ICS 27.060 J 98 中华中华人民共和人民共和国国机械行机械行业标业标准准 中中华华人民共和人民共和国国机械行机械行业标业标准准 JB/T 10440——2004 —— 大型煤粉锅大型煤粉锅炉炉 大型煤粉大型煤粉锅锅炉炉 炉膛炉膛及燃及燃烧烧器性能器性能设计规设计规范范 炉炉膛膛及燃及燃烧烧器性能器性能设计规设计规范范 Performance design standard for furnaces and burners of large-capacity pulverized-coal-fired boilers 2004-03-12发布发布 发发布布 2004-08-01实施实施 实实施施 中华中华人民共和人民共和国国国国家家发发展和改革委展和改革委员员会会 中中华华人民共和人民共和国国国国家家发发展和改革委展和改革委员员会会 发 发 布布 发发 布布 目 次 前言 引言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 燃烧方式的选择 5 炉膛有效容积的确定及炉膛热力特性参数计算式 5.1 炉膛有效容积的确定方法 5.2 要炉膛热力特性参数计算式 6 切向燃烧方式炉膛热力特性参数及燃烧器工况参数的选择 6.1 热力特性参数的选取原则 6.2 切向燃烧方式炉膛热力特性参数（BMCR工况）推荐范围 6.3 塔式布置锅炉的炉膛热力特性及燃烧器工况参数选择 6.4 切向燃烧方式直流式燃烧器工况参数（BMCR工况）的选择 7 对冲燃烧方式炉膛热力特性参数及燃烧器工况参数的选择 7.1 对冲燃烧方式炉膛热力特性参数（BMCR工况）的选择 7.2 对冲燃烧方式燃烧器工况参数（BMCR工况）的选择 8 W型火焰燃烧方式炉膛热力特性参数及燃烧器工况参数选择 8.1 W型火焰燃烧方式炉膛热力特性参数（BMCR工况）的选择 8.2 W型火焰燃烧方式炉膛热力特性参数的选取原则 8.3 W型火焰燃烧方式燃烧器的设计原则 8.4 W型火焰燃烧方式燃烧器及其工况参数（BMCR工况）的选择 9 与炉膛及燃烧器设计有关的共性要求 9.1 对设计煤种和校核煤种的要求 9.2 炉膛高度及出口温度的选取原则 9.3 l 下排一次风喷嘴中心至冷灰斗拐点的距离 的选取原则 5 9.4 / l / l 切向燃烧方式炉膛截面的宽 深比（ 2 1）的选取 9.5 β 冷灰斗倾角 的选取 9.6 降低NO 生成浓度的措施 x 9.7 对炉膛及燃烧器设计布置的要求 9.8 混煤的燃烧特性 9.9 切向燃烧锅炉下炉膛水冷壁污染系数ζ 的选取 x 9.10 燃烧器一次风出口温度选择需考虑的因素 9.11 燃烧设备设计对磨煤机及制粉系统的要求 9.12 火焰检测及炉膛安全监控系统（FSSS ）的配备 9.13 煤粉细度的选取 9.14 高原地区的锅炉设计 9.15 防止炉膛结渣、防止水冷壁高温腐蚀 10 大型煤粉锅炉燃烧性能保证值的确定 10.1 锅炉燃烧性能保证的内容 10.2 锅炉燃烧效率的确定 10.3 锅炉最低不投油稳燃负荷率（BMLR ）的确定 10.4 燃烧烟气NO 排放浓度限值 x 附录A （资料性附录）煤的着火稳定性指数R 及燃尽特性指数R 的确定 W J A.1 煤的着火稳定性指数RW A.2 煤的燃尽特性指数RJ B R 附录 （资料性附录）煤灰的结渣特性指数 的确定 Z C τ 附录 （资料性附录）煤粉在上排一次风喷嘴（或上排三次风喷嘴）中心到屏下缘平均停留时间的计算 D ζ 附录 （资料性附录）卫燃带修正系数的推导 E NO 附录 （资料性附录）降低 生成浓度的措施 x F ζ 附录 （资料性附录）切向燃烧锅炉下炉膛水冷壁污染系数 值的选择 x 附录G （资料性附录）不同煤质条件下推荐的磨煤机及制粉系统类型 H q 附录 （资料性附录）煤质特性、炉膛热力特性参数及燃烧器工况参数对 的影响 4 H.1 煤质特性的影响 H.2 炉膛热力参数的影响 H.3 燃烧器工况参数的影响 I 附录 （资料性附录）防止燃烧器区域结渣的措施 I.1 总则 I.2 煤灰本身的结渣特性 I.3 影响炉内烟气温度的因素 I.4 烟气流场的影响（切向燃烧方式） I.5 吹灰器的选用及布置 J 附录 （资料性附录）防止水冷壁外壁高温腐蚀的措施 1 图 切向燃烧锅炉炉膛结构尺寸示意图 2 图 对冲燃烧锅炉炉膛结构尺寸示意图 图3 W型火焰燃烧锅炉炉膛结构尺寸示意图 4 图 塔式布置锅炉炉膛结构尺寸示意图 5 图 大气压力与海拔的相关图 6 V A q 图 根据煤质特性（ 及 ）推荐的 取值范围 daf ar 4 图A.1 某烟煤煤样燃烧特性曲线 某烟煤煤焦燃尽曲线 煤粉锅炉各类型NO 的生成浓度与炉膛温度的一般关系 x 图E.2 切向燃烧方式燃料分级燃烧原理示意图 图E.3 对冲燃烧方式低NO 燃烧器示意图 x 1 表 机组容量、煤着火、燃尽特性及煤灰结渣倾向对炉膛热力特性参数的影响趋势 2 BMCR 表 切向燃烧方式炉膛热力特性参数（ 工况）的推荐范围 3 BMCR 表 配直吹式制粉系统的切向燃烧方式燃烧器工况参数（ 工况）的推荐范围 表4 配中间储仓式制粉系统的切向燃烧方式燃烧器工况参数（BMCR工况）的推荐范围 5 表 机组容量、煤的特性对燃烧器工况参数的影响趋势 6 BMCR 表 对冲燃烧方式炉膛热力特性参数（ 工况）的推荐范围 7 BMCR 表 配直吹式制粉系统的对冲燃烧方式燃烧器工况参数（ 工况）的推荐范围 表8 配中间储仓式制粉系统（热风送粉）的对冲燃烧方式燃烧器工况参数（BMCR工况）的推荐范围 9 W BMCR 表 型火焰燃烧方式炉膛热力特性参数（ 工况）的推荐范围 10 W BMCR 表 型火焰燃烧方式双旋风简分离式燃烧器工况参数（ 工况）的推荐范围 11 W BMCR 表 型火焰燃烧方式双调风旋流式燃烧器的工况参数（ 工况）的推荐范围 表12 保证锅炉额定出力及出口蒸汽参数允许的煤质变化范围 13 表 磨煤机出口允许的最高温度 表14 根据煤质特性（R 、V 、A ）推荐的q 取值范围 W daf ar 4 15 BMLR 表 各型燃烧方式的锅炉最低不投油稳燃负荷率（ ）推荐值 表A.1 煤的燃烧和燃尽热分析曲线 各特征指标划定的燃尽等级 表A.3 一些300MW级以上电厂实际燃用的炉前煤的R 、R 、R 数据 W J Z 表B.1 各种结渣倾向判别指数的判别界线 磨煤机及制粉系统的类型选择 前 言 本标准为首次发布。 A B C D E F G H I J 本标准的附录 、附录 、附录 、附录 、附录 、附录 、附录 、附录 、附录 、附录 为资料性附录。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国锅炉标准化技术委员会（CSBTS/TC73 ）归口。 本标准起草单位：哈尔滨普华煤燃烧技术开发中心、哈尔滨锅炉厂有限责任公司、上海锅炉厂股份有限公 · 司、东方锅炉（集团）股份有限公司、北京巴布科克 威尔科克斯有限公司、武汉锅炉集团有限公司。 本标准主要起草人：谢毓麟、陈春元、侯栋岐、张加安、张琦恩、韩宾、霍锁善、邬兆春、曹荫钰、郑文 学、胡仁德。 引 言 我国主要电站锅炉制造厂家已有近半个世纪的设计制造经验，能够生产燃用国内各类燃料所需的电站锅炉 设备，在适应中国国情方面有许多独到的特点。20世纪80年代初，又陆续引进了一些国外公司技术，经过消化 吸收和逐步优化，可以说从设计制造技术上已达到了世界领先水平。锅炉实际运作情况表明，绝大多数锅 炉机组拥有非常良好的性能，但也有部分锅炉机组不尽完善，因此，有必要总结锅炉设计运行经验，形成中国统一 的设计规范，以指导机械行业大型锅炉燃烧设备的性能设计，同时为用户更好的提供选型参考。 大型煤粉锅炉 炉膛及燃烧器性能设计规范 1 范范围围 范范围围 本标准规定了大型煤粉锅炉燃烧方式的选择、炉膛主要尺寸的选择、燃烧器设计工况参数的选择、设计性 能保证值确定，以及与炉膛和燃烧器选型设计有关的共性要求。 本标准适用于大型煤粉锅炉（配300MW 级及以上容量发电机组）炉膛及燃烧器性能设计，容量小于 300MW 的煤粉锅炉也可以参照使用。本标准不适用于增压燃烧锅炉、旋风燃烧锅炉及液态排渣煤粉锅炉。 规规范性引用文件范性引用文件 2 规规范性引用文件范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单 （不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这 些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 212 煤的工业分析方法（GB/T 212—2001 ，eqv ISO 11722 ：1999） GB/T 213 煤的发热量测定方法（GB/T 213—1996，eqv ISO 1928 ：1995） GB/T 219 煤灰熔融性的测定方法（GB/T 219—1996，eqv ISO 540 ：1993） GB/T 476 煤的元素分析方法（G/T 476—2001 ，eqv ISO 625 ：1996） GB/T 1574 煤灰成分分析方法 GB/T 2900.48 电工名词术语 固定式锅炉 GB/T 3715 煤质及煤分析有关术语（GB/T 3715—1996，eqv ISO 1213-2：1995） GB/T 10184 电站锅炉性能测试规程 GB 13223 火电厂大气污染物排放标准 DL 435 火电厂煤粉锅炉燃烧室防爆规程 术语术语和定和定义义 3 术语术语和定和定义义 GB/T 2900.48和GB/T 3715确立的以及下列术语和定义适用于本标准。 3.1 煤粉锅炉燃烧方式 firing modes of pulverized-coal-fired boiler 由煤粉燃烧器布置在炉膛的不同位置而构成的锅炉燃烧方式。 W 注：注：现代煤粉锅炉一般有切向燃烧方式、前后墙对冲燃烧方式和 型火焰燃烧方式。 注注：： 3.2 W型火焰燃烧方式 W-flame firing mode 将直流或弱旋流式煤粉燃烧器布置在炉膛前后墙炉拱上，使火焰先向下流动，再返回向上，形成W状火焰 的燃烧方式。 3.3 炉膛及燃烧器性能设计 performance design of furnaces and burners 为达到良好的燃烧性能，合理选择锅炉燃烧方式、炉膛主要热力特性参数、结构尺寸及燃烧器工况 参数等，不包括材料、附件等选用及施工细节。 注：注：燃烧性能最重要的包含着火稳定性、燃尽性、防渣性能、防水冷壁高温腐蚀、低污染性能以及降低炉膛出 注注：： 口残余旋流等。 3.4 直吹式制粉系统 direct-fired coal pulverization system 将从磨煤机（中速磨煤机、风扇磨煤机或双进双出钢球磨煤机）引出的气、粉混合物作为一次风，直接通 过燃烧器喷入炉膛燃烧的制粉系统。 注：注：为提高入炉一次风温，在粗粉分离器后的一次风管路上装设细粉分离器及锁气器，从而能够利用高温 注注：： 热风来置换废干燥剂作为入炉一次风的系统称为半直吹式制粉系统。 3.5 中间储仓式制粉系统 coal pulverization system with pulverized coal bunker 从磨煤机（一般为钢球磨煤机）引出的气、粉混合物通人细粉分离器，将约90 ％的煤粉分离到煤粉仓，然 后再用给粉机分别注入相应的一次风管（或乏气风管），输送到燃烧器组织燃烧的制粉系统。 注：注：用制粉乏气输送煤粉的称为乏气送粉系统，用空气预热器出来的热风携带给粉机下来的煤粉的称为热 注注：： 风送粉系统。 3.6 炉膛有效容积 effective furnace volume 实施煤粉悬浮燃烧及传热的空间，并用以计算炉膛容积热负荷的容积部分。 3.7 煤的着火稳定性指数 coal flammability index R W 表征煤的着火稳定难易程度，由浅坩锅热天平（如TGS-2型热天平）测得燃烧特性曲线特征值后经计算求 得（见附录A ）。 3.8 煤的燃尽特性指数 coal burnout index R J 表征煤的燃尽难易程度，由浅坩锅热天平（如TGS-2型热天平）测得燃烧特性曲线和煤焦燃尽速率曲线， A 取特征值经计算求得（见附录 ）。 3.9 煤的结渣特性指数 coal slagging index R Z R B 表征煤灰的结渣倾向， Z与煤灰熔融性及煤灰成分有关（见附录 ）。 3.10 锅炉最低不投油稳燃负荷率 boiler minimum stable load ratio without auxiliary suppoft BMLR 在设计煤种和合同规定条件下，锅炉不投油助燃的最低稳定燃烧负荷与锅炉最大连续负荷（BMCR ）之 比。即： 1 …………………………………………………………（ ） 注：注：每台煤粉锅炉都可能具有3个不同定义的最低不投油稳燃负荷率数值，即： 注注：： ——设计保证值：锅炉制造厂保证的数值； ——试验值：在设计煤种及正常工况条件下经持续4h～6h稳定运行（无局部灭火及炉膛负压大幅度波动现 象）试验可达到的最低数值； ——可供调度值：考虑到日常入炉煤质波动及设备状态和控制水平、火焰检测系统的可靠性等条件后由业 主规定的可供负荷调度用的实际运行数值。 3.11 氮氧化物（NOx ）生成浓度 primary NOX concentration 锅炉排出干烟气中含有的初始NO 浓度，NO 是NO 、NO和其他微量氮氧化物的总称。 x x 2 燃燃烧烧方式的方式的选择选择 4 燃燃烧烧方式的方式的选择选择 4.1 燃烧方式的选择主要是根据煤质特性。煤质特性依据GB/T 212、GB/T 213、GB/T 219 、GB/T 476和GB/T 1574 A B ，并参考附录 、附录 所给出的专项测试结果确定。 4.2 R A R 煤的着火稳定性宜采用煤的着火稳定性指数 W来表征。由附录 确定的 W判定着火难易程度的划分界限 为： ——R 4.02 ：为极难着火煤种： W ——4.02 ≤RW4.67 ：为难着火煤种； ——4.67 ≤RW5.00 ：为中等着火煤种： ——5.00≤RW 5.59 ：为易着火煤种； ——R ≥5.59：为极易着火煤种。 W RW 的高低与煤中的干燥无灰基挥发分Vdaf有一定关系，当无条件取得RW 的试验值，而又要使用以RW 为参 数的计算式和图表时，可用V R A 35 M 40 daf估算 W ，但对灰分（ ar ）大于 ％或水分（ ar ）大于 ％的煤种，则应根据 估算RW确定的着火稳定性界限相应的降低一级，如易着火煤种降为中等着火煤种。 据30多台大容量锅炉炉前煤数据RW与Vdaf 的拟合关系式如下： R =3.59+0.054 V 2 …………………………………………………………………………………………（ ） W daf 4.3 R A R 煤的燃尽难易程度由煤的燃尽特性指数 来表征。由附录 确定的 判定燃尽程度的划分界限为： J J ——R 2.5 ：为极难燃尽煤种； J ——2.5 ≤R 3.0 ：为难燃尽煤种： J ——3.0 R 4.4 ≤ J ：为中等燃尽煤种； ——4.4 R 5.29 ≤ J ：为易燃尽煤种； ——RJ ≥5.29：为极易燃尽煤种。 4.4 煤灰的结渣倾向由煤的结渣特性指数R 来表征。由附录B确定的R 判定结渣倾向的划分界限为： z z ——R 1.5 ：为不易结渣煤种； z ——1.5 R 2.5 ≤ ：为中等结渣煤种； z ——R ≥2.5 ：为严重结渣煤种。 z 4.5 设计者可根据业主意向，并结合本单位积累的经验，按下述原则选择煤粉锅炉燃烧方式： a R 5.59 V 37 ）极易着火煤种（ W ≥ 或 daf ≥ ％的褐煤）宜采用切向燃烧或对冲燃烧，采用直吹式制粉系统。当 人炉煤的收到基水分M ≥30 ％时，从干燥和防爆需要仔细考虑，宜采用抽炉烟干燥的风扇磨煤机直吹式制粉系统； ar 但对于入炉煤收到基水分Mar35 ％、低位发热量Qnet,v,ar10MJ/kg 的褐煤，也可采用中速磨煤机，并采用较高的 热风温度（≥380℃）。 b R 4.67 V 20 ）易着火煤种及中等着火煤种（ W ≥ 或 daf ≥ ％的烟煤），宜采用切向燃烧或对冲燃烧方式，采用 直吹式制粉系统，当煤的磨损性很强时，也可采用钢球磨煤机中间储仓乏气送粉系统。 c 4.24 R 4.67 12 V 20 ）难着火煤种中 ≤ W 或 ％≤ daf ％的贫煤，一般宜采用切向燃烧或对冲燃烧方式，采用钢 球磨煤机中间储仓式制粉系统热风送粉、双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统或中速磨煤机直吹式制粉系统 （当采用中速磨煤机时，宜配用回转式分离器）。 d 4.02R 4.24 8 V 12 ）难着火煤种中 W 或 ％≤ daf ％的煤种，当要求较强的调峰带低负荷能力、较高的燃烧效 W 率或煤灰具有中等以上结渣倾向时，宜优先采用 型火焰燃烧方式，否则可采用切向或对冲燃烧方式。 e ）极难着火煤种中R 4.02 或V 8 ％，或R 2.5 的无烟煤，宜采用W型火焰燃烧方式，可配钢球磨煤机 W daf J 中间储仓式热风送粉制粉系统、双进双出钢球磨煤机直吹式系统或高温热风置换的半直吹式制粉系统。 5 炉炉膛膛有效容有效容积积的的确确定及定及炉炉膛膛热热力特性力特性参数参数计计算式算式 炉炉膛膛有效容有效容积积的的确确定及定及炉炉膛膛热热力特性力特性参数参数计计算式算式 5.1 炉膛有效容积的确定方法 应按下述三项原则计算炉膛有效容积： a ）对于切向燃烧锅炉炉膛出口烟窗截面，一般规定为炉膛后墙折焰角尖端垂直向上直至顶棚管形成的假想 平面，如图1所示。布置在上述假想平面以内（即炉膛侧）的屏式受热面横向间距如果≤457mm ，则该屏区应从 W 457mm 炉膛有效容积中扣除；对于对冲燃烧锅炉及 型火焰燃烧锅炉横向间距 的屏式受热面，一般超出折焰角 尖端垂直向上的平面（见图2 、图3 ），则炉膛出口烟窗可以沿水平烟道向后移至出现受热面横向间距≤457mm W 的截面，但是不能超出后墙水冷壁（对于 型锅炉指上炉膛后墙水冷壁）延伸的平面；对于塔式锅炉炉膛出口 457mm 4 烟窗为一水平假想平面，在该平面下方的受热面管束，其水平方向管子中心线间距均应大于 ，如图 所 示。 b ）炉膛冷灰斗区有效容积只计上半高度。认为下半高度是死滞区，不计在炉膛有效容积内。 c ）炉膛截面积按水冷壁管中心线所围成的矩形平面计算，当设计带有较大的切角（小直角边 ，对于W 型锅炉则为 时，如图3所示，则其炉膛有效容积应按切角壁面包裹的实际体积 算。 注：注：图示的切向燃烧锅炉的后竖井为单烟道布置，也有用双烟道平行挡板调温的炉型。 注注：： 图图 切向燃切向燃烧锅烧锅炉炉炉炉膛膛结结构构尺寸示意尺寸示意图图 1 图图 切向燃切向燃烧锅烧锅炉炉炉炉膛膛结结构构尺寸示意尺寸示意图图 图图 对对冲冲燃燃烧锅烧锅炉炉炉炉膛膛结结构构尺寸示意尺寸示意图图 图图2 对对冲冲燃燃烧锅烧锅炉炉炉炉膛膛结结构构尺寸示意尺寸示意图图 图图 型火焰型火焰燃燃烧锅烧锅炉炉炉炉膛膛结结构构尺寸示意尺寸示意图图 3 W 图图 型火型火焰焰燃燃烧锅烧锅炉炉炉炉膛膛结结构构尺寸示意尺寸示意图图 注：注：图示的塔式炉为切向燃烧方式，另外，也有对冲燃烧及 型燃烧方式塔式炉。 注注：： W 图图 塔式布置塔式布置锅锅炉炉炉炉膛膛结结构构尺寸示意尺寸示意图图 4 图图 塔式布置塔式布置锅锅炉炉炉炉膛膛结结构构尺寸示意尺寸示意图图 1 4 注：图 ～图 中符号说明如下： l1——炉膛深度，前后墙水冷壁管中心线间的距离，单位为m ； l —— m 2 炉膛宽度，左右墙水冷壁管中心线间的距离，单位为 ： l3——对于切向及对冲燃烧锅炉为燃烧器最上排一次风喷嘴中心线（对燃用无烟煤的切向燃烧锅炉采用中 间储仓式热风送粉系统，而三次风喷嘴布置在一次风喷嘴中心标高以上时，则为最上排三次风喷嘴）至屏最下 m 排管中心线的距离，单位为 ：对于塔式布置锅炉为最上排一次风喷嘴（或三次风喷嘴）中心线至炉内水平管 最下排管中心线的距离，单位为m ： l —— l3 m 4 最上排一次风喷嘴（或三次风喷嘴，参见 说明）至最下排一次风喷嘴中心线间的距离，单位为 ： l —— m 5 最下排一次风喷嘴中心线至冷灰斗拐点间的距离，单位为 ； l6——炉膛高度，指从炉底排渣口至炉膛顶棚管中心线间的距离；对于塔式布置锅炉，指从炉底排渣口至 炉膛出口水平烟窗最下排管子中心线问的距离，单位为m ： l ——W . m 7 型火焰燃烧锅炉上炉膛深度 单位为 ： l ——W m 8 型火焰燃烧锅炉下炉膛深度，单位为 ： l ——W型火焰燃烧锅炉下炉膛高度，从炉底排渣口至拱顶上折角顶点的距离，单位为m ； 9 l ——W m 10 型火焰燃烧锅炉上炉膛高度，从拱顶上折角顶点至炉膛顶棚管中心线的距离，单位为 ； l —— m 11 炉膛切角小直角边长，单位为 ； l —— m 12 炉膛出口烟窗高度，单位为 ： l13——炉膛冷灰斗拐点至炉底排渣口间的距离，单位为m ； l —— m 15 折焰角深度，折焰角顶端至后墙水冷壁管中心线间的距离，单位为 ； l —— m 16 排渣口净深度，冷灰斗底部出口的水平净间距，单位为 ： β——冷灰斗斜坡与水平面所成角度，单位为度。 5.2 主要炉膛热力特性参数计算式 5.2.1 炉膛容积热负荷qv q 炉膛容积热负荷 计算式如下： v q =N /V 3 ………………………………………………………………………………………………（ ） v r 式中： qv——炉膛容积热负荷，单位为kW/m3 ； N ——锅炉输入热功率，单位为kW ； r V——炉膛有效容积，单位为m3 。 BMCR B 注：注：本标准中锅炉输入热功率是指在锅炉最大连续出力（ ）工况下锅炉设计计算煤耗量 与设计煤收 注注：： j 到基低位发热量Q 的乘积，即： net,v,ar N =B Q 4 ………………………………………………………………………………………………（ ） r j net,v,ar B =B （1-q /100 ）……………………………………………………………………………………………（5 ） j 4 式中： Bj——炉设计计算煤耗量，单位为kg/s ： B——炉设计煤耗量，单位为kg/s ； q4——固体未完全燃烧热损失，％； Qnet,v,ar——谋的收到基低位发热量，单位为kJ/kg 。 5.2.2 上排一次风喷嘴（或上排乏气喷嘴）中心标高到屏下缘的煤粉平均停滞时间τ 从燃烧特性去选取炉膛容积热负荷主要是控制煤粉在炉内的停滞时间（以烟气的平均停留时间替代），本 τ τ 标准认定煤粉的有效燃烧时间为上排一次风喷嘴（或上排乏气喷嘴）中心至屏下缘的这段停留时间 。 的计算 C 方法参见附录 。 5.2.3 炉膛截面热负荷qF q 炉膛截面热负荷 计算式如下： F 6 ………………………………………………………………………………………………（ ） 式中： 2 qF——炉膛截面热负荷，单位为MW/m ； 2 F——炉膛截面积，单位为m 。除有较大的切角外，按下式计算： × F=l l 7 ……………………………………………………………………………………………………（ ） 1 2 × 对于W型火焰燃烧锅炉应取用下炉膛截面积l8 l2 。 5.2.4 燃烧器区壁面热负荷qHr 燃烧器区壁面热负荷qHr计算式如下： 8 ………………………………………………………………………………………………（ ） 式中： qHr——燃烧器区壁面热负荷，单位为MW/m2 。 2 F —— 3m m F Hr 上下一次风喷嘴中心线间距离外加 所包围的炉膛围带面积，单位为 。 Hr 的计算公式如下： × × F =2 （l + l ） （l +3 ） ζ…………………………………………………………………………………… Hr 1 2 4 9 ） （ 式中： ζ—— ζ D 卫燃带修正系数。 的计算公式（推导参见附录 ）如下： ………………………………………………………………………………………… 11） （ 式中： 2 FW——卫燃带面积，单位为m 。 W型火焰燃烧方式锅炉不计算燃烧器区壁面热负荷。 5.2.5 炉膛辐射受热面热负荷qH 炉膛辐射受热面热负荷qH计算式如下： ………………………………………………………………………………………………（11） 式中： 2 qH——炉膛辐射受热面热负荷。单位为MW/m ； 2 FH——炉膛有效辐射受热面积，单位为m 。在此面积的计算中，冷灰斗面积是从冷灰斗底部开始。 另外后墙面积计算包括炉膛出口窗面积。FH 的计算公式如下： F =F +F +2F +F +F ……………………………………………………………………………………… H 前 后 侧 顶 屏 12 （ ） 式中： F 屏——横向节距大于457mm 的屏的面积（当单片屏间距与管径比不大于1.5时，按单片屏的两面投影计 算；当单片屏间距与管径比大于1.5时，按单片屏管子的外表面积计算），单位为m2 。 6 切向燃切向燃烧烧方式方式炉炉膛膛热热力特性力特性参数参数及燃及燃烧烧器工器工况参数况参数的的选择选择 切向燃切向燃烧烧方式方式炉炉膛膛热热力特性力特性参数参数及燃及燃烧烧器工器工况参数况参数的的选择选择 6.1 热力特性参数的选取原则 a ）热力参数的选取可根据多台已投运的锅炉设计数据采用类比法进行确定； b 1 ）机组容量、煤着火燃尽特性及煤灰结渣倾向对炉膛热力特性参数值的影响趋势见表 ： c ）炉膛容积热负荷的选取要适中。热负荷过高会影响燃尽，并导致炉膛出口烟温过高，以致受热面局部结 渣；热负荷过低，则会使辐射与对流受热面分配失衡，甚至省煤器受热面趋近于零，这不仅增加锅炉制造成 本，也不利于锅炉运行性能； d q F q . ） 与 共同构成主燃烧区燃烧强度，因此，在其中某一参数，如 为一定时，为了更好的提高燃烧稳定性 可 F Hr F 提高qHr值： c ）各一次风喷嘴中心线间的平均距离与单只一次风喷嘴输入热功率有关。热功率增加，其平均距离应增 大； f ）对于采用热炉烟干燥制粉系统低温燃烧的褐煤锅炉，上一次风喷嘴中心线至屏下缘距离的煤粉平均停留 时间选取既要保证充分燃尽，又要考虑由于燃烧温度低所造成的辐射受热面积增加的问题； g ）对于切向燃烧方式配中间储仓式制粉系统，要慎重考虑三次风（乏气）引入炉膛的位置，要采取必要的 加强煤粉燃尽的措施。 表表 机机组组容量容量、、煤煤着着火火、、燃燃尽尽特性及煤灰特性及煤灰结结渣渣倾倾向向对对炉炉膛膛热热力特性力特性参数参数的影的影响趋势响趋势 1 表表 机机组组容量容量、、煤煤着着火火、、燃燃尽尽特性及煤灰特性及煤灰结结渣渣倾倾向向对对炉炉膛膛热热力特性力特性参数参数的影的影响趋势响趋势 名称 qv qF qHr l3 τ 机组容量 ↑ ↓ ↑ ↓ — — 煤的着火性能 ↓ — ↑ ↑ — — 煤的燃尽性能 ↓ ↓ ↑ ↑ ↑ ↑ 煤灰结渣倾向 ↑ ↓ ↓ ↓ ↑ ↑ 6.2 切向燃烧方式炉膛热力特性参数（BMCR 工况）推荐范围 BMCR 2 切向燃烧方式炉膛热力特性参数（ 工况）推荐范围见表 。 6.3 塔式布置锅炉的炉膛热力特性及燃烧器工况参数选择 不论切向、对冲或W型燃烧方式都可采用塔式布置，除炉膛出口烟窗需要特殊定义外（见5.1 ），其余的热 力特性参数及燃烧器工况参数选择，均决定于其选用的燃烧方式。 6.4 切向燃烧方式直流式燃烧器工况参数（BMCR工况）的选择 6.4.1 本标准所指的是常规的直流式燃烧器，配风结构特殊的新型燃烧器可不受本标准限制。 6.4.2 配直吹式制粉系统的切向燃烧方式直流式燃烧器工况参数（BMCR 工况）的推荐范围见表3 。 6.4.3 配中间储仓式制粉系统的切向燃烧方式直流式燃烧器工况参数（BMCR工况）的推荐范围见表4 6.4.4 选择切向燃烧方式直流式燃烧器工况参数时应遵从以下原则： a ）单只一次风喷嘴最大允许热功率的选取与炉膛截面积及煤灰熔融特性温度有关。炉膛截面积增加，则单 只一次风喷嘴最大允许热功率可增加；煤灰熔融特性温度升高，则单只一次风喷嘴最大允许热功率可增加。单 只一次风喷嘴热功率增大，则一次风喷嘴数量减少，层数减少。 表表 切向燃切向燃烧烧方式方式炉炉膛膛热热力特性力特性参数参数（（BMCR工况工况））的推荐范的推荐范围围 2 表表 切向燃切向燃烧烧方式方式炉炉膛膛热热力特性力特性参数参数 （（ 工工况况））的推荐范的推荐范围围 机组容量等级 300MW 600MW 低V 煤 ～ （ ～ ） daf 85 116 82 102 炉膛容积热负荷q v 烟煤 90～118 85～105 kW/m3 褐煤 75～90 60～80 低Vdaf煤 4.5～5.2 （4.6～5.4 ） 炉膛截面热负荷qF 烟煤 3.8～5.1 4.4-～5.2 MW/m2 褐煤 3.3～4.0 3.6～4.5 低V 煤 ～ （ ～ ） daf 1.4 2.2 1.6 2.2 燃烧器区壁面热负荷qHr 烟煤 1.1～2.1 1.3～2.2 MW/m2 褐煤 1.0～1.5 1.0～1.6 低Vdaf煤 0.18～0.26 （0.20～0.28 ） 炉膛辐射受热面热负荷qH 烟煤 0.16～0.25 0.18～0.26 MW/m2 褐煤 0.15～0.24 0.18～0.25 低V 煤 ～ （ ～ ） 上排一次风喷嘴（或上排三次风喷 daf 17 21.5 19 23 嘴）中心至屏下缘距离l3 烟煤 16～20 18～22 m 褐煤 18～24 20～25 上排一次风喷嘴（或上排三次风喷 低Vdaf煤 1.8～2.3 （1.8～2.4 ） 嘴） 烟煤 1.6～2.2 1.6～2.3 中心至屏下缘烟气平均停滞时间τ s 褐煤 2.0～2.6 2.0～2.8 注 ：距离 、停滞时间 以及容积热负荷 未考虑低气压的影响。 1 l3 τ qv 注2 ：低V 煤指R 4.67 （V 20 ％）的无烟煤、贫煤煤种。 daf W daf 注3：烟煤指R ≥4.67 （V ≥20 ％）的烟煤煤种。 W daf 注4 ：褐煤指R ≥5.59 （V ≥37 ％）的褐煤煤种。 W daf 注 ：表中括号内数值均为参考值。 5 注 ：低 煤的 未考虑卫燃带修正系数。 6 Vdaf qHr 表表 配直吹式制粉系配直吹式制粉系统统的切向燃的切向燃烧烧方式燃方式燃烧烧器工器工况参数况参数（（BMCR工况工况））的推荐范的推荐范围围 3 表表 配直吹式制粉系配直吹式制粉系统统的切向燃的切向燃烧烧方式燃方式燃烧烧器工器工况参数况参数 （（ 工工况况））的推荐范的推荐范围围 机组容量等级 300MW 600MW 低V 煤 16～24 20～24 daf 一次风喷嘴只数 烟煤 16～24 20～24 褐煤 18～28 24～32 低V 煤 4～6 5～6 daf 一次风喷嘴层数 烟煤 4～6 5～6 褐煤 a b a b 3 （5～7 ） 3 （6～8） 低V 煤 90～130 90～130 daf 一次风温度 烟煤 70～100 70～100 ℃ 褐煤 80～180c 80～180c 低V 煤 14～25 14～25 daf 一次风率 烟煤 18～25 18～25 ％ 褐煤 15～25 20～35 低V 煤 20～24 22～26 daf 一次风速度 烟煤 22～30 24～32 m/s 褐煤 16～22 18～25 低V 煤 350～380 350～380 daf 二次风温度 烟煤 300～360 300～360 ℃ 褐煤 300～320 290～380 表表 （续（续）） 表表3 （（续续）） 机组容量等级 300MW 600MW 低Vdaf煤 75～86 75～86 二次风率 烟煤 75～82 75～82 ％ 褐煤 75～85 65～80 低Vdaf煤 40～48 42～50 二次风速度 烟煤 45～52 46～56 m/s 褐煤 45～55 46～56 低Vdaf煤 1.2～1.25 1.2～1.25 炉膛出口过量空气系数 烟煤 1.2～1.25 1.2～1.25 褐煤 1.2～1.25 1.2～1.25 a 风扇磨系统。 b 中速磨系统有备用层。 c 上限用于烟气空气混合物作干燥剂，当仅用空气作干燥剂时取用80℃～120℃。 表表 配中配中间储仓间储仓式制粉系式制粉系统统的切向燃的切向燃烧烧方式燃方式燃烧烧器工器工况参数况参数（（ 工况工况））的推荐范的推荐范围围 BMCR 表表4 配中配中间储仓间储仓式制粉系式制粉系统统的切向燃的切向燃烧烧方式燃方式燃烧烧器工器工况参数况参数 （（ 工工况况））的推荐范的推荐范围围 机组容量等级 300MW 低Vdaf煤 16～24 烟煤 16～24 一次风喷嘴只数 劣质烟煤。 16～24 低Vdaf煤 4～5 一次风喷嘴层数 烟煤 4～6 劣质烟煤 4～6 低Vdaf煤 200～260b 一次风温度 烟煤 70～100 ℃ 劣质烟煤 100～160c 低Vdaf煤 12～22 一次风率 烟煤 25～33 ％ 劣质烟煤 16～27 低Vdaf煤 20～28 一次风速度 烟煤 25～30 m/s 劣质烟煤 22～27 低Vdaf煤 320～380 二次风温度 烟煤 300～360 ℃ 劣质烟煤 310～360 低Vdaf煤 53～72 二次风率 烟煤 67～75 ％ 劣质烟煤 53～85 低Vdaf煤 40～50 二次风速度 烟煤 45～52 m/s 劣质烟煤 40～50 低Vdaf煤 16～22 三次风率 烟煤 0 ％ 劣质烟煤 16～26 低Vdaf煤 50～60 三次风速度 烟煤 — m/s 劣质烟煤 50～60 低Vdaf煤 70～130 三次风温度 烟煤 — ℃ 劣质烟煤 70～130 低Vdaf煤 1.25 炉膛出口过量空气系数 烟煤 1.2～1.25 劣质烟煤 1.2～1.25 a 当烟煤灰分A 40 ％、Q 16.7 MJ/kg或A 32 ％的洗中煤可定为劣质烟煤； ad net,v,ar ad b 200 ℃～260 ℃用于热风送粉系统，当用乏气送粉时，贫煤一次风温度约为130℃； c 当用于热风送粉时可取200 ℃。 b ）HP 、RP 、MPS型磨煤机直吹式制粉系统均需要有备用磨煤机，因而均需有一次风喷嘴备用层；双进双

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