[发明专利]基于风冷干排渣技术的锅炉优化设计方法

摘要

本发明公开了一种基于风冷干排渣技术的锅炉优化设计方法，根据锅炉在正常运行过程中干排渣系统所产生的无组织漏风，计算实际运行时空预器空气侧的吸热量以及空预器烟气侧排烟温度，进一步确定锅炉系统的热量损失，最后得出锅炉热效率的降低值；通过计入无组织漏风指导送风机选型。通过采用本发明设计方法对锅炉进行设计可以保证锅炉热效率，同时可以更加合理的确定锅炉送风机的风量，已达到提高运行经济性，降低设备参数，降低造价，降低能耗，节能减排的目的。

主权项

1.基于风冷干排渣技术的锅炉优化设计方法，其特征在于：根据锅炉在正常运行过程中干排渣系统所产生的无组织漏风，计算实际运行时空预器空气侧的吸热量以及空预器烟气侧排烟温度，进一步确定锅炉系统的热量损失，最后得出锅炉热效率；锅炉优化设计的具体方法按以下步骤操作：A.首先计算空预器实际运行时空气侧的吸热量；设定空预器空气侧的冷风量减少为△D (kg/s)，干排渣系统的无组织漏风系数为α_GPZ；A1.计算锅炉燃烧理论空气量，理论空气量的计算公式为V_n^°=0.0889(C_ar+0.375S_ar)+0.265H_ar-0.0333O_ar式中V_n^°为理论空气量，单位Nm³/kg；C_ar为燃煤收到基碳含量，S_ar为燃煤收到基硫含量，H_ar为燃煤收到基氢含量，O_ar为燃煤收到基氧含量，C_ar、S_ar、H_ar、O_ar单位均采用百分含量；A2.计算锅炉燃烧实际空气量，实际空气量的计算公式为V_n°'= V_n°（1+0.0016d） 式中V_n°'为锅炉实际空气量，单位Nm³/kg；d为理论空气含湿量，单位g/kg；A3.计算锅炉系统实际运行时空预器空气侧的冷风减少量，计算公式为△D＝α_GPZ ρV_n°'B_j/3.6式中V_n°'为锅炉实际空气量，单位Nm³/kg；ρ为标准状态下空气密度，单位kg/m³；B_j为锅炉燃煤消耗量，单位t/h；A4.计算实际运行时空预器空气侧的冷风吸热量，计算公式为Q₁=D_k1*C₁*△T₁+(D_k2-△D )*C₂*△T₂式中D_k1为空预器侧一次风质量流量，单位kg/s；D_k2为空预器侧二次风质量流量，单位kg/s；C₁为冷一次风平均比热容，单位kj/(kg·℃)；C₂为冷二次风平均比热容，单位kj/(kg·℃)；△T₁为空预器一次风进出口温差，单位℃；△T₂为空预器二次风进出口温差，单位℃；B.计算空预器烟气侧的排烟温度；空预器烟气侧的放热量为空预器空气侧的吸热量，空预器烟气侧放热量为Q_y= Q₁ 计算空预器烟气侧的排烟温度，空预器烟气烟气侧排烟温度的计算公式为T_yo = T_yi- Q_y / (D_yC_y)式中D_y为空预器烟气质量流量，单位kg/s；C_y为烟气平均比热容，单位kj/(kg·℃)；T_yi为空预器烟气进口温度，单位℃；C.计算实际运行时锅炉系统的热量损失，并根据损失的热量计算空预器烟气侧排烟温度的升高量；实际运行时空预器烟气进口温度T_yi保持不变，根据空预器烟气出口温度T_yo计算空预器烟气侧损失热量，计算公式为△Q=△D*C₂*△T₂ 根据空预器烟气侧损失的热量，计算排烟温度的升高量，计算公式为△T_yo =△Q / (D_yC_y) D.根据上述计算结果计算锅炉效率根据步骤C计算得出的热量损失计算锅炉系统的排烟损失率，计算公式为△q₂=3.6△Q/(1000B_jQ_r) 式中Q_r为锅炉以外输入锅炉的热量，按燃煤低位发热量计，单位Mj/kg；最后计算实际运行时锅炉系统的热效率，计算公式为η_gl=100-( q₂ +△q₂+q₃+ q₄+ q₅+ q₆)-0.3式中q₂为锅炉排烟热损失；q₃为可燃气体不完全燃烧热损失；q₄为固体不完全热损失；q₅为散热损失；q₆为其他热损失，q₂至 q₆的热损失均采用百分比表示，从而计算得出锅炉系统实际运行时的热效率，进一步得出热效率的降低值；E.根据锅炉在正常运行过程中干排渣系统所产生的无组织漏风对送风机进行精确选型，具体选型计算过程如下所述：E1.首先计算锅炉系统中送风机吸风口的空气过量系数，计算公式为式中α₁为炉膛出口过量空气系数；α_F为炉膛漏风系数；α_PULV为制粉系统漏风系数；R_PA为一次风率；α_AH2为回转式空预器二次风侧漏风率；E2.根据送风机吸风口的空气过量系数，计算送风机的进口风量，计算公式为式中B_j为锅炉计算燃煤量，单位t/h；t为进风温度，单位℃；E3.根据送风机的进口风量计算送风机的选型风量，计算公式为式中K为海拔修正系数；K_q为流量备用系数；E4.设定送风机在选型过程中选型风压不变，根据送风机的选型风量，计算送风机所需功率P，计算公式为:P=Q_x*p’/（3600*1000*η） 式中Q_x为选型风量，单位m³/h；p’ 为风机的风压，单位Pa；η为风机的内效率。