毕业论文(设计)--180th燃煤锅炉整体设计锅炉原理课程设计正文.doc

课程设计
180t/h燃煤锅炉整体设计

学 院 材料与能源学院
专 业 热能与动力工程（热电方向)
年级班别 11级热电1班
学 号 3111007047
学生姓名 曹天宇
指导教师 刘湘云

2014年7月

目 录
广东工业大学本科生课程设计（论文）任务书…………………………………4
前 言…………………………………………………………………………………6
一、设计的初始数据………………………………………………………………7
1.1 设计任务 7
1.2 煤的成分 7
1.3 过量空气系数和漏风系数 7
二、辅助计算………………………………………………………………………9
2.1 燃烧计算表 9
2.2 烟气特性 9
2.3 烟气焓温表（用于炉膛、屏式过热器、高温过热器的计算） 11
2.4 烟气焓温表（用于低温过热器、高温省煤器的计算） 12
2.5 烟气焓温表（用于高温空预器、低温省煤器的计算） 13
2.6 烟气焓温表（用于低温看空预器的计算） 13
2.7 锅炉热平衡及燃料消耗量计算 14
三、炉膛热力计算…………………………………………………………………16
3.1 炉膛校核热力计算的步骤 16
3.2 炉膛几何特征的计算 16
3.3 水系统及水冷壁结构设计 21
3.4 燃烧器结构设计 22
3.5 炉膛热力计算中的几个问题 23
四、对流受热面的热力计算………………………………………………………29
4.1 屏的结构数据计算 29
4.2 屏的热力计算 31
五、锅炉设计图纸…………………………………………………………………36
六、符号说明………………………………………………………………………37
七、设计总结与感想………………………………………………………………39
致 谢……………………………………………………………………………39
参考文献……………………………………………………………………………40

广东工业大学本科生课程设计（论文）任务书
题目名称
180t/h燃煤锅炉整体设计
学 院
材料与能源学院
专业班级
热能与动力工程（热电工程方向）
姓 名
曹天宇
学 号
3111007047

一、毕业设计（论文）的内容
1. 熟悉煤粉炉的工作原理。
2. 根据煤粉炉整体设计的要求，进行煤粉炉炉膛水冷壁热力计算。
3. 进行煤粉炉尾部换热器热力计算。
4. 根据煤粉炉的热力计算，设计煤粉炉结构形式。
5. 完成煤粉炉整体结构设计图纸绘制。

二、毕业设计（论文）的要求与数据
1. 设计目标：
1） 锅炉额定蒸发量：De=380t/h=180*10^3kg/h
2） 给水温度： 120℃
3） 过热蒸汽温度： 480℃
4） 过热蒸汽压力（表压）：P=13Mpa
5） 制粉系统：中间储倉式（热空气作干燥剂、钢球筒式磨煤机）
6） 燃烧方式：四角切圆燃烧
7） 排渣方式：固态
8） 环境温度：25℃
9） 给水压力：14.5Mpa
2. 完成煤粉炉整体热力计算及结构设计图纸绘制
三、毕业设计（论文）应完成的工作
1. 完成煤粉炉热力计算及设备选型。
2.根据煤粉炉热力计算进行锅炉整体设计方案确定。
3.完成180t/h煤粉炉整体结构设计图纸绘制。

四、毕业设计（论文）进程安排
序号
设计（论文）各阶段内容
地点
起止日期
1
完成煤粉炉整体热力计算及设备选型
图书馆
18周
2
完成煤粉炉结构设计图纸绘制，论文撰写
图书馆
18，19周
3
完成论文撰写和答辩
图书馆
20周

五、应收集的资料及主要参考文献
1.工业锅炉；
2.锅炉原理与计算；
3.工程热力学；
4.工业锅炉运行与管理；
5.国内外有关产品的目录与介绍；
6.中国期刊网上的有关文献，图书馆外文数据库的有关文献。

发出任务书日期：2014 年 06 月 25日
指导教师签名：

预计完成日期： 2014年 07月 10日
专业负责人签章：

前 言
锅炉原理课程设计是锅炉原理教学的一个重要环节，是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识，完成以单元操作为主的一次设计实践。通过课程设计使学生掌握锅炉设计的基本程序和方法，并在查阅技术资料、选用公式和数据、用简洁文字和图表表达设计结果、制图以及计算机辅助计算等能力方面得到一次基本训练，在设计过程中能够培养学生树立正确的设计思想和实事求是、严肃负责的学习作风。
锅炉原理课程设计是锅炉原理课程教学的一个实践环节，是使学生得到锅炉设计的初步训练，为毕业设计奠定基础。围绕以某一典型单元设备（工业锅炉)的设计为中心，训练学生非定型设备的设计和定型设备的选型能力。设计时数为两周，其基本内容为：
(1)设计方案简介：对给定或选定的主要设备的型式进行简要的论述。
(2)主要设备的工艺设计计算(含计算机辅助计算)：物料衡算，能量衡量，工艺参数的选定，设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算。
(3)辅助设备的选型：典型辅助设备主要工艺尺寸的计算，设备的规格、型号的选定。
(4)主要设备的工艺条件图：图面应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表。
(5)设计说明书的编写。设计说明书的内容应包括：设计任务书，目录，设计方案简介，工艺计算及主要设备设计，辅助设备的计算和选型，设计结果汇总，设计评述，参考文献。
整个设计由论述，计算和图表三个部分组成，论述应该条理清晰，观点明确；计算要求方法正确，误差小于设计要求，计算公式和所有数据必需注明出处；图表应能简要表达计算的结果。

一、设计的初始数据
1.1 设计任务
1) 锅炉额定蒸汽量：180t/h；
2) 给水温度：120℃；
3) 给水压力：14.5MPa；
4) 过热蒸汽温度：480 ℃；
5) 过热蒸汽压力：13MPa；
6) 排渣方式：固态
7) 燃烧方式：四角切圆燃烧
8) 冷空气温度：＝25℃
9) 空气中含水蒸汽量：＝10g/kg
1.2 煤的成分
1) 燃料名称：义马烟煤
2) 煤的收到基成分：
碳Car＝49.6
‚氢Har＝3.2％
ƒ氧Oar＝11.6％
④氮Nar＝0.7％
⑤硫Sar＝1.3％
⑥灰分Aar＝16.6％
⑦水分Mar＝17％
3) 煤的干燥无灰基挥发分 Vdaf＝41％
4) 灰熔点特性：
DT = 1230℃ ST = 1250℃ FT =1300℃
5) 煤的可磨度：＝1.4
6) 煤的收到基低位发热量：＝19690KJ/kg
1.3 过量空气系数和漏风系数
炉膛出口过量空气系数是由燃料性质和燃烧方法决定的，其值一般在1.1—1.5的范围内变化。
序
号
名称
额定负荷时漏风系数
非额定负荷时漏风系数
入口过量空气系数
出口过量空气系数
符号
计算公式
结果
符号

计算公式
结果
1
制粉系统漏风系数
0.1
—
—
—
—
—
—
—
2
炉膛
0.05

0.05
1.20

1.20
3
屏、凝渣管
0

—
0
=

+
1.20
4
高温过热器
0.025

其中：De为锅炉额定负荷；D为锅炉实际负荷
0.025
=

+
1.225

5
低温过热器
0.025

0.025
=

+
1.250
6
高温省煤器
0.02

0.02
=

+
1.27
7
高温空预器
0.05

0.05
=

+
1.32
8
低温省煤器
0.02

0.02
=

+
1.34
9
低温空预器
0.05

0.05
=

+
1.39
不同的受热面由于结构不同，漏风系数也不同。通过汇总整理各个受热面的漏风系数与过量空气系数如下：
表1-1 漏风系数和过量空气系数
二、辅助计算
辅助计算包括以下内容：
1、燃料数据的分析和整理；
2、锅炉漏风系数的确定和空气量平衡；
3、燃料的燃烧计算及烟气特性参数的确定；
4、锅炉热平衡及锅炉热效率、燃料消耗量的估计。
2.1 燃烧计算表
表2-1 燃烧计算表
序号
项目名称
符号
单 位
（标准状况下）
计算公式及数据
结果
1
理论空气量

m3/kg
0.0889(+0.375)+0.265-0.033
4.9145
2
理论氮容积

m3/kg
0.8+0.79
3.888
3
RO2 容积

m3/kg
1.866+0.7
0.9346
4
理论干烟气容积

m3/kg
+
4.8227
5
理论水蒸气容积

m3/kg
11.1+1.24+1.61（=0.01kg/kg）
0.6451
6
飞灰份额

查表2-4
0.9200

2.2 烟气特性
表2-2 烟气特性表
序号
项目名称
符号
单位
（标准状况下）
炉膛屏凝渣管
高过
低过
高温省煤器
高温空预器
低温省煤器
低温空预器
1
受热面出口过量空气系数（查表1-5）

—
1.200
1.225
1.25
1.27
1.32
1.34
1.39
2
烟道平均过量空气系数

—
1.20
1.2125
1.2375
1.26
1.295
1.33
1.365
3
干烟气容积
+（-1）

m3/kg
5.8063
5.8678
5.9907
6.1014
6.2735
6.4456
6.6178
4
水蒸气容积
+0.0161(-1）

m3/kg
0.6609
0.6619
0.6639
0.6657
0.6685
0.6712
0.6740
5
烟气总容积
+

m3/kg
6.4672
6.5297
6.6546
6.7671
6.9420
7.1169
7.2918
6
RO2 容积份额
/

—
0.1445
0.1978
0.1940
0.1908
0.1860
0.1814
0.1771
7
水蒸气容积份额
/

—
0.1022
0.1014
0.1000
0.0984
0.0963
0.0943
0.0924
8
三原子气体和水蒸气容积总份额
+
r
—
0.2467
0.2991
0.2938
0.2891
0.2823
0.2758
0.2695
9
容积飞灰浓度
10/

g/m3
23.6144
23.3885
22.9494
22.5681
21.9952
21.4589
20.9441
10
烟气质量
1-+1.306

kg/kg
8.5415
8.6217
8.7824
8.9269
9.1517
9.3764
9.6013
11
质量飞灰浓度
/(100)

kg/kg
0.0179
0.0177
0.0174
0.0171
0.0167
0.0163
0.0159

2.3 烟气焓温表（用于炉膛、屏式过热器、高温过热器的计算）
表2-3 烟气焓温表（用于炉膛、屏式过热器、高温过热器的计算）
烟气或空气温度
(℃)
理论烟气焓 (kJ/kg)
理论空气焓
(kJ/kg)
理论烟气焓增
(每100℃)
炉膛、屏、凝渣管
高温过热器
=1.20
=1.2799

400
3173.9146
2665.556

3769.9538

3836.5927
―
850.9648
1007.8538
1025.3127
500
4024.8794
3363.912
4777.8076
4861.9054
873.4344
1034.7472
1052.698
600
4898.3138
4081.94
5812.5548
5914.6033
895.7393
1059.3864
1077.5830
700
5794.0530
4809.804
6871.9412
6992.1863
915.2748
1081.9776
1100.543
800
6709.3278
5552.422
7953.9188
8092.7293
930.5102
1099.6522
1118.4635
900
7639.8380
6304.876
9053.5709
9211.1928
946.0076
1115.7439
1134.555
1000
8585.8456
7075.33
10169.3148
10345.7481
960.2425
1137.1961
1156.8680
1100
9546.0881
7844.21
11306.5109
11502.6161
971.8768
1146.5136
1165.94
1200
10517.9649
8621.254
12453.0245
12668.5559
984.9404
1170.2191
1190.0141
1300
11502.9053
9413.052
13623.2437
13858.5700
991.0316
1187.2576
1207.175
1400
12493.9369
10209.77
14810.5013
15065.7455
1000.58
1193.5941
1213.6350
1500
13494.5166
11011.4
16004.0954
16279.3805
1008.626
1182.5224
1202.686
1600
14503.1430
11817.95
17186.6178
17482.0667
1017.649
1220.2118
1240.3756
1700
15520.7917
12624.51
18406.8297
18722.4423
1019.646
1202.5667
1222.853
1800
16540.4380
13435.98
19609.3964
19945.2958
1026.113
1220.7894
1241.3220
1900
17566.5509
14257.28
20830.1857
21186.6178
1029.84
1221.0202
1241.553
2000
18596.3907
15078.59
22051.2059
22428.1706
1076.538
1264.1571
1284.8127
2100
19672.9286
15904.81
23315.3630
23712.9833
999.1017
1185.3225
1205.978
2200
20672.0302
16731.04
24500.6854
24918.9613
―

―

2.4 烟气焓温表（用于低温过热器、高温省煤器的计算）
表2-4 烟气焓温表（用于低温过热器、高温省煤器的计算）
烟气或空气温度
(℃)
理论烟气焓
(kJ/kg)
理论空气焓
(kJ/kg)
理论烟气焓增
(每100℃)
低温过热器
高温省煤器
=1.25
=1.34

300
3071.929
2757.004
―
3807.275

4055.405
―
101.986
95.9568
87.7265
400
3173.915
2665.556
3903.232
4143.132
850.964
1042.7716
1105.624
500
4024.879
3363.912
4946.003
5248.755
873.435
1070.6486
1135.271
600
4898.314
4081.94
6016.652
6384.026
895.739
1095.7796
1161.287
700
5794.053
4809.804
7112.431
7545.314
915.275
1119.1085
1185.944
800
6709.328
5552.422
8231.54
8731.258
―
―
―

2.5 烟气焓温表（用于高温空预器、低温省煤器的计算）
表2-5 烟气焓温表（用于高温空预器、低温省煤器的计算）
烟气或空气温度
(℃)
理论烟气焓
(kJ/kg)
理论空气焓
(kJ/kg)
理论烟气焓增(每100℃)
高温空预器
低温省煤器
=1.32
=1.34

100
995.617
903.0384
―
1298.713
―
1316.774
―
123.191
1301.3336
1317.753
200
2018.808
1723.999
2600.047
2634.527
1053.121
1400.2183
1420.878
300
3071.929
2757.004
4000.265
4055.405
101.986
89.55543
87.72648
400
3173.915
2665.556
4089.821
4143.132
850.964
1091.6565
1105.624
500
4024.879
3363.912
5181.477
5248.755
873.435
1120.9106
1135.271
600
4898.314
4081.94
6302.388
6384.026

2.6 烟气焓温表（用于低温看空预器的计算）
表2-6 烟气焓温表（用于低温看空预器的计算）
烟气或空气温度
(℃)
理论烟气焓
(kJ/kg)
理论空气焓
(kJ/kg)
理论烟气焓增
(每100℃)
低温空预器
=1.4272

100
995.617
903.0384
―
1361.926
―
1023.191
1358.8009
200
2018.808
1723.999
2720.727
1053.121
1472.5286
300
3071.929
2757.004
4193.255
101.986
83.1541
400
3173.915
2665.556
4276.409
850.964
1140.5414
500
4024.879
3363.912
5416.951
873.435
1171.1726
600
4898.314
4081.94
6588.123
―
―
2.7 锅炉热平衡及燃料消耗量计算
1. 锅炉热效率及燃料量计算步骤
锅炉热效率及燃料量可按以下步骤估算：
1) 计算锅炉输入热量；
2) 依照燃料及燃烧设备估计机械不完全燃烧热损失和化学不完全燃烧热损失；
3) 假定锅炉排烟温度并计算锅炉排烟热损失；
4) 确定锅炉散热损失和灰渣物理热损失；
5) 用反平衡法计算锅炉热效率；
6) 计算锅炉燃烧消耗量。由于计算时涉及的排烟温度为假定值，所以计算出的燃料消耗量实为估算值。
2. 锅炉输入热量
对应于1kg燃料输入锅炉的热量为
Qr= Qar,net + hr + Qwr + Qzq kJ/kg
式中Qar,net——燃料的收到基低位发热量，kJ/kg；
hr——燃料物理显热，kJ/kg；
Qwr——外来热源加热空气时带入的热量，kJ/kg；
Qzq——雾化燃油所用蒸汽带入的热量，kJ/kg。
表2-7 锅炉热平衡及燃料消耗量计算
序号
名称
符号
单位
计算公式
结果
1
锅炉输入热量
Qr
kJ/kg
Qr≈Qar,net
19690
2
排烟温度

℃
先估后校
120
3
排烟焓
hpy
kJ/kg
查焓温表
用插值法求
1634.311
4
冷空气温度
tlk

取用
25
5
理论冷空气
H1k0
kJ/kg
H1k0 =(ct)kV0
162.1785
6
化学未完全燃烧损失
Q3
％
取用
0
7
机械未完全燃烧损失
Q4
％
取用
1.1
8
排烟处过量空气系数

查表，低温空预器出口过量空气系数
1.39
9
排烟损失
Q2
％
（100－Q4））（hpy－ H1k0) / Qr
7.0766
10
散热损失
Q5
％
取用
0.43
11
灰渣损失
Q6
％

0
12
锅炉总损失
∑Q
％
Q2 ＋Q3 ＋Q4＋ Q5＋＋Q6
8.6067
13
锅炉热效率

％
100－∑Q
91.3934
14
保热系数

1－Q5 / Q5 ＋
0.9953
15
过热蒸汽焓

kJ/kg

3281.03
16
给水温度
tgs

给定
120
17
给水焓
hgs
kJ/kg

531.89
18
锅炉实际负荷
D
kg/h

180000
19
锅炉有效利用热
Q
kJ/h
Dgr（hgg” —hgs）
498085200
20
实际燃料消耗量
B
kg/h

27678.5383
21
计算燃料消耗量
Bj
kg/h

27374.0744

三、炉膛热力计算
3.1 炉膛校核热力计算的步骤
炉膛校核热力计算可按以下步骤进行：
（1） 计算炉膛结构尺寸及烟气有效辐射层厚度；
（2） 选取热风温度，并依据有关条件计算随每千克燃料进入炉膛的有效热量；
（3） 根据燃料种类、燃烧设备的形式和布置方式，计算火焰中心位置的系数M；
（4） 估计炉膛出口烟温，计算炉膛烟气平均热容量；
（5） 计算炉膛受热面辐射换热特性参数，如水冷壁的灰污系数§、辐射角系数x、热有效系数Ψsl等；
（6） 根据燃料和燃烧方式计算火焰黑度和炉膛黑度；
（7） 计算炉膛出口烟温；
（8） 核对炉膛出口烟温误差；
（9） 计算炉膛热力参数，如炉膛容积热强度等；
（10） 炉膛内其他辐射受热面的换热计算，如屏式过热器等。
3.2 炉膛几何特征的计算
1) 炉膛结构的几何特征参数及其影响因素
炉膛结构的几何特征主要包括：
② 膛容积；
②炉膛内炉墙总面积；
③ 膛有效辐射受热面的面积；
④ 膛火焰有效辐射层厚度；
⑤ 膛水冷程度。
炉膛结构的几何特征参数与锅炉的设计容量、燃料特性、炉膛容积热负荷、炉膛截面热负荷、燃烧区域受热面热负荷、炉膛辐射受热面热负荷、炉膛出口烟气温度等设计参数密切相关。锅炉炉膛设计中，参照设计规范中推荐的取值范围和选取原则，再结合以往经验来决定这些参数的合理取值。
2) 确定炉膛容积边界的一般原则
（1） 贴墙水冷壁管中心线所在的平面；
（2） 绝热保护层的向火表面，未敷设水冷壁的地方为炉墙内壁面；
（3） 炉膛出口断面：通过后屏过热器或凝渣对流管束的第一排管子中心线的所在平面；
（4） 炉膛底部：冷灰斗高度一半处的水平面；当采用平炉底时的炉底平面；
（5） 当屏式过热器占据整个炉膛顶部或布置于炉膛出口烟窗处而占据部分炉膛容积时，则为屏式过热器与炉膛的交界面；
若屏式过热器布置于炉膛中部或两侧，以及布置在炉膛上部前侧时，则屏式过热器所占空间应计入炉膛容积内（此时屏式过热器作为炉膛容积内的辐射受热面）；
（6） 对于炉膛中狭长容积的部分，取深度为0.5m处的截面。
3) 计算过程中的具体问题
（1） 计算炉膛容积，可将炉膛容积划分为几个简单的几何体分别计算，然后求其和。
（2） 炉墙总面积即包覆炉膛容积的总面积，含炉膛内辐射受热面的形体表面积，对于双面水冷壁和前屏过热器，以其边界管中心线和管子曝光长度所围成面积的两倍计入炉膛内炉墙总面积；
（3） 炉膛辐射受热面多布置在炉墙内表面上，所以炉墙内总面积是计算炉内换热的基础。在计算炉墙内总面积时，应扣除炉墙上未敷设管子的区段，如喷燃器即人孔门的面积。
（4） 炉膛有效辐射受热面面积是指参与辐射换热的面积。在炉膛热力计算中，它为一假想的连续平面，而其面积数值的大小，在吸热方面与未沾污的辐射受热面相当。
（5） 炉膛有效辐射受热面与炉墙面积的比值称为炉膛水冷程度：
X=S/A
它是个反映炉膛结构布置特征的参数，其物理意义是相当与整个炉膛的平均辐射角系数。
（6） 炉膛介质的有效辐射层厚度，在炉膛容积内不含有屏式过热器时，用式（3-1）计算
S=36.V1/A1 m (3-1)
炉膛结构见附图：

图1 炉膛结构图

表3-1 炉膛结构数据
序号
名称
符号
单位
公式及计算
结果
1
炉膛截面热负荷

查其推荐值表3-8
2.3
2
炉膛截面积
A

65.0961
3
炉膛宽度

8.0682
4
炉膛截面宽深比

1.0
5
炉膛深度

8.0682
6
第一根屏式过热器管高

设定
5.0
7
顶棚宽度

5.1156
8
折焰角前端到第一排屏式过热器段长

设定
1.100
9
折焰角宽度

设定
2.000
10
折焰角上倾角度

°
设定
45
11
折焰角下倾角度

°
设定
30
12
顶棚倾角

°
设定
0
13
第一排屏式过热器与炉墙距离

2.9526
14
顶棚高度

5.0
15
折焰角高度

1.1547
16
—

1.7047
17
冷灰斗底口宽度

设定
1.000
18
冷灰斗倾角

°
设定
55
19
冷灰斗中部宽度

4.5341
20
冷灰斗高度

5.0472
21
冷灰斗斜边长度的一半

3.0808
22
炉膛容积热负荷

设定
0.15
23
炉膛容积

998.140
24
侧墙面积

123.713
25
炉膛中部高度

式（4.1）
9.2489
26
出口窗中心到灰斗中心高

式（4.2）
15.7022
27
前墙面积

式（4.3）
171.8644
28
后墙面积

式（4.4）
136.4022
29
出口窗面积

式（4.5）
49.2158
30
顶棚面积

41.2737
31
炉膛总面积

2++++
646.182
32
炉膛总高

+++/2
18.4772
33
炉膛总有效辐射受热面

629.3428
34
炉膛有效辐射层厚度
S
m
3.6*V 1/A1
5.5608
注：式（4.1）为
式（4.2）为
式（4.3）为
式（4.4）为
式（4.5）为
3.3 水系统及水冷壁结构设计
炉膛四周水冷壁全部采用φ60×6mm的密封的光管式水冷壁。
水冷系统主要是由大直径的下降管、分配集箱及其支管、水冷壁上升管、汽水引出管、上下集箱、汽包组成的循环回路。炉水由汽包经过4根φ419×36mm大直径下降管以及下端的分配集箱，以及44根分配支管均匀的进入14只下集箱，然后分14个循环回路上升，经过上集箱和46根汽水引出管进入汽包；在汽包中汽水混合物经内部装置分离清洗，干净的蒸汽被引入到过热器中，分离下来的水和省煤器过来的给水混合在一起，再进入大直径下降管，进行周而复始的循环。
整个水冷壁管，以及敷设其上的炉墙，均通过上集箱的吊杆，悬吊在炉顶钢架上，受热面作向下的自由膨胀。
水冷壁设有人孔、看火孔、吹灰孔、防爆门孔、点火孔、测量孔等；后墙水冷壁上部由分岔管分为2路，一路折向炉膛，路垂直上升，起悬吊管作用。为使得2路水量的合理分配，以保证均能安全可靠的工作，在垂直悬吊的集箱管孔处设置了带有短路的φ10mm节流孔，伸出集箱底部的短管，从而可以防止因污染物进入节流孔引起的阻塞。
燃烧时为了防止由于炉膛负压波动所引起的水冷壁以及炉墙薄壁结构振动而造成的破坏，在水冷壁外面布置了由工字钢组成的刚性梁，刚性梁在上下方和水冷壁一起膨胀，沿刚性梁长度方向，在结构上保证可以自由膨胀，刚性梁直接支承于炉膛水冷壁及左右侧包覆和后包覆管上。

表3-2 水冷壁结构设计
1
前后墙水冷壁回路个数
z1
个
8.0682/2.5=3.23（按每个回路加热宽度≤2.5m选取）
4
2
左右侧墙水冷壁回路个数
z2
个
8.0682/2.5=3.23（按每个回路加热宽度≤2.5m选取）
3
3
管径及壁厚
d×δ
mm
选取
60*6
4
管子管距
s
mm
按s/d=1.3～1.35选取
78
5
前后墙管子根数
n1
根
按a/s+1=104.4选取
105
6
左右侧墙管子根数
n2
根
按b/s+1=103.4选取
104

3.4 燃烧器结构设计
燃烧器为正四角大小切圆布置，假想小切圆φ200mm，大切圆φ700mm，一次风喷口分3层布置，带满负荷共12个一次喷口。燃烧器的一、二、三次风喷口的位置，自上至下为（三）、（二）、（二）、（一）、（二）、（一）、（一）、（二）一次风喷口分为上下2组分隔，以提高一次风气流的刚性。为了适应煤种变化和调整燃烧工况，煤粉喷燃器各喷嘴做成可调节的。为了调整燃烧工况和控制炉膛出口烟温，可根据燃烧特性或运行人员的实践经验摆动喷嘴的倾角，当一个喷嘴在水平位置上，相邻喷嘴只能摆动10度左右，若所有的喷嘴一起同向摆动可摆动约正负20度。整个燃烧器通过连接体焊于水冷壁上，与水冷壁一起膨胀。点火轻油枪采用机械压力雾化方式。该燃烧器之重油枪也采用机械压力雾化方式，最大燃油量按锅炉额定蒸发量的40%计算，装于中、下二次风喷口内，共8只油枪。

表3-3 燃烧器结构尺寸计算
序　号
名　　称
符　号
单　位
计　算　公　式　或　数　据　来　源
数　值
1
一次风速
w1
m/s
选取25～35
35
2
二次风速
w2
m/s
选取35～45
45
3
三次风速
w3
m/s
选取40～60
50
4
一次风率
r1
%
选取
30
5
三次风率
r3
%
由制粉系统的设计计算确定的磨煤废气份额
20
6
二次风率
r2
%
100-r1-r3
50
7
一次风温
t1
oC
由制粉系统的设计计算确定
180
8
二次风温
t2
oC
trk-10
240
9
三次风温
t3
oC
由制粉系统的设计计算确定
70
10
燃烧器数量
z
个
四角布置
4
11
一次风口面积（单只）
A1
m2

0.0797
12
二次风口面积（单只）
A2
m2

0.0780
13
三次风口面积（单只）
A3
m2

0.0563
14
燃烧器假想切圆直径
dj
mm
选取
450
15
燃烧器矩形对角线长度
2lj
mm
≈sqrt(b2+a2)
11410.1687
16
特性比值
hr/br

初步选定
9
17
特性比值
2lj/br

由式(2-7)确定
33.9784
18
燃烧器喷口宽度
br
mm

336
19
一次风喷口高度
hl
mm
A1/br
237
20
二次风喷口高度
h2
mm
A2/br
232
21
三次风喷口高度
h3
mm
A3/br
167
22
燃烧器高度
hr/br
mm
按A1、A2、A3的要求，画出燃烧器喷口结构尺寸图（图3-4），得hr;核算hr/br=13.46,接近原选定值，不必重算
2888
23
燃烧器中心线的高度
hr
m

5406.5
24
最下一排燃烧器的下边
缘距冷灰斗上沿的距离
l
m
按l=(4～5)br选取
1.439
25
条件火炬长度
lhy
m
按图2-29示意的lhy（lhy=abcd折线长度）的计算结果符合规定，而且上排燃烧器中心线到前屏下边缘高度为8.852m>8m,所以炉膛高度设计合理

3.5 炉膛热力计算中的几个问题
1) 炉膛出口烟气温度
炉膛出口烟温的高低，决定了锅炉机组辐射换热量和对流换热量的比例份额。炉膛出口烟温偏低，降低对流过热器的平均传热温差，又势必要增大昂贵的对流过热器的受热面。此外，炉膛出口烟温还首先应保证锅炉出口不结焦。为此，炉膛出口烟温应低于燃料灰分的软华温度（一般较ST低1000C）。
通常在进行锅炉设计时，燃煤锅炉出口烟温的选择，以对流受热面不结焦为前提，表4-2提供了燃煤炉炉膛出口烟温的推荐值。

表3-3 炉膛出口烟温推荐值
燃料
炉膛出口烟温（℃）
燃料
炉膛出口烟温（℃）
无烟煤
1100~1150
烟煤
1100-1150
贫煤
1050~1100
洗中煤
1050-1100

2) 热空气温度
热风温度主要依据燃烧方式的要求确定。首先应保证燃料的迅速点燃和稳定燃烧。电站锅炉热风温度的推荐值见表4-3。

表3-5 热风温度的推荐值
燃料及燃烧方式
热风温度（℃）
固态排渣煤粉炉
烟煤、洗中煤
250-300
无烟煤、贫煤、劣质烟煤
350-400
褐煤
用热空气作干燥剂
3