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大型电站锅炉平行分隔烟道调温挡板的设计 　　【摘 要】 平行烟道烟气调温挡板作为现代大型机组再热器汽温的主要调节手段，本文就烟气调节挡板在工程设计中的主要设计步骤、调节挡板的特性等设计计算方法进行介绍，以期明晰调温挡板性能设计的正确方法。 　　【关键词】 锅炉设计 挡板调温 再热汽温 　　1 调节原理 　　在采用烟气挡板调节再热汽温的锅炉后竖井内，分隔墙将后竖井分成两个平行烟道，一部分通常布置低温再热器和省煤器受热面，另一部分通常布置低温过热器和省煤器受热面，并分别在这两个烟道出口布置调温挡板。利用烟气挡板开度变化改变各分隔烟道的烟气流量来改变再热器侧和过热器侧的传热特性，从而改变这两部分烟道中工质的吸热量和出口汽温，简言之，就是根据锅炉性能设计的要求，按预测的锅炉各个负荷下平行烟道两侧需要的烟气量，分别调节平行烟道挡板开度，改变烟气流量分配，满足平行烟道两侧受热面换热所需要的烟气量。 　　2 设计原则 　　汽温调节的容量应按正常运行工况考虑，满足负荷变化范围内汽温变化的需要，满足燃用设计煤种和校核煤种。通常再热器调节段宜设置在入口烟温800～750℃，出口烟温不超过400℃的区段，在BMCR工况下：再热汽在调节段中的焓增应约占再热汽总焓增的66%，过热汽在调节段中的焓增应约占过热汽总焓增的33%。 　　调节段中再热器侧（包括省煤器）和过热器侧（包括省煤器）烟气流道平滑均匀，两侧受热面管组在BMCR工况下烟气流动阻力均衡，满足两侧换热所需烟气份额。无论锅炉以变压或定压模式变负荷运行，一般在汽温的负荷变化范围内，再热器侧烟气份额能控制在40%～65%之内，并对最大和最小烟气份额适当留有调节余度。 　　挡板应在0°～90°转角范围内连续调节，挡板开度约在全行程的到66%范围内，其流量特性近乎线性，应能满足在需要的负荷变化范围对汽温调节的要求。 　　挡板的结构设计应达到调节机构简单灵活，不卡涩，轴端不泄漏。并充分考虑到挡板的环境温度、防止飞灰磨损及材料选择问题；再热器侧和过热器侧的烟气挡板正常运行时，应按设计提出的开度随负荷变化控制要求，分别进行控制调节。总的转动趋势为一侧开大，另一侧就关小。 　　3 主要设计步骤 　　（1）锅炉方案设计确认后，应提供平行烟道布置尺寸图、过热器侧和再热器侧在保证汽温的负荷范围内，各计算负荷下通过的烟气体积流量（Nm3/sec）和含灰烟气的质量流量（Kg/sec）、调节挡板入口处烟气温度（℃）、通过调节段过热器侧和再热器侧受热面管组的阻力（Pa）。 　　（2）设定保证蒸汽温度的最低负荷及该负荷烟气阻力较大一侧（如过热器侧）为基准，并试设定该侧调节挡板的烟气阻力（基准阻力），如300Pa，根据两并联平行烟道（调节段）进出口压力相等，导出另一侧（如再热器侧）调节挡板需要的烟气阻力。 　　（3）设定过热器侧调节挡板的开度从BMCR工况到低负荷是由大关小，而再热器侧调节挡板的开度从BMCR负荷到低负荷是由小开大。 　　（4）确定两侧调节挡板处烟气流通截面积及挡板开度。 　　1）先以设计煤种燃烧产物烟气量来计算，最后需按校核煤种进行校核，调整烟气流通截面积或进行圆整。一般情况是选过热器侧的阻力为基准进行计算； 　　2）通过过热器侧和再热器侧调节段的烟气量取自于锅炉热力计算，烟气通过调节段各管组和流道的阻力应考虑当地大气压力、温度、湿度以及自生通风对流速的影响。当燃煤的收到基灰分Aar0.006316×Qnet.ar时，还须考虑烟气含尘量对该烟道烟气阻力（不含对自生通风）的修正，它是以引入总乘数（1+）的形式进行的。 　　这里：――1Kg燃煤的燃烧产物中的含尘量，Kg/Kg； 　　（1） 　　式中：――燃煤收到基灰分，% 　　――烟气中的飞灰份额，这里取=0.95； 　　――计算烟道段处的过量空气系数； 　　――1Kg燃煤完全燃烧所需的理论空气量，Nm3/Kg 　　3）按局部阻力计算式导出流通截面积计算式，并以下标s表示过热器侧、以下标r表示再热器侧的各参数： 　　（2） 　　式中：――调节挡板烟气流通截面积，m2； 　　――调节挡板在开度（%）时的局部阻力系数； 　　――通过调节挡板的烟气体积流量，Nm3/s； 　　――通过调节挡板的烟气质量流量，Kg/s； 　　――通过调节挡板处烟气温度，℃； 　　――通过调节挡板烟气的局部阻力，Pa。 　　调节挡板叶片调整角范围是0°～90°，其开度与调整角（或称方位角）的关系为： 　　（%） （3） 　　设定过热器侧保证额定汽温的最低负荷时挡板的开度是33%。 　　4）由计算式（2）求得过热器侧调节挡板的烟气流通截面积后，可导出调节挡板流通截面的基本尺寸：宽度Ws、深度Ds，宽度皆取为锅炉后竖井烟