第一节 锅炉的主要设计参数选择 第二节 影响锅炉受热面布置的主要因素及其

影响规律

第十一章 锅炉的设计参数选择和整体布置

第一节 锅炉的主要设计参数选择

一、炉膛主要设计参数的选择

（一）炉膛容积热负荷、截面热负荷与辐射热负荷 1 ．炉膛容积热负荷

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决定燃料在炉膛内的停留时间和炉膛内的温度水平，并受以下限制：

(1) 固态排渣炉炉壁和受热面结渣； (2) 液体排渣炉膛内不能充分形成流渣； (3) 水冷壁辐射传热热负荷过高而导致水冷壁管金属温度 过高； (4) 水冷壁内工质的膜态沸腾或水循环不良 ; (5) 高温腐蚀； (6) 机械未完全燃烧热损失 ; (7) 形成 CO 和 H 而引起不完全燃烧热损失。

2 ．炉膛断面热负荷

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反映了炉膛内的温度水平，其数值的选择直接影响所确定的炉膛形状和尺寸；

断面热负荷过高，将没有足够的受热面吸收燃烧器区域燃料燃烧热量，局部温度过高，引起燃烧器附近区域结渣。

固态排渣煤粉炉，当灰熔融温度较高时 , 取较高的数值，对灰熔融温度较低的煤 , 应适当降低。

3 ．炉膛辐射热负荷

燃烧器区域的壁面热强度

炉膛辐射受热面热负荷：单位炉膛辐射受热面吸收炉内辐射热量的平均值

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炉膛容积热负荷和炉膛断面热负荷统计值

容积热负荷 Vq(kw/m

3)

断面热负荷 Fq(103 kw/m2)

D75t /h D=220t/h D＝400t/h D670t /h 固态排渣煤粉炉

无烟煤 贫 煤 烟 煤 洗中煤 褐 煤

140 160 175 160 185

2.65~3.452.65~3.452.3~2.652.1~2.552.1~2.55

3.0~4.5 3.0~4.52.75~4.0 2.9~3.35 2.9~3.35

3.7~4.65 3.7~4.65 3.7~4.653.25~3.73.25~3.7

液态排渣炉开式炉膛/半开式炉膛

无烟煤 贫 煤 烟 煤

145／170 185／195 185／195

2.65~3.452.65~3.452.3~2.65

3.0~4.53.0~4.52.75~4.0

3.7~4.65 3.7~4.65 3.7~4.65

重油炉 250 2.3~2.65 2.75~4.0 3.7~4.65

天然气或焦炉气炉 300 2.3~2.65 2.75~4.0 3.7~4.65

高炉气炉 200 2.3~2.65 2.75~4.0 3.7~4.65

（二）炉膛结构尺寸及容积

选择炉膛容积热负荷的数值，确定所需要的炉膛容积

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1

由推荐的炉膛断面热负荷计算断面尺寸

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（三）炉膛出口烟气温度

炉膛出口烟气温度指炉膛出口截面上的温度平均值 FEGT ， 兼顾炉膛工作的可靠性和技术经济1 、受到燃料灰分结渣条件的限制2 、炉膛出口烟温低 , 意味着炉膛内平均温度水平降低，3 、表示辐射吸热和对流吸热间的比值4 、关系到高温对流受热面的管壁金属温度 计算一般在 1200 ~1400℃ ℃

二、锅炉的排烟温度

1 ．经济性——锅炉热效率（燃料消耗量）与金属 的消耗量，以及阻力消耗费用总和最小； 2 ．可靠性—防止或减轻低温腐蚀；

三、热空气温度

1 ）满足燃料着火与稳定燃烧，不必太高，否则金属消耗增加，阻力增加；

2 ）煤的干燥与粉碎；3 ）液态排渣炉的造渣要求热空气温度高；4 ）燃油和燃气炉采用空气预热器主要是为了降低

排烟温度，热空气温度不高；

四、锅炉给水温度

与电厂的热力系统密切相关，发电机组均采用回热循环，提高发电效率；

锅炉压力越高，给水温度越高； 中压： 170℃ ，高压： 215 ℃ ，超高压： 250

℃ ，亚临界： 280 ℃ 。

五、工质的流速 阻力损失和受热面的有效冷却；六、烟气流速

烟气侧的阻力损失、受热面的传热系数和受热面的磨损等。

第一节 锅炉的主要设计参数选择 第二节 影响锅炉受热面布置的主要因素及其

影响规律

第十一章 锅炉的设计参数选择和整体布置

第二节 影响锅炉受热面布置的主要因素及其影响规律

主要影响因素 蒸汽参数、锅炉容量、燃料性质。

一、蒸汽参数和容量

电站锅炉的参数与容量是对应增加或减少的。 随着锅炉参数（或容量）的增加，水蒸气性质相应变化，锅炉各受热面沿烟气流程上的布置以及相互间的热量分配变化很大；

锅炉的工程放大十分复杂。

1 ．低压时：

蒸发受热面所占的比例最大，达到 70~75% 。 除炉膛壁面上布置的全部受热面均作为水冷壁蒸

发受热面外，还需在炉膛以外布置对流管束或采用沸腾省煤器。

2 ．中压时：

蒸发热量减少至 65% ，过热热量 20% 。不必采用对流管束，只有少数几排凝渣管，还可以用沸腾式省煤器；

炉膛的辐射换热量基本满足蒸发热，省煤器不可少，由于给水温度提高，空气预热器不可少。

3 ．高压时：

过热热量及再热热量明显增加，蒸发热减少， 炉膛辐射换热量富裕，水冷壁受热面不足以将炉膛出口

烟温降低到合理的数值， 省煤器可以有一定的欠焓，但仍需将过热器向炉膛出口移动，或采用辐射式过热器。

4 ．亚临界： 情况比高压更严重。

5 ．超临界 蒸发受热面完全消失。直流锅炉是唯一的方式。

二、燃料性质

决定： 热空气温度（尾部受热面的布置）； 炉型； 燃烧方式； 排渣方式； 制粉系统；

1 、热空气温度

在采用管式空气预热器时，对热空气温度要求高时，锅炉的尾部必须采用双级布置，

大容量现代锅炉均采用回转式空气预热器，为蓄热式热交换，传热效率高，不存在最小温差问题，均采用单级布置。

2 、炉型

П 型炉（最常见） W 型火焰锅炉

3 、燃烧方式

墙式燃烧（旋流燃烧器） 切圆燃烧（直流燃烧器） 流化床燃烧方式

4 、排渣方式

固态排渣炉 液态排渣炉

5 、制粉系统；