【《300MW发电厂煤粉锅炉的燃烧室结构设计及热力计算过程案例》2500字】

MW发电厂煤粉锅炉的燃烧室结构设计及热力计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u5864300MW发电厂煤粉锅炉的燃烧室结构设计及热力计算过程案例 192621.1锅炉炉膛布置 15771.1.1炉膛简介 1222161.1.2炉膛和屏式过热器结构设计 2193631.2炉膛结构尺寸 665771.3炉膛的热力计算 81.1锅炉炉膛布置1.1.1炉膛简介本次设计是300MW的新汶烟煤的煤粉锅炉设计,在我的设计过程中,需要提高性价比并且减少金属消耗,避免危险现象。争取把锅炉的热效率提高，使锅炉更加安全可靠。该毕业设计的布置方案是T型方案设计，和应用广泛的Π型方案类似，但不同的是，它取消了水平烟道。然后炉膛上端则是布置了屏式过热器,顶棚过热器；烟道则是依次的布置高过，低过以及省煤器和空气预热器。采用的是全悬吊的结构，十分节省材料。炉膛燃烧器的选择上，我选用直流燃烧器，燃烧方式则是四角切圆燃烧，改善风粉的混合情况。锅炉压力大并且炉膛环境恶劣，水冷壁的选择则是至关重要，需要选择气密性好并且耐高温的管道，膜式水冷壁的保护作用是最为彻底的，气密性十分好，不容易结渣并且漏风量少，可以提高锅炉热效率并且减少排烟热损失。维修更是方便,简洁，可提高锅炉的使用寿命。1.1.2炉膛和屏式过热器结构设计表3-1炉膛和屏式过热器结构设计序号名称符号单位计算公式或数据来源数值炉膛容积热负荷qvw/m3参考《原理》表8-38，表8-39160000计算炉膛容积Vf,calm3=1000*155842.9*25140/(160000*3600)6801.893炉膛截面热强度qaw/m3参考《原理》表8-40，表8-41，表8-424700计算炉膛截面积Af,calm2=1000*155842.9*25140/(4700*3600000)231.554炉膛截面宽深比a/b按a/b=1~2选取，正方形最佳1炉膛宽度am选取a值使a/b=1=231.554^(1/2)15.2169炉膛深度bm=231.554/15.216915.2169冷灰斗倾角θwch°参考《原理》11-1节55冷灰斗出口深度bwchm参考《原理》11-1节10冷灰斗出口尺寸lwchm取0.6—1.4自选1.2冷灰斗中部宽度llcm参考《原理》11-1节8.2084461/2冷灰斗高度hwchm参考《原理》11-1节5.004549冷灰斗容积Vwchm3按0.5hwch计算锥台体积891.9629折焰角长度lfam参考《原理》11-1节5.072297折焰角上倾角θup°参考《原理》11-1节35折焰角下倾角θdw°参考《原理》11-1节30屏式过热器管径dmm设计选取42屏式过热器管壁厚δmm设计选取5屏式过热器管内工质质量流速ρwkg/(m2.s)参考《原理》13-6节1000减温水量Djw2kg/h假设10000屏式过热器管子总流通面积Am2=(1230000-0.02*1230000)/(3600*1000)0.33屏式过热器每根管子的流通面积Aimm2=1.1415926*(42-2*5)*(42-2*5)/4804.2477屏式过热器管子数n按ncal圆整定（A/Ai）=330000/804.2477410屏式过热器横向管距s1mm参考《原理》13-6-3节790屏式过热器横向排数Z1按Z1,cal圆整定（按a/s1-1选取）=15.2169/(790/1000)-1=18.26约等于1818屏式过热器单片管子数n1,cal按n/Z1选取整数=410/18=22.77823屏式过热器纵向节距s2mm参考《原理》表3-1346屏式过热器最小弯曲半径R参考《原理》13-6-3节80屏式过热器底部高度向节距s3mm参考《原理》13-6-3节60屏式过热器纵向短接管排数设计选取2屏式过热器单片管子回程数n设计选取4屏式过热器深度bpm查图（为防超温，两圈管子短接）4528屏式过热器后侧距折焰角余量δfam设计选取0.1炉膛出口烟气流速wgm/s参考《原理》13-6-3节7.2炉膛出口烟气温度θf’’℃先假定后校核1185炉膛出口流通面积Aem2261.3266炉膛出口高度hchmAe/a=261.3266/15.216917.17345屏式过热器高度hpmhe,fa+hfa14.5烟道烟气流速wsym/s11.56高温再热器入口烟道高hsym10.69627折焰角高度hzym参考《原理》11-1节0.25207折焰角下倾角高度hfa,bm2.928492高过与屏过距离m见结构图2.1计算高温过热器入口烟道高度hscs,cm见结构图12.8475炉顶高度hfrm=14.5+2.9284917.42849炉顶容积Vfrm3因炉顶以设计完，按图计算1808.82主体容积VFm3=6801.893179-891.9629-1808.824101.114炉膛主体高度hFm=4101.114/231.55417.71128炉膛总高hmhfr+hF+hwch40.14432加热回路宽度m按每个加热回路宽度<=2.5m 2.27前后墙水冷壁回路个数Z1,ww--7左右侧水冷壁回路个数Z2,ww--7水冷壁管径d设计选取60水冷壁壁厚设计选取5管子节距s设计选取80前后墙管子根数n1按a/s选取，要求合满布置炉膛15.2169/80*1000=190.21125191左右侧管子根数n2按a/s选取，要求合满布置炉膛同上191共有管子数n2(n1+n2)=91*4=764764顶棚管直径droofmm设计选取38顶棚管壁厚δroofmm设计选取4顶棚管节距sroofmm设计选取50顶棚管排数Zroof按a/sroof取，要求合满布置炉膛=15.2169/50*1000=304.923051.2炉膛结构尺寸表3-2炉膛热力计算符号名称符号单位计算公式或数据来源数值炉膛高度hm查图（冷灰斗中心线至炉膛顶棚中心线）=5.004549+17.42849+17.711240.1443冷灰斗面积Hwchm24（a+lwch）/2164.3184Hwch=4*(15.2169+1.2)/2*5.004549单侧墙面积Hswm2(Vf,cal-Vwch)/a=(6801.893179-891.9629)/15.2169388.3794前墙面积Hfwm2a(h-hwch)=15.2169*(40.144-5.004549)534.71后墙面积Hrwm2a[lfa/cos(358.636dw)+hF]==15.2169*(5.072/COS(30*PI()/180)+17.7112)炉膛出口烟窗面积Hfem2a(hp+bp+291.0687fa)=15.2169*（14.5+4.528+0.1）炉顶包覆面积Hroofm2a(b-bp+161.1300fa)=15.2169（15.2169-4.528-0.1）燃烧器四角切除面积Aqcm227.2186燃烧器补加面积Abjm24BrHr19.2465燃烧器损失面积Assm2Aqc-Abj=27.2186-19.24657.9722炉膛总面积HFm22Hsw+Hfw+Hrw+Hfe+Hroof+Hrb+Hwch2471.7132各类门孔面积Hmhm2设计选取经验取值12炉膛角系数x-设计选取0.98前后侧倾水冷壁角系数xq按膜式鳍状水冷壁选取 1炉膛出口烟窗角系数xch有屏过1炉膛平均角系数x查表得0.9987炉膛辐射受热面积Hrm2x(HF-Hmh)=0.9987*(2471.7132-12)2458.5062四个切角损失的炉膛容积VSm31.3681炉膛总容积Vm3Vf,cal-VS=6801.8930-1.36816798.5250有效辐射层厚度sm9.8988Vf,cal/1.6HF=6801.8930/1.6*2471.71321.3炉膛的热力计算表3-3炉膛的热力计算符号名称符号单位计算公式或数据来源数值1热空气温度tha0C设计选取3602热空气理论焓Iha0kJ/kg查表2-43100.47253炉膛漏风系数F-参考《原理》表4-3P470.054制粉系统漏风系数ms-参考《原理》表4-5（中速磨）P480.045冷空气温度tca0C设计选取206理论冷空气焓Ica0kJ/kg查表2-4191.37热空气份额ah--（F+ms）1.118空气带入炉内热量QairkJ/kgahIha0+(F+ms)Ica0=1.11*3100.4725+(0.05+0.04)*191.33458.921591kg燃料带入炉内的热量Q1kJ/kgQin(100-qug-qrad-quc)/(100-quc)+Qair=25140*(100-0-1.2-1.4)/(100-1.2)+3458.92147528497.140110理论燃烧温度a0C根据Q1查表2-42108.0438TaK273+a2381.043811炉膛出口烟温0C先假定，后校核130012炉膛出口烟焓kJ/kg查表2-416712.48513灰粒子平均直径dfam参考《原理》表11-4（中速磨）1314烟气平均热容量VCkJ/(kg0C（Q1-）/(a-)=(28497.1401-16712.485)/(2108.0438-1300)14.58415水蒸气容积份额rH2O-查表2-30.08020716三原子气体容积份额rn-查表2-30.222617烟气密度（标准状态）gkg/m3查表2-31.328918炉膛压力pMPa设计选取0.119三原子气体分压力pnMPaPrn=0.1*0.22260.0222620pn与s的乘积pnsmMPaPrns=0.02226*9.89880.2221烟气辐射减弱系数kg(mMPa)-110.2[(0.78+1.6rH2O)/(10.2pns)0.5-0.1](1-0.37:/1000)2.15768222飞灰减弱系数kfa(mMPa)-148350g/(:2dfa2)1/377.9264423焦炭粒子辐射减弱系数kCO(mMPa)-1参考《原理》公式（11-42）10.224无因次量x1-参考《原理》公式（11-42）0.525无因次量x2-参考《原理》公式（11-42）0.126火焰辐射减弱系数K(mMPa)-1kgrn+kfafa+kCOx1x2=0.5*0.1*10.2+0.2226*2.157682+77.92644*0.01612.2127辐射吸收率Kps-Kps=2.21*0.1*9.89882.18828炉膛火焰有效黑度fl-1-e-Kps0.88841629水冷壁的灰污系数-参考《原理》表11-20.4530平均热有效系数ave-x=0.45*0.99870.44941431水冷壁角系数x0.44132炉膛黑度aF-afl/[ave(1-afl)+afl]=0.8879/(0.449415*(1-0.8879)+0.8879)0.94657033燃烧器高度hbm设计选取的经验数据11.49403634冷灰斗至炉膛出口中心高度hFm查图34.79618735燃烧器相对高度xbmhb/hF=11.494036/34.7961870.33032536参数x-参考《原理》表11-3037火焰中心相对高度xfl-xb+x=0.330325+00.33032538炉内最高温度有关的系数M-B-Cxfl,参考《原理》表11-3B=0.59,C=0.50.42483839炉膛出口烟温0CTa/{M[0Ta3aFFrave/(BcalVC)]0.5+1}-273=2381.0438/(0.424838*((2381.0348^3*0.9463*0.4494*Fr*10^(-11)*'2458.5129