1、畢業設計論文清河發電廠擴建600MW火電機組制粉系統初步設計The Pulverizing System Preliminary Design Of The Extend Of600MW Thermal Electric Generation Unit In Qinghe PowerGeneration Corporation學生 ：學歷層次：本科所在系部：能源動力工程學院所學專業：熱能與動力工程所在班級:動力0743指導教師：張志正教師職稱：教 授完成時間：20116201長春工程學院摘要電廠鍋爐燃燒系統設計是火電廠生產系統初步設計的一個重要內容， 對于大 型鍋爐，制粉系統已成為與鍋爐燃燒設

2、備共同組成不可分割的燃燒系統整體的一 部分，因而其設計要與鍋爐燃燒設備綜合考慮， 以滿足鍋爐正常運行對燃燒的要 求。目前，我國電廠鍋爐所用燃料主要是煤， 因此電廠的制粉系統的設計是火電 廠生產系統初步設計的一個重要內容， 對于大型鍋爐， 制粉系統已成為與鍋爐燃 燒設備共同組成不可分割的燃燒系統整體的一部分， 因而其設計要與鍋爐燃燒設 備綜合考慮， 以滿足鍋爐正常運行對燃燒的要求。 鍋爐煤粉制備系統是將煤磨制 成一定粒度的煤粉并輸送至鍋爐進行燃燒的所有設備組成的系統。 本次設計就是 根據清河發電廠擴建600MVB組工程鍋爐容量和燃用煤種，通過計算來選擇和設 計制粉設備和制粉系統，以及校核所選擇的

3、設備和系統是否滿足機組的正常工 作，同時在機組檢修以及出現故障時能否保證制粉系統的正常運行。關鍵詞磨煤機 制粉系統 設備選型 設計AbstractThe design on power plant boiler combustion system is an important content of the preliminary design on thermal power plant production system. For the large-scale boiler, the pulverizing system has already composed of an import

4、ant part of the whole inalienable combustion system with the boiler combustion equipment together. At present, the main fuel used in power plant boiler is coal, For the large-scale boiler, the pulverizing system has already composed of an important part of the whole inalienable combustion system wit

5、h the boiler combustion equipment together. Thus its design needs to be considered comprehensively connecting with combustion equipment of the boiler, in order to satisfy the combustion requirements to normal operation of the boiler. Preparation of pulverized coal boiler system is made of a certain

6、size coal mill and delivered to the pulverized coal boiler to burn all the components of the system. This design is based Qinghe Power Station Extension Project 600MW unit capacity and burning coal boiler, To select and design by calculating the milling equipment and pulverizing system, And the choi

7、ce of equipment and checking systems are working to meet the unit, while in the unit maintenance and failure can guarantee the normal operation of coal pulverizing system.KeywordsPulverizer, Pulverizing system, Devices selection,Design目錄 TOC o 1-5 h z 、八、-丄前 言 1 HYPERLINK l bookmark16 o Current Docu

8、ment 第一章 概述 2設計任務概述 2原始資料 2設計思想和思路 5設計方法概述 5 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 第二章 鍋爐燃煤量確實定 7煤種的燃燒計算 7鍋爐的燃料量確實定 9 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 第三章 磨煤機選型及制粉系統形式確實定 11根據燃料量確定出力 11根據出力選擇磨煤機 11校核出力 12根據制粉系統選定原則選擇制粉系統形式 13 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 第四章 制粉系統熱力計算 15確定初始

9、干燥劑量 15初始干燥劑量確實定 15干燥劑組成成分 20干燥劑核算出力及風機容量確定 22 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 第五章 制粉系統空氣動力計算及相關風機選型 24制粉系統各管道的計算和選擇 24各段摩擦阻力以及各部件及設備的局部阻力計算 28送風機管道及局部阻力計算 40風機選型 46第六章 制粉系統其他輔助設備的選擇 486.1 煤斗的選擇與計算 48給煤機的選型 49粗粉別離器的選型 49木塊別離器與木削別離器的選擇 50煤粉分配器的選擇 50補償器選擇 50第七章 制粉系統總體論述 51設計總結 53致 謝 55附錄： 56

10、.言、八刖本次設計的來源由指導教師張志正提供，電廠鍋爐制粉系統設計是火電廠生產系 統初步設計的一個重要內容，本次設計的目的是根據清河發電廠擴建 600MW機組工程 鍋爐容量和燃用煤種，選擇制粉系統，設計制粉系統并通過燃燒計算、制粉系統熱力 計算、選型校核計算、空氣動力計算確定相應的設備。 并根據選擇結果畫出燃燒系統 圖和設備布置圖。從中了解燃燒系統整體設計過程， 設備選型過程，并鍛煉手工和電 腦繪圖能力。給電力設計院提供初步的設計樣品， 方便進一步的設計，電建公司可以 根據數據、圖紙進行安裝。設計擬解決工程的實際問題有： 磨煤機的選擇和應用、相關設備的排列布置、風 機的選擇和排列。用直吹式或中

11、間儲倉式制粉系統，給煤機、別離器、給粉機等輔機 的選擇。制粉系統的平衡計算。磨煤機的數量問題。煤粉制備系統系統也就是制粉系統是將煤磨制成一定粒度的煤粉并輸送至鍋 爐進行燃燒的所有設備組成的系統。煤粉制備系統可分為直吹式制粉系統和中間儲倉 式制粉系統兩種。前者是指煤粉經磨煤機磨成煤粉后直接吹入爐膛，后者是將磨好的 煤粉先儲存在煤粉倉中，然后再根據鍋爐的運行負荷的需要，從煤粉倉經給煤機送入 爐膛燃燒。在現代燃煤鍋爐中，它已成為與鍋爐燃燒設備共同組成的不可分割的燃燒 系統整體的重要部分。鍋爐的安全經濟運行與制粉系統的良好設計、布置及其運行情 況密切相關。國內相關設計有：廣西電力工業勘察設計研究院：國

12、電永福發電2X 300MV機組擴建、員村熱電廠擴建工程。東北電力設計院：華潤電力拉薩燃機電廠新建工程、 魯能寶清電廠新建工程（2 600MW。青島捷能電力設計公司廣東俊富集團熱電廠制粉 系統制粉系統設計的主要任務是進行磨煤機的優化選型，合理選擇制粉系統型式及其 各種輔助設備和部件，進行管道的合理布置設計以及進行整個系統和設備的參數計 算，以使制粉系統能適應煤的特性，具有良好的運行性能和技術經濟指標。第一章 概述1.1設計任務概述電廠鍋爐制粉系統設計是火電廠生產系統初步設計的一個重要內容，本次設計就是根據清河電廠600MW機組工程鍋爐容量和燃用煤種，選擇適合的制粉設備，擬定制粉系統，并通過燃料計

13、算、制粉系統的熱力計算、設備選型校核計算、空氣動力計算確定相應的設備。并根據選擇結果畫出相應的燃燒系統圖和設備布置圖。使學生了解燃燒系統整體設計過程，設備選型過程，并鍛煉手工和電腦繪圖能力。1.2原始資料1.21煤種和鍋爐的已知資料：表1.1煤種資料項目單位設計煤種校核煤種工 業 分 析收到基低位發熱值Qnet.arkJ/kg1295011980收到基全水份Mt%29.931.0收到基灰份Aar%20.1721.49干燥無灰基揮發份Vdaf%49.6749.72空氣干燥基水份Mad%19.0716.82兀素分析收到基碳Car%35.7533.53收到基氫Har%2.332.32收到基氧Oar%

14、10.7410.49收到基氮Nar%0.680.67收到基全硫St.ar%0.430.50可磨性系數HGI-5361沖刷磨損指數Kc1.322.27游離SiO255.2959.02灰變形溫度DT T1C12601220灰軟化溫度 ST T2C12901250灰半球溫度HTC13101280灰熔化溫度 FT T3C13701310鍋爐資料：遼寧清河發電有限責任公司現裝機 1200MW，由4臺100MV及4臺200MVB組組 成。本期工程安裝1X 600MV超臨界燃煤汽輪發電機組。鍋爐：超臨界、變壓運行直流爐、帶啟動循環泵、單爐膛、一次再熱、平衡通風、 對沖燃燒、緊身封閉、固態排渣、全鋼構架、全懸

15、吊結構n型。鍋爐型號：HG-1900/25.4-YM3鍋爐主要熱力參數如下表：表1.2鍋爐主要熱力參數名稱單位BMCRBRL/TRLTHA過熱蒸汽流量t/h190017981664過熱器岀口蒸汽壓力MPa(g)25.5025.3725.2過熱器岀口蒸汽溫度oC571571571再熱蒸汽流量t/h161415241423再熱器進口蒸汽壓力MPa(g)4.774.494.21再熱器岀口蒸汽壓力MPa(g)4.584.314.04再熱器進口蒸汽溫度oC320.3313.8306.4再熱器岀口蒸汽溫度oC569569569省煤器進口給水溫度oC284280.1275.4預熱器岀口一次風C390379.

16、4365.6預熱器岀口二次風C365357.2345.6空氣預熱器岀口未修正C154.45150.02144空氣預熱器岀口修正后C148.3143.9138.1名稱單位BMCRBRL/TRLTHA燃料消耗量t/h423.6404.3378.6計算熱效率按低位發熱量%92.1392.3692.66保證熱效率按低位發熱量%91.8截面熱負荷MW/m24.05容積熱負荷kW/m371.06燃燒器區域熱負荷kW/m21.405一次風率%36.7爐膛岀口過剩空氣系數-1.191.191.22當地自然條件：遼寧清河發電有限責任公司位于遼寧省鐵嶺市清河區清河鎮內，屬遼寧省鐵嶺市管轄，為獨立的鐵嶺市清河區長大

17、鐵路的東側，西距開原市約9km離清河水庫3.5km, 并有鐵路與國鐵相連，廠區北側為住宅區，與清河鎮連為一體。廠區西側是儲煤區， 卸、運煤設施均布置在這里。遼寧清河發電有限責任公司位于東北電網的中心，向沈陽、撫順、鞍山、遼陽、 四平等工業地區供電，是東北電網的主力電廠之一。從開原市有公路直通清河鎮，公 司內部鐵路與中長線國家鐵路相連，交通非常便利。遼寧清河發電有限責任公司廠區屬丘陵溝谷地帶，自然地形較為復雜。廠區南北兩側均為山坡，中部較為平坦，但自西向東傾斜，向溝外呈簸箕形分布。主廠房位于 沖溝北側坡度為60%。-72 %。的坡地上，建設時為適宜地形變化，減少開挖土方量，廠 房內4X 100M

18、VB組的零米與4X 200MW機組的零米按地面標高不同而相差 2.5m,主 廠房零米比兩側鐵路站場高79m主廠房及廠區不受水庫潰壩的影響。遼寧清河發電有限責任公司處在平原與丘陵交匯地區，該地區屬寒溫帶季風型大陸性氣候，全年主導風向為南及西南風。最大凍土深度-1.43m。年平均氣溫6.5最低氣溫-36.6c年平均相對濕度66 %年平均降水量671 mm年平均蒸發量1764.0 mm年平均風速3.6 m/s最大凍土深度-1.43 m37.9c最高氣溫1.3 設計思想和思路 制粉系統設計的任務總的來說是根據鍋爐燃用的煤的特性和鍋爐采用的燃燒設 備來選擇制粉系統和磨煤機的形式和參數，并對制粉系統范圍內

19、的其它設備，部件， 管道及元件進行合理選型， 布置和計算， 以保證制粉系統具有良好的運行性能和技術 經濟指標。制粉系統必須按照電廠鍋爐實際燃用的煤種進行設計。應當預先取得有代表性 煤種進行必要的分析核定煤樣的煤種歸屬。 除此之外還必須校核煤種。 校核煤種的特 性不應與設計煤種相差過大。對于校核煤種的分析化驗要求與設計煤種相同。1.4 設計方法概述 制粉系統的設計主要是從鍋爐的燃煤量以及煤種的性質開始的。通過鍋爐的有 關數據以及煤種的特性來求出鍋爐每小時所消耗的燃煤量， 然后通過鍋爐每小時消耗 的燃煤量除以磨煤機的臺數以確定每臺磨煤機的出力來選取磨煤機。 選取完磨煤機后 要對其進行磨煤機的校核來

20、確定磨煤機的計算出力等， 然后對制粉系統進行干燥劑的 熱力計算以確定初始干燥劑量、 初溫、終溫等。 在制粉系統熱力計算完成后要對管道 進行布置和設計， 然后對其進行空氣動力計算來確定制粉系統總的壓降， 確定一次風 機。最后在選取制粉系統的一些輔助設備。以下是設計路線： 1 首先熟悉任務，閱讀資料，完成開題報告。 2 開始進行設計， 現根據煤種成分進行燃燒計算， 主要為了求的燃燒所需空 氣量和燃煤量， 用于確定一次風機、 送風機等的容量和磨煤所需出力， 根據煤種選擇 磨煤機，并確定制粉系統形式，根據不同的煤種應選用適合的磨煤機類型。 3 制粉系統擬定之后， 根據鍋爐燃燒起類型和技術規定確定磨煤機

21、臺數， 然 后根據鍋爐每小時耗煤量和臺數，綜合考慮處理賦予系數來確定磨煤機的磨煤出力， 按此處理預選磨煤機型號，按型號小河磨煤機處理是否滿足鍋爐耗煤量的要求。 4 磨煤機和制粉系統確定下來之后， 應確定制粉系統所需干燥計量， 初溫和 組成成分， 這需要進行之分系統熱平衡計算， 還要綜合考慮煤粉的爆炸特性， 制粉系 統出口是否結露等問題，不同的制粉系統形式有不同的計算方法。 5 以上參數計算完之后， 需根據同類型勢的制粉系統的典性的設計來布置管 道，確定管道長度和初步擬定制粉系統草圖， 并根據各段不同管道的推薦流速來計算 管徑。 6 需要進行制粉系統空氣動力計算來確定制粉系統管道的全壓降， 根據

22、計算 結果選擇一次風機和排粉風機， 空氣動力計算比較復雜， 需對此類制粉系統管道布置， 管道彎頭，輔助設備位置，此間需要到設計院熟悉系統布置； 7 制粉系統還有許多其他輔助設備和部件需要選擇和校核。 8 繪制制粉系統圖， 煙風系統圖和制粉系統設備布置斷面圖， 至少需手工繪 制一張。第二章鍋爐燃煤量確實定2.1煤種的燃燒計算在對鍋爐的燃料量進行確定前要先對所選用的煤種的成分及其主要特性進行分 析。燃料特性是鍋爐設計、運行的基礎。對于不同的燃料，要相應采取不同的燃料設 備和運行方式。由已知的煤種的成分可以清清楚楚的指導清河發電廠擴建600MW機組工程所燃燒的煤種屬于易燃的煤種。由于燃料計算是鍋爐機

23、組計算的重要基礎，是鍋爐機組設計計算的重要組成部分，因此在進行鍋爐燃煤量確實定之前要對煤種進行計算，以確定1kg的煤種燃燒時所消耗的空氣量以及產生的煙氣量。煤種的成分(收到基):碳Car35.75%氫Har2.33%硫Sar0.43%氧Oar10.74%氮Nar0.68%灰Aar20.17%水M ar29.9%1kg煤種燃燒時消耗的空氣量計算1kg收到基燃料完全燃燒時需要從空氣中取得的理論空氣量為V0 1.866CaL 0.7 -SaL 5.56 也 0.7OaL 0.21 100 100 100 1000.0889(Car 0.375Sar) 0.265Har 0.0333Oar=3.449

24、Nm3 /kg1kg收到基燃料完全燃燒時需要從空氣中取得的實際空氣量為V V0 =4.622Nm3 /kg式中：鍋爐路口的過量空氣系數， =1.341kg 煤種燃燒時產生的煙氣量計算1kg 收到基燃料完全燃燒產生的理論三原子氣體容積1.886Car 0.375Sar /100=0.67Nm3 /kg1kg 收到基燃料完全燃燒產生理論氮氣容積VN0 0.79V 0 0.8Nar /1003=2.717Nm3 /kg1kg 收到基燃料完全燃燒產生的理論水蒸汽容積VH O 0.111H ar 0.0124M ar 0.0161V 0=4.022Nm3 /kg1kg 收到基燃料完全燃燒產生的理論干煙氣

25、容積Vg0y VRO2 VN02=3.387Nm3 /kg1kg 收到基燃料完全燃燒產生的理論煙氣容積Vy0 Vg0y VH02O=7.409Nm3 /kg1kg 收到基燃料完全燃燒產生的實際煙氣容積 =1.34Vy Vy01V0 0.0161 1V0Vy0 1.0161 1V 0=8.0715Nm3 /kg鍋爐的燃料量確實定鍋爐的燃料量分為兩種，一種是實際燃料消耗量即單位時間內耗用的燃料量，用符號B表示；另一種是計算燃料消耗量即燃料消耗量扣除了機械不完全燃燒損失q4后，在爐內實際參與燃燒反應的燃料消耗量，用符號Bj表示。兩種燃料消耗量各有不同的用途。在進行燃料輸送系統和制粉系統計算時要用到燃

26、料消耗量B ;但在確定空氣量及煙氣容積等時則要按計算燃料消耗量BjB（1 乂）j 1002.2.1實際燃料消耗量計算B100Qr100QTDgr (hgrhgs)Dzr (hzrhzr )D pw(hpw=423.6 t h式中：B 實際燃料消耗量，t/h kg/sDgr 過熱蒸汽的流量，Dgr=1900kg/shgr 過熱器出 口蒸汽的焓，hgr =3397.518kJ /kghgs 鍋爐給水的焓，；hgs =1249.955 kJ/kgh zr 再熱器出口蒸汽的焓，h zr =3596.6279 ； kJ/kghzr 再熱器入口蒸汽的焓，hzr =2995.2266； kJ/kgDpw 排

27、污水的流量，Dpw在本次計算中不作考慮所以取 0；Qr 鍋爐輸入熱量，為對應于1kg固體或液體燃料輸入鍋爐的熱量，kJ / kg其計算式在下面QrQar,net,p i r其中:Qr 燃料收到基低位發熱量 Qr =12990.8kJ / kgir 燃料的物理顯熱，kJ / kgQwh 霧化燃油所用蒸汽帶入的熱量，kJ/kgQwr 外來熱源加熱空氣時帶入的熱量，kJ / kg。對于燃煤鍋爐來說，如果燃煤和空氣都未利用外部熱源進行預熱，且燃煤水分 Mar Qar,net,p 630,則鍋爐輸入熱量就等于燃煤收到基低位發熱量，即Qr Qr ,net,p 22990猱肘 kg2.2.2計算燃料消耗量計

28、算Bj B(1 q4/100)=419.304 th式中：Bj 計算燃燒量計算燃料消耗量，t/h kg/s ；q4 機械未完全燃燒損失，q4 =1%第三章磨煤機選型及制粉系統形式確實定3.1根據燃料量確定出力通過上一章的計算得出鍋爐每小時實際燃煤量是B 423.6 th，當單機容量為600MW的鍋爐機組時，本工程每臺鍋爐裝設 7臺磨煤機。6臺磨煤機在磨制設計煤種 時，磨煤機總出力考慮10餉力降低系數為鍋爐最大連續蒸發量時燃煤消耗量的 110% 7臺磨煤機在磨制校核煤種時，磨煤機總出力不考慮出力降低為鍋爐最大 連續蒸發量時燃煤消耗量的109%其選擇符合火力發電廠設計技術規程DL 5000-200

29、0 的要求。因此每臺磨煤機每小時磨制的煤量為Bz2423.6 =70.6 %3.2根據出力選擇磨煤機磨煤機按其轉速可分為三種類型：高速磨煤機，有豎井式錘擊式和風扇式； 中速磨煤機，有輥盤式平盤式、輥碗式RP型、球環式E型和輥環式MPS 型；低速磨煤機，有滾球滾筒式和鋼球錐筒式選用磨煤機形式是根據煤的性質、研磨細度要求、運行可靠性、設備的金屬消 耗量、初建投資、運行費用和鍋爐容量等。由于當煤種灰的收到基低于 40%，HGI不低于50，磨損指數Ke3.5時適合采用 中速磨煤機。通過上一節的計算得出每臺磨煤機每小時磨制的煤量70.6 t h。從清河電廠提供的煤質資料看，采用 HP磨是比較合適的。因H

30、P型中速磨煤機 正壓直吹式制粉系統結構緊湊，性能可靠，并且有較寬的煤粉細度可調范圍。同時， HP型中速磨煤機正壓直吹式制粉系統同其他型中速磨煤機正壓直吹式制粉系統及雙 進雙出鋼球磨煤機正壓直吹式制粉系統相比，其廠用電耗電少。由以上原因選取型號HP1103中速磨煤機，其基本出力為82 th。其參數詳見下表：表3.1 HP1103型中速磨煤機型號基本出力%每臺磨煤機最大空氣流量t/h電動機功率KW磨碗轉速r/minHP110391.7149.7685303.3校核出力磨煤機性能參數計算的一般原則磨煤機性能參數計算的目的是根據要求的磨煤機出力、通風量、煤粉細度等選擇適合的磨煤機型號。磨煤機出力包括碾

31、磨力、通風出力和干燥出力三種，最終出力取決于三者 中最小者。磨煤機設計最大出力是指磨煤機在鍋爐設計煤質條件和鍋爐設計煤粉細度 下的最大出力能力。該出力是通過給定的公式、圖表計算或試磨試驗得到的。 設計最 小出力是指考慮磨煤機的振動、允許的最小通風量下的風煤比計算給定的3.3.1碗式磨煤機HP碾磨出力校核碗式磨煤機HP碾磨出力計算公式如下碾磨出力 Bm Bm0 fH fR fM fA fg=80.016 th式中：BM 0 碗式磨煤機的基本出力，Bm 0 =91.71 h ；fH 可磨性指數修正系數，fH =0.969 ；fM 原煤水分修正系數，fM =0.77625;fg 原煤粒度修正系數，f

32、g =0.9 ；fA 原煤灰分，fA =0.9992。332磨煤機的通風量計算根據火力發電廠煤粉制備系統設計和計算方法中圖 4-4-2輪式磨煤機通風 量機阻力隨出力的變化，可知：當BM=80.016t/h時，磨煤機通風量為Q=149.7x0.87=130.23t/h3.3.3確定磨煤機型號火力發電廠設計技術規程DL 5000-2000中規定：中速磨煤機的出力應有備用 裕量，在磨制設計煤種時，除備用外的磨煤機總出力考慮10如力降低系數不小于鍋爐最大連續蒸發量時燃煤消耗量的 110%在磨制校核煤種時，全部磨煤機在檢 修前的總出力不應小于鍋爐最大連續蒸發量時的消耗量，此時每臺磨煤機計算出力為 Bm

33、77堤h其6臺磨煤機總出力為462%。本工程每臺鍋爐裝設7臺中速磨煤機。6臺磨煤機在磨制設計煤種時，磨煤機總 出力考慮10%B力降低系數為鍋爐最大連續蒸發量時燃煤消耗量的 110% 7臺磨 煤機在磨制校核煤種時，磨煤機總出力不考慮出力降低為鍋爐最大連續蒸發量時 燃煤消耗量的109%其選擇符合火力發電廠設計技術規程 DL 5000-2000的要求， 故HP1103型磨煤機符合要求。3.4根據制粉系統選定原則選擇制粉系統形式制粉系統的選擇，主要是根據煤的性質、磨煤機形式、鍋爐形式及容量和負荷 性質等因素來確定的。磨煤機形式選定后，要結合鍋爐的燃燒要求，選擇相應的制粉 系統。目前普遍采用單元制的制粉

34、系統，即每臺鍋爐單獨地配置一套制粉系統。還有 集中制的制粉系統，即把磨煤機集中設置于一個地點，并由此把每份送往各臺鍋爐， 它只有在一些特殊要求下，或者是經過技術比較證明其確實優越時才選用的，一般很少采用。單元制的制粉系統分為兩大類：一類是中間儲倉式制粉系統，即磨成的煤粉 先儲存在中間煤粉倉內，隨后根據負合要求再由煤粉倉送入爐膛， 按送粉介質分為干 燥劑乏氣送粉和熱風送粉；另一類是直吹式制粉系統，即磨成的每份直接吹入爐 膛，一般配用高速和中速磨煤機，只有對基本負荷比較穩定的鍋爐， 才可以采用低速 磨煤機。本次設計的制粉系統的形式選擇直吹式制粉系統，但是按照按磨煤機內氣流所 處的通風壓力又可分為負

35、壓系統和正壓系統，而正壓系統又分為正壓帶熱一次風機和正壓帶冷一次風機。其中負壓式制粉系統最大的優點是不會向外漏煤粉，工作環境比較干凈而且還節省燃料，但是在這種制粉系統中，燃燒所需的煤粉均通過排粉風機， 因此對排粉風機的磨損較大，這不僅降低了風機的效率，還增加了運行電耗，維護費 用也增加了，系統的可靠性降低，因此不采用這類系統。正壓直吹式系統中，通過排 粉風機的是空氣，不存在風機磨損的問題，冷空氣也不會漏入系統，因此運行的可靠 性和經濟型都比負壓系統要高。但是在正壓直吹式系統中熱一次風機系統對其結構有 特殊的要求，而且其運行可靠性不如冷一次風機系統， 通風電耗也比冷一次風機系統 大。53.1.1

36、中速冷-統1 鍋爐 2空氣預熱器3送風機4 一次風機5 密封風機 6 中速磨煤機7粗粉別離器 8 給煤機9煤粉分配器 10 燃燒器11二次風箱通過以上種種篩選，本期工程的制粉系統形式決定采用正壓帶冷一次風機直吹式制粉系統。每臺鍋爐配7臺HP1103型中速碗式磨煤機，一臺備用，六臺正常工作第四章制粉系統熱力計算制粉系統熱力計算的目的是：確定磨煤機所需的干燥劑量，干燥劑初溫和組成。確定制粉系統終端干燥劑總量，溫度，水蒸氣含量和露點。對于按惰化氣氛設計的制粉系統，還要計算終端干燥劑中氧的容積份額。 并使之符合防爆規定。驗算送粉管道中風粉混合物溫度是否與所用煤種相適應。中速磨直吹式制粉系統的特點：大多

37、數采用熱風做干燥劑，輔以溫風或冷風調節，磨煤機對磨制每公斤原煤的干燥劑量已為磨煤機的通風量所限定，根據制造廠提供的通風量數據或特性曲線可以求得額定負荷及各種負荷下的干燥劑量。熱力計算主要是求干燥劑的初溫度t。對于正壓直吹式系統，熱力計算要考慮到密封風的影響 4.1確定初始干燥劑量初始干燥劑量確實定干燥劑量是以每公斤原煤所需的干燥劑的質量來計算的。進入磨煤機的干燥劑量g1的大小，取決于干燥能力的要求，其總量也受到 磨煤機通風量和鍋爐一次風量的制約。在確定干燥劑量時，須使其量的大小能同時滿 足干燥，通風和鍋爐燃燒的要求。中速磨直吹式制粉系統初始干燥劑量確實定，按照下面的公式來計算gi36 Qr_m

38、vL VBom0=1.97 kg / kg式中：g1 進入磨煤機的干燥劑量，kg / kg ;ri 一次風率；1 爐膛出口過量空氣系數 1.194.2 確定干燥劑初溫4.2.1 制粉系統熱平衡計算： 制粉系統熱平衡計算是認為在制粉系統起始斷面輸入之總熱量與終端斷面帶出 和消耗的總熱量相等，即 qin qout ，用以求出組成干燥劑的各種氣體份額及干燥劑的 初溫度 t1 。熱平衡計算涉及干燥劑初溫、終溫、干燥劑及燃料比熱容、干燥劑的組成、磨 煤機工作時產生的熱量及散熱損失、 系統的漏風率等確實定。 假設本制粉系統干燥劑 的組成為熱風，所以計算制粉系統起始斷面輸入之總熱量與終斷面帶出和消耗之總熱

39、量如下 :4.2.1.1 制粉系統干燥磨制 1kg 煤輸入總的熱量 qin制粉系統干燥劑磨制1kg煤輸入的總熱量qin為qinqag1 qle qs q mac其中：qag1 干 燥 劑 的 物理 熱 ， 由 于 假設 本 制粉 系 統 的 干 燥劑 僅 為空 氣，qag1cag1t1g1 kJ /kg ，式中：Cagi 在ti溫度下始端各成分干燥劑加權平均質量比熱容，由ti確定。qmac 磨煤機工作時碾磨機械所產生之熱量。 磨煤機工作時，部分機械能轉變為熱能。研磨機件所產生的機械熱按下式計算：qmac 3.6Kmace=64.8kJ/kg其中：Kmac 機械熱轉化系熱，因其為中速磨，取Kma

40、c 0.6 ；e 單位磨煤電耗，取 e 30.3kJ/kg。qs 密封軸封風的物理熱。3.6Qsqs cstsBm1.21kJ/kg其中：Qs 密封風的質量流量，取 Qs 1.0005kg/sts 密封風溫度，ts = 20 oC。cs 在溫度為ts時之濕空氣比熱容，cs = 1.013 kJ kg.oC。qg 漏入冷風的物理熱qie klecletle g1=0其中：kle 漏風系數，中速磨煤機正壓直吹式系統kle =0。tle 漏入冷空氣的溫度，為環境溫度。Ge 相應于tle下的空氣比熱容，kJ kg.oC。4.2.1.2制粉系統干燥劑磨制1kg煤帶出和消耗的總熱量qut制粉系統干燥劑磨制

41、1kg煤帶出和消耗的總熱量qout的計算:qout qev qag2 q f q5其中：(1) qev 蒸發原煤中水分消耗的熱量qev M 2500 1.867t24.187tc468.95kJ / kg式中：t2 設備終端溫度，取經驗值t262 Ctrc 原煤溫度，trc 0 CM 所干燥的水分，通過公式計算得:M ac M pc100 M PC0.1848kg / kg(2) qag2 乏氣干燥劑帶出熱量qag21 Kle g13.6Qs.Ca2t2BM129.04kJ / kg式中:Ca2 在t2下濕空氣的比熱容，查t2得Ca2 1.0133kJ /(kg0C)qf 加熱燃料消耗的熱量q

42、f100 Mar100Cdc4.187M PC100 Mpct2t rcqunf81.26kJ / kg式中：Mpc 煤粉水分，Mpc 14% ;trc 原煤溫度，trc 20 C；Cdc 干燥煤的比熱容，Cdc 1.247kJ/(kgC);Mar 收到基水分，Mar 29.9% ；t2 設備終端溫度，取經驗值t262 C；qunf 原煤解凍需要的熱量，kJ / kg，對于平均溫度在0C以上或在0C以下又解凍庫的可取 0。q5 設備散熱損失，直吹式制粉系統設備散熱損失按下式計算：q5 0.02qin kJ /kg4.2.1.3 列平衡方程列平衡方程確定 t1 ：qag1 qle qs q ma

43、c qev qag 2 q f q5解方程得一般表達式：t1 (qev qag2 qf qs qle q s qmac ) / Cag1g1解得 ： Cag1t1 362.763查火力發電廠煤粉制備系統設計和計算方法表 5-5-1 ，由十字交叉算法得在 ti為348C時Cagi為1.035kJ/(kg C)。引入冷風來調解溫度，防止煤粉爆炸。最終確定 設計系統干燥劑為以熱風為主，以冷風調節的二介質系統。4.2.2 確定干燥劑初溫干燥劑初溫 ti 是根據干燥劑的組成和其他已知條件并作出一些假定來解方程得 到的；得到的結果還應進行驗算， 使原來的假定值與計算所得值的誤差在允許的范圍 內。同時，最終

44、確定的 ti 還應符合系統帶入的熱量與帶出的熱量相等的熱平衡原則。由于采用熱空氣作為干燥劑，因此列出以下輔助方程：rhachatharla cla tla cagiticagitcagi cha rha cla rla其中：tha、tia 分別為熱風和冷風的溫度，tha 379 C, 20 Crha、 rla 分別為熱風，冷風在干燥劑所含質量份額Cha、Ga 分別為熱風，冷風在其相對應下的比熱容，其中%1.037kJ/(kg. C) , q 1.012kJ/(kg. C)由下面這些式子解得方程組得：rha 0.92rla 0.08cag11.035kJ/(kg. C)t,350 C干燥劑初溫t

45、i校核:348 350 0/%3500.5%5%因此干燥劑初溫校核結果在可接受范圍內4.3干燥劑組成成分4.3.1設備末端干燥劑參數的計算質量：g21la kie giM=2.23kg/kg體積：V1 Kiegi_M_V1.285 0.804=1.825 m3/kg密度：g2V刁=1.22 kg/m3實際體積： 對V2進行溫度和壓力修正， 對于每公斤原煤101.3 273 t2其中:Pa為當地大氣壓為109.651kPa 4.3.2含濕量絕對濕度計算由于用空氣作干燥劑，因此每公斤干燥劑含濕量為:d2g1 (1la kie)d1000 Mg1 1 kie(r1kie)d1000=115.34 g

46、 / kg式中：d 空氣的含濕量，取d 10 g/kg因此根據含濕量，查空氣含濕量與露點表，查得：tdp 57 C因此取t2min =62 C，由于不會結露，因此滿足要求。4.3.3終端干燥劑的含氧量計算確定作為干燥劑的空氣中氧的容積Vda,O2rhariak g1 0；=0.317確定終端干燥劑中氧的容積份額rag2,O2沁100%rha r la kie -Mg11.2850.804=17.98%由于干燥劑含濕量=d 115.34g/kg符合防爆要求，貝U按非惰化氣體設計的制粉系統，不必進行終端干燥劑含氧量的計算。4.4干燥劑核算出力及風機容量確定441干燥劑出力校核磨煤機干燥出力BM,d

47、應等于或略大于碾磨出力Bm，當BM,d大于Bm 10%以上時, 干燥出力有裕量，可適當降低干燥劑初溫；當 Bm ,d小于Bm時干燥出力不足，適宜采用提高干燥劑初溫J的方法，并最終到達磨煤機后干燥介質量與磨煤機通風量一致 不應在允許范圍外增大干燥劑量的方法來提高干燥出力。磨煤機的干燥劑出力按下式計算：Bm,dQvIOOCV2=81.41 t/h式中：Qv 磨煤機的通風量，t/hV2 對于每公斤原煤干燥劑的實際體積，m=413794.16 m /h式中：Bb 鍋爐額定負荷下燃煤量，t/hZFan 風機臺數；le 冷空氣密度，kg/m3ie.AM 空氣預熱器漏風率，%/kg ;校核磨煤機出力，% 8

48、1.41 80 % 1.7% 10%，所以符合要求。804.4.2制粉系統容量確實定制粉系統一次風機的容量的計算QcalBbZgharlaZ Fan le0.0075 ie.AM Mg 103Mg 空氣預熱器進口處每公斤煤產生的煙氣質量，其計算式為0.272NarMg 0.0367(Car 0.375Sc, ar )kq4 8.174(4.336 1)V0 9Har M ar =9kg/kg所以由上式，根據容量，一次風機選擇動葉可調軸流式為最正確。第五章 制粉系統空氣動力計算及相關風機選型制粉系統空氣動力計算的目的是確定制粉系統管道及其元件，設備、部件總的 全壓降，選擇一次風機或排粉機設計，并

49、保證以合適的氣流速度輸送煤粉。制粉系統各管道的計算和選擇一次風冷風道計算：一次風機入口段根據火力發電廠制粉系統設計計算技術規定其推薦流速為10-12m/s取v=10m/s煤種燃燒時所需要的一次風量為Qv 1Q.9m7x423.961x15040.04/3m600H/1.203=192.68m3 /s截面積為2A QV /2/0.8=12.043m2 根據“大型火電廠管道選擇規定 ”選擇矩形管道 3000 4000 m m 檢驗：實際流速w Qv/A=10.035 m/&在推薦范圍內。一次風機出口段與入口段相同。一次風旁路通調溫風管道根據火力發電廠制粉系統設計計算技術規定知推薦流速10-12m/

50、s,取v=10m/s,則風量為Qpw rla Qm 1097.6534m3 /s截面積2A Qpw /v=0.96m2 根據“大型火電廠管道選擇規定 ”選擇矩形管道 1000 800mm 檢驗：實際流速w Qv/A=12 m/s。在推薦范圍內。5.1.1.4旁通風支管根據火力發電廠制粉系統設計計算技術規定其推薦流速10-12m/s,取v=10m/s,則風量為Qm % Qpw 179=3：696 m3 /s截面積為A Q /v=0.321m2根據大型火電廠管道選擇規定”選擇圓形管道 630 3檢驗：實際流速w Qv/A=11 m/s。在推薦范圍內。一次熱風道計算5.1.2.1熱一次風管道根據火力

51、發電廠制粉系統設計計算技術規定其推薦流速15-25m/s取v=25m/s，則風量為Qha ha Qm / 3=238.015m/s截面積A Qha /v=9.52 m2根據大型火電廠管道選擇規定”選擇矩形管道3200 3000 m檢驗：實際流速w Qv / A=24 m/s。在推薦范圍內。5.1.2.2熱一次風支管根據火力發電廠制粉系統設計計算技術規定其推薦流速15-25m/s,取v=21m/s，則風量為Qm 16 Qha 57338304/ s截面積A Qvv=3.52m2根據 大型火電廠管道選擇規定”選擇鉅形管道2200 1600mm檢驗:實際流速w Qv/A=19.13 m/s。在推薦范

52、圍內。5.1.2.3進磨煤機混合風根據火力發電廠制粉系統設計計算技術規定其推薦流速 15-25m/s取v=20m/s，則其體積量為V3V - =68.81 m / s6截面積為A % =3.52m2根據 大型火電廠管道選擇規定”選擇鉅形管道2200 1600 mm檢驗：實際流速w Qv / A=19.54 m/s。在推薦范圍內。5.1.3二次風風道計算5.1.3.1風機進口段根據火力發電廠制粉系統設計計算技術規定其推薦流速10-15m/s取v =10m/s,則其體積流量為Qv Qm20487H832sH截面積A Q% =13.5m2根據大型火電廠管道選擇規定”選擇鉅形管道4500 3000mm

53、檢驗：實際流速w Qv/A=10.9 m/s。在推薦范圍內。5.1.3.2風機出口段冷風道與入口冷風道選取同種管道5.1.3.3二次熱風道根據火力發電廠制粉系統設計計算技術規定 其推薦流速15-25m/s取v =25m/s.則其體積流量為截面積A Qv v =12.5m2根據大型火電廠管道選擇規定”選擇鉅形管道4000 3200mm檢驗:實際流速w QV / A =24.41 m/s。在推薦范圍內。5.1.4密封風管道計算5.1.4.1密封風主管根據火力發電廠制粉系統設計計算技術規定其推薦流速13-25m/s取v=14m/s，則密圭寸風體積流量為Qv Qm /4.634m3 s s截面積為A根

54、據大型火電廠管道選擇規定Qvv =0.68814m2”選擇園形管道720 x 3mm此時截面積為檢驗：A d；0.384 m2實際流速w QV / A =23.6 m/s。在推薦范圍內 5.1.4.2密封風支管根據火力發電廠制粉系統設計計算技術規定其推薦流速13-25m/s取v=19m/s,貝U密封風體積流量為截面積0.717/$A Q/v 0.055m2根據大型火電廠管道選擇規定”選擇園形管道273X6mm此時截面積A=0.053m24檢驗：實際流速w QV /A=19.2 m/s。在推薦范圍內。5.1.5送粉管道計算根據火力發電廠制粉系統設計計算技術規定其推薦流速22-28m/s取v=25

55、m/s,則送粉的體積流量為Q(_3.6_QsM Bm ) 101.3 (273 t?)v 1.2850.804 3.6)273 hap=46m3 /s截面積A Qv =0.35 m25v根據 大型火電廠管道選擇規定”選擇園形管道650X 10mm此時截面積d22A=0.31 m4檢驗：實際流速w QV /5A=28 m/s,在推薦范圍內。5.2各段摩擦阻力以及各部件及設備的局部阻力計算制粉系統各段摩擦阻力計算：電廠的制粉系統包括一次風道、磨煤機、送粉管道三部分，下面逐一地計算各部 分的摩擦阻力和各個部件及設備的局部阻力進行計算。5.2.1直吹式制粉系統一次風道阻力計算521.1次風機入口段吸風

56、口30入口面積F=12m2孔口面積 F,=11.61m2阻力系數查表知0.5842流速Vycc/2 Fl 3600 10.03m/s2動壓 hA 9.8一 ycr 17BCE9BPa2阻力 hjhA 49.S7 Pa一次風機入口 900彎頭垂直平面阻力系數查表知0.651截面積F=12m2流速Vycc/2 F,360010.03m/s2動壓 hA 9.8一 ycr 6d.9P&a2阻力 h1hA 39.25 Pa變徑管(收縮)截面積F=6m2流速Vycc/2 F1360022.18m/s動壓hA9.82YCR982Paa阻力 h,hA 39.26 Pa沿程阻力a摩擦阻力系數查表知0.02長度L

57、=10m當量直徑de 3.43m截面積 Fm2流速VYCC / 2 F, 360010.03m/s2動壓 hA 9.8 sfr 79?486Pa2阻力 h4 hA 6.78Pade一次風機暖風器阻力hs 360Pa一次風機消音器阻力h6150Pa本段總阻力：Hi 631.78Pa521.2 次風機出口至空氣預熱器入口段變徑管擴散截面積 Fi 7.065m2截面積 F212m2a0.17, p1.01阻力系數a p0.17流速VYCC /2 F1 360019.80m/s動壓hA9.8-2一 YCC 223.37 Pa2阻力h1hA 37.97Pa一次風機出口 90彎頭水平轉垂直截面積F=12m

58、2流速Vycc/2 F, 3600 10.03m/s2動壓 hA 9.8 YCC 60.15Pa2阻力h2hA 63.15Pa(3)分流三通阻力系數 0.6截面積F=12 m2流速Vycc/2 F, 3600 10.03m/s2動壓 hA 9.8 YCC 77.42Pa2阻力h2hA 46.45Pa變徑管擴散截面積F,12m截面積 F218.72 m2阻力系數a p 0.2流速Vkyr/2 F,36009.76m/s截面積 Fj=12m2流速Vycc/2 F1 3600 10.03m/s2動壓 hA 9.8一 YCC 77.42Pa2阻力h5 hA9.033 Pade內撐阻力a2h625.4

59、L9.8 53.88Pa30.4820.3風門阻力系數查表知0.5截面積F=12m2流速Vkyr/2 F 360010.03m/s動壓hA29.8 -2KYR60.15Pa阻力hshA 30.07Pa本段總阻力7H 2hi 247.43Pai 75.2.1.3空氣預熱器出口至磨煤機入口段(1)空氣預熱器出口 900收縮彎頭垂直轉水平阻力系數查表知0.9975截面積F=16.2m2流速.Vycc/2 F 360025 m/s2動壓 hA 9.8 kyr 162Pa2阻力 ghA 162Pa(2)90彎頭阻力系數查表知0.97截面積F=16.2m2流速VYCC / 2 F 360025 m/s動壓

60、hA29.8 KYR 162Pa2阻力 h2 hA 157.14Pa轉彎分流三通截面積F=16.2m2進口流速VYCC / 2 F 360025m/s出口流速Vycc / 3 F 360014m/s流速比00562三通阻力系數查表知0.6動壓hA29.8kyr 165Pa2阻力h3hA 99Pa(4)分流三通垂直平面截面積F=18m2進口流速 10.4VkycFi15.mm/s出口流速0.2Vycc /F28 m/s流速比21 00538三通阻力系數查表知0.3動壓hA 9.82KYR263Pa阻力h4hA 18.9Pa(5)合流三通截面積F=16.2m2截面積f=3.52m2進口流速 10.