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GB/T 46850-2025 燃气锅炉炉膛及燃烧设备设计选型导则

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资料介绍

　　ICS 27. 060.30 CCS J 98

　　中华人民共和国国家标准

　　GB/T 46850—2025

　　燃气锅炉炉膛及燃烧设备设计选型导则

　　Guideon design and selection offurnacesandburnersforgasfiredboilers

　　2025-12-31发布 2026-07-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 46850—2025

　　前言 Ⅲ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 2

　　4 一般要求 4

　　5 设计条件 4

　　6 炉膛及燃烧设备设计选型基本步骤 5

　　7 炉膛热力特性参数的选择 5

　　8 与炉膛及燃烧设备设计选型有关的其他规定 10

　　9 海拔对炉膛及燃烧设备设计选型的影响 11

　　附录 A (规范性) 炉膛有效容积和辐射面积的确定 13

　　附录 B (规范性) 预混燃烧区域面积的确定 20

　　附录 C (资料性) 海拔与大气压力对应表 23

　　Ⅰ

　　GB/T 46850—2025

　　前言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由全国锅炉压力容器标准化技术委员会(SAC/TC262)提出并归口。

　　本文件起草单位 : 中国特种设备检测研究院、西安交通大学、泰山集团股份有限公司、江苏双良锅炉有限公司、哈尔滨锅炉厂有限责任公司、上海工业锅炉研究所有限公司、上海发电设备成套设计研究院有限责任公司、清华大学、上海理工大学、方快锅炉有限公司、无锡锡能锅炉有限公司、北京富士特锅炉有限公司、浙江力聚热能装备股份有限公司、博瑞特热能设备股份有限公司、上海锅炉厂有限公司、东方电气集团东方锅炉股份有限公司、江联重工集团股份有限公司、上海焱晶燃烧设备检测有限公司、安徽省特种设备检测院、广西壮族自治区特种设备检验研究院、四川省特种设备检验研究院、浙江特富发展股份有限公司、浙江聚能锅炉制造有限公司、陕西环通标准锅炉有限公司、徐州瑞宇热能设备有限公司、宜居嘉业(北京)工程技术有限公司、福建华夏蓝天科技有限公司、上海豪夫麦特燃烧设备有限公司、沈阳特种设备检测研究院、陕西省特种设备检验检测研究院。

　　本文件主要起草人 :笪耀东、赵钦新、刘雪敏、杜勇博、杨焕新、王殿、顾玮伦、林欣、石回回、张扬、徐洪涛、卢海刚、朱永忠、吴同杰、沈炳元、曹光勤、张建文、刘宇钢、王小平、陈关海、邓世丰、杨必应、魏玉伟、刘亚玲、赵凯东、吕永明、刘永锋、孙建、张鑫莆、傅军、刘翔、董永昌、于吉明、金东根、刘博、杨高战、宋吉民、徐冉。

　　Ⅲ

　　GB/T 46850—2025

　　燃气锅炉炉膛及燃烧设备设计选型导则

　　1 范围

　　本文件规定了燃气锅炉炉膛及燃烧设备设计选型的一般要求、设计条件、基本步骤、炉膛热力特性参数的选择、与炉膛及燃烧设备设计选型有关的其他要求 ,并给出了海拔对炉膛及燃烧设备设计选型的影响。

　　本文件适用于符合下列条件之一的燃气锅炉 :

　　a) 设计正常水位容积大于或等于 30 L,且额定蒸汽压力大于或等于 0. 1 MPa(表压) 的固定式承压蒸汽锅炉 ;

　　b) 出口水压大于或等于 0. 1 MPa(表压) ,且额定热功率大于或等于 0. 1 MW 的固定式承压热水锅炉 ;

　　c) 额定热功率大于或等于 0. 1 MW 的有机热载体锅炉。

　　本文件不适用于铸铁锅炉和铸铝锅炉。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中 , 注日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本文件。

　　GB/T 2900. 48 电工名词术语锅炉

　　GB/T 10410 人工煤气和液化石油气常量组分气相色谱分析法

　　GB/T 11062 天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法

　　GB/T 12206 城镇燃气热值和相对密度测定方法

　　GB/T 12208 人工煤气组分与杂质含量测定方法

　　GB 13223 火电厂大气污染物排放标准

　　GB 13271 锅炉大气污染物排放标准

　　GB/T 13610 天然气的组成分析气相色谱法

　　GB/T 16507. 3 水管锅炉第 3部分 :结构设计

　　GB/T 16508. 3 锅壳锅炉第 3部分 :设计与强度计算

　　GB/T 16508. 6 锅壳锅炉第 6部分 :燃烧系统

　　GB/T 17410 有机热载体炉

　　GB/T 20626. 1 特殊环境条件高原电工电子产品第 1部分 :通用技术要求

　　GB/T 20626. 2 特殊环境条件高原电工电子产品第 2部分 :选型和检验规范

　　GB/T 28901 焦炉煤气组分气相色谱分析方法

　　GB/T 34348 电站锅炉技术条件

　　GB/T 36699 锅炉用液体和气体燃料燃烧器技术条件

　　GB/T 43676 水冷预混低氮燃烧器通用技术要求

　　NB/T 47034 工业锅炉技术条件

　　GB/T 46850—2025

　　3 术语和定义

　　GB/T 2900. 48界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3. 1

　　燃气锅炉 gas-fired boiler

　　气体燃料锅炉 gasfuelfired boiler

　　燃用气体燃料的锅炉。

　　3.2

　　人工煤气 manufactured gas

　　以固体燃料或液体燃料经过干馏、气化或裂解等工艺 ,人工生产的可燃气体。

　　注 : 人工煤气包括焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、发生炉煤气、生物质气和可燃工业尾气等。

　　3.3

　　锅炉额定热功率 boilerrated output

　　锅炉在额定工况下的输出功率。

　　3.4

　　锅炉输入热功率 boilerheatinput

　　单位时间内输入锅炉的总热量。

　　注 : 输入锅炉的热量包括入炉燃料完全燃烧释放的化学能、外来热源携带入炉的热能 , 以及用外来热源加热燃料或空气时所带入的热量。

　　3.5

　　炉膛有效容积 effective furnacevolume

　　炉膛边界范围以内进行燃料燃烧及有效辐射换热过程的空间的几何容积。

　　[来源 :GB/T 2900. 48—2008,4. 3. 25] 3.6

　　炉膛容积放热强度 furnacevolumeheatreleaserate

　　炉膛容积热负荷 furnacevolumeheatload

　　锅炉输入热功率与炉膛有效容积之比。

　　注 : 简称 “炉膛容积热强度 ”。

　　3.7

　　炉膛断面放热强度 furnacecross-section (section-area) heatreleaserate

　　炉膛断面热负荷 furnace cross-section (section-area) heatload

　　锅炉输入热功率与炉膛横断面面积之比。

　　注 : 简称 “炉膛断面热强度 ”。

　　3. 8

　　燃烧器区域壁面放热强度 burnerzonewall(area) heatreleaserate

　　锅炉输入热功率与炉膛内燃烧器区域的四周炉壁面积之比。

　　3.9

　　炉膛辐射受热面放热强度 heatreleaserateoffurnaceradiantheatingsurface

　　锅炉输入热功率与炉膛辐射受热面面积之比。

　　3. 10

　　预混燃烧区域放热强度 surfacecombustion zoneheatreleaserate

　　锅炉输入热功率与预混燃烧区域面积之比。

　　GB/T 46850—2025

　　3. 11

　　烟气外循环 fluegasexternalrecirculation;FGR

　　在炉膛外部 ,将燃烧后的部分烟气重新引入燃烧区域以降低 NOx 排放的低氮燃烧技术。

　　注 : 烟气外循环低氮燃烧原理见图 1。

　　标引序号说明 :

　　1— 燃烧器 ;

　　2— 炉膛 ;

　　3— 尾部烟道 ;

　　4— 风机。

　　图 1 烟气外循环原理示意图

　　3. 12

　　烟气内循环 fluegasinternalrecirculation;FIR

　　在炉膛内部 ,依靠组织燃气、空气、部分预混气、燃烧器头部结构、燃烧室前部及周边结构流动产生引射动力将燃烧后的部分高温烟气回流至主燃烧区域以降低 NOx 排放的低氮燃烧技术。

　　注 : 烟气内循环低氮燃烧原理见图 2。

　　标引序号说明 :

　　1— 燃烧器 ;

　　2— 炉膛 ;

　　3— 尾部烟道 ;

　　4— 具有引射压头的燃气、空气或预混气体。

　　图 2 烟气内循环原理示意图

　　GB/T 46850—2025

　　3. 13

　　扩散燃烧 diffusion combustion

　　燃料与助燃空气在发生燃烧反应之前未进行混合的燃烧。

　　3. 14

　　预混燃烧 premixed combustion

　　燃料与助燃空气在发生燃烧反应之前充分混合的燃烧。

　　注 : 包括全预混燃烧和部分预混燃烧。

　　3. 15

　　全预混燃烧 fullpremixed combustion

　　以不低于完全燃烧理论值的空燃比混合并在燃烧头火孔进行燃烧。

　　3. 16

　　全预混表面燃烧 fullpremixed surfacecombustion

　　燃料与全部助燃空气在发生燃烧反应之前充分混合 ,并在多孔结构表面进行反应的燃烧。

　　3. 17

　　全预混水冷燃烧 watercooled premixed combustion

　　燃料与全部助燃空气在发生燃烧反应之前充分混合 ,并进入以水为介质的间壁式火孔进行反应、对火焰燃烧的初始阶段有冷却效果的燃烧。

　　4 一般要求

　　4. 1 锅炉炉膛及燃烧设备设计选型应与设计燃料相适应 ,且应符合安全、节能和环保的要求。

　　4.2 炉膛及燃烧设备的性能设计应符合 GB/T 16507. 3、GB/T 16508. 3、GB/T 16508. 6、GB/T 17410、 GB/T 34348、GB/T 36699、GB/T 43676和 NB/T 47034的要求。

　　4.3 锅炉制造单位在进行炉膛及燃烧设备设计选型时 ,应通过选取合理的炉膛结构和热力特性参数 ,采用低氮燃烧技术 ,达到氮氧化物排放指标的要求。当锅炉大气污染物初始排放浓度不符合环境保护标准和要求时 ,应配套环保设施。

　　4.4 燃烧器应由锅炉制造单位设计或选配 ,燃烧器的制造单位或供应单位应提供有效的燃烧器型式试验证书。

　　5 设计条件

　　设计条件包括但不限于以下内容。

　　a) 锅炉参数。

　　1) 蒸汽锅炉 ,包括额定蒸发量、再热蒸汽量、额定蒸汽压力、再热蒸汽压力、额定蒸汽温度、再热蒸汽温度、给水温度。

　　2) 热水锅炉 ,包括额定热功率、额定出水压力、额定出水温度、进水温度。

　　3) 有机热载体锅炉 ,包括额定热功率、额定出口压力、额定出口温度、进口温度、热载体型号。

　　b) 燃气特性。

　　1) 燃气的种类 ,多燃气混燃时 ,应获得各燃气混燃比例。

　　2) 燃气成分分析结果 :天然气按照 GB/T 13610分析化验气体组分 ,人工煤气和液化石油气按照 GB/T 10410、GB/T 12208分析化验气体组分,焦炉煤气按照 GB/T 28901分析化验气体组分。燃气中如含有 GB/T 13610、GB/T 10410、GB/T 12208、GB/T 28901未包含气体组分、杂质等 ,应单独注明成分及相关物理化学特性。

　　GB/T 46850—2025

　　3) 燃气的发热值测量结果 : 天然气热值按照 GB/T 11062进行计算 , 城镇燃气热值按照GB/T 12206进行测定 ,发热值注明低位发热值、高位发热值及测定时对应的气体压力、温度。

　　4) 燃气的压力、温度。

　　c) 热效率。

　　d) 环保指标 :按照 GB 13223、GB 13271或各地排放标准 , 以要求标准高者为准 , 主要指标包括SO2 排放值、NOx 排放值、粉尘排放值等。

　　e) 环境条件 :主要包括锅炉建设地的海拔及大气温度、湿度、风向、风力、地质条件、布置型式(室内、室外)等。

　　f) 运行方式。

　　g) 设计制造技术标准。

　　h) 其他需要的设计条件。

　　6 炉膛及燃烧设备设计选型基本步骤

　　6. 1 根据设计条件及用户需求确定锅炉的结构型式 ,锅炉的结构型式应与锅炉参数、运行方式、环境条件以及燃气特性等相匹配。

　　6.2 根据炉型、锅炉额定热功率、燃气特性以及大气污染物排放要求等确定燃烧器类型、数量、布置方式及相关参数 ,包括燃烧器功率、火焰形状和尺寸、烟气再循环量、烟气再循环温度、预热空气温度、预热燃气温度等。

　　6.3 根据设计条件和燃烧器相关参数等 ,初步确定炉膛和受热面结构参数 ,并核算炉膛热力特性参数。炉膛有效容积和辐射面积按附录 A确定 ,预混燃烧区域面积按附录 B确定。

　　6.4 进行热力计算、烟风阻力计算、最高液膜温度计算 ,校核并修正锅炉结构尺寸。

　　7 炉膛热力特性参数的选择

　　7. 1 锅炉输入热功率计算

　　锅炉输入热功率按照公式(1)计算 :

　　Qin …………………………( 1 )

　　式中 :

　　Qin — 锅炉输入热功率 ,单位为兆瓦(MW) ;

　　Qout— 锅炉额定热功率 ,单位为兆瓦(MW) ;

　　η — 锅炉设计热效率 , % 。

　　7.2 主要炉膛热力特性参数计算

　　7.2. 1 炉膛容积放热强度

　　炉膛容积放热强度按公式(2)计算 :

　　qV =Qin/V …………………………( 2 )

　　式中 :

　　qV — 炉膛容积放热强度 ,单位为兆瓦每立方米(MW/m3 ) ;

　　V — 炉膛有效容积 ,单位为立方米(m3 ) 。

　　GB/T 46850—2025

　　7.2.2 炉膛辐射受热面放热强度

　　炉膛辐射受热面放热强度按公式(3)计算 :

　　qH =Qin/FH …………………………( 3 )

　　式中 :

　　qH — 炉膛辐射受热面放热强度 ,单位为兆瓦每平方米(MW/m2 ) ;

　　FH — 炉膛有效辐射面积 ,单位为平方米(m2 ) 。

　　7.2.3 炉膛断面放热强度

　　炉膛断面放热强度按公式(4)计算 :

　　qF =Qin/F …………………………( 4 )

　　式中 :

　　qF — 炉膛断面放热强度 ,单位为兆瓦每平方米(MW/m2 ) ;

　　F — 炉膛横断面积 ,单位为平方米(m2 ) 。

　　7.2.4 燃烧器区域壁面放热强度

　　燃烧器区壁面放热强度按公式(5)计算 :

　　qB =Qin/FB …………………………( 5 )

　　式中 :

　　qB — 燃烧器区域壁面放热强度 ,单位为兆瓦每平方米(MW/m2 ) ;

　　FB — 燃烧器区域炉壁面积 ,单位为平方米(m2 ) ,按公式(6)计算。

　　FB = 2(W +D) × (h+ 3) …………………………( 6 )

　　式中 :

　　W — 炉膛宽度 ,左右侧墙水冷壁管中心线间距离 ,单位为米(m) ;

　　D — 炉膛深度 ,前后墙水冷壁管中心线间距离 ,单位为米(m) ;

　　h — 最上层燃气燃烧器与最下层燃气燃烧器中心线之间的垂直距离 ,单位为米(m) 。

　　7.2.5 预混燃烧区域放热强度

　　对于预混燃烧器 ,预混燃烧区域放热强度按公式(7)计算 :

　　qS =Qin/FS …………………………( 7 )

　　式中 :

　　qS — 预混燃烧区域放热强度 ,单位为兆瓦每平方米(MW/m2 ) ;

　　FS — 预混燃烧区域面积 ,单位为平方米(m2 ) 。

　　7.3 主要炉膛热力特性参数选取

　　7.3. 1 概述

　　本文件给出了不同结构型式燃气锅炉炉膛热力特性参数推荐范围 ,锅炉制造单位也可根据实测数据 ,在保证性能的前提下拓展特性参数选取范围。本文件未提供推荐范围的燃气锅炉 ,其炉膛热力特性参数可根据多台已投运锅炉的设计数据采用类比法进行确定 ,或采用试验验证、数值分析计算等方式进行确定。

　　7.3.2 以水为介质的锅壳锅炉炉膛热力特性参数选取

　　以水为介质、采用扩散式燃烧器的天然气锅壳锅炉 ,不同输入热功率条件下炉膛热力特性参数推荐

　　GB/T 46850—2025

　　范围见表 1。

　　表 1 以水为介质的扩散式燃天然气锅壳锅炉热力特性参数推荐范围

　　锅炉输入热功率

　　炉膛容积放热强度MW/m3

　　炉膛辐射受热面放热强度

　　MW/m2

　　0. 3

　　0. 7~ 2. 5

　　0. 06~ 0. 37

　　1. 6

　　0. 6~ 2. 3

　　0. 07~ 0. 42

　　3. 2

　　0. 6~ 2. 0

　　0. 075~ 0. 46

　　6. 3

　　0. 65~ 1. 8

　　0. 085~ 0. 5

　　0. 8~ 1. 8

　　0. 085~ 0. 55

　　以水为介质、采用预混低氮(NOx ≤30mg/m3 )燃烧器的燃天然气锅壳锅炉 ,不同输入热功率条件下炉膛热力特性参数推荐范围见表 2。

　　表 2 以水为介质的预混燃天然气锅壳锅炉热力特性参数推荐范围

　　锅炉输入热功率

　　炉膛容积放热强度MW/m3

　　炉膛辐射受热面放热强度

　　MW/m2

　　表面燃烧区域放热强度MW/m2

　　0. 3

　　3. 2~ 6. 5

　　0. 3~ 0. 65

　　2. 1~ 3. 5

　　1. 6

　　2. 75~ 6. 3

　　0. 35~ 0. 8

　　2. 1~ 3. 5

　　3. 2

　　2. 2~ 5. 5

　　0. 4~ 0. 85

　　1. 75~ 3. 8

　　6. 3

　　2. 2~ 5. 0

　　0. 44~ 1. 1

　　1. 4~ 3. 8

　　1. 8~ 5. 0

　　0. 5~ 1. 3

　　1. 4~ 3. 8

　　7.3.3 以水为介质的水管锅炉炉膛热力特性参数选取

　　以水为介质、采用扩散式燃烧器的 SZS型、DHS型燃天然气锅炉 ,不同输入热功率条件下炉膛热力特性参数推荐范围见表 3。

　　表 3 以水为介质的扩散式燃天然气水管锅炉热力特性参数推荐范围

　　锅炉输入热功率

　　炉膛容积放热强度MW/m3

　　炉膛辐射受热面放热强度

　　MW/m2

　　炉膛断面放热强度MW/m2

　　6. 3

　　0. 17~ 0. 8

　　0. 06~ 0. 3

　　1. 6~ 6. 0

　　0. 17~ 0. 6

　　0. 08~ 0. 3

　　2. 4~ 5. 8

　　0. 25~ 0. 6

　　0. 08~ 0. 3

　　2. 3~ 5. 6

　　0. 16~ 0. 6

　　0. 08~ 0. 3

　　1. 8~ 5. 6

　　0. 16~ 0. 55

　　0. 08~ 0. 3

　　2. 1~ 5. 6

　　以水为介质、采用扩散式燃烧器的燃天然气贯流锅炉 ,不同输入热功率条件下炉膛热力特性参数推荐范围见表 4。

　　GB/T 46850—2025

　　表 4 以水为介质的燃天然气贯流锅炉热力特性参数推荐范围

　　锅炉输入热功率

　　炉膛容积放热强度MW/m3

　　炉膛辐射受热面放热强度

　　MW/m2

　　炉膛断面放热强度MW/m2

　　0. 3

　　0. 63~ 1. 6

　　0. 1~ 0. 48

　　0. 6~ 1. 7

　　1. 6

　　1. 1~ 2. 0

　　0. 3~ 0. 65

　　1. 3~ 3. 0

　　3. 2

　　1. 5~ 1. 9

　　0. 5~ 0. 68

　　2. 3~ 2. 8

　　以水为介质、采用预混低氮(NOx ≤30mg/m3 )燃烧器的燃天然气水管锅炉 ,不同输入热功率条件下炉膛热力特性参数推荐范围见表 5。

　　表 5 以水为介质的预混燃天然气水管锅炉热力特性参数推荐范围

　　锅炉输入热功率

　　炉膛容积放热强度MW/m3

　　炉膛辐射受热面放热强度

　　MW/m2

　　表面燃烧区域放热强度MW/m2

　　0. 4

　　3. 2~ 6. 5

　　0. 3~ 0. 65

　　2. 1~ 3. 5

　　3. 2

　　2. 75~ 6. 3

　　0. 35~ 0. 8

　　2. 1~ 3. 5

　　7. 8

　　2. 2~ 5. 5

　　0. 4~ 0. 85

　　1. 75~ 3. 8

　　2. 2~ 5. 0

　　0. 44~ 1. 1

　　1. 4~ 3. 8

　　2. 0~ 5. 0

　　0. 44~ 1. 3

　　1. 4~ 3. 8

　　箱式、塔式、Π 型等以水为介质的大容量燃气锅炉 ,不同输入热功率条件下炉膛热力特性参数推荐范围见表 6。

　　表 6 以水为介质的大容量燃气水管锅炉热力特性参数推荐范围

　　设计燃料

　　高炉煤气、转炉煤气

　　焦炉煤气、天然气

　　锅炉布置方式

　　箱式、塔式

　　Π 型

　　箱式、塔式

　　Π 型

　　锅炉输入热功率MW

　　100

　　250

　　100

　　250

　　100

　　250

　　100

　　250

　　炉膛容积放热强度(BMCR)上限值

　　MW/m3

　　0 . 15~0 . 22

　　0 . 14~0 . 21

　　0 . 12~0 . 21

　　0 . 1~0 . 18

　　0 . 28~0 . 4

　　0 . 3~0 . 41

　　0 . 16~0 . 25

　　0 . 16~0 . 27

　　炉膛辐射受热面放热强度(BMCR)上限值

　　MW/m2

　　0 . 3~0 . 45

　　0 . 33~0 . 48

　　0 . 18~0 . 3

　　0 . 2~0 . 32

　　0 . 42~0 . 56

　　0 . 45~0 . 59

　　0 . 2~0 . 34

　　0 . 24~0 . 36

　　炉膛断面放热强度(BMCR)可用值

　　MW/m2

　　2 . 5~3 . 8

　　3 . 2~4 . 5

　　2 . 8~4 . 4

　　3 . 2~4 . 5

　　3 . 5~4 . 5

　　4 . 0~5 . 0

　　3 . 5~5 . 0

　　3 . 7~6 . 2

　　燃烧器区域壁面放热强度(BMCR)上限值

　　MW/m2

　　0 . 7~1 . 3

　　0 . 8~1 . 4

　　0 . 7~1 . 4

　　0 . 8~1 . 5

　　0 . 9~1 . 6

　　单只燃烧器热负荷(BMCR)上限值

　　15~40

　　25~60

　　GB/T 46850— 202

　　GB/T 46850—2025

　　7.3.4 有机热载体锅炉炉膛热力特性参数选取

　　采用扩散式燃烧器的有机热载体锅炉 ,不同输入热功率条件下炉膛热力特性参数推荐范围见表 7。

　　表 7 有机热载体锅炉热力特性参数推荐范围

　　锅炉输入热功率

　　炉膛容积放热强度MW/m3

　　炉膛辐射受热面放热强度

　　MW/m2

　　炉膛断面放热强度MW/m2

　　0. 3

　　0. 2~ 0. 50

　　0. 08~ 0. 22

　　1. 0~ 4. 0

　　3. 2

　　0. 2~ 0. 50

　　0. 10~ 0. 22

　　1. 5~ 4. 0

　　6. 3

　　0. 25~ 0. 50

　　0. 12~ 0. 22

　　2. 0~ 4. 0

　　0. 25~ 0. 50

　　0. 15~ 0. 22

　　2. 4~ 4. 0

　　0. 25~ 0. 55

　　0. 15~ 0. 25

　　2. 5~ 5. 5

　　8 与炉膛及燃烧设备设计选型有关的其他规定

　　8. 1 根据锅炉输入热功率和炉膛背压 ,按照燃烧器输出功率工作曲线确定燃烧器数量和型号。锅炉额定热功率小于或等于 7 MW 时 ,宜选用一体式燃烧器 ;锅炉额定热功率大于 7 MW 时 ,宜选用分体式燃烧器。

　　8.2 燃烧器的火焰形状和尺寸应与炉膛相适应 , 防止火焰直接冲刷受热面。多只燃烧器布置时 ,应充分考虑燃烧器气流旋向和火焰尺寸 ,避免气流相互干扰、引起炉膛振动等。

　　8.3 在额定负荷下 , 燃烧器阻力不宜大于 3 500 Pa,采用烟气内循环技术时 , 燃烧器阻力不宜大于6 500Pa。

　　8.4 在满足使用要求的前提下 ,燃烧器宜采用电子比例调节方式且负荷调节比尽可能大 , 风机电机宜采用高效电机或变频调速电机。宜使用在线氧量监测 ,提高空燃比调节精度。

　　8.5 燃烧器与锅炉本体连接处应有效密封。燃烧器燃烧头的长度应与锅炉火口长度相匹配。

　　8.6 采取烟气外循环技术的低氮燃烧器规定如下 :

　　a) 烟气同空气混合后 ,氧浓度不宜小于 17% ;

　　b) 烟气同空气混合后 ,应采取适当措施防止冷凝水进入燃烧器风机及燃烧器火检误报警 ;

　　c) 烟气外循环应在燃烧稳定后根据运行情况逐步投入使用。

　　8.7 全预混水冷燃烧器的规定如下。

　　a) 全预混水冷燃烧器燃料与助燃空气应充分混合 ,单个预混室体积尽可能小 ,单位热功率体积应不大于 0. 3 m3/MW ,且最大体积不大于 1. 5 m3 。

　　b) 主火焰应设立独立点火燃烧器(引导火) ,主火焰启动功率应不大于额定负荷的 30%且不大于2 MW ,燃烧器主火安全时间应小于或等于 3 s。

　　c) 功率大于 2 MW 的燃烧器规定如下 :

　　1) 符合淬息条件且后预混 ;

　　2) 空燃比采用监测空气与燃气流量的方式闭环控制 ;

　　3) 阻火器的最大孔径(当量直径)不宜大于 2. 4 mm ,混合气在阻火的孔径内的行程不宜小于18 mm。

　　8. 8 有机热载体锅炉采用空气预热器时 , 当 NOx 初始排放浓度 ≤30mg/m3 时 ,热风温度不宜高于250 ℃ 。当热空气温度 ≥80℃时 ,燃烧器的阻力和输出功率应根据热空气温度进行修正。

　　GB/T 46850—2025

　　8.9 以纯氢为燃料的锅炉的规定如下 :

　　a) 炉膛区域应设置自动疏水装置 ,将冷凝水及时排出 ;

　　b) 燃烧器宜采用扩散燃烧 ,燃烧器火检宜采用双火检或红外/紫外一体式火检 ;

　　c) 宜设置独立的点火燃烧器 ;

　　d) 前、后吹扫时间宜为 90 s~ 120 s;

　　e) 采用烟气外循环时 ,应采取有效措施避免烟道积水 ,循环烟气温度应高于 150 ℃ 。

　　9 海拔对炉膛及燃烧设备设计选型的影响

　　9. 1 海拔对炉膛设计的影响

　　海拔大于 1 000 m 时 ,扩散式燃烧锅炉的炉膛宽度方向应适当增加以适应火焰尺寸要求 ,长度在满足火焰不冲刷受热面的条件下尽量不做调整 ;海拔大于 2 000 m ,炉膛宽度与长度方向均应适当增加以适应火焰尺寸要求。同时 ,应控制炉膛出口烟温不高于平原 50 ℃ ,炉膛容积放热强度宜符合本文件推荐的范围。

　　9.2 海拔对燃烧器设计选型的影响

　　燃烧器的额定功率应与锅炉容量匹配。海拔大于 1 000 m 时 , 随着海拔升高应放大喷口直径 ,使燃气射程在合理范围之内 ,如燃烧器按照平原设计 ,则应按照(P/PH )倍对燃烧器功率进行修正以增加富余量。

　　海拔大于 1 000 m 时 ,燃烧器风机的参数可按公式(8)和公式(9)修正 :

　　VH = P ×V/PH …………………………( 8 )

　　NH = P × N/PH …………………………( 9 )

　　式中 :

　　VH — 海拔 H m 处同等容量锅炉的燃烧器风机风量 ,单位为立方米每小时(m3/h) ;

　　P — 海平面大气压力 ,单位为帕(Pa) ;

　　V — 海平面处同等容量锅炉的燃烧器风机风量 ,单位为立方米每小时(m3/h) ;

　　PH — 海拔 H m 处大气压力 ,单位为帕(Pa) ,海拔与大气压力对应表见附录 C;

　　NH — 海拔 H m 处同等容量锅炉的燃烧器风机功率 ,单位为千瓦(kW) ;

　　N — 海平面处同等容量锅炉的燃烧器风机功率 ,单位为千瓦(kW) 。

　　9.3 海拔对燃气锅炉热力计算的影响

　　9.3. 1 海拔大于 1 000 m 时 ,热力计算中的火焰形状系数 M 和辐射换热系数 C 应按照公式(10) 和公式(11)进行修正 :

　　MH =M - 0. 000 021H …………………………( 10 )

　　CH =C- 0. 000 67H …………………………( 11 )

　　式中 :

　　MH — 海拔 H m 处的取值 ;

　　M — 海平面处的取值 ;

　　CH — 海拔 H m 处的取值 ;

　　C — 海平面处的取值。

　　9.3.2 海拔大于 1 000 m 时 ,烟气的三原子气体辐射减弱系数可按照公式(12)修正 :

　　GB/T 46850—2025

　　式中 :

　　kq — 三原子气体 CO2 和 H2 O 的总减弱系数 ,单位为每米兆帕(m- 1 · MPa-1) ;

　　s — 有效辐射层厚度 ,单位为米(m) ;

　　rq — 三原子气体 CO2 和 H2 O 的总体积份额 ;

　　rH2O — 三原子气体中 H2 O 的体积份额 ;

　　p0 — 炉内烟气总压力 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　T1(″) — 炉膛出口烟温 ,单位为开尔文(K) 。

　　9.4 海拔对电工电子产品选择的影响

　　9.4. 1 海拔大于 1 000 m 时 ,应配套高原电机 , 电机的选择及使用应满足 GB/T 20626. 2 的要求。

　　9.4.2 海拔大于 1 000 m 时 ,锅炉配套控制系统电工电子产品应满足 GB/T 20626. 1 的要求。

　　GB/T 46850—2025

　　附录 A

　　(规范性)

　　炉膛有效容积和辐射面积的确定

　　A. 1 LSS型锅炉炉膛有效容积和辐射面积

　　LSS型锅炉炉膛结构如图 A. 1 和图 A. 2 所示 , 图 A. 1 中炉膛容积是指内圈水冷壁部分的空间容积 , 图 A. 2 中炉膛容积是指燃烧头水冷管束与对流水管管束之间的空间容积。

　　有效辐射面积为炉膛包覆面积扣除燃烧器火口及周边无水冷绝热带的面积 ,覆盖绝热层的水冷壁管面积 ,应乘以 0. 2 的系数进行估算 ,预混水冷燃烧器则将燃烧头水冷管束的面积计算在内。

　　标引序号说明 :

　　1— 火口 ;

　　2— 上集箱 ;

　　3— 炉膛 ;

　　4— 烟箱 ;

　　5— 下集箱。

　　图 A. 1 扩散式燃烧贯流锅炉炉膛结构示意图

　　GB/T 46850—2025

　　标引序号说明 :

　　1— 混合器进口 ;

　　2— 燃烧头水冷管束 ;

　　3— 炉膛 ;

　　4— 对流水管管束 ;

　　5— 烟气出口。

　　图 A.2 全预混水冷燃烧锅炉炉膛结构示意图

　　A.2 WNS型锅炉炉膛有效容积和辐射面积

　　WNS型锅炉炉膛结构如图 A. 3 和图 A. 4所示 ,炉膛容积是指炉胆部分的空间容积 ,波形炉胆可按波纹中心线简化计算炉膛容积。

　　有效辐射面积为炉膛包覆面积扣除燃烧器火口及周边无水冷绝热带的面积 ,预混水冷燃烧器则将燃烧头水冷管束的面积计算在内。

　　GB/T 46850—2025

　　a) 扩散燃烧型两回程或三回程锅炉

　　b) 扩散燃烧型单回程锅炉标引序号说明 :

　　1— 燃烧头 ;

　　2— 绝热块 ;

　　3— 波形炉胆。

　　图 A.3 扩散燃烧 WNS型锅炉炉膛结构示意图

　　标引序号说明 :

　　1— 全预混表面燃烧器 ;

　　2— 炉膛 ;

　　3— 烟管。

　　图 A.4 全预混表面燃烧 WNS型锅炉炉膛结构示意图

　　A.3 SZS型锅炉炉膛有效容积和辐射面积

　　SZS型锅炉炉膛结构如图 A. 5所示 ,炉膛容积是指炉膛部分的空间容积 ,膜式壁或密排管可按管子

　　GB/T 46850—2025

　　中心线简化计算。

　　有效辐射面积 ,为炉膛包覆面积扣除燃烧器火口及周边无水冷绝热带的面积 ;覆盖绝热层的水冷壁管面积 ,应乘以 0. 2 的系数进行估算 ;预混水冷燃烧器则将燃烧头水冷管束的面积计算在内。

　　标引序号说明 :

　　1— 前墙火口 ;

　　2— 前墙覆盖绝热层的水冷壁管 ;

　　3— 侧墙膜式壁 ;

　　4— 中墙膜式壁 ;

　　5— 后墙膜式壁 ;

　　6— 炉膛出口烟窗 ;

　　7— 炉顶覆盖绝热层的上锅筒 ;

　　8— 炉底覆盖绝热层的膜式壁和下锅筒。

　　图 A.5 SZS型锅炉炉膛结构示意图

　　A.4 DHS型锅炉炉膛有效容积和辐射面积

　　DHS型锅炉炉膛结构如图 A. 6所示 ,炉膛容积是指炉膛部分的空间容积 ,膜式壁或密排管可按管子中心线简化计算。

　　GB/T 46850—2025

　　标引序号说明 :

　　1— 火口 ;

　　2— 炉膛。

　　图 A.6 扩散燃烧角管锅炉炉膛结构示意图

　　A.5 箱式、塔式锅炉炉膛有效容积和辐射面积

　　箱式、塔式锅炉炉膛容积是指炉膛部分的空间容积 ,膜式壁或密排管可按管子中心线简化计算。炉膛容积为炉膛冷灰斗计算截面到炉膛出口烟窗截面之间的容积。

　　塔式、箱式布置的锅炉 ,炉膛出口烟窗为沿烟气行程遇到的受热面水平方向管间净距离平均小于457 mm 的第一排管子中心线构成的水平假想平面 ,如图 A. 7所示。

　　有效辐射面积 ,为炉膛包覆面积扣除燃烧器火口及周边无水冷绝热带的面积(覆盖绝热层的水冷壁管面积 ,应乘以 0. 2 的系数进行估算) ,炉膛包覆面积包括冷灰斗计算截面面积、炉膛出口烟窗截面面积、炉膛容积内的屏式过热器面积以及之间的水冷壁面积。

　　GB/T 46850—2025

　　标引序号说明 :

　　1— 炉膛出口烟窗截面 ;

　　2— 冷灰斗计算截面 ;

　　3— 水冷壁 ;

　　4— 燃烧器 ;

　　5— 对流受热面。

　　图 A.7 箱式锅炉炉膛结构示意图

　　A.6 Π型锅炉炉膛有效容积和辐射面积

　　Π 型锅炉炉膛容积是指炉膛部分的空间容积 ,膜式壁或密排管可按管子中心线简化计算。炉膛容积为炉膛冷灰斗计算截面到炉膛出口烟窗截面之间的容积。

　　Π 型锅炉 ,炉膛出口烟窗截面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 A. 8 所示。布置在上述假想平面以内(即炉膛侧) 的屏式受热面的屏板净间距平均值应大于或等于457 mm;如小于 457 mm ,则该屏区应从炉膛有效容积中剔除。

　　有效辐射面积 ,为炉膛包覆面积扣除燃烧器火口及周边无水冷绝热带的面积(覆盖绝热层的水冷壁管面积 ,应乘以 0. 2 的系数进行估算) ,炉膛包覆面积包括冷灰斗计算截面面积、炉膛出口烟窗截面面积、炉膛容积内的屏式受热面面积以及之间的水冷壁面积。

　　GB/T 46850—2025

　　标引序号说明 :

　　1— 炉膛出口烟窗截面 ;

　　2— 冷灰斗计算截面 ;

　　3— 水冷壁 ;

　　4— 燃烧器 ;

　　5— 屏式受热面。

　　图 A. 8 Π型锅炉炉膛结构示意图

　　GB/T 46850—2025

　　附录 B

　　(规范性)

　　预混燃烧区域面积的确定

　　B. 1 全预混表面燃烧区域面积

　　预混燃烧区域面积是指火焰覆盖的多孔结构沿火焰燃烧方向的横截面积。

　　(圆形) 。

　　平板形全预混表面燃烧器 ,如图 B. 1 所示 ,预混燃烧区域面积 FS =W · H(方形) , 或 FS=ΠD2/4

　　(燃烧区域包括顶(圆柱形全预混)端(表)时(面))燃。烧器 ,如图 B. 2所示 ,预混燃烧区域面积 FS = ΠD ·L,或 FS = ΠD ·L+ΠD2/4

　　图 B. 1 平板形全预混表面燃烧结构示意图

　　标引序号说明 :

　　1— 燃气阀 ;

　　2— 风机 ;

　　3— 预混器 ;

　　4— 燃烧头。

　　图 B.2 圆柱形全预混表面燃烧结构示意图

　　GB/T 46850—2025

　　B.2 全预混水冷燃烧区域面积

　　预混燃烧区域面积是指火焰覆盖的间壁式换热结构沿火焰燃烧方向的横截面积。

　　圆柱形全预混水冷燃烧器(平板形全预混水冷燃烧器) ,,如图 B(如图 B).. 4所示(3所示) ,,表面燃烧区域面积 FS(表面燃烧区域面积 FS)Π(W)D· HL。。

　　图 B.3 平板形全预混水冷燃烧结构示意图

　　GB/T 46850—2025

　　标引序号说明 :

　　1— 燃气阀 ;

　　2— 风机 ;

　　3— 预混器 ;

　　4— 水冷燃烧头 ;

　　5— 水冷管束 ;

　　6— 均流筒。

　　图 B.4 圆柱形全预混水冷燃烧结构示意图

　　GB/T 46850—2025

　　附录 C

　　(资料性)

　　海拔与大气压力对应表

　　海拔与大气压力对应表见表 C. 1。

　　表 C. 1 海拔与大气压力对应表

　　海拔

　　大气压hPa

　　空气密度kg/m3

　　海拔

　　大气压hPa

　　空气密度kg/m3

　　海拔

　　大气压hPa

　　空气密度kg/m3

　　1 013. 3

　　1. 205

　　2 000

　　795

　　0. 945

　　4 000

　　616. 4

　　0. 733

　　200

　　989. 5

　　1. 176

　　2 200

　　775. 4

　　0. 922

　　4 200

　　600. 5

　　0. 714

　　400

　　966. 1

　　1. 149

　　2 400

　　756. 3

　　0. 899

　　4 400

　　584. 9

　　0. 695

　　600

　　943. 2

　　1. 121

　　2 600

　　737. 5

　　0. 877

　　4 800

　　554. 8

　　0. 660

　　800

　　920. 8

　　1. 095

　　2 800

　　719. 1

　　0. 855

　　5 000

　　540. 2

　　0. 642

　　1 000

　　898. 7

　　1. 069

　　3 000

　　701. 1

　　0. 834

　　5 200

　　525. 9

　　0. 625

　　1 200

　　877. 2

　　1. 043

　　3 200

　　683. 4

　　0. 813

　　5 400

　　511. 9

　　0. 609

　　1 400

　　856

　　1. 018

　　3 400

　　666. 2

　　0. 792

　　5 600

　　498. 3

　　0. 592

　　1 600

　　835. 2

　　0. 993

　　3 600

　　649. 2

　　0. 772

　　5 800

　　484. 9

　　0. 577

　　1 800

　　814. 9

　　0. 969

　　3 800

　　632. 6

　　0. 752

　　6 000

　　471. 8

　　0. 561

　　不同海拔下的大气压力计算公式见公式(C. 1) :

　　PH = P × (1- H/44340) 5. 258 …………………………( C. 1 )

　　式中 :

　　PH — 海拔 H m 下的大气压力 ,单位为帕(Pa) ;

　　P — 海平面处的大气压力 ,单位为帕(Pa) ;

　　H — 海拔 ,单位为米(m) 。

GB/T 46851-2025 智能船舶避碰系统技术要求及测试方法

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