[发明专利]一种停备燃烧器低温烟气冷却系统及其参数设计方法

权利要求书

1.一种停备燃烧器低温烟气冷却系统的参数设计方法，其特征在于：所采用的停备燃烧器低温烟气冷却系统中的低温烟气由锅炉引风机出口引出，依次经母管、分支母管、分管和支管分别对停备燃烧器的一次风嘴和二次风嘴进行冷却，其中，低温烟气经部分支管接至一次风嘴的大气冷却风门后的冷却风管道或一次风燃烧器前一次风管，用于一次风嘴冷却；另部分支管穿过热风箱，接到燃烧器各二次风档板后的风室，对二次风嘴进行冷却；

所述低温烟气分别经两台锅炉引风机出口引出，经并行的两路母管汇入一路母管，各母管为相同管径；其中并行的两路母管上均设有电动隔离门，用于系统隔离；分支母管设置两路，对冲燃烧锅炉分布于锅炉前后，切圆燃烧锅炉分布于锅炉左右，分支母管与母管和分管连接；每只停备燃烧器设置一路分管，分管与分支母管和支管连接，各支管接入各燃烧器各冷却通道；该参数设计方法包括如下具体步骤：

1)按如下步骤计算母管、分支母管、分管和支管中冷却烟气量：

1.1)按如下公式计算各支管中冷却烟气量：

其中：Qⁱ_zgy为第i路支管冷却烟气量，i∈[1,N]；N为停备燃烧器中支管总数；

Qⁱ_rk为第i路支管冷却热空气量，kg/h；

Qⁱ_Lk为第i路支管冷却大气空气量，kg/h；

tⁱ_rk为第i路支管冷却热空气离开燃烧器时的温度，℃；

tⁱ′_rk为第i路支管冷却热空气温度，℃；

tⁱ_Lk为第i路支管大气空气离开燃烧器时的温度，℃；

t_Lk为第i路支管大气空气温度，℃；

Cⁱ_rk为(tⁱ_rk+tⁱ′_rk)/2温度下的平均空气比热容，kJ/kg.℃；

Cⁱ_Lk为(tⁱ_Lk+t_Lk)/2温度下的平均空气比热容，kJ/kg.℃；

tⁱ_y为第i路支管低温烟气离开燃烧器时的温度，℃；

t_y为第i路支管低温烟气温度，℃；

Cⁱ_y为(tⁱ_y+t_y)/2温度下的平均烟气比热容，kJ/kg.℃；

1.2)按如下公式计算各分管中冷却烟气量：

Q^j_fgy＝∑Qⁱ_zgy (2)

其中：Q^j_fgy为第j路分管中冷却烟气量，kg/h，j∈[1,M]，M为分管总数；

1.3)按如下公式计算各分支母管中冷却烟气量：

Q^k_fzmgy＝∑Q^j_fgy (3)

其中：Q^k_fzmgy为第k路分支母管中冷却烟气量，kg/h，K∈[1,2]；

1.4)按如下公式计算母管中冷却烟气量：

Q_mgy＝∑Q^k_fzmgy (4)

其中：Q_mgy为母管中冷却烟气量，kg/h；

2)按如下公式计算各串联烟气冷却通道的输送压差，即各支管串联管系的输送压差：

ΔPⁱ_ss＝ P_y-ΔPⁱ_rs- P_rc (5)

其中：ΔPⁱ_ss为第i路支管串联管系的输送压差，kPa；P_y为引风机出口烟气表压力值，kPa；ΔPⁱ_rs为第i路支管串联管系燃烧器设计阻力，kPa；P_rc为燃烧器出口表压力值，kPa；其中，第i路支管串联管系为第i路支管及与其连通的的分管、分支母管和母管；

3)按如下步骤计算母管、各分支母管、各分管和各支管直径：

3.1)按如下公式计算各支管直径：

dⁱ_zgy＝18.8*[Qⁱ_zgy/( W_y*ρ_y)]^0.5 (6)

其中：dⁱ_zgy为第i路支管直径，mm；Qⁱ_zgy为第i路支管冷却烟气量；ρ_y为冷却烟气系统平均烟气密度，kg/m³；W_y为冷却烟气系统烟气流速，m/s；

3.2)按如下公式计算各分管直径：

d^j_fgy＝18.8*[Q^j_fgy/( W_y*ρ_y)]^0.5 (7)

其中：d^j_fgy为第j路分管直径，mm；Q^j_fgy为第j路分管冷却烟气量；

3.3)按如下公式计算各分支母管直径：

d^k_fzmgy＝18.8*[Q^k_fzmgy/( W_y*ρ_y)]^0.5 (8)

其中：d^k_fzmgy为第k路分支母管直径，mm；Q^k_fzmgy为第k路分支母管冷却烟气量；

3.4)按如下公式计算母管直径：

d_mgy＝18.8*[Q_mgy/(W_y*ρ_y)]^0.5 (9)

其中：d_mgy为母管直径，mm；Q_mgy为母管冷却烟气量；

4)按下式计算冷却烟气管道阻力和：

其中：ΔPⁱ_y为第i路支管串联管系的阻力和，kPa；

λ_mg、λ^k_fzmg、λ^j_fg、λⁱ_zg分别为母管、第k路分支母管、第j路分管、第i路支管的沿程阻力系数；

L_mg、L^k_fzmg、L^j_fg、Lⁱ_zg分别为母管、第k路分支母管、第j路分管、第i路支管的长度，m；

d_mg、d^k_fzmg、d^j_fg、dⁱ_zg分别为母管、第k路分支母管、第j路分管、第i路支管的直径，m；

ζ_mg、ζ^k_fzmg、ζ^j_fg、ζⁱ_zg分别为母管、第k路分支母管、第j路分管、第i路支管局部阻力系数；

5)取步骤4计算出的第i路支管串联管系的阻力和中最大值ΔPⁱ_y(max)，若ΔPⁱ_y(max)ΔPⁱ_ss，则需要重新选择各管道烟气流速W_y，再带入步骤3和步骤4，重新计算各管道直径以及ΔPⁱ_y，直到ΔPⁱ_y(max)ΔPⁱ_ss，此时烟气流速为最佳烟气流速，按最佳烟气流速下的各管路直径设计冷却系统。