureofoil-sandandcoalasfuelinthecirculating-fluidized-bedboilburning,thepurposeofwhichistodisposeoftherubbishharmlessly.Butasthecharacteristicofoil-sandandcoalisverydifferentfromeachother,wemixedthefuelwith15%oil-sandandredidthethermodynamiccalculation,tomakesureitsinfectionontheboilerperformance.Theresultofthecalculationshowedthatthecalorificvalueoffuelmixturesreduced.Sotheconsumptionoffuelincreasedandthetemperatureoffuelgasandtransmittingheatquantityineachsegmentoftheboilerreduced.Thedifferenceintemperatureofheattransmittingreducedlikewise.Temperatureofsteamventdecreased,becausetransmittingheatquantityineachsegmentoftheboilerreduced.Althoughvariousmainparameterswhollycutdown,boilerisfailure-freeoperation.Keywords：Circulating-fluidized-bedboiler;oil-sand;thermodynamiccalculation目录_Toc106863088""第1章前言··········································································································1第2章锅炉尺寸及受热面面积计算··································································4第3章油泥砂与煤混合燃料的特性分析与计算············································113.1收到基元素分析和干燥无灰基工业分析··········································113.2过量空气系数及各烟道漏风系数·······················································113.3空气量及烟气量计算···········································································123.4流化床锅炉各项热损失的选取···························································123.5各段烟道烟气特性···············································································133.6空气和烟气焓温表···············································································16第4章循环流化床锅炉掺烧15%油泥砂后的运行特性计算··························174.1锅炉热平衡及燃料消耗量计算···························································174.2浓相区埋管传热计算···········································································184.3稀相区传热计算···················································································194.4防渣管传热计算···················································································234.5高温过热器传热计算···········································································254.6低温过热器热力计算···········································································294.7省煤器传热计算···················································································314.8空气预热器传热计算···········································································344.9热平衡校核···························································································364.10热力计算结果汇总···········································································374.11掺烧油泥砂前的热力计算结果汇总·················································38第5章掺烧后的锅炉性能变化规律······························································395.1循环流化床锅炉燃烧特性分析···························································395.2循环流化床锅炉掺烧油泥砂前后的比较···········································39第6章结论与建议····························································································426.1结论·······································································································426.2建议·······································································································42致谢······················································································································43参考文献··············································································································44 前言PAGE44前言我国能源消耗以煤炭为主，并且我国的煤炭大部分都是劣质的，对环境污染严重。循环流化床技术是一种介于层然和煤粉气力输送间的燃烧方式。它利用颗粒固体在一定条件下被气力托起，整体显出流体性质。我国从八十年代开始研制循环流化锅炉，为了解决燃用地方廉价劣质煤炭和污染超标问题，为了满足集中供热的需求，国内已经建成和将要建设一大批50MW以下的循环流化床锅炉热电厂。循环流化床燃烧技术是近二十五年发展起来的一种新型的清洁燃烧技术。循环流化床锅炉具有燃料适应性广，可以燃用一般动力煤，也可以燃用煤洗选下来的煤矸石、洗中煤和煤泥等，也可以燃用石油焦和造气炉渣等劣质燃料。循环流化床锅炉具有环保性能好、燃烧效率高、NOx排放低，还可以实现炉内高效脱硫、锅炉负荷调节范围大，灰渣易于综合利用等优点。在未来的很长一段时间内，循环流化床燃烧技术在我国燃煤技术领域内将是最适用和最现实的高效低污染燃烧技术,因此循环流化床燃烧技术能很好的解决我国能消耗中存在的问题。油泥沙是油田在生产过程中产生的半液态、半固态的废弃物，对土壤、水源以及大气环境等具有较大的危害，需要进行无害化处理。它既是废物又是宝贵的二次资源。目前国内外的多个油田和一些科研单位都对油泥砂的治理做了大量研究工作，取得了一定进展，提出了许多油泥砂无害化处理和资源化处理的方法，如：焚烧法、分离法、生物降解法，但由于许多方法不具备简单易行、经济实用和普遍适用性，难于广泛推广应用。从充分利用能源和环境保护的要求出发，适用于直接在锅炉中掺烧。由于油泥砂是粘稠状半液体物质，不能自主燃烧，直接用作燃煤锅炉燃烧是绝不可行。但如果能对其作改性处理，使其转化为固体物质，且能自主燃烧就可以用作燃煤锅炉的燃料。在我国已经有人做过这样的试验，采用专用设备用固化剂对油泥砂固化，固化后为棕黑色粉末和细小颗粒的混合物，与锅炉燃煤混合后，可正常用于锅炉燃烧。经试验，通过调整固化剂配方，改种固化物可以实现从粉状到颗粒状、块状的各种状态。对于燃烧效果是否影响燃煤锅炉的正常运行，经一下分析可以得出结论：一般锅炉燃煤发热量为4000~6000大卡，油泥砂含量一般在10~20%,按发热量1000大卡计，经固化后于燃煤按1：9混合后发热量为正常锅炉燃煤发热量的92.5%左右，一般燃煤发热量按5000大卡计算，固化后发热量可达4625大卡，完全可以满足锅炉对燃料发热量的要求，对锅炉的燃烧和发热量不会造成太大的影响。因此，在可以在锅炉中掺烧油泥砂。胜利油田已付出了实践，得到很好经济效益和社会效益。他们将固化油泥砂与锅炉燃煤混合，按正常燃煤程序进入燃煤锅炉燃烧。燃烧后废渣按燃煤废渣用作建材原料，废气经燃煤锅炉除尘系统除尘达标后排入大气2003年2月、2003年7月至11月份，对胜利油田现河采油厂、胜利采油厂、东辛采油厂、孤岛采油厂清罐清出的油泥砂进行了固化处理，处理量共5000吨。固化后的油泥砂呈现松散的固态，无粘性，无臭味。固化处理完成的油泥砂产品，自2003年11月20日开始，分别在胜东社区锦华锅炉房、世嘉建材厂锅炉房、胜大集团化工二厂热力分厂锅炉房进行了焚烧试验。2003年12月1日至2004年1月30日在胜东社区锦华锅炉房与煤掺合焚烧了500吨油泥砂固化物，2003年11月20日至2004年4月10日在世嘉建材厂锅炉房与煤按多种比例掺合焚烧了油泥砂固化物300吨，2003年11月20日至2004年4月10日在胜大集团化工二厂热力分厂锅炉房与煤掺合焚烧了固化物1100吨。循环流化床锅炉以其环保、高效和燃料适应性好受到欢迎，并得到广泛应用。循环流化床锅炉掺烧油泥砂是能源利用和环境保护很的结合方式。这种混燃锅炉采用循环流化床燃烧方式，燃烧效率高，能显著降低污染物的排放，降低烟气对环境的污染，同时也减少了油泥砂对环境的污染，具有重大的现实意义。但油泥砂的燃料特性与煤相比具有较大的差别，因此需要对锅炉掺烧不同比例油泥砂后，通过重新进行热力计算来确定对锅炉燃烧特性的影响。本文以一台35t/h循环流化床锅炉为例，讨论掺烧15%油泥砂对锅炉性能影响分析。该锅炉是一种自然循环水管锅炉，采用由旋风分离器组成的循环燃烧系统，炉膛为膜式水冷壁结构，过热器分高、低两级过热器，中间设喷水减温器，尾部设省煤器、空气预热器。其主要参数如下：额定增发量：35t/h;锅炉工作压力：3.82MPa；过热蒸汽温度：450℃；给水温度：150℃；冷空气温度：锅炉尺寸及受热面面积计算第2章锅炉尺寸及受热面面积计算1.流化床尺寸垂直段高度：h=2.6m浓相区床高度：h=1.4m布风板有效面积：A=2.224.5=102.稀相区周界面积计算（1）侧墙面积（2）前墙面积（3）后墙面积（4）炉顶面积（5）稀相区底部面积（6）稀相区周界面积（7）稀相区容积（8）稀相区有效辐射层厚度3.受热面面积计算(1)埋管受热面积计算埋管外径；埋管总根数根第1排管子长度第2排管子长度第3排管子长度第4排管子长度光管受热面积防磨片受热面积修正系数=埋管总受热面面积(2)埋管延伸段受热面积计算埋管延伸段长度修正系数C=1.5埋管延伸段受热面面积(3)稀相区水冷壁受热面积计算1）前墙：水冷壁管长度；两边缘管子中心线距离（管子中心间距），(e为管中心至墙距离)，查线算图，求得有效角系数前墙还有5.7m高度（）敷设了耐火层，这部分的受热面积为（式中c为传热修正系数，取0.3）前墙受热面积为2)后墙：水冷壁管长度两边缘管子中心线距离查线算图，求得3)两侧墙：水冷壁管长度两边缘管子中心线距离查线算图，求得4）烟窗：管子长度两边缘管子中心线距离；稀相区水冷壁总受热面积计算稀相区水冷度(4)防渣管受热面积计算管子长度两边缘管子中心线距离管子数n=19；管子外径；有效角系数辐射受热面积对流受热面积烟气流通截面积(5)高温过热器受热面积计算管子规格；管子总根数n=49,每根管子长度；管子节距受热面积烟气流通截面积工质流通截面积有效辐射层厚度(6)低温过热器受热面积计算管子规格；管子总根数n=50,每根管子长度；管子节距受热面积烟气流通截面积工质流通截面积有效辐射层厚度(7)省煤器受热面积计算管子外径管子节距；管子排数管子总片数受热面积烟气流通截面积有效辐射层厚度(8)空气预热器受热面积计算管子规格；管子总根数n=2332,管子长度；管子节距受热面积烟气流通截面积空气流通截面积油泥砂与煤混合燃料的特性分析与计算第3章油泥砂及煤混合燃料的特性分析与计算本文所研究的循环流化床锅炉结构尺寸和运行负荷保持不变，只在劣质贫煤中加入15%的油泥砂。然后比较掺烧前与掺烧后锅炉各项参数，确定掺烧油泥砂对锅炉燃烧特性的影响。油泥砂约含20%的石油、30%水分，其他成分可视为灰分约为50%。其中石油按重油计算，重油的可燃基元素（质量分数）为：碳85%~88%，氢10%~13%，氧0.2%，氮1%，硫0.2%~1.0%，灰分0.03%，水分2.0%，低位发热量41030kj/kg。3.1收到基元素分析和干燥无灰基工业分析3-1收到基元素分析和干燥无灰基工业分析序号名称符号单位烟煤褐煤1收到基碳%55.2838.062收到基氢%2.923.083收到基氧%8.1414.434收到基氮%1.020.955收到基硫%0.516收到基灰分%18.7819.367收到基水分%13.3924.678干燥无灰基挥发分%38.6845.29收到基低位发热量kJ/kg20937.9315022.243.2过量空气系数及各烟道漏风系数表3-2过量空气系数及各烟道漏风系数序号烟道名称进口出口1浓相区1.05——1.052稀相区1.050.151.23高温过热器1.20.0251.2254低温过热器1.2250.0251.255省煤器56空气预热器1.270.071.323.3空气量及烟气量计算表3-3空气量及烟气量计算序号名称符号单位计算公式数值1理论空气量m/kgV=0.089(Car+0.375Sar)+0.265Har-0.0333Oar5.4393.7562理论氮气量m/kgV=0.79V+0.8 4.3052.9753三原子气体体积m/kgV=0.01866（Car+0.375Sar）1.0350.7174理论水蒸气体积m/kgV=0.111Har+0.0124War+0.0161V 0.5780.7085理论干烟气体积m/kgV=V+V 5.3403.6926理论烟气体积m/kgV=V+V 5.9184.4003.4流化床锅炉各项热损失的选取表3-4流化床锅炉各项热损失的选取序号名称符号单位计算方法或来源数值1气体不完全燃烧热损失%选取0.52固体不完全燃烧热损失%选取8.53浓相区出口处的气体不完全燃烧热损失%q=q+22.54浓相区燃烧分额δ%选取0.7续表3-4序号名称符号单位计算方法或来源数值5浓相区固体不完全燃烧热损失%q=100-q-100δ+δ(q+q)33.86浓相区出口处的名义过量空气系数——选取1.057浓相区出口处的实际过量空气系数——α=α1.451选择锅炉的循环倍率为3.5各段烟道烟气特性3-5各段烟道烟气特性序号名称符号单位计算公式或来源浓相区稀相区高温过热器低温过热器省煤器空气预热器1进口处过量空气系数——选取1.051.051.452出口处过量空气系数——选取1.4551.451.55续表3-5序号名称符号单位计算公式或来源浓相区稀相区高温过热器低温过热器省煤器空气预热器3平均过量空气系数——=(+)1.4511.151.34水蒸气体积Nm3/kg=+0.0161(-1)0.4070.3900.400.400.400.410.810.795干烟气体积Nm3/kg=+(-1)4.6183.5693.853.934.294.789.798.456烟气体积Nm3/kg=+5.0253.9594.254.334.705.1910.69.247气体分压力——=/0.1230.1530.128水蒸气分压力——=/0.0810.0990.090.090.090.08续表3-5序号名称符号单位计算公式或来源浓相区稀相区高温过热器低温过热器省煤器空气预热器9三原子气体总压力——=+0.2040.220.2010烟气重量kg/kgG=1-+1.316.6355.265.635.746.216.8411飞灰份额——选取0.65.555.555.550.30.312飞灰含碳量%选取14121010101013烟气密度kg/Nm3=G/1.3201.331.331.331.321.3214飞灰浓度kg/kg0.0540.6110.560.550.030.033.6空气和烟气焓温表表3-6空气和烟气焓温表温度理论空气焓密相区稀相区高温过热器低温过热器省煤器空气预热器100426.01——————————741.76200857.42————————1414.521500.763001296.92————————2149.51——4001744.50————————2905.20——5002202.81——————4605.45————6002672.02————5540.435604.99————7003154.67——6515.566550.056626.27————8003640.026266.757545.037584.647622.57————9004125.347133.418598.568643.068742.07————10004624.157981.539632.859682.53——————11005138.158905.2610750.6————————12005648.75——11825.7————————循环流化床锅炉掺烧15%油泥砂后的运行特性计算第4章循环流化床锅炉掺烧15%油泥砂后的运行特性计算4.1锅炉热平衡及燃料消耗量计算表4-1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来源数值1锅炉输入热量kJ/kg=12057.22排烟温度℃先假设后校核1553排烟焓kJ/kg查焓温表1159.24冷空气温度℃选取205理论冷空气焓kJ/kg查焓温表85.26固体不完全热损失%选取8.57排烟热损失% ==(100-8.5)7.798气体不完全热损失%选取0.59散热损失%选取1.010灰渣物理热损失%==1.9111总热损失%=++++19.712锅炉效率%=100-=100-19.780.3续表4-1序号名称符号单位计算公式或来源数值13保温系数——=1-=1-0.98814过热蒸气温度℃给定45015过热蒸气焓kJ/kg查蒸气表3332.0116饱和水温℃查蒸气表25517饱和水焓kJ/kg查蒸气表1109.5618给水焓kJ/kg查蒸气表634.8419锅炉机组有效利用热kJ/s=[=[3332.01-634.84+0.002(1109.56-634.84)26309.6720燃料消耗量kg/s=/()2.7274.7221计算燃料消耗量kg/s=(100-)/100 2.4954.634.2浓相区埋管传热计算表4-2浓相区埋管传热计算序号名称符号单位计算公式或来源数值1预热空气温度℃先假设后校核1002预热空气焓kJ/kg查焓温表426.01续表4-2序号名称符号单位计算公式及来源数值3入炉热量kJ/kg=+8589.64浓相区温度℃先假设后校核9455管内工质温度℃查表2556传热系数KW/(m2℃选取3447埋管吸热量kJ/kg=3111.88浓相区出口实际烟焓kJ/kg=7502.29浓相区出口烟温℃查焓温表945.3410计算误差℃<20计算合格0.344.3稀相区传热计算4-3稀相区传热计算序号名称符号单位计算公式或来源数值1稀相区进口烟焓kJ/kg浓相床计算7502.2续表4-3序号名称符号单位计算公式及来源数值2稀相区出口烟温℃先假设后校核8903稀相区出口烟焓kJ/kg查焓温表8493.24带入稀相区的热量kJ/kg=+()+11660.95稀相区入口处折算烟温℃查焓温表10946烟气的平均热容量kJ/kg==10.717波尔茨曼常数——=3.258气体分压力——由烟气特性计算0.1569水蒸气分压力——由烟气特性计算0.099续表4-3序号名称符号单位计算公式及来源数值10三原子气体总压力——=+=0.25511气体减弱系数1/(m·MPa)=(1-0.371.6012飞灰减弱系数1/(m·MPa)=438504.2213烟气黑度——=1-=1-0.77514稀相区的水冷度——=0.4515比值——==0.073续表4-3序号名称符号单位计算公式及来源数值16稀相区系统黑度——==0.73117稀相区出口无因次温度——=0.85718稀相区出口温度℃=(+273)-273=89019计算误差℃=-=890-890020稀相区出口烟焓kJ/kg查焓温表8493.221稀相区水冷壁吸热量kJ/kg=(-)=0.988(10679.4-8493.2)216022稀相区热流密度W/m2==2.4952160/64.983.044.4防渣管传热计算4-4防渣管传热计算序号名称符号单位计算公式或来源数值1进口烟温℃稀相区传热计算8902进口烟焓kJ/kg稀相区传热计算8493.23出口烟温℃先假设后校核8804出口烟焓kJ/kg查焓温表8387.95烟气侧对流放热量kJ/kg=(-)=0.988(8493.2-8387.9)104.16平均烟温℃=(+)=0.5(890+880)8857管内工质温度℃查表2558平均温压℃=()=0.5(890-255+880-255)6309管壁温度℃=+80=255+8033510气体减弱系数1/(m·MPa)=(1-0.371.58续表4-4序号名称符号单位计算公式或来源数值11飞灰减弱系数1/(m·MPa)=43850 5.012烟气黑度——=1-=1-0.8113烟气辐射放热系数W/(m2·℃)==76.9514热有效系数——选取15烟气流速m/s==3.816烟气对流放热系数W/(m2·℃)==17.3317烟气侧放热系数W/(m2·℃)=+=76.95+17.3394.2818烟窗处悬浮室热负荷分布系数——选取0.619防渣管吸收炉膛辐射热量kJ/kg==111.3120传热系数W/(·m2℃==44.59续表4-4序号名称符号单位计算公式及来源数值21传热量kJ/kg==102.822计算误差 %==1.254.5高温过热器传热计算表4-5高温过热器传热计算序号名称符号单位计算公式或来源数值1入口汽温℃先假设后校核3622入口汽焓kJ/kg查蒸汽表3124.73出口汽温℃给定4504出口汽焓kJ/kg查蒸汽表33325平均汽温℃=(+)=4066入口烟温℃防渣管计算8807入口烟焓kJ/kg防渣管计算8387.98出口烟焓kJ/kg=+=8387.85+0.0257554.69出口烟温℃查焓温表797续表4-5序号名称符号单位计算公式及来源数值10平均烟温℃=(+)=838.511烟气侧放热量kJ/kg=(-)=0.988(8387.85-7554.6+0.02585.2)825.3712接受炉膛辐射热kJ/kg=(1-x)=69.713平均温压℃=()=432.514蒸气进口比容m3/kJ查蒸汽表0.0693215蒸气出口比容m3/kJ查蒸汽表0.0816416蒸气平均比容m3/kJ =(+) =0.075617蒸汽流速m/s=20.818蒸汽放热系数W/(m2·℃)==988.55929.24续表4-5序号名称符号单位计算公式及来源数值19灰污系数——选取0.00320管壁温度℃=+()()=406+(0.003+1/929.24)49221气体减弱系数1/(m·MPa)=(1-0.375.7222飞灰减弱系数1/(m·MPa)=438505.823烟气黑度——=1-=1-0.2224烟气辐射放热系数W/(m2·℃)==169.537.3续表4-5序号名称符号单位计算公式及来源数值25烟气流速m/s==5.7926烟气对流放热系数W/(m2·℃)=]=0.65127热有效系数——选取0.6528横向冲刷传热系数W/(m2·℃)=50.629传热系数(为经验系数)W/(m2·℃)==1.3166.330传热量kJ/kg==822.3231计算误差 %==0.374.6低温过热器热力计算表4-6低温过热器热力计算序号名称符号单位计算公式或来源数值1进口烟温℃高温过热器计算7972进口烟焓kJ/kg高温过热器计算7554.63进口汽温℃查表2554进口汽焓kJ/kg查表27995出口汽温℃假设3586出口汽焓kJ/kg查表3115.67出口烟焓kJ/kgI‘’=I’+-=7554.6+0.025*85.2-6013.58出口烟温℃查焓温表6409烟气侧放热量kJ/kg==0.988(7554.6-6013.5+0.025*85.2)1524.710平均温差℃==(797-358+640-255)41211平均汽温t℃t=()=(358+255)306.512平均烟温℃=718.513蒸汽平均比容m3/kg查蒸汽表0.0614蒸汽平均流速m/sUs==16.615蒸汽侧放热系数W/(m2℃h2=h0Cd=0.95=10581005续表4-6序号名称符号单位计算公式或来源数值16灰污系数——选取0.00317管壁温度℃=306.5+(0.003+)45518气体减弱系数1/(m.MPa)Kg=10.2[]=10.2[-0.1](1-0.37)0.1866.4419飞灰减弱系数1/(m.MPa)=6.1320烟气黑度_——==1-e-(6.44+6.13)0.1*0.1860.2121烟气辐射放热系数W/(m2℃)26.1522热有效系数——选取0.6523烟气流速m/s6.3824烟气侧对流放热系数W/(m2℃)64.7续表4-6序号名称符号单位计算公式或来源数值25烟气侧放热系数W/(m2℃)90.8526横向冲刷传热系数W/(m2℃)54.1627传热系数W/(m2℃)K=90.4428传热量kJ/kg1522.629计算误差%0.144.7省煤器传热计算表4-7省煤器传热计算序号名称符号单位计算公式或来源数值1进口烟温℃低温过热器计算6402进口烟焓kJ/kg4434.63进口水温℃给定1504进口水焓kJ/kg查表643.755给水流量kg/s9.926出口烟温℃先假设后校核2207出口烟焓kJ/kg查焓温表1561.58烟气侧方热量kJ/kg==2855.5续表4-7序号名称符号单位计算公式及来源数值9出口水焓kJ/kg1353.310出口水温℃查表25511平均水温t℃202.512最大温差℃38513最小温差℃=220-1507014平均温差℃184.815管壁温度℃272.516气体减弱系数1/(mMPa)=10.2[]=10.2[-0.1][1-0.37]10.217灰飞减弱系数1/(mMPa)=0.4218烟气黑度——=1-0.11续表4-7序号名称符号单位计算公式及来源数值19烟气辐射放热系数W/(m2℃ 4.6720平均烟温℃=387.321烟气流速m/s4.7322烟气对流放热系数W/(m2℃59.923烟气侧放热系数W/(m2℃64.624热有效系数——选取0.6525传热系数W/(m2℃4226传热量kJ/kg==2816.927计算误差%1.354.8空气预热器传热计算表4-8空气预热器传热计算序号名称符号单位计算公式或来源数值1进口烟温℃省煤器计算2202842进口烟焓kJ/kg省煤器计算1561.53出口烟温℃先假设后校核1554出口烟焓kJ/kg查焓温表1159.215空气预热器平均空气量与理论空气量之比——=1.2-0.05-0.1/21.26出口热空气焓kJ/kg=403.347热空气出口温度℃查焓温表958烟气侧放热量kJ/kg=0.988421.69平均烟温℃187.510烟气流速m/s8.74续表4-8序号名称符号单位计算公式或来源数值11烟气侧放热系数W/(m2℃25.312平均空气温度℃57.513空气流速m/s3.9614空气侧放热系数W/(m2℃)55.715热有效系数——选取0.7516传热系数W/(m2℃)13.217最大温差℃13518最小温差℃12519平均温差℃13020计算参数——0.32521计算参数——1.15422系数——查线算图0.923平均温差℃11724传热量QkJ/kg417.2续表4-8序号名称符号单位计算公式或来源数值25计算误差%1.044.9热平衡校核表4-9热平衡校核序号名称符号单位计算公式或来源数值1排烟热损失%已算7.792总热损失%已算19.73锅炉效率%已算80.34热平衡误差kJ/kg41.495热平衡相对误差%计算合格0.344.10热力计算结果汇总表4-10热力计算结果汇总序号名称符号单位浓相区稀相区防渣管高温过热器低温过热器省煤器空预器1烟气进口温度0945.38908807976402202烟气出口温度0C9458908807976402201553工质进口温度0C255255255365255150204工质出口温度0C255255255450358255955受热面积Sm232.764.99.1371.4102905.56746烟气流速m/s4.738.747工质流速m/s20.816.63.868传热温差0C630433.5411184.8119.39传热系数KW/(m2.0C34444.666.394.44213.210传热量QkJ/kg31122160103822152328174174.11掺烧油泥砂前的热力计算结果汇总表4-11掺烧油泥砂前的热力计算结果汇总序号名称符号单位浓相区稀相区防渣管高温过热器低温过热器省煤器空预器1烟气进口温度0C950890880.7803641.62242烟气出口温度0C950890881802.86422241603工质进口温度0C255255255360255150204工质出口温度0C25525525545036025598.25受热面积Sm232.764.99.1371.4102905.56746烟气流速m/s4.68.677工质流速m/s20.816.63.868传热温差0C630436.7415188.9119.29传热系数KW/(m2.0C34441.81210传热量QkJ/kg3319226110287415863039431.9掺烧后锅炉性能变化规律第5章掺烧后锅炉性能变化规律通过以上校核热力计算和分析可以得出一些循环流化床锅炉掺烧油泥砂后的锅炉性能变化规律。5．1循环流化床锅炉燃烧特性分析传统煤粉炉是以建立高温火焰中心，利用高温烟气席卷和火焰中心的热辐射来保证新入炉燃料的着火，从而形成连续稳定燃烧，其主要特性是燃烧惯性小，燃料质量的变化对运行工况的影响反应快，影响幅度大。循环流化床锅炉在正常运行中，炉内始终保持着相当的物料量，一般为每小时新入炉燃料量的50%左右，如燃料热值较高，则物料储备量占新入炉燃料量的份额还要加大，这样新入炉燃料的着火主要是靠在接近恒温的循环回路中，按部就班地完成挥发分的析出、挥发分的着火、固定碳的着火和燃尽这样一个燃烧过程，其主要特性是燃烧惯性大，燃烧工况稳定性好，燃料质量的变化反映到运行参数变化上所需时间长，同时由于其炉内物料储备量大，能够适应更广泛的燃料范围。由于循环流化床锅炉有这些特点，掺烧后即使灰分增加，也不影响燃烧工况。从理论上讲，从2930kj/kg到29300kj/kg热值的燃料均能满足循环流化床锅炉燃烧的需要。掺入15%的油泥砂后热值为12057.22kj/kg，在这个范围之内不会影响锅炉的燃烧。5.2循环流化床锅炉掺烧前后的比较通过对收到基元素分析和干燥无灰基工业分析发现碳、氧、氮、硫的收到基都减少了，干燥无灰基的挥发分也减少烧了；氢、水分、灰分的收到基增加了。油泥砂中石油、水分、灰分的含量分别为20%、30%、50%，而且只掺烧了15%的油泥砂，所以即使石油的含炭量高达87%，收到基碳仍然是减少的。由于劣质贫煤和油泥砂的收到基灰分都很高，分别为：46.125%、50.4%，所以混合后灰分高达46.7%。劣质贫煤与油泥砂的混合比为85：15，在混合燃料中油泥砂的含量不是很大，对各个收到基成分的影响也不是很大，受到基低位发热量由原来的12736.85kj/kg仅降到12057.22kj/k。过量空气系数和各烟道漏风系数主要受锅炉种类和各受热面的结构影响，燃料的种类对空气过量系数影响不大。所以循环流化床锅炉掺烧15%的油泥砂后空气过量系数和漏风系数保持不变。各收到基的减少使理论空气量减少，进而也使理论烟气体积减少，从而影响到各段烟道烟气特性的各项参数，他们都相应地降低了。由于燃料是劣质贫煤和油泥砂的混合物，循环倍率取3。由于排烟温度的降低，排烟损失也随之降低，灰分含量的增大使得灰渣物理热损失增大，但它的增大是微小的不足以弥补排烟热损失的降低，在其他选取参数不变的情况下，所以锅炉的效率略有增大，从80.18%增至80.3%。影响传热系数的因素很多，也很复杂，包括：烟气流速、烟气黑度、工质流速、管子厚度、污垢热阻、管子排列方式、烟气冲刷方式等。在本文的研究中除烟气流速和烟气黑度外，其他的因素基本保持不变。所以浓相区传热系数不变，防渣管、高温过热器