130TH循环流化床燃烧锅炉设计及炉内初步计算毕业设计正文.doc

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本 科 毕 业 设 计（论文）

题目 130T/H循环流化床燃烧锅炉设计及炉内初步计算

院（系部） 机械与动力工程
专业名称 热能与动力工程
年级班级 热能10-1班
学生姓名
指导教师

年 月 日

河南理工大学本科毕业设计

摘 要

随着人们对能源需求量的日益扩大以及对环境质量要求的不断提高，作为近年来国际上发展起来的新一代高效、低污染的清洁燃烧锅炉，循环流化床锅炉得到了迅速地推广，是一项具有重要实际意义的研究课题。
本次设计题目为130T/H循环流化床燃烧锅炉。本设计进行了循环流化床锅炉燃烧脱硫计算、锅炉热平衡及燃料和石灰石消耗量、炉膛模式水冷壁传热系数计算、炉膛汽冷屏传热系数计算、炉膛结构计算、炉膛热力计算以及旋风分离器烟气阻力计算、炉膛风室压力计算、回料器设计计算、对流受热面设计计算(高温过热器，低温过热器，省煤器，空气预热器的热力计算)、锅炉热平衡计算误差校核。
关键词:　循环流化床； 锅炉； 过热器； 脱硫

Abstract

With people of the growing demand for energy and environmental quality requirements, as a steady improvement in recent years the international community develop new generation of highly efficient, low pollution in the boiler, the vessels of a boiler has been rapidly spread，is a major significance of the research topics.
This design topic is 130T/H steam separation circulation fluid bed burning boiler. The design of the case of the burning vessels, the balance of heat and fuel and limestone mode of the cold water, the heat transfer of the calculating, the heat transfer of the calculating, structural calculations, the cyclone heat and the drag the smoke the chamber pressure to calculate and design calculations, convection design calculations (high fever, at a heat exchanger, save coal, the warm air of heat and hot) the calculations. the nuclear balance.
Keywords: circulating fluidized; bed boiler; superheater; desulfurization
II

目 录
前 言 1
1 燃料和脱硫剂 2
1.1燃料 2
1.2 脱硫剂 3
2 锅炉性能预计 5
2.1 SO2排放浓度 6
2.2 碳的燃尽度 7
2.3 灰平衡与灰循环倍率 7
3 脱硫工况时物质平衡与热平衡 8
3.1 燃烧和脱硫的化学反应式 8
3.2 当量灰分 12
3.3 灰比换算 13
3.4 当量理论空气量 17
3.5 燃烧和脱硫产生的烟气量 17
3.6 脱硫对热效率的影响 20
4 燃烧产物热平衡方程式 24
4.1 灰循环倍率 24
4.2 炉膛有效放热量 24
4.3 烟气的焓增 25
4.4 分离器热平衡 25
4.5 炉膛及EHE的传热系数 26
5 循环流化床锅炉机组热力计算 28
5.1热平衡及燃料和脱硫剂消耗计算 28

5.2炉膛热力计算 30
总 结 48
致 谢 49
参考文献 50

前 言
我国是世界上最大的产煤国家。在我国，煤主要是用作燃料燃烧。煤在燃烧过程中会排出大量的灰渣，粉尘，二氧化碳和氮的氧化物等污染物，严重影响生态环境。因此在用煤作燃料时，实现其高效，低污染的燃烧是有非常重要的意义的。
近年来，我国煤炭消费占一次能源消费的比例一直保持在很高的水平上，但我国的煤炭消费状况是：环境污染严重且用能效率较低。据专家预测,即使到2050年，我国一次能源的供应仍将以煤炭为主，煤炭消费仍将占一次能源消费的一半以上。因此，如何高效洁净地利用煤炭已成为我国近五十年乃至上百年能源利用过程中的关键问题。
循环流化床燃烧技术是20世纪70年代发展起来的清洁煤燃烧技术，是解决燃烧煤而产生的污染问题的主要方法之一。此外，循环流化床燃烧还有对不同性质的煤适应性强，适于烧低质量煤的特点。在煤含硫量高时，还可以在燃煤中加入石灰石，在燃烧中低成本地脱硫，而不必加设投资巨大的烟气脱硫设备。在循环流化床燃烧中，燃烧温度低，空气分级送入，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，用来综合利用。它是没有废弃物的燃烧方法。由于它有这些优点，近20年来得到迅速的发展。我国在这项技术利用和发展中，在燃烧机理，设计准则，调试运行技术等方面，都积累了大量理论和运行经验。我国220T/H及以下容量的这种锅炉已经成为成熟的产品，现在正在进行410~480T/H的这种锅炉的示范工程。国外已经在运行单机容量达300MW，若干台200~300MW的循环流化床燃烧锅炉正在运行或建设中。我国是世界上最早进行流化床技术研究开发的国家之一，20世纪80年代就开始了循环流化床燃烧技术的研究。经过近20年的艰苦努力，开发出多种类型的，具有中国特色的循环流化床。
本设计对燃煤循环流化床锅炉的工作原理、设计方法、设计计算、流动特性和传热传质特性作了简明扼要的论述和介绍。

1 燃料和脱硫剂
1.1燃料
循环流化床锅炉燃料，脱硫剂和床料的颗粒尺寸，都是重要的运行参数，直接影响燃料和脱硫剂的利用以及大气污染物的排放浓度。
与煤粉锅炉对煤粉细度有要求一样，循环流化床锅炉对燃料和脱硫剂的颗粒尺寸也有一定的要求。只有达到这些要求，才能使循环流化床锅炉运行安全，经济和可靠。
在循环流化床锅炉中，由炉膛、分离器和回料器等组成的灰循环系统，目前还没有有效手段对床料进行在线取样和测量。只有当锅炉停运后，才能取得有代表性的床料样。
循环流化床锅炉床料颗粒尺寸分布曲线，与燃料和脱硫剂颗粒分布曲线，炉膛流化速度，燃料的爆裂度和分离器对各种粒度的颗粒的分离效率等有关。
在鼓泡流化床锅炉中，为了降低飞灰含碳量和飞灰份额，曾认为在给煤中应加大粗颗粒份额，以减少固体未完全燃烧热损失。这个观点对循环流化床锅炉是不适用的。循环流化床锅炉给煤颗粒尺寸分布，不仅影响燃烧，而且影响传热。在锅炉设计时，万万不可轻视这个问题。
从燃烧技术上说，循环流化床锅炉可以燃烧几乎所有的燃料。相当多的燃料在试验台或投运机组上已经燃烧过，有着很多经验可以借鉴。应当指出：由于燃烧，粒子间碰撞和磨损，以及粒子与分离器壁面之间的磨损，使大的灰粒在逐渐减小，当小于切割粒径时，这部分循环灰又成为飞灰。由于循环灰量随时在变化，增加了确定各部分灰的份额的难度。若无特殊要求，新机组的设计，无需在试验机组上实测有关数据。本次设计煤种见表1-1。
表1-1 设计煤种
序号
名称
符号
来源
数值
单位
1
收到基水分
Mar
测量值
6.0
%
2
收到基碳含量
Car
测量值
61.0
%
3
收到基氢含量
Har
测量值
4.1
%
4
收到基氧含量
Oar
测量值
6.8
%
5
收到基氮含量
Nar
测量值
1.4
%
6
收到基硫含量
Sar
测量值
2.9
%
7
收到基灰分
Aar
测量值
18.8
%
8
收到基硫酸盐CO2含量
CO2ar
测量值
0.0
%
9
收到基挥发分
Var
测量值
40.0
%
10
收到基低位发热量
Qnet，ar
测量值
25140.0
kJ/kg
11
收到基CaO含量
CaOar
测量值
0.0
%
12
煤质分析校核计算
Qnet，ar校
339.13*Car+1029.95Har-108.86*（Oar-Sar）-25.12*Mar
24334.451
kJ/kg
13
发热量校核误差

|Qnet,ar-Qnet,ar校|(应小于628）
345.5490
kJ/kg

1.2 脱硫剂
在燃烧高硫煤时，循环流化床锅炉需要加入脱硫剂进行炉内脱硫，以便使排放浓度达到标准。
用作脱硫剂的有：石灰石、石灰、白云石和含有一定量石灰或氢氧化

钙的油页岩。从经济角度来说，大都采用石灰石做脱硫剂。当采用白云石或含有少量碳酸镁的石灰石做脱硫剂时，其中碳酸镁在炉膛内煅烧成的氧化镁量很少，通常不予考虑。本次设计脱硫剂见表1-2。
表1-2 石灰石
序号
名称
符号
来源
数值
单位
1
石灰石CaCO3含量
ηCaCO3
测量值
97.3200
%
2
石灰石MgCO3含量
ηMgCO3
测量值
0.0000
%
3
石灰石水分
Md
测量值
0.8000
%
4
石灰石灰分
Ad
测量值
1.8800
%

2 锅炉性能预计
设计循环流化床锅炉时，需预估各种大气污染物的排放浓度，以体现锅炉性能。至今为止，尚没有合适的标准和导则可供参考。唯一可行的是，根据燃料特性，参照试验机组的数据库和商业机组的运行经验，对将要设计的锅炉性能做出估算，以确定各种大气污染物的排放浓度。对未达标的锅炉，需采取适当措施，使其达到锅炉大气污染物排放标准。锅炉设计参数见表2-1。
表2-1 锅炉设计参数
序号
名称
符号
来源
数值
单位
1
最大连续蒸发量
DMCR
设计参数
130000
kg/h
2
过热蒸汽压力
pgr
设计参数
9.9
Mpa
3
过热蒸汽温度
t''gq
设计参数
540
℃
4
喷水量
Dp
设计参数
5000
kg/h
5
工质流量
Dd
DMCR-Dd
125000
kg/h
6
给水温度
tgs
设计参数
215
℃
7
热空气温度
trk
设计参数
204.6
℃
8
排烟温度
θpy
设计参数
135
℃
9
冷空气温度
tlk
设计参数
20
℃
10
锅筒蒸汽压力
pg
设计参数
10.89
Mpa
11
给水压力
pgs
设计参数
11.43
Mpa
12
锅炉排污率
ηpw
设计参数
1
%
13
锅炉排污流量
Dpw
ηpw*DMCR
1300
kg/h
14
燃烧方式

CFB

2.1 SO2排放浓度
2.1.1 SO2原始排放浓度

（2-1）
式中：SO2原始排放浓度，；
—煤的收到基硫分，%；
—1kg煤完全燃烧产生的烟气量，。

2.1.2 脱硫效率

（2-2）
式中：—脱硫效率，%；
μSO2—SO2最高允许排放浓度，；
μ0SO2—SO2原始排放浓度，。
在相同工况下，不同的与所需的钙硫摩尔比的关系:
（2-2）
式中：——钙硫摩尔比；
——脱硫效率，%；
——燃煤自脱硫能力系数；
K——石灰石脱硫性能系数。
无脱硫工况时的燃烧计算无脱硫工况时的燃烧计算见表2-2。
表2-2 无脱硫工况时的燃烧计算无脱硫工况时的燃烧计算
序号
名称
符号
来源
数值
单位
1
理论空气量
V0
0.0889(Car+0.375Sar)+0.265Har-0.0333Oar
6.3796
Nm3/kg
2
三原子气体体积
VRO2
1.866(Car+0.375Sar)/100
1.1586
Nm3/kg
3
理论氮气体积
V0N2
0.79V0+0.8Nar/100
5.0511
Nm3/kg
4
理论水蒸气体积
V0H2O
0.111Har+0.0124Mar+0.0161V0
0.6322
Nm3/kg
5
飞灰份额
af
测量值
0.7000

2.2 碳的燃尽度
碳的燃尽度，也就是燃烧效率，主要与燃煤的反应性、燃烧温度和灰循环倍率有关。在试验机组上，由于灰循环倍率很大，所以测得的燃烧效率一般要高于商业机组。
2.3 灰平衡与灰循环倍率
循环流化床锅炉中，进入炉膛的煤燃烧成灰，一部分从炉膛底部（床）排出，称为底灰。一部分飞出炉膛，进入分离器，其中小于切割粒径的灰飞出分离器，进入尾部烟道，飞离锅炉，成为飞灰；而大于切割粒径的灰，被分离器分离下来，经回料器返回炉膛再燃烧，称为循环灰。应当指出：由于燃烧，粒子间碰撞和磨损，以及粒子与分离器壁面之间的磨损，使大的灰粒在逐渐减小，当小于切割粒径时，这部分循环灰又成为飞灰。由于循环灰量随时在变化，增加了确定各部分灰的份额的难度。

3 脱硫工况时物质平衡与热平衡
在燃烧高硫煤需要加入石灰石脱硫时，炉膛内的热量分配，除了燃料的低位发热量外，还有石灰石煅烧成氧化钙（CaO）需要吸收热量，而CaO与SO2及氧气反应生成硫酸钙（CaSO4）要释放热量，而它们的吸热量和放热量并不相等。计算时需把燃料和石灰石在燃烧和脱硫时各自产生的物质和热量，采用单位当量燃料量进行加权平均。
3.1 燃烧和脱硫的化学反应式
3.1.1 所需的石灰石量
（3-1）
式中：——与1kg燃料相配的入炉石灰石量，；
——石灰石中的CaCO3含量，%。

3.1.2 脱去的SO2
（3-2）
式中：——脱去的SO2容积，；
——脱硫率，%。
加入石灰石量为Bd(kg)，即纯CaCO3量为B CaCO3(kg)，经煅烧生成CaO，需要吸收的热量:
（3-3）
式中：——煅烧生成CaO的吸热量，；
——入炉的石灰石直接飞出分离器成为飞灰的份额，简称CaCO3未利用率，有分析飞灰成分测得，若无此数据，推荐取15%。脱硫

计算见表3-1。

表3-1 脱硫计算
序号
名称
符号
来源
数值
单位
1
SO2原始排放浓度
μ0SO2
μ0SO2=1.998Sar*10^4/Vy
6820.8152
mg/m3
2
SO2最高允许排放浓度
μSO2
“GB13271-2001锅炉大气污染物排放标准”
900.0000
mg/m3
3
计算脱硫效率
ηSO2j
（1- SO2/μ0SO2）*100
86.8051
%
4
燃煤自脱硫能力系数
A
测量值
80.8000
%
5
石灰石脱硫能力系数
K
测量值
0.8055

6
钙硫摩尔比
m
m=-ln（（100-ηSO2j）/A）/K
2.2497

7
石灰石中CaCO3含量
ηCaCO3
见表1-2
97.3200
%
8
与1kg燃料相配的入炉石灰石量
Bd
Bd=3.122m*Sar/ηCaCO3
0.2093
kg/kg
9
CaCO3未利用率
ξCaCO3
测量值（若无，推荐15%）
15.0000
%
10
煅烧成CaO的吸热量
QA
QA=（1-ξCaCO3）*5561.8m*Sar/100
308.4324
kJ/kg
11
脱硫时的放热量
QT
QT=15597.7*ηSO2j/100*Sar/100
392.6484
kJ/kg
12
可支配热量
QDar
QDar=（Qnet，ar+QT-QA）/(1+Bd)
20858.6321
kJ/kg
13
燃烧所需的理论空气量
V0
见表2-2
6.3796
Nm3/kg
14
脱硫所需要的理论空气量
V0d
V0d=1.667*ηSO2j/100*Sar/100
0.0420
Nm3/kg
15
燃烧和脱硫的当量理论空气量
V0D
V0D=（V0+V0d）/(1+Bd)
5.3102
Nm3/kg
16
燃烧产生的理论氮气体积
V0N2
见表2-2
5.0511
Nm3/kg
17
脱硫所需的空气中的氮气体积
V0dN2
V0dN2=0.79V0d
0.0332
Nm3/kg
18
当量理论氮气体积
V0DN2
V0DN2=（V0N2+V0DN2）/(1+Bd)
4.2043
Nm3/kg
19
燃烧产生的RO2体积
VRO2
见表2-2
1.1586
Nm3/kg
20
煅烧石灰石生成的CO2体积
VDCO2
VdCO2=0.699*m*Sar/100
0.0456
Nm3/kg
21
脱硫使SO2的体积减少量
VDSO2
VDSO2=0.699*ηSO2j/100*Sar/100
0.0176
Nm3/kg
22
燃烧和脱硫时产生RO2的当量体积
VDRO2
VDRO2=（2+VDCO2-VDSO2）/（1+Bd）
0.9812
Nm3/kg
23
燃烧产生的理论水蒸气体积
V0DH2O
见表2-2
0.6322
Nm3/kg
24
当量理论水蒸气体积
V0DH2O
V0DH2O=(0.0124*(Mar+Bd*Md)+0.111Har)/(1+Bd)+0.0161V0D
0.5251
Nm3/kg
25
入炉的燃料灰量
FG
FG=Aar/100
0.1880
kJ/kg
26
入炉的石灰石直接成为飞灰的量
AfCaCO3
AfCaCO3=ξCaCO3/100*Bd
0.0314
kJ/kg
27
入炉的石灰石灰分含量
Ad
Ad=（100-ξCaCO3)/100*Bd*(1-ηCaCO3/100-Md/100)
0.0033
kJ/kg
28
未反应的CaO的量
ACaO
ACaO=1.749*（100-ξCaCO3)/100*m*Sar/100-1.749*ηSO2j/100*Sar/100
0.0530
kJ/kg
29
脱硫产物CaSO4的量
ACaSO4
ACaSO4=4.246*ηSO2j/100*Sar/100
0.1069
kJ/kg
30
当量灰分
ADar
Adar=(FG+AfCaCO3+Ad+ACaO+ACaSO4）/(1+Bd)*100
31.6373
%
31
未脱硫时的底灰份额
ad
取定
0.3000

32
脱硫工况时的底灰份额
aDd
aDd=(ad*Aar/100+Ad+ACaO+ACaSO4)/((1+Bd)*ADar/100)
0.5740

33
未脱硫时的飞灰份额
af
af=1-ad
0.7000

34
脱硫工况时的飞灰份额
aDf
aDf=（af*Aar/100+AfCaCO3）/((1+Bd)*ADar/100)
0.4260

35
分离效率
ηf
设计值
99.0000
%
36
灰循环倍率
an
an=af*ηf/(1-ηf)(af用aDf代替）
42.1770

37
分离器前飞灰的份额
a
an+aDf
42.6030
%
38
脱硫后SO2的排放浓度
μDSO2
1.998Sar*104(1-ηSO2j/100)/(1+Bd)VDy)
892.1460
mg/m3
39
脱硫效率
ηSO2
(1-μDSO2/μ0SO2)*100
86.9202
%
40
误差
η
|ηSO2-ηSO2j|/ηSO2(小于0.15%即可，若不收敛则重新设置ηSO2j）
0.1325
%

3.1.3 CaCO3生成CaSO4的放热量

（3-4）
式中：——脱硫时生成的CaSO4的放热量，。

3.1.4 可支配热量
（3-5）
式中：——可支配热量， 。

3.2 当量灰分
3.2.1 入炉的燃料灰量
（kg/kg） （3-6）
式中：——燃料收到基灰分。
式中：——入炉的石灰石直接变成飞灰的量。

3.2.2 入炉的石灰石灰分
（3-7）
式中：——入炉的石灰石灰分， ；
——石灰石的水分，%。

3.2.3 脱硫产物CaSO4的量

= （3-8）

3.2.4 当量灰分
= （3-9）
式中：——当量灰分，%；
——入炉燃料灰量，；
——入炉的石灰石直接变成飞灰的量，；
——入炉的石灰石灰分，；
——未反应的的量，；
——脱硫产物的量，；
——与1kg燃料相配的入炉石灰石量，。
3.3 灰比换算

3.3.1 飞灰份额
=1 （3-10）
式中：——飞灰份额，%。

3.3.2 在脱硫工况时的飞灰份额
= （3-11）
式中：——脱硫工况时的飞灰份额。

3.3.3 脱硫工况时底灰份额
（3-12）

式中：——脱硫工况时的底灰份额。脱硫工况时受热面中燃烧产物的平均特性见3-2。
表3-2 脱硫工况时受热面中燃烧产物的平均特性
名称
符号
单位
分离器前a=55.52
炉膛
a''=1.22
出口处过量空气系数
α

1.2200
平均过量空气系数
0.5（α'+α'')
αpj

1.2200
脱硫后H2O体积
V0DH2O+0.0161（αpj-1）V0D
VDH2O
Nm3/kg
0.5439
脱硫后烟气总体积
VDRO2+V0DN2+VDH2O+（αpj-1)V0D
VDy
Nm3/kg
6.8977
VDRO2/VDy

0.1423
VDH20/VDy

0.0788
rDn VDRO2/Vdy+VDH20/VDy

0.2211
飞灰质量
10ADar*a/VDy

g/Nm3
1954.0635

表3-2 脱硫工况时受热面中燃烧产物的平均特性（续）
名称
烟道名称
分离器后a=0.5552
旋风筒
高过
低过
省煤器
空预器
a''=1.22
a''=1.22
a''=1.22
a''=1.24
a''=1.27
出口处过量空气系数
1.2200
1.2200
1.2200
1.2400
1.2700
平均过量空气系数
0.5（α'+α'')
1.2200
1.2200
1.2200
1.2300
1.2550
脱硫后H2O体积
V0DH2O+0.0161（αpj-1）V0D
0.5439
0.5439
0.5439
0.5447
0.5469
脱硫后烟气总体积
VDRO2+V0DN2+VDH2O+（αpj-1)V0D
6.8977
6.8977
6.8977
6.9516
7.0865
VDRO2/VDy
0.1423
0.1423
0.1423
0.1411
0.1385
VDH20/VDy
0.0788
0.0788
0.0788
0.0784
0.0772
rDn VDRO2/VDy+VDH20/VDy
0.2211
0.2211
0.2211
0.2195
0.2156
飞灰质量
10ADar*a/VDy
19.5406
19.5406
19.5406
19.3890
19.0199

3.3.4脱硫工况时燃烧产物焓温
表3-3 脱硫工况时燃烧产物焓温
温度
V0DRO2(m3/kg)
V0DN2(m3/kg)
V0DH2O(m3/kg)
Adar(%)
0.9812
4.2043
0.5251
31.6373
(cθ)CO2
ICO2
(cθ)N2
IN2
(cθ)H2O
IH2O
(cθ)h
0
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
100
170.00
166.80
129.80
545.72
150.70
79.13
80.80
200
357.60
350.88
260.00
1093.12
304.40
159.83
169.10
300
558.90
548.39
391.90
1647.68
462.60
242.90
263.80
400
772.00
757.49
526.70
2214.42
626.30
328.85
360.10
500
996.50
977.77
664.00
2791.67
794.70
417.27
458.50
600
1222.50
1199.52
803.90
3379.86
967.20
507.85
560.20
700
1461.20
1433.73
946.20
3978.13
1147.20
602.36
662.40
800
1704.00
1671.97
1092.80
4594.49
1335.60
701.28
767.00
900
1951.00
1914.32
1243.50
5228.08
1524.00
800.21
875.00
1000
2202.30
2160.90
1390.00
5844.01
1725.00
905.75
983.90
1100
2457.70
2411.50
1544.90
6495.26
1925.90
1011.23
1096.90
1200
2717.23
2666.15
1695.65
7129.07
3131.20
1644.10
1205.80
1300
2976.80
2920.84
1854.80
7798.18
2344.60
1231.08
1360.70
1400
3240.60
3179.68
2009.70
8449.44
2558.10
1343.18
1582.60

表3-3 脱硫工况时燃烧产物焓温（续）
温度
aDf
I0r
V0D(m3/kg)
Ir=I0r+(α-1)I0k
0.4260
kJ/kg
5.3102
低过前α
省煤器α
空预器α
Ifh
ICO2+IN2+IH2O+Ifh
(cθ)k
I0k
1.2200
1.2400
1.2700
0
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
100
10.89
802.54
132.3
702.54
957.10
971.15
992.23
200
22.79
1626.63
266.3
1414.11
1937.73
1966.01
2008.44
300
35.56
2474.52
402.8
2138.95
2945.09
2987.87
3052.04
400
48.54
3349.29
541.8
2877.07
3982.25
4039.79
4126.10
500
61.80
4248.51
684.1
3632.71
5047.71
5120.36
5229.34
600
75.51
5162.73
829.8
4406.41
6132.14
6220.27
6352.46
700
89.28
6103.51
979.7
5202.41
7248.04
7352.09
7508.16
800
103.3
7071.12
1130.4
6002.66
8391.70
8511.76
8691.84
900
117.9
8060.55
1281.2
6803.44
9557.30
9693.37
9897.48
1000
132.6
9043.27
1436.1
7625.99
10720.9
10873.5
11102.29
1100
147.8
10065.8
1595.2
8470.85
11929.4
12098.8
12352.97
1200
162.5
11601.8
1754.3
9315.70
13651.2
13837.6
14117.08
1300
183.4
12133.5
1913.4
10160.55
14368.8
14572.0
14876.85
1400
213.3
13185.6
2076.7
11027.71
15611.7
15832.3
16163.09

3.4 当量理论空气量
3.4.1 脱硫所需的理论空气量

（3-13）

3.4.2 燃烧和脱硫的当量理论空气量

（3-14）
式中：——当量理论空气量，；
——石灰石脱硫所需要的理论空气量，；
——与1kg燃料相配的入炉石灰石量，。
3.5 燃烧和脱硫产生的烟气量

3.5.1 产生CO2 和烟气体积

= （3-15）
无硫工况时的烟气体积计算见表3-4。

表3-4 无硫工况时的烟气体积计算
名称
符号
单位
炉膛
旋风筒
出口处过量空气系数
α

1.22
1.22
平均过量空气系数
0.5（α'+α'')
αpj

1.22
1.22
过量空气量
（αpj-1）V0

Nm3/kg
1.4035
1.4035
H2O体积
V0H2O+0.0161（αpj-1）V0
VH20
Nm3/kg
0.6548
0.6548
烟气总体积
VH2O+V0N2+VRO2+（αpj-1）V0
Vy
Nm3/kg
8.2680
8.2680
表3-4 无硫工况时的烟气体积计算（续）
名称
高过
低过
省煤器
空预器
出口处过量空气系数
1.22
1.22
1.24
1.27
平均过量空气系数
0.5（α'+α'')
1.22
1.22
1.23
1.255
过量空气量
（αpj-1）V0
1.4035
1.4035
1.4673
1.6268
H2O体积
V0H2O+0.0161（αpj-1）V0
0.6548
0.6548
0.6558
0.6584
烟气总体积
VH2O+V0N2+VRO2+（αpj-1）V0
8.2680
8.2680
8.3328
8.4949

3.5.2 CO2和SO2的当量体积

（3-16）

式中：——CO2 和SO2的当量体积，；

——石灰石煅烧产生的CO2体积，；
——SO2体积减少量，；
——三原子气体体积，；
——与1kg燃料相配的石灰石消耗量，

3.5.3 理论氮气体积

（3-17）
式中：——与1kg燃料相配的石灰石消耗量，

3.5.4 当量燃料产生的当量理论氮气体积
（3-18）

式中：——当量理论氮气体积，；
——燃料中的氮，%；
——当量理论空气量，；
——与1kg燃料相配的石灰石消耗量，。
3.5.5 当量理论水蒸气体积

（3-19）
式中：——当量理论水蒸气体积，；
——燃料中的水分，%；
——石灰石中的水分，%；
——燃料中的氢，%。

3.5.6 脱硫率

（3-20）
以上各式中： ——计算脱硫效率，%；
——脱硫后的SO2排放浓度，；
——SO2原始排放浓度，。
3.6 脱硫对热效率的影响
3.6.1 对q4的影响

固体未完全燃烧热损失为：
（3-21）
式中 ——固体未完全燃烧热损失，%
——锅炉可支配热量，
——底灰份额；
——底灰含碳量，%；
——飞灰份额，
——飞灰含碳量；
——燃料收到基灰份，%。

3.6.2 对q2的影响
排烟热损失为： （3-22）
式中： ——排烟热损失，%；
Ipy——在相应的过量空气系数和排烟温度状况下的排烟焓，；
I0lk——冷空气焓，。

3.6.3 对q6的影响
底灰物理热损失为： （3-23）

式中：——底灰物理热损失，%；
——灰焓，；根据底灰温度。
3.7锅炉热平衡及燃料和石灰石消耗量
表3-5 锅炉热平衡及燃料和石灰石消耗量
1
可支配热量
QDar
见表3-2
20858.63
kJ/kg
2
排烟温度
θpy
见表3-2
135.00
℃
3
排烟焓
Ipy
表3-3（计