NB／T 10127-2018标准规范下载简介

NB／T 10127-2018 大型煤粉锅炉炉膛及燃烧器性能设计规范简介：

NB/T 10127-2018 是中国国家能源局发布的关于“大型煤粉锅炉炉膛及燃烧器性能设计规范”的标准，该规范适用于额定蒸发量大于或等于220t/h的煤粉锅炉的设计，包括但不限于电站锅炉、工业锅炉等。其主要目的是为了提高燃煤锅炉的热效率，减少污染物排放，保证锅炉的安全稳定运行，以及推动行业技术进步。

以下是该规范的主要内容简介：

1. 术语和定义：规范中定义了与大型煤粉锅炉炉膛及燃烧器性能设计相关的专业术语和定义，确保在设计、制造、检验和使用过程中对各种概念的理解一致。

2. 设计原则：规定了设计应遵循的基本原则，如经济性、安全性、环保性、可靠性等。

3. 炉膛设计：包括炉膛形状、尺寸、热负荷分配、炉膛材料选择等，要求优化炉膛结构，保证燃烧充分，减少热损失，提高锅炉效率。

4. 燃烧器设计：规定了燃烧器的类型选择、燃烧方式、燃烧器尺寸、燃烧空气供应、燃料供给等，以保证燃烧稳定，减少污染物排放。

5. 性能计算与验证：给出了性能计算的方法，以及性能试验的要求和方法，用于验证设计的合理性和有效性。

6. 运行与维护：给出了运行参数的设定、运行中的监控、故障排查、定期维护等建议，以保证锅炉的长期稳定运行。

7. 环保要求：根据中国环保政策，对锅炉的污染物排放（如烟尘、二氧化硫、氮氧化物等）提出了具体限制。

8. 安全要求：规定了设备的安全保障措施，包括防止火焰外溢、防止超温、防止爆炸等。

这部标准的发布和实施，对于提升中国大型煤粉锅炉的技术水平，推动行业绿色发展具有重要意义。

NB／T 10127-2018 大型煤粉锅炉炉膛及燃烧器性能设计规范部分内容预览：

高海拨地区炉膛气压降低、煤粉在炉内的停留时间减少，影响燃尽，设计时可参考已有电 的运行经验：在海拔500m～800m时，煤粉在炉内所减少的停留时间对燃烧的影响轻微，对于 股烟煤可不增加炉膛燃尽区的容积，而采取其他一些强化燃尽的措施。对于燃用无烟煤/贫煤及低 灰熔融点温度的煤种，除采取强化燃尽及防渣措施外，必要时可增加少许炉膛燃尽区容积，以弥 补压力降低所减少的停留时间。 对海拔大于800m的地区除采取强化燃尽及防渣措施外，应根据煤种及实际运行经验，参考压 力降低的幅度，增加炉膛燃尽区的容积。 原则上炉膛燃尽区（最上排一次风喷嘴或三次风喷嘴中心截面到屏下缘截面间）的容积应增 加为Va，计算方法如式（13）所示：

Va=Vm.PB Pd

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式中： Va—高海拔地区炉膛燃尽区应取用的容积，m； Vm——一般地区炉膛燃尽区容积（Vm=l×l2×l3），m²； 一般地区的大气压力广联达图形算量软件操作步骤总结，kPa； Pd—高海拔地区的大气压力，kPa。 压力pa（kPa）与海拔H（m）的关系如式（14）所示： P, =101.32 (10.022 57H /1 d

式中： H一海拔，m。 根据式（14）绘制的ps与H相关图见图5

图5大气压力与海拔的相关图

对于压力降低幅度较大的锅炉设计，在增加炉膛的容积时，应在增加炉膛高度的同时，适当 增加炉膛截面积，以免因气压降低而过多地增加烟气在炉内的上升速度，影响燃烧稳定性。但考 慧到增加炉膛截面积会降低炉膛截面热负荷，从而降低主燃烧区温度，影响燃尽，故建议在可能 条件下，再适当减小最上排、最下排一次风喷嘴或三次风喷嘴中心距离，以增加燃烧器区壁面热 负荷，从而不使主燃烧区温度降低过多。 压力降低对燃烧本身及传热也都有不同程度的负面影响，特别是对于贫煤、无烟煤影响较大。 当海拔大于800m~1000m时应采取提高燃烧性能的措施，参见附录H。

9.14.2燃烧器设计

高海拔地区燃烧器出口截面的流动状况也发生变化，设计时应维持空气质量流量相等， 足式（15）：

式中： Pa——当地（高海拔地区）地面空气密度，kg/m：

PaFaWa=PsFsWe

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Fa=F.Pe Pa

如果较大改动燃烧器出口截面有困难，也可根据燃料挥发分高低，在不严重影响炉内动力场 条件的情况下，适当提高一次风速度。其提高范围为：当地（高海拔地区）一次风速度Wal为一 地区时一次风速度WB1的1.03倍～1.08倍，前者适用于低挥发分煤种，后者适用于高挥发分煤 种。风速确定后再按质量流量相等计算式（16），重新计算当地（高海拔地区）的燃烧器一次风 喷口面积Fa1

9.15炉膛结渣、水冷壁高温腐蚀的预防

炉膛及燃烧器设计时要有预防炉膛结渣和水冷壁高温腐蚀的措施。具体要求分别参见附录！ 和附录J。

10.1锅炉燃烧性能评价的主要内容

锅炉燃烧性能评价的主要内容包括锅炉燃烧效率、最低不投辅助燃料稳燃负荷率（BMLR） 物的排放控制等。

10.2锅炉燃烧效率的确定

锅炉燃烧效率按式（18）计算：

式中： 7.锅炉燃烧效率，%； 3一气体未完全燃烧热损失率，%； 3、q4的确定按GB/T10184执行。 对于大容量锅炉也可按以下原则确定：93可取为0，94的取值范围见表13及图6。炉膛热力 数、燃烧器设计参数对94的影响见附录H。

■锅炉最低不投辅助燃料稳燃负荷率（BMLR）

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以锅炉的最低不投辅助燃料稳燃负荷率试验值作为锅炉最低不投辅助燃料稳燃负荷率。 各种燃烧方式的锅炉最低不投辅助燃料稳燃负荷率（BMLR）与燃料特性（Rw或Vdar）值的关 系推荐如表14所示。 BMLR除与煤质特性有关外，还与燃烧方式，炉膛热力参数，燃烧器设计型式、数量，磨煤 机特性、台数，煤粉细度以及制粉系统与锅炉的匹配有关。

表14各种燃烧方式的锅炉最低不投辅助燃料稳燃负荷率（BMLR）推荐值

揭煤部分高值指高水分褐煤经抽炉烟干燥制粉系统后的

10.4原始氮氧化物的排放控制

锅炉原始氮氧化物的排放按GB/T34348的要求执行

A.1煤的着火稳定性指数Rw

附录A （规范性附录） 煤的着火稳定性指数Rw及燃尽特性指数R,的确定

图A.1某烟煤煤样燃烧特性曲线

表A.1煤的燃烧和燃尽热分析曲线特征指数

主：t—着火温度，C；Wimax 半所对 应的温度，℃C；T2max 难燃峰的最大燃烧速率所对应的温度，；G—易燃峰下烧掉的燃料量， mg；G2——难燃峰下烧掉的燃料量，mg；T8——烧掉98%燃料量所需的时间，min；Tg8——烧掉98% 煤焦量所需的时间，min。

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图A.1为试验煤样的微商热重曲线，即所谓的燃烧特性曲线（DTG）。DTG以曲线形式描述 了煤粉试样在加热过程中水分蒸发、挥发分析出、着火燃烧及燃尽整个过程的质量变化速率。曲 线在100℃左右出现的小峰为水分析出峰，到达一定温度时煤样开始剧烈反应一—着火，曲线陡然 升高。取DTG曲线上相应拐点（或外推始点）对应的温度为着火温度t。随着温度升高而相继出 现的两个峰，则分别表示挥发分和焦炭中易燃部分、焦炭中难燃部分这两部分的燃烧过程。燃烧 峰的位置反映了燃烧进行过程相应的温度，出现晚说明燃烧所需温度区域高，峰顶高说明反应剧 烈，峰下的面积则表示试样在相应温度区域反应消耗的可燃质数量。 对多种煤进行分析，按等效离散度相等的原理所确定的各特性指标在综合判断体系中的权数 得出着火稳定性指数Rw，见式（A.1）：

t着火温度，℃； Tmx——易燃峰的最大燃烧速率所对应的温度，℃ Wmar 易燃峰的最大燃烧速率，mg/min。

A.2煤的燃尽特性指数R

Rw= 560 650 +0.27Wimax Timax

图A.2某烟煤煤焦燃尽曲线

表征煤粉燃尽特性指数的有：燃烧特性曲线中难燃峰下烧掉的燃料量（G2），难燃峰最大反 率对应的温度（T2max），以及烧掉98%燃料量所需的时间（t98）。显然，仅仅用t98来预测 燃烧装置可能达到的燃烧效率也会有较大的局限性，应综合考虑G和T2max，以及燃尽试验中

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的煤焦燃尽时间t98的影响。

d'A'+b'B+cC+d'D

表A.2各特征指标划定的燃尽等级

由一些电厂燃用的炉前煤热分析结果计算出的Rw、R,值、由灰熔融特征温度及灰成分计 的煤灰的结渣特性指数R，值及部分煤质数据列于表A.3。

厂燃用的炉前煤热分析结果计算出的Rw、R值、由灰熔融特征温度及灰成分计算出 特性指数R，值及部分煤质数据列于表A.3。

些300MW级以上电厂实际燃用的炉前煤的Rw

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附录B （规范性附录） 煤灰的结渣特性指数R,的确定

判别煤灰的结渣特性有许多方法，如灰熔融性、灰成分、灰高温黏度、热显微镜观测、重 力筛分煤灰偏析、热平衡相图等。其中制造部门设计锅炉时经常容易得到的是灰熔融性、灰成 分资料。 为提高灰熔融特征温度、灰成分各判别指数预报的准确程度，曾对国内近250个煤种（其中 无烟煤44种，贫煤、烟煤169种，褐煤37种）的灰渣特性资料，移植国外结渣特性判别指数， 引用了最优分割数学，对我国动力用煤灰的结渣特性指数判别界限进行了重新划分，给出了 适合我国煤种具体情况的结渣特性指数判别界限，其中软化温度ST的准确率可达80%以上。 对70个煤种（其中无烟煤21种，烟煤、贫煤21种，褐煤28种）应用最优分割结果与普华 煤燃烧技术开发中心所组织的电厂调研结果现场运行锅炉的实际结渣情况进行对照，得出了各判 别指数的判别界线和准确率的统计值，见表B.1。

B/A和G分别按式（B.1）和式（B.2）计算得到

Wcao + WMgo + Wfe,0, + Wna,o + Wk,o BIA= Wsio, + WAl,o, +Wrio 100xwsi0 G= W'siO, + WFe20, + WCao +WMgo

B/A——碱酸比钢结构计算规则（25页），指煤灰中碱性氧化物成分（B）的质量分数总和与酸性氧化物成分的质量分 数总和（A）之比值； Wcao 煤灰中氧化钙的质量分数，%； WMgO 煤灰中氧化镁的质量分数，%；

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从表B.1中ST、B/A、G、Wsio,/wAl,o,四个指数，并根据各指数的预报准确率，采用加权平均 的方法，给出了统一的评分判别标准，构成了新的煤灰结渣特性综合判别指数Rz，见式（B.3）： R, =1.24 (B/A)+0.28(wso, /wl,o,) 0.002 3 ST 0.016G+5.42 ... 式中： ST一软化温度，℃。 为了进一步验证所建立综合判别指数Rz的预报准确率，首先对参与建立Rz指数的70个煤种 的实际运行特性进行了验证，结果表明，综合判别指数 R的准确率可达90%

式中： ST一软化温度，℃。 为了进一步验证所建立综合判别指数Rz的预报准确率，首先对参与建立Rz指数的70个煤科 的实际运行特性进行了验证、结果表明、综合判别指数R，的准确率可达90%

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煤粉在最上排一次风喷嘴或三次风喷嘴中心到屏下缘平均停留时间的计算

煤粉在炉内的平均停留时间为最上排一次风喷嘴或三次风喷嘴中心标高至屏下缘这段停留时 间。进入屏区以后由于温度降低，氧量减少，一般不再考虑燃烧影响。 假定煤粉与烟气同步，炉内烟气充满良好，则煤粉在炉内的平均停留时间的计算公式见 式（C.1）：

煤粉在最上排一次风喷嘴或三次风喷嘴中心到屏下缘的平均停留时间，S； l3——燃烧器最上排一次风喷嘴或三次风喷嘴中心至屏下缘距离DB34∕T 5033-2015 装配整体式建筑预制混凝土构件制作与验收规程，m； W烟气在炉内的平均上升速度，m/s。其计算见式（C.2）：