中國石油大學（華東）本科畢業設計（論文）PAGE摘要油泥砂是油田生產中產生的一種半液態，半固態廢棄物，對環境有害。循環流化床鍋爐以其環保，高效，燃料適應性得到廣泛應用。油泥砂經過固化處理后，可以在循環流化床鍋爐內燃燒。本課題擬通過采用在燃煤流化床鍋爐中摻燒油泥砂的方法，來對其進行無害化和資源化處理。但油泥砂的燃料特性與煤相比有較大的差別，因此對鍋爐摻燒15%的油泥砂后，重新進行了熱力計算以確定摻燒油泥砂對鍋爐性能的影響。計算結果表明，摻燒后混合燃料的熱值比原燃料的熱值低，從而引起燃料消耗量增加，各煙道傳熱量降低，煙氣溫度降低，傳熱溫差減少。由于傳熱量的減少，蒸汽出口溫度有稍微地降低。雖然各主要項參數都降低了，但不影響鍋爐的正常運行。關鍵詞：循環流化床鍋爐；油泥砂；熱力計算中國石油大學(華東)本科畢業設計（論文）PAGEAbstractOil-sandisonekindofsemiliquidstateandsoliditydiscardedobjectthatcomeintobeinginthemanufactureintheoilfield.Itispernicioustotheenvironment.Circulating-fluidized-bedboilerwithsuchenvironmentalprotection,highefficiencyandfueladaptivenessobtainstheextensiveuse.Thistopicadoptedthemethodofusingthemixtureofoil-sandandcoalasfuelinthecirculating-fluidized-bedboilburning,thepurposeofwhichistodisposeoftherubbishharmlessly.Butasthecharacteristicofoil-sandandcoalisverydifferentfromeachother,wemixedthefuelwith15%oil-sandandredidthethermodynamiccalculation,tomakesureitsinfectionontheboilerperformance.Theresultofthecalculationshowedthatthecalorificvalueoffuelmixturesreduced.Sotheconsumptionoffuelincreasedandthetemperatureoffuelgasandtransmittingheatquantityineachsegmentoftheboilerreduced.Thedifferenceintemperatureofheattransmittingreducedlikewise.Temperatureofsteamventdecreased,becausetransmittingheatquantityineachsegmentoftheboilerreduced.Althoughvariousmainparameterswhollycutdown,boilerisfailure-freeoperation.Keywords：Circulating-fluidized-bedboiler;oil-sand;thermodynamiccalculation目錄_Toc106863088""第1章前言··········································································································1第2章鍋爐尺寸及受熱面面積計算··································································4第3章油泥砂與煤混合燃料的特性分析與計算············································113.1收到基元素分析和干燥無灰基工業分析··········································113.2過量空氣系數及各煙道漏風系數·······················································113.3空氣量及煙氣量計算···········································································123.4流化床鍋爐各項熱損失的選取···························································123.5各段煙道煙氣特性···············································································133.6空氣和煙氣焓溫表···············································································16第4章循環流化床鍋爐摻燒15%油泥砂后的運行特性計算··························174.1鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算···························································174.2濃相區埋管傳熱計算···········································································184.3稀相區傳熱計算···················································································194.4防渣管傳熱計算···················································································234.5高溫過熱器傳熱計算···········································································254.6低溫過熱器熱力計算···········································································294.7省煤器傳熱計算···················································································314.8空氣預熱器傳熱計算···········································································344.9熱平衡校核···························································································364.10熱力計算結果匯總···········································································374.11摻燒油泥砂前的熱力計算結果匯總·················································38第5章摻燒后的鍋爐性能變化規律······························································395.1循環流化床鍋爐燃燒特性分析···························································395.2循環流化床鍋爐摻燒油泥砂前后的比較···········································39第6章結論與建議····························································································426.1結論·······································································································426.2建議·······································································································42致謝······················································································································43參考文獻··············································································································44 前言PAGE44前言我國能源消耗以煤炭為主，并且我國的煤炭大部分都是劣質的，對環境污染嚴重。循環流化床技術是一種介于層然和煤粉氣力輸送間的燃燒方式。它利用顆粒固體在一定條件下被氣力托起，整體顯出流體性質。我國從八十年代開始研制循環流化鍋爐，為了解決燃用地方廉價劣質煤炭和污染超標問題，為了滿足集中供熱的需求，國內已經建成和將要建設一大批50MW以下的循環流化床鍋爐熱電廠。循環流化床燃燒技術是近二十五年發展起來的一種新型的清潔燃燒技術。循環流化床鍋爐具有燃料適應性廣，可以燃用一般動力煤，也可以燃用煤洗選下來的煤矸石、洗中煤和煤泥等，也可以燃用石油焦和造氣爐渣等劣質燃料。循環流化床鍋爐具有環保性能好、燃燒效率高、NOx排放低，還可以實現爐內高效脫硫、鍋爐負荷調節范圍大，灰渣易于綜合利用等優點。在未來的很長一段時間內，循環流化床燃燒技術在我國燃煤技術領域內將是最適用和最現實的高效低污染燃燒技術,因此循環流化床燃燒技術能很好的解決我國能消耗中存在的問題。油泥沙是油田在生產過程中產生的半液態、半固態的廢棄物，對土壤、水源以及大氣環境等具有較大的危害，需要進行無害化處理。它既是廢物又是寶貴的二次資源。目前國內外的多個油田和一些科研單位都對油泥砂的治理做了大量研究工作，取得了一定進展，提出了許多油泥砂無害化處理和資源化處理的方法，如：焚燒法、分離法、生物降解法，但由于許多方法不具備簡單易行、經濟實用和普遍適用性，難于廣泛推廣應用。從充分利用能源和環境保護的要求出發，適用于直接在鍋爐中摻燒。由于油泥砂是粘稠狀半液體物質，不能自主燃燒，直接用作燃煤鍋爐燃燒是絕不可行。但如果能對其作改性處理，使其轉化為固體物質，且能自主燃燒就可以用作燃煤鍋爐的燃料。在我國已經有人做過這樣的試驗，采用專用設備用固化劑對油泥砂固化，固化后為棕黑色粉末和細小顆粒的混合物，與鍋爐燃煤混合后，可正常用于鍋爐燃燒。經試驗，通過調整固化劑配方，改種固化物可以實現從粉狀到顆粒狀、塊狀的各種狀態。對于燃燒效果是否影響燃煤鍋爐的正常運行，經一下分析可以得出結論：一般鍋爐燃煤發熱量為4000~6000大卡，油泥砂含量一般在10~20%,按發熱量1000大卡計，經固化后于燃煤按1：9混合后發熱量為正常鍋爐燃煤發熱量的92.5%左右，一般燃煤發熱量按5000大卡計算，固化后發熱量可達4625大卡，完全可以滿足鍋爐對燃料發熱量的要求，對鍋爐的燃燒和發熱量不會造成太大的影響。因此，在可以在鍋爐中摻燒油泥砂。勝利油田已付出了實踐，得到很好經濟效益和社會效益。他們將固化油泥砂與鍋爐燃煤混合，按正常燃煤程序進入燃煤鍋爐燃燒。燃燒后廢渣按燃煤廢渣用作建材原料，廢氣經燃煤鍋爐除塵系統除塵達標后排入大氣2003年2月、2003年7月至11月份，對勝利油田現河采油廠、勝利采油廠、東辛采油廠、孤島采油廠清罐清出的油泥砂進行了固化處理，處理量共5000噸。固化后的油泥砂呈現松散的固態，無粘性，無臭味。固化處理完成的油泥砂產品，自2003年11月20日開始，分別在勝東社區錦華鍋爐房、世嘉建材廠鍋爐房、勝大集團化工二廠熱力分廠鍋爐房進行了焚燒試驗。2003年12月1日至2004年1月30日在勝東社區錦華鍋爐房與煤摻合焚燒了500噸油泥砂固化物，2003年11月20日至2004年4月10日在世嘉建材廠鍋爐房與煤按多種比例摻合焚燒了油泥砂固化物300噸，2003年11月20日至2004年4月10日在勝大集團化工二廠熱力分廠鍋爐房與煤摻合焚燒了固化物1100噸。循環流化床鍋爐以其環保、高效和燃料適應性好受到歡迎，并得到廣泛應用。循環流化床鍋爐摻燒油泥砂是能源利用和環境保護很的結合方式。這種混燃鍋爐采用循環流化床燃燒方式，燃燒效率高，能顯著降低污染物的排放，降低煙氣對環境的污染，同時也減少了油泥砂對環境的污染，具有重大的現實意義。但油泥砂的燃料特性與煤相比具有較大的差別，因此需要對鍋爐摻燒不同比例油泥砂后，通過重新進行熱力計算來確定對鍋爐燃燒特性的影響。本文以一臺35t/h循環流化床鍋爐為例，討論摻燒15%油泥砂對鍋爐性能影響分析。該鍋爐是一種自然循環水管鍋爐，采用由旋風分離器組成的循環燃燒系統，爐膛為膜式水冷壁結構，過熱器分高、低兩級過熱器，中間設噴水減溫器，尾部設省煤器、空氣預熱器。其主要參數如下：額定增發量：35t/h;鍋爐工作壓力：3.82MPa；過熱蒸汽溫度：450℃；給水溫度：150℃；冷空氣溫度：鍋爐尺寸及受熱面面積計算第2章鍋爐尺寸及受熱面面積計算1.流化床尺寸垂直段高度：h=2.6m濃相區床高度：h=1.4m布風板有效面積：A=2.224.5=102.稀相區周界面積計算（1）側墻面積（2）前墻面積（3）后墻面積（4）爐頂面積（5）稀相區底部面積（6）稀相區周界面積（7）稀相區容積（8）稀相區有效輻射層厚度3.受熱面面積計算(1)埋管受熱面積計算埋管外徑；埋管總根數根第1排管子長度第2排管子長度第3排管子長度第4排管子長度光管受熱面積防磨片受熱面積修正系數=埋管總受熱面面積(2)埋管延伸段受熱面積計算埋管延伸段長度修正系數C=1.5埋管延伸段受熱面面積(3)稀相區水冷壁受熱面積計算1）前墻：水冷壁管長度；兩邊緣管子中心線距離（管子中心間距），(e為管中心至墻距離)，查線算圖，求得有效角系數前墻還有5.7m高度（）敷設了耐火層，這部分的受熱面積為（式中c為傳熱修正系數，取0.3）前墻受熱面積為2)后墻：水冷壁管長度兩邊緣管子中心線距離查線算圖，求得3)兩側墻：水冷壁管長度兩邊緣管子中心線距離查線算圖，求得4）煙窗：管子長度兩邊緣管子中心線距離；稀相區水冷壁總受熱面積計算稀相區水冷度(4)防渣管受熱面積計算管子長度兩邊緣管子中心線距離管子數n=19；管子外徑；有效角系數輻射受熱面積對流受熱面積煙氣流通截面積(5)高溫過熱器受熱面積計算管子規格；管子總根數n=49,每根管子長度；管子節距受熱面積煙氣流通截面積工質流通截面積有效輻射層厚度(6)低溫過熱器受熱面積計算管子規格；管子總根數n=50,每根管子長度；管子節距受熱面積煙氣流通截面積工質流通截面積有效輻射層厚度(7)省煤器受熱面積計算管子外徑管子節距；管子排數管子總片數受熱面積煙氣流通截面積有效輻射層厚度(8)空氣預熱器受熱面積計算管子規格；管子總根數n=2332,管子長度；管子節距受熱面積煙氣流通截面積空氣流通截面積油泥砂與煤混合燃料的特性分析與計算第3章油泥砂及煤混合燃料的特性分析與計算本文所研究的循環流化床鍋爐結構尺寸和運行負荷保持不變，只在劣質貧煤中加入15%的油泥砂。然后比較摻燒前與摻燒后鍋爐各項參數，確定摻燒油泥砂對鍋爐燃燒特性的影響。油泥砂約含20%的石油、30%水分，其他成分可視為灰分約為50%。其中石油按重油計算，重油的可燃基元素（質量分數）為：碳85%~88%，氫10%~13%，氧0.2%，氮1%，硫0.2%~1.0%，灰分0.03%，水分2.0%，低位發熱量41030kj/kg。3.1收到基元素分析和干燥無灰基工業分析3-1收到基元素分析和干燥無灰基工業分析序號名稱符號單位煙煤褐煤1收到基碳%55.2838.062收到基氫%2.923.083收到基氧%8.1414.434收到基氮%1.020.955收到基硫%0.516收到基灰分%18.7819.367收到基水分%13.3924.678干燥無灰基揮發分%38.6845.29收到基低位發熱量kJ/kg20937.9315022.243.2過量空氣系數及各煙道漏風系數表3-2過量空氣系數及各煙道漏風系數序號煙道名稱進口出口1濃相區1.05——1.052稀相區1.050.151.23高溫過熱器1.20.0251.2254低溫過熱器1.2250.0251.255省煤器56空氣預熱器1.270.071.323.3空氣量及煙氣量計算表3-3空氣量及煙氣量計算序號名稱符號單位計算公式數值1理論空氣量m/kgV=0.089(Car+0.375Sar)+0.265Har-0.0333Oar5.4393.7562理論氮氣量m/kgV=0.79V+0.8 4.3052.9753三原子氣體體積m/kgV=0.01866（Car+0.375Sar）1.0350.7174理論水蒸氣體積m/kgV=0.111Har+0.0124War+0.0161V 0.5780.7085理論干煙氣體積m/kgV=V+V 5.3403.6926理論煙氣體積m/kgV=V+V 5.9184.4003.4流化床鍋爐各項熱損失的選取表3-4流化床鍋爐各項熱損失的選取序號名稱符號單位計算方法或來源數值1氣體不完全燃燒熱損失%選取0.52固體不完全燃燒熱損失%選取8.53濃相區出口處的氣體不完全燃燒熱損失%q=q+22.54濃相區燃燒分額δ%選取0.7續表3-4序號名稱符號單位計算方法或來源數值5濃相區固體不完全燃燒熱損失%q=100-q-100δ+δ(q+q)33.86濃相區出口處的名義過量空氣系數——選取1.057濃相區出口處的實際過量空氣系數——α=α1.451選擇鍋爐的循環倍率為3.5各段煙道煙氣特性3-5各段煙道煙氣特性序號名稱符號單位計算公式或來源濃相區稀相區高溫過熱器低溫過熱器省煤器空氣預熱器1進口處過量空氣系數——選取1.051.051.452出口處過量空氣系數——選取1.4551.451.55續表3-5序號名稱符號單位計算公式或來源濃相區稀相區高溫過熱器低溫過熱器省煤器空氣預熱器3平均過量空氣系數——=(+)1.4511.151.34水蒸氣體積Nm3/kg=+0.0161(-1)0.4070.3900.400.400.400.410.810.795干煙氣體積Nm3/kg=+(-1)4.6183.5693.853.934.294.789.798.456煙氣體積Nm3/kg=+5.0253.9594.254.334.705.1910.69.247氣體分壓力——=/0.1230.1530.128水蒸氣分壓力——=/0.0810.0990.090.090.090.08續表3-5序號名稱符號單位計算公式或來源濃相區稀相區高溫過熱器低溫過熱器省煤器空氣預熱器9三原子氣體總壓力——=+0.2040.220.2010煙氣重量kg/kgG=1-+1.316.6355.265.635.746.216.8411飛灰份額——選取0.65.555.555.550.30.312飛灰含碳量%選取14121010101013煙氣密度kg/Nm3=G/1.3201.331.331.331.321.3214飛灰濃度kg/kg0.0540.6110.560.550.030.033.6空氣和煙氣焓溫表表3-6空氣和煙氣焓溫表溫度理論空氣焓密相區稀相區高溫過熱器低溫過熱器省煤器空氣預熱器100426.01——————————741.76200857.42————————1414.521500.763001296.92————————2149.51——4001744.50————————2905.20——5002202.81——————4605.45————6002672.02————5540.435604.99————7003154.67——6515.566550.056626.27————8003640.026266.757545.037584.647622.57————9004125.347133.418598.568643.068742.07————10004624.157981.539632.859682.53——————11005138.158905.2610750.6————————12005648.75——11825.7————————循環流化床鍋爐摻燒15%油泥砂后的運行特性計算第4章循環流化床鍋爐摻燒15%油泥砂后的運行特性計算4.1鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算表4-1鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算序號名稱符號單位計算公式及來源數值1鍋爐輸入熱量kJ/kg=12057.22排煙溫度℃先假設后校核1553排煙焓kJ/kg查焓溫表1159.24冷空氣溫度℃選取205理論冷空氣焓kJ/kg查焓溫表85.26固體不完全熱損失%選取8.57排煙熱損失% ==(100-8.5)7.798氣體不完全熱損失%選取0.59散熱損失%選取1.010灰渣物理熱損失%==1.9111總熱損失%=++++19.712鍋爐效率%=100-=100-19.780.3續表4-1序號名稱符號單位計算公式或來源數值13保溫系數——=1-=1-0.98814過熱蒸氣溫度℃給定45015過熱蒸氣焓kJ/kg查蒸氣表3332.0116飽和水溫℃查蒸氣表25517飽和水焓kJ/kg查蒸氣表1109.5618給水焓kJ/kg查蒸氣表634.8419鍋爐機組有效利用熱kJ/s=[=[3332.01-634.84+0.002(1109.56-634.84)26309.6720燃料消耗量kg/s=/()2.7274.7221計算燃料消耗量kg/s=(100-)/100 2.4954.634.2濃相區埋管傳熱計算表4-2濃相區埋管傳熱計算序號名稱符號單位計算公式或來源數值1預熱空氣溫度℃先假設后校核1002預熱空氣焓kJ/kg查焓溫表426.01續表4-2序號名稱符號單位計算公式及來源數值3入爐熱量kJ/kg=+8589.64濃相區溫度℃先假設后校核9455管內工質溫度℃查表2556傳熱系數KW/(m2℃選取3447埋管吸熱量kJ/kg=3111.88濃相區出口實際煙焓kJ/kg=7502.29濃相區出口煙溫℃查焓溫表945.3410計算誤差℃<20計算合格0.344.3稀相區傳熱計算4-3稀相區傳熱計算序號名稱符號單位計算公式或來源數值1稀相區進口煙焓kJ/kg濃相床計算7502.2續表4-3序號名稱符號單位計算公式及來源數值2稀相區出口煙溫℃先假設后校核8903稀相區出口煙焓kJ/kg查焓溫表8493.24帶入稀相區的熱量kJ/kg=+()+11660.95稀相區入口處折算煙溫℃查焓溫表10946煙氣的平均熱容量kJ/kg==10.717波爾茨曼常數——=3.258氣體分壓力——由煙氣特性計算0.1569水蒸氣分壓力——由煙氣特性計算0.099續表4-3序號名稱符號單位計算公式及來源數值10三原子氣體總壓力——=+=0.25511氣體減弱系數1/(m·MPa)=(1-0.371.6012飛灰減弱系數1/(m·MPa)=438504.2213煙氣黑度——=1-=1-0.77514稀相區的水冷度——=0.4515比值——==0.073續表4-3序號名稱符號單位計算公式及來源數值16稀相區系統黑度——==0.73117稀相區出口無因次溫度——=0.85718稀相區出口溫度℃=(+273)-273=89019計算誤差℃=-=890-890020稀相區出口煙焓kJ/kg查焓溫表8493.221稀相區水冷壁吸熱量kJ/kg=(-)=0.988(10679.4-8493.2)216022稀相區熱流密度W/m2==2.4952160/64.983.044.4防渣管傳熱計算4-4防渣管傳熱計算序號名稱符號單位計算公式或來源數值1進口煙溫℃稀相區傳熱計算8902進口煙焓kJ/kg稀相區傳熱計算8493.23出口煙溫℃先假設后校核8804出口煙焓kJ/kg查焓溫表8387.95煙氣側對流放熱量kJ/kg=(-)=0.988(8493.2-8387.9)104.16平均煙溫℃=(+)=0.5(890+880)8857管內工質溫度℃查表2558平均溫壓℃=()=0.5(890-255+880-255)6309管壁溫度℃=+80=255+8033510氣體減弱系數1/(m·MPa)=(1-0.371.58續表4-4序號名稱符號單位計算公式或來源數值11飛灰減弱系數1/(m·MPa)=43850 5.012煙氣黑度——=1-=1-0.8113煙氣輻射放熱系數W/(m2·℃)==76.9514熱有效系數——選取15煙氣流速m/s==3.816煙氣對流放熱系數W/(m2·℃)==17.3317煙氣側放熱系數W/(m2·℃)=+=76.95+17.3394.2818煙窗處懸浮室熱負荷分布系數——選取0.619防渣管吸收爐膛輻射熱量kJ/kg==111.3120傳熱系數W/(·m2℃==44.59續表4-4序號名稱符號單位計算公式及來源數值21傳熱量kJ/kg==102.822計算誤差 %==1.254.5高溫過熱器傳熱計算表4-5高溫過熱器傳熱計算序號名稱符號單位計算公式或來源數值1入口汽溫℃先假設后校核3622入口汽焓kJ/kg查蒸汽表3124.73出口汽溫℃給定4504出口汽焓kJ/kg查蒸汽表33325平均汽溫℃=(+)=4066入口煙溫℃防渣管計算8807入口煙焓kJ/kg防渣管計算8387.98出口煙焓kJ/kg=+=8387.85+0.0257554.69出口煙溫℃查焓溫表797續表4-5序號名稱符號單位計算公式及來源數值10平均煙溫℃=(+)=838.511煙氣側放熱量kJ/kg=(-)=0.988(8387.85-7554.6+0.02585.2)825.3712接受爐膛輻射熱kJ/kg=(1-x)=69.713平均溫壓℃=()=432.514蒸氣進口比容m3/kJ查蒸汽表0.0693215蒸氣出口比容m3/kJ查蒸汽表0.0816416蒸氣平均比容m3/kJ =(+) =0.075617蒸汽流速m/s=20.818蒸汽放熱系數W/(m2·℃)==988.55929.24續表4-5序號名稱符號單位計算公式及來源數值19灰污系數——選取0.00320管壁溫度℃=+()()=406+(0.003+1/929.24)49221氣體減弱系數1/(m·MPa)=(1-0.375.7222飛灰減弱系數1/(m·MPa)=438505.823煙氣黑度——=1-=1-0.2224煙氣輻射放熱系數W/(m2·℃)==169.537.3續表4-5序號名稱符號單位計算公式及來源數值25煙氣流速m/s==5.7926煙氣對流放熱系數W/(m2·℃)=]=0.65127熱有效系數——選取0.6528橫向沖刷傳熱系數W/(m2·℃)=50.629傳熱系數(為經驗系數)W/(m2·℃)==1.3166.330傳熱量kJ/kg==822.3231計算誤差 %==0.374.6低溫過熱器熱力計算表4-6低溫過熱器熱力計算序號名稱符號單位計算公式或來源數值1進口煙溫℃高溫過熱器計算7972進口煙焓kJ/kg高溫過熱器計算7554.63進口汽溫℃查表2554進口汽焓kJ/kg查表27995出口汽溫℃假設3586出口汽焓kJ/kg查表3115.67出口煙焓kJ/kgI‘’=I’+-=7554.6+0.025*85.2-6013.58出口煙溫℃查焓溫表6409煙氣側放熱量kJ/kg==0.988(7554.6-6013.5+0.025*85.2)1524.710平均溫差℃==(797-358+640-255)41211平均汽溫t℃t=()=(358+255)306.512平均煙溫℃=718.513蒸汽平均比容m3/kg查蒸汽表0.0614蒸汽平均流速m/sUs==16.615蒸汽側放熱系數W/(m2℃h2=h0Cd=0.95=10581005續表4-6序號名稱符號單位計算公式或來源數值16灰污系數——選取0.00317管壁溫度℃=306.5+(0.003+)45518氣體減弱系數1/(m.MPa)Kg=10.2[]=10.2[-0.1](1-0.37)0.1866.4419飛灰減弱系數1/(m.MPa)=6.1320煙氣黑度_——==1-e-(6.44+6.13)0.1*0.1860.2121煙氣輻射放熱系數W/(m2℃)26.1522熱有效系數——選取0.6523煙氣流速m/s6.3824煙氣側對流放熱系數W/(m2℃)64.7續表4-6序號名稱符號單位計算公式或來源數值25煙氣側放熱系數W/(m2℃)90.8526橫向沖刷傳熱系數W/(m2℃)54.1627傳熱系數W/(m2℃)K=90.4428傳熱量kJ/kg1522.629計算誤差%0.144.7省煤器傳熱計算表4-7省煤器傳熱計算序號名稱符號單位計算公式或來源數值1進口煙溫℃低溫過熱器計算6402進口煙焓kJ/kg4434.63進口水溫℃給定1504進口水焓kJ/kg查表643.755給水流量kg/s9.926出口煙溫℃先假設后校核2207出口煙焓kJ/kg查焓溫表1561.58煙氣側方熱量kJ/kg==2855.5續表4-7序號名稱符號單位計算公式及來源數值9出口水焓kJ/kg1353.310出口水溫℃查表25511平均水溫t℃202.512最大溫差℃38513最小溫差℃=220-1507014平均溫差℃184.815管壁溫度℃272.516氣體減弱系數1/(mMPa)=10.2[]=10.2[-0.1][1-0.37]10.217灰飛減弱系數1/(mMPa)=0.4218煙氣黑度——=1-0.11續表4-7序號名稱符號單位計算公式及來源數值19煙氣輻射放熱系數W/(m2℃ 4.6720平均煙溫℃=387.321煙氣流速m/s4.7322煙氣對流放熱系數W/(m2℃59.923煙氣側放熱系數W/(m2℃64.624熱有效系數——選取0.6525傳熱系數W/(m2℃4226傳熱量kJ/kg==2816.927計算誤差%1.354.8空氣預熱器傳熱計算表4-8空氣預熱器傳熱計算序號名稱符號單位計算公式或來源數值1進口煙溫℃省煤器計算2202842進口煙焓kJ/kg省煤器計算1561.53出口煙溫℃先假設后校核1554出口煙焓kJ/kg查焓溫表1159.215空氣預熱器平均空氣量與理論空氣量之比——=1.2-0.05-0.1/21.26出口熱空氣焓kJ/kg=403.347熱空氣出口溫度℃查焓溫表958煙氣側放熱量kJ/kg=0.988421.69平均煙溫℃187.510煙氣流速m/s8.74續表4-8序號名稱符號單位計算公式或來源數值11煙氣側放熱系數W/(m2℃25.312平均空氣溫度℃57.513空氣流速m/s3.9614空氣側放熱系數W/(m2℃)55.715熱有效系數——選取0.7516傳熱系數W/(m2℃)13.217最大溫差℃13518最小溫差℃12519平均溫差℃13020計算參數——0.32521計算參數——1.15422系數——查線算圖0.923平均溫差℃11724傳熱量QkJ/kg417.2續表4-8序號名稱符號單位計算公式或來源數值25計算誤差%1.044.9熱平衡校核表4-9熱平衡校核序號名稱符號單位計算公式或來源數值1排煙熱損失%已算7.792總熱損失%已算19.73鍋爐效率%已算80.34熱平衡誤差kJ/kg41.495熱平衡相對誤差%計算合格0.344.10熱力計算結果匯總表4-10熱力計算結果匯總序號名稱符號單位濃相區稀相區防渣管高溫過熱器低溫過熱器省煤器空預器1煙氣進口溫度0945.38908807976402202煙氣出口溫度0C9458908807976402201553工質進口溫度0C255255255365255150204工質出口溫度0C255255255450358255955受熱面積Sm232.764.99.1371.4102905.56746煙氣流速m/s4.738.747工質流速m/s20.816.63.868傳熱溫差0C630433.5411184.8119.39傳熱系數KW/(m2.0C34444.666.394.44213.210傳熱量QkJ/kg31122160103822152328174174.11摻燒油泥砂前的熱力計算結果匯總表4-11摻燒油泥砂前的熱力計算結果匯總序號名稱符號單位濃相區稀相區防渣管高溫過熱器低溫過熱器省煤器空預器1煙氣進口溫度0C950890880.7803641.62242煙氣出口溫度0C950890881802.86422241603工質進口溫度0C255255255360255150204工質出口溫度0C25525525545036025598.25受熱面積Sm232.764.99.1371.4102905.56746煙氣流速m/s4.68.677工質流速m/s20.816.63.868傳熱溫差0C630436.7415188.9119.29傳熱系數KW/(m2.0C34441.81210傳熱量QkJ/kg3319226110287415863039431.9摻燒后鍋爐性能變化規律第5章摻燒后鍋爐性能變化規律通過以上校核熱力計算和分析可以得出一些循環流化床鍋爐摻燒油泥砂后的鍋爐性能變化規律。5．1循環流化床鍋爐燃燒特性分析傳統煤粉爐是以建立高溫火焰中心，利用高溫煙氣席卷和火焰中心的熱輻射來保證新入爐燃料的著火，從而形成連續穩定燃燒，其主要特性是燃燒慣性小，燃料質量的變化對運行工況的影響反應快，影響幅度大。循環流化床鍋爐在正常運行中，爐內始終保持著相當的物料量，一般為每小時新入爐燃料量的50%左右，如燃料熱值較高，則物料儲備量占新入爐燃料量的份額還要加大，這樣新入爐燃料的著火主要是靠在接近恒溫的循環回路中，按部就班地完成揮發分的析出、揮發分的著火、固定碳的著火和燃盡這樣一個燃燒過程，其主要特性是燃燒慣性大，燃燒工況穩定性好，燃料質量的變化反映到運行參數變化上所需時間長，同時由于其爐內物料儲備量大，能夠適應更廣泛的燃料范圍。由于循環流化床鍋爐有這些特點，摻燒后即使灰分增加，也不影響燃燒工況。從理論上講，從2930kj/kg到29300kj/kg熱值的燃料均能滿足循環流化床鍋爐燃燒的需要。摻入15%的油泥砂后熱值為12057.22kj/kg，在這個范圍之內不會影響鍋爐的燃燒。5.2循環流化床鍋爐摻燒前后的比較通過對收到基元素分析和干燥無灰基工業分析發現碳、氧、氮、硫的收到基都減少了，干燥無灰基的揮發分也減少燒了；氫、水分、灰分的收到基增加了。油泥砂中石油、水分、灰分的含量分別為20%、30%、50%，而且只摻燒了15%的油泥砂，所以即使石油的含炭量高達87%，收到基碳仍然是減少的。由于劣質貧煤和油泥砂的收到基灰分都很高，分別為：46.125%、50.4%，所以混合后灰分高達46.7%。劣質貧煤與油泥砂的混合比為85：15，在混合燃料中油泥砂的含量不是很大，對各個收到基成分的影響也不是很大，受到基低位發熱量由原來的12736.85kj/kg僅降到12057.22kj/k。過量空氣系數和各煙道漏風系數主要受鍋爐種類和各受熱面的結構影響，燃料的種類對空氣過量系數影響不大。所以循環流化床鍋爐摻燒15%的油泥砂后空氣過量系數和漏風系數保持不變。各收到基的減少使理論空氣量減少，進而也使理論煙氣體積減少，從而影響到各段煙道煙氣特性的各項參數，他們都相應地降低了。由于燃料是劣質貧煤和油泥砂的混合物，循環倍率取3。由于排煙溫度的降低，排煙損失也隨之降低，灰分含量的增大使得灰渣物理熱損失增大，但它的增大是微小的不足以彌補排煙熱損失的降低，在其他選取參數不變的情況下，所以鍋爐的效率略有增大，從80.18%增至80.3%。影響傳熱系數的因素很多，也很復雜，包括：煙氣流速、煙氣黑度、工質流速、管子厚度、污垢熱阻、管子排列方式、煙氣沖刷方式等。在本文的研究中除煙氣流速和煙氣黑度外，其他的因素基本保持不變。所以濃相區傳熱系數不變，防渣管、高溫過熱器