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燃烧室(炉膛)尺寸的确定
2010/10/20 13:29:22 来源:51网络采购 点击:504次
内容摘要:燃烧室(炉膛)尺寸的确定
  (1)炉膛尺寸应满足的要求   炉膛尺寸主要为炉宽、炉深、炉高和炉膛下部截面收缩部分的尺寸,炉膛尺寸的确定需要考虑一系列因素。例如炉膛的横断面尺寸应满足炉膛运行风速的要求,应保证炉膛内能布置足够的受热面以确保工质的吸热和最佳的脱硫脱硝炉温。此外,还应保证二次风的穿透程度、燃料挥发分的炉内扩散均匀性和尾部受热面的合理布置等问题。
   炉膛高度应保证燃料中低于分离器能捕集到的颗粒临界直径的细小颗粒在炉膛中一次通过时能燃尽,应保证脱硫所需最少的烟气在炉内的停留时间,应保证炉内能布置所需的全部或大部分锅炉蒸发受热面并保证最佳炉温。此外,还应保证回料机构的立管侧有足够的保持循环回路中循环物料流动所需的静压头和保证自然循环锅炉的水循环安全可*。
   由于要满足的要求众多,因而炉膛尺寸一般只能先从满足某些要求出发得出一个尺寸,然后以此尺寸对其他要求进行检验和修正,直到确定出一个能满足各项要求的最终尺寸。在满足各项要求的前提下,炉膛高度应力求低,以减少锅炉造价。
  2)炉膛横断面积、炉宽与炉深的确定  在进行锅炉设计计算前,锅炉容量、蒸汽参数、煤的元素分析、排烟温度、脱硫剂的成分、钙硫化、脱硫效率、燃烧效率、离开锅炉的灰渣温度、灰中含碳量、给水温度和冷、热空气温度均已给定或选定。
   首先进行燃烧和脱硫所需的理论空气量和实际空气量计算。再进行燃烧lkg煤产生的理论烟气量和实际烟气量计算,并算出各种温度下的烟气焓值和灰渣焓值,列出温焓表,或画出相应的温焓图。
  此后,进行循环流化床锅炉的热平衡计算,算出锅炉的各项热损失、有效利用热量和锅炉总输入热量。由此求出锅炉热效率和燃料消耗量。
   同时进行锅炉固体物料的质量平衡计算,得出每秒钟的固体废料的排出量及排出部位。算出总空气量、总烟气量和脱硫剂给料量。
   选定炉膛温度,求出该温度的烟气密度。根据以往设计经验选择一个能保证流化的炉膛运行风速,根据该炉温下的烟气容积流量即可求得锅炉炉膛的横断面积。这一横断面积是否合适,应采用断面热负荷是否过高或过低来进行检验。将锅炉总输入热量除以炉膛横断面积可得出相应的炉膛断面热负荷。如此值在一般允许的断面热负荷值范围内,则可认为初步检验合格。在炉宽和炉深的确定方面,一般可采用深宽比为1:1或l:2来算得。但炉深不宜超过8m,以保证二次风的穿透。
(3)炉膛高度的确定  炉膛高度可先根据其所需满足的要求之一进行计算,然后再对算得值接其他要求进行检验和修正,最后得出一个能满足各种要求的最终炉膛高度。
 ①满足脱硫所需炉高的计算。如果先考虑脱硫所需的炉膛高度,则可按以下方法计算。先假设一个脱硫所需烟气在炉膛内停留时间 (对电站用循环流化床锅炉,烟气在炉膛内停留时间一般为2~5s)。然后将炉膛中心烟气速度(取为炉膛平均运行风速的1.5倍)与相乘即可得出按脱硫要求所需的炉膛高度h。这一脱硫高度是否足够,尚需按下式检验:

 按式(8-143)算得的炉膛高度如大于先前算得值,则以式(8-143)算得的炉膛高度为准。
② 满足最佳炉温及受热面布置要求所需炉高的计算。这一炉膛高度尚需检验可否使炉内能布置下足够受热面以保持设计所需最佳炉温850~900℃,要进行此项检验,应先根据炉膛热平衡计算算得炉膛出口烟温为850℃时炉膛内的工质吸热量。炉膛的热平衡式如下:

 在式(8-144)中,可根据850℃在已算得的温焓表上查得。其他各项也均可由温焓表查得或算得,因而可得出相应于每千克燃料,炉膛内工质应吸收的热量值。只有炉内工质吸收这些热量才能保证炉膛出口烟温为850℃。由此也可算得炉内工质总吸热量占炉膛总输入热量的比例。根据对不同煤种计算,为保持炉膛出口温度为850℃,炉膛内吸热量应为总输入热量的55%~60%左右。
  炉膛内吸热量首先应保证蒸发受热面吸收。炉膛中应吸收的热量能否满足蒸发受热面的蒸发吸热需求,应视锅炉工质参数而定。
  根据锅炉工质参数的不同,工质的总吸热量(总焓增)以及工质在加热、蒸发、过热和再热等过程中所吸热最量占总吸热量的分配比例可由蒸汽表算得。部分锅炉工作参数下的锅炉工质各过程的吸热量分配比例见表8-15。
 由表8-15可见,对中压循环流化床锅炉,其工质蒸发所需吸热量比例62.4%已基本上可在炉膛水冷壁内吸纳。其少量欠缺部分,可将省煤器设计成沸腾式省煤器,使工质在省煤器中补充吸收一部分蒸发热量。工质过热吸热量约占总吸热量的20%,只需采用对流式过热器就可以吸纳。
  对高压循环流化床锅炉,其蒸发吸热量为总输入热量的50%左右,已低于炉膛内应吸收的热量。因此,为了保持炉膛出口烟气温度为850℃,应在炉膛上部布置一部分屏式过热器,或采用外置式挠热器,将一部分过热器受热面布置在其中。
 对超高压和亚临界压力循环流化床锅炉,其蒸发吸热量相应只有总吸热量的34%和24%左右,而过热和再热吸热量相应要占总吸热量的45%和53%。因而炉膛中要布置更多的过热器或再热器受热面。除了可在炉膛中市置Ω屏式过热器受热面或其他屏式受热面外,也可考虑采用墙式过热器,或在外置式换热器中布置过热器或再热器受热面。


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