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1、大同煤炭职业技术学院1080t/h锅炉燃烧系统设计摘要1080t/h锅炉燃烧系统的毕业设计主要为炉膛燃烧系统的设计。在炉膛燃烧系统的设计中，要对炉膛、燃烧器及屏式过热器进行设计计算和热力计算。对燃烧系统进行初步的经济性分析，炉膛的设计要从燃料的选择开始，炉膛必须能适合燃料燃烧的要求，使燃料充分的燃烧；屏式过热器布置在锅炉炉膛的上方，过热器吸收了炉膛必需的辐射传热量和对流传热量，并把炉膛出口烟气温度限制在合理范围内，设计要充分发挥烟气流的偏移能起到阻尼和导流作用。11前言锅炉燃烧设备是组织燃料安全经济地燃烧的生产装置。我国发电厂大型锅炉主要是固态排渣煤粉炉。毕业设计是对煤粉燃烧器及炉膛的结构、原
2、理、特点进行分析设计，通过一系列的计算来证明煤粉燃烧器及炉膛的合理性及经济性。锅炉使用的燃料以煤和油为主，近年来因世界油价猛涨，燃煤锅炉的比例有所增加。世界各国包括我国在内，为了加快火电厂建设速度，降低火电厂每千瓦设备费用、基建投资、金属耗量、运行管理费用，提高机组的经济性，节约燃料，电厂锅炉总的趋势是向大容量、高参数的方向发展。毕业设计的的主要内容包括煤种的选择、锅炉结构的设计、锅炉燃烧系统的热力计算。目录1080T/H锅炉燃烧系统设计 摘要1前言1第一章 燃烧产物和燃烧热平衡计算411煤质分析4111、燃料的选用4112、成分分析512 燃料消耗量计算及热平衡5121、燃料计算：6122、
3、锅炉的有效输入热量及各项热损失8123、锅炉的热平衡11第二章 炉膛设计1221 炉膛结构设计12211、炉膛结构设计（带前屏过热器）：12212、水冷壁的设计1722 燃烧器的结构设计18221、燃烧器的设计19222、燃烧器结构尺寸计算1923 炉膛和前屏过热器结构尺寸计算22231、炉膛结构尺寸计算22232、前屏过热器结构尺寸计算26第三章 炉膛及后屏热力计算2831 炉膛热力计算28311、炉膛的热力计算2832 后屏过热器热力计算35321、 后屏过热器结构尺寸计算36322、后屏过热器的热力计算38附录一44附表一燃料消耗量计算及热平衡用表44附表二炉膛设计用表47附录二50致谢
4、51参考文献.52第一章 燃烧产物和燃烧热平衡计算燃烧产物和燃烧热平衡计算的任务是确定燃料完全燃烧时所需的空气量、燃烧生成的烟气量和烟气焓等。燃烧产物和燃烧热平衡计算是进行锅炉设计、改造以及选择锅炉辅机的基础，也是正确进行锅炉经济运行调整的基础。11煤质分析燃料是锅炉的粮食。锅炉的安全运行的安全性、经济性与燃料的性质有密切的关系，锅炉的设计也只有在充分掌握燃料性质的基础上才能进行。因此，对于锅炉设计和工作运行人员来说，了解燃料的组成成分、性质及其对锅炉工作的影响就具有十分重要的意义。111、燃料的选用锅炉设计选用优质无烟煤其成分如下：收到基水分：Mar=5.0%干燥无灰基灰分：Ad=26.0%
5、元素分析：Cdaf=91.7%Hdaf=3.8%Odaf=2.2%Ndaf=1.3%Sdaf=1.0%收到基低位发热量：Q=26377KJ/Kg干燥无灰基挥发分：Vdaf=9.0%空气干燥基水分：Mad=1.0%煤灰熔融性：变形温度：软化温度：融化温度：112、成分分析水分与灰分的含量常受外界影响而变化，从而引起其它成分的质量百分含量也随之发生变化。因此要确切地反映煤的特性以及使各种煤的分析结果具有可比性，就不仅需要知道煤的各种成分含量，而且还需要知道各种成分含量的基准（即所处状态和条件）是什么。为了实际应用和理论研究的需要，通常采用的基准有以下几种：收到基 是包括全部水分和灰分在内的燃料成分
6、总量作为标准。其计算公式为：Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100% （1-1）空气干燥基 是以空气风干后的燃料成分总量作为计算标准。其计算公式为：Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100% （1-2）干燥基 是以干燥的即除了全部水分以外的燃料成分总量作为计算标准。其计算公式为： Cd+Hd+Od+Nd+Ad+Sd+Ad=100% （1-3） 干燥无灰基 是以无水无灰的燃料成分总量作为计算标准。其计算公式为：Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100% （1-4）则由（1-1），（1-2），（1-3），（1-4）可得所应用煤的应用基准
7、如下：Car=64.465%Har=2.671%Oar=1.547%Nar=0.914%Sar=0.703%12 燃料消耗量计算及热平衡燃料燃烧是燃料中的可燃成分与空气中的氧气在高温的条件下所发生的强烈放热的化学反应。因此燃料所需空气量可根据燃烧的化学反应关系进行计算。121、燃料计算： 燃烧计算是计算燃料完全燃烧所需的理论干空气量、完全燃烧时的燃烧产物、燃烧产物的焓等。如下：1、 燃料完全燃烧所需的理论干空气量：V0=0.0889(Car+0.375Sar)+0.265Har-0.0333Oar =0.0889(64.465+0.3750.703)+0.2652.671-0.03331.54
8、7 =6.41m3/kg （1-5） 2、燃料完全燃烧时的燃烧产物： 在设计锅炉时，是根据完全燃烧时的化学反应关系来计算烟气容积的。为便于理解，一般先计算理论烟气容积，在此基础上再考虑过量空气容积和随同这部分过量空气带入的水蒸气容积，即可算出该烟气的（总）容积。燃料在过量空气系数时，完全燃烧生成的氮气理论容积：V0 N2=0.79V0+0.8Nar/100 =0.796.41+0.80.914/100 = 5.507m3/kg （1-6）三原子气体容积：VRo2=1.866(Car+0.375Sar)/100 =1.866(64.465+0.3750.703)/100 =1.2078m3/kg
9、 （1-7）水蒸气理论容积：V0H2o=0.111Har+0.0124Mar+0.016Vo =0.1112.671+0.01245.0+0.0166.41 = 0.461m3/kg （1-8）烟气容积： Vy=VRo2+V0N2+V0H2O+(-1)V0 =1.2078+5.057+0.461+(1.20-1) 6.41 =8.328m3/kg （1-9）炉膛过量空气系数，一般煤粉炉。这里。3、燃烧产物的焓：设计锅炉时，由于不能测得烟气中各种气体成分的百分数，故按完全燃烧化学反应进行计算。燃料的烟气热焓：a、其中：烟气中二氧化碳气体在1200时的焓为，由附表一, 表得。烟气中氮气在1200时
10、的焓为，由附表一, 表得。烟气中水蒸气在1200时的焓为，由附表一, 表得。b、为标准状态下理论空气焓：1固体或液体燃料燃烧所需理论空气量在定压下从0加热到所需要的热量称为理论空气焓，单位为kJ/kg。干空气连同其带入的水蒸汽在1200时的焓为，由附表一, 表得。c、烟气离开炉膛带走的飞灰折算量为：Azs=1000 Aar/QyDW =10000.9524.7/26377 =0.89 (1-13)飞灰份额为0.95，由附表一，表 查得。d、飞灰焓：Ifh=(C)hAar/100 =120624.7/10024.70.95 =282.99kJ/kg （1-14） 122、锅炉的有效输入热量及各项
11、热损失对于锅炉的输入热量包括燃料应用基低位发热量、燃料的物理显热、外来热源加热空气时带入的热量和雾化燃油所用蒸汽带入热量。1、锅炉的输入热量：燃料应用基低位发热量燃料的物理显热雾化燃油所用蒸汽带入的热量外来热源加热空气时带入的热量a、 燃料的物理显热燃料的应用基比热，固体燃料计算式为：Cyr=Cgr(100-Mar)/100+4.19Mar/100 =0.92(100-5.0)/100+4.195.0/100 =1.084kJ/kg （1-17） 燃料的温度，固体燃料可选20。燃料干燥基比热为0.92b、 雾化燃油所用蒸汽带入的热量：c、 外来热源加热空气时的热量2、锅炉有效利用热量锅炉每小时的有效利用热量： 、分别为过热蒸汽、再热蒸汽、排污水的流量：、分别为过热器出口蒸汽、锅炉给水、再热器出口、再热器入口以及排污水的焓。 3、锅炉的各项热损失：锅炉的各项热损失包括机械不完全损失、化学不完全燃烧损失、排烟热损失、散热损失及灰渣物理热损失等。a、机械不完全损失：可由附表一，表 查得。b、化学不完全燃烧损失由经验数据，固态排渣和液态排渣煤份炉。c、排烟热损失排烟损失的热量可由排烟与冷空气的焓计算，即排烟焓理论冷空气焓排烟处过量空气系数，可取1.20由上式得排烟热损失为：d、散热损失当实际蒸发量为时当锅炉额定蒸发量大于时，e、灰渣物理热损失：Aar (QYD/419) % (263
