表5 燃烧室结构特性计算

5、燃烧室设计和传热计算

5.1 煤粉燃烧器的型式及布置

采用角置直流式煤粉燃烧器，分布于炉膛四角，燃烧室的中心距冷灰斗上沿为1.938m。每组燃烧器有两个一次风口、两个二次风口和两个废气燃烧器。燃烧器特性计算列于表1-5中。

5.2 燃烧室尺寸的确定 5.2.1 炉膛宽度及深度

因采用角置直流式燃烧器，炉膛采用正方形截面。根据炉膛结果特性及炉膛热负荷计算

qF?BQdwFg得炉膛截面热负荷为：

?2598.3kW/m2

2按照表6-38查得炉膛截面热负荷推荐值为：2560kW/m

由于qF大于理论值，故在炉膛内会出现局部高温，可能会引起水冷壁结渣、结焦等问题。

取炉膛宽度a=6336mm，炉膛深度b=6336mm，布置?60*3的水冷壁管，管间距s=64mm，侧面墙的管数为100根，前后墙的管数为98根。 5.2.2 炉墙面积及面积热负荷的确定

燃烧室侧墙断面尺寸见图1 侧墙面积：

F0?F1?F2?F3?F4?0.5(6.336?3.699)*1.883?6.336*8.65?0.5(3.8?6.336)*1.464?0.5(5.172?5.505)*3.8?9.45?54.8?7.42?20.29?91.96m2

前墙面积：

Fq?(5.505?1.464?8.65?2.299?0.5*3.699)*6.336?125.25m

2后墙面积：

Fh?(2.194?8.65?2.299?0.5*3.699)*6.336?94.99m2

出口窗面积：

Fch?(5.172?0.734)*6.336?37.42m2

顶棚面积：

Fd?3.814*6.336?24.17m2

炉膛总面积：

Fl?2F0?Fq?Fh?Fch?Fd?2*91.96?125.25?94.99?37.42?24.17?465.75m2

燃烧器占有面积：FR?5.2m2 5.2.3 炉膛容积及容积热负荷的确定 炉膛容积：

Vl?Fc*a?91.96*6.336?582.66m2

容积热负荷：

qV?BQdwVl?6.22*16760582.66?179kW/m3

3查表6-51得容积热负荷推荐值为140kW/m，显然与计算值相差较大，炉膛内会出现

局部高温，结渣、结焦等问题。 5.3 燃烧室水冷壁的布置

水冷壁采用?60*3光管，管节距s=64mm，管子悬挂于炉墙，管子中心和炉墙距e=0. 每面墙宽6336mm，侧墙布置100根管子，前后墙布置98根管。后墙水冷壁管子在折焰角有叉管，直叉管垂直向上连接联箱，可以承受后墙管子和炉墙的重量，斜叉管组成凝渣管和折焰角。凝渣管有72根管子，折焰角上有22根管，另外4根管子直接向上与联箱连接。

侧墙水冷壁向上延伸，在折焰角区域和凝渣管区域形成附加受热面。 燃烧室结构特性计算见表5 燃烧室传热特性计算见表6 5.4 燃烧室辐射吸热量的分配

燃烧室辐射吸热量中有部分由凝渣管及高温过热器吸收。 5.4.1 凝渣管直接吸收燃烧室的辐射热量

辐射受热面是燃烧室的出口窗Fch。凝渣管系数的热量与凝渣管束的角系数有关，根据凝渣管的横向相对节距s1/d=4.27。从图7-10查得无炉墙反射的曲线单排管的角系数为x=0.32，现凝渣管有三排，总角系数为：

凝渣管辐射受热面积为：

Xnz?1?(1?x)?0.6863

2Hnz?xnz?Fch?0.686*37.42?25.67m

由于出口窗位于燃烧室上部，热负荷比较小，需要计算沿高度方向的热负荷不均系数。出口窗中心高度为

hch，从冷灰斗中心到炉顶总高度为

h?，根据

hch/h??14.4/(14.4?0.5*5.539)?0.8387和燃烧器相对高度xr=0.265查图11-20中图线2，得

到

?r?0.68fhh。凝渣管吸收的辐射热量：

Qnz??rqfHnz?0.68*121.9*25.67?2127.8kW

5.4.2高温过热器直接吸收燃烧室的辐射热量

Qgr??rqf(Fch?Hnz)?0.68*121.51*(37.42?25.67)?970.86kW

fh5.4.3 水冷壁的辐射受热面平均热负荷

qs?[QlBj?(Qnz?Qgr)]/(455?37.42)2?（55285?2864.84）/417.6?125.5kW/m

ff

表5 燃烧室结构特性计算

结果 序号 名称 符号 单位 公式及计算 前后侧 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

顶棚 ?60*3 出口窗 ?60*3 水冷壁管规格 管节距 相对值 管中心与炉墙距离 d*? mm mm mm 85/60 膜式壁 (H?Fr)x?60*3 s s/d e e/d x Fl64 1.067 0 0 0.98 404.16 394.97 0.45 85 1.417 30 0.5 0.94 24.17 22.72 0.45 0.4397 582.66 1 37.42 37.42 0.45 相对值 角系数 炉墙面积 水冷壁有效辐射面积 m2 m2 H ? ?pj灰污系数 水冷壁受热面平均热有效性系数 炉膛容积 烟气辐射层有效厚度 ??H/Fl?0.45*455/465.75Vl 3.6Vl/Fls hrhl 4.5 3.821 14.4 燃烧器中心高度 炉膛出口高度 燃烧器相对高度 火焰中心相对高度 mm mm 1.938+1.883 hr/hlxrxh 0.265 0.265 xr??x1）用加权平均法求出：（64+64+128）/3=85