第18卷第1期现 代 电 力
Vo l.18 N o.1
2001年2月
M ODER N EL ECT R IC PO WER
Feb .2001
文章编号:1007-2322(2001)01-0008-07
关于电站锅炉几种热力计算标准的研究
李 伟 王雅勤
(华北电力大学(北京)动能工程系,北京 102206)
摘 要:简要分析了原苏联1957年热力计算标准、1973年热力计算标准和美国CE 锅炉性能设计标准的区别,依据三种标准编制了计算程序,对HG -410/100-9型、HG-670/140-9型和DG-1025/177-2型锅炉分别进行计算,通过对计算结果的比较,初步总结了三种标准对锅炉不同容量的适用性,该项研究对锅炉工程技术人员有一定的参考价值。
关键词:锅炉;热力计算;计算标准;比较;适用性分类号:T K223.21
文献标识码:A
收稿日期:2000-12-20
作者简介:李伟,1977年生,女,硕士,主要从事世界各国电站锅炉热力计算方法的研究;王雅勤,1938年生,女,教授,主要从事锅炉整体CA D 系统的开发与应用。
锅炉热力计算是锅炉整体计算的核心。锅炉水动力计算、受压元件强度计算、通风阻力计算、炉墙热力计算、管壁温度计算、制粉系统热力计算、空气动力计算都要在锅炉热力计算的基础上才能进行。在锅炉设计、运行、技术改造的各个阶段,也都要用到热力计算的数据。然而,我国目前尚没有自己的电站锅炉行业的热力计算标准,锅炉的设计和校核计算大多采用原苏联的标准,其中包括1957年标准和1973年标准。近年来,引进了一些国外的标准,如哈尔滨锅炉厂引进CE 技术、北京锅炉厂引进巴威公司的技术等。
由于时间及技术背景的差异,这些标准的热力计算方法不尽相同,尤其是美国CE 标准和苏联标准的差别较大。作者根据苏联1957年标准、1973年标准及美国CE 标准编制了计算程序,对H G-410/100-9型、HG-670/140-9型、DG-1025/177-2型锅炉分别进行计算,通过对计算结果的比较,初步总结了这三种标准对不同的锅炉容量的适用性,这对于锅炉工程技术人员选用标准有一定的参考价值。
1 前苏联1957年与1973年标准的区别
1.1 炉内传热计算
(1)炉膛出口烟温
1957年标准规定:
"m =
T a
1.27 H a m T 3a 108
? ?B p V C cp
0.6
+1
-273℃(1)
式中:T a ——理论燃烧温度,K;
——辐射受热面的假想污染系数,对煤粉炉,当燃用烟煤、褐煤及泥煤时,取为0.45,当燃用无烟煤及贫煤时,取为0.4;
H ——辐射受热面,m 2
,可按下式计算:H =∑F
cm
?x ;
其中:F cm ——装有水冷壁的炉墙面积,m 2
;
x ——水冷壁的角系数;a m ——炉膛黑度;
B p ——计算燃料消耗量,kg/h;
V C cp ——平均热容量,kcal/(kg ?℃),VC cp =(Q m -I "m )/( a - "m ) ——保热系数, =1-q 5/100;1962年联合通报对1957年标准修正后:
"m =
T a M 4.9 H a m T 3a
108
B p V
C cp
0.6
+1
-273 ℃(2)
式中:M ——根据1962年联合通报,对煤粉炉,M =0.59-0.5x 其中:x ——炉内最高温度中心的相对分布位置
1973年标准规定:
"m =
T a
M 4.9!cp F c a T T 3a 108
B p V
C cp
0.6
+1
-273℃(3)
式中:!cp ——平均热有效系数;
M ——系数,其值决定于沿炉膛高度火焰最高温度所处相对位置x ?。当室燃高反应的燃料及层燃所有的燃料时,M =0.59-0.5x ?
当室燃低反应的固体燃料(无烟煤屑及贫煤)以及高灰分的烟煤时,M =0.56-0.5x ?
不论x ?值如何,M 的最大值不超过0.5(室烧炉),x ?=h r /H ?h r ,H ?——燃烧器轴线的位置高度和炉子总高度; ——保热系数: =1-q 5#k ?a +q 5
(2)炉膛黑度1957年标准规定:
炉膛黑度的计算式为: a m =
0.82[a +(1-a )?% ]
1-(1-% )(1-?% )(1-a )
(4)
% ——水冷壁的敷设度
对于室燃炉,?=0,则:a m =0.82a
a +(1-a )%
(5)
火炬有效黑度的计算式为:
a =1-e
-kps
9第1期李 伟等:关于电站锅炉几种热力计算标准的研究
式中:K =K ?r n +K n &=
0.8+1.6r H 2O
P n ?s
1-0.38T "m
1000+7.0&
3
1d 2n
T "2
m
(6)
&——炉子出口处烟气中灰分的浓度,&=10A p a yH
V y
g /m 3a yH ——燃料灰分被烟气带走的份额,对固态排渣煤粉炉,取为0.9;1962年联合通报对1957年标准修正后:
炉膛黑度的计算式为 a m =a +(1-a )?%
1-(1-% )(1-?% )(1-a )
对于室燃炉?=0,则:a m =a
a +(1-a )% 1973年标准规定:
炉膛黑度的计算式为:a =
a +(1-a ?)?
1-(1-a )(1-%cp )(1-?)
(7)
式中:!cp ——水冷壁平均热有效系数;对燃煤室燃炉,?=0,故有:
a =a
a +(1-a )%cp
(8)
火炬的黑度按下式计算:
a =1-e
-kps
(9)火炬黑度取决于三原子气体、悬浮于烟气中的炭黑、焦碳及灰的固体粒子的辐射特性。三原子气体辐射减弱系数按下式计算:
K n =k r r n =
0.78+ 1.6r H 2O
p n S -0.11-0.37T "
1000
r n
(10)
灰粒子的辐射减弱系数按下式计算:
k & =
4300?!&3
3
T
"2 d 2
1/(m kgf/cm 2)
(11)
式中:& ——烟气中灰分的无因次浓度:& =
A p
?a YH
100?G r
G r =1-A p /100+1.306(V 0
kg /kg
焦碳粒子的有效辐射减弱系数按下式计算:k ?=k #?#%?x 1?x 2
因此,燃用固体燃料时,炉内介质的辐射减弱系数为以上三项之和。即:
k =k r r n +k & +k #
?#% x 1 x 2 1/(m kgf/cm 2
)(12)
1.2 对流受热面传热计算
1957年标准和1973年标准对流受热面热力计算的基本方程相同,但传热系数的计算有所不同。
1957年标准可按下式计算:
对于过热器 K =a 1/[1+()+1/(2)(1]kcal/(m 2h ℃)(13)对于省煤器及蒸发受热面 k =(1/(1+)(1)kcal/(m 2
h ℃)
(14)
1973年标准可按下式计算:
燃用固体燃料时,错列布置管束的传热系数与1957年标准相同。
燃用固体燃料时,顺列布置管束的传热系数计算公式为:对于过热器:K =!(
1/(1+(1/(2)kcal /(m 2
h ℃)
(15)
10
现 代 电 力2001年
对于省煤器,蒸发受热面以及超临界压力的过热器:
k=!(1kcal/(m2h℃)(16)上述说明:1973年标准在计算传热系数时,将管束错列布置和顺列布置分别考虑,规定较细致。另外,1957年和1973年标准在对流放热系数、辐射放热系数和污染系数的规定上都有差异。下面,首先对对流放热系数加以分析。
1957年标准规定:
烟气横向流过顺列管束时,对流放热系数按下式计算:
(k=0.177C z?
d w d
+
0.64
kcal/(m2h℃)(17)
烟气横向流过错列管束时,:
当 s1
d-1
s 2
d-1
≤0.7时,(k=0.270C z
?
d
w d
+
0.6
kcal/(m2h℃)(18)
当 s1
d
-1
s 2
d
-1
>0.7时,(k=0.295C z
?
d
w d
+
0.6
s1
d-1
s 2
d
-1
0.25
kcal/(m2h℃)(19)
!在湍流状况下,烟气纵向流过受热面时的对流放热系数按下式计算:
(k=0.023?
d&w d&
+
0.8
P r0.4C t C1kcal/(m2h℃)(20)
式中,d&——当量直径
1973年标准规定:
顺列管束及按全部受热面计算的屏被烟气横向冲刷时的对流放热系数按下式计算:
(k=0.2C z?C S?
d w d
+
0.65
P r0.33kcal/(m2h℃)(21)
烟气横向冲刷错列管束时的对流放热系数按下式计算:
(k=C s?C z??
d
w d
+
0.6
Pr0.33kcal/(m2h℃)(22)
!单相湍流介质对受热面进行纵向冲刷时,其放热系数按下式计算:
(,=0.023?
d&w?d
+
0.8
P r0.4C t?C d?C l kcal/(m2h℃)(23)
1957年标准和1973年标准辐射放热系数的计算公式相同,但是,烟气黑度和受热面的沾污壁温的计算是不相同的。
1.3 屏式受热面计算
1957年标准规定,屏式受热面与顺列对流过热器传热系数的计算方法相同,而1973年标准屏式受热面传热系数的计算公式为:
k=
(1
1+(1+
Q
Q
)()+
1
(2)(1
kcal/(m2h℃)(24)
式中:(1=?((k ,d
2s2x
+( )kcal/(m2h℃)(25)
其中 ?——利用系数11
第1期李 伟等:关于电站锅炉几种热力计算标准的研究
2 美国CE 标准与苏联标准的区别
作者在研究分析了美国CE 标准与苏联1957年标准及1973年标准的区别后,总结出以下几点:
(1)CE 标准热力计算采用高位发热量和每小时全部燃烧产物(重量),而苏联标准采用低位发热量和每公斤燃料燃烧产生的燃烧产物(容积)进行计算。
(2)CE 标准计算精确度较高,对100%负荷除排烟温度可以有±2 的计算偏差外,各级受热面的工质与烟气温度必须严格衔接;而苏联标准采用假设后复校的办法,排烟和热风温度可以有±10℃的误差,各级对流受热面吸热量的计算值与假设值间的误差为±2%,两级布置省煤器和管式空气预热器的工质中间温度可以有±10℃的误差,燃料带入炉膛内的总热量与各级受热面吸热量总和间的误差不大于0.5%。
(3)因CE 锅炉和预热器的密封性能较好,CE 标准的漏风值较小,而苏联标准的漏风较大。(4)对于炉内传热计算,CE 标准将炉膛分为上下两部分进行计算,上炉膛包括炉膛上部的分割屏,屏区水冷壁,壁式再热器及顶棚等。计算时沿高度分层,并将出口截面分为若干网格,用积分法计算,即可求出上炉膛各部分的吸热量和出口烟温。苏联标准计算只能给出炉膛理论燃烧温度、炉膛出口截面的平均烟气温度以及全炉膛的平均辐射热负荷,如求上炉膛区域前屏,顶棚及水冷壁的吸热量时,只简单的乘以沿高度方向的热负荷不均匀系数,误差较大。
(5)对于对流受热面计算,CE 标准规定,烟气辐射只考虑管间或屏间的三原子气体辐射,不考虑灰粒辐射和管束前的烟室辐射,而苏联标准计算烟气辐射时综合考虑了三者的影响。另外,CE 标准规定总的传热系数即为对流放热系数和三原子气体的辐射放热系数简单相加,不存在沾污系数,沾污壁温的概念,也不考虑工质侧传热系数的影响。而苏联标准计算传热系数时综合考虑了这几项的影响。从这一点看,CE 标准还不够全面。以上几点由哈锅资料的分析中也得到了证实。
3 计算实例与结果分析
为对三种热力计算方法进行比较,作者对HG-410/100-9型、HG-670/140-9型、DG-1025/177-2型锅炉采用三种热力计算方法分别进行计算。计算参数见表1,计算所用燃料特性见表2,计算结果如表3所示。
表1 计算参数表
锅炉型号D (t /h)P gr (kg /cm 2)
T g r (℃)T g s (℃)T lf (℃)T rf (℃)HG -410/100-941010054021530320HG -670/140-967014054024730330DG -1025/177-2
1025
177
540
275
50
322
表2 燃料特性表
C y (%)
H y (%)O y (%)N y (%)S y (%)A y (%)W y (%)V r (%)Q dw (kcal/kg )
HG -410/100-970.13
3.93
7.010.68 1.117.349.829.786384HG -670/140-958.86
3.5
4.550.670.842110.582
5.385320
12 现 代 电 力2001年
表3 计算结果表
项目
HG -410/100-9型原计算值57年标准73年标准CE 标准
HG -670/140-9型原计算值57年标准73年标准CE
标准
DG -1025/177-2型原计
算值
57年标准
73年标准
CE 标准
计算燃料量(kg /h )
418004199441853.642172.891449903609026076743.4137343137016137880118478.5锅炉效率(%)
92.28
91.68
91.7
88.67
91.4490.96
90.66
87.97
90.3190.6890.1186.16炉膛出口烟温(℃)10901094.71097.31029.710701088.51113.61087.511181121.21126.51119.5排烟温度(℃)
128.7
132.4
138.4
130
139.2
140.2
146.0
142
154.7
144.9
145.8
155
注:HG -410/100-9型与HG -670/140-9型炉的原计算值由厂家热力计算书给出。
综上所述,随着锅炉容量的增加,原苏联1957年标准、1973年标准与美国CE 标准的计算值相差越大。这主要是由于现代锅炉向高参数、大容量方向发展,CE 标准随之不断更新,所以更适用于大容量锅炉的计算。而制定苏联1957年标准时,当时苏联国内锅炉最大容量为220t /h ,所以1957年标准在计算较大容量锅炉时误差较大,对于中小容量锅炉的热力计算仍然适用。目前在我国大多数锅炉厂仍然沿用苏联1957年标准(加62年联合通报),而1973年标准还没有广泛应用。当计算大容量锅炉时采用引用标准。
4 结束语
1.锅炉热力计算是锅炉设计计算中一个十分重要而又繁琐的环节。我国现用的原苏联和美国的热力计算方法都在不同程度上存在着不完善之处。因此,根据我国实际情况,制定符合我国国情的热力计算方法是十分必要的,也是当前非常迫切的。
2.我国现用的热力计算方法采用的仍是经验公式或半经验的零维模型,只能给出炉膛内的平均特性,如苏联标准只给出炉膛的理论燃烧温度、炉膛出口处平均烟气温度值以及炉内的平均热负荷,无法反映炉内各断面的真实情况。所以,研究炉膛传热、流动及煤燃烧过程的三维数值计算方法是一个具有重大学术意义和现实意义的课题,具有重大的工程实用价值,也是今后的发展方向。
参
考文献
[1] 马毓义译.锅炉机组热力计算方法.1957[2] 北京锅炉厂译.锅炉机组热力计算方法.1973
[3] 王雅勤.锅炉燃烧室传热计算方法的研究.河北电力技术,1986,(2):6～16
[4] 孙昭星,王雅勤,李文彦等.锅炉燃烧过程三维数值计算方法的研究和应用.动力工程,1997,(6):36～
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[5] 王雅勤.煤质变化对锅炉运行安全性与经济性影响的分析.华北电力学院学报,1991,(3):72～81[6] 王雅勤.DG -670/140-8型锅炉变负荷运行时热力工况的变化.华北电力学院学报,1992(4):33～40
13第1期李 伟等:关于电站锅炉几种热力计算标准的研究
The Research on Several Thermal Power Computation
Standards of Power Plant Boilers
L i W ei ,W ang Yaqin
Dept.of T her mal Po wer Engineer ing ,N CEPU (Beijing),Beijing 102206
Abstract In this paper ,author analyses the deference among Soviet Thermal Pow er Computation St andard (1957),Soviet Thermal Pow er Computation Standard (1973)and A merican CE Boiler Performance Desig n Standard,t hen compiles three programs according to the t hree standards.And the aut hor
comput es t hree boilers using t hese prog rams .T hese boilers are HG -410/100-9,HG -670/140-9and DG -1025/177-2.By contrasting t he results of comput at ion of three boilers,the author draw s a primary conclusion about the application rang e
of these st andards .The conclusion can help bo iler engineers in actual projects .Key words boiler ;thermodynamic calculat ion ;calculation criteria ;comparison ;
suit ability
?简讯?
我国电力工业技术水平不断提高
改革开放以来,我国电力工业获得巨大发展。目前,我国发电装机容量和发电量均居世界第2位,标志着我国进入世界电力生产和消费大国的行列。
我国电力工业技术装备水平不断提高。全国最大的水电站四川二滩水电站装机容量330万千瓦;最大的火电厂山东邹县火电厂装机容量240万千瓦;最大的抽水蓄能电站广州抽水蓄能电站装机容量240万千瓦居世界首位;最大的核电站大亚湾核电站装机容量180万千瓦。单机容量:最大的核电机组90万千瓦,最大的火电机组60万千瓦,最大的水电机组55万千瓦,最大的抽水蓄能机组30万千瓦,均属世界先进行列。我国电力工业已初步掌握了大型水、火、核电站和500千伏交直流输变电工程的设计、施工、调试及运行技术;基本具备修筑240米高双曲拱坝和修筑180米级各类大坝和建设大型抽水蓄能电站的能力;各大电网的计算机监控调度系统进入实用化阶段,电网运行初步实现了自动化、现代化管理。这一切表明我国电力工业已经进入大机组、大电厂、大电网、超高压、自动化发展时期和逐步进入跨大区联网和推进全国联网的新阶段。
全国供电煤耗从1994年的414克/千瓦时下降到1999年的399克/千瓦时;全国发电厂用电率从1994年的6.9%下降到1999年的6.5%;全国线损率从1994年的8.73%下降到1999年的8.10%;全国火电能源转换总效率从1994年的38.05%提高到1999年的38.85%。
“九五”期间,以建设现代企业制度为目标的政企分开迈出实质步伐,电力工业市场化改革取得较大进展。全国厂网分开、竞价上网试点已在上海、浙江、山东、辽宁、吉林和黑龙江6省市进行,并取得初步进展。
14 现 代 电 力2001年
发电厂原则性热力系统计算： 已知条件 1. 汽轮机形式和参数 制造厂家： 哈尔滨汽轮机厂 型 号： N300—16.7/538/538型 型 式： 亚临界、一次中间再热、单轴、双缸、双排汽、反动凝汽式汽轮 机 额定功率： 300MW 最大功率： 330MW 初蒸汽参数： =0p 16.67MPa ，=0t 538C ο 再热蒸汽参数： 冷段压力==in rh p p 2 3.653MPa ，冷段温度=in rh t 320.6C ο 热段压力=out rh p 3.288MPa ，热段温度=out rh t 538C ο 低压缸排汽参数： =c p 0.0299MPa ，=c t 32.1C ο ， =c h 2329.8kJ/kg 给水泵小汽轮机耗汽份额：=st α0.0432 机组发电机实际发出功率：=' e P 300MW 给水泵出口压力： =pu p 20.81MPa 凝结水泵出口压力： 1.78MPa 机组机电效率： ==g m mg ηηη0.98 加热器效率： =h η0.99 额定排汽量： 543.8t/h 给水温度： 273.6℃ 冷却水温度： 20℃ 最高冷却水温度： 34℃ 额定工况时热耗率： （计算）7936.2Kj/KW .h （保证）7955Kj/KW .h 额定工况时汽耗率 3.043Kg/KW .h 主蒸汽最大进汽量： 1025t/h 工作转速： 3000r/min 旋转方向： 顺时针（从汽轮机向发电机看） 最大允许系统周波摆动： 48.5—50.5Hz 空负荷时额定转速波动： ±1r/min 噪音水平： 90db 通流级数： 36级
一．题目SHL35-1.6-A 二、锅炉规范 锅炉额定蒸发量 35t/h 额定蒸汽压力 1.6MPa 额定蒸汽温度 204.3℃(饱和温度) 给水温度 105℃ 冷空气温度 30℃ 排污率 5% 给水压力 1.8MPa 三．燃料资料 烟煤（AⅡ） 收到基成份（%） C ar H ar O ar N ar S ar A ar M ar 48.3 3.4 5.6 0.9 3.0 28.8 10.0 干燥无灰基挥发份V daf= 40.0 % 收到基低位发热量Q net,ar= 18920 kJ/kg 收到基成份校核： C ar+H ar+O ar+N ar+S ar+A ar+M ar=48.3+3.4+5.6+0.9+3.0+28.8+10.0=100 根据门捷列夫经验公式:Q net,ar=339C ar+1031H ar-109（O ar-S ar）-25.1M ar =339×48.3+1031×3.4-109×（5.6-3.0）-25.1×10.0 =19344.7kJ/kg 与所给收到基低位发热量误差为: 19344.7-18920=424.7kJ/kg<836.32kJ/kg（在A d=32%>25%下，合理）。 四．锅炉各受热面的漏风系数和过量空气系数 序号受热面名称入口'α漏风Δɑ出口''α 1 炉膛 1.3 0.1 1.4 2 凝渣管 1.4 0 1.4 3 对流管束 1. 4 0.1 1.5 4 省煤器 1. 5 0.1 1.6 5 空气预热器 1. 6 0.1 1.7
（工业锅炉设计计算P134表B3~P135表B4）由于AⅡ是较好烧的煤，因此'' 在1.3~1.5取值1.4。 五.理论空气量及烟气理论容积计算 以下未作说明的m3均指在标准状况0℃，101.325kPa的情况下体积。 序号名称 符 号 单位计算公式结果 1 理论空气 量 V0m3/kg V0=0.0889(C ar ＋0.375S ar )＋0.265H ar －0.0333O ar =0.0889（48.3+0.375×3）+0.265×3.4-0.0333 ×5.6 5.10 8 2 RO2容积V RO2m3/kg V RO2 =0.01866(C ar ＋0.375S ar ) =0.01866（48.3+0.375×3） 0.92 2 3 N2理论容 积 2 N V m3/kg V0 N2 =0.79V0＋0.008N ar =0.79×5.108+0.008×0.9 4.04 3 4 H2O理论 容积 2 O H V m3/kg V0 H2O =0.111H ar ＋0.0124M ar ＋0.0161V0 =0.111×3.4+0.0124×10+0.0161×5.108 0.58 4 5 理论烟气 量 y V m3/kg V0 y =V RO2 ＋V0 N2 ＋V0 H2O =0.922+4.043+0.584 5.54 9 (工业锅炉设计计算 P187) 六．各受热面烟道中烟气特性计算 序号名称 符 号 单位计算公式炉膛 对流 管束 省煤 器 空气 预热 器 1 平均过 量空气 系数 αav－（α’+α”）／２ 1.4 1.45 1.55 1.65 2 实际水 蒸气容 积 V H2O m 3/k g 2 O H V+0.0161（αav-1） V0 0.617 0.621 0.629 0.637 3 实际烟 气量 V y m 3/k g Vg=V RO2 +0 2 N V+V H2O+（αav -1）V0 7.625 7.885 8.404 8.923 4 ＲＯ２ 容积份 额 r RO2－ g RO V V 2 0.120 9 0.116 9 0.109 7 0.103 3 5 Ｈ２Ｏ 容积份 额 r H2O－ g H V V 2 O0.080 9 0.078 8 0.074 9 0.071 4 6 三原子 气体容 积份额 r q－r RO2+r H2O0.201 8 0.195 7 0.184 6 0.174 7
热力发电厂课程设计 1.1 设计目的 1. 学习电厂热力系统规划、设计的一般途径和方案论证、优选的原则 2. 学习全面性热力系统计算和发电厂主要热经济指标计算的内容、方法 3. 提高计算机绘图、制表、数据处理的能力 1.2 原始资料 西安 某地区新建热电工程的热负荷包括： 1）工业生产用汽负荷； 2）冬季厂房采暖用汽负荷。 西安 地区采暖期 101 天，室外采暖计算温度 –5℃，采暖期室外平均温度 1.0℃，工业用汽 和采暖用汽热负荷参数均为 0.8MPa 、230℃。通过调查统计得到的近期工业热负荷和采暖热 负荷如下表所示： 1.3 计算原始资料 （1）锅炉效率根据锅炉类别可取下述数值： 锅炉类别 链条炉 煤粉炉 沸腾炉 旋风炉 循环流化床锅炉 锅炉效率 0.72～0.85 0.85～0.90 0.65～ 0.70 0.85 0.85～ 0.90 （2）汽轮机相对内效率、机械效率及发电机效率的常见数值如下： 汽轮机额定功率 750～ 6000 12000 ～ 25000 5000 汽轮机相对内效率 0.7～0.8 0.75～ 0.85 0.85～0.87 汽轮机机械效率 0.95～0.98 0.97～ 0.99 ～ 0.99 发电机效率 0.93～0.96 0.96～ 0.97 0.98～0.985 3）热电厂内管道效率，取为 0.96。 4）各种热交换器效率，包括高、低压加热器、除氧器，一般取 0.96～0.98。
5）热交换器端温差，取3～7℃。 2%
6）锅炉排污率，一般不超过下列数值： 以化学除盐水或蒸馏水为补给水的供热式电厂 以化学软化水为补给水的供热式电厂5% 7）厂内汽水损失，取锅炉蒸发量的3%。 8）主汽门至调节汽门间的压降损失，取蒸汽初压的3%～7%。 9）各种抽汽管道的压降，一般取该级抽汽压力的4%～8%。 10）生水水温，一般取5～20℃。 11）进入凝汽器的蒸汽干度，取0.88～0.95。 12）凝汽器出口凝结水温度，可近似取凝汽器压力下的饱和水温度。 2、原则性热力系统 2.1 设计热负荷和年持续热负荷曲线 根据各个用户的用汽参数和汽机供汽参数，逐一将用户负荷折算到热电厂供汽出口，见 表2-1 。用户处工业用汽符合总量：采暖期最大为175 t/h, 折算汇总到电厂出口处为166.65 t/h 。 2-1 折算到热电厂出口的工业热负荷，再乘以0.9 的折算系数，得到热电厂设计工业热负荷，再按供热比焓和回水比焓（回水率为零，补水比焓62.8 kJ/kg）计算出供热量，见表2-2。根据设计热负荷，绘制采暖负荷持续曲线和年热负荷持续曲线图，见图2-1 、图2-2。 表2-2 热电厂设计热负荷
燃气工业炉的热工过程及热力计算 热工过程是工业炉内一个重要的物理、化学过程。燃气工业炉的热工过程是指炉内燃气燃烧、气体流动及热交换过程的总和。显然，它是直接影响工业炉生产的产品数量、质量及经济指标的关键。燃气工业炉的热工过程的好坏，炉膛部位是核心。因为物料的加热、熔炼及干燥等都主要是在炉膛内完成的，而炉膛热工过程又受炉子砌体各部位热工特性影响。一、炉体的热工特性工业炉炉子砌体的结构与材料，决定砌体的基本热工特性，进而对于工业炉热工状态造成重大影响。(一)不同炉子砌体的热工特性工业炉的炉墙、炉顶、炉底由不同材质的多层材料砌筑而成，而各层材料的导热系数与厚度都不一样，因而温度变化也各有差异。图3—9—6所示炉墙，从内到外分别为粘土砖、绝热层和普通红砖。炉膛内高温焰气的热量通过辐射与对流向炉墙内表面传递；内表面再通过传导，把热量传到外表面；而外表面再通过辐射、对流向周围空间散热。 图3-9-6 炉墙厚度上的温度分布1-普通红砖层；2-绝热层；3-粘土砖层；4-炉膛空间；tin-内壁温度；tout-外壁温度一般砌体的作用是保证炉子空间达到工作温度，炉衬不被破坏，而加绝热层是为了减小损失。从加热经济观点看，砌体蓄热能力差，炉子开停温度升降快，但是炉子砌体墙壁太薄，将导致外表面散热损失增加。因此，应在对炉子进行严格的热工分析后，确定砌体的厚度与材质。一般说，长期运行的大型工业炉，砌休可选厚些，反之选薄些。为了节约能源，越来越多的工业炉采用轻质、热导率小的材料作为砌体的绝热层。表3—9—3给出了采用不同轻质绝热材料及组合时的节能效果。对连续式和间歇式加热炉，不同砌体组合的节能效果均为ⅢⅡⅠ。 表3—9—3 采用轻质耐火材料对砌体散热及蓄热的影响炉子工作特点砌筑类型筑炉材料名称厚度/mm热损失散热量/kJ·(m-2·h-1)蓄热量/kJ·m-2连续式炉Ⅰ粘土砖2326926 轻质粘土砖116Ⅱ粘土砖2325074 轻质粘土砖232Ⅲ耐火纤维毡753720 粘土砖232轻质粘土砖232间歇式炉Ⅰ粘土砖2323184381101轻质粘土砖116Ⅱ粘土砖2322157147698硅藻土砖116Ⅲ耐火纤维毡75160910768矿渣纤维100(二)不同砌体对炉子热工状态的影响图3—9—7表示炉子供热量不同对炉内热状态的影响。当供给一定热量使炉子升温时，起初由于
热力发电厂课程设计 1.1设计目的 1.学习电厂热力系统规划、设计的一般途径和方案论证、优选的原则 2.学习全面性热力系统计算和发电厂主要热经济指标计算的内容、方法 3.提高计算机绘图、制表、数据处理的能力 1.2原始资料 西安某地区新建热电工程的热负荷包括： 1）工业生产用汽负荷； 2）冬季厂房采暖用汽负荷。 西安地区采暖期101天，室外采暖计算温度–5℃，采暖期室外平均温度1.0℃，工业用汽和采暖用汽热负荷参数均为0.8MPa、230℃。通过调查统计得到的近期工业热负荷和采暖热负荷如下表所示： 热负荷汇总表 1.3计算原始资料 （1）锅炉效率根据锅炉类别可取下述数值： 锅炉类别链条炉煤粉炉沸腾炉旋风炉循环流化床锅炉 锅炉效率0.72～0.85 0.85～0.90 0.65～0.70 0.85 0.85～0.90 （2）汽轮机相对内效率、机械效率及发电机效率的常见数值如下： 汽轮机额定功率750～6000 12000～25000 5000 汽轮机相对内效率0.7～0.8 0.75～0.85 0.85～0.87 汽轮机机械效率0.95～0.98 0.97～0.99 ～0.99 发电机效率0.93～0.96 0.96～0.97 0.98～0.985 （3）热电厂内管道效率，取为0.96。 （4）各种热交换器效率，包括高、低压加热器、除氧器，一般取0.96～0.98。 （5）热交换器端温差，取3～7℃。
（6）锅炉排污率，一般不超过下列数值： 以化学除盐水或蒸馏水为补给水的供热式电厂2% 以化学软化水为补给水的供热式电厂5% （7）厂内汽水损失，取锅炉蒸发量的3%。 （8）主汽门至调节汽门间的压降损失，取蒸汽初压的3%～7%。 （9）各种抽汽管道的压降，一般取该级抽汽压力的4%～8%。 （10）生水水温，一般取5～20℃。 （11）进入凝汽器的蒸汽干度，取0.88～0.95。 （12）凝汽器出口凝结水温度，可近似取凝汽器压力下的饱和水温度。 2、原则性热力系统 2.1设计热负荷和年持续热负荷曲线 根据各个用户的用汽参数和汽机供汽参数，逐一将用户负荷折算到热电厂供汽出口，见表2-1。用户处工业用汽符合总量：采暖期最大为175 t/h,折算汇总到电厂出口处为166.65 t/h。 表2-1 热负荷汇总表 折算到热电厂出口的工业热负荷，再乘以0.9的折算系数，得到热电厂设计工业热负荷，再按供热比焓和回水比焓（回水率为零，补水比焓62.8 kJ/kg）计算出供热量，见表2-2。根据设计热负荷，绘制采暖负荷持续曲线和年热负荷持续曲线图，见图2-1、图2-2。 表2-2 热电厂设计热负荷
锅炉热力计算参数符号
D ------- 锅炉的额定蒸发量（t/h）ed T gs------- 给水温度（℃） P gs------- 出口蒸汽压力（绝对压力MPa） t lk---- 冷空气温度(℃) α------- 过量空气系数 ρ----- 排污率（%） h0CO2------ CO2的显焓（1atm，25℃为参考状态）（KJ/mol） h0H20----- H2O的显焓（1atm，25℃为参考状态）（KJ/Nm3） h0O2------ O2的显焓（1atm，25℃为参考状态）（KJ/mol） h0N2------ N2的显焓（1atm，25℃为参考状态）（KJ/mol） H CO2------ 燃烧1Nm3DME生成的CO2的焓（KJ/Nm3） H H20------ 燃烧1Nm3DME生成的H2O的焓（KJ/Nm3） H O2------- 燃烧1Nm3DME生成的O2的焓（KJ/Nm3） H N2------ 燃烧1Nm3DME生成的N2的焓
（KJ/Nm3） I yx-------- 燃烧1Nm3DME生成的烟气焓（KJ/mol） h0f，DME ------ DME生成热kJ/mol C p，DME ----- DME的比热kJ/mol·K Q xr ------ DME的低位发热量KJ/Nm3 V0 - ----- 理论空气量m3/Nm3 V ------ 实际空气量m3/Nm3 V O2------ 实际O2量m3/Nm3 V N2 ----- 实际N2量m3/Nm3 V CO2 -------实际CO2量m3/Nm3 V H2O ----- 实际H2O量m3/Nm3 V r------- 实际烟气量m3/Nm3 r RO2 ------- RO2的容积份额 r H2O ----- H2O的容积份额 r n---------三原子气体容积份额 三、热平衡参数及计算 T lk ------- 冷空气温度℃ C p，B-------冷空气比热KJ/mol·K I0B------冷空气理论热焓（以25℃为参考）
国产600MV凝汽式机组全厂原则性热力系统计算 （一）计算任务 1.最大计算功率下的汽轮机进汽量D,回热系统各汽水流量D j； 2?计算机组和全厂的热经济性指标（机组汽耗量、机组热耗量、机组热耗率、绝对电效率、 管道效率、全厂热耗率、全厂标准煤耗率、全厂热效率）； 3?按《火力发电厂热力系统设计制图规定》绘出全厂原则性热力系统图，并将所计算的全部汽水流量绘制成表格，绘制回热系统计算点汽水参数表格，并进行功率校核。 （二）计算类型：定功率计算 （三）系统简介 国产600MW凝汽式机组，机组为亚临界压力、一次中间再热、单轴、反动式、四缸四排汽机组。汽轮机高、中、低压转子均为有中心孔的整锻转子。汽轮机配HG-2008/18-YM2型 亚临界压力强制循环汽包炉。采用一级连续排污系统，扩容器分离出得扩容蒸汽送入除氧器。 该系统共有八级抽汽。其中第一、二、三级抽汽分别供三台高压加热器，第五、六、七、 八级抽汽分别供四台低压加热器，第四级抽汽作为除氧器的加热汽源。八级回热加热器（除 氧器除外）均装设了疏水冷却器，以充分利用本级疏水热量来加热本级主凝结水。三级高压 加热器均安装了内置式蒸汽冷却器，将三台高压加热器上端差分别减小为-1.7 C、0C、0C, 从而提高了系统的热经济性。四台低压加热器上端差均为 2.8 C,八级加热器下端差（除氧 器除外）均为5.5 Co 汽轮机的主凝结水由凝结水泵送出，依次流过轴封加热器、4台低压加热器，进入除氧 器。然后由汽动给水泵升压，经三级高压加热器加热，最终给水温度达到273.3 C,进入锅 炉。 三台高加疏水逐级自流至除氧器；四台低加疏水逐级自流至凝汽器。凝汽器为双压式凝汽器，汽轮机排汽压力0.0049MPa ,凝汽器压力下饱和水焓h'c=136.2 （ kJ/kg）与单压凝汽器相比，双压凝汽器由于按冷却水温度低、高分出了两个不同的汽室压力，因此它具有更低些的凝汽器平均压力，汽轮机的理想比焓降增大。 给水泵汽轮机（以下简称小汽机）的汽源为中压缸排汽（第4级抽汽），无回热加热， 其排汽亦进入凝汽器。热力系统的汽水损失计有：全厂汽水损失、锅炉排污量（因排污率较 小，未设排污利用系统）。 轴封漏气量D sg =2%D 0全部送入轴封加热器来加热主凝结水，化学补充水量直接送入凝 汽器。 （四）全厂原则性热力系统图如图4-2所示。
发电厂原则性热力系统计算: 已知条件 1. 汽轮机形式和参数 制造厂家： 哈尔滨汽轮机厂 型 号： Ｎ300—16.７/５3８/53８型 型 式： 亚临界、一次中间再热、单轴、双缸、双排汽、反动凝汽式汽轮 机 额定功率: 300MW 最大功率： 33０ＭW 初蒸汽参数： =0p 16.67ＭP ａ ，=0 t ５38C 再热蒸汽参数： 冷段压力 ==in rh p p 2 3.65３MPa ,冷段温度=in rh t 320.６C 热段压力=out rh p ３.288MP ａ ，热段温度=out rh t 538C 低压缸排汽参数: =c p 0．0299M Ｐa ，=c t 32．1C , =c h 2329.8kJ/kg 给水泵小汽轮机耗汽份额:=st α0.0４32 机组发电机实际发出功率:=' e P 30０ＭW 给水泵出口压力: =pu p ２０.81M Ｐa 凝结水泵出口压力： １．７8MPa 机组机电效率: ==g m mg ηηη０.98 加热器效率： =h η０.９9 额定排汽量: 543.８ｔ／ｈ 给水温度： ２73.6℃ 冷却水温度： 20℃ 最高冷却水温度: 34℃ 额定工况时热耗率: (计算)793６.2Ｋj ／KW ．h (保证）795５Kj/K Ｗ.h 额定工况时汽耗率 3．043K ｇ/KW .h 主蒸汽最大进汽量: 1025t/h 工作转速： 3000r/min 旋转方向： 顺时针(从汽轮机向发电机看） 最大允许系统周波摆动: ４８．5—５0.５Hz 空负荷时额定转速波动: ±１r/m ｉｎ 噪音水平: 90ｄb 通流级数: 3６级
汽轮机火用分析方法的热力系统计算 前言 在把整个汽轮机装置系统划分成若干个单元的过程中，任何一个单元由于某些因素而引起的微弱变化，都会影响到其它单元。这种引起某单元变化的因素叫做“扰动”。也就是说，某单元局部参量的微小变化(即扰动)，会引起整个系统的“反弹”，但是它不会引起系统所有参数的“反弹”。就汽轮机装置系统而言，系统产生的任何变化，都可归结为扰动后本级或邻近级抽汽量的变化，从而引起汽轮机装置系统及各单元的火用损变化。因此，在对电厂热力系统进行经济性分析时，仅计算出某一工况下各单元火用损失分布还是不够的，还应计算出当某局部参量变化时整个热力系统火用效率变化情况。 1、火用分析方法 与热力系统的能量分析法一样，可以把热力系统中的回热加热器分为疏水放流式和汇集式两类(参见图1和图2)，并把热力系统的参数整理为3类：其一是蒸汽在加热器中的放热火用，用q’表示；其二是疏水在加热器中的放热火用，用y 表示；其三是给水在加热器中的火用升，以r’表示。其计算方法与能量分析法类似。
对疏水式加热器： 对疏水汇集式加热器： 式中，e f、e dj、e sj分别为j级抽汽比火用、加热器疏水比火用和加热器出口水比火用。1．1 抽汽有效火用降的引入 对于抽汽回热系统，某级回热抽汽减少或某小流量进入某加热器“排挤”抽汽量，诸如此类原因使某级加热器抽汽产生变化(一般是抽汽量减少)，如果认为此变化很小而不致引起加热器及热力系统参数变化，那么便可基于等效焓降理论引入放热火用效率来求取某段抽汽量变化时对整个系统火用效率的影响。 为便于分析，定义抽汽的有效火用降，在抽汽减少的情况下表示1kg排挤抽汽做功的增加值；在抽汽量增加时，则表示做功的减少值；用符号Ej来表示。当从靠近凝汽器侧开始，
［键入文字］ 华址电力*营 《热力发电厂》课程设计 题目：国产600MW凝汽式机组全厂原则性热力系统设计 计算 指导教师：李惊涛 专业:热能与动力工程 班级: 热能09 学号: 1091 姓名: 能源动力与机械工程学院
目录 一、............................................................. 课程设计的目的 3 二、................................................................... 计算任务 3 三、............................................................... 计算原始资料 3 3.1汽轮机形式及参数 (3) 3.2回热加热系统参数 (3) 3.3锅炉型式及参数 (4) 3.4其他数据 (4) 3.5简化条件 (4) 四、................................................................. 热系统计算 5 4.1汽水平衡计算 (5) 4.2 汽轮机进汽参数计算 (5) 4.3辅助计算 (5) 4.4各级加热器进、出水参数计算 (6) 4.5高压加热器组及除氧器抽汽系数计算 (7) 4.6除氧器抽汽系数计算 (8) 4.7低压加热器组抽汽系数计算 (8) 4.8汽轮机排汽量计算与校核 (10) 4.9汽轮机内功计算 (11) 4.10汽轮机发电机组热经济性指标计算 (12) 4.11全厂热经济性指标计算 (13) 五、反平衡校核 14 六、参考资料 15 附图（汽态膨胀过程线） (16)
国产600MW 凝汽式机组全厂原则性热力系统设计计算 1 课程设计的目的及意义： 电厂原则性热力系统计算的主要目的就是要确定在不同负荷工况下各部分汽水流量及参数、发电量、供热量及全厂的热经济性指标，由此可衡量热力设备的完善性，热力系统的合理性，运行的安全性和全厂的经济性。如根据最大负荷工况计算的结果，可作为发电厂设计时选择锅炉、热力辅助设备、各种汽水管道及附件的依据。 2 课程设计的题目及任务： 设计题目：国产600MW 凝汽式机组全厂原则性热力系统设计计算。 计算任务： ㈠ 根据给定的热力系统数据，在h - s 图上绘出蒸汽的汽态膨胀线 ㈡ 计算额定功率下的汽轮机进汽量0D ，热力系统各汽水流量j D ㈢ 计算机组和全厂的热经济性指标（机组进汽量、机组热耗量、机组汽耗率、机组热耗率、 绝对电效率、全厂标准煤耗量、全厂标准煤耗率、全厂热耗率、全厂热效率） ㈣ 按《火力发电厂热力系统设计制图规定》绘制出全厂原则性热力系统图 3 已知数据： 汽轮机型式及参数 机组型式：亚临界、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、凝汽式汽轮机；
锅炉型式及参数 锅炉型式英国三井2027-17.3／541／541额定蒸发量Db：2027t／h 额定过热蒸汽压力P b17.3MPa 额定再热蒸汽压力 3.734MPa 额定过热蒸汽温度541℃ 额定再热蒸汽温度541℃ 汽包压力：P du18.44MP 锅炉热效率92.5％ 汽轮机进汽节流损失4％ 中压缸进汽节流损失2％ 轴封加热器压力P T98kPa 疏水比焓415kJ／kg 汽轮机机械效率98.5％ 发电机效率99％ 补充水温度20℃ 厂用电率0.07 4 计算过程汇总: ㈠原始资料整理：
660MW凝汽式机组全厂原则性热力系统计算 （设计计算） 一、计算任务书 （一）计算题目 国产660MW凝汽式机组全厂原则性热力系统计算（设计计算）（二）计算任务 1.根据给定热力系统数据，计算气态膨胀线上各计算点的参数， 并在ｈ-s图上绘出蒸汽的气态膨胀线； 2.计算额定功率下的气轮机进汽量Do，热力系统各汽水流量D j、G j； 3.计算机组的和全厂的热经济性指标； 4.绘出全厂原则性热力系统图，并将所计算的全部汽水参数详细 标在图中（要求计算机绘图）。 （三）计算类型 定功率计算 （四）热力系统简介 某火力发电场二期工程准备上两套660MW燃煤汽轮发电机组，采用一炉一机的单元制配置。其中锅炉为德国BABCOCK公司生产的2208t/h自然循环汽包炉；气轮机为GE公司的亚临界压力、一次中间再热660MW凝汽式气轮机。 全厂的原则性热力系统如图5-1所示。该系统共有八级不调节抽汽。其中第一、二、三级抽汽分别供三台高压加热器，第五、六、七、八级抽汽分别供四台低压加热器，第四级抽汽作为压力除氧器的加热汽源。 第一、二、三级高压加热器均安装了内置式蒸汽冷却器，上端差分别为℃、0℃、℃。第一、二、三、五、六、七级回热加热器装设疏水冷却器，下端差均为℃。 气轮机的主凝结水由凝结水泵送出，依次流过轴封加热器、4台低压加热器，进入除氧器。然后由气动给水泵升压，经三级高压加热器加热，最终给水温度达到℃，进入锅炉。 三台高压加热器的疏水逐级自流至除氧器，第五、六、七级低压加热器的疏水逐级自流至第八级低压加热器；第八级低加的疏水用疏水泵送回本级的主凝结水出口。 凝汽器为双压式凝汽器，气轮机排气压力。给水泵气轮机（以下简称小汽机）的汽源为中压缸排汽（第四级抽汽），无回热加热其排
一、单选题【本题型共21道题】 1.在锅炉炉膛设计时，保证一定炉膛出口温度避免受热面结焦主要考虑煤种的（）。 A．灰熔点 B．热值 C．挥发分 D．水分 正确答案：[A] 2.锅炉性能优劣主要取决于（）。 A．燃料的选取 B．锅炉排烟温度 C．锅炉结构布置 D．锅内过程和炉内过程能否良好配合 正确答案：[D] 3.下面（）不属于层燃的一般特点。 A．燃烧充分 B．煤种适应性较广 C．结构简单 D．适于间断运行 正确答案：[A] 4.下面不属于按照燃烧方式分类的锅炉为（）。 A．层燃锅炉 B．流化床锅炉 C．室燃锅炉 D．火管锅炉 用户答案：[D] 得分：4.80
5.立式烟火管锅炉一般采用的通风方式为（）。 A．平衡通风 B．自然通风 C．机械通风 D．正压通风 正确答案：[B] 6.沸腾燃烧的突出优点为（）。 A．不易导致磨损 B．结构简单 C．燃烧强度大，适用于劣质煤 D．电耗低 正确答案：[C] 7.煤粉锅炉各部件吸热以辐射换热为主要传热模式的部件为（）。 A．炉膛 B．省煤器 C．过热器 D．再热器 正确答案：[A] 8.下面（）不属于室燃的一般特点。 A．燃烧迅速 B．煤种适应性较广 C．结构简单 D．低负荷运行的稳定性和经济性较差 正确答案：[C]
9.冷凝锅炉的热效率计算值达到103%，原因为（）。 A．不可能 B．采用燃料的高温发热量计算 C．采用燃料的低位发热量计算 D．燃烧充分 正确答案：[D] 10.燃气锅炉燃烧器，相对于扩散型燃烧，预混燃烧的特点为（）。 A．火焰温度均匀 B．火焰短 C．低NOx排放 D．以上都是 正确答案：[D] 11.进行水循环计算的主要目的为（）。 A．保证受热面可靠冷却 B．保证水动力的稳定性 C．得出各部件的流动阻力 D．以上都是 正确答案：[D] 12.炉膛过冷段水冷壁受热面由于局部热负荷过高容易发生的传热恶化现象称为（）。 A．蒸干 B．膜态沸腾 C．汽水共腾 D．汽塞
热电厂热力系统计算
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热力发电厂课程设计 1.1设计目的 1．学习电厂热力系统规划、设计的一般途径和方案论证、优选的原则 ２.学习全面性热力系统计算和发电厂主要热经济指标计算的内容、方法 3．提高计算机绘图、制表、数据处理的能力 1．２原始资料 西安某地区新建热电工程的热负荷包括： 1）工业生产用汽负荷； 2）冬季厂房采暖用汽负荷。 西安地区采暖期101天，室外采暖计算温度–５℃，采暖期室外平均温度1.０℃,工业用汽和采暖用汽热负荷参数均为0．8MＰa、230℃。通过调查统计得到的近期工业热负荷和采暖热负荷如下表所示: 热负荷汇总表 项目单位 采暖期非采暖期 最大平均最小最大平均最小 用户热负荷工业ｔ/h １75 １42 1０8 1２6 ９2 7５采暖ｔ／h 177 72 ４３0 0 0 1.3计算原始资料 (1)锅炉效率根据锅炉类别可取下述数值： 锅炉类别链条炉煤粉炉沸腾炉旋风炉循环流化床锅炉锅炉效率０.72~0.85 ０.85~0.90 0.65～０.7００．８5 0.８5~０．９０(2)汽轮机相对内效率、机械效率及发电机效率的常见数值如下： 汽轮机额定功率７50~6000 120０0～25000 500０ 汽轮机相对内效率０．7~0．8 0.７5~0.８5 ０.８5～0．８7 汽轮机机械效率0.95～0.98 0.９7~０.99 ～０.９９ 发电机效率0.93～0.96 0.96～0.97 0.98~０.9８５（３）热电厂内管道效率，取为0.96。 (4)各种热交换器效率,包括高、低压加热器、除氧器,一般取0．96～０．98。 (５)热交换器端温差，取3～7℃。
本科毕业设计（论文）开题报告 题目名称SHL10-1.25/250-AⅢ型锅炉热力计算及初步设计 学生姓名专业班级学号 一、选题的目的和意义： 工业锅炉目前是中国主要的热能动力设备，工业锅炉多于层燃链条炉排锅炉，近年来，中国燃煤电站锅炉行业取得了快速的发展。其一，产量大幅增长，行业产能快速提升。目前，整个行业的产能已经超过8000万千瓦，不仅能满足国内电力工业建设的需要，而且还进入了国际市场。对于目前仍采用的手烧加煤、间歇燃烧方式的小型固定炉排锅炉，必将淘汰，取而代之以新开发的新型锅炉。 然而随着锅炉行业的快速发展，能源匮乏的危机也越发显现出来。在当今世界，能源的发展、能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。为了实现能源的可持续发展，一方面必须“开源”，即开发核电、风电等新能源和可再生能源，另一方面还要“节流”，即调整能源结构，大力实施节能减排。而对锅炉的节能设计显得尤为重要。 二、国内外研究现状简述： 随着工业的发展，科学技术水平的不断提高，提高锅炉的效率在对改善劳动环境条件、节约能源、增加生产、提高产品质量、降低生产成本等方面起着越来越大的作用，自六十年代以来，世界各国工业锅炉节能技术发展很快，但我国目前的技术现状与世界先进水平的差距还很大，大部分能源尚未得到充分利用，因此在当前能源供应日趋紧张的总趋势下，采用清洁燃料和洁净燃烧技术的高效、节能、低污染工业锅炉将是产品发展的趋势。 工业锅炉节能改造技术：1.加装燃油锅炉节能器；2.安装冷凝型燃气锅炉节能器；3.采用冷凝式余热回收锅炉技术；4.锅炉尾部采用热管余热回收技术； 5.采用防垢、除垢技术； 6.采用燃料添加剂技术； 7.采用新燃料； 8.采用富氧燃烧技术； 9.采用旋流燃烧锅炉技术；10.采用空气源热泵热水机组替换技术；
锅炉热力计算 ●计算依据 燃煤热值按4500千卡/公斤、醇基燃料热值按6500千卡/公斤、柴油热值按10200千卡/公斤，燃煤价格按750元/吨、醇基燃料按3500元/吨、柴油价格按7500元/吨，煤锅炉的效率按45%、油气锅炉的效率按95%计算： ●4吨燃油蒸汽锅炉 4吨燃油蒸汽锅炉的热功率为248万大卡/小时， * 使用燃煤蒸汽锅炉，使用成本为： 248×104÷4500÷45%=1225公斤/小时×0.75=919元/小时*换装燃醇蒸汽锅炉使用醇基燃料使用成本为： 248×104÷6500÷95%=401公斤/小时×3.5=1404元/小时*换装油气蒸汽锅炉使用柴油作为燃料的使用成本为： 248×104÷10200÷95%=256公斤/小时×7.5=1920元/小时 ●300万大卡导热油锅炉 *使用燃煤导热油锅炉，使用成本为：
300×104÷4500÷45%=1482公斤/小时×0.75=1112元/小时*换装燃醇导热油锅炉使用醇基燃料使用成本为： 300×104÷6500÷95%=486公斤/小时×3.5=1700元/小时*换装油气导热油锅炉使用柴油作为燃料的使用成本为： 300×104÷10200÷95%=310公斤/小时×7.5=2325元/小时 三、综合效益计算 1、设备成本 ●4吨蒸汽锅炉 沿用现有的燃煤锅炉使用醇基燃料，每小时使用成本为： 248×104÷6500÷95%×3.5=1404元/小时 每天按8小时计算，则每天为11232元。 若更换同等功率的燃油燃气蒸汽锅炉约需55万元，每小时使用成本为1920元，每天按8小时计算，则每天为15360元，每天节省燃料费3984元，约130天即可收回设备投入。 ●300万大卡导热油锅炉
第18卷第1期现 代 电 力 Vo l.18 N o.1 2001年2月 M ODER N EL ECT R IC PO WER Feb .2001 文章编号:1007-2322(2001)01-0008-07 关于电站锅炉几种热力计算标准的研究 李 伟 王雅勤 (华北电力大学(北京)动能工程系,北京 102206) 摘 要:简要分析了原苏联1957年热力计算标准、1973年热力计算标准和美国CE 锅炉性能设计标准的区别,依据三种标准编制了计算程序,对HG -410/100-9型、HG-670/140-9型和DG-1025/177-2型锅炉分别进行计算,通过对计算结果的比较,初步总结了三种标准对锅炉不同容量的适用性,该项研究对锅炉工程技术人员有一定的参考价值。 关键词:锅炉;热力计算;计算标准;比较;适用性分类号:T K223.21 文献标识码:A 收稿日期:2000-12-20 作者简介:李伟,1977年生,女,硕士,主要从事世界各国电站锅炉热力计算方法的研究;王雅勤,1938年生,女,教授,主要从事锅炉整体CA D 系统的开发与应用。 锅炉热力计算是锅炉整体计算的核心。锅炉水动力计算、受压元件强度计算、通风阻力计算、炉墙热力计算、管壁温度计算、制粉系统热力计算、空气动力计算都要在锅炉热力计算的基础上才能进行。在锅炉设计、运行、技术改造的各个阶段,也都要用到热力计算的数据。然而,我国目前尚没有自己的电站锅炉行业的热力计算标准,锅炉的设计和校核计算大多采用原苏联的标准,其中包括1957年标准和1973年标准。近年来,引进了一些国外的标准,如哈尔滨锅炉厂引进CE 技术、北京锅炉厂引进巴威公司的技术等。 由于时间及技术背景的差异,这些标准的热力计算方法不尽相同,尤其是美国CE 标准和苏联标准的差别较大。作者根据苏联1957年标准、1973年标准及美国CE 标准编制了计算程序,对H G-410/100-9型、HG-670/140-9型、DG-1025/177-2型锅炉分别进行计算,通过对计算结果的比较,初步总结了这三种标准对不同的锅炉容量的适用性,这对于锅炉工程技术人员选用标准有一定的参考价值。 1 前苏联1957年与1973年标准的区别 1.1 炉内传热计算 (1)炉膛出口烟温
1.水冷壁、锅炉管束、省煤器、过热器、再热器、凝渣管、空气预热器的作用是什么？ 水冷壁：（1）吸收炉膛内火焰的热量，是主要蒸发受热面，将烟气冷却到合适的炉膛出口温度。（2）保护炉墙。（3）悬吊敷设炉墙、防止炉壁结渣。 凝渣管：是蒸发受热面，进一步降低烟气温度，保护烟气下游密集的过热受热面不结渣堵塞。锅炉管束：是蒸发受热面。过热器：是过热受热面。将锅炉的饱和蒸汽进一步加热到所需过热蒸汽的温度。省煤器：（1）降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。（2）充当部分加热受热面或蒸发受热面。空气预热器：（1）降低排烟温度提高锅炉效率。（2）改善燃料着火条件和燃烧过程，降低燃烧不完全损失，进一步提高锅炉效率。（3）提高理论燃烧温度，强化炉膛的辐射传热。（4）热空气用作煤粉锅炉制粉系统的干燥剂和输粉介质。 2.水冷壁、省煤器、过热器、空气预热器可分为哪几类？各有什么优缺点？ 水冷壁可分为光管水冷壁和膜式水冷壁。光管水冷壁优点：制造、安装简单。缺点：保护炉墙的作用小，炉膛漏风严重。膜式水冷壁：优点：对炉墙的保护好，炉墙的重量、厚度大为减少。炉墙只需要保温材料，不用耐火材料，可采用轻型炉墙。水冷壁的金属耗量增加不多。气密性好，大大减少了炉膛漏风，甚至也可采用微正压燃烧，提高锅炉热效率。蓄热能力小，炉膛燃烧室升温快，冷却亦快，可缩短启动和停炉时间。厂内预先组装好才出厂，可缩短安装周期，保证质量。缺点：制造工艺复杂。不允许两相邻管子的金属温度差超过50度，因要把水冷壁系统制成整体焊接的悬吊框式结构，设计膜式水冷壁时必须保证有足够的膨胀延伸自由，还应保证人孔、检查孔、看火孔以及管子横穿水冷壁等处有绝对的密封性。 省煤器：铸铁式省煤器：优点：耐腐蚀、耐磨损。耐内部氧腐蚀、耐外部酸腐蚀。缺点：承压能力低，铸铁省煤器的强度不高，即承压能力低。不能做成沸腾式，否则易发生水击，损坏省煤器；易积灰，表面粗糙，胁制片间易积灰、堵灰；易渗漏，弯头多，法兰连接，易渗
计算原始资料: 1.汽轮机型式及参数 （1）机组型式：亚临界、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、凝汽式汽轮机； （2）额定功率：p e=600MW （3）主蒸汽参数（主汽阀前）：p0=16.7MPa，t0=537℃； （4）再热蒸汽参数（进汽阀前）：热段：p rh=3.23MPa，t rh=537℃ 冷段：pˊrh=3.56MPa，tˊrh=315℃（5）汽轮机排汽压力p c=4.4/5.39 MPa，排汽比焓：h c=2333.8KJ/Kg。2.回热加热系统参数： （1）机组各级回热抽汽参数见表1-1； 表1-1 回热加热系统原始汽水参数 项目单位H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 Mpa 5.89 3.59 1.6 0.74 0.305 0.13 0.07 0.022 抽汽压力pˊ j 抽汽比焓h KJ/Kg 3133 3016 3317 3108 2913 2750 2650 2491 j 抽汽管道压 % 3 3 3 3 3 3 3 3 损δp j Mpa 20.1 20.1 20 0.71 1.724 1.724 1.72 1.724 水侧压力p w 加热器上端 差δ ℃-1.7 0 0 0 2.8 2.8 2.8 2.8 t ℃380.9 316 429 323 223.2 137 88.5 2.8 抽汽温度t wj 加热器下端 ℃ 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 差δ t1 （2）最终给水温度：t fw=274.1℃； （3）给水泵出口压力：p pu=20.13MPa，给水泵效率：ηpu=0.83； （4）除氧器至给水泵高差:H pu=21.6m （5）小汽机排汽压力：p e，xj=6.27 MPa；小汽机排汽焓：h c，xj=2422.6 KJ/Kg
燃生物质锅炉结构设计与热力计算方法 湖南省特种设备检验检测研究院 汪斌 工程师 关键词：生物质锅炉 热力计算 摘要：根据生物质燃料挥发分高，热值低，着火快的特点，设计一种新的锅炉结构，此结构不同于以往的燃煤链条炉排锅炉，针对此新的锅炉结构，给出热力计算方法。为了方便工程应用，简化繁琐的计算过程。本文在吸收现有热力计算标准的核心思想的基础上，根据最基本的传热学理论，将大量的经验公式，图、表、结构系数等化简合并。对于合并后的系数取值，结合半经验公式计算和实际运行效果给出一个参考值。 1. 锅炉的设计目标：排烟处过量空气系数py ，排烟温度py T ，热效率q ，蒸发量D 。以上设计目标在锅炉热力计算时预先给定，作为已知条件使用。 2. 计算的目的：根据以上给定的设计目标，确定锅炉结构各部分的尺寸，比如炉膛尺寸小了，锅炉蒸发量达不到，尺寸大了过量空气系数增加，效率下降。 设计计算过程：先假定一个锅炉结构，如图所示为经过修改后的燃生物质锅炉结构，它分为三部分：1.炉膛；2对流管束；3尾部对流受热面。取消了燃煤锅炉的链条炉排和前后炉拱，用一个不设水冷壁的耐火浇筑燃烧室引燃新加入的燃料。
3. 炉膛传热计算： 炉膛传热计算的内容：根据假定的炉膛尺寸，确定炉膛的出口烟温，和辐射传热量。若出口烟温和传热量不合理，则须修改炉膛尺寸。炉膛容积的大小可以先参考炉膛容积热负荷假定。 炉膛传热计算的理论模型：将火焰看作紧贴水冷壁的一个表面。 则炉膛传热计算可以简化为两个灰体表面之间的辐射传热计算：传热方程 )(6.3Q 440r w a l av cal fur T T B A a -=σ KJ/Kg （1）
中英文对照翻译 配煤方法对燃煤锅炉中粉尘和氮氧化物排放的影响 亮点：说明了混合方法对粉尘和氮氧化物排放有很大影响。 说明了粉尘主要产生于炉的中间燃烧器。 说明了炉内混合方法可以排放最少量的氮氧化物和粉尘。 摘要：本文介绍了的混合方法对于500 MW切向燃烧煤粉锅炉燃烧特性和氮氧化物排放的影响的数值模拟。在同一个记重标准上模拟混合了60%沥青的煤和混合了40%亚烟煤的煤的炉内和炉外混合。模拟显示了混合方法对粉尘排放有很大影响，但对氮氧化物排放的影响不大。在下层燃烧器中燃烧烟煤和在上层燃烧器中燃烧亚烟煤的炉内混合方法排放的粉尘最少。两种混合方法中的粉尘均主要来自于炉内的中层燃烧器。500 MW燃煤电厂的现场试验表明炉内混合方法相比炉外混合方法可以大大减少氮氧化物和粉尘的排放。 关键字：粉尘氮氧化物煤混合锅炉点火损失 一、说明 近年来，许多国家的燃煤电厂在燃烧混合不同类型的煤种正变得越来越普遍。燃煤电厂利用混合煤有许多优势。煤混合由于许多不同的原因，包括:节约成本，减少SO2的排放，扩大优质煤的供应限制，提高燃料灵活性，控制煤炭的矿物含量，提供更好的燃烧，帮助解决现有问题，等[1]。但是，混合燃烧也可能在锅炉运行中产生意想不到的问题，比如效率、腐蚀、侵蚀，火焰稳定，结渣，污垢，吸附热炉等等。 在发电厂中，不同类型的煤可以在料箱，储煤器，输送带中混合，煤层堆积在一起按照所需的成分给出理想的混合比例。有时，不同煤种堆积在单独的料箱，然后按照预定比例混合再使用填料器从每个料箱中输出。料箱中待掺合煤按照要求的比例添加，不同煤种顺序添加到储煤器中。在输送带
上混合时，两种或更多种不同的煤在移动的皮带输送机上按体积或重量比例混合。不同料箱的煤通过改变它们排出到皮带输送机上的速度进行混合。通过改变单独的进料器的煤炭传递到输送机上的速度从而得到共混物的理想比例，然后在送到到原煤斗[2]。 按照Ikeda和Lee等人的定义，这三个混合方法可归类为炉外混合方法[3-5]。在该方法中，不同类型的煤先被混合在一起后，同时喷入炉内。这种方法在发电厂是很常见的，因为两个或两个以上的煤可方便融入了料箱，储煤器或在上述传送带。这有时被称为线混合或原煤斗混合方法。在炉内混合方法中各煤没有预先混合，而是从单独的燃烧器喷入锅炉。这种方法在电厂不受欢迎，因为在煤仓分开运送和分发两种煤很困难。 关于混合煤的燃烧，排放和粉尘特性已经出现了[4-11]的许多实验室研究及关于中试炉[12-14]，和满量程电站锅炉[15-21]的研究。然而，只有少数的研究发现在其中混合方法对于燃烧效率和污染物排放的的影响[3-5]。Ikeda等人通过试点炉三阶段燃烧器（煤燃烧速度：0.3吨/日）调查了粉煤灰炉内混合方法对NO x排放和未燃碳的影响[3]。Lee等人通过沉降炉计算和实验研究了混合方法对NO x和未燃碳的影响[4]和[5]。但是，具有满量程电站锅炉的研究却一直没有找到。 本论文描述了在500兆瓦切向燃煤锅炉中混合方法对燃烧特性和NO x 排放影响的数值研究。在CFD模拟中用60％沥青和40％亚烟煤的以重量为基础的共混物对三例不同的混合方法进行了研究。粉尘和氮氧化物排放是目前的CFD模拟的重点工作，另外对一氧化碳，氧气和在锅炉中的烟气的温度分布也进行了研究。最后，在500兆瓦的燃煤锅炉炉内和外炉混合方法的试验中，分别对粉尘和NO x排放数据评论。 二、模拟 2.1 500 MW四角切圆燃煤锅炉 目前500兆瓦的燃煤锅炉组由一个切向燃煤炉，超临界，一次通过，一次中间再热锅炉，换热器，如过热器（SH），再热器（RH），和燃烧器口组成。安排示于图1。节能器安装在锅炉的后部通道。锅炉的高度为约86.3米，截面宽度和炉的深度均为16.5米[22]。