1、1 引 言電廠制粉系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)是火電廠系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)的一個重要內(nèi)容。制粉系統(tǒng)主要由磨煤機(jī)、風(fēng)機(jī)、排粉機(jī)、煤倉、粉倉、送風(fēng)機(jī)、送粉機(jī)等組成,就是將煤磨制成一定粒度的煤粉并輸送至鍋爐進(jìn)行燃燒的所有設(shè)備組成的系統(tǒng)。煤粉爐的燃燒設(shè)備包括爐膛（燃燒室），燃燒器和點(diǎn)燃裝置1。制粉系統(tǒng)制粉系統(tǒng)的好壞可直接影響鍋爐的運(yùn)行，對鍋爐的經(jīng)濟(jì)影響較大。同時也影響了投資者的利益。制粉系統(tǒng)是電廠鍋爐燃燒系統(tǒng)的一個子系統(tǒng), 是煤粉鍋爐的重要組成部分，同的電廠因燃用的煤不同，因此選用的磨煤機(jī)型號也就不同。鍋爐燃燒調(diào)整的主要任務(wù)是根據(jù)不同的負(fù)荷和煤種，進(jìn)行合理的配風(fēng)、配煤，以保證鍋爐燃燒的安全性和經(jīng)濟(jì)性。近幾年來，電力工業(yè)

2、對煤粉燃燒提出了越來越高的要求，概括起來主要有：燃燒的高效率、燃燒的穩(wěn)定性、低污染以及良好的煤種適應(yīng)性和快速負(fù)荷變化適應(yīng)性。目前新型燃燒器已在我國火電廠中得到不同規(guī)模的應(yīng)用，有的新型燃燒器已達(dá)到正常運(yùn)行水平，并在穩(wěn)定燃燒，適應(yīng)煤質(zhì)變化和負(fù)荷變動、節(jié)約點(diǎn)火和助燃用油、降低NOx的排放等方面取得了不同程度的效果，對火電廠的節(jié)能和安全運(yùn)行創(chuàng)造了良好的條件，產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。當(dāng)前,煤粉燃燒技術(shù)面臨燃料品質(zhì)、燃燒經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境保護(hù)等3 個方面的新挑戰(zhàn)，應(yīng)從煤份氣流在爐內(nèi)穩(wěn)燃過程入手力求設(shè)計(jì)更好的穩(wěn)燃能力強(qiáng)的燃燒器，以獲得更好的利益。本設(shè)計(jì)為根據(jù)假想煙煤和670t/h鍋爐的一些具體參數(shù)進(jìn)行磨煤機(jī)的

3、優(yōu)化選型，以及燃燒器的選型。通過論證、分析和選型計(jì)算確定鍋爐所配合的磨煤機(jī)型號的制粉系統(tǒng)形式鋼球磨煤機(jī)中間儲倉式制粉系統(tǒng)；通過煤粉水分和熱平衡確定干燥劑溫度和熱空氣溫度比較進(jìn)一步確定干燥劑的組成成分；并校核熱力計(jì)算結(jié)果是否滿足鍋爐燃燒對一次風(fēng)的要求，干燥劑中容積份額能滿足防爆要求，確定干燥劑中的含濕量和露點(diǎn)是否滿足防止結(jié)露的要求；通過確定制粉系統(tǒng)設(shè)備、管道及其元件的阻力系數(shù)來確定系統(tǒng)阻力，校核所選風(fēng)機(jī)的壓頭能否滿足要求；最后經(jīng)校核，確定制粉系統(tǒng)附屬設(shè)備和部件（原煤倉、給煤機(jī)、粗/細(xì)粉分離器、各種風(fēng)機(jī)等等）。最后通過制粉系統(tǒng)的確定從而選擇相應(yīng)的燃燒器型號。在現(xiàn)代煤粉鍋爐中，鍋爐制粉設(shè)備系統(tǒng)已經(jīng)成

4、為與鍋爐燃燒設(shè)備共同組成的不可分割的燃燒系統(tǒng)整體的重要部分.其爐型和制粉系統(tǒng)的選擇與煤質(zhì)的特性是息息相關(guān)的，所選制粉系統(tǒng)的好壞，直接影響到鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行，對整個鍋爐系統(tǒng)（電站）的經(jīng)濟(jì)性影響較大.由于制粉系統(tǒng)設(shè)備上的問題或選型不當(dāng)和系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)不合理而影響鍋爐正常運(yùn)行或新機(jī)組不能順利投產(chǎn)的事例不勝枚舉。在這次設(shè)計(jì)中我們參考了一些具體的文獻(xiàn)資料，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程和技術(shù)計(jì)算。在設(shè)計(jì)中培養(yǎng)了自我的獨(dú)立思考和獨(dú)立解決問題的能力為以后的工作實(shí)踐提供寶貴知識鋪墊，收獲很大。2 設(shè)計(jì)的任務(wù)、思想及原始資料2.1 設(shè)計(jì)的任務(wù)電廠鍋爐制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)是火電廠系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)的一個重要內(nèi)容，目的是根據(jù)燃用煤種不同，設(shè)計(jì)出

5、不同形式的制粉系統(tǒng)，使學(xué)生得到火電廠系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初步鍛煉。對于給定鍋爐配備什么形式的制粉系統(tǒng)，和選擇什么型號的磨煤機(jī)，是根據(jù)鍋爐的設(shè)計(jì)煤種而定的。本設(shè)計(jì)就是根據(jù)設(shè)計(jì)煤種，通過論證和選型計(jì)算確定磨煤機(jī)型號和制粉系統(tǒng)形式；通過煤粉水分確定干燥劑溫度和熱空氣溫度比較進(jìn)一步確定干燥劑的組成成分；根據(jù)干燥劑的各種組成比例確定各個風(fēng)機(jī)的容量；管道設(shè)計(jì)可借鑒典型設(shè)計(jì)，根據(jù)管道阻力計(jì)算確定各個風(fēng)機(jī)的壓頭；其他設(shè)備的選型計(jì)算就可確定響應(yīng)的設(shè)備（粗/細(xì)粉分離器、給煤機(jī)、煤粉倉等等）。所有的設(shè)備確定后，繪制一張燃燒系統(tǒng)圖（A0圖紙），一張制粉系統(tǒng)圖，和一張燃燒器布置圖。2.2 設(shè)計(jì)思想制粉系統(tǒng)必須按照電廠鍋爐實(shí)際燃用

6、的煤種進(jìn)行設(shè)計(jì)。應(yīng)當(dāng)預(yù)先取得有代表性煤樣進(jìn)行必要的分析化驗(yàn)以得到設(shè)計(jì)所必須的資料和數(shù)據(jù)。對于已在電廠廣為應(yīng)用是熟知煤種可進(jìn)行必要的分析核定煤樣的煤種歸屬。制粉系統(tǒng)的范圍包括原煤倉至鍋爐燃燒器之前的所有設(shè)備，部件，管道及起元件以及儀表，調(diào)節(jié)和控制裝置。燃燒器通過制粉系統(tǒng)的確定來確定。3. 原始資料3.1 設(shè)計(jì)煤種成分分析煙煤的成分為： %， ，%， % ，%， %， ，%4 燃燒產(chǎn)物和鍋爐熱平衡計(jì)算4.1 燃燒產(chǎn)物計(jì)算理論空氣量及理論煙氣量2燃料完全燃燒時所需要的空氣量可以根據(jù)完全燃燒化學(xué)反應(yīng)方程式來計(jì)算. 理論煙氣量是在燃料完全燃燒時,有二氧化碳, 二氧化硫,水蒸氣,氮?dú)?這四種氣體組成的.在

7、鍋爐運(yùn)行時,由于鍋爐的燃燒設(shè)備不盡完善和燃燒技術(shù)等的限制,因此實(shí)際所需的空氣量要大于理論空氣量.表1理論空氣量及理論煙氣量計(jì)算名稱符號單位計(jì)算公式結(jié)果理論空氣量0.0889(CararararRO2容積0.01866(Carar)N2理論容積VK+H2O理論容積ar124WarVK2煙道中各處過量空氣系數(shù)及各受熱面的漏風(fēng)系數(shù)2 過量空氣系數(shù)是表示空氣相對于完全燃燒狀態(tài)下的所需空氣的量的多少,一般情況下空氣都是過量的,原因是由于鍋爐設(shè)備的不嚴(yán)密,空氣在鍋爐的各個地方都有漏風(fēng),對于不同的鍋爐他們的量是不同的.表2煙道中各處過量空氣系數(shù)及各受熱面的漏風(fēng)系數(shù)序號鍋爐受熱面過量空氣系數(shù)漏風(fēng)系數(shù)入口出口1

8、爐膛2蒸汽過熱器3鍋爐管束4省煤器5空氣預(yù)熱器.1333煙氣特性表2煙氣特性表是對鍋爐的各部件,其中包括爐膛,蒸汽過熱器,鍋爐管束,省煤器,空氣預(yù)熱器等的計(jì)算.其中還的計(jì)算實(shí)際水蒸氣的體積,煙氣總體積, RO2容積份額等的計(jì)算.表3受熱面煙道中煙氣特性表名稱符號單位12345平均過量空氣系數(shù)pj實(shí)際水蒸氣容積VH2O/kg.0698煙氣總?cè)莘eVy/kgRO2容積份額rrRO2H2O容積份額rrH2O0.081三原子氣體容積份額rrq4煙氣焓溫表2 煙氣是含有多種氣體成分的混合氣體,煙氣的焓是煙氣的各組成成分的焓的總和.通過對煙氣焓值的計(jì)算可以很清楚的知道鍋爐有關(guān)的量值,對其分析有好處.煙氣溫度

9、VRO2=1.212 Nm3/VN2=5.402 Nm3/VH2O=1.273 Nm3/kj/kg =6.831 Iy=Iy+(-1) VKkj/kgC3+5+7IIIII1234567891011121314151001701301511322003572603042663005593924634034007729350752762654250099466479568460012258044343029698307001462948512101114997880017051094133411299001952124215261009912821000220413921723143711002

10、45815441925159512002717169721321753130029771853234419141400323920092559207615003505216627792239表4煙氣焓溫表4.2 鍋爐熱平衡及燃料消耗量2鍋爐熱平衡包括正平衡和反平衡，其中反平衡用的較多，因?yàn)榉雌胶饽芎芮宄姆从吵龈鱾€量對鍋爐熱效率的影響，以及哪個量是主要的影響量。通過對各個熱損失的量計(jì)算和其他的量，就能計(jì)算出燃料消耗量和算燃料消耗量。表5鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算表序號名稱符號計(jì)算公式技術(shù)之來源數(shù)值單位1燃料的低位發(fā)熱量給定25812kj/kg2冷空氣溫度給定30C3冷空氣理論焓值查焓溫表kj/

11、kg4排煙溫度給定148C5排煙焓值查焓溫表kj/kg6固體不完全燃燒熱損失文獻(xiàn)22%7氣體不完全燃燒熱損失文獻(xiàn)20%8排煙熱損失文獻(xiàn)26%9散熱損失文獻(xiàn)2%10鍋爐總的熱損失%11鍋爐熱效率%12過熱蒸汽溫度給定540C13過熱蒸汽焓查水蒸氣表kj/kg14排污水焓查水蒸氣表t/h15額定蒸汽量給定670t/h16給水溫度給定240C17給水焓查水蒸氣表1038.6kj/kg18鍋爐機(jī)組總有效利用熱1621460300kj/kg19燃料消耗量Bt/h20計(jì)算燃料消耗量B(1- q4%)t/h21保熱系數(shù)5. 磨煤機(jī)的選型和制粉系統(tǒng)形式的確定5.1 磨煤機(jī)型號的選擇 鋼球磨煤機(jī)鋼球磨煤機(jī)的最大

12、優(yōu)點(diǎn)是，適應(yīng)煤種廣，實(shí)際上可磨任何煤種。特別對于硬質(zhì)煤，無煙煤及高灰份煙煤等都能適應(yīng)。不怕煤中混有鐵件等雜物。另一特點(diǎn)是能長期可靠運(yùn)行，維持一定的出力和煤粉細(xì)度，并且單機(jī)出力大。由于在運(yùn)行中可以添加鋼球，檢修周期長。其主要缺點(diǎn)是設(shè)備笨重龐大，占地面積大，金屬消耗及初投資高，運(yùn)行電耗超過其他形式的磨煤機(jī)3。根據(jù)以上特點(diǎn)綜合考慮 選擇鋼球磨煤機(jī)。 磨煤機(jī)型號的選擇總則4磨煤機(jī)性能參數(shù)計(jì)算的目的是根據(jù)磨煤機(jī)出力，通風(fēng)量，煤粉細(xì)度等選擇合適的磨煤機(jī)型號。磨煤機(jī)性能參數(shù)主要包括：出力（最大或最?。?，煤粉細(xì)度，通風(fēng)量（最大或最?。?，阻力和提升壓頭，功率，研磨件壽命等。磨煤機(jī)出力包括研磨出力，通風(fēng)出力和干燥

13、出力三種最終出力取決于三者最小值。磨煤機(jī)的基本出力是指磨煤機(jī)在特定的媒質(zhì)條件小煤粉細(xì)度的出力。通?；境隽υ谀ッ簷C(jī)性能基本參數(shù)表中給出。磨煤機(jī)的設(shè)計(jì)最大出力是指磨煤機(jī)在鍋爐設(shè)計(jì)媒質(zhì)條件小和鍋爐設(shè)計(jì)煤粉細(xì)度下的最大出力能力，該出力是通過給定的公式，圖表計(jì)算或試磨實(shí)驗(yàn)得到的。設(shè)計(jì)最小出力是考慮磨煤機(jī)振動，許多的最小通風(fēng)量下的風(fēng)煤比計(jì)算給定的。 每臺磨煤機(jī)應(yīng)有的出力 =式中：鍋爐實(shí)際耗煤量t/h。 每臺鍋爐配置的磨煤機(jī)臺數(shù)。 在這里取1.1磨煤機(jī)出力儲備系數(shù)。對鋼球貯倉式系統(tǒng)，當(dāng)全廠備用磨煤機(jī)臺數(shù)達(dá)到2臺及以上。且輸粉機(jī)能保證可靠輸粉時對于后期安裝的鍋爐，在1.15的前提下，應(yīng)適當(dāng)減少磨煤機(jī)裝置的臺

14、數(shù)。對于雙爐膛鍋爐，每一個爐膛各設(shè)一臺備用磨煤機(jī)。機(jī)組容量為200MW及以下時，每臺鍋爐宜設(shè)置臺磨煤機(jī)，不設(shè)備用。 磨煤機(jī)型號的確定（1）粗粉分離器出口煤粉細(xì)度：配離心式分離器的制粉設(shè)備煤粉的均勻性系數(shù)，n（2） 煤的可磨度： 根據(jù) 和查文獻(xiàn)4得 工作燃料的可磨度4煤收到基最大水分：煤粉水分：在這里取=1磨煤機(jī)進(jìn)口水分：磨煤機(jī)內(nèi)煤的平均水分：工作燃料對可磨性的修正系數(shù)：原煤質(zhì)量換算系數(shù)：煤粒度對磨煤機(jī)出力的修正系數(shù)：(8) (9)工作燃料的可磨度： (10) 臨界轉(zhuǎn)速比： （選?。?11) 筒內(nèi)填充球系數(shù)（先選取后校核）：取(12) 通風(fēng)量對出力的修正系數(shù)： 按 取 =1(13) 按磨煤條件所

15、需要的筒體容積 (14) 磨煤機(jī)型號選擇：根據(jù)磨煤條件所需容積選擇磨煤機(jī)。選擇磨煤機(jī)型號為： 290/350 具體參數(shù)為：充填率：最大裝球量：26t(15)筒體的實(shí)際容積：m3(16) 實(shí)際需要充球系數(shù)：(17) 鋼球磨煤機(jī)筒體的臨界轉(zhuǎn)速：(18)鋼球堆積密度：（選?。?19)筒內(nèi)裝球量：(20)磨煤機(jī)實(shí)際磨煤出力：滿足要求磨煤機(jī)實(shí)際出力應(yīng)不小于其應(yīng)有出力。實(shí)際出力指磨煤機(jī)的磨煤出力和干燥出力中的較小者。磨煤出力是指根據(jù)所消耗的能量條件。磨煤機(jī)可能磨出的煤粉量，干燥出力是指在磨煤過程中，燃料水分從工作水分降到煤粉水分。從干燥能力可能產(chǎn)生的煤粉量，為了充分利用設(shè)備功率。干燥出力最好與磨煤出力相等

16、。(21) 磨煤機(jī)傳動裝置傳動效率：(22)燃料的性質(zhì)系數(shù)：(23) 筒體和護(hù)板總壁厚：(24) 磨煤機(jī)所需功率： (25)電動機(jī)效率： （選?。?26)磨煤機(jī)單位電耗：(27)最佳磨煤通風(fēng)量： =3/h5.2 制粉系統(tǒng)形式的選擇制粉系統(tǒng)可以分為直吹式和中間儲倉式兩大類。直吹式系統(tǒng)簡單，布置緊湊省鋼材投資少，運(yùn)行電耗也較少，但是運(yùn)行可靠性差，系統(tǒng)中某一環(huán)節(jié)故障將威脅鍋爐運(yùn)行，此外鍋爐負(fù)荷變化時。燃煤量只能通過給煤機(jī)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)時延滯性較大，要求有較高的運(yùn)行操作水平6。中間儲倉式制粉系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)有6（1）由于煤粉倉儲備有煤粉,或通過螺旋輸粉機(jī)利用臨爐煤粉,提高了鍋爐運(yùn)行燃料供應(yīng)的可靠性.（2）磨

17、煤機(jī)運(yùn)行出力不受鍋爐負(fù)荷制約,因此磨煤機(jī)可經(jīng)常處于經(jīng)濟(jì)工況下運(yùn)行.（3）通過排粉機(jī)的乏氣中,只含有少量(約10%)細(xì)煤粉,故他的磨損較負(fù)壓直吹式系統(tǒng)輕.（4）通過給粉機(jī)調(diào)節(jié)燃煤量,時滯小,改善了鍋爐燃燒調(diào)節(jié)的性能.儲倉式系統(tǒng)可靠性高，系統(tǒng)故障不至立即影響鍋爐運(yùn)行。磨煤機(jī)的工作與鍋爐運(yùn)行互不牽制。磨煤機(jī)可經(jīng)常保持在最經(jīng)濟(jì)負(fù)荷下運(yùn)行，這對低負(fù)荷下工作經(jīng)濟(jì)性較差的球磨機(jī)來說尤為重要。制粉系統(tǒng)的選擇，主要決定于燃料的特性和磨煤機(jī)形式。同時、考慮鍋爐形式，容量和負(fù)荷性質(zhì)。鋼球磨煤機(jī)一般采用中間儲倉式系統(tǒng)，它適應(yīng)煤種廣能磨硬煤在配合熱風(fēng)送粉時可改善著火，燃燒條件。因此，對無煙煤的煙煤的煙煤應(yīng)考慮采用鋼球儲

18、倉系統(tǒng)。貧煤也可以采用，鋼球直吹式系統(tǒng)兼有適應(yīng)煤種廣，系統(tǒng)簡單操作方便的優(yōu)點(diǎn)，但是直吹式系統(tǒng)備用出力比儲倉式大。而磨煤機(jī)將有較長的時間處于變工況下運(yùn)行，因此其經(jīng)濟(jì)性與鍋爐容量等級，煤種磨煤機(jī)選型有關(guān)。中間儲倉式乏氣送粉系統(tǒng)是指由細(xì)粉分離器出來的乏氣(干燥劑)經(jīng)排粉風(fēng)機(jī)升壓后,作為一次風(fēng)吹送煤粉進(jìn)爐膛燃燒,這種系統(tǒng)稱為乏氣送粉系統(tǒng).(如下圖.1) 乏氣作為一次風(fēng),其溫度較低(60130度),又含有水蒸汽,對煤粉氣流的著火,燃燒不利.因此它不適合用于揮發(fā)分低,水分高的煤種,如無煙煤,貧煤.劣質(zhì)煤等.而適用于煙煤等易于點(diǎn)火的煤種.它也不適合用于液態(tài)排渣爐.根據(jù)以上綜合考慮本設(shè)計(jì)采用儲倉式乏氣送粉系統(tǒng)

19、。圖1乏氣送粉系統(tǒng)圖41.原煤倉;2給煤機(jī);3下行干燥管;4磨煤機(jī);5粗粉分離器;6回粉管;7細(xì)粉分離器;8螺旋輸粉機(jī);9煤粉倉;10給粉機(jī);11排粉機(jī);12燃燒器;13鍋爐;14送風(fēng)機(jī);6 制粉系統(tǒng)的熱力計(jì)算6.1 制粉系統(tǒng)熱力計(jì)算的一般原則 制粉系統(tǒng)熱力計(jì)算的目的是4確定磨煤機(jī)所需干燥劑的量,干燥劑的初溫和組成.確定制粉系統(tǒng)終端干燥劑總量,溫度,水蒸汽含量和露點(diǎn).對于按惰化氣氛設(shè)計(jì)的制粉系統(tǒng),還要計(jì)算終端干燥劑中氧的容積份額.并使之符合防爆規(guī)定.驗(yàn)算送粉管道中風(fēng)粉混合物溫度是否與所用煤種相適應(yīng). 計(jì)算的起點(diǎn)和終點(diǎn)4計(jì)算的起點(diǎn): 燃料為原煤落入口;干燥劑為引干燥劑入磨煤機(jī)的導(dǎo)管斷面.計(jì)算終點(diǎn)

20、: 在負(fù)壓下運(yùn)行的設(shè)備為排粉機(jī)入口處;在正壓下運(yùn)行的設(shè)備為粗粉分離器出口斷面. 熱力計(jì)算中的參數(shù)熱力計(jì)算中參數(shù)的選擇應(yīng)首先滿足使燃料達(dá)到所需的干燥程度的條件,且應(yīng)同時與下列要求相符合:制粉系統(tǒng)的終端溫度應(yīng)不高于設(shè)備(磨煤機(jī)和排粉風(fēng)機(jī))軸承允許的溫度和防爆要求的溫度但應(yīng)干燥劑中水蒸汽的露點(diǎn).對于以惰性化氣氛設(shè)計(jì)的制粉系統(tǒng),終端干燥劑中氧的容積份額應(yīng)符合防爆規(guī)程的規(guī)定.終端干燥劑的總量應(yīng)與磨煤機(jī)通風(fēng)量相符合,直吹式和儲倉式干燥劑輸粉系統(tǒng)干燥劑中的空氣量應(yīng)與鍋爐推薦的一次風(fēng)量相符合,或在他們允許的范圍內(nèi).系統(tǒng)的通風(fēng)量應(yīng)使設(shè)備各部件中的流速在推薦值的范圍內(nèi),以保證煤粉的正常輸送. 制粉系統(tǒng)熱力計(jì)算制粉

21、系統(tǒng)熱力計(jì)算基本上是遵循系統(tǒng)帶入的熱量與帶出的熱量相等的的熱平衡原則. 鋼球磨煤機(jī)貯倉式制粉系統(tǒng)大多采用熱風(fēng)做為干燥劑,輔以溫風(fēng)和冷風(fēng)并采用干燥劑再循環(huán)來協(xié)調(diào)磨煤機(jī)的通風(fēng)量.按干燥劑量采用為磨煤機(jī)最佳通風(fēng)量的原則進(jìn)行熱力計(jì)算,求出干燥劑的初溫及干燥劑 的各成分份額.由于這種系統(tǒng)終端溫度較低,必須進(jìn)行濕度及露點(diǎn)計(jì)算.由于鋼球磨煤機(jī)在負(fù)壓下工作,要考慮漏風(fēng)的影響.6.2 干燥劑的量的計(jì)算1的大小取決于干燥劑能力的要求,其總量也受到磨煤機(jī)通風(fēng)量和鍋爐一次風(fēng)量的制約.在確定干燥劑量時,須使其量的大小能同時滿足干燥,通風(fēng)和鍋爐燃燒的要求.采用鋼球磨煤機(jī)的貯倉式制粉系統(tǒng)宜在最佳磨煤機(jī)通風(fēng)量下運(yùn)行,干燥劑量

22、也應(yīng)按最佳磨煤機(jī)通風(fēng)量來確定. =式中: 每公斤煤所需要的干燥劑的量 制粉系統(tǒng)漏風(fēng)系數(shù) 最佳磨煤通風(fēng)量 系統(tǒng)末端干燥劑的溫度 磨煤機(jī)出力 每公斤原煤被干燥所蒸發(fā)的水量煤在制粉系統(tǒng)中蒸發(fā)掉的水分： 磨煤機(jī)出口氣粉混合物溫度：系統(tǒng)末端干燥劑的溫度：制粉系統(tǒng)的漏風(fēng)率：(空氣下降干燥)管查表6.3 熱平衡的計(jì)算制粉系統(tǒng)熱平衡是認(rèn)為在制粉系統(tǒng)起始斷面輸入總熱量與終端斷面帶出和消耗之總熱量相等,即,用以求出組成干燥劑的各種氣體份額及干燥劑的初始溫度. 制粉系統(tǒng)輸入熱量的計(jì)算4干燥劑初始溫度： （待求）入口干燥劑質(zhì)量比熱： （待求）干燥劑帶入物理量：磨煤過程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能的份額：鋼球磨煤機(jī)選取磨煤機(jī)單位

23、電耗：磨煤過程中機(jī)械摩擦加入的熱量：制粉系統(tǒng)的漏風(fēng)率：漏入的冷空氣溫度：（一般選取25）下濕空氣的比熱：含濕量d等于10g/kg干空氣時的濕空氣比熱查表漏入冷空氣的物理熱：系統(tǒng)入口煤計(jì)算溫度：因?yàn)樗圆豢紤]。制粉系統(tǒng)輸入的熱量： 制粉系統(tǒng)輸出熱量的計(jì)算4磨煤機(jī)出口氣粉混合物的溫度： 系統(tǒng)末端干燥劑的溫度：蒸發(fā)水分帶出熱量：下干燥劑比熱：干燥劑是熱空氣按照溫度查干燥劑帶出熱量：系統(tǒng)末端煤粉溫度：取=煤干燥基比熱：按照溫度為 查表得加熱煤消耗的熱量：=制粉散熱損失： 輸出熱量之和： 制粉系統(tǒng)熱平衡式計(jì)算4輸入的熱量=輸出的熱量干燥劑初始溫度按照查圖(文獻(xiàn)1)干燥劑初溫計(jì)算圖6.4 干燥劑組成成分的

24、計(jì)算4入口干燥劑的熱量 ：空氣預(yù)熱器出口熱風(fēng)溫度：進(jìn)入系統(tǒng)的熱風(fēng)溫度：下熱風(fēng)的比熱查表得：系統(tǒng)入口再循環(huán)乏氣的溫度：下再循環(huán)乏氣的比熱查表得：干燥劑中再循環(huán)乏氣的份額：干燥劑中熱空氣的份額： 燃燒需要的理論空氣量：爐膛出口過量空氣系數(shù)：（選取）制粉系統(tǒng)漏風(fēng)率：計(jì)算燃料消耗量：磨煤機(jī)臺數(shù)：一臺磨煤機(jī)的出力：每公斤煤所需要的干燥劑的量：一次風(fēng)率計(jì)算值：爐膛漏風(fēng)系數(shù)：（選定）爐膛漏風(fēng)率：二次風(fēng)率：2 6.5 干燥劑的含濕量和露點(diǎn)溫度的計(jì)算1干燥劑中再循環(huán)乏氣的份額：再循環(huán)乏氣的含濕量：干燥劑中熱空氣的份額：制粉系統(tǒng)末端干燥劑的含濕量：=解一元二次方：g/kg干空氣制粉系統(tǒng)末端干燥劑露點(diǎn)溫度：（查表）

25、 文獻(xiàn)3干燥劑露點(diǎn)溫度表 滿足要求6.6 制粉系統(tǒng)末端濕干燥劑量和干燥出力計(jì)算4干燥劑中再循環(huán)乏氣份額：干燥劑中熱空氣的份額：再循環(huán)乏氣的密度：系統(tǒng)末端濕干燥劑量：=/kg系統(tǒng)末端濕干燥劑的容積：磨煤機(jī)干燥出力：滿足要求7 制粉系統(tǒng)有關(guān)管道的計(jì)算7.1 流量的計(jì)算： 磨煤機(jī)進(jìn)口熱風(fēng)的流量4=/h磨煤機(jī)進(jìn)口熱風(fēng)的秒流量：熱風(fēng)的密度： 再循環(huán)管的流量1 = =/h 再循環(huán)管的秒流量：再循環(huán)乏氣的密度： 空氣干燥管流量1空氣干燥管的秒流量：空氣干燥管內(nèi)介質(zhì)的密度： 磨煤機(jī)出口至細(xì)粉分離器內(nèi)4濕混合物的質(zhì)量：濕混合物的容積：濕混合物的總流量：濕混合物的秒流量：濕混合物的密度： 細(xì)粉分離器至排粉風(fēng)機(jī)管道

26、1濕混合物總?cè)莘e：濕混合物的密度： 一次風(fēng)管1一次風(fēng)管總流量：一次風(fēng)管的秒流量：一次風(fēng)的密度： 二次風(fēng)管1二次風(fēng)總流量：中：二次風(fēng)秒流量：二次風(fēng)的密度：7.2 管徑的計(jì)算流速公式：所以管道直徑： 磨煤機(jī)進(jìn)口熱風(fēng)管直徑1 推薦流速 2025m/s（取23） 選取 550 核算流速： 再循環(huán)管直徑1 推薦流速 2545m./s （取30） 選取 550 核算流速： 空氣干燥管直徑1 推薦流速：2025m/s （取23） 選取 1000 核算流速： 磨煤機(jī)出口至排粉風(fēng)機(jī)直徑1推薦流速：1518m/s （取16） 選取d=1020mm核算流速： 一次風(fēng)管徑1推薦流速 1525m/s （取20） 取d=

27、325mm核算流速：8 制粉系統(tǒng)的空氣動力計(jì)算8.1 基本原則 制粉系統(tǒng)空氣動力計(jì)算的目的是確定制粉系統(tǒng)管道及其元件,設(shè)備部件總的全壓降,選擇一次風(fēng)機(jī)或排粉風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù),并保證以合適的氣流速度輸送煤粉.8.2 制粉系統(tǒng)中管道內(nèi)煤粉濃度的計(jì)算4煤粉水分在干燥管中干燥的份額：循環(huán)倍率： 干燥管中的煤粉濃度 磨煤機(jī)至粗粉分離器管道中的煤粉濃度 粗粉分離器至細(xì)粉分離器管道中煤粉的濃度 細(xì)粉分離器至排粉機(jī)管道中的煤粉濃度 細(xì)粉分離器效率 煤粉混合后一次風(fēng)管中煤粉濃度8.3 制粉系統(tǒng)總的全壓損失(阻力)的各項(xiàng)構(gòu)成4全壓降的構(gòu)成(1) 管道摩擦阻力.一般是指氣流或含粉氣流流經(jīng)直通的管道時由氣體的黏性及與管道

28、壁摩擦所產(chǎn)生的阻力.局部阻力,指氣流或含粉氣流流動時因截面或方向改變引起的阻力,例如各種彎管,大小接頭,節(jié)流孔板,三通等管路元件所引起的阻力.設(shè)備和部件的阻力,指氣流或含粉氣流流經(jīng)制粉系統(tǒng)各種設(shè)備和部件(如磨煤機(jī),干燥管,粗粉分離器,細(xì)粉分離器,等)時所產(chǎn)生的阻力.煤粉提升丫頭的損失,含粉氣流上升運(yùn)動時所消耗在煤粉提升上所消耗的能量.煤和煤粉加速的壓頭損失.除上述各項(xiàng)損失外,在總的全壓損失中尚需要計(jì)入下列各項(xiàng):氣體入口處負(fù)壓其物理意義是將氣體(干燥劑介質(zhì))入口處的負(fù)壓看作系統(tǒng)要克服的一種阻力,加到總的阻力損失中.僅在負(fù)壓制粉系統(tǒng)中或采用煙氣干燥的系統(tǒng)中考慮此項(xiàng).入口阻力.指抽煙管入口和入口在大

29、氣側(cè)的一次風(fēng)機(jī)入口損失.8.4 系統(tǒng)各處的壓頭計(jì)算1 下降管動壓頭 磨煤機(jī)出口至細(xì)粉分離器 一次風(fēng)管至混合器 細(xì)粉分離器至排粉風(fēng)機(jī) 混合器至燃燒器 粗粉分離器 細(xì)粉分離器 燃燒器至一次風(fēng)噴口8.5 制粉系統(tǒng)阻力的計(jì)算1 磨煤機(jī)進(jìn)口負(fù)壓維持 下降管阻力阻力系數(shù)：下降管阻力： 磨煤機(jī)阻力磨煤機(jī)本體阻力系數(shù)：接頭阻力系數(shù)：橢圓形接頭磨煤機(jī)阻力： 磨煤機(jī)至粗粉分離器阻力摩擦阻力： （已知）木屑分離器的阻力計(jì)算：管道的截面積：流通截面積：阻力系數(shù)：木屑分離器的阻力：彎頭阻力： 為15彎頭阻力系數(shù)查表磨煤機(jī)至粗粉分離器阻力： 粗粉分離器的阻力計(jì)算制粉系統(tǒng)局部阻力系數(shù)：粗粉分離器的阻力： 粗粉分離器至細(xì)粉分

30、離器管段的阻力計(jì)算 彎頭阻力系數(shù)：彎頭處的阻力：摩擦阻力：粗粉分離器至細(xì)粉分離器管段的阻力為： 細(xì)粉分離器的阻力計(jì)算細(xì)粉分離器的阻力系數(shù)： 細(xì)粉分離器的阻力： 細(xì)粉分離器至排粉風(fēng)機(jī)管段的阻力計(jì)算 彎頭阻力：其中彎頭阻力系數(shù)：煤粉濃度：孔板的阻力系數(shù)：孔板的阻力：風(fēng)門阻力系數(shù)：風(fēng)門阻力：摩擦阻力： 煤粉提升壓頭損失 磨煤機(jī)至粗粉分離器的距離：磨煤機(jī)至細(xì)粉分離器的距離： 入側(cè)的總阻力 排粉風(fēng)機(jī)至混合器管段的阻力計(jì)算 .1 分配風(fēng)箱的阻力計(jì)算分配風(fēng)箱的阻力系數(shù)：分配風(fēng)箱的阻力：.2 風(fēng)們的阻力計(jì)算風(fēng)門的阻力系數(shù)：風(fēng)門的阻力：.3 摩擦阻力彎頭阻力 其中：.4 煤粉提升壓頭損失 所以排粉風(fēng)機(jī)至混合器管

31、段的阻力 混合器至燃燒管段的阻力計(jì)算摩擦阻力：混合器的阻力：彎頭阻力：煤粉加速壓頭損失：燃燒器出口阻力：爐膛燃燒器的負(fù)壓：其中：H為燃燒器至爐出口垂直距離H=26所以混合器至燃燒管段的阻力為：總阻力： 壓力風(fēng)道總阻力 系統(tǒng)總阻力9 制粉系統(tǒng)輔助設(shè)備的計(jì)算 9.1 排粉風(fēng)機(jī)的選擇 計(jì)算出力1 為計(jì)算出力儲備系數(shù)：取 風(fēng)機(jī)出力1介質(zhì)平均壓力： 為當(dāng)?shù)卮髿鈮?97000pa（海拔300米） 計(jì)算壓頭1 壓頭系數(shù) 風(fēng)機(jī)壓頭1 介質(zhì)密度系數(shù)： 實(shí)驗(yàn)條件介質(zhì)密度： 工作介質(zhì)實(shí)際密度： 風(fēng)機(jī)軸功率1燒粉濃度：風(fēng)機(jī)效率： 電動機(jī)功率風(fēng)機(jī)效率：0.98 選擇排粉風(fēng)機(jī)的型號7 : M6-29 NQ-17電動機(jī)的型

32、號8：功率：2809.2 送風(fēng)機(jī)的選擇通風(fēng)量1： 熱一次風(fēng)機(jī)臺數(shù)：2臺每臺風(fēng)機(jī)選用流量：風(fēng)機(jī)壓頭：取4500pa選擇送風(fēng)機(jī)的型號7：Y3554（6KV） 功率：250KW 流量：57628 全壓：9498 轉(zhuǎn)速：1450r/min9.3 引風(fēng)機(jī)的選擇 煙氣總?cè)莘e1 引風(fēng)機(jī)風(fēng)量：流量備用系數(shù)：計(jì)算燃煤量：引風(fēng)機(jī)前煙氣溫度：(安排在除塵器后面，所以 要比排煙溫度略低，可按 排煙溫度計(jì)算)風(fēng)機(jī)壓頭1：煙道總阻力引風(fēng)機(jī)銘牌上標(biāo)出的溫度一般取200氣壓為101Mpa時選擇引風(fēng)機(jī)的型號7：Y47311NQ29D選型數(shù)值：風(fēng)量：756000 壓頭：4287 內(nèi)效率：0.828 內(nèi)功率：1213 軸功率：10

33、32 電機(jī)的型號8：Y12508/1430 功率：12509.4 給煤機(jī)的選擇對給煤機(jī)的要求4：（1）.能夠按鍋爐負(fù)荷與磨煤機(jī)出力連續(xù)不斷的給煤，運(yùn)行可靠不易卡堵。（2）.調(diào)節(jié)靈活方便。（3）.密封性好。給煤機(jī)的形式按煤質(zhì)（水分），原煤顆粒度，制粉系統(tǒng)和磨煤機(jī)類型以及制粉系統(tǒng)布置，鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)要求結(jié)合給煤機(jī)的性能特性來選用。對于采用鋼球磨煤機(jī)的儲倉式制粉系統(tǒng)，宜選用刮板式給煤機(jī)或皮帶式給煤機(jī)。對于小容量的機(jī)組也可以選用震動式給煤機(jī)。給煤機(jī)的臺數(shù)應(yīng)與磨煤機(jī)的臺數(shù)相同。震動給煤機(jī)的計(jì)算出力應(yīng)不小于磨煤機(jī)計(jì)算出力的120%；其他類型給煤機(jī)的計(jì)算出力應(yīng)不小于磨煤機(jī)計(jì)算出力的110%。9.5 原煤倉的選

34、擇 原煤倉的選擇要求4 原煤倉應(yīng)該按照煤的特性和煤的水分，黏附性和壓實(shí)性等進(jìn)行設(shè)計(jì)，必須滿足以下要求：煤倉的容量能滿足在電廠上煤制度下鍋爐運(yùn)行的要求；在控制的煤流量下，保持連續(xù)的煤流；煤倉內(nèi)不會出現(xiàn)搭拱和漏斗狀的現(xiàn)象； 為了保證滿足上述1和2 的要求，應(yīng)采取以下措施1.煤倉的形狀表面應(yīng)有利于煤流排出，不易積煤。大容量鍋爐的原煤倉宜采用鋼結(jié)構(gòu)的圓筒倉型，下接圓錐形或雙曲線型出口段，其內(nèi)壁應(yīng)光滑耐磨。雙曲線形出口段截面不應(yīng)突然收縮，圓錐形出口段與水平面交角不應(yīng)該小于60，否則壁面應(yīng)磨光或內(nèi)襯光滑貼面；兩壁間的交線與水平夾角應(yīng)不小于55；對于褐煤及黏性大或易燃的煙煤，相鄰兩壁交線與水平面交角不應(yīng)小于

35、70。相臨壁角的內(nèi)側(cè)，宜作成圓弧形。對于水分大的煤也可以采用雙曲線形煤倉。2.原煤倉下方的金屬小煤斗出口截面不應(yīng)太小。其下方采用雙曲線形小煤斗時，截面不應(yīng)突然收縮。非圓形截面的大煤斗，其壁面傾角應(yīng)大于70。金屬煤斗外壁宜設(shè)震動裝置或其他防堵裝置。3.煤倉內(nèi)壁應(yīng)光滑，不應(yīng)有任何凹陷和突出部位和物件。 煤倉的材料選擇煤倉應(yīng)由非可燃的材料制作，一般為鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。對于水分大，易黏結(jié)的煤，在原煤的出口段可采用不銹鋼板或內(nèi)襯。 原煤倉的容積1按下式計(jì)算：式中：T煤倉儲煤量供鍋爐工作的小時數(shù)，對于直吹式制粉系統(tǒng)，T選812，低熱值煤取下限，對于貯倉式系統(tǒng)，T的數(shù)值可以按原煤倉和煤粉倉總的有效貯煤

36、量應(yīng)滿足鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量時812小時耗煤量的原則來選擇，高熱值煤或每臺爐設(shè)置兩臺磨煤機(jī)時取上限值，因此我取8；鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量時的燃煤量，=68281t/h(可按 燃煤量計(jì)算)原煤倉充填系數(shù)，取決于煤倉上部尺寸，進(jìn)煤口位置和煤的自然堆積角，可取除備用磨煤機(jī)所對應(yīng)的原煤倉外的原煤倉數(shù)目=4臺；堆積密度t/m t/m其中： 給粉機(jī)的選擇在中間儲倉式制粉系統(tǒng)中，煤粉倉中的煤粉是通過給粉機(jī)送入一次風(fēng)管，再經(jīng)燃燒器吹入爐內(nèi)燃燒的。因而給粉機(jī)的作用就是根據(jù)鍋爐負(fù)荷的需要，把煤粉倉中的煤粉及時均勻的送入一次風(fēng)管中。顯然，爐內(nèi)燃燒工況的穩(wěn)定與否，在很大程度上就取決于給粉機(jī)的給粉量，給粉的均勻性以及給粉機(jī)適

37、應(yīng)適應(yīng)鍋爐負(fù)荷變化的調(diào)節(jié)性能4。對給粉機(jī)的要求4：給粉機(jī)臺數(shù)與燃燒器一次風(fēng)接口數(shù)相同。給粉機(jī)的最大出力不小于與其連接的燃燒器最大出力的130%；給粉機(jī)出力：給粉機(jī)選型8：GF6 外形尺寸：807 總重 3549.7 粗粉分離器的選擇粗粉分離器的作用是將磨煤機(jī)磨制的煤粉按粒度進(jìn)行分選，把粗顆粒分離出來返回磨煤機(jī)，而把符合細(xì)度要求的煤粉送出，它的另外一個作用是可以調(diào)節(jié)煤粉細(xì)度供鍋爐燃用9。不同形式的制粉系統(tǒng)（或磨煤機(jī)）應(yīng)配置不同形式的粗粉分離器。對于鋼球儲倉式制粉系統(tǒng)普遍采用徑向葉片型或軸向葉片型離心式粗粉分離器。 粗粉分離器的直徑計(jì)算1： （查?。?通風(fēng)量： 選取5：粗粉分離器型號ZCF 340

38、0 分離器容積：31.1 葉片數(shù)：30 重量：9547kg9.8 細(xì)粉分離器細(xì)粉分離器是貯倉試制粉系統(tǒng)中將制成的煤粉分離以便貯入煤粉倉的裝置。對細(xì)粉分離器的基本要求是在滿足制粉系統(tǒng)通風(fēng)量的前提下有高的分離效率，低的阻力運(yùn)行可靠，不易磨損，設(shè)備緊湊，金屬消耗量低10。制粉系統(tǒng)通常采用的細(xì)粉分離器是旋風(fēng)式分離器。國產(chǎn)細(xì)粉分離器已形成多種系列，多數(shù)為細(xì)高型。其工作原理是由粗粉分離器出來的氣粉混合物,從切向進(jìn)入細(xì)粉分離器外圓桶的上部,旋轉(zhuǎn)著向下流動,煤粉在離心做用下被拋向筒壁落下,氣流轉(zhuǎn)向進(jìn)入內(nèi)套筒時借慣性力再次分離出煤粉.分離出的煤粉由下部進(jìn)入煤粉倉,分離后的干燥劑(乏氣)由出口管引出送往排粉機(jī)10

39、。細(xì)粉分離器的直徑為1 選用細(xì)粉分離器5：HGX300010. 直流煤粉燃燒器3燃燒器是指將燃料和空氣送入爐膛那個并正確組織燃料在爐膛內(nèi)著火、燃燒和燃盡的裝置。通過燃燒器送進(jìn)爐膛那個的空氣分為一次風(fēng)、二次風(fēng)和三次風(fēng)。一次風(fēng)是煤粉和空氣的混合氣流。一次風(fēng)中的空氣是熱空氣或脂粉系統(tǒng)的乏氣，用于輸送煤粉并提供煤中揮發(fā)分燃燒所需的氧氣。使用熱空氣時稱為熱風(fēng)送粉，采用乏氣時稱為乏氣送粉。二次風(fēng)是經(jīng)空氣預(yù)熱器加熱后溫度為300400的熱空氣。它的作用是為煤粉的完全燃燒提供充足的氧氣，并與一次風(fēng)配合，組織爐內(nèi)的燃燒空氣動力工況。三次風(fēng)是細(xì)粉分離器出來的乏氣。它的特點(diǎn)是還含有少量的細(xì)煤粉，送入爐內(nèi)可燃燒，但是

40、乏氣的溫度僅6080，對爐內(nèi)燃燒有一定影響。只有采用熱風(fēng)送粉的倉儲式制粉系統(tǒng)才有乏氣作三次風(fēng)。對燃燒器布置要求：（1）燃燒器出口燃料分布均勻，一、二次風(fēng)的配風(fēng)合理，混合適時。（2）能組織良好的爐內(nèi)空氣動力工況。（3）運(yùn)行可靠，轉(zhuǎn)動靈活，負(fù)荷調(diào)節(jié)幅度大，對燃料有較好的適應(yīng)能力，流動阻力小，便于調(diào)節(jié)和自動控制，便于制造、安裝和檢修。（4）能與制粉系統(tǒng)及爐膛的特性匹配。（5）減少的生成量。燃燒器根據(jù)一、二次風(fēng)射流是否旋轉(zhuǎn)，可以分為旋流燃燒器和直流燃燒器。直流燃燒器的出口是由一組圓形、矩形或多邊形的噴口所構(gòu)成。煤粉氣流和燃燒所需的空氣分別由不同噴口以直流射流形式噴進(jìn)爐膛。根據(jù)流過的介質(zhì)不同，噴口可分為

41、一次風(fēng)口、二次風(fēng)口和三次風(fēng)口。它的工作原理如下：和旋流燃燒器不同，直流燃燒器的各股射流的旋流強(qiáng)度n=0,煤粉氣流的根部沒有內(nèi)回流區(qū)，也不足以將煤粉點(diǎn)燃。但當(dāng)燃燒器布置在爐膛四角形成切向燃燒時，就在爐內(nèi)形成一個強(qiáng)烈旋流湍動的火球，完成燃料的燃燒和燃盡過程。燃料的著火是各角火炬相互點(diǎn)燃的結(jié)果。 直流燃燒器中一、二次風(fēng)口的布置情況，直流煤粉燃燒器可分為均等配風(fēng)和分級配風(fēng)兩大類。均等配風(fēng)的特點(diǎn)是一、二次風(fēng)口布置，即在兩個一次風(fēng)口之間均等布置一個或兩個二次風(fēng)口。在這種配風(fēng)方式中，一、二次風(fēng)口間距相對較小，一、二次風(fēng)混合早，很適合燃用揮發(fā)分較高的煙煤和褐煤，所以叫做煙煤褐煤型直流燃燒器，又稱均等配風(fēng)燃燒器

42、。這種配風(fēng)方式在國外應(yīng)用較多。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)的煙煤揮發(fā)分為40.32%，所以可以選取此類型的燃燒器。在直流燃燒器的一次風(fēng)噴口中，往往布置有周界風(fēng)、夾心風(fēng)等輔助風(fēng)噴口。它們的共同點(diǎn)是：都是二次風(fēng)的一部分，風(fēng)速較高，能增強(qiáng)一次風(fēng)的剛性，并能加強(qiáng)一次風(fēng)射流的湍動補(bǔ)充氧氣，促進(jìn)煤粉的著火燃燒。但若風(fēng)量、風(fēng)速不當(dāng)，則將事與愿違。根據(jù)輔助風(fēng)布置的不同，它們還有不同的功能。周界風(fēng)。布置在一次風(fēng)噴口的周圍。它能冷卻一次風(fēng)噴嘴，防止其燒壞或變形;防止煤粉分離；加速一、二次風(fēng)的混合過程；還可以作為變煤種變負(fù)荷時的調(diào)節(jié)手段。在擺動式直流燃燒器中，基本上都布置了周界風(fēng)。邊緣風(fēng)。布置在一次風(fēng)噴口的兩側(cè)。利用它可調(diào)整一次風(fēng)射

43、流的速度，改變一、二次風(fēng)的混合特性，以適應(yīng)煤種變化，還有助于在水冷壁管附近形成氧化性氣氛。側(cè)邊風(fēng)。它布置在一次風(fēng)噴口的背火側(cè)，能防止或減輕爐膛結(jié)渣。夾心風(fēng)。布置在一次風(fēng)噴口中間，兩側(cè)被一側(cè)風(fēng)夾持。夾心風(fēng)不影響煤粉氣流的外緣著火，但加強(qiáng)了射流核心的擾動，加快已著火的射流邊緣火焰向中心擴(kuò)張的速度，同時也加強(qiáng)了氧氣和燃料的混合。中心十字風(fēng)。在一次風(fēng)噴口中，用若干個小管布置成十字形，將一次風(fēng)噴口分隔成四個小噴口，輔助風(fēng)則經(jīng)過這些小管送入爐內(nèi)。這能增加大噴口的強(qiáng)度，又對一次風(fēng)起導(dǎo)向作用，防止風(fēng)粉分布不均勻。綜上優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)選用的是直流燃燒器（均等配風(fēng)）。煤粉燃燒器是燃煤鍋爐燃燒設(shè)備的主要部件。其作用是9

44、：(1) 向爐內(nèi)輸送燃料和空氣；(2) 組織燃料和空氣及時、充分的混合；(3) 保證燃料進(jìn)入爐膛后盡快、穩(wěn)定的著火，迅速、完全的燃盡。在煤粉燃燒時，為了減少著火所需的熱量，迅速加熱煤粉，使煤粉盡快達(dá)到著火溫度，以實(shí)現(xiàn)盡快著火。故將煤粉燃燒所需的空氣量分為一次風(fēng)和二次風(fēng)。一次風(fēng)的作用是將煤粉送進(jìn)爐膛，并供給煤粉初始著火階段中揮發(fā)分燃燒所需的氧量。二次風(fēng)在煤粉氣流著火后混入，供給煤中焦炭和殘留揮發(fā)分燃盡所需的氧量，以保證煤粉完全燃燒。直流燃燒器通常由一列矩形噴口組成。煤粉氣流和熱空氣從噴口射出后，形成直流射流。直流煤粉燃燒器的類型11直流煤粉燃燒器的一、二次風(fēng)噴口的布置方式大致上有兩種類型。一類適

45、用于燃燒容易著火的煤，如煙煤、揮發(fā)分較高的貧煤以及褐煤。這類燃燒器的一、二次風(fēng)噴口通常交替間隔排列，相鄰兩個噴口的中心間距較小。因一次風(fēng)攜帶的煤粉比較容易著火，故希望在一次風(fēng)中煤粉著火后及時、迅速地和相鄰二次風(fēng)噴口射出的熱空氣混合。這樣，在火焰根部不會因?yàn)槿狈諝舛紵煌耆?，或?qū)е氯紵俣冉档汀Ｒ蚨馗叨认嚅g排列的二次風(fēng)噴口的風(fēng)量分配就接近均勻。 分級配風(fēng)的目的是：在燃燒過程不同時期的各個階段，按需要送入適量空氣，保證煤粉既能穩(wěn)定著火、又能完全燃燒。(1)一次風(fēng)集中布置的特點(diǎn)使著火區(qū)保持比較高的煤粉濃度，以減少著火熱；燃燒放熱比較集中，使著火區(qū)保持高溫燃燒狀態(tài)，適用于難燃煤；煤粉氣流剛性增強(qiáng)

46、，不易偏斜貼墻。同時，卷吸高溫?zé)煔獾哪芰訌?qiáng)。(2) 一次風(fēng)集中布置的問題著火區(qū)煤粉高度集中，可能造成著火區(qū)供氧不足，延緩燃燒進(jìn)程；一次風(fēng)噴嘴附近為高溫區(qū)，噴嘴易變形，使噴嘴出口附近氣流速度分布不均，容易出現(xiàn)空氣、煤粉分層現(xiàn)象。為了消除這種現(xiàn)象，有時將一次風(fēng)分割成多股小射流，使氣流擾動增強(qiáng)，提高著火的穩(wěn)定性。一次風(fēng)噴口附近處于高溫，且一次風(fēng)速較低，噴口易燒壞。為了冷卻一次風(fēng)噴口，可在一次風(fēng)噴口上加裝夾心風(fēng)或周界風(fēng)。當(dāng)然，夾心風(fēng)或周界風(fēng)也可增強(qiáng)一次風(fēng)氣流卷吸高溫?zé)煔獾哪芰Α?03 四角布置直流燃燒器的工作原理直流噴燃器四角切圓燃燒直流燃燒器一般布置在爐膛四角上。煤粉氣流在射出噴口時，雖然是直流射

47、流，但當(dāng)四股氣流到達(dá)爐膛中心部位時，以切圓形式匯合，形成旋轉(zhuǎn)燃燒火焰，同時在爐膛內(nèi)形成一個自下而上的旋渦狀氣流。直流燃燒器的工作過程：(1) 煤粉氣流卷吸高溫?zé)煔舛患訜岬倪^程；(2) 射流兩側(cè)的補(bǔ)氣及壓力平衡過程；(3) 煤粉氣流的著火過程；(4) 煤粉與二次風(fēng)空氣的混合過程；(5) 氣流的切圓旋轉(zhuǎn)過程；(6) 焦碳的燃盡過程。上述幾個過程雖然有先后順序或某幾個過程同時進(jìn)行，但各過程之間的相互影響是十分顯著的。主氣流卷吸高溫?zé)煔獾倪^程從燃燒器噴口射出的氣流仍然保持著高速流動。由于氣流的紊流擴(kuò)散，帶動周圍的熱煙氣一道向前流動，這種現(xiàn)象叫“卷吸”。由于“卷吸”，射流不斷擴(kuò)大，不斷向四周擴(kuò)張。同時

48、，主氣流的速度由于衰減而不斷減小。正是由于射流的這種“卷吸”作用，將高溫?zé)煔獾臒崃吭丛床粩嗟剡\(yùn)輸給進(jìn)入爐內(nèi)的新煤粉氣流，煤粉氣流才得到不斷加熱而升溫，當(dāng)煤粉氣流吸收足夠的熱量并達(dá)到著火溫度后，便首先從氣流的外邊緣開始著火，然后火焰迅速向氣流深層傳播，達(dá)到穩(wěn)定著火狀態(tài)。綜上本設(shè)計(jì)可采用四角切圓布置的方式。10.4 一次風(fēng)與二次風(fēng)1，3，4在鍋爐燃燒設(shè)備和煤質(zhì)一定的條件下，一次風(fēng)與二次風(fēng)的調(diào)節(jié)就成為決定著火和燃盡過程的關(guān)鍵。一次風(fēng)與二次風(fēng)的工作參數(shù)用風(fēng)量、風(fēng)速和風(fēng)溫來表示。 一次風(fēng)量一次風(fēng)量主要取決于煤質(zhì)條件。當(dāng)鍋爐燃用的煤質(zhì)確定時，一次風(fēng)量對煤粉氣流著火速度和著火穩(wěn)定性的影響是主要的。一次風(fēng)量愈

49、大，煤粉氣流加熱至著火所需的熱量就越多，即著火熱愈多。這時，著火速度就愈慢，因而，距離燃燒器出口的著火位置延長，使火焰在爐內(nèi)的總行程縮短，即燃料在爐內(nèi)的有效燃燒時間減少，導(dǎo)致燃燒不完全。顯然，這時爐膛出口煙溫也會升高，不但可能使?fàn)t膛出口的受熱面結(jié)渣，還會引起過熱器或再熱器超溫等一系列問題，嚴(yán)重影響鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。對于不同的燃料，由于它們的著火特性的差別較大，所需的一次風(fēng)量也就不同。應(yīng)在保證煤粉管道不沉積煤粉的前提下，盡可能減小一次風(fēng)量。對一次風(fēng)量的要求: 滿足煤粉中揮發(fā)分著火燃燒所需的氧量，滿足輸送煤粉的需要。如果同時滿足這兩個條件有矛盾，則應(yīng)首先考慮輸送煤粉的需要。例如，對于貧煤和無煙煤，

50、因揮發(fā)分含量很低，如按揮發(fā)分含量來決定一次風(fēng)量，則不能滿足輸送煤粉的要求，為了保證輸送煤粉，必須增大一次風(fēng)量。但因此卻增加了著火的困難，這又要求加強(qiáng)快速與穩(wěn)定著火的措施，即提高一次風(fēng)溫度，或采用其它穩(wěn)燃措施。一次風(fēng)量通常用一次風(fēng)量占總風(fēng)量的比值表示，稱為一次風(fēng)率。一次風(fēng)率的推薦值列于表6-1。表6 一次風(fēng)率的推薦值煤種無煙煤貧煤煙煤煙煤褐煤daf20%30%30%乏氣送粉2025253025352045熱風(fēng)送粉15202025202525404045 一次風(fēng)速在燃燒器結(jié)構(gòu)和燃用煤種一定時，確定了一次風(fēng)量就等于確定了一次風(fēng)速。一次風(fēng)速不但決定著火燃燒的穩(wěn)定性，而且還影響著一次風(fēng)氣流的剛度。一次風(fēng)

51、速過高，會推遲著火，引起燃燒不穩(wěn)定，甚至滅火。任何一種燃料著火后，當(dāng)氧濃度和溫度一定時，具有一定的火焰?zhèn)鞑ニ俣?。?dāng)一次風(fēng)速過高，大于火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r，就會吹滅火焰或者引起“脫火”。即便能著火，也可能產(chǎn)生其它問題。因?yàn)檩^粗的煤粉慣性大，容易穿過劇烈燃燒區(qū)而落下，形成不完全燃燒。有時甚至使煤粉氣流直沖對面的爐墻，引起結(jié)渣。一次風(fēng)速過低，對穩(wěn)定燃燒和防止結(jié)渣也是不利的。原因在于：(1) 煤粉氣流剛性減弱，易彎曲變形，偏斜貼墻，切圓組織不好，擾動不強(qiáng)烈，燃燒緩慢；(2) 煤粉氣流的卷吸能力減弱，加熱速度緩慢，著火延遲；(3) 氣流速度小于火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r，可能發(fā)生“回火”現(xiàn)象，或因著火位置距離噴口太近，將

52、噴口燒壞；(4) 易發(fā)生空氣、煤粉分層，甚至引起煤粉沉積、堵管現(xiàn)象；(5) 引起一次風(fēng)管內(nèi)煤粉濃度分布不均，從而導(dǎo)致一次風(fēng)射出噴口時，在噴口附近出現(xiàn)煤粉濃度分布不均的現(xiàn)象，這對燃燒也是十分不利的。表7 四角布置燃燒器配風(fēng)風(fēng)速的推薦值列于煤種無煙煤貧煤煙煤褐煤一次風(fēng)速m/s2025203025352540二次風(fēng)速m/s4055455540604060三次風(fēng)速m/s5060556035453545 一次風(fēng)溫一次風(fēng)溫對煤粉氣流的著火、燃燒速度影響較大。提高一次風(fēng)溫，可降低著火熱，使著火位置提前。運(yùn)行實(shí)踐表明，提高一次風(fēng)溫還能在低負(fù)荷時穩(wěn)定燃燒。有的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)煤粉氣流的初溫從20提高到300時，著火

53、熱可降低60%左右。提高一次風(fēng)氣流的溫度對煤粉著火十分有利。因此，提高熱風(fēng)溫度是提高煤粉著火速度和著火穩(wěn)定性的必要措施之一。我國電廠在燃用無煙煤時，為了使煤粉氣流的初溫盡可能接近300，熱空氣溫度提高到350420。根據(jù)煤質(zhì)揮發(fā)分含量的大小，一次風(fēng)溫既應(yīng)滿足使煤粉盡快著火，穩(wěn)定燃燒的要求，又應(yīng)保證煤粉輸送系統(tǒng)工作的安全性。一次風(fēng)溫超過煤粉輸送的安全規(guī)定時，就可能發(fā)生爆炸或自燃。當(dāng)然，一次風(fēng)溫太低對鍋爐運(yùn)行也不利。除了推遲著火，燃燒不穩(wěn)定和燃燒效率降低之外，還會導(dǎo)致爐膛出口煙溫升高，引起過熱器超溫或汽溫升高。 二次風(fēng)量及二次風(fēng)速煤粉氣流著火后，二次風(fēng)的投入方式對著火穩(wěn)定性和燃盡過程起著重要作用。

54、對于大容量鍋爐尤其要注意二次風(fēng)穿透火焰的能力。當(dāng)燃用的煤質(zhì)一定時，一次風(fēng)量就被確定了，這時二次風(fēng)量隨之確定。對于已經(jīng)運(yùn)行的鍋爐，由于燃燒器噴口結(jié)構(gòu)未變，故二次風(fēng)速只隨二次風(fēng)量變化。二次風(fēng)是在煤粉氣流著火后混入的。由于高溫火焰的粘度很大，二次風(fēng)必須以很高的速度才能穿透火焰，以增強(qiáng)空氣與焦碳粒子表面的接觸和混合，故通常二次風(fēng)速比一次風(fēng)速提高一倍以上。配風(fēng)方式不僅影響燃燒穩(wěn)定性和燃燒效率，還關(guān)系到結(jié)渣、火焰中心高度的變化、爐膛出口煙溫的控制。從而，進(jìn)一步影響過熱汽溫與再熱汽溫。5二次風(fēng)溫從燃燒角度看，二次風(fēng)溫愈高，愈能強(qiáng)化燃燒，并能在低負(fù)荷運(yùn)行時增強(qiáng)著火的穩(wěn)定性。但是二次風(fēng)溫的提高受到空氣預(yù)熱器傳熱

55、面積的限制，傳熱面積愈大，金屬耗量就愈多，不但增加投資，而且將使預(yù)熱器結(jié)構(gòu)龐大，不便布置。表8 熱風(fēng)溫度的推薦數(shù)值燃料無煙煤貧煤褐煤(熱風(fēng))褐煤(煙氣)煙煤熱風(fēng)溫度380430330380350380300350280350 火焰長度及火焰高度為了保證燃料完全燃燒，燃料在爐內(nèi)的停留時間必須大于其完全燃盡所需時間，因此要對火燒長度及火焰高度的最小值有所限制。火焰高度是指最上排燃燒器噴口中心線到爐膛出口煙窗中心或前屏過熱器下邊緣的垂直距離。通常要求（爐寬+爐深）/2，17m11m（查表），正確。一般四角切圓燃燒的大于前墻或?qū)_燃燒的. 最小火焰長度=18m（查表文獻(xiàn)3）。 下排燃燒器至爐底的距離

56、對最下排燃燒器的布置也有要求，既要保證爐膛下部有良好的火焰充滿度，又要避免火焰沖刷冷灰斗壁面引起結(jié)渣。前蘇聯(lián)規(guī)定，從冷灰斗出口至下排燃燒器中心線的交點(diǎn)的最小距離不應(yīng)小于10m。 噴口的結(jié)構(gòu)參數(shù)1.噴口形狀 直流燃燒器的噴口有圓形、矩形、多邊形等形狀。多邊形主要用于最下排的二次風(fēng)噴口和最上排的二次風(fēng)或三次風(fēng)噴口，目的是為了適應(yīng)水冷壁彎管的形狀。在射流出口截面積及出口速度均相同的情況下，矩形噴口射流的速度比圓形噴口射流衰減快，射程短。而矩形噴口中，長寬比越大，衰減越快。這是由于矩形噴口周界比圓形噴口長，長寬比大的噴口周界也打，使射流與周圍介質(zhì)的卷吸混合加強(qiáng)，所以速度衰減快，著火藥比圓形射流容易。因

57、此，一次風(fēng)噴口選矩形，二次風(fēng)噴口選矩形，三次風(fēng)噴口多采用圓形。單個噴口的截面積確定之后，圓形噴口的直徑即確定。沿射流軸線從噴口到與假象切圓相切點(diǎn)距離其中 a,b-爐膛的寬度和深度，m。a=11m b=11m所以若燃燒器是非四角布置，則要用燃燒期間的實(shí)際距離取代a和b。用燃燒器的總高度及與寬度的比值，由圖查到特性 比值，則單個噴口的寬度=0.825m。隨后確定噴口高度及燃燒器高度，校核，直到與假定值相符為止。這是個逐步漸進(jìn)的方法。前蘇聯(lián)認(rèn)為，要想使?fàn)t內(nèi)的煙氣充滿程度適當(dāng)，則燃燒器寬度與爐膛深度b之比應(yīng)符合下列要求： 對于容量較大的鍋爐，應(yīng)取叫小值。為了保證射流自由擴(kuò)展，不至于過早混合而影響煤粉的

58、燃燒，噴口之間應(yīng)保持一定的間距，它是上面噴口下緣于相鄰的下噴口上緣之間的凈距離。一、二次風(fēng)噴口相對間距常見的范圍是煙煤 查表得煙煤的相鄰一、二次風(fēng)口中心線標(biāo)高差于二次風(fēng)口寬度比為0.410.98，相鄰風(fēng)口邊緣之間間距（mm）為d=530540 e=227 g=225 為了減少氣流兩側(cè)因補(bǔ)氣條件不同而產(chǎn)生的壓差，增強(qiáng)氣流的剛性，對大型鍋爐的支流燃燒器要進(jìn)行分組，每組間距留有較大的間距。我國的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，若（各組燃燒器間的距離），就能使從迎風(fēng)面進(jìn)入此間隙的氣流兩大于被上下兩股射流卷吸走的氣流量，剩余的氣體進(jìn)入背風(fēng)面，從而使背風(fēng)面負(fù)壓減少，避免射流嚴(yán)重偏離而貼墻。所以5. 噴口的傾角 三次風(fēng)口下傾

59、角一般為，以延長細(xì)煤粉在爐內(nèi)的停留時間，實(shí)現(xiàn)完全燃燒。但為了減少對主燃燒區(qū)的干擾，煤質(zhì)越差，下傾角應(yīng)越小。 中小型鍋爐直流燃燒器的一、二次風(fēng)口多為水平布置。但在分級配風(fēng)的燃燒器中，為了達(dá)到分級配風(fēng)的目的，燃燒劣質(zhì)煙煤時，上、中二次風(fēng)的下傾角可為，下二次風(fēng)在左右，對南著火的無煙煤，傾角可取的小些。所有一、二次風(fēng)噴口可上、下同步擺動，最上層燃盡風(fēng)（OFA）噴口可根據(jù)需要向下擺或向上擺。10.6 直流燃燒器的具體選型PM燃燒器是是日本三菱重工公司首先研制出來的。與常規(guī)燃燒器相比，PM燃燒器可使NOx的生成量減少60%。據(jù)報(bào)道，PM燃燒器NOx生成量為：燃?xì)鈺r30mg/m3,燃煤時150 mg/m3,燃油80 mg/m3時.在65%100%的負(fù)荷變化范圍內(nèi), NOx的生成量大體不變。黃臺發(fā)電廠7號機(jī)組的1025t/h鍋爐采用了這種PM燃燒器。本設(shè)計(jì)也采用此燃燒器既PM直流煤粉燃燒器。根據(jù)上面的分析，可以通過下列措施增強(qiáng)氣流的剛性，減輕或避免水冷壁結(jié)渣：1 減小燃燒器的高度比或?qū)⑷紵鞣纸M。2 假想切圓直徑不宜過大。3 四角燃燒器的風(fēng)、粉分配應(yīng)均勻，如果某角氣體流量小，射流的動量小，則該角的射流極易偏離12。4 用周界風(fēng)、側(cè)邊風(fēng)、中心風(fēng)等輔助氣流增大一次風(fēng)射流的剛性。一次風(fēng)射流本身的動量是維持火炬不偏