锅炉燃烧器的设计毕业设计(论文)
锅炉燃烧器的设计毕业设计(论文)
目 录
摘 要 .............................. 2
第一章1锅炉概述 . ............................ 4
2 锅炉的工作过程 . ................... 4 3 锅炉系统及组成部件 . ............... 5 4 锅炉燃烧器概述 . ................... 6
第二章1 燃料燃烧计算 . ..................... 8
2 锅炉热效率与燃料消耗量计算 . ...... 16 3 制粉系统设计计算 . ................ 22 4 燃烧器的设计 ..................... 30 结 论 ......................................... 38 致 谢 ....................................... 39 参考文献 ........................... 40
摘 要
燃烧器是锅炉的主要燃烧设备，它通过各种形式，将燃料和燃烧所需要的空气送入炉膛，使燃料按照一定的气流结构迅速、稳定地着火；连续分层次地供应空气，使燃料和空气充分混合，提高燃烧强度。为了适应国民经济发展的需要，国内发电厂的总装机容量有了很大程度的增加，单机容量也从中小容量向大容量、高参数的方向发展，与此相应的电网也更加庞大和复杂。
随着机组容量的增大，设备结构越来越复杂，对机组的安全、经济性要求必然也越来越高[2]。在电力生产的过程中有大量的污染物产生，而和NOx 对环境污染影响较大，同时我国对电厂尾气排放的限制越来越严格，电厂很有必要进行减排及无害化技术处理。另外不稳定燃烧问题一直困扰着我国燃煤电站锅炉。近二十几年，随着大容量机组的比例增大，锅炉不稳定燃烧问题有所缓解。但近几年来，由于燃煤质量下降，大容量机组燃煤锅炉也相继出现燃烧不稳定的问题，而且越来越严重。这不仅降低了大容量锅炉的低负荷运行能力，而且使锅炉灭真火事故的发生率明显增多。
燃烧器制造本着保证锅炉燃烧器正常着火、稳燃效果良好，保证减排NOx 的含量在控制范围的原则，在不改变炉膛的几何尺寸；保留原有大风箱；点火方式不变；二次风门、燃烧器摆动执行机构不变的条件下重做燃烧器本体、燃烧器风箱风道和挡板风箱，优化四角切圆燃烧方式来解决上述问题。
关键词：原煤破碎；原煤干燥与磨制煤粉；输送煤粉；组织燃烧；空气加热燃料；燃烧配风。
第1章
1锅炉概述
锅炉是利用燃料或其他能源的热能把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需要的热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。
2锅炉的工作过程
火力发电厂生产的电能需要经过多次能量转换过程:即首先由锅炉燃料燃烧释放的化学能通过受热面使给水加热、蒸发、过热，转变为蒸汽的热能，然后由汽轮机带动发电机将机械能转变为源源不断的向外界输送的电能。因此，锅炉、汽轮机、发电机和输电设备是火力发电厂的主要设备。煤粉锅炉及其辅助系统示意图如图所示
图煤粉锅炉及其辅助系统示意图
1. 原煤斗 2.给煤机 3.磨煤机 4.汽包 5.高温过热器 6.屏式过热器 7.下降管
8. 炉膛水冷壁 9.燃烧器 10.下联箱 11.低温过热器 12.再热器
13. 再热蒸气出口
14. 再热蒸汽进口 15.省煤器 16.给水 17.空气预热器 18.排粉风机
19. 排渣装置 20.送风机 21.除尘器 22.引风机 23.烟囱
3）锅炉给水由省煤器受热面加热升温—由蒸发受热面（水冷壁）吸热将给水转变为汽水混合物，或直接转变为蒸汽—由过热器受热面将蒸汽进一步加热到过热状态；
4）排渣、清灰、除灰、烟气排放。
3锅炉系统及组成部件
3.1锅炉的系统
1）制粉系统
原煤输送系统将破碎后的原煤送入原煤仓，经过给煤机，磨煤机，再经过煤粉分离，分离后合格的煤粉由空气送入炉内燃烧。
2）燃烧系统
燃烧所需要的空气通过送风机引入空气预热器预热，一路热风经过燃烧器二次风喷口送入燃烧室进行燃烧，另一部分经过制粉系统携带煤粉，经过燃烧器一次风喷口进入燃烧室进行燃烧
3）汽水系统
给水（凝结水和少量补给水经化学水处理，低压加热器，除氧器，给水泵，高压加热器）进入锅炉省煤器加热，再由水冷壁蒸发，通过过热器升温至汽轮机要求的进汽温度。高参数、大容量锅炉机组还有再热器系统，即锅炉生产的高压蒸汽在汽轮机高压缸做功后的排汽经过锅炉再热器二次加热后再进入汽轮机中、低压缸。
4）除渣、除灰和清灰系统
燃烧产生的大块熔渣（约占总灰量的10%～20%），经水冷壁冷却形成固态渣由炉底排放→经碎渣器破碎。
烟气中携带的细灰粒（约占总灰量的80%～90%），经除尘器将细灰从烟气中分离出来，由除灰系统送往灰场。
锅炉运行中沉积到受热面上的细灰由吹灰器清除进入除灰系统。
5）烟气排放系统
燃烧产生的烟气由锅炉尾部的空气预热器出口排出后，经过除尘器，将烟气中的大部分细灰分离出来，排往除灰系统，以防止粉尘粒子对大气产生污染。
分离出来的气体经过引风机排往烟囱。为了减少SO 3、SO 2和NOx
等有害气体对大气的污染，现代锅炉还设有烟气脱硫设备。
3.2锅炉的组成部件
锅炉分为两部分，即本体设备和辅机设备，本体设备包括炉膛、燃烧器、空气预热器、省煤器、水冷壁，锅筒（汽包）或启动用汽水分离器、过热器、再热器等；辅机设备包括给煤机、磨煤机、送风机、引风机、给水泵、吹灰器，碎渣机、除尘器、灰浆泵。
4锅炉燃烧器概述
燃烧器是锅炉的主要燃烧设备，它通过各种形式，将燃料和燃烧所需要的空气送入炉膛，使燃料按照一定的气流结构迅速、稳定地着火；连续分层次地供应空气，使燃料和空气充分混合，提高燃烧强度。
4.1煤粉燃烧器的作用
煤粉燃烧器是燃煤锅炉的主要部件。它的主要作用是：
1）向锅炉炉膛内输送燃料和空气；
2）组织燃料和空气及时、充分的混合；
3）保证燃料进入炉膛后尽快、稳定地着火，迅速、完全的燃尽。
煤粉燃烧时，为了减少着火所需的热量，使煤粉被迅速加热到着火温度，一般将煤粉燃烧器所需的空气量分为一次风和二次风。一次风的作用是将煤粉送进炉膛，并供给煤粉着火阶段中挥发分燃烧所需的氧量。二次风在煤粉气流着火后混入，供给煤中焦炭和残留挥发分燃尽所需的氧量，以保证煤粉完全燃烧。
4.2煤粉燃烧器的分类
4.2.1 直流煤粉燃烧器
直流煤粉燃烧器喷口喷出的气流是最简单的圆形或平面紊流直流射流，直接进入充满热烟气的炉膛中，由于气流所受阻力小，射程相对较远，对烟气的贯穿能力强。由于直流燃烧器一、二次风射流阻力小、穿透能力大、炉膛内形成整体空气动力场好，并且设备布置紧凑、简单，因此在大中容量锅炉燃烧器中广泛采用。
直流煤粉燃烧器的一、二次风喷口的布置方式大致分为均等配风直流燃烧器和分级配风直流燃烧器。
均等配风燃烧器适用于燃烧容易着火的煤，如烟煤、挥发分较高
的贫煤以及褐煤。这类燃烧器的一、二次风喷口通常交替间隔排列，相邻两个喷口的中间距离较小。因一次风携带的煤粉比较容易着火，故希望在一次风中煤粉着火后及时、迅速地和相邻喷口射出的热空气混合。这样，在火焰根部不会因为缺乏空气而燃烧不完全，或导致燃烧速度降低。因此沿高度相间排列的二次风喷口的风量分配就接近均匀。
分级配风直流燃烧器适用于燃烧着火比较困难的，如挥发分较低的贫煤、无烟煤或劣质烟煤。这种燃烧器的特点是：几个一次风喷口集中布置在一起，一、二次风喷口中心间距较大。由于一次风中携带的煤粉燃烧比较困难，一、二次风的混合较早，会使火焰温度降低，引起着火不稳定。为了维持煤粉火焰的稳定着火，希望推迟煤粉气流与二次风的混合，所以将二次风分为先后两批送入着火后的煤粉气流中，这种配风方式称为分级配风。分级配风的目的是：在燃烧过程不同时期的各个阶段，按需要送入适量空气，保证煤粉气流稳定着火、完全燃烧。
4.2.2旋流煤粉燃烧器
我国目前运行着的中、小型锅炉机组大多采用旋流式燃烧器，即燃烧器出口的二次风射流绕燃烧器轴线旋转，而一次风射流可为直流射流或旋转射流。能产生射程短，粗而短的火焰，发生较大旋转阻力，影响电厂运行经济性，鉴于中、小型锅炉热容量小，适用于旋转射流，因此它常被采用[3]。
旋流燃烧器由圆形喷口由圆形喷口组成，燃烧器中装有各式各样的旋流发生器（简称旋流器）。按照旋流器结构，旋流燃烧器可分为蜗壳式、可动叶轮式、可动叶片式三大类。煤粉气流或热空气通过旋流器时发生旋转，形成旋转射流。利用旋转射流，能形成有利于着火的高温烟气回流区，并使气流强烈混合。
与直流射流相比，旋转射流同时具有具有向前运动的轴向速度和沿圆周运动的切向速度，这就使气流在流动方向上，沿轴向和切向的扰动能力增强，因而气流衰减速度比较快，射程短。旋转气流的主要特性表现为旋流强度。
4.3煤粉燃烧器的设计方法
锅炉燃烧器的设计包括燃烧器形式选择，布置方式与炉膛选型。根据所给的条件确定本次设计的锅炉燃烧器采用均等配风直流式燃烧器，四角切圆燃烧方式。燃烧器的布置方式选择一、二次风不等切
圆布置，燃烧器中心线与炉膛中心一个不大的假想圆相切。制粉系统选用中间仓储式热风送粉系统。 第二章
1燃料燃烧的计算
燃料燃烧计算以单位质量（或体积）的燃料为基础。燃料燃烧计算包括：燃烧计算、烟气特性计算、烟气焓计算。
1.1 燃烧计算
设计煤种：河南密县贫煤，燃煤成分及特性如表1.1所示
煤粉成分特性表
名称
收到基低位发热值
收到基全水份
空气干燥基水份
干燥无灰基挥发份
收到基灰份
收到基碳
收到基氢
收到基氧
收到基氮
收到基硫
可磨性系数
煤粉经济细度 符号 单位 MJ/kg % % % % % % % % % 设计煤种 24.16 5.0 0.46 17.91 23.36 63.08 3.42 3.26 0.95 0.86 77 12 Q net , ar M ar M ad V adf A ar C ar H ar O ar N ar S ar HGI — % R 90
燃烧计算需计算出：理论空气量、理论氮容积、RO 2容积、理论干烟气容积、理论水蒸气容积等。
1）理论空气量
V 0=0. 889(C ar +0. 375S ar ) +0. 265H ar -0. 0333O ar m 3 /kg 式（1.1） =0.889(63.08+0.375×0.86)+0.265×3.42－0.0333×3.26 =6.4342 m 3 /kg
式中 C ar ——设计煤种的收到基碳含量，％；
S ar ——设计煤种的收到基硫含量，％；
H ar ——设计煤种的收到基氢含量，％；
O ar ——设计煤种的收到基氧含量，％。
2）理论氮容积
V 0N ar
N 2=0. 8100+0. 79V 0 m 3 /kg
=0.8×0.95/100+0.79×6.4342
=5.0906 m 3 /kg
式中 N ar ——设计煤种的收到基氮含量，％；
V 0——理论空气量，m 3 /kg。
3）RO 2容积
V C ar S
RO 2=1. 866100+0. 7ar
100 m 3 /kg
=1.866×63.08/100+0.7×0.86/100
=1.1831 m 3 /kg
式中 C ar ——设计煤种的收到基碳含量，％；
S ar ——设计煤种的收到基硫含量，％。
4）理论干烟气容积
V 0V 0
gy =N 2+V RO 2 m 3 /kg
=5.0906+1.1831
=6.2737 m 3 /kg
式中 V 03
N 2——理论氮容积，m /kg；
V RO 2——RO 32容积，m /kg。 式 (1.2） 式（1.3） 式 (1.4）
5）理论水蒸气容积
H ar M +1. 24ar +1. 61d k V 0 m 3 /kg 式 （1.5） 100100
=11.1×3.42/100+1.24×5/100+1.61×0.01×6.4342 0V H =11. 12O =0.5452 m 3 /kg
式中 d k ——每千克干空气中含有的水蒸气质量，取0.01kg/kg；
H ar ——设计煤种的收到基氢含量，％；
M ar ——设计煤种的收到基全水分，%。
6）飞灰份额αfh 取0.9
序号
1
2
3
4
5
6 项目名称 理论空气量 理论氮容积 RO 2容积 理论干烟气容积 理论水蒸气容积 飞灰份额 符号 单位 结果 6.4342 5.0906 1.1831 6.2737 0.5452 0.9 V 0 0 V N 2m 3 /kg m 3 /kg m 3 /kg m 3 /kg m 3 /kg — V RO 2 0 V gy 0 V H 2O αfh
1.2 烟气特性计算
烟气特性计算需要计算出：各受热面的烟道平均过量空气系数、干烟气容积、水蒸气容积、烟气总容积、RO 2容积份额、水蒸汽容积份额、三原子气体和水蒸汽容积总份额、容积飞灰浓度、烟气质量、质量飞灰浓度等。
1）炉膛、屏凝渣管，高温过热器，低温过热器，高温省煤器，高温空预器，低温省煤器，低温空预器的出口过量空气系数α''分别取1.22，1.25，1.31，1.33，
1.38，1.4，1.45。
2）烟道平均过量空气系数αpj 为受热面进出口过量空气系数的算术平均值。
3）干烟气容积（以炉膛、屏、凝渣管为例，下同）。
0V gy =V gy +(αpj -1) V 0 m 3 /kg 式 （1.6）
=6.2737+(1.22-1)6.4342
=7.689 m 3 /kg
式中 αpj ——各受热面平均过量空气系数；
30 V gy ——理论干烟气容积，m /kg ；
V 0——理论空气量，m 3 /kg。
4）水蒸气容积
300 m /kg 式（1.7） V H O =V H +0. 0161(α-1) V O pj 22
=0.5452+0.0161(1.22-1)6.4342 =0.567 m 3 /kg
式中 αpj ——各受热面平均过量空气系数；
V 03
H 2O ——理论水蒸气容积，m /kg；
V 0——理论空气量，m 3 /kg。
5）烟气总容积
V y =V gy +V H 2O m 3 /kg
=7.689224+0.56798993 =8.257 m 3 /kg
式中 V gy ——干烟气容积，m 3 /kg；
V 3
H 2O ——水蒸气容积，m /kg。
6）RO 2容积份额
r RO 2=V RO 2/V y
=1.1831/8.25721393 =0.14328077
式中 V 3
RO 2——RO 2容积，m /kg；
V 3
gy ——干烟气容积，m /kg。
7）水蒸气容积份额
r H 2O =V H 2O /V y
=0.56798993/8.25721393 =0.0687 式 （1.8） 式（1.9） 式（1.10）
式中 V H 2O ——水蒸气容积，m 3 /kg； V gy ——干烟气容积，m 3 /kg。 8）三原子气体和水蒸汽容积总份额
r =r RO 2+r H 2O 式（1.11）
=0.14328077+0.06878711 =0.212 式中 r RO 2——RO 2容积份额； r H 2O ——水蒸气容积份额。 9）容积飞灰浓度
μv =10A ar αfh /V y g/m3 式（1.12）
=10×23.36×0.9/8.25721393 =25.461 g/m3 式中 A ar ——设计煤种的收到基灰分，%； αfh ——飞灰浓度；
V y ——烟气总容积，m 3 /kg。 10）烟气质量
A ar
+1. 306αpj V 0 kg/kg 式（1.13） 100
=1-23.36/100+1.306×1.22×6.4342
m y =1-
=11.018 kg/kg 式中 A ar ——设计煤种的收到基灰分，%； αpj ——各受热面平均过量空气系数； V 0——理论空气量，m 3 /kg。 11）质量飞灰浓度
μy =αfh A ar /(100m y ) kg/kg 式（1.14）
=0.9×23.36/(100×11.0181395) =0.0191 kg/kg 式中 αfh ——飞灰浓度；
A ar ——设计煤种的收到基灰分，%； m y ——烟气质量，kg/kg。
烟气特征计算结果如表1.3，1.4，1.5所示
表1.3 烟气特征表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
项目名称
受热面出口过量空气系数 烟道平均过量空气系数
干烟气容积 水蒸气容积 烟气总容积 RO 2容积份额 水蒸气容积份额 三原子气体和水蒸气容积
总份额 容积飞灰浓度 烟气质量 质量飞灰浓度
符号
单位 — —
炉膛，屏凝渣管
1.22 1.22 7.689 0.567 8.257 0.143 0.0687 0.212 25.461 11.018 0.0190
高温过热器
1.25 1.235 7.785 0.569 8.355 0.141 0.0681 0.209 25.162 11.144 0.0188
α''
αpj
V gy
m 3 /kg m 3 /kg m 3 /kg
— — —
V H 2O V y
r RO 2
r H 2O r
μv
m y
g/m3 kg/kg kg/kg
μy
表1.4 烟气特征表
序号 1
项目名称
受热面出口过量空气系数
符号
单位 —
低温过热器
1.31
高温省煤器
1.33
α''
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
烟道平均过量空气系数
干烟气容积 水蒸气容积 烟气总容积 RO 2容积份额 水蒸气容积份额 三原子气体和水蒸气容积
总份额 容积飞灰浓度 烟气质量 质量飞灰浓度
αpj
V gy
— 1.28 8.075 0.574 8.649 0.136 0.0663 0.203 24.306 11.522 0.0182
1.32 8.332 0.578 8.910 0.132 0.0649 0.197 23.593 11.858 0.01772910
m 3 /kg m 3 /kg m 3 /kg
— — —
V H 2O V y
r RO 2
r H 2O r
μv
m y
g/m3 kg/kg kg/kg
μy
1.3 烟气焓计算
烟气焓计算需要分别计算出炉膛、屏式过热器、高温过热器、低温过热器、高温省煤器、高温空气预热器、低温省煤器、低温空气预热器等所在烟气区域的烟气在不同温度下的焓，并列出表格，作成所谓的焓温表，以备后需计算查用。计算中用到的受热面出口过量空气系数见表1.6。 1）理论空气焓
h k 0=V 0(ct ) k kJ/kg 式1.15）
式中 (ct ) k ——1m 3标准状态下干空气连同其携带的水蒸气在温度t ℃时的焓，由表1.6查得。
V 0——理论空气量，m 3 /kg。 2）理论烟气焓
理论烟气是多种成分的混合气体。由工程热力学可知，其焓等于各组成成分焓的总
和，所以理论烟气焓的计算式为
000h y =V RO 2(c ϑ) RO 2+V N (c ϑ) +V (c ϑ) H 2O kJ/kg 式 （1.16） N H 222O
式中 (c ϑ) RO 2、(c ϑ) N 2、(c ϑ) H 2O —理论烟气中各成分在温度ϑ℃时的焓值（见
表1.4）。
由于V CO 2》V SO 2，且两者热比容相近，故取(c ϑ) RO 2=(c ϑ) CO 2。
烟气特征表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
项目名称
受热面出口过量空气系数 烟道平均过量空气系数
干烟气容积 水蒸气容积 烟气总容积 RO 2容积份额 水蒸气容积份额 三原子气体和水蒸气容积
总份额 容积飞灰浓度 烟气质量 质量飞灰浓度
符号
单位 — —
高温空预器
1.38 1.355 8.557 0.581 9.139 0.129 0.0636 0.193 23.002 12.152 0.0173
低温省煤器
1.4 1.39 8.783 0.585 9.368 0.126 0.0625 0.188 22.440 12.446 0.0168
低温空预器
1.45 1.425 9.008 0.589 9.597 0.123 0.0613 0.184 21.905 12.740 0.0165013601
α'' αpj
V gy
m 3 /kg m 3 /kg m 3 /kg
V H 2O V y
r RO 2
— — —
r H 2O r
μv
m y
g/m3 kg/kg kg/kg
μy
3）实际烟气的焓
实际烟气焓h y 等于理论烟气焓h y 、过量空气焓(α-1) h k 0和烟气中飞灰焓h fh
之和
h y =h y +(α-1) h k 0+h fh kJ/kg 式（1.17）
其中α为各受热面出口过量空气系数，飞灰焓h fh 为
h fh =
A ar
αfh (c ϑ) h kJ/kg 式（1.18） 100
式中 (c ϑ) h ——1kg 灰在ϑ℃时的焓（见表1.6）。
表1.6 1m3空气、各种气体及1kg 灰的焓
温度 二氧化碳 氮气 水蒸气
干空气 湿空气 飞灰，灰渣
ϑ
℃ 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200
(c ϑ) CO 2
(c ϑ) N 2
(c ϑ) H 2O
kJ/(Nm3）
(c ϑ) gk
130.04 261.42 395.16 531.56 671.35 813.9 959.56 1107.36 1257.84 1409.7 1563.54 1719.24 1876.16 2033.92 2193 2353.28 2513.96 2676.06 2838.41 3002 3165.33 3329.7
(c ϑ) k
132.43 266.36 402.69 541.76 684.15 829.74 978.32 1129.12 1282.32 1437.3 1594.89 1753.44 1914.25 2076.2 2238.9 2402.88 2567.34 2731.86 2898.83 3065.6 3233.79 3401.64
(c ϑ) fh 、（c ϑ）hz
kJ/(kg） 80.8 169.1 263.7 360 458.5 559.8 663.2 767.2 873.9 984 1096 1206 1360 1571 1758 1830 2066 2184 2358 2512 2640 2760
170.03 357.46 558.81 771.88 994.35 1224.66 1461.88 1704.88 1592.88 2203.5 2458.39 2716.56 2976.74 3239.04 3503.1 3768.8 4036.31 4304.7 4574.06 4844.2 5115.39 5386.48
129.58 259.92 392.01 526.52 663.8 804.12 947.52 1093.6 1241.55 1391.7 1543.74 1697.16 1852.76 2008.72 2166 2324.48 2484.04 2643.66 2804.21 2965 3127.53 3289.22
150.52 304.46 462.72 626.16 794.85 968.88 1148.84 1334.4 1526.04 1722.9 1925.11 2132.28 2343.64 2559.2 2779.05 3001.76 3229.32 3458.34 3690.37 3925.6 4163.25 4401.98
2锅炉热效率与燃料消耗量计算
1）锅炉输入热量
Q r ≈Q ar , net kJ/kg 式（1.19）
式中 Q ar , n e ——设计煤种的低位发热量（见表1.1），kJ/kg。 t 2）排烟温度ϑpy 选取147℃。
3）排烟焓h py 由烟气焓温表4.10中用插值法求得。
烟气焓计算结果如表4.7，4.8，4.9，4.10所示
表1.7 烟气焓温表
温度 理论烟气焓
理论空气焓
理论烟气焓增
0∆h y
炉膛，屏, 凝渣管 高温过热器
ϑ
℃
0h y
h k 0
kJ/kg 3420.16 4319.60 5236.79 6174.00 7124.97 8093.19 9070.29 10060.12 11061.93 12071.58 13086.64 14110.20 15141.47 16175.32 17218.30 18262.89 19315.46 20366.36 21423.95
α''=1. 22
h y
α''=1. 25
kJ/kg 3934.97 4989.00 6070.70 7179.48 8311.80 9036.92 10631.09 11816.89 13016.31 14231.49 15453.29 16686.24 17928.80 19181.64 20436.62 21699.12 22965.52 24243.33 25517.34
每100℃
1054.03 1081.69 1108.78 1132.31 725.11 1594.16 1185.80 1199.41 1215.17 1221.80 1232.94 1242.55 1252.83 1254.98 1262.50 1266.39 1277.81 1274.00
∆h y
h y
∆h y
400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200
4763.09 6035.71 7340.49 8677.20 10040.59 11001.15 12833.43 14260.55 15703.49 17173.16 18662.64 20160.09 21644.66 23174.56 24683.81 26212.71 27743.04 29278.97 30810.87
4865.72 6165.35 7497.58 8862.49 10254.31 11243.91 13105.50 14562.38 16035.38 17535.37 19055.23 20583.37 22098.92 23659.84 25200.37 26760.52 28322.58 29889.90 31453.54
1272.61 1304.77 1336.70 1363.39 960.55 1832.27 1427.11 1442.93 1469.67 1489.48 1497.44 1484.57 1529.90 1509.24 1528.89 1530.33 1535.92 1531.90
1299.60 1332.22 1364.84 1391.97 989.60 1861.59 1456.88 1472.90 1499.99 1519.96 1528.14 1515.55 1560.92 1540.53 1560.25 1561.96 1567.42 1563.64
4）冷空气温度t lk 选取30℃。 5）理论冷空气焓
0h lk =(c ϑ) k V 0 kJ/kg 式（1.20）
=38.07×6.4342 =244.97 kJ/kg
式中 (ct ) k ——1m 3标准状态下干空气连同携带的水蒸气在温度t ℃时的焓（见表1.4）；
V 0——理论空气量，m 3 /kg。
烟气焓温表
温度 理论烟气焓
理论空气焓 理论烟气焓增
低温过热器
高温省煤器
ϑ
℃ 300 400 500 600 700 800
0h y
h k 0
kJ/kg 2542.53 3420.16 4319.60 5236.79 6174.00 7124.97
0∆h y
α''=1. 31
h y
α''=1. 33
kJ/kg 2909.02 3934.96 4989.00 6070.70 7179.48 8311.80
每100℃
1025.94 1054.03 1081.69 1108.78 1132.31
∆h y
h y
∆h y
3752.65 5070.91 6424.47 7811.80 9232.86 10681.84
3803.55 5139.36 6510.82 7916.54 9356.35 10824.37
1318.25 1353.56 1387.32 1421.05 1448.98
1335.81 1371.56 1405.62 1439.81 1468.02
表1.9 烟气焓温表
温度
理论烟气焓 理论空气焓 理论烟气焓增
0h y
高温预热器 低温省煤器
ϑ
℃
h k 0
kJ/kg 836.70 1682.02 2542.53 3420.16 4319.60 5236.79
0∆h y
α''=1. 38
h y
α''=1. 4
kJ/kg 942.88 1912.08 2909.02 3934.97 4989.00 6070.70
每100℃
969.20 996.93 1025.94 1054.03 1081.69
∆h y
h y
∆h y
100 200 300 400 500 600
1277.81 2586.80 3930.62 5310.32 6726.85 8178.37
1294.54 2620.43 3981.42 5378.78 6813.21 8283.10
1308.99 1343.82 1379.69 1416.52 1451.52
1325.89 1361.01 1397.26 1434.53 1469.89
6）化学未完全燃烧热损失q 3选取0.5%。 7）机械未完全燃烧热损失q 4选取1.5%。
8）排烟处过量空气系数αpy 取低温空气预热器出口过量空气系数（见表1.3）。 9）排烟损失
q 2=(100-q 4)(h py -αpy h lk ) /Q r % 式（1.21）
=(100-1.5)(1979.4342-1.48×244.9795)/2416 =6.59 %
式中 q 4——机械未完全燃烧热损失，%
表1.10 烟气焓温表
温度
理论烟气焓
0h y
理论空气焓 理论烟气焓增
0∆h y
低温空预器
ϑ
℃ 100 200 300 400 500 600
h k 0
kJ/kg 836.70 1682.02 2542.53 3420.16 4319.60 5236.79
α''=1. 45
h y
kJ/kg 942.88 1912.08 2909.02 3934.97 4989.00 6070.70
每100℃
969.20 996.93 1025.94 1054.03 1081.69
∆h y
1336.38 2704.55 4108.60 5549.73 7029.22 8544.95
1368.16 1404.05 1441.12 1479.48 1515.73
10）散热损失q 3选取0.5%。 11）灰渣损失
q 6=
Q 6
式（1.22） Q r
=0.08×23.36/100×600/24160
=0.04 %
A
Q 6=αhz ar (c ϑ) hz kJ/kg 式（1.23）
100式中 αhz ——灰渣中灰分的份额，选取0.08；
(c ϑ) hz ——1kg 灰在ϑ℃时的焓（见表1.4），固态排渣煤粉炉可取ϑ为600℃。 12）锅炉总损失
∑q =q
2
+q 3+q 4+q 5+q 6 % 式（1.24）
=6.59+0.5+1.5+0.5+0.04
=9.13 %
式中 q 2——排烟损失，%；
q 3——化学未完全燃烧损失，%； q 4——机械未完全燃烧热损失，%；
q 5——散热损失，%； q 6——灰渣损失，%。 13）锅炉热效率
η=100-∑q % 式（1.25）
=100-9.13 =90.86 % 14）保热系数
ϕ=1-
q 5
% 式（1.26） η+q 5
=1-0.5/（90.86+0.5) =0.99 % 式中 η——锅炉热效率； q 5——散热损失，%。
"
15）过热蒸汽焓h gg 为过热蒸汽在p =13. 7Mpa ，t =540℃时的焓值。
16）给水温度t gs 选取248℃。
17）给水焓h gs 为未饱和水在p =17.2Mpa，t =248℃时的焓值。 18）锅炉实际负荷D =670t/h。 19）锅炉有效利用热
"
Q 1=D (h gg -h gs ) kJ/h 式（1.27）
=670000(3435.755-1077.444) =1,580,068,370 kJ/h 20）再热器有效利用热
2
Q zr =D zr (h zr -h 1zr ) kJ/h 式（1.28）
=551000( 3462.9-3039.9) =281,821,843 kJ/h 式中 h 1zr ——再热蒸汽在p =2.66Mpa，t =315℃时的焓值；
2
h zr ——再热蒸汽在p =2.46Mpa，t =540℃时的焓值；
D zr ——再热蒸汽流量，选取551000kg/h。 21）锅炉总利用热
Q =Q 1+Q zr kJ/h 式（1.29）
=1580068370+281821843 =1,861,890,213 kJ/h 22）实际燃料消耗量
B =100Q /(ηQ r ) kg/h 式（1.30）
=100×1861890213/(90.864781441×24160) =84,218.83 kg/h 式中 η——锅炉热效率； 23）计算燃料消耗量
B j =B (1-q 4/100) kg/h 式（1.31）
=84218.83(1-1.5/100) =83,540.64 kg/h 式中 B ——实际燃料消耗量，kg/h；
q 4——机械未完全燃烧热损失，%。 计算结果如表1.11所示
表1.11 锅炉热平衡及燃料燃烧计算
序号 1 2 3 4 5 6 序号
名称 锅炉输入热量 排烟温度 排烟焓 冷空气温度 理论冷空气焓 化学未完全燃烧损失
名称
符号
单位 kJ/kg ℃ kJ/kg ℃ kJ/kg % 单位
结果 24160 147 1979.4242
30 244.9757 0.5 结果
Q r
ϑpy
h py
t lk
0h lk
q 3
符号