PAGEII---PAGEIII-燃用煙煤煤粉鍋爐設(shè)計摘要本次畢業(yè)設(shè)計的課題是燃用煙煤的220t/h煤粉鍋爐。煤粉爐為自然循環(huán)方式，通過運(yùn)用學(xué)習(xí)過的鍋爐原理知識，燃燒學(xué)原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計，對鍋爐整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，強(qiáng)化自己對于鍋爐運(yùn)行原理和各部分設(shè)計的掌握，按照煙氣流向依次布置受熱面。關(guān)鍵詞:煤粉爐；自然循環(huán)；固態(tài)排渣目錄摘要 II第1章緒論 131.1課題背景 131.2鍋爐的發(fā)展簡況、類型與系列 131.2.1鍋爐的發(fā)展簡況 131.2.2鍋爐的類型、系列 13第2章220T/H煤粉鍋爐設(shè)計 142.1鍋爐主要參數(shù) 142.2鍋爐設(shè)計方案選擇，總體布置 142.3鍋爐簡介 152.3.1爐膛水冷壁. 152.3.2鍋筒及鍋筒內(nèi)部設(shè)備 162.3.3燃燒設(shè)備 172.3.4過熱器及氣溫調(diào)節(jié) 182.3.5省煤器 192.4.6空氣預(yù)熱器 192.4.7密封裝置 192.4.8爐墻 202.4.9除渣設(shè)備 202.4.10構(gòu)架 20第3章鍋爐熱力計算 213.1設(shè)計任務(wù) 213.1.1設(shè)計任務(wù) 213.1.2設(shè)計煤種 213.2基本計算 223.2.1理論空氣量及煙氣量的計算 223.2.2煙道各處過量空氣系數(shù)及各受熱面的漏風(fēng)系數(shù) 223.2.4焓溫表計算 243.2.5熱平衡及燃料消耗量計算 283.3鍋爐各受熱面設(shè)計計算 323.3.1爐膛設(shè)計計算 323.3.2屏式過熱器設(shè)計 373.3.3高溫過熱器設(shè)計計算 433.3.4低溫過熱器設(shè)計計算 523.3.5轉(zhuǎn)向室計算設(shè)計計算 603.3.6、上級省煤器設(shè)計計算 62第4章鍋筒強(qiáng)度校核計算 674.1初始條件 674.1.1確定未加強(qiáng)孔最大允許直徑。 674.1.2確定各孔之間互不影響 684.3.3最大開工加強(qiáng) 704.1.4封頭強(qiáng)度計算 724.2最高允許水壓實驗計算方法 73第5章燃燒器設(shè)計計算 75結(jié)論 78參考文獻(xiàn) 80緒論1.1課題背景我國是能源使用大國，一次能源發(fā)電占比超過60％，并且主要使用以煤炭為主。我國煤炭儲存量有5.87萬億噸，排名世界第四，使用煤炭也符合我國目前能源儲存情況。我國長期以來把煤炭作為一次能源進(jìn)行消費(fèi)，煤炭在我國的一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中仍占比在60％以上，遠(yuǎn)高于全球煤炭一次消費(fèi)比28.1％。鍋爐可以進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，進(jìn)入鍋爐的能量主要是化學(xué)能，鍋爐輸出具有熱能的蒸汽或者高溫水[1]。工業(yè)生產(chǎn)和人民生活可以直接使用熱態(tài)工質(zhì)，這些熱態(tài)工質(zhì)也可通過蒸汽動力裝置轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，進(jìn)一步利用發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能[2]。煤粉爐是我國主要使用的電力設(shè)備。其適應(yīng)性好，可以使用非常多的煤種，并且燃燒速率個熱效率都具有很高的經(jīng)濟(jì)性，并且啟停簡單，符合我國調(diào)峰使用電力需求，并且在燃燒完全情況下可以很好的分配熱量，滿足做功需求。并且本次燃用煙煤的220t/h煤粉爐設(shè)計也可以加深我對鍋爐布置和汽水行程的了解，掌握鍋爐設(shè)計的步驟。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1鍋爐的發(fā)展簡況十九世紀(jì)三十年代，火管被工程師安裝在鍋殼里，成為主要受熱面。金屬耗量低的這種類型鍋爐在當(dāng)時得到應(yīng)用。十九世紀(jì)中葉，出現(xiàn)了水管鍋爐。水管被安裝在鍋殼外部，作為受熱面，提高了鍋爐參數(shù)。鍋筒就是圓筒形鍋殼，也被稱為汽包。二十世紀(jì)以來，工業(yè)生產(chǎn)飛速發(fā)展，對鍋爐的容量和參數(shù)有很高的要求。隨著工程技術(shù)發(fā)展，彎水管式鍋爐被發(fā)明出來。水冷壁和過熱器等重要結(jié)構(gòu)被應(yīng)用到鍋爐中，汽、水分離零件的效率也得到提升，需要的汽包減少，節(jié)約金屬的同時，又提高鍋爐的參數(shù)和容量。我國煤粉鍋爐應(yīng)用廣泛，但是其帶來的污染問題也逐漸嚴(yán)重，同時對于煤粉爐降低能耗，清潔燃燒成為目前研究的熱點(diǎn)。對于煤粉爐進(jìn)行了建模和流動測量，利用CFD測得爐膛內(nèi)流動情況，溫度分布和燃燒情況的具體數(shù)據(jù)，為煤粉鍋爐高效清潔運(yùn)行提供理論依據(jù)。對鍋爐燃燒器布置也進(jìn)行了實驗分析，從燃燒學(xué)角度進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，穩(wěn)定了爐膛燃燒，改善了汽溫偏差，對鍋爐穩(wěn)定燃燒具有重要意義[3]。目前也有對煤粉鍋爐進(jìn)行高氧氣含量的設(shè)計實驗，發(fā)現(xiàn)了可以降低鍋爐運(yùn)行成本，提升煤粉燃盡程度，對于煤粉爐送風(fēng)改進(jìn)有指導(dǎo)意義[4]。1.2.2鍋爐的類型、系列鍋爐按用途分為工業(yè)鍋爐、熱水鍋爐、電站鍋爐[5]。按燃料可分為燃煤鍋爐、燃油鍋爐、生物質(zhì)鍋爐和燃?xì)忮仩t[6]。按汽水流動的情況可分為自然循環(huán)鍋爐、強(qiáng)制循環(huán)鍋爐和直流鍋爐。鍋爐設(shè)計是工程設(shè)計中的綜合技術(shù)。在設(shè)計過程里，須同時考慮燃料分析指標(biāo)，燃燒器布置方式，布置的總體安排，調(diào)節(jié)性能，壓力容器強(qiáng)度等問題，進(jìn)而確定鍋爐設(shè)計的方案[7]。自然循環(huán)鍋爐循環(huán)可靠性高。在超高參數(shù)鍋爐中，合理地設(shè)計鍋爐循環(huán)回路，可以讓汽水循環(huán)穩(wěn)定進(jìn)行8]。強(qiáng)制循環(huán)使用循環(huán)泵克服汽水循環(huán)阻力，由于它利用外力做功讓汽水循環(huán)，因此在鍋爐工作壓力處于超高壓時，仍可采用強(qiáng)制循環(huán)鍋爐[9]。參數(shù)進(jìn)一步升高，汽和水難以用汽包來分離，只有直流鍋爐可以使用。預(yù)熱吸熱，汽化吸熱和過熱吸熱組成了水進(jìn)入鍋爐后吸收的熱量，汽化吸熱會隨著壓力升高而減小，而預(yù)熱吸熱和過熱吸熱會隨著壓力升高而增大[10]。；隨著壓力的上升，為了保證爐膛出口煙氣溫度，將頂棚過熱器，屏式過熱器移入爐膛。1.2.3燃燒器設(shè)計現(xiàn)狀旋流燃燒器可分為蝸殼式、軸向葉片式和切向葉片式三類[11]。旋流煤粉燃燒器利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生穩(wěn)定燃燒的回流區(qū)，保證煤粉穩(wěn)定著火與燃燒。一、二次風(fēng)是不旋轉(zhuǎn)的直流射流，從直流式燃燒器狹長形噴口噴出[12]。1.3本文主要研究內(nèi)容本文按照任務(wù)書給定參數(shù)及燃料成分對燃用煙煤的220t/h煤粉鍋爐進(jìn)行整體設(shè)計，通過結(jié)構(gòu)計算和熱力計算確定爐膛及各個受熱面的結(jié)構(gòu)參數(shù)并進(jìn)行熱量分配。計算過程中應(yīng)該不斷調(diào)整，保持各個受熱面的熱平衡誤差及其百分比、煙氣流速、工質(zhì)流速，最終的排煙溫度在要求允許范圍內(nèi)。

使用圖形繪制軟件繪制出所設(shè)計鍋爐的整體布置圖及各個結(jié)構(gòu)的零件圖，以期掌握鍋爐的具體結(jié)構(gòu)和圖紙繪制方法。首先分析了解鍋爐整體結(jié)構(gòu)和零件安排，了解任務(wù)書給定參數(shù)，參考相關(guān)資料對鍋爐結(jié)構(gòu)進(jìn)行大致確定；然后根據(jù)煤質(zhì)參數(shù)進(jìn)行熱平衡計算和燃料量計算；根據(jù)煙氣流向布置受熱面，并且對各個受熱面進(jìn)行熱平衡校核和計算。第2章220t/h煤粉鍋爐設(shè)計2.1鍋爐主要參數(shù)1、額定蒸發(fā)量 220t/h2、過熱蒸汽壓力 9.81Mpa3、給水溫度 220℃4、過熱蒸汽出口溫度 540℃5、熱空氣溫度 310℃6、冷空氣溫度 30℃7、排煙溫度 130℃8、汽包工作壓力 11.28Mpa2.2鍋爐設(shè)計方案選擇，總體布置燃煤性質(zhì)是鍋爐燃燒的重要依據(jù)，燃燒方式的選擇關(guān)系到鍋爐燃燒特性，我國電站鍋爐最常采用煤粉爐，煤粉爐容量大部分在35T/H以上。應(yīng)用最廣的是固態(tài)排渣，只有在煤的灰熔點(diǎn)過低時才采用液態(tài)排渣[13]。本設(shè)計采用固態(tài)排渣。球磨機(jī)中儲倉式制粉系統(tǒng)作為本次設(shè)計的制粉系統(tǒng)。煤粉疏松多孔，內(nèi)部有很多空氣，并且質(zhì)地松軟，可以輕松無規(guī)則運(yùn)動，煤粉流動性隨著煤粉細(xì)度上升而增加，煤粉與空氣接觸面積大，容易被空氣氧化自燃[14]，自燃性隨揮發(fā)分上升而增大，采用乏氣送粉，在本次設(shè)計中Vdaf＝34.41％，采用熱風(fēng)送粉。四角切圓布置燃燒器，采用水力除渣。2.3鍋爐簡介2.3.1爐膛水冷壁.本設(shè)計中爐膛周圍布置由光管和扁鋼焊全密封的Φ60×5，管節(jié)距為s=80mm的膜式水冷壁管。爐膛截面正方形，寬深均為7680mm。冷灰斗通過水冷壁下部管子與水平線成55°傾角；后水冷壁在爐膛出口出下緣向爐內(nèi)突起，形成折焰角。圖2-1水冷壁示意圖2.3.2鍋筒及鍋筒內(nèi)部設(shè)備鍋筒設(shè)計材料為19Mn6，19Mn5。鍋內(nèi)采用單段蒸發(fā)系統(tǒng)。鍋爐的爐筒設(shè)置有多種裝置，分離器的選擇，不同分離器的選擇對于整體鍋爐反應(yīng)效果有著不同的效果，這里選用旋風(fēng)式有利于分離爐內(nèi)流動氣體中的水蒸氣，形狀選擇梯形波形可以對爐內(nèi)氣體中多余的鹽進(jìn)行去除，以保證氣體進(jìn)去后續(xù)裝置時不會對裝置造成多余的腐蝕磨損[15]，除此之外可以設(shè)置頂部多孔板，通過這種當(dāng)時可以調(diào)節(jié)氣體流經(jīng)容器中時，容器所承擔(dān)的負(fù)載，進(jìn)一步提升得到蒸汽的最終效果[16]。蒸汽向上流動，經(jīng)旋風(fēng)分離器進(jìn)入鍋筒汽空間進(jìn)行動力分離。然后蒸汽通過平孔板式清洗裝置[11]，經(jīng)給水后清洗的蒸汽再次進(jìn)入汽空間進(jìn)行重力分離，最后通過鍋筒頂部的均汽孔板引出鍋筒進(jìn)入過熱器[17]。2.3.3燃燒設(shè)備四角切圓布置燃燒器，直流式燃燒器，假想切圓直徑為Ф768mm。2.3.4過熱器及汽溫調(diào)節(jié)圖2-3過熱器布置圖過熱器系統(tǒng)布置于爐膛上部，折焰角上方的位置的水平煙道中，整個過熱器包括頂棚管、包墻管、屏式過熱器、兩級對流過熱器[18]。2.3.5省煤器本文中的省煤器，分上下兩級，采用光管蛇形管，錯列排列，與煙氣成逆流布置。其中下級省煤器設(shè)計時縱向排數(shù)過高因此分為上下兩段。2.4.6空氣預(yù)熱器空氣預(yù)熱器分兩級布置，與煙氣逆流換熱[19]。。2.4.7爐墻采用敷管爐墻，爐墻材料為巖棉制品，爐墻表面溫度按50℃設(shè)計。3章鍋爐熱力計算3.1設(shè)計任務(wù)220t/h自然循環(huán)固態(tài)排渣煤粉鍋爐3.1.1設(shè)計任務(wù)（1）、鍋爐額定蒸發(fā)量：（2）、蒸汽參數(shù)：1）、過熱器出口蒸汽壓力：2）、過熱器出口蒸汽溫度：（3）、給水溫度：（4）、預(yù)熱空氣溫度：3.1.2設(shè)計煤種煙煤，煤的收到基成分為(1)、碳：Car＝46.2％(2)、氫：Har＝4.67％(3)、氧：Oar＝5.99％(4)、氮：Nar＝0.53％(5)、硫：Sar＝1.10％(6)、灰分：Aar＝31.66％(7)、Mar＝9.85％(8)、Vdaf＝34.41％(9)、Qnet，ar＝19450KJ/Kg3.2基本計算3.2.1理論空氣量及煙氣量的計算煤完全燃燒時需要的理論空氣量及燃燒產(chǎn)物的體積計算見表3-1（以1kg燃料為準(zhǔn)）。表3-1理論空氣量及煙氣量的計算1理論空氣量5.1822RO2理論容積0.8703N2理論容積4.0984H2O理論容積0.7245理論煙氣量5.6923.2.2煙道各處過量空氣系數(shù)及各受熱面的漏風(fēng)系數(shù)各受熱面的漏風(fēng)系數(shù)見表3-2。表3-2過量空氣系數(shù)和漏風(fēng)系數(shù)表名稱符號制粉系統(tǒng)爐膛及屏式過熱器高溫過熱器低溫過熱器上級省煤器上級空氣預(yù)熱器下級省煤器下級空氣預(yù)熱器漏風(fēng)系數(shù)0.10.050.030.030.020.030.020.03入口空氣系數(shù)1.251.31.331.361.381.411.43出口空氣系數(shù)1.31.331.361.381.411.431.463.2.3煙氣特性鍋爐各部分煙氣特性數(shù)據(jù)見表3-3。表3-3煙氣特性表序號名稱符號單位爐膛屏式過熱器高溫過熱器低溫過熱器上級省煤器上器空氣預(yù)熱器下級省煤氣下級空氣預(yù)熱器1入口系數(shù)-1.251.251.31.331.361.381.411.432出口系數(shù)-1.31.31.331.361.381.411.431.463平均過量空氣-1.2751.2751.3151.3451.3701.3951.4201.4454水蒸氣0.7470.7470.7500.7530.7550.7570.7590.7615煙氣容積7.1407.1407.3507.5087.6407.7727.9038.0356容積份額-0.1220.1220.1180.1160.1140.1120.1100.1087容積份額-0.1050.1050.1020.1000.7550.7570.7590.7618三原子氣體容積份額-0.2260.2260.2200.2160.2130.2090.2060.2039煙氣重量9.3129.3129.5839.7869.95510.12410.29310.46310飛灰濃度0.0320.0320.0310.0310.0300.0300.0293.2.4焓溫表計算不同過量空氣系數(shù)下燃燒產(chǎn)物的焓溫表見表3-4。1000Aarαfh/Qnet,ar=1000×31.66×0.95/19450=1.55>1.43,需計入飛灰焓。表3-4焓溫表煙氣溫度100170.0147.8642129.6531.0967150.5108.9528787.913780.724.2631132.4686.0881200357.5310.9497259.91065.0619304.5220.43951596.4510168.950.7910266.41380.4673300558.8486.0382392.01606.4035462.7334.96662427.4084263.379.2048402.72086.7649400771.9671.3903526.52157.5802626.2453.33073282.3012359.5108.1208541.82807.5720500994.4864.9184663.82720.2312794.9575.45924160.6089457.7137.6654684.23545.47946001222.71063.4913804.13295.1761968.9701.42465060.0921559.3168.2146829.74299.45087001461.91271.5449947.53882.82471148.8831.66135986.0309661.28198.8932978.35069.48638001704.91482.90371093.64481.53791334.4966.02446930.4660765.8230.32371129.15850.92209001952.31698.08961241.65088.03711526.11104.80357890.9302873.6262.75871282.36644.794310002205.51918.32021391.75703.14211722.91247.27478868.7371982.3295.44641437.37447.994111002458.42138.28991543.76326.033291925.11393.65529857.97841095.2329.39131604.18312.340712002716.62362.86951697.26955.07142132.31543.655410861.59631203.8362.07901753.49086.003513002976.72589.10171852.87592.7152172343.61696.623811878.44061358.5408.59601914.39919.77673514003239.02817.24742008.78231.58842559.21852.705112901.54091580.0475.22862076.210758.7318915003503.13046.95872166.08876.19882779.12011.899313935.05681755.6528.03182238.911601.8325916003768.83278.06172324.59525.72673001.82173.120514976.90901872.6563.23392402.912451.6698117004036.33510.73032484.010179.352653229.32337.816716027.89972060.7619.80882567.313303.579818004304.73744.18182643.710833.798153458.32503.627717081.60762230.2670.76222731.914156.5261819004574.13978.50302804.211491.522033690.42671.625018141.65002382.6716.61462898.815021.39120004844.24213.43312965.012150.475293925.62841.895519205.80392508.00754.33123065.615885.73764表3-4焓溫表（續(xù)表）溫度θ/℃Iy=Iy0+(α〞-1)IK0α〞lα〞gr,2α〞gr,1α〞sm,2α〞ky,2α〞sm1α〞ky11.31.331.361.381.411.431.46100993.741014.321069.211082.931103.512002010.592052.012121.032162.442190.052231.473003053.443116.043178.643220.383282.983324.723387.324004124.574208.804293.034349.184433.414489.564573.785005224.255330.625436.985507.895614.265685.166006349.936478.916607.896693.886822.877007506.887658.967811.057912.448064.528008685.748861.279036.809153.829009884.3710083.7110283.06100011103.1411326.58110012351.6812601.05120013587.4013859.98130014854.3715151.97140016129.1616451.92150017415.6117763.66160018712.4119085.96170020018.9720418.08180021328.5721753.26190022648.0723098.71200023971.5324448.10210025306.9625809.67220026639.1127167.923.2.5熱平衡及燃料消耗量計算鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算見表3-5。表3-5熱平衡及燃料消耗序號名稱符號單位公式及來源數(shù)值1燃料低位發(fā)熱值給定19450.002冷空氣溫度給定30.003冷空氣焓焓溫表205.834排煙溫度給定130.005排煙焓焓溫表a=1.361441.906氣體未完全燃燒損失%文獻(xiàn)[20]表7-270.007固體未完全燃燒損失%文獻(xiàn)[20]表7-262.008排煙]損失%5.759散熱損失%文獻(xiàn)[20]71頁圖4-40.6010飛灰份額-選定0.9511灰渣熱損失%不必計算0.0012總損失%8.3513鍋爐效率%91.6514過熱蒸汽焓《水蒸汽表》P=9.81MPa3476.6915飽和水焓《水蒸汽表》P=11.28MPa1461.6316給水焓《水蒸汽表》P=11.9MPa920.7217排污率-選取2.0018鍋爐蒸發(fā)量D61.1119鍋爐有效利用熱156895.2820給水溫度給定220.0021燃料消耗量B8.8022計算燃料消耗量8.6223保熱系數(shù)-0.993.3鍋爐各受熱面設(shè)計計算3.3.1爐膛設(shè)計計算A、爐膛設(shè)計本煤粉爐的基本型式為燃燒器四角布置的燃燒室。參考取，取。對四角布置燃燒器的爐膛來說，希望爐膛截面的寬深比不大于1.2，最大為正方形。根據(jù)計算，本設(shè)計取a＝b＝7.68m。B、爐膛尺寸的確定1、確定體積選取2、確定截面尺寸選取爐膛采用四角切圓布置：a/b＝1并且實際長度應(yīng)該是水冷壁管節(jié)距s=80mm的整倍數(shù)，實取a＝b＝7.68m，爐膛寬深為7.68m，結(jié)構(gòu)參數(shù)見表3-6。表3-6爐膛幾何尺寸計算序號名稱符號單位公式及來源數(shù)值1側(cè)墻總面積149.952前墻面積197.143后墻面積7.554*(2.2385+2.3935+12.5+2.588)155.154頂棚面積7.554*2.87819.235出口煙窗面積7.554*(7.7+2.076)72.016爐膛總面積778.307燃燒器面積4*3*0.67.208爐頂輻射面積19.239爐膛總輻射面積771.1010熱有效系數(shù)0.4511爐膛容積1048.3112爐膛高度25.1713有效輻射層厚度s4.8514燃燒器高度5.9915火焰中心相對高-0.2816修正值-0.0017系數(shù)-0.4618角系數(shù)-模式壁，全吸收1.00爐膛傳熱計算見表3-7。計算得到爐膛出口煙溫1086.81℃、頂棚過熱器入口蒸汽溫度320.99℃，且假設(shè)一次噴水量為6t/h，二次噴水量為3.5t/h。表3-7爐膛傳熱計算序號名稱符號單位公式及來源數(shù)值1爐膛出口空氣系數(shù)-查表3-21.302爐膛漏風(fēng)系數(shù)-查表3-20.053制粉系統(tǒng)漏風(fēng)系數(shù)-查文獻(xiàn)[a]0.004出口空氣系數(shù)-1.255熱空氣溫度任務(wù)書給定320.006熱空氣焓焓溫表2230.937空氣帶入熱量2555.948燃燒產(chǎn)物擁有熱22005.949理論燃燒溫度焓溫表1851.4810爐膛出口溫度假設(shè)復(fù)核1100.0011爐膛出口焓焓溫表12351.6812三原子氣體輻射減弱系數(shù)0.9013飛灰輻射減弱系數(shù)2.7014焦碳輻射減弱系數(shù)1.0215火焰輻射減弱系數(shù)4.6216火焰黑度-0.9017爐膛黑度-0.9518煙氣平均熱比容12.8519爐膛出口煙溫1086.8120煙氣出口焓焓溫表12188.7121爐膛輻射熱量9760.7622輻射受熱面熱負(fù)荷247.6723爐膛容積熱負(fù)荷145.6424爐膛截面熱負(fù)荷2843.7125高度上輻射不均系數(shù)-選取0.6726頂棚輻射吸熱量161.5927一次噴水量6.0028二次噴水量3.5029頂棚蒸汽入口焓《水蒸氣表》P=11.28MPa2701.1430蒸汽焓增23.8331頂棚蒸汽出口焓2724.9732頂棚蒸汽出口溫度《水蒸氣表》P＝11.25Mpa320.993.3.2屏式過熱器設(shè)計屏式過熱器結(jié)構(gòu)計算見表4-7。表3-8屏式過熱器結(jié)構(gòu)計算序號名稱符號單位公式及來源數(shù)值1管子規(guī)格φ42*52橫向排數(shù)排153縱向排數(shù)排404橫向節(jié)距5005縱向節(jié)距526平均橫向節(jié)距4807平均縱向節(jié)距53.338橫向相對節(jié)距-11.909縱向相對節(jié)距-1.2410管子長度7.7011屏本身輻射角系數(shù)-0.9812屏受熱面439.4513爐膛出口窗面積72.0114屏后受熱面煙窗面積50.6115屏進(jìn)口截面相對出口角系數(shù)-0.1216有效輻射層厚度0.6917蒸汽流通截面0.1218煙氣流通截面65.4019煙氣流通截面46.5320平均煙氣流通截面54.3721頂棚附加受熱面16.4422屏區(qū)水冷壁受熱面33.51屏式過熱器的傳熱計算見表3-9。屏式過熱器入口煙溫即為爐膛出口煙溫1086.81℃，入口蒸汽溫度349℃、計算得到出口煙溫905.21℃、出口蒸汽溫度445.76℃。表3-9屏的傳熱計算序號名稱符號單位公式及來源數(shù)值1煙氣入口溫度爐膛出口煙氣溫度1086.812煙氣入口焓焓溫表12188.713煙氣出口溫度假設(shè)復(fù)合905.214煙氣出口焓焓溫表9947.825屏區(qū)對流吸熱量1850.006屏本身對流吸熱面積比分配1854.48水冷壁吸熱152.01頂棚吸熱56.587爐與屏間相互換熱系數(shù)-清華圖3-60.988輻射傳熱高度不均勻系數(shù)-清華圖3-7h/hl=0.90.959出口窗處屏的熱負(fù)荷188.7410爐膛輻射出熱量553.8711水蒸氣容積份額-表3：煙氣特性表0.1012三原子氣體容積份額-表3：煙氣特性表0.2313煙氣平均溫度996.0114三原子氣體輻射減弱系數(shù)2.7715飛灰輻射減弱系數(shù)2.8516煙氣黑度-0.3217屏入口節(jié)面對出口角系數(shù)-已求0.1218考慮燃料種類修正-0.5019爐膛與屏傳給后門輻射熱143.1120屏區(qū)總輻射熱506.0621屏自爐膛得輻射吸熱？506.0622屏區(qū)附加受熱面的輻射熱95.7723蒸汽入口溫度假設(shè)復(fù)合349.0024蒸汽入口焓《水蒸氣表》P＝10.72884.9625屏內(nèi)蒸汽焓增337.8526蒸汽出口焓3222.8127蒸汽出口溫度《水蒸氣表》p=10.4445.7628蒸汽平均溫度397.3829溫壓675.6030平均煙氣流速5.2631煙氣對流放熱系數(shù)0.0332蒸汽平均比容p=10.5t=397.50.0233蒸汽流速12.2934蒸汽側(cè)放熱系數(shù)2.4535灰污染系數(shù)查曲線4-21a5.0036灰污層表面溫度647.4237輻射放熱系數(shù)0.0938煙氣側(cè)放熱系數(shù)0.1139傳熱系數(shù)0.0640屏本身對流傳熱量1854.4841傳熱誤差-0.24附加受熱面42頂棚管蒸汽入口溫度320.4143蒸汽入口焓《水蒸氣表》P=11.1MPa2724.9744輻射吸熱量31.5245頂棚附加受熱面吸熱79.3446頂棚出口蒸汽焓2736.7647蒸汽出口溫度《水蒸氣表》P=11MPa322.4048頂棚蒸汽平均溫度321.4049溫壓674.6050頂棚對流吸熱量79.3451誤差0.8352水冷壁工質(zhì)溫度已知320.4153溫壓675.6054水冷壁附加受熱面吸熱152.0155誤差1.9356總誤差-0.043.3.3高溫過熱器設(shè)計計算高溫過熱器結(jié)構(gòu)見表3-10。表3-10高溫過熱器結(jié)構(gòu)計算序號名稱符號單位公式及計算結(jié)果1管子規(guī)格mm設(shè)計值42mm設(shè)計值52橫向排數(shù)Z1\設(shè)計值943縱向排數(shù)Z2\設(shè)計值164熱段橫向排數(shù)Z1熱\設(shè)計值425冷段橫向排數(shù)Z1冷\設(shè)計值526橫向管子節(jié)距S1mm給定957縱向管子節(jié)距S2mm設(shè)計值608橫向相對間距σ1\σ1=s1/d2.269縱向相對間距σ2\σ2=s2/d1.4310管子平均長度lm設(shè)計值4.5011熱段受熱面積H熱m2πdlZ1熱Z2399.0112冷段受熱面積H冷m2πdlZ1冷Z2494.0113煙氣流通截面積入口F'm2a*5.3-4.1*d/1000*z121.34出口F"m2a*4.5-d/1000*4.1*z116.86平均Fm22F'F"/(F'+F")18.8415輻射層厚度s\0.9d*(4*σ1σ2/π-1)0.1216熱段蒸汽流通截面積f熱m2π/4*dn2*Z1熱*n20.1417冷段蒸汽流通截面積f冷m2π/4*dn2*Z1冷*n20.1718附加水冷壁面積Hsm2Hsf=Hcsf+Hxdf98.7319折焰角斜底面積Hxdfm2（1/2*π*d1+0.138）*nzy*lzy46.6620兩側(cè)水冷壁面積Hcsfm2(1/2*π*d1+0.02)*(lzy+ly)/0.080*（l''+5.161）/2*252.0721頂棚附加面積Hdm2（1/2*π*ddp+0.003）*a/0.041*(2.7+0.1)30.8122后水冷壁吊掛管面積H吊m2πdl*n14.2123管簇前空間lkjm設(shè)計值1.0024管簇深度lgzm設(shè)計值1.20高溫過熱器傳熱計算見表3-11到表3-16表3-11高溫過熱器傳熱計算序號名稱符號單位公式及計算結(jié)果1入口煙溫θ'℃由屏式過熱器計算905.212入口煙氣焓I'kJ/kg由屏式過熱器計算9947.823出口煙溫θ"℃假定后復(fù)核665.004出口煙焓I"kJ/kg焓溫表（α"=1.28)7245.945平均煙溫θ℃(θ'+θ")/2785.10TKθ+2731058.106傳過熱量(按熱平衡)QphkJ/kgφ(I'-I"+△αIlk0)2692.487計算燃料消耗量Bjkg/s由熱平衡計算得到8.628過熱器輻射熱QfkJ/kgQf=Qf"+Qhf190.92表3-12高溫過熱器熱段傳熱計算序號名稱符號單位公式及計算結(jié)果1蒸汽出口溫度t"℃任務(wù)書540.002蒸汽出口焓i"kJ/kgP=9.91MP,t=540℃,查過熱蒸汽表3473.293蒸汽入口溫度t'℃假定后復(fù)核483.704蒸汽入口焓i'kJ/kgP=10.1MP,t=504℃,查過熱蒸汽表3330.535蒸汽平均溫度t℃1/2*(tˊ+t〞)511.856平均溫壓△tx℃θ"-t"125.007順流△td℃θ'-t'421.51△td/△tx℃(θ'-t')/(θ"-t")3.37△t℃△t=(△td-△tx)/ln(△td/△tx)243.938蒸汽平均比容νm3/KgP=10.0MPa,t=517.5℃查蒸汽表0.039蒸汽流速度ωqm/sD*ν/3.6f15.1210蒸汽側(cè)放熱系數(shù)α2kw/(m2·℃)Cd=0.98,a0=2400,a2=Cd*a0*10-32.1611煙氣容積VyNm3/Kg查表2（α"=1.25)7.3512煙氣流速ωym/sBj*Vy*(1+θ/273)/F13.0413煙氣對流放熱系數(shù)αdkW/(m2·℃)ad=Cs*Cz*Cw*a0*10-3,a0=62,Cs=1,Cz=1,Cw=0.970.1014灰污系數(shù)ε(m2·℃)/kW4.3015熱段總吸收熱量QrkJ/kgD*(I"-I')/Bj1011.6916熱段輻射熱Qf熱kJ/kgz熱/(z熱+z冷)*Qf85.3117管壁溫度tb℃t+(ε+1/a2)*Bj*Q∑/H熱624.80TbKTb=tb+273897.8018水蒸氣容積份額rH2O/查表2（α"=1.28)0.1019三原子氣體容積份額r∑/查表2（α"=1.28)0.2220煙氣重度ρyKg/Nm3Gy/Vy1.3021飛灰濃度μfhKg/Kg查表2（α"=1.28)0.0322飛灰顆粒平均直徑dfhμm查表813.0023有效輻射層厚度s\0.9d*(4*σ1σ2/π-1)0.1224三原子氣體輻射減弱系數(shù)kqr∑1/(m.Mpa)10.2*[(0.78+1.6*rH2O)/(10.2*r∑ps)0.5-0.1]*(1-0.37*T/1000)*r∑7.7425飛灰輻射減弱系數(shù)kfhμfh1/(m.Mpa)43850*ρyμfh/(T*dfh)2/33.1326煙氣輻射吸收力kps/(Kqr∑+kfhμfh)ps0.1327煙氣黑度a/1-e-kps0.1228輻射放熱系數(shù)αfkW/(m2·℃)αf=5.7*10-11(ab+1)/2*aT3*(1-(Tb/T)4)/(1-(Tb/T))0.0229修正后的輻射放熱系數(shù)αf'kW/(m2·℃)αf'=αf*(1+A*(Tkj/1000)0.25*(lkj/lgz)0.070.0330煙氣側(cè)放熱系數(shù)α1kW/(m2·℃)ad+af'0.1431管簇?zé)嵊行禂?shù)ψ\根據(jù)煙煤選定0.6532傳熱系數(shù)kkW/(m2·℃)ψ*a1/(1+a1/a2)0.0833傳熱量QchkJ/kgk△t*H/Bj932.0734誤差e%(Qr-Qf熱-Qch)/Qr*100-0.56表3-13高溫對流過熱器冷段傳熱計算序號名稱符號單位公式及計算結(jié)果1二次噴水量△D2t/h假設(shè)此值后復(fù)核3.502蒸汽出口焓i"kJ/kgir'+(ir'-igs)/(D-△D2)*△D23369.483蒸汽出口溫度t"℃P=10.30MPa查過熱蒸汽表498.464蒸汽入口溫度t'℃由屏式過熱器計算得來445.765蒸汽入口焓i'kJ/kg由屏式過熱器計算得來3222.816蒸汽平均溫度t℃1/2*(tˊ+t")472.117平均溫壓△tx℃θ"-t'219.248逆流△td℃θ'-t"406.75△td/△tx℃(θ'-t")/(θ"-t')1.86△t℃△t=(△td-△tx)/ln(△td/△tx)303.409蒸汽平均比容νm3/kg查蒸汽表,10.4MPa0.0310蒸汽流速度ωqm/s[1000(D-?D2)/3600]υ/fl10.7611蒸汽側(cè)放熱系數(shù)α2kw/(m2·℃)Cd=0.98,a0=2000，a2=Cd*a0*10-31.6712煙氣容積VyNm3/kg查表2（α"=1.25)7.3513煙氣流速ωym/sBj*Vy*(1+θ/273)/F13.0414煙氣對流放熱系數(shù)αdkW/(m2·℃)ad=Cs*Cz*Cw*a0*10-3

a0=64,Cs=1,Cz=1,Cw=0.980.0915灰污系數(shù)ε(m2·℃)/kW選取4.3016冷段總吸收熱量Q冷kJ/kg(D-?D2)*(i"-i')/Bj1022.8717冷段輻射熱Qf冷kJ/kgz冷/(z熱+z冷)*Qf105.6218過熱器本身傳熱量Q過kJ/kgQ熱+Q冷-Qf熱-Qf冷1843.6419管壁溫度tb℃t+(ε+1/a2)*Bj*Q∑/H冷568.64TbKTb=tb+273841.6420水蒸氣容積份額rH2O/查表3-2（α"=1.28)0.1021三原子氣體容積份額r∑/查表3-2（α"=1.28)0.2222煙氣重度ρykg/Nm3Gy/Vy1.3023飛灰濃度μfhkg/kg查表3-2（α"=1.28)0.0324飛灰顆粒平均直徑dfhμm查表3-213.0025有效輻射層厚度s\0.9d*(4*σ1σ2/π-1)0.1226三原子氣體輻射減弱系數(shù)kqr∑1/(m.Mpa)10.2*[(0.78+1.6*rH2O)/(10.2*Pr∑s)0.5-0.1]*(1-0.37*T/1000)*r∑7.7427飛灰輻射減弱系數(shù)kfhμfh1/(m.Mpa)43850*ρyμfh/(T*dfh)2/33.1328煙氣輻射吸收力kps/(Kqr∑+kfhμfh)ps0.1329煙氣黑度a/1-e-kps0.1230輻射放熱系數(shù)αfkW/(m2·℃)αf=5.67*10-11(ab+1)/2*aT3*(1-(Tb/T)4)/(1-(Tb/T))0.0231修正后的輻射放熱系數(shù)αf'kW/(m2·℃)αf'=αf*(1+A*(Tkj/1000)0.25*(lkj/lgz)0.070.0332煙氣側(cè)放熱系數(shù)α1kW/(m2·℃)ad+af'0.1233管簇?zé)嵊行禂?shù)ψ\煙煤0.6034傳熱系數(shù)kkW/(m2·℃)ψ*a1/(1+a1/a2)0.0735傳熱量QchkJ/kgk△t*H/Bj1172.4636誤差e%(Q冷-Qf冷-Qch)/Q冷*100-24.95表3-14附加水冷壁計算序號名稱符號單位公式及計算結(jié)果1傳熱系數(shù)kkW/(m2·℃)K=（K熱+K冷）/20.07502受熱面積Hsm2Hsf=Hcsf+Hxdf98.72993溫壓△ts℃θ-ts464.69724傳熱量QskJ/kgK△t*Hs/Bj399.1237表3-15頂棚過熱器傳熱計算序號名稱符號單位公式及計算結(jié)果1頂棚附加受熱面吸熱△QdkJ/kg假設(shè)后復(fù)核123.002頂棚附加受熱面蒸汽流量Ddt/h220-7-3210.503頂棚入口蒸汽溫度t'd℃由表10屏式過熱器傳熱計算322.404頂棚附加受熱面入口蒸汽焓i'dkJ/kg由表10屏式過熱器傳熱計算2736.765頂棚出口蒸汽焓i"dkJ/kgidˊ+Bj*△Qd/Dd2754.916頂棚出口蒸汽溫度t"d℃P=11.28MPa查蒸汽表325.967頂棚蒸汽平均溫度td℃1/2*(t'd+t"d)324.188溫壓△td℃θ-td460.929受熱面積Hdm2（1/2*π*ddp+0.049）*9980/100*2.930.8110頂棚附加受熱面吸熱△QdchkJ/kgk△td*Hd/Bj123.5511誤差ed%(△Qd-△Qdch)/△Qd*100-0.45表3-16附加吊掛管傳熱計算序號名稱符號單位公式及計算結(jié)果1受熱面積H吊m2πdln14.212溫壓△t吊℃θ〞-t吊344.593傳熱量Q吊kJ/kgK△t*H吊/Bj42.594總傳熱量Q總kJ/kgQ熱ch+Q冷ch+Q吊+Qs+Qdch2669.795總誤差e總%(Qph-Q總)*100/Qph0.846高溫過熱區(qū)傳熱總量Q高kJ/kgQ熱ch+Q冷ch+Q吊+Qs+Qdch2669.793.3.4低溫過熱器設(shè)計計算低溫過熱器結(jié)構(gòu)見表3-17。表3-17低溫過熱器的結(jié)構(gòu)計算序號名稱符號單位公式及計算結(jié)果1管子規(guī)格dmm382δ43橫向排數(shù)z1\設(shè)計值904縱向排數(shù)z2\設(shè)計值205橫向管子節(jié)距s1mma/(z1-1)776縱向管子節(jié)距s2mm設(shè)計值607橫向相對管距σ1\σ1=s1/d2.038縱向相對管距σ2\σ2=s2/d1.589蒸汽流通截面fm2π/4*dn2*n1*n20.1310煙氣流通截面入口F'm28*3.48-60*3.45*0.03816.21出口F"m28*3.47-60*3.45*0.03813.36平均Fm22F'F"/(F'+F")14.6511過熱器主受

熱面面積Hm2H=πdlZ1Z2569.4512前段受熱面積H前m20.0013后段受熱面積H后m2πdlz1z2569.4514輻射層厚度s\0.9d*(4*σ1σ2/π-1)0.1115底部受熱面

附加面積Hdfm2（0.5*π*0.06+0.02）*a/0.133*2.8221.7716兩側(cè)包墻管

過熱器附加

受熱面面積Hf1m2(1/2*π*0.038+0.019)*48*3.6128.8417頂棚過熱

器附加受

熱面面積Hf2m2(1/2*π*d2+0.003)*191*2.8239.5118過熱器附

加受熱面積Hf過m2Hf過=(Hf1+Hf2)68.3519管簇前空

間深度lkjm0.6020管簇深度lgsm(z2-1)s22.04低溫過熱器的傳熱計算見表3-18。低溫過熱器入口煙溫即高溫過熱器出口煙溫665℃，出口蒸汽溫度362.29℃，計算得低溫過熱器出口煙溫540℃、入口蒸汽溫度328.45℃。表3-18低溫過熱器傳熱計算序號名稱符號單位公式及計算結(jié)果1入口煙溫θ'℃由高溫過熱器計算得來665.002入口煙氣焓I'KJ/kg由高溫過熱器計算得來7245.943出口煙溫θ"℃由傳熱計算得來540.004出口煙焓I"kJ/kg焓溫表（α"=1.31)5905.355平均煙溫θ℃(θ'+θ")/2602.50TKθ+273875.506計算燃料

消耗量Bjkg/s由熱平衡計算得到8.627煙氣容積VyNm3/kg查表2（α"=1.31)7.518水蒸氣容積份額rH2O/查表2（α"=1.31)0.109三原子氣體

容積份額r∑/查表2（α"=1.31)0.2210煙氣重度ρykg/Nm3Gy/Vy1.3011飛灰濃度μfhkg/Nm3查表2（α"=1.31)0.0312飛灰顆粒

平均直徑dfhμm查表813.0013蒸汽流量Dt/hD-△D1-△D2210.5014傳過熱量

(按熱平衡)QphkJ/kgφ(I'-I"+△αIlk0)1331.6215附斜底水

冷壁吸熱Q1kJ/kg假定后復(fù)核47.0916頂棚過熱器吸熱Q2kJ/kg假定后復(fù)核70.0917兩側(cè)水冷

壁吸熱Q3kJ/kg假定后復(fù)核75.5018附加水冷壁

懸掛管吸熱Q4kJ/kg假定后復(fù)核25.3119過熱器吸熱量Q5kJ/kgQph-Q1-Q2-Q3-Q41113.6320蒸汽出口焓i"kJ/kgip'+(ip'-igs)/(D-△D1-△D2)*△D12940.9521蒸汽出口溫度t"℃按10.98MPa查取362.2922蒸汽入口焓i'kJ/㎏i"-3.6*Bj*Qgr/(D-△D1-△D2)2776.7123蒸汽入口溫度t'℃按11.08MPa查取328.4524蒸汽平均溫度t℃1/2*(t'+t")345.3725平均溫壓△tx℃θ"-t'211.5526逆流△td℃θ'-t"302.71△td/△tx℃(θ'-t")/(θ"-t')1.43△t℃△t=(△td-△tx)/ln(△td/△tx)254.4227蒸汽平均比容νm3/kg查蒸汽表,11.04MPa0.0228蒸汽流速度ωqm/sD*ν/3.6f9.3429蒸汽側(cè)放熱系數(shù)α2kw/(m2·℃)資料[1],319圖12-16,Cd=1.00,a0=3200

,a2=Cd*a0*10-32.2030煙氣流速ωym/sBj*Vy*(1+θ/273)/F14.1731煙氣對流

放熱系數(shù)αdkw/(m2·℃)資料[1],304圖12-6,ad=Cs*Cz*Cw*a0*10-3,a0=75,Cs=0.97,Cz=1,Cw=0.980.1032灰污系數(shù)ε(m2·℃)/kw資料[1],317式12-61a計算說明4.0033管壁溫度tb℃t+(ε+1/a2)*Bj*Q∑/H420.49TbKtb+273693.4934三原子氣體

輻射減弱系數(shù)kqr∑1/(m.Mpa)10.2*[(0.78+1.6*rH2O)/(10.2*Pr∑s)0.5-0.1]*(1-0.37*T/1000)*r∑9.0035飛灰輻射

減弱系數(shù)kfh1/(m.Mpa)43850*ρyμfh/(T*dfh)2/33.4736煙氣輻射

吸收力kps/(Kqr∑+kfhμfh)ps0.1337煙氣黑度a/1-e-kps0.1237輻射放熱系數(shù)αfkW/(m2·℃)αf=5.7*10-11(ab+1)/2*aT3*(1-(Tb/T)4)/(1-(Tb/T))0.0138修正后的輻

射放熱系數(shù)αf'kW/(m2·℃)αf'=αf*(1+A*(Tkj/1000)0.25*(lkj/lgz)0.070.0239煙氣側(cè)放熱系數(shù)α1kW/(m2·℃)ad+af'0.1240管簇?zé)嵊行禂?shù)ψkW/(m2·℃)查P313表12-5貧煤0.6041傳熱系數(shù)kkW/(m2·℃)ψ*a1/(1+a1/a2)0.0742傳熱量QchkJ/kgk△t*H/Bj1108.7143過熱器本身

傳熱誤差e%(Q5-Qch)/Q5*100%0.44附加水冷壁序號名稱符號單位公式及計算結(jié)果44受熱面積Hsm2Hdf21.7745溫壓△ts℃θ-ts282.0946傳熱量QskJ/㎏K△ts*Hs/Bj47.0047誤差e%(△Q1-Qs)/△Qs*100%0.20附加頂棚過熱器序號名稱符號單位公式及計算結(jié)果48頂棚附加受

熱面吸熱△QdkJ/kg假設(shè)后復(fù)核70.0049頂棚附加受

熱面蒸汽流量Ddt/hD-△D1-△D2210.5050頂棚入口

蒸汽溫度t'd℃由表12高溫過熱器傳熱計算325.9651頂棚附加受熱

面入口蒸汽焓i'dkJ/kg由表12高溫過熱器傳熱計算2754.9152頂棚出口

蒸汽焓i"dkJ/kgidˊ+Bj*△Qd/Dd2757.7753頂棚出口

蒸汽溫度t"d℃P=11.28MPa查蒸汽表326.5254頂棚蒸汽

平均溫度td℃1/2*(t'd+t"d)326.2455溫壓△td℃θ-td276.2656受熱面積Hdm2（1/2*π*ddp+0.003）*a/41*2.8233.1057頂棚附加

受熱面吸熱△QdchkJ/kgk△td*Hd/Bj69.9858誤差ed%(△Qd-△Qdch)/△Qd*100%0.03附加側(cè)包墻過熱器序號名稱符號單位公式及計算結(jié)果59蒸汽出口焓i"kJ/kg由上面計算得知2776.7160蒸汽出口溫度t"℃由上面計算得知362.2961蒸汽入口溫度t'℃假設(shè)后復(fù)核327.0062蒸汽入口焓i'kJ/kg11.62MPa查過熱蒸汽表2776.4163蒸汽平均溫度t℃1/2*(t'+t")344.6464側(cè)包墻附加

受熱面吸熱△QcbchkJ/kgk△tcb*Hcb/Bj76.0665誤差ed%(Q3-Qcbch)/Q3*100%-0.74附加吊掛管序號名稱符號單位公式及計算結(jié)果66受熱面積H吊m2πdln11.7067溫壓△t吊℃θ〞-t吊282.0968傳熱量Q吊kJ/kgK△t*H吊/Bj25.2669誤差e(Q4-Q吊)/Q吊*100%0.2070低溫過熱

區(qū)總傳熱量Q總kJ/kgQdch+Qcbch+Q吊+Qs+Qch1280.0171總誤差e總%(Qph-Q總)*100/Qph1.883.3.5轉(zhuǎn)向室設(shè)計計算轉(zhuǎn)向室結(jié)構(gòu)見表3-19。表3-19轉(zhuǎn)向室的結(jié)構(gòu)特性及計算序號名稱符號單位公式及計算結(jié)果1管子規(guī)格dmm設(shè)計值36δmm設(shè)計值42側(cè)包墻管面積F側(cè)m22*7.84*469.123后包墻管面積F后m27.84*434.564前包墻管面積F前m2查表164.005頂棚包墻管面積F頂m27.84*430.726總受熱面F總m2F總=F側(cè)+F后+F頂134.407周界總面積F周m2F側(cè)+2（F后+F頂）199.688吊掛管面積F吊m2πdln40.729蒸汽流通截面積fm2π/4*dn2*n1*n20.0710容積Vm3F側(cè)/2*8.16138.2411輻射層有效厚度sm3.6*V/F2.07轉(zhuǎn)向室熱力計算見表3-20。轉(zhuǎn)向室入口煙溫即轉(zhuǎn)向器出口煙溫539℃、包墻管入口蒸汽溫度即頂棚過熱器出口溫度326.52℃、包墻管出口蒸汽溫度即低溫過熱器入口蒸汽溫度328.45℃，計算得轉(zhuǎn)向室出口煙溫520℃。表3-20轉(zhuǎn)向室傳熱計算序號名稱符號單位公式及計算結(jié)果1煙氣入口溫度θ'℃539.002煙氣入口焓I'kJ/kg5893.643出口煙溫θ"℃520.004出口煙焓I"kJ/kg焓溫表（α"=1.31)5671.165平均煙溫θ℃(θ'+θ")/2529.50TKθ+273802.506傳過熱量

(按熱平衡)QphkJ/kgφ(I'-I"+△αIlk0)221.197包墻管總吸熱Q包kJ/kg132.008吊掛管吸熱量Q吊kJ/kg92.009蒸汽流量Dt/hD-△D1-△D2210.5010包墻管入

口蒸汽溫度t'℃由低溫過熱器計算

326.5211包墻管出

口蒸汽溫度t"℃由低溫過熱器計算

328.4512包墻管平

均蒸汽溫度t℃1/2*(t'+t")327.4813平均蒸汽比容νm3/kgP=11.14MPa查過熱蒸汽表0.0214蒸汽速度ωqm/sD*ν/3.6f15.0515煙氣容積VyNm3/kg查表3-2（α"=1.31)7.5916水蒸氣容

積份額rH2O/查表3-2（α"=1.31)0.1017三原子氣體

容積份額r∑/查表3-2（α"=1.31)0.2118煙氣重度ρykg/Nm3Gy/Vy1.3019飛灰濃度μfhkg/kg查表3-2（α"=1.31)0.0320飛灰顆粒

平均直徑dfhμm13.0021計算燃料

消耗量Bjkg/s由熱平衡計算得到8.6222三原子氣

體減弱系數(shù)kqr∑1/(m.Mpa)10.2*[(0.78+1.6*rH2O)/(10.2*Pr∑s)0.5-0.1]*(1-0.37*T/1000)*r∑1.9823飛灰減弱系數(shù)kfhμfh1/(m.Mpa)43850*ρyμfh/(T*dfh)2/33.6424煙氣輻射

吸收力kps/(Kqr∑+kfhμfh)ps1.1825煙氣黑度a/1-e-kps0.6926蒸汽側(cè)放

熱系數(shù)α2kw/(m2·℃)Cd=1,a0=3200,a2=Cd*a0*10-34.6027灰污系數(shù)ε(m2·℃)/kw選定4.3028包墻管壁溫tb℃t+(ε+1/a2)*Bj*Q∑/H391.60TbKtb+273664.6029溫壓△t℃θ-tb137.9030輻射放熱系數(shù)αfkW/(m2·℃)αf=5.67*10-11(ab+1)/2*aT3*(1-(Tb/T)4)/(1-(Tb/T))0.0631傳熱系數(shù)kkW/(m2·℃)只考慮輻射放熱系數(shù)0.0632傳熱量Q包c(diǎn)hkJ/kgk△t*H/Bj134.3433誤差e%(Q包-Q包c(diǎn)h)*100/Qph-1.0634吊掛管灰

污壁溫tb2℃t+△t,t介質(zhì)溫度,由省煤

器出口水溫得來,△t=60345.00Tb2Ktb2+273618.0035吊掛管輻射

放熱系數(shù)αfkW/(m2·℃)αf=5.67*10-11(ab+1)/2*aT3*(1-(Tb/T)4)/(1-(Tb/T))0.0536煙氣速度ωym/sBj*Vy*(1+θ/273)/2F5.0337煙氣對流

放熱系數(shù)αdkw/(m2·℃)ad=Cs*Cz*Cw*a0*10-3,a0=68,Cs=1,Cz=0.9,Cw=10.0538煙氣側(cè)放

熱系數(shù)α1kW/(m2·℃)ad+af0.1039溫壓△t℃θ-tb2184.5040傳熱系數(shù)kkW/(m2·℃)只考慮煙氣側(cè)放熱系數(shù)0.1041傳熱量Q吊chkJ/kgk△t*H/Bj86.5342誤差e%(Q吊-Q吊ch)*100/Q吊5.9543轉(zhuǎn)向室總傳熱量Q總kJ/kgQ包c(diǎn)h+Q吊ch220.8744總誤差e總%(Qph-Q總)*100/Qph0.153.3.6上級省煤器設(shè)計計算上級省煤器結(jié)構(gòu)見表3-21。表3-21上級省煤器結(jié)構(gòu)計算序號名稱符號單位公式及計算結(jié)果1管子規(guī)格dmm設(shè)計值32.00δmm設(shè)計值4.002橫向排數(shù)(單數(shù)排)zd排設(shè)計值55.003橫向排數(shù)(雙數(shù)排)zs排zd-154.004平均橫向排數(shù)z1排(zs+zd)/254.505并聯(lián)管數(shù)n根zs+zd109.006縱向排數(shù)z2排設(shè)計值16.007橫向管子節(jié)距s1mma/(z1+1)67.008縱向管子節(jié)距s2mm設(shè)計值（2d）60.009橫向相對管距σ1\σ1=s1/d2.0910縱向相對管距σ2\σ2=s2/d1.8811管子彎曲半徑Rmms260.0012煙道寬度am設(shè)計值4.0013煙道深度bm設(shè)計值7.6814每排管長lgmb/2-2*（0.05+R）3.7815聯(lián)接上聯(lián)

箱的管長l上m設(shè)計值0.5016聯(lián)接下聯(lián)

箱的管長l下m設(shè)計值1.0217省煤器中

空高度lzm設(shè)計值0.6018受熱面布置管長lbm2z1*[(z2/2-2)*(lg-2R)+l上+l下+(z2/2-1)*πR]2781.6219裝防磨板處設(shè)計值20最上面三排管長l1mnl上+nlg/2260.5121靠墻各二排管長l2m2(z2-5)lg+2L下85.2022彎頭及中間直段l3mnπR(z2/2-1)143.8223有效受熱面管長lmlb-(l1+l2+l3)/22536.8624總受熱面Hm2πdl255.0325煙氣流通截面積Fm2ab-z1d(lg+2R)23.9226水流通截面積fm2nπ*dn2/40.0527輻射層厚度sm0.9d*(4*σ1σ2/π-1)0.1228包墻管附加受熱面H附m22(0.5πd+0.02)(a+al)/0.08*2.347.1929管前空間距離lkjm4.15+0.65.1030管束深度lgsm2*(z2/2-1)s20.84上級省煤器傳熱計算見表3-22。表3-22上級省煤器傳熱計算序號名稱符號單位公式及計算結(jié)果1計算燃料消耗量Bjkg/sB(1-q4/100)8.62362兩級省煤器

區(qū)總傳熱量QsmkWQgl-Bj(Q爐+Q屏+Q高+Q低+Q入管+Q轉(zhuǎn))16188.4984kJ/kgQsm/Bj1877.23103省煤器中給水量Dsmt/hD-△D1-△D2210.54給水溫度tgs℃任務(wù)書2205給水焓igskJ/kgP=11.78MP,t=215℃,查飽和蒸汽表920.72032416上級省煤器出口水焓i"kJ/kgigs+Qsm/Dsm1197.57837上級省煤器出口水溫t"℃P=11.58MP,查飽和蒸汽表273.20528煙氣入口溫度θ'℃由轉(zhuǎn)向室計算得來5209煙氣入口焓I'kJ/kg由轉(zhuǎn)向室計算得來5671.164010出口煙溫θ"℃假定后復(fù)核46811出口煙焓I"kJ/kg焓溫表（α"=1.33)5137.103012煙氣平均溫度θ℃(θ'+θ")/2494TKθ+27376713傳過熱量

(按熱平衡)QphkJ/kgφ(I'-I"+△αIlk0)535.082414附加受熱面吸熱量Q附kJ/kg假定后復(fù)核11315上省煤器吸熱QsmkJ/kgQph-Q附422.082416入口水焓i'kJ/kgi"-QsmBj/D1135.328717入口水溫t'℃P=11.58MP,查飽和蒸汽表261.803218平均水溫t℃(t'+t")/2267.504219灰污壁溫tb℃t+60327.5042TbKtb+273600.504220煙氣容積VyNm3/kg查表3-2（α"=1.33)7.639921水蒸氣容積份額rH2O/查表3-2（α"=1.33)0.098822三原子氣體

容積份額r∑/查表3-2（α"=1.33)0.212623煙氣重度ρykg/Nm3Gy/Vy1.303024飛灰濃度μfhkg/kg查表3-2（α"=1.33)0.030225飛灰顆粒

平均直徑dfhμm1326三原子氣體

減弱系數(shù)kqr∑1/(m.Mpa)10.2*[(0.78+1.6*rH2O)/(10.2*Pr∑s)0.5-0.1]*(1-0.37*T/1000)*r∑9.006027飛灰減弱系數(shù)kfhμfh1/(m.Mpa)43850*ρyμfh/(T*dfh)2/33.726428煙氣輻射吸收力kps/(Kqr∑+kfhμfh)ps0.148529煙氣黑度a/1-e-kps0.138030輻射放熱系數(shù)αfkW/(m2·℃)αf=5.67*10-11(ab+1)/2*aT3*(1-(Tb/T)4)/(1-(Tb/T))0.009131修正后煙氣輻

射放熱系數(shù)αf'kW/(m2·℃)αf'=αf*(1+A*(Tkj/1000)0.25*(lkj/lgz)0.070.013132煙氣流速ωym/sBj*Vy*(1+θ/273)/F7.738833煙氣側(cè)對流

放熱系數(shù)αdkW/(m2·℃)ad=Cs*Cz*Cw*a0*10-3,a0=101Cs=0.98,Cz=1,Cw=10.083734煙氣側(cè)放熱系數(shù)α1kW/(m2·℃)ad+af'0.096835灰污系數(shù)ε(m2·℃)/kwε=CdCsfε0+△ε,Cd=0.7,ε0=0.32,Csf=1,△ε=00.000236傳熱系數(shù)kkW/(m2·℃)0.65*a1/(a1ε+1)0.062937平均溫壓△tx℃θ"-t'206.196838逆流△td℃θ'-t"246.7948△td/△tx℃(θ'-t")/(θ"-t')1.1969△t℃△t=(△td-△tx)/ln(△td/△tx)225.888139傳熱量QsmchkJ/kgk△t*H/Bj420.118440誤差e%(Qsm-Qsmch)*100/Qsm0.46530143841水平均比容νm3/kgP=11.58MPa查過熱蒸汽表0.0012742省煤器水速ωsm/sD*ν/3.6f1.5060包墻管的傳熱43包墻管平均溫度t℃由轉(zhuǎn)向室包墻管的平均溫度327.482744包墻管溫壓△t℃θ-t166.517345附加受熱面吸熱量Q附chkJ/kgk△t*H/Bj112.700046誤差e%(Q附-Q附ch)*100/Q附0.26552873547上級省煤器總傳熱量Q總kJ/kgQsmch+Q附ch532.818448總誤差e總%(Qph-Q總)*100/Qph0.4231129513.3.7上級空氣預(yù)熱器設(shè)計計算上級空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)見表3-23。表3-23上級空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)計算序號名稱符號單位公式及計算結(jié)果1管子規(guī)格dmm設(shè)計值40.00δmm設(shè)計值1.502橫向管子節(jié)距s1mm選定60.003縱向管子節(jié)距s2mm選定40.004橫向相對管距σ1\σ1=s1/d1.505縱向相對管距σ2\σ2=s2/d1.006橫向管排數(shù)z1\設(shè)計值120.007縱向管排數(shù)z2\設(shè)計值47.008煙道深度bm與省煤器基本相同7.689煙道寬度am與省煤器基本相同4.0010管箱距離emm60.0011管子長度lm設(shè)計值2.2012總管數(shù)n根2z1z211280.0013煙氣流通截面Fm2nπ*dn2/412.1314空氣流通截面fm22*(b-z1d-e-2*0.06)*l11.8815輻射層有效厚度sm0.9dn0.0316受熱面Hm2πdnnl2884.59上級空氣預(yù)熱器傳熱計算見表3-24。上級空氣預(yù)熱器入口煙溫即上級省煤器入口煙溫即上級省煤器出口煙溫468℃，出口空氣溫度320℃，計算得上級省煤器出口煙溫66.66℃，入口空氣溫度180℃、傳熱量1131.29kJ/kg。表3-24上級空氣預(yù)熱器傳熱計算序號名稱符號單位公式及計算結(jié)果1入口煙溫θ'℃由上級省煤器計算得來468.002入口煙焓I'kJ/kg由上級省煤器計算得來5137.103空氣出口溫度t"℃由設(shè)計任務(wù)書320.004空氣出口焓i"kJ/kg焓溫表2230.935空氣入口溫度t'℃先假定后復(fù)核180.006空氣入口焓i'kJ/kg焓溫表1241.597空氣平均溫度t℃(t'+t")/2250.008平均空氣焓ikJ/kg(i'+i")/21736.269預(yù)熱器出口

過量空氣系數(shù)βky"/βky"=αl-△αl-△αf1.1310上級空氣預(yù)

熱器吸熱量QkykJ/kg(β"+△α/2)*(i"-i')1132.7911出口煙焓I"kJ/kgI'+△αi-Qky/φ4049.8512出口煙溫θ"℃焓溫表(α"=1.28)366.6613平均煙溫θ℃(θ'+θ")/2417.33TKθ+273690.3314計算燃料消耗量Bjkg/sB(1-q4/100)8.6215煙氣容積VyNm3/kg查表3-2（α"=1.28)7.7716水蒸汽容積份額rH2O/查表3-2（α"=1.28)0.1017理論空氣容積Vk0Nm3/kg查表3-15.1818煙氣速度ωym/sBj*Vy*(1+θ/273)/F13.9719煙氣側(cè)對流放熱系數(shù)αykw/(m2·℃)ad=Cl*Cw*a0*10-3,a0=45,Cl=1,Cw=0.920.0420空氣速度ωkm/sBj*Vk0*(1+t/273)*(β"+△α/2)/f8.2521空氣側(cè)放熱系數(shù)akkw/(m2·℃)ad=Cs*Cz*Cw*a0*10-3,a0=60,Cs=1.1,Cz=1,Cw=0.920.0722利用系數(shù)ζ\0.8523傳熱系數(shù)kkW/(m2·℃)ζ*ay/(1+ay/ak)0.0224逆流溫壓△td℃θ"-t'186.6625逆流△tx℃θ'-t"148.00△td/△tx℃(θ"-t')/(θ'-t")1.26△tnl℃△tn1=(△td-△tx)/ln(△td/△tx)166.5826大溫降τd℃t"-t'140.0027小溫降τx℃θ'-θ"101.3428溫壓修正系數(shù)Pτx/(θ'-t')0.3529溫壓修正系數(shù)Rτd/τx1.3830溫壓修正系數(shù)φ查資料[1],P301圖12-40.9031平均溫壓△t℃△t=φ△tn1149.9232傳熱量QchkJ/kgk△t*H/Bj1131.2933誤差e%(Qky-Qch)*100/Qky0.133.3.8下級省煤器設(shè)計計算下級省煤器結(jié)構(gòu)見表3-25。表3-25下級省煤器結(jié)構(gòu)計算序號名稱符號單位公式及計算結(jié)果1管子規(guī)格dmm設(shè)計值32.00δmm設(shè)計值4.002橫向排數(shù)(單數(shù)排)zd排設(shè)計值50.003橫向排數(shù)(雙數(shù)排)zs排zd-149.004平均橫向排數(shù)z1排(zs+zd)/249.505并聯(lián)管數(shù)n根zs+zd99.006縱向排數(shù)z2排設(shè)計值76.007橫向管子節(jié)距s1mma/(z1+1)67.008縱向管子節(jié)距s2mm(h-lz)/2(z2/2-1)60.009橫向相對管距σ1\σ1=s1/d2.0910縱向相對管距σ2\σ2=s2/d1.8811管子彎曲半徑Rmms260.0012煙道寬度am設(shè)計值4.0013煙道高度hm設(shè)計值3.3614煙道深度bm設(shè)計值4.6015每排管長lgmb/2-2*0.05-2*0.062.0816省煤器中空高度lzm設(shè)計值0.5517受熱面布置管長lbm4(z1z2(lg-2*R)+nπR(z2/2-1)+(lz-2R)n)34231.9618裝防磨板處設(shè)計值19每根最上面二排管長l1m8nlg1647.3620靠墻各二排管長l2m8(z2-4)lg1198.0821彎頭及中間直段l3m4nπR(z2/2-1)2761.8422有效受熱面管長lmlb-(l1+l2+l3)/231428.3223總受熱面Hm2πdl3159.5224煙氣流通截面積Fm2ab-4z1d(lg+2R)11.4325水流通截面積fm28*nπ*dn2/40.3626輻射層厚度sm0.9d*(4*σ1σ2/π-1)0.12管前空間距離lkjm設(shè)計值1.50管束深度lgsm設(shè)計值1.50下級省煤器傳熱計算見表3-26。下級省煤器入口煙溫即上級空氣預(yù)熱器出口煙溫366.66℃、出口水溫即上級省煤器入口水溫261.80℃、給水溫度220℃，計算得上級省煤器出口煙溫235.28℃、傳熱量1461.18kJ/kg。表3-26下級省煤器傳熱計算序號名稱符號單位公式及計算結(jié)果1計算燃料消耗量Bjkg/sB(1-q4/100)8.622保熱系