超臨界鍋爐切圓燃燒器設計導則

1、超臨界鍋爐切圓燃燒器設計導則（部分設計參數(shù)參見燃燒器實用手冊）超臨界鍋爐切圓燃燒器設計導則概述：本設計導則主要針對哈爾濱鍋爐廠自主開發(fā)的超臨界切圓燃燒系統(tǒng)編制，在 計算步驟和方法上，可以借鑒亞臨界或超超臨界燃燒器的設計。由于下水冷壁采 用了螺旋管圈設計方案，噴口管屏的彎管需要從燃燒器風箱內部穿過。為了減少 水冷壁和噴口管屏的設計難度，燃燒器應形成系列標準。本設計導則隨著哈爾濱鍋爐廠爐型的多樣化，燃燒器的系列將隨之補充。1、燃燒器位置的確定：超臨界切圓燃燒方式的鍋爐，爐膛為正方形爐膛，煤粉燃燒器布置在四面墻 上，約為右側1/4處，并在爐膛內形成約為1/2爐膛寬度的逆時針切圓。SOFA燃燒器布置在

2、爐膛四角上，設計中采用逆時針切圓?？稍O計為順時針反 切機構；也可設計成水平擺動。根據(jù)不同爐膛斷面的燃燒器布置位置如下：爐膛寬度X深度= 18047. 3X18047. 3燃燒器平面布置圖爐膛寬度X深度= 19082. 3X19082. 3燃燒器平面布置圖2、燃燒器風箱寬度：爐膛寬度X深度= 20402. 3X20072. 3燃燒器平面布置圖煤粉燃燒器寬度906mmoSOFA燃燒器寬度980mm。應用于褐煤600MW660MW鍋爐爐膛寬度X深度= 19082. 3X19082. 3燃燒器平面布置圖煤粉燃燒器寬度864mm。（核算后確定）SOFA燃燒器寬度980mm。應用于褐煤600MW鍋爐、煙煤

3、660MW鍋爐、低熱值煙煤600MW鍋爐爐膛寬度X深度= 18047. 3X18047. 3燃燒器平面布置圖煤粉燃燒器寬度812mm。（核算后確定）SOFA燃燒器寬度980mmo應用于貧煤600MW660MW鍋爐、煙煤600MW鍋爐3、燃燒器高度：燃燒器采用拉開式分組布置，除特殊情況外，燃燒器高度及立面圖應當遵循附表-2的設計結構，進行噴口尺寸的調整。燃盡風SOFA中心距最上層一次噴嘴間距6200 7500mm。同時考慮燃燒 器風箱內壁間距，擺動燃燒器間距 2000mm ,固定燃燒器 1700mm。4、燃燒器重量和吊點（后期調整）燃燒器吊掛梁布置原則（見聯(lián)系單SJC-LXD-013 ）針對目前

4、超臨界切圓燃燒鍋爐的陸續(xù)設計，發(fā)現(xiàn)存在大量的碰撞問題和吊點 位置布置不合理問題，為此將燃燒器吊掛的設計思路提供給貴組，以備將來設計 中能夠更好、更快的完成設計工作，減少設計差錯。）煤粉燃燒器安裝在水冷壁的四面墻上，因此在煤粉燃燒器范圍內鋼構架 距水冷壁最小凈距離為3300mm.）在布置內排柱子時，柱子與燃燒器中心線的凈間距應不小于600mm , 否則影響油槍和煤粉風室的安裝和運行。3）煤粉燃燒器無論是否分組，都在最上層煤粉燃燒器上安裝恒力彈簧吊架 吊掛在鋼構架上，考慮到燃燒器頂部梁和恒力彈簧吊架的尺寸，煤粉燃燒器的吊 掛梁底標高距燃燒器風箱標高距離應大于4500mm。） SOFA燃燒器不知在也

5、采用恒力彈簧吊架吊掛在剛構架上，考慮到SOFA 燃燒器頂部梁和恒力彈簧吊架的尺寸，煤粉燃燒器的吊掛梁底標高距燃燒器風箱 標高距離應大于3500mm。）其中3、4條中的吊掛梁應當布置在中間混合集箱下部,否則吊掛將無法 通過中間混合集箱。（完）另外根據(jù)目前工程配合情況，當采用PHD型恒力彈簧吊架時，燃燒器和剛 性平面間距大大降低。甚至SOFA可連梁結構處里。根據(jù)應力計算，認為螺旋管圈燃燒器噴口管屏可承受10000kg的附加載荷, 同時燃燒器噴口管屏兩側加裝一定數(shù)量的水平肋板。5、在燃燒器重心核算過程中，可將二次風噴口及穿管部分的重量全部按水冷壁承受，燃燒器吊掛重量應當為擋板風箱延伸部分重量。其中包

6、括擋板煤粉管道插板門,煤粉管道附加載荷。燃燒器機構設計風箱.二次風門.隔板外端.側板,前板.內側彎板外端.起吊梁.油槍,燃燒器的設計和其他部件的設計一樣，分為性能設計和具體結構設計。性能 設計人員確定燃燒器設計的基本設計參數(shù)。結構設計根據(jù)設計參數(shù)及油槍、點火 槍、火檢的布置型式?口位置，繪制燃燒器各部件的具體設計。具體結構設計大致分為整體初步設計、具體組件設計。整體初步設計要確定 燃燒器的輪廓尺寸；有關部件的要求；與相關專業(yè)進行油槍、管道、吊掛、接口 的配合工作；明確剛性梁和平臺的位置乍好前期資料配合工作。7.1.燃燒器計算721、制粉計算數(shù)據(jù)磨煤機計算出力（一次風修正）Bmkg/s磨煤機最小

7、出力（編制風門運行曲線、微油點火裝置或等離子啟動問題）t/h磨煤機出口一次風溫度（一次風修正）tl磨煤機出口煤粉水分（一次風修正）MPF%煤粉細度（是否適合煤質）R90%磨煤機出口一次風量（一次風計算，不含煤粉水分和煤粉）VI kg/s722、熱力計算數(shù)據(jù)鍋爐總風量（燃燒器計算）VOkg/s過量空氣系數(shù)（燃燒化學當量折算）a二次風量（二次風計算）V2kg/s二次風溫度（二次風修正）t2鍋爐漏風率（燃燒化學當量折算）qL%燃燒器臺數(shù)NB7.2.3、工程概況煤質數(shù)據(jù)當?shù)貧鈮海ó敽０未笥?00m進行校核、海拔大于700m必須進行修正修 正）Pi Pa磨煤機臺數(shù)N724、磨煤機運行臺數(shù)Nm725、燃燒

8、器參數(shù)計算前期準備：核算單只噴口熱功率、一次風間距、燃燒器區(qū)域壁面熱負荷一次風間距煤粉噴嘴許可間距20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300單只煤粉噴嘴輸入熱量(IO英熱單位/時)爐膛尺寸的選取噴嘴出力02550 T5 1001251501752002252502T5300單只噴嘴允許熱功率（時）100001主燃區(qū)域化學當量（根據(jù)煤質和NOx進行選取，爐膛漏風也計入主燃區(qū)化 學當量）o（b=（0.8-1.05-a ）02 SOFA 化學當量 c(sofa=a-c(B TOC o 1-5 h z 03 一次風體積流量（含高海拔、

9、高水分修正）mVs匕=M&r -Mpf （273+1-5。力0）旦 0.804（100-）273 Px Q4次風速度（按照一次風速選型手冊選?。￤im/s05 一次風噴口面積m2v, 耳=!“NbN”, 06二次風速度（按照二次風速選型手冊選取）W2 m/s07 一次風周界風面積（按噴口面接折算）F周界風 m208主燃區(qū)二次風量kg/sVB= （ % a絲黯工）孑09主燃區(qū)二次風體積流量（含高海拔） m3/sL285273 10主燃區(qū)二次風面積（單只燃燒器）F=嘰2 WKh 11停運風室二次風漏風率c（lb=10 20% ；通常取15%12扣除一次風周界風主燃區(qū)二次風面積（單只燃燒器）m2F=

10、F2-N, +q（N-Nm）%界風13二次風分配比例：上端部：Air-CA : Air-CACB :下端部=1 : 1 : 2 : 1.25進行主燃區(qū)二次風面積計算前，應當在總面積中減去上下防焦風面積（如果 有1然后按分配比進行分配，計算時考慮停運噴口的漏風仍按8二10 20% , 通常取15%進行燃燒器二次風噴口的折算。14 SOFA 二次風量kg/s1Z ( o.4nt. v()也認=(Q SOFA aL)soiA、。卜人100 a15 SOFA體積流量（含高海拔）m3/sy I(273+J - 1。) /)L285273 巴16 SOFA二次風面積(單只燃燒器)m2Rom 一17根據(jù)SO

11、FA層數(shù)和是否采用備用層計算單只噴口的面積式計算同主燃區(qū) 二次風面積）7.2燃燒器結構設計一次風組件：煤粉管道插板門：多為手動；由于采用L型風箱，操作端應位于側屏板位置； 通常插板門厚度120mm ,設計是按照兩端密封墊片2mm進行，后總厚度 124mmo煤粉噴嘴體：燃燒器噴嘴體除特殊要求外，均采用百葉窗水平濃淡分離。圓 變方過渡接頭結構應在風箱風道前板位置截止，保證后續(xù)百葉窗的安裝空間，過 渡段高度260mm ;喉口要求縮徑，流速為1.05 1.1倍一次風速；為保證噴嘴 體的耐磨性能和分離效果，噴嘴體采用內襯陶蓬結構（噴嘴體厚度20mm ,其 中鋼板8mm、陶瓷12mm。陶瓷質量按2.76t

12、/m3）,噴嘴體內速度不宜大于22m/so燃燒器噴口 ：燃燒器噴口通常采用耐熱鑄鋼材料（ZG30Cr22Ni7Si2NRe）, 除特殊要求外，噴口壁厚宜取12mm ;采用寬度100mm寬的擴散器，擴散器 為偏置結構,濃相偏角10、淡相垂直，擴散器距噴口出口端為50mm ,擴散 器尾端和齒形端要求堆焊D-822，厚度2 3mm ,無特殊要求，擴散器不宜改動。一次風噴口通常按照要求進行上下擺動。目前，暫時定義擺動角度為20。、22、25。今后根據(jù)具體工程不同要求，進行選取。一次風隔倉自由流通面積角置擺動噴嘴一次風隔倉自由流通面積（英尺2）噴嘴尺寸 英尺隔倉寬度 英尺類型隔倉高度2022242628

13、30322226A1.081.421.752. 17B1. 081. 421.752. 17C1. 081. 421. 752. 17D1. 081.421. 752. 1732A2. 723. 18B2. 723. 18C2. 723. 18D2. 723. 182432A1.41.852.22. 944B1.41.852.22. 94C1.41.852.22.94D1. 41.852.22. 942632A1.351.752. 163.25B1.351.752. 163. 25C1.351. 752. 16D1.351. 752. 162832A2. 333. 1BCDA用CT對二次風噴口

14、設計中應考慮一、二次風噴口寬度的對比，通常二次風噴口內壁 寬度不宜小于一次風噴口內壁寬度，以提高二次風對一次風的托粉作用，防止煤 粉離散后隨爐渣下落。考慮二次風出口的剛性和穿透性，二次風噴口的單元格一般選取a/b =1.051.2為宜。燃燒器噴口擺動中二次風噴口也隨之擺動。二次噴口擺動角度一般按22 25。由于端部 風室收到水冷壁噴口管屏的限制，設計中將端部風室擺動角度定義為15-20。燃燒器性能設計中應根據(jù)具體工程進行噴口擺動放樣。油風室：首先確定油風室作為單元制配風還是作為點火啟動。但無論那種型式油風室的自由流通面積（不含噴口周圍的周界風面積），不應小于油槍額定出力下供風面積的0.65倍，

15、否則油棺運行時將由于空氣量的補給不 足，產(chǎn)生大量黑煙，導致著火不穩(wěn)定。通?？筛鶕?jù)下式進行核算。%=065。油 xl L47 (273+G-10)尚核箕F273xVV,1.285273xW,“萬1核算F油之耳由油槍運行條件下，最下二次風噴口面積油風室自由流通面積（不含噴口周圍的周界風面積）D,油槍出力kg/s對應部分單元制配風的油風室，油風室自由流通面積無法滿足要求，通常通過臨近噴口進行補給的方式來滿足著火空氣量（但并不可?。┤A鐫齡關用特然力（:袁岑就 1（依為輸Ft逾鐐跳）9.二巧陽隨二次風隔倉流通自由流通面積表隔倉寬 度 英寸類型限倉高度（英寸）13.2515. 2517.2519.2521

16、.2523. 2525. 2527.2529.2531.2533. 2532A1. 772. 162. 552. 883. 343. 711. 134.53B4.995. 295.69C1.912. 302. 703. 093. 493.884.28D5. 065. 435.82E1.815. 185.57F2. 593. 233. 654.054. 15*隔倉寬度隔倉高度（英寸）英寸7. 259. 2511.2513.2515. 2517.2519. 2521.2523.2525.2527. 25140. 270. 310. 400. 480. 760.911. 081.221.35160.

17、 330. 390. 520. 620.881.081.281.451.60180. 390. 170. 620. 750. 991.201. 401.591.782. 13220. 440. 620. 841.021.271. 511.812. 072. 282. 672. 95260. 550. 801.061. 211.582. 022. 292. 602.913. 18320. 951. 201.652. 002. 282. 552. 893. 213. 671.004. 1 1726、推薦二次風速190110 0500100015002000250030003500400045005

18、000單個爐膛截面（英尺2）7.2.7.擺動機構及連桿：內擺機構：采用新型的內擺機構，內連桿和水平連桿位置相反位于后部，防 止水平連桿和內連桿發(fā)生碰撞。（在印尼百通工程中適用過）擺機構:內連桿：焊接式內連桿外連桿：組合式外連桿擺動G缸執(zhí)行器：外擺機構驅動桿有效長度330mm ,預先下擺15。擺動 氣缸安裝有效空間1154mm ,并垂直于外擺驅動桿。擺動角度38,有效擺動 距離203mm ( 8in 1缸直徑選擇如下表曲線:CDCXJ9CDSCCDoco7、O CD ：7CD 二 ：7O s8 9OZCD7.2.8.風箱風道:殼體:側屏：吊掛梁：燃燒器分組吊掛，下部燃燒器的重量通過中間的恒力碟簧

19、支吊架傳到上部燃燒 器。下部燃燒器底部梁僅采用NO.20a橫向鋪設即可，頂部梁采用單幅焊接梁 200X100X12X8,材質Q345-A。上部燃燒器底部梁同下部燃燒器頂部梁相同，頂部梁采用 單幅焊接梁300X160X14X8,材質Q345-A.吊掛耳板安裝位置應當進行吊掛梁加強。燃燒器不分組吊掛：燃燒器的全部載荷全部載荷均作用在頂部梁上。底部梁僅采用 200X100X12X8,材質Q345-A,頂部梁采用單幅焊接梁300X160X14X8,材質Q345-A,吊 掛耳板安裝位置應當進行吊掛梁加強。起吊梁：燃燒器應設計起吊耳板，由于燃燒器高度有限，燃燒器的起吊位置可設計在燃燒器的吊掛梁上。并考慮燃

20、燒器角鋼部位設置一點立起吊耳板，保證燃燒器同噴口管 屏的吊裝。燃燒器的起吊位置應合理，并在起吊耳板安裝位置進行加強措施。729、燃燒器同管屏的連接：燃燒器同噴口管屏廠內安裝出廠，中間采用螺栓孔，上下采 用腰型孔。腰型孔間距按200nlm。對于分組燃燒器中間螺栓孔斜拉條：由于上部燃燒器承受下部燃燒器的載荷，并將全部載荷傳到上部燃燒器吊 掛上，因此，上部燃燒器應設置斜拉條。 燃燒 器內護板（密封）燃燒器內護板及燃燒器噴口管屏同燃燒器之間的空封結構，由于保溫材料安 裝在護板外部即稱之為內護板。內護板在考慮空封的情況下，還要承受水冷壁溫度膨脹差和保溫材料的重 量。超臨界螺旋管圈水冷壁出口溫度一般不大于420 ,燃燒器區(qū)域溫度一般不 大于400o故，材料選取Q215-A.F，厚度23mm。膨脹差應當由用波紋節(jié) 吸收，波紋節(jié)間距不宜大于1.5m ,設計中應當考慮交錯布置，以吸收各個方向 的膨脹差。燃燒器內護板外部現(xiàn)場安裝保溫針、自鎖壓板