吨小时循环流化床锅炉设计

65吨/小时循环流化床锅炉设计摘要本次的毕业设计的题目是65吨/小时循环流化床锅炉设计。设计本着锅炉运行的安全性和可靠性为首要设计特性的准则，综合考虑燃烧，传热，脱硫，烟气、空气、工质的动力特性以及受热面的磨损和腐蚀。保证锅炉的着火稳定性，炉膛内有足够的辐射热量，煤的燃尽程度，合理的烟气速度和排烟温度以及脱硫效率。同时，还要确保有一定的气密性以保证炉膛内进行微负压燃烧。在整个设计过程中作为技术支持进行了热力计算、强度计算和烟风阻力计算。其中热力计算包括炉膛、高温过热器、低温过热器、省煤器以及空气预热器。炉膛及尾部顶棚全部采用膜式壁结构，解决炉膛漏风问题；将全部过热器布置在尾部烟道内，使其运行更加可靠。为了提高分离器的分离效率和锅炉的结构紧凑，采用两个小直径高温旋风分离器。鉴于该锅炉为中压锅炉，所以采用钢管式省煤器，为降低低温腐蚀，便于维修，将空气预热器低温段与高温段隔开。此外，利用CAD绘制锅炉总图、炉墙砖砌图、锅筒展开图、锅炉本体图。关键词循环流化床锅炉；热力计算；强度计算；烟风阻力计算TheDesignofCFB65t/hBoilerAbstractdiagramofthetubesystemwiththesoftwareAutoCAD2006.Keywords；；;目录摘要 =1\*ROMANIAbstract =2\*ROMANII第1章绪论 1第2章锅炉结构与设计简介 22.1循环流化床锅炉概述 22.2锅炉基本特性 3锅炉规范 3燃料特性 3石灰石特性 3管子特性 3主要经济技术指标 4锅炉基本尺寸 42.3方案论证 42.4锅炉结构简介 6锅筒及炉内设备 6水冷壁 6燃烧设备 7过热器 10省煤器 11空气预热器 12钢架及平台楼梯 13炉墙及保温结构 13锅炉阀门仪表及管道 132.5本章小结 14第3章热力计算 153.1设计任务 153.2燃料特性 153.3辅助计算 15燃烧脱硫计算 15脱硫工况时燃烧产物平均特性计算 19锅炉热平衡及燃烧和石灰石消耗量计算 213.4炉膛设计及传热计算 23炉膛结构特性计算 23炉膛传热计算 253.5高温过热器设计及传热计算 28高温过热器结构计算 28高温过热器传热计算 283.6低温过热器设计及传热计算 30低温过热器结构计算 30低温过热器传热计算 313.7省煤器设计及传热计 32省煤器结构计算 32省煤器传热计算 333.8空气预热器设计计算 34空气预热器结构计算 34空气预热器传热计算 353.9热力计算结果汇总表 363.10本章小结 37第4章强度计算 384.1锅筒强度校核计算 38筒体最大未加强孔直径计算 39孔加强的计算 40相邻两孔互不影响最小节距计算 41孔桥减弱系数计算 41锅筒筒体允许最小减弱系数计算 42锅筒凸形封头强度校核计算 424.2安全阀排放能力校核计算 434.3本章小结 44第5章烟风阻力计算 455.1烟道阻力计算 45炉膛真空度 45旋风分离器阻力计算 45烟道转向室阻力计算 49高温过热器阻力计算 50低温过热器阻力计算 50烟道截面变化阻力计算 51省煤器阻力计算 51空气预热器阻力计算 52除尘器阻力计算 53烟囱阻力计算 53烟气侧自生通风力计算 54锅炉烟气侧烟总流阻 545.2空气侧阻力计算 54冷风道阻力计算 54空气预热器阻力计算 54热风道阻力 56炉膛风室压力计算 56炉膛空气进口处真空度计算 58锅炉空气侧总流阻计算 585.3送风机的选择 585.4引风机的选择 595.5本章小结 59结论 60致谢 61参考文献 62附录A 63附录B 70绪论随着能源设备的发展和利用，特别是锅炉这种将工质加热到一定的温度和压力的能源设备广泛应用，给环境造成了严重污染。尤其是以煤为主要燃料的锅炉燃烧排放出大量的灰渣、粉尘、二氧化硫和氮的氧化物等污染物，严重影响了生态环境。又由于煤、石油等化石燃料的不断开采而日渐枯竭，人们一直在努力寻找一种高效、低污染的燃烧方式以解决以上两个问题。循环流化床燃烧技术是20世纪70年代发展起来的清洁燃烧技术，是解决燃烧煤而产生的污染问题的主要方法之一。此外，循环流化床燃烧还对不同性质的燃煤适应性强，适于燃烧低质煤等特点。在煤含硫量高时，还可以在燃煤中加入石灰石，在燃烧中低成本脱硫。而不必架设投资巨大的烟气脱硫设备。在循环流化床燃烧中，燃烧温度很低，空气又分级送入，燃烧中所产生的氮的氧化物很低，煤燃烧后所余下的灰渣活性强，便于生产水泥、制砖、化工等，用来综合利用，它是没有废弃物的燃烧方法。循环流化床燃烧技术具有一些层燃和煤粉燃烧等常规燃煤技术所不具备的特点。最突出的特点是：燃烧温度低，停留时间长，以及湍流混合强烈，这些优点给流化床燃烧带来一系列优点。除以上所述优点外，还具有燃烧强度大，床内传热能力强，负荷调节性能强，易于操作和维护等优点。由于上述诸多优点使得循环流化床燃烧技术特别适合我国的国情，在较短的时间内得到了迅速的发展和应用。本次设计为65吨/小时循环流化床锅炉设计，无论是方案的选择论证，炉膛的选择，锅炉的整体布置，尾部受热面的型式和布置，分离器、回料器的设计等都经过仔细衡量，力求合理。热力计算，烟凤祖力计算，强度计算的数据力求精确，使整个设计力求完美。由于水平有限，此次设计难免有错误之处，但是经过此次设计，在一定程度掌握了锅炉的一般设计计算方法，加强了理论知识与实践的结合，为以后走向工作岗位奠定了基础。锅炉结构与设计简介循环流化床锅炉概述当气流向上通过颗粒床层时，其运动状态是变化的。流速较低时，颗粒静止不动；当流速增加到某一速度后，颗粒不再由布风板支持，而全部由流体的摩擦力所承担，每个颗粒可在床层中自由运动，对整个床层而言，具有了许多类似流体的性质。这种状态称为流体化。随着气流速度的增加，固体颗粒分别呈现固定床、鼓泡流化床、湍流流化床、快速流化床和气力输送状态。循环流化床的上升段通常运行在快速流化床状态下。此时，固体物料被速度大于单颗物料的终端速度的气流所流化，以颗粒团的形式上下运动，产生高度的返混。颗粒团像各个方向运动，而且不断形成和解体，使循环流化床内发生强烈的热量和质量交换。循环流化床锅炉可分为两个部分。第一部分由炉膛（快速流化床）、气固物料分离设备、固体物料再循环设备和外置换热器（本锅炉没有该设备）等组成，上述部件形成了一个固体物料循环回路。第二部分为对流烟道，布置有过热器、再热器（本锅炉没有该设备）、省煤器、空气预热器等，与常规锅炉相近。循环流化床锅炉运行时，煤和石灰石有前墙或后墙通过给煤机送入炉膛下部，燃烧所需的一次风和二次风分别从炉膛的底部和侧墙送入，燃料的燃烧主要在炉膛中完成，燃烧所生成的二氧化硫在燃烧过程中与脱硫剂反应而被固定下来。炉膛四周布置有水冷壁，用于吸收燃烧所产生部分热量。被烟气带出的一部分固体物料进入旋风分离器，在分离器中绝大部分固体颗粒被收集分离出来，通过返料密封器被送回炉膛下部，构成固体床料的循环。烟气则带着分离器不能分离的细颗粒飞灰进入尾部烟道，将热量传给尾部受热面后，通过除尘器由烟囱排入大气。本次设计为65吨/小时循环流化床锅炉，额定蒸发量65t/h，额定蒸汽压力3.82MPa，额定蒸汽温度450℃，属于中压自然循环锅炉。锅炉炉膛布置膜式水冷壁，以减少漏风和便于采管上炉墙。分离器为高温旋风分离器，共布置两个。不布置外置换热器。尾部受热面中过热器两级布置。采用前墙给煤方式，流化风全部由一次风供给，一、二次风各占50%，二次风在布风板以上4.1m出送入炉膛。锅炉基本特性锅炉规范锅炉规范见表2-1。表2-1锅炉规范型号额定蒸发量过热蒸汽压力过热蒸汽温度给水温度CFB65-3.8265t/h3.82MPa450℃105℃燃料特性燃料特性见表2-2。表2-2燃料特性碳氢氧氮硫水分灰分挥发分低位发热量符号数值38.462.164.650.520.6110.5043.1021.9113536KJ/Kg石灰石特性石灰石特性见表2-3。表2-3石灰石特性特性含量含量水分灰分符号数值97.3200.81.88管子特性管子特性见表2-4。表2-4管子特性名称管径×厚度节距排列及气流流向符号横向纵向管子排列方式烟气冲刷方式烟气与工质流向单位mmmmmm水冷壁80高温过热器105110顺列横向交叉流低温过热器95102.5顺列横向交叉流省煤器9060错列横向交叉流空气预热器6040错列纵向交叉流下降管蒸汽引出管主要经济技术指标主要经济技术指标见表2-5。表2-5经济技术指标锅炉效率,％排烟温度℃燃料耗㎏/s给水温度℃89.411404.389105锅炉基本尺寸锅炉基本尺寸见表2-6。表2-6锅炉尺寸炉膛宽度炉膛深度锅筒中心高度锅炉外形尺寸长宽高单位㎜㎜㎜㎜㎜㎜数值5620281035673238201256037400方案论证本次设计的题目是65吨/小时循环流化床锅炉设计，属水管式中压自然循环锅炉，应以运行的安全性和可靠性作为其首要特性设计准则。而且在此前提下，充分发挥循环流化床燃烧技术的一系列优点，并且尽量避免或克服其本身存在的缺点，如锅炉本身耗电量大，飞灰含炭量偏高，受热面磨损及腐蚀严重等负面特性。因此在设计过程中，主要考虑的方面是炉膛内着火的稳定性及热流密度的横向均匀性，炉膛内有足够的传热量，.煤的燃尽程度，合理的烟气流速和排烟温度，受热面的磨损问题，分离器的分离效率、物料的平衡以及锅炉的脱硫效率等。本锅炉属于小型中压锅炉，受热面以蒸发受热面为主，其吸热量约占锅炉总吸热量的63.65%。在尾部烟道中布置有吸热量不多的过热器、钢管式省煤器和管式空气预热器，且过热器两级布置，过热器和省煤器的吸热量分别约占锅炉总吸热量的20.60%和15.75%。空气预热器用于预热燃烧用的空气，使得排烟温度降低到合理的温度值，减少排烟损失，提高锅炉效率，减少燃料消耗量。由于锅炉容量不大，炉膛和尾部烟道中的受热面已经可以满足锅炉的吸热要求，无需布置其他受热面，并且为了获得高的分离效率，因此锅炉采用高温旋风分离器，而且不布置外置换热器，整个锅炉炉型采用M型布置。循环流化床锅炉属于室燃炉，炉膛设计中应首先确定炉膛的截面热负荷，其容积热负荷在循环流化床锅炉中没有多大意义。而截面热负荷选择与运行风速的选择是相关的。循环流化床锅炉的运行风速是一个很重要的参数，一般运行风速为4~10m/s，运行风速提高会使炉子更为紧凑，截面热负荷相应增大，同时炉膛高度增加，磨损增加，锅炉造价，能耗都会增加。但运行风速过低则发挥不了流化床的优点，因此对每种燃料都具有最佳运行风速。对本次设计煤种运行风速为4.60m/s。截面热负荷一般在3~4MW/m2，在此风速下截面热负荷取3.57W/m2。对于床温得选择，要考虑锅炉结焦，燃烧效率，脱硫效率，NOx及N2O的排放量等问题，而且尽量避免煤中金属升华。当床温升高时，NOx排放量上升；当床温高于860℃时，床温升高，脱硫效率很快下降，而燃烧效率有所提高。因此床温应控制在850~900℃左右，一般不超过900℃。对于本次设计，床温取850℃。在设计中，锅炉的排烟温度和热空气温度是首要和基本的。排烟温度低时，锅炉排烟热损失减少，热效率提高；但会使得受热面烟气侧与工质侧的温差降低，增加金属耗量。同时，排烟温度过低，会使烟气中的硫酸蒸汽低于受热面壁温，引起受热面低温腐蚀。对于该设计煤种特性全水分为10.50%，锅炉容量65t/h，排烟温度选取为140℃。热空气温度的选择主要应保证燃料在锅炉内迅速着火。热空气温度过高对强化燃烧没有太大帮助，只要燃料能稳定燃烧，热空气温度不必太高，结合该煤种挥发分为21.91%，较易着火，热空气温度选取为200℃。过量空气系数对循环流化床锅炉的运行影响较大，如果选择过小，则燃料不能充分燃烧，使机械部完全燃烧损失增加；如果选择过大，会增加排烟热损失。燃烧室中过量空气系数一般在1.1~1.2之间，因此，在本次设计中，炉膛出口的过量空气系数取1.2。在循环流化床锅炉燃烧过程中，为降低NOx的排放和降低风机的能耗，将燃烧用空气分成一、二次风送入炉内。二次风率过大，对脱硝和降低能耗有利，一次风率过低，不能保证密相区颗粒正常流化，而且大颗粒燃料无法燃尽。在此次设计中，一、二次风配比为1:1，二次风单层送入，风速为30~50m/s，二次风入口位于距布风板4.10m处。炉膛的尺寸主要包括炉膛的长、宽、高及截面收缩形式。炉膛横截面积在流化风速确定后已经确定，长宽比主要考虑二次风在炉内的穿透能力，深度一把不超过8m，长宽比在1:1至2:1都是正确的，对于本锅炉炉膛长宽比取2:1。炉膛高度在保证细粉燃尽度、蒸发受热面需求、返料机构料腿足够静压头以及锅炉设计压力下足够自然循环的前提下，尽可能降低炉膛高度，以减少锅炉造价。由于空气分一、二次风送入，为保证二次风口以下的流化风速，炉膛下部区域采用锥形扩口，扩口角度为。由于炉膛下部风速较高，磨损严重，且为保证燃料稳定着火，在布风板至二次风入口处敷设一定厚度的防磨耐火材料。锅炉采用干式出灰，灰的排放有三个途经，一是通过密相区底部的排渣管，经水冷螺旋出渣机排放。二是通过分离器下部的灰冷却器排放。三是作为飞灰被除尘器收集排放。锅炉结构简介本锅炉锅炉为室内(外)布置，由前部及尾部两个竖井烟道组成。前部竖井为悬吊结构，炉膛由膜式水冷壁组成，自下而上依次为一次风室、浓相床、悬浮段、蒸发管。尾部竖井采用支承结构，布置有高温过热器，低温过热器，钢管式省煤器及管式空气预热器，两竖井之间由两个并列的旋风分离器相连通，分离器下部接回送装置及灰冷却器。燃烧室及分离器内部均设有防磨内衬，前部竖井采用敷管炉墙，后部竖井采用轻型板壁炉墙，由八根型钢柱承受锅炉全部重量。当属于锅炉以外的烟、风、汽水管道要支撑在锅炉构架上时，必须按负荷的大小及负荷着力点的位置校核构架强度，必要时另行加固。锅筒及炉内设备锅筒内径1400㎜，壁厚42㎜，筒身长5700㎜，包括两侧封头一起为7184㎜。上锅筒筒身用20钢板热卷冷校而成，封头为20钢冲压而成的椭圆形封头，封头和筒身壁厚都为42㎜。锅筒内装置1、方形挡板：汽水混合物进入锅筒汽空间后进入上挡板组成的缝隙，依靠转向时汽水所受惯性力不同进行汽水分离，并减弱汽水的动能。2、水下孔板：水下孔板一般放置在最低水位下50~100mm，孔径10~12mm，蒸汽穿孔流速2~3m/s，作用是均衡蒸汽负荷。水下孔板离锅筒底部300~500mm，以免蒸汽带入下降管中。3、顶部多孔板：利用其节流作用是蒸汽空间的负荷沿锅筒长度和宽度分布均匀。4、给水分配管。5、排污管。6、加药管。水冷壁在锅炉炉膛内布置尽可能多的水冷壁，对于中压锅炉来说，水冷壁得吸热量占锅炉总吸热量的60%以上。可以充分发挥辐射受热面热强度的特点，同时它用来保护炉强免受高温破坏，使灰渣不易粘结在炉墙上，防止炉膛被冲刷磨损，过热破坏。它是自然循环锅炉构成水循环回路不可缺少的重要部件。本锅炉炉膛内四壁由膜式水冷壁组成,膜式水冷壁采用60×5的无缝钢管，管节距为80mm，与6×20的扁钢焊制而成，材质为20钢。前墙水冷壁管屏下部与集箱连接，上部过炉顶后与上集箱连接，最后蒸汽由8根102×5的管子引入锅筒。后墙水冷壁管屏与前墙相似，但不过炉顶。两侧水冷壁管屏下部分别与下级箱连接，上部与各自上集箱连接，再由4根102×5的管子引入锅筒。，上下集箱规格为219×12。燃烧设备循环流化床锅炉的燃烧设备包括启动燃烧器、给煤机、风室、布风板、风口、分离器、回料器等。启动燃烧器启动燃烧器为燃油燃烧器，床上点火，布置在炉膛下部流化床层上面侧墙上，燃烧器略向下倾斜，以便火焰能与流化床接触，更好地加热床料。给煤机给煤机为螺旋给煤机，布置形式为前墙布置，给煤入口在布风板之上1.8m处。布风板布风板作为重要的布风装置，其在流化床锅炉中作用有三个：一是支承静止的燃料层：二是布风板上具有均匀的气流速度分布：三是维持流化床层的稳定。其主要有风帽式和密孔板式两种形式。风帽式部分布风板由风室、花板、风帽和隔热板组成。本锅炉采用风帽式布风板。风帽外径为42mm，内径28mm，正方形布置，间距80×80mm，共布置1050只风帽。每只风帽开孔14个，孔径为5mm。耐火保护层厚度为150mm，花板厚度为20mm。布风板阻力为整个床层阻力的25~30%才可以维持床层稳定运行。其结构见图2-1。图2-1布风板及风帽分离器气固分离器是循环流化床锅炉系统的核心部件之一。它实现里锅炉的灰平衡和热平衡，保证路内燃烧的稳定与高校，分离器的设计、布置关系到锅炉的经济性和可靠性，而且气固分离技术的发展决定了循环流化床技术的发展。本锅炉采用高温旋风分离器，共两只。因为高温旋风分离器技术成熟，结构简单，分离效率高，性能稳定，直径小分离效率高。该分离器内直径D0为3000mm，筒体高h为4500mm，总高度H为9500mm，排灰口直径D0为1000mm，分离器入口高度a为2337mm，分离器入口宽度b为779mm，排气管内直径De为1182mm，排气管插入深度hc为1400mm，排气管总长度L为2400mm。分离器从内到外分别是耐火层、保温层、钢外壳。总壁厚300mm。其结构见图2-2。图2-2旋风分离器回料器回料器的任务是将炉膛高压区与分离器低压区隔开，防止烟气从高压区流向低压区，而且将分离器中分离出来的固体物料送回循环流化床燃烧室内。本锅炉采用U型回料器。一般由密封腿、回料器本体和返料腿组成。回料器本体包含松动床和输送床、隔板及相关配风装置和风室等。密封腿与分离器竖管相接处以及返料腿垂直段处均设有金属膨胀节。设计要则：一、回料器底部输送距离尽量要小；二、不得出现未流化区域；三、灰料不能以溢流态，而应以气力输送态经返料腿进入炉膛；四、整个回料器截面保持不变。密封腿直径Dm为1000mm，返料腿直径Df为1000mm，回料器溢流堰高Hw为1700mm，隔板与配风装置距离为1000mm，隔板厚度为200mm，隔板高度为1200mm，回料器本体宽度Wbh为1000mm，回料器本体高度Hbh为2200mm，回料器本体深度Bbh为2200mm，炉膛配风装置至返料腿炉膛入口处中心线的高度Hhz为1.8m。其结构见图2-3。图2-3回料器过热器从锅筒出来的饱和蒸汽，经过过热器被加热到额定过热温度。对于中压锅炉，采用纯对流过热器，布置在尾部竖井烟道中。过热器分成两级，低温过热器布置在烟气较低部分，逆流布置，材料为20钢；高温过热器布置在烟气的高温部分，顺流布置，以降低温压，避免过热损坏，材料为20钢。蒸汽从顶棚管出来后经低温级进口集箱进入低温过热器，出低温级出口集箱后进入自制冷凝水喷水减温器，调节汽温后，进入高温过热器，最后经过高温级出口集箱进入蒸汽总管被输往汽轮机利用。高温过热器管子规格42×3.5，双管圈，顺列布置，横向节距105mm，纵向平均节距110mm，横向管排数40排，纵向管排数16排，全部受热面积202.67mm2。低温过热器管子规格38×3.5，双管圈，顺列布置，横向节距95mm，纵向平均节距102.5mm，横向管排数44排，纵向管排数30排，全部受热面积365.59mm2。其结构见图2-4和图2-5，具体尺寸见锅炉总图。省煤器省煤器用于加热锅炉给水，降低排烟温度，提高锅炉效率，节约燃料消耗。中压锅炉采用钢管式省煤器。省煤器联箱布置在侧墙，采用单面进水方式。在管组烟气入口处的第一、二排管，管子弯头部分及靠前、后墙两排管子都装有防磨盖板。管子规格为32×3的无缝钢管，错列布置，横向节距90mm，纵向节距60mm，横向管排数24/23排，平均横向管排数23.5排，纵向管排数52排，总受热面积475,99m2。其结构见图2-6，具体尺寸见锅炉总图。空气预热器本锅炉采用管式空气预热器，单极布置，有两个管组，每个管组由三个并列管箱组成，上、下流程分别由3528根长3000mm，40×1.5钢管组成，错列布置，横向节距60mm，纵向节距40mm，上、下流程间隔800mm，空气预热器总高度6800mm。烟气在管内自上而下流动，空气在管外横向冲刷，空气两次交叉流动后由热空气管道进入炉膛，空气预热器的总受热面积为2560.30m2。其结构见图2-7。钢架及平台楼梯锅炉钢架为桁架式，采用八根型钢柱,通过顶板及连系梁承受锅炉所有重量，按抗7度地震设计。柱脚与钢筋混凝土基础固接。凡属操作、检修、测试门孔处及连通道均设有平台和楼梯，平台采用栅格结构，固定支撑在钢架上。炉墙及保温结构燃烧室外部使用管上炉墙，有三层。第一层用超细玻璃棉压实于模式水冷壁后，厚度为35mm；第二层为珍珠岩砖厚度为160mm；第三层为密封抹面，炉墙总厚度为210mm(自管子中心线算起)。尾部烟道采用轻型板壁炉墙，第一层为耐火混凝土，厚度为60mm(省煤器处为265mm)；第二层为保温混凝土，厚度为60mm；第三层为绝热层，厚度为120mm。炉墙上设有人孔，观察孔及测试孔，开孔处用耐火材料外加罩壳密封。在分离器、回送装置、空气预热器、汽水及灰管道外侧均设有硅酸钙或岩棉组成的保温层。锅炉阀门仪表及管道锅炉为单母管给水，给水经给水操作台进入省煤器入口集箱，给水由一条主管路及一条旁路组成。母管压力为6.2MPa，调节阀后压力为4.8MPa，正常运行时使用主管路自动调节，升火启动及低负荷时使用旁路手动调节。在锅筒上装有2只，过热器集汽集箱上装有一只PN10(6.4)，DN80、d0=40的弹簧安全阀，在过热器集汽集箱出口装有PN10(6.4)、DN200的电动主汽阀，其它水位表排污、加药、取样等表计和阀门均按常规设置。本章小结本次设计的题目是65吨/小时循环流化床锅炉设计，本章首先对锅炉的整体概况进行了简单介绍，并结合设计题目，列出锅炉规范，燃料特性，管子特性，以及主要经济技术指标。根据选题作了方案论证，并简要介绍了锅筒及炉内设备，水冷壁，燃烧设备，过热器，省煤器，空气预热器，钢架，平台，扶梯，炉墙以及阀门仪表。热力计算设计任务锅炉额定蒸发量=65t/h过热器出口蒸汽压力=3.82MPa过热器出口蒸汽温度=450℃锅炉给水温度=105℃冷空气温度=20℃热空气温度=200℃排烟温度=140℃排污率=1%燃料特性燃料特性参数见表3-1。表3-1燃料特性序号名称符号单位数据1含碳量％38.462含氢量％2.163含氧量％4.654含氮量％0.525含硫量％0.616水分％10.507灰份％43.108挥发份％21.919低位发热量KJ/Kg13536辅助计算燃烧脱硫计算无脱硫工况时的燃料计算计算见表3-2。表3-2无脱硫工况时燃料计算序号名称符号单位公式及来源数值1理论空气量m3/kg0.0889(+0.375)+0.265-0.03333.85702三原子气体体积m3/kg0.72193理论氮气体积m3/kg3.05124理论水蒸气体积m3/kg0.43215飞灰份额—测量值0.6无脱硫工况时得烟气体积计算计算见表3-3。表3-3无脱硫工况时烟气体积计算名称公式单位炉膛旋风筒高温过热器低温过热器省煤器空气预热器出口过量空气系数——1.201.201.201.201.221.25平均过量空气系数—1.201.201.201.201.211.235过量空气量m3/kg0.77140.77140.77140.77140.80100.9064水蒸气体积m3/kg0.44450.44450.44450.44450.44510.4467烟气总体积m3/kg4.9894.9894.9894.9895.02825.1262脱硫计算计算见表3-4。表3-4脱硫计算序号名称符号公式及来源数值单位1SO2原始排放浓度（1.998×104）/2377.55m3/kg2SO2允许排放浓度“GB13271锅炉大气污染物排放标准”表2900m3/kg3计算脱硫效率（1-/）×100%62.15m3/kg4燃煤子脱硫能力系数A测量值80.8—5石灰石脱硫能力系数K测量值0.8055—6钙硫摩尔比M)/A]/K0.9415—7石灰石中CaCO3含量见表2-397.32%8入炉石灰石量3.122m/0.0184kg/kg9CaCO3未利用率测量值15.0%10煅烧成CaO时吸热量（1-）×5561.8m/10027.15kj/kg11脱硫时放热量15597.7(/100)×(/100)59.13kj/kg12可支配热量(+A×)/(1+)13322.8kj/kg13燃烧所需理论空气量见表3-23.8570m3/kg14脱硫所需理论空气量1.667(/100)×(/100)0.00632m3/kg15燃烧和脱硫当量理论空气量(+)/(1+)3,7935m3/kg16燃烧产生理论氮气体积见表3-23.0512m3/kg17脱硫所需空气中氮气体积0.790.005m3/kg18当量理论氮气体积(0.8/100)/(1+)+0.793.0009m3/kg19燃烧产生RO2体积见表3-20.7219m3/kg20煅烧石灰石生成CO2体积0.699m(/100)0.004m3/kg21脱硫使SO2减少量0.699(/100)×(/100)0.0027m3/kg22燃烧和脱硫时产生RO2当量体积(+-)/(1+)0.7101m3/kg23燃烧产生理论水蒸气体积见表3-20.4321m3/kg24当量理论水蒸气体积[0.0124(+Md)+0.111]/(1+)+0.9610.4245m3/kg25入炉燃料灰量/1000.4310kg/kg26入炉石灰石直接生成飞灰量3.122(/100)m(/)0.0028kg/kg27入炉石灰石灰分含量(100-)/100(1-/100-Md/100)0.0003kg/kg28未反应CaO的量1.749{[(100)/100]m(/100)-(/100)(/100)}0.0019kg/kg29脱硫产物CaSO4的量4.26(/100)(/100)}0.0162kg/kg30当量灰分(++++)/(1+)44.4%31未脱硫时底灰份额取定0.4—32脱硫工况时底灰份额[(/100)+++]/[(1+)(/100)]0.4220—33未脱硫时飞灰份额1-0.6—34脱硫时飞灰份额[(/100)+]/[1+)(/100)]0.5781—35分离效率设计值0.99—36灰循环倍率/（1-）57.23—37分离器前飞灰份额+57.81—38脱硫后的SO2排放浓度（1.998×104）×[1-(/100)]901.08mg/kg39脱硫效率（1-/）×10062.10%40误差│（-）/│=0.08＜0.15%合格脱硫工况时燃烧产物平均特性计算不同过量空气系数下燃烧产物的容积及成分不同过量空气系数下燃烧产物的容积及成分见表3-5。表3-5烟气特性表名称符号公式分离器前分离器后单位a=57.81a=0.5781炉膛分离器高温过热器低温过热器省煤器空气预热器平均过量空气系数(+)/21.21.21.21.21.211.235—水蒸气容积0.43670.43670.43670.43670.43730.4389m3/kg烟气总容积4.89424.89424.89424.89424.93215.0270m3/kgRO2容积份额0.14510.14510.14510.14510.14400.1413—H2O容积份额0.08920.08920.08920.08920.08850.0869—三原子气体容积份额0.23430.23430.23430.23430.23250.2282—飞灰浓度5244.552.4452.4452.4452.0451.06g/m3烟气重量6.50126.50126.50126.50126.55076.6746kg/kg烟气密度1.32831.32831.32831.32831.32821.3278kg/m3不同过量空气系数燃烧产物的焓温表不同过量空气系数下燃烧产物的焓温表见表3-6。表3-6烟气焓温表Iy=I0y+(α″-1)I0k空预器α″=1.25省煤器α″=1.23低温过热器前α″=1.2V0D=3.7935m3/kgV0DI0ykj/(kg℃)ADar=44.4%α0f=0.5781α0fVDH20=0.4245m3/kgVDH20V0DN2=3.0009m3/kgV0DN2N2VDRO2=0.7101m3/kg温度锅炉热平衡及燃烧和石灰石消耗量计算锅炉热平衡及燃料的计算见表3-7。锅炉热平衡及燃料和石灰石的计算表3-7序号名称符号单位计算公式来源数值1可支配热量kJ/kg见表3-413322.82排烟温度℃设定1403排烟焓kJ/kg查焓温表3-61015.854冷空气温度℃给定205冷空气焓kJ/kg查焓温表3-6100.386脱硫工况时底灰含炭量%试验数据0.87脱硫工况时底灰份额—见表3-40.42208脱硫工况时飞灰含炭量%试验数据3.09脱硫工况时飞灰份额—见表3-40.578110固体不完全燃烧损失%2.3911底灰温度℃85012灰焓kJ/kg查《循环流化床锅炉设计与计算》表8-2821.013灰渣物理热损失%1.1514气体不完全燃烧损失%查《循环流化床锅炉设计与计算》表8-10..315排烟损失%6.5216散热损失%查《循环流化床锅炉设计与计算》表8-10.517锅炉热效率%89.4118保温系数—0.99419过热蒸汽出口焓kJ/kgMPa，℃3332.7920饱和蒸汽焓kJ/kgMPa，℃2799.0721饱和水焓kJ/kgMPa，℃1100.9522给水温度℃给定10523给水焓kJ/kgMPa，℃443.7224排污率%给定125排污量kg/s0.18055626锅炉有效利用热量kw52282.4327脱硫工况时当量燃料消耗量kg/s4.38928脱硫工况时计算燃料消耗量kg/s4.20929脱硫工况时燃料消耗量kg/s4.31230计算石灰石消耗量kg/s0.077431石灰石消耗量kg/s0.091132计算燃料当量消耗量kg/s+4.230炉膛设计及传热计算炉膛结构特性计算炉膛结构如图3-1所示。炉膛结构计算见表3-8。表3-8炉膛结构计算序号名称符号单位计算公式来源数值1、密相区耐火层(0.4+3.1103+0.7)×2×5.62+(2.81+1.2)×3.0+1.2×0.7×2+2.81×0.4×270.04折算系数—《循汗流化床锅炉设计与计算》表7-10.075计算受热面积×5.253膜式壁（5.62+2.81）×2×4.575.87折算系数—《循汗流化床锅炉设计与计算》表7-11计算受热面积×75.872、稀相区耐火层3.277×0.4×2+[0.4×1.138×2+0.4×(2.337+0.4×2)]×26.952出口窗2.337×1.138×25.319折算系数—《循汗流化床锅炉设计与计算》表7-10.043计算受热面积（+）×0.528膜式壁（20.296+2.831+20.641）×5.62+(20.296+20.641)×2.81-(6.952+5.319)348.733折算系数—《循汗流化床锅炉设计与计算》表7-1201.22计算受热面积×17.913传热周界比—（44.12+20+44.12）/801.3534炉膛计算受热面积（+++）×382.72炉膛传热计算炉膛传热计算见表3-9。表3-9炉膛传热计算序号号名称符号单位计算公式或来源数值1可支配热量KJ/kg见表3-713322.82气体不完全燃烧损失%见表3-70.033固体不完全燃烧损失%见表3-72.394灰渣物理热损失%见表3-71.155热空气温度℃给定2006热空气焓KJ/kg查表3-61010.217炉膛出口过量空气系数—见表3-31.28冷空气温度℃给定209冷空气焓kJ/kg查焓温表3-6100.3810回料器进口过量空气系数—0.01311给料系统进口过量空气系数—设定0.08712炉膛进口过量系数—--1.113锅炉有效热量KJ/kg×（100）/（100-）++（+）14283.1714炉膛出口烟气温度℃假定85015炉膛出口烟气焓KJ/kg查表3-66536.7316循环灰量Kg/s104.3417计算燃料当量消耗量kg/s见表3-74.23018当量烟气体积m3/kg见表3-54.894219炉膛截面积2.81×5.6215.7920炉膛截面烟气流速（273+）/（273）5.39321床对流放热系数查《循环流流化床锅炉设计与计算》图7-225091.3522水冷壁管外壁温度℃假定26323工质温度℃取MPa时饱和温度253.0724管内外壁平均温度℃（+）/2258.03525材料导热系数℃）管材：20g,由查表0.0477426管外径0.0627管内径0.0528吸收率由,查《循环流化床锅炉设计与计算》图7-20.4057629辐射放热系数0.06013730床总放热系数+0.14683731床密相区对管传热系数（-）/(-)0.144394132管外壁计算温度℃[ln(/)/(2)](-)+262.945633误差℃│-│=0.05<0.5℃合格34鳍高0.0135鳍厚给定0.00636鳍端温度℃假定27837鳍片平均温度℃（+）/238吸收率—由,查《循环流化床锅炉设计与计算》图7-20.4096539床辐射放热系数0.06130440床总放热系数+41材料导热系数℃）材料：20g,由查表0.04724142鳍片m值22.8508243鳍基温度差℃-587.05℃-或℃-℃│-│=0.05<0.5℃47床密相区对鳍片传热系数（-）/(-)0.14368948炉膛膜式壁平均传热系数(+)/(S+)S=88.24mm，=20mm0.14426459炉膛计算受热面积见表3-8382.7250炉膛膜式水冷壁传热温差℃-596.9351保温系数—见表3-70.99452膜式壁吸热量kJ/kg/531kg燃料燃烧向炉膛受热面内工质传热量kJ/kg（-）54误差%×100%=0.15%<2%合格高温过热器设计及传热计算高温过热器结构计算高温过热器结构计算见表3-10。表3-10高温过热器结构计算序号名称符号单位计算公式来源数值1管子规格给定42给定3.52横向节距设定1053纵向节距设定60设定160平均值（60+160）/21104横向相对节距—/2.55纵向相对节距—/2.6196横向管排数—设定407纵向管排数—设定168平均管长设定2.499受热面积202.6710蒸汽流通面0.0769311烟气流通面积4.26×2.6-7.044高温过热器传热计算高温过热器传热计算见表3-11。表3-11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入口烟温℃见表3-98502入口烟焓kJ/kg见表3-96535.733蒸汽出口温度℃给定4蒸汽出口焓kJ/kg3332.795蒸汽入口温度℃假设6蒸汽入口焓kJ/kg查水蒸气性质表P=4.01MPa3100.467蒸汽吸热量kJ/kg(-)/991.708顶棚管吸热量kJ/kg假定1209烟气放热量kJ/kg+1111.7010烟气出口焓kJ/kg-/+5417.3211烟气出口温度℃查表3-6716.7912平均烟温℃（+）/2783.4013烟气容积m3/kg见表3-5(=1.2)4.894214水蒸气容积份额—见表3-5(=1.2)0.089215三原子气体容积份额—见表3-5(=1.2)0.234316烟气密度kg/m3见表3-5(=1.2)kg/m3见表3-5(=1.2)18飞灰颗粒平均直径经验值1319烟气流速(+273)/(273)20烟气对流放热系数查《锅炉原理及计算》第三版图12-621蒸汽平均温度℃(+)/2401.2522蒸汽比容m3/kg查水蒸气性质表P=3.915MPa0.0757523蒸汽流速/17.7824蒸汽侧放热系数查《锅炉原理及计算》第三版图12-16854.4025热有效性系数—查《锅炉原理及计算》第三版表12-70.7926传热系数/(+)56.0827较大顺流温压℃-497.5028较小顺流温压℃-266.7929顺流平均温压℃(-)/ln(/)370.2430传热量kJ/kg/(1000)994.8131误差%│(-)/│×100%0.3132顶棚管受热面传热量15.17℃-596.93取主受热面56.08kJ/kg/(1000)120.0533误差—│(-)/│×100%0.0434总传热量kJ/kg+1114.8635误差—│(-)/│×100%0.2836允许误差%——±237汽包出口蒸汽焓kJ/kg查表3-72799.0738喷水减温装置水流量kg/s假定0.6039顶棚管出口蒸汽焓kJ/kg+/(-)2828.1540顶棚管出口蒸汽温度℃查水蒸气性质表P=4.202MPa258.59低温过热器设计及传热计算低温过热器结构计算低温过热器结构计算见表3-12。表3-12低温过热器结构计算序号名称符号单位计算公式来源数值1管子规格给定38给定3.52横向节距设定953纵向节距设定55设定150平均值（55+150）/2102.54横向相对节距—/2.55纵向相对节距—/2.6976横向管排数—设定447纵向管排数—设定308平均管长设定2.49受热面积(-1)365.5910蒸汽流通面0.0664211烟气流通面积4.26×2.6-7.0632低温过热器传热计算低温过热器传热计算见表3-13。表3-13低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入口烟温℃见表3-11716.792入口烟焓kJ/kg见表3-115417.303蒸汽入口温度℃见表3-114蒸汽入口焓kJ/kg见表3-112828.185减温水量kg/s见表3-110.606减温水焓kJ/kg见表3-71100.957高温过热器入口蒸汽焓kJ/kg见表3-113100.468低温过热器蒸汽出口焓kJ/kg(-)/(-)3169.199低温过热器蒸汽出口温度℃查水蒸气性质表P=4.01MPa10蒸汽吸热量kJ/kg(-)/1407.3411烟气出口焓kJ/kg-/+5417.3212烟气出口温度℃查表3-6541.4113平均烟温℃（+）/2629.1014烟气容积m3/kg见表3-5(=1.2)4.894215水蒸气容积份额—见表3-5(=1.2)0.089216三原子气体容积份额—见表3-5(=1.2)0.234317烟气密度kg/m3见表3-5(=1.2)kg/m3见表3-5(=1.2)19飞灰颗粒平均直径经验值1320烟气流速(+273)/(273)21烟气对流放热系数查《锅炉原理及计算》第三版图12-622蒸汽平均温度℃(+)/2319.65523蒸汽比容m3/kg查水蒸气性质表P=4.106MPa0.0604724蒸汽流速/16.4425蒸汽侧放热系数查《锅炉原理及计算》第三版图12-161237.5026热有效性系数—查《锅炉原理及计算》第三版表12-70.7827传热系数/(+)52.9228较大顺流温压℃-336.0729较小顺流温压℃-282.8230顺流平均温压℃(-)/ln(/)308.6831传热量kJ/kg/(1000)1411.8332误差%│(-)/│×100%0.3233允许误差%——±2省煤器设计及传热计省煤器结构计算省煤器结构计算见表3-14。表3-14省煤器结构计算序号名称符号单位计算公式来源数值1管子规格给定32给定32横向节距设定903纵向节距设定604横向相对节距—/2.81255纵向相对节距—/1.8756横向管排数—设定24—设定237平均横向管排数—(+)/223.58纵向管排数—设定529并联管数—+4710管子弯曲半径6011烟道宽度设定4.2612每排管长-2×0.124.0213烟道深度(+2×60)/10002.1914受热面布置管长+(-2)/25133.9215防磨板处最上面排管长188.94靠墙各排管长2(-2)402.00进出口穿墙区2×0.1514.10弯头(/2-1)221.4816有效受热面管长-(++)/2+/24734.76179受热面积475.9918水流通面积0.0249519烟气流通面积-(+2)6.216省煤器传热计算省煤器传热计算见表3-15。表3-15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入口烟温℃见表3-13541.412入口烟焓kJ/kg见表3-134001.473省煤器吸热量kJ/s8914.034给水温度℃给定5给水焓kJ/kg见表3-7443.726汽包出口蒸汽汽化潜热kJ/kg查水蒸气性质表P=4.202MPa1698.177减温水放热量kJ/kg/（+）55.878水实际入口焓kJ/kg+499.599水入口温度℃查水蒸气性质表P=4.8323MPa118.2410水出口焓kJ/kg+/（+）948.9211水出口温度℃查水蒸气性质表P=4.202MPa12水沸腾度-=1100.95-948.92=152.0313水吸热量kJ/kg（+）(-)/1937.1214烟气出口焓kJ/kg-/+2052.4615烟气出口温度℃查表3-6283.7816平均烟温℃（+）/2412.59517烟气容积m3/kg见表3-5(=1.22)4.932118水蒸气容积份额—见表3-5(=1.22)0.088519三原子气体容积份额—见表3-5(=1.22)0.232520烟气密度kg/m3见表3-5(=1.22)kg/m3见表3-5(=1.22)22飞灰颗粒平均直径经验值1323烟气流速(+273)/(273)24烟气对流放热系数查《锅炉原理及计算》第三版图12-725平均水温℃(+)/2169.4226水比容m3/kg查水蒸气性质表P=4.5201MPa0.00111127水流速（+）/0.81228传热系数/(1+)73.2229较大顺流温压℃-320.8130较小顺流温压℃-165.5431顺流平均温压℃(-)/ln(/)234.6832传热量kJ/kg/(1000)1933.5833误差%│(-)/│×100%0.1834允许误差%——±2空气预热器设计计算空气预热器结构计算空气预热器结构计算见表3-16。表3-16空气预热器结构计算序号名称符号单位计算公式来源数值1管子规格给定40给定1.52横向节距设定603纵向节距设定404横向相对节距—/1.55纵向相对节距—/166横向管排数—设定637纵向管排数—设定568管子根数—35289烟道宽度设定4.2610烟道深度[(-1)+2×40]/10002.2811管箱距离设定7512管箱高度设定3139受热面积×22560.3014空气流通面(--2)4.7715烟气流通面积3.793空气预热器传热计算空气预热器传热计算见表3-17。表3-17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入口烟温℃见表3-15283.782入口烟焓kJ/kg见表3-152052.463空气入口温度℃给定4空气入口焓kJ/kg查表3-6100.385空气出口温度℃给定2006空气出口焓kJ/kg查表3-61010.217空气平均温度℃(+)/21108空气平均焓kJ/kg(+)/2555.2959出口过量空气系数—1.110空气吸热量kJ/kg(+/2)(-)1014.4611烟气出口焓kJ/kg-/+1048.5412烟气出口温度℃查表3-6144.4213平均烟温℃（+）/2214.114烟气容积m3/kg见表3-5(=1.25)5.02715烟气密度kg/m3见表3-5(=1.25)kg/m3见表3-5(=1.25)17烟气流速(+273)/(273)—水蒸气容积份额—见表3-5(=1.25)0.086920烟气侧对流放热系数查《锅炉原理及计算》第三版图12-821空气流速(+/2)×(+273)/(273)5.2622空气侧放热系数查《锅炉原理及计算》第三版图12-763.0823利用系数—查《锅炉原理及计算》第三版图12-90.7924传热系数/(+)17.2625入口温压℃-83.7826出口温压℃-124.4227逆流温压℃(-)/ln(/)102.76428大温降℃-18029小温降℃-139.3630参数—/（-）0.528331参数—/1.291632温压修正系数—查《锅炉原理及计算》第三版图12-40.9433温压℃96.6031传热量kJ/kg/(1000)1009.1832误差%│(-)/│×100%0.5333允许误差%——±2热力计算结果汇总表热力计算汇总见表3-18。表3-18热力计算汇总序号名称符号单位炉膛高温过热器低温过热器省煤器空气预热器1烟气入口温度℃—850716.79541.41283.782烟出口温度℃850716.79541.41283.78144.423介质进口温度℃253.07352.5258.59118.24204介质出口温度℃253.07450380.72220.602005介质平均流速—17.7816.440.8125.266烟气平均速—11.379.698.4310.567平均温压℃—370.24308.68234.6896.68传热系数—56.0852.9273.2217.269受热面积—202.67365.59475.992560.3010附加受热面积—15.17———11总传热量kJ/kg7791.601114.861411.831933.581009.1812锅炉热平衡=0.35%<0.5%，合格。本章小结本章主要对整个锅炉的热力进行了计算。在辅助计算中对有脱硫工况是作了脱硫效率计算，空气平衡、燃烧产物特性及焓温计算，以及锅炉热平衡及燃料何石灰石消耗量计算。然后根据烟气走向对锅炉各个部分作了具体的结构设计和传热计算，包括炉膛结构特性及传热计算，高温过热器结构及传热计算，低温过热器结构及传热计算，省煤器和空气预热器的结构设计及传热计算。最后进行热力计算汇总和校核。强度计算锅筒强度校核计算锅筒展开图和下降管接头图见图4-1和图4-2。图4-1锅筒展开图图4-2集中下降管接头图筒体最大未加强孔直径计算筒体最大未加强孔直径计算见表4-1。表4-1筒体最大未加强孔直径计算序号名称符号单位计算公式及来源数值1锅筒计算压力MPa给定4.2022锅筒绝对压力MPa+0.14.3023饱和温度℃查水蒸气性质表253.074锅筒计算壁温℃=253.075基本许用应力MPa锅筒材料为20g，查《锅炉原理及计算》表19-2124.396修正系数—查《锅炉原理及计算》表19-11.07许用应力MPa124.398锅筒筒体壁厚mm设定429腐蚀减薄量mm取用0.510工艺减薄量mm查《锅炉原理及计算》表19-7311附加壁厚mm+3.512锅筒筒体有效壁厚mm-38.513锅筒内径mm给定140014系数—0.62515——1400×38.55390016最大未加强孔直径mm查《锅炉原理及计算》图19-15200孔加强的计算孔的加强计算见表4-2。表4-2孔的加强计算序号名称符号单位计算公式及来源数值1管接头焊脚高度mm设定252焊缝面积mm212503管接头壁厚mm给定304管接头内径mm给定2225/——30/2220.1356有效加强高度mm由于/<0.19,故取=2.5和2.5中较小值757管接头插入筒体深度mm给定308管接头附加壁厚mm关节透车削而成，不考虑附加壁厚09管接头有效壁厚mm-3010管接头许用应力MPa与汽包筒体材料及计算壁温相同124.3911工作压力MPa给定4.20212管接头理论壁厚mm3.8113管接头承受内压外的多余面积mm2（-）+25728.514锅筒筒体不考虑孔排减弱的理论壁厚mm24.0515锅筒筒体承受内压外的多余壁厚mm2（-）3207.916筒体在理论壁厚开孔去掉的面积mm25339.117起加强作用的面积mm2++10186.418在孔四分之一孔径范围内的加强面积mm2++/28582.45校核：（1）++>，10186.4>5339.1。（2）++/2>2/3，8582.45>3559.4。集中下降管孔强度合格。相邻两孔互不影响最小节距计算相邻两孔互不影响最小节距计算见表4-3。表4-3相邻两孔互不影响最小节距计算序号名称符号单位计算公式及来源数值1孔直径mm给定1022锅筒筒体内径mm给定14003锅筒筒体壁厚mm给定424相邻两孔互不影响最小节距mm+2594.20孔桥减弱系数计算孔桥减弱系数计算见表4-4。表4-4孔桥减弱系数计算序号名称符号单位计算公式及来源数值Ⅱ-Ⅲ象限孔桥减弱系数1系数—b/a0.77322系数—1.37283斜向节距mm490.444斜向孔桥减弱系数—(-d)/0.7925斜向孔桥当量减弱系数—1.087Ⅳ-Ⅰ象限孔桥减弱系数1纵向孔桥减弱系数—(450-102)/4500.773锅筒筒体允许最小减弱系数计算锅筒筒体允许最小减弱系数计算见表4-5。表4-5锅筒筒体允许最小减弱系数计算序号名称符号单位计算公式及来源数值1锅筒筒体允许最小减弱系数—0.631校核：（1）Ⅰ-Ⅱ象限、Ⅲ-Ⅳ象限孔间距均大于，故不考虑孔排减弱。（2）Ⅱ-Ⅲ象限、Ⅳ-Ⅰ象限孔桥减弱系数均大于。锅筒筒体孔桥强度合格。锅筒凸形封头强度校核计算锅筒凸形封头强度校核计算见表4-6。表4-6锅筒凸形封头强度校核计算序号名称符号单位计算公式及来源数值1计算压力MPa给定4.2022内径mm给定14003介质温度℃按锅筒介质温度253.074计算壁温℃=253.075基本许用应力MPa锅筒材料为20g，查《锅炉原理及计算》表19-2124.396修正系数—查《锅炉原理及计算》表19-11.07许用应力MPa124.398人孔最大尺寸mm给定4259封头减弱系数—1-/0.696410封头内高度mm给定35011形状系数—1.012封头壁厚mm给定4213封头附加壁厚mm/=0.25<0.35,q取=0.094.1414封头有效壁厚mm-37.8615封头最高允许工作压力MPa4.5616封头理论壁厚mm34.80校核：（1）凸形封头的计算压力小于最高工作压力，即<，封头强度合格。（2）几何参数校核：，，。安全阀排放能力校核计算安全阀排放能力校核计算见表4-7。表4-7安全阀排放能力校核计算序号名称符号单位计算公式及来源数值1额定蒸发量kg/h给定650002计算压力MPa按锅筒压力值4.2023安全阀始启压力MPa1.044.374安全阀数量—设计选取25安全阀喉径mm设计选取606安全阀排气面积mm22（）10053.087安全阀提升高度mm设计选取308排放系数—时，0.2359蒸汽比容修正系数—按饱和蒸汽110排气能力kg/h(10.2+1)103619.13校核：安全阀排气能力大于锅炉额定蒸发量，即>，合格。本章小结本章主要对锅炉的部分受压元件进行设计和强度校核计算，主要包括锅筒筒体设计和强度校核计算，下降管管接头的设计和加强计算，以及锅筒凸形封头的设计和强度校核计算；最后对安全的排放能力作了校核。最后对安全阀的排放能力进行校核计算。烟风阻力计算烟道阻力计算炉膛真空度根据平衡通风情况给出的炉膛出口负压取值范围为20-30Pa，在此取炉膛真空度Pa。旋风分离器阻力计算进口烟道阻力计算进口烟道阻力计算见表5-1。表5-1进口烟道阻力计算序号名称符号单位计算公式或来源数值1烟气温度℃见热力计算8502烟气实际密度kg/m30.33293炉膛上部出口截面积m24进口烟道入口截面积m22.665烟气（进口烟道）入口速度m/s（273+）/（273）6烟气（炉膛上部）出口速度m/s（273+）/（273）5.397压缩系数—0.37378实际灰浓度kg/m31.27549修正系数—1.175910烟气加速突变损失Pa63.2311灰粒出口速度m/s=5.3912灰粒入口速度m/s=16.0113灰粒加速突变损失Pa(-)216.8514烟道出口截面积m21.8215烟气出口速度m/s（273+）/（273）23.4016压缩系数—0.243417烟气加速渐变损失Pa灰粒入口速度m/s=19灰粒出口速度m/s=23.4020灰粒加速渐变损