锅炉原理课程设计说明书 - 图文

目 录

一、锅炉课程设计的目的…………………………………………3 二、锅炉设计计算主要内容……………………………………….3 三、整体设计热力计算过程顺序………………………………....3 四、热力设计计算基本资参数………………………………….....3 五、锅炉整体布置的确定

1、锅炉整体的外型---选?型布置…………………………………3

2、受热面的布置…………………………………………………….4 3、汽水系统…………………………………………………………..4

六、燃料特性

1、燃料特性及名称…………………………………………………..4 2、燃料燃烧计算..................................................................................4 3、漏风系数和过量空气系数………………………………………….5

七、辅助计算

1、烟气特性表…………………………………………………………6 2、烟气焓温表——用于炉膛、屏、高过的计算…………………….6 3、烟气焓温表——用于低温过热器、高温省煤器的计算………….7 4、烟气焓温表——用于高温空预器、低温省煤器的计算………….7 5、烟气焓温表—用于低温空预器的计算…………………………….8 6、锅炉热平衡及燃料消耗量的计算…………………………………9

八、炉膛结构设计及热力计算

1、炉膛结构尺寸设计…………………………………………………9

- 1 -

2、水冷壁设计………………………………….……………………..10

3、燃烧器结构尺寸计算……………….…………………………11

4、炉膛校核热力计算………………………………………………11 5、 炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增的计算…………..13

九、对流受热面的热力计算

1、对流受热面计算步骤…………………………………………….14 2、屏式过热器热力计算……………………….……………………14

3、凝渣管（或悬吊管）…………………………..…………………..18 4、高温过热器的设计及热力计算……………..……………………..19

5、低温过热器的热力计算……………….………………………….24

6、省煤器和空气预热器……..……………….……….………………..26 （1）、高温省煤器设计及热力计算………….……………………..26

（2）、高温空气预热器设计及热力计算………………………29 （3）、低温省煤器的设计及热力计算…………………………33 （4）、低温空气预热器的设计及热力计算……………………35

十、锅炉热力计算误差检查

1、尾部受热面热力计算误差检查……….……………………..37 2、整体热力计算误差检查……………….……………………..37 3、排烟温度校核……………………….………………………..38 4、热空气温度校核……………………….……………………..38 参考书目……………………………………………………39

心得与体会 ………………………………………………… 40

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锅炉课程设计说明书

设计题目：220t/h超高压燃煤锅炉课程设计

一、锅炉课程设计的目的

锅炉课程设计是《锅炉原理》课程的重要教学实践环节。通过课程设计来达到以下目的：对电厂锅炉原理课程的知识得以巩固、充实和提高；掌握锅炉机组的热力计算方法，学会使用热力计算标准方法,并具有综合考虑锅炉机组设计与布置的初步能力

二、锅炉设计计算主要内容

1、锅炉辅助设计：这部分计算的目的是为后面受热面的热力计算提供必要的基本计算数据或图表。 2、受热面热力计算：其中包含为热力计算提供结构数据的各受热面的结构计算。 3、计算数据的分析：这部分内容往往是鉴定设计质量等的主要数据。

三、整体设计热力计算过程顺序

1、列出热力计算的主要原始数据，包括锅炉的主要参数和燃料特性参数。

2、根据燃料、燃烧方式及锅炉结构布置特点，进行锅炉通道空气量平衡计算。 3、理论工况下（a＝1）的燃烧计算。 4、计算锅炉通道内烟气的特性参数。 5、绘制烟气温焓表。

6、锅炉热平衡计算和燃料消耗量的估算。 7、锅炉炉膛热力计算。

8、按烟气流向对各个受热面依次进行热力计算。 9、锅炉整体计算误差的校验。 10、编制主要计算误差的校验。 11、设计分析及结论。

四、热力设计计算基本资料

⑴、锅炉蒸发量： De=220t/h ⑵、给水温度： tgs=215℃ ⑶、过热蒸汽温度： tgr=540℃ ⑷、过热蒸汽压力： Pgr=9.8MPa

⑸、制粉系统：中间储藏室（热空气作干燥剂、钢球筒式磨煤机，烟煤、褐煤为乏气送粉；贫煤无烟煤为热风送粉）

⑹、燃烧方式：四角切圆燃烧 ⑺、排渣方式：固态

⑻、环境温度： tlk=20℃

五 锅炉整体布置的确定

1．锅炉整体的外型---选型布置

选择?型布置的理由如下

(1)锅炉的排烟口在下方送，引风机及除尘器等设备均可布置在地面，锅炉结构和厂房 较低，烟囱也建在地面上。

? - 3 -

(2)对流竖井中，烟气下行流动便于清灰，具有自身除尘的能力 （3）各受热面易于布置成逆流的方式，以加强对流换热 2．受热面的布置

在炉膛内壁面，全部布置水冷壁受热面，其他受热面的布置主要受蒸汽参数、锅炉容量和燃料性质的影响

本锅炉为高压参数，汽化吸热较少，加热吸热和过热吸热较多，为使炉膛出口烟温降到要求的值，保护水平烟道的对流受热面，除在水平烟道内布置高、低温对流过热器外，炉膛内布置全辐射式的屏式过热器，前会隔墙省煤器采用光管式水冷壁结构；设置省煤器时，根据锅炉的参数，省煤器出口工质状态选用非沸腾式，采用双级空气预热器。

3．汽水系统

按高压煤粉锅炉热力系统的设计要求，该锅炉的汽水系统的流程设计如下；

（1） 过热蒸汽系统的流程

一次喷水减温 二次喷水减温 ↓ ↓ 汽包→顶棚管→低温对流过热器→屏式过热器→高温对流过热器冷段→高温对流过热器 热段→汽轮机 （2）烟气系统流程 ：

炉膛→屏式过热器→高温对流过热器→低温对流过热器→高温省煤器→高温空预器→低温省煤器→低温空预器

（3）水系统的流程 给水----低温省煤器-----高温省煤器-----后墙引出管------汽包------下降管----水冷壁下联箱-----水冷壁------水冷壁上联箱---汽包

六、燃料特性：

1. 燃料特性及名称 a、 燃料名称：大同烟煤 b、 煤的收到基成分（%）： Car=70.8; Oar=7.1; Sar=2.2; Aar=11.7; Har=4.5; Nar=0.7; Mar=3; c、 煤的空气干燥基水分：Mad=24.7% d、 煤的收到基成分低位发热量：27800 KJ/kg e、 可磨性系数： 1.05 f、 灰熔点：变形温度1350℃ 2.燃料燃烧计算

1） 燃烧计算：需计算出理论空气量、理论氮容积、RO2容积、理论干烟气容积、理论水蒸汽容积等。计算结果见表

序号

项目名称 符号 单位 计算公式及数据 - 4 -

结果

1 2 理论空气量 理论氮容积 V0 Nm23/kg /kg 0.0889(C+0.375ar0S)+0.265arH-0.0333arO ar7.395 5.848 RONmNm30.8Nar100+0.79V 1.337 3 RO积 2容V RO23/kg 1.8660NC+ar100+0.7Sar100 7.185 0.764 ar4 5 理论干烟气容积 理论水蒸汽容积 VV0GY0 NmNm 3/kg /kg V22Var RO2 H2O311.1H100+1.24M100+1.61dV(dk0k=0.01kg/kg) 6 飞灰份额 afh 查指导书表2-4 0.92 表1 燃烧计算表

3.漏风系数和过量空气系数 表2

七、辅助计算：

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 名称 漏风系数 非额定负荷时漏风系数?? 符号 制粉系统 炉膛 屏、凝渣管 高温过热器 低温过热器 高温省煤器 高温空气预热器 低温省煤器 低温预热器 0.1 0.05 0 0.03 0.03 0.02 0.03 0.02 0.03 △结果 -- 0.074 0 0.030 0.030 0.024 0.061 0.024 0.061 出口过量空气系数 符号 -- 结果 -- 1．2 1．2 1.23 1.26 1.28 1.31 1.33 1.36 a ZF△aL △aPN △aGG △aDG △△△△a??a??a??a??LPNGGDGa SS SK XSa??SSaaa??a??a??SKXSa XK- 5 -

XK

3．燃烧器结构尺寸计算

采用角置直流式煤粉燃烧器，分布于炉膛四角。燃烧器的中心距冷灰斗为2m，每组燃烧器有两个一次风口，两个二次风口，燃烧器的设计见表。 序号 名称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 一次风速 二次风速 一次风率 二次风率 一次风温 二次风温 燃烧室数量 一次风口面积 二次风口面积 燃烧室矩形对角线长度 特性比值 特性比值 燃烧室喷口宽度 一次风喷口高度 二次风喷口温度 燃烧器高度 符号 W1 W2 r1 r2 t1 t2 Z A1 A2 2lj 2lj/br hr/br br h1 h2 hr 单位 m/s m/s % % ℃ ℃ 个 m m mm mm mm mm mm mm 22计算公式及数据来源 按指导书选取 按指导书选取 按指导书选取 按指导书选取 trk-10 四角布置 按指导书选取 初步选定 由式2-17选取 结构设计定位br=420 A1/br A2/br 按A1A2A3的要求画出燃烧器喷口结构尺寸图，核算hr/br=4.19 按L=（4~6）br选取 数值 35 45 30 70 190 250 4 0.101 0.151 800 10673 4 21.8 588 171.769 256.803 2298 燃烧室假想切圆直径 dj 17 最后一排燃烧器下边L 距冷灰斗上沿的距离 符号 单位 mm 2646 4、炉膛校核热力计算 序号 1 2 3 名称 炉膛出口过量空气系数 炉膛漏风系数 制粉系统漏风系数 热风温度 理论热风焓 理论冷风焓 公式 查表1-5漏风系数和过量空气系数 查表1-5漏风系数和过量空气系数 查表1-5漏风系数和过量空气系数 结果 a?? l1.2 0.074 0.1 ?a?a lZF4 5 6 trk hrk0 hlk0 ℃ 先估后校 查焓温表 查表8锅炉热平衡及燃料消耗量计算 270 2949.13 193.74 kj/kg kj/kg - 11 -

7 空气带入炉膛热量 QK kj/kg （a???a?a-l-l）hrk+（ZF0?aZF+?a）l3059.52 hlk0 8 对应每公斤燃料送入炉膛的热量 理论燃烧温度 燃烧绝对温度 火焰中心相对高度系数 系数M 炉膛出口烟气温度 炉膛出口烟气焓 烟气平均热容量 水冷壁污染系数 水冷壁角系数 水冷壁热有效系数 屏、炉交界面的污染系数 屏、炉交界面的角系数 屏、炉交界面的热有效系数 燃烧孔及门孔的热有效系数 平均热有效系数 炉膛有效辐射层厚度 炉膛内压力 水蒸汽容积份额 三原子气体容积份额 QL kj/kg ℃ K ℃ q?qQ（1-100?q3r64）+QK 30718.4 2001.37 9 10 11 12 13 14 15 ?T 0 0查焓温表 ?HHrl0+273 2274.52 0.25 0.435 1160 16766.2 ） X M ??X A-BX 注：A，B查取指导书—5，3—6 先估后校 注：T??=???+273 查焓温表 ? hgl ＂kj/kg kj/(kg℃） （V CQ- hgl）/（L＂??-0?l16.582 0.2 0.98 0.196 0.196 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 ??SL 查水冷壁污染系数 查表#1炉膛结构数据 xsl SL ?xsl SL?YC??SL X YCYC取用 ?? ?XYCYC 0.196 0 0.194 5.463 0.1 0.073 0.217 未敷设水冷壁 R?PJ（?A+?A2+?Ayc）/ Al SLYCRS P m MPa 查表#1炉膛结构数据 查烟气特性表 查烟气特性表 r H2Or - 12 -

28 三原子气体辐射减弱系数 烟气质量飞灰浓度 灰粒平均直径 灰粒辐射减弱系数 燃料种类修正系数 燃烧方法修正系数 煤粉火焰辐射减弱系数 火焰黑度 炉膛黑度 kQ 1/(m.MPa) ?0.78?1.6rH2O??10．2r??10.2?r?p?s??????1?0.37T??L? ?1000???0.073 0.008 13 0.063 0.5 0.1 29 30 31 ?dky kg/m3 查烟气特性表 查指导书附录表一 559003 h h?m 1/(m.MPa) T???dl22h?y 32 33 34 xx 1 2取取x=0.5 1x=0.1 2k 1/(m.MPa) kqr+kh?eay+10xx 120.187 0.64 35 36 a h l1-?kps slaah?(1?ah)?℃ h0.901 37 炉膛出口烟气温度 ??? lT0M(33600?0al?pjATl0?273 )0.6?11257.46 ?BjVcll38 39 40 41 42 43 计算误差 炉膛出口烟气焓 炉膛有效热辐射热量 辐射受热面平均热负荷 炉膛截面热强度 炉膛容积热强度 ?? ℃ ???-???(估) 查焓温表 97.46 18326.51 hyl ＂kj/kg kj/kg Qqqfl ?(QL- hyl) fBj?QL/(3.6?Alz) ＂12324.79 81.35 2209.93 108.08 sw/m2 w/m2 w/m3 ABj?Qr/(3.6AA) Bj?Qr/(3.6VL) qV5 炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增的计算 表#3 炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增的计算 序号 1 2

名称 顶棚管径 节距 符号 D S - 13 -

单位 mm mm 公式 结果 38 47.5

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 排数 顶棚管角系数 顶棚面积 蒸汽流通面积 炉膛顶棚热负荷分配不均匀系数 炉膛顶棚总辐射吸热量 减温水总流量 炉膛顶棚蒸汽流量 炉膛顶棚蒸汽焓增 炉膛顶棚进口蒸汽焓 炉膛顶棚出口蒸汽焓 炉膛顶棚出口蒸汽温度 n x Ahd Alt m m KJ/h kg/h kg/h 22 查标准线图 2158 0.98 32.11 0.68 397.50 8000 141600 41.37 2720 2761.37 313.70 158*（3.14*0.33）/4 0.112 查标准线图 ?h Qld Djw Dld △hld hld′ hld″ tld″ 3.6?hqsAld 先估后校 D-Djw kJ/kg Qld/Dld kJ/kg 查表B6，B7 kJ/kg hld′+△hld ℃ 查附录B6，B7 九、对流受热面的热力计算

1.对流受热面计算步骤：

(1)、假设受热面出口烟气温度，查取相应焓值。

’’’o

(2)、根据出口烟焓，通过Qd=φ(I-I+△aILF)计算对流传热量。

(3)、依据烟气侧放热量等于工质侧吸热量原理，求取工质出口焓和相应温度。 (4)、计算平均对流传热温差。

(5)、计算烟气侧对流放热系数及管壁污染系数。 (6)、计算工质侧对流放热系数。 (7)、计算管壁污染层温度。

(8)、计算烟气黑度，及确定烟气侧辐射放热系数。 (9)、计算对流放热系数K。

(10)、计算对流传热量。与计算结果相比较，其差值应在允许范围之内。否则重新假设受热面出口烟温，重复上述计算。

2.屏式过热器热力计算：

屏式过热器在热力计算方面具有以下特点：

(1)在换热方式上，既受烟气冲刷，又吸收炉膛及屏间高温烟气的热辐射；

(2)屏式过热器属于中间过热器，其进出口处的工质参数在进行屏的计算时往往是未知数；

(3)屏与屏之间横向节距大，烟气流速低，且冲刷不完善。所以某些交换参数不同于一般对流受热面。 屏的具体热力计算见表#5

表#4 屏的结构数据计算表

序号 名称 符号 单位 公式 结果 1 2 3 4 5

管子外径 屏的片数 每片屏的管子排数 屏的深度 屏的平均高度 d z n L h mm m m - 14 -

4×10 φ42×5 12 40 2.076 7.4

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 一片屏的平均高度 屏的横向节距 比值 屏的纵向节距 比值 屏的角系数 屏的计算受热面积 屏区顶棚面积 屏区两侧水冷壁面积 屏区附加受热面面积 烟气进屏流通面积 烟气出屏流通面积 Ap S1 ζ1 S2 ζ2 xp Apj Adp Asl Apfj Ap′ m2 mm mm m2 m2 m2 m2 m2 m2 屏的间距 S1/d S2/d 见附录A-1曲线5 2ApxpZ 宽×深角×系数 高×深角×系数×2 Adp+Asl 13.5 591 14.1 46 1.09 0.98 317 30.1 15.6 45.7 （6.424+1.760）-12×0.042×（6.424+1.760） 58.8 （6.424+0.550）-12×0.042×（6.424+0.550） 50 A??p 18 19 20 21 22 烟气平均流通面积 蒸汽流通面积 烟气有效辐射层厚度 屏区进口烟窗面积 屏区出口烟窗面积 Ay Alt s m2 m2 m 2×(Ap′·Ap\)/(Ap′+Ap\) 1.8/(1/h+1/L+1/S1)(S1单位为m) 12×10×∏×dn/4 见表3-1中A27.68×6.424 254 0.097 0.729 66 49.34 A? m2 ch2A?? m ch2、屏的热力计算

表#5 屏的热力计算

名称 1烟气进屏温度 2烟气进屏焓 3烟气出屏温度 4烟气出屏焓 5烟气平均温度 6屏区附加受热面对流吸热量 7屏的对流吸热量 9 炉膛出口窗的沿高度 的热负荷分配系数 10炉膛出口烟窗辐射屏区的炉膛辐射热量 11屏间烟气有效负荷层厚度 符号 θp单位 ℃ kJ/kg ℃ kJ/kg ℃ kJ/kg kJ/kg 公式 查表3-9炉膛校核热力计 查表3-9炉膛校核热力计 先估后校 查焓温表 （θp′-θp〞）/2 先估后校 ψ（h yp′- h yp〞+△αhlk）-θ附录A-15 附录A-6 βηycψ（Q1- h yp′）Aˊ/Alz 查表4-5屏的结构数据表 0d pfj结果 1257.46 18326.4 1050 15587.43 1153.72 430 2303.78 0.96 0.81 931.77 0.779 ′ h yp′ θp〞 h yp〞 θpj θdd pfj Qp η 8炉膛与屏互相换热系数 β yc kJ/kg m f Q?ps - 15 -

12屏间烟气压力 13水蒸气容积份额 14三原子气体辐射减弱系数 p rHo 2MPa 0.1 0.073 0.213 kq 表2-9烟气特性表 0.78?1.6rH2O1/（m·MPa） 10.2r（?0.1）10.2RPS*(1-0.37Tpj) 100015三原子气体和水蒸气容积总份额 r 1/（m·MPa） 表2-9烟气特性表 559000?y30.29 0.063 16灰粒的辐射较弱系数 kh (?pj?273)2d2h 0.008 0.062 0.194 0.14 0.5 50 486.83 1127.014 142.00 17 烟气质量飞灰浓度 19屏区烟气黑度 μy α kg/m kJ/kg 3表2-9烟气特性表 1-e-kps18烟气的辐射减弱系数 k 20屏进口出口的角系数 x 21燃料种类修正系数 22屏出口烟窗面积 23炉膛及屏间烟气向后屏受热面辐射热量 24屏区吸收的炉膛辐射热 25屏区附加受热面吸收的辐射热量 26屏区水冷壁吸收的辐射热量 27屏区顶棚吸收的辐射热 28屏息收到辐射热量 29屏吸收的总热量 1/（m·MPa） kqr+khμy L2L（）?1? S1单位为m S1S1?r AP〞 ?f Q?p取用 表4-5屏的结构数据计算 f?（QP1?a）x?Qpq Qpfj ff?4?0aAchTpj?rBj/3600kJ/kg kJ/kg Qˊp- Q〞p fffQpgApfjApj?Apfj 93.53 48.47 958.014 3261.794 4000 4000 145600 380 Qpsl Qpld ffkJ/kg kJ/kg QfpqQfpqAsl Apj?ApfjAdpApj?ApfjfQP Qp fkJ/kg kJ/kg kg/h kg/h kJ/h ℃ kJ/kg kJ/kg ℃ ℃ Qpq- Qpfj Qpd+Qfp 取用 取用 D-Djw2 先估后校 f30第一级减温水喷水量 Djw1 31第二级减温水喷水量 Djw2 32屏中蒸汽流量 33蒸汽进屏温度 34蒸汽进屏焓 35蒸汽出屏焓 36蒸汽出屏温度 37屏内蒸汽平均温度 Dp t?p hp′ hp〞 tp〞 tpj 附录B-6，B-7按计算负荷下进屏 3032.346 hp′+BjQp/Dp (tp′+tp″)/2 3379.498 441.303 附录B-6，B-7按计算负荷下进屏 502.606 - 16 -

38平均传热温差 △t1 ℃ m/kg 3θpj- tpj 附录B-6，B-7按计算负荷下屏进出口压力平均值Ppj=10.14MPa查表1-6及tpj Dpv3600Alt2721.417 0.0278 39瓶内蒸汽平均比体积 vˉ 40屏内蒸汽流速 41管壁对蒸汽的放热系数 42烟气流速 ωq α2 wy m/s W/(m.℃) m/s 12.071 1815.675 3.082 α2=Cda0查标准线算图 （1?） 3600Vy273BjVY?pj43烟气侧对流放热系数 αd 44灰污系数 45管壁灰污层温度 46辐射放热系数 47利用系数 48烟气侧放热系数 49对流传热系数 ε thb αf W/(m.℃) 22αd=α0CzCsCw 19.356 0.008 820.029 80.671 0.85 92.884 （m.℃）/W 附录A-14曲线2 ℃ W/(m.℃) W/(m.℃) W/(m.℃) 1?（1?fQpq222αf =aα0 附录A-14曲线2 ? α1 k ?（?d?d2s2x x屏的角系数 ??f）?1错误！42.55 1Qdp）（???2）?1未指定书签。 50屏的对流传热量 Qp dKJ/kg 3.6Apj?t1kBj2348.27 -1.94 311.85 841.87 263.49 313.7 2761.37 13 2774.37 51计算误差 52屏区水冷壁的水温 53平均传热温差 54屏区水冷壁对流吸热量 55屏区顶棚进口蒸汽温度 56屏区顶棚进口蒸汽焓 57屏区顶棚蒸汽焓增 58屏区顶棚出口蒸汽焓 59屏区顶棚出口蒸汽温度 ts △t2 Qpsl d﹪ ℃ ℃ KJ/kg ℃ KJ/kg KJ/kg KJ/kg ℃ ddd [Q（估计）?Qp]/Qpp查计算负荷下p=10.14 MPa的饱和温度 θpj- ts 3.6k?t2Asl Bj t?pld h?pld△hpld ? h?pld表3-10炉膛顶棚辐射受热面吸热量及及工质焓增计算表 表3-10炉膛顶棚辐射受热面吸热量及及工质焓增计算表 先估后校 h′pld+△h′pld t\pld 附录b-6，b-7按汽包压力P= 344.8 10.14 MPa - 17 -

60屏区顶棚平均温度 61平均传热温差 62屏区顶棚对流吸热量 63屏区顶棚总吸热量 64屏区顶棚蒸汽流量 65屏区顶棚焓增 66计算误差检查 67屏区附加受热面对流吸热量 68计算误差 69屏区受热面总对流吸热量 tpldpj △t3 d Qpld℃ ℃ KJ/kg KJ/kg kg/h kg/h % KJ/kg % KJ/kg （t′pld-tpld）/2 θpj- tpldpj 3.6k?t2Asl Bjdd+ Qpsl Qpld\329.25 823.87 79.84 128.31 141600 14.26 -8.84 397.22 ddQpld Dpld △hpld d Qpfj等于Dhl QpldBj/ Dpld （△hpld（估计）-△hpld）/△hpld dd+ Qpsl Qpld d Qpq（Qpfj（估计）-Qpfj）/Qpfj dd+ Qp Qpfjd-7.63 3430.794 3.凝渣管（或悬吊管） 计算主要特点为：

（1）和后屏过热器类似，也直接吸收炉膛辐射热。当管排少于5排时，将有部分炉膛辐射热落在其后的受热面上。

（2）凝渣管区域都布有其他附加受热面。

（3）凝渣管内为汽水混合物，在沸腾状态下进行换热，工质温度始终为饱和温度，不可求解工质侧热平衡式。

（4）凝渣管总吸热量包含对流吸热量和辐射吸热量。 凝渣管结构及计算见表。

凝渣管结构及计算

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 名称 管子尺寸 管子节距 受热面积 烟道流通截面积 烟道容积 烟道表面积 烟道辐射层厚度 烟气进凝渣管温度 烟气进凝渣管焓 烟气出凝渣管温度 烟气出凝渣管焓 符号 单位 d Sl Hnz Ay V A s ? ?nz公式 横列一排 768010?1结果 ?133×10 mm 根 mm m2 232管子排列方式及根数 n 10 700 26.8 48.4 27.2 0.865 1050 15143.52 1045 15068.18 m m m m ℃ ?dlpjn?3.14?0.133?6.424?10 6.424(7.68?10?0.133) 7.68?6.424?0.55 VA2(7.68?6.424?6.424?0.55?7.68?0.55) 114.1 3.6? 等于屏出口烟气温度 h?ynz?? ?nz? h?ynzkJ/kg 等于屏出口烟气焓 ??5 ?nz℃ kJ/kg 查焓温表 - 18 -

13 14 15 16 17 18 凝渣管对流吸热量 凝渣管角系数 来自炉膛及屏的辐射热 凝渣管吸收的辐射热 d QnzynzkJ/kg ??h? ??h?ynz?74.96 0.27 489.379 132.13 207.09 357.24 xnz 查附录A-1（a）曲线5 ?f 查表4?6屏的热力计算，即等于Q?p?fxnz Qnzdf Qnz?Qnz?f kJ/kg QnzfQnz kJ/kg Qnz kJ/kg 凝渣管总吸收热量 ??f kJ/kg 通过凝渣管的辐射热 Qnz?f(1?xnz) Qnz4.高温过热器的设计及热力计算： 高温过热器分冷段和热段两部分。蒸汽从屏出来后，先进入高温对流过热器冷段，经过二次喷水减温后进入高温对流过热器热段。冷段在烟道两侧为逆流，热段在中间为顺流。根据高温过热器结构尺寸对高温过热器进行热力计算，具体见表4-5

表#7 高温过热器的结构尺寸

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 名称 管子尺寸 冷段横向节距及布置 热段横向节距及布置 横向节距 横向节距比 纵向节距比 纵向节距比 管子纵向排数 冷段蒸汽流通面积 符号 d n1 nr S1 单位 mm mm mm m2 公式 顺列，逆流，双管圈 顺列，顺流，双管圈 S1/d S2/d 结果 ?42×5 40 39 95 2.262 87 2.07 8 0.0642 ?1 S2 ?2 n2 Allt ?d22n1n 4?d22nrn 4(Allt +Arlt)/2 n1n2πdlpj（lpj=5.6m） nrn2πdlpj(lpj=5.6m) 7.68×(0.7+0.61) 0.9d(10 热段蒸汽流通面积 Arlt m2 0.0628 11 12 13 14 15 16 17 18 平均流通面积 烟气流通面积 冷段受热面积 热段受热面积 顶棚受热面积 管束前烟室深度 管束深度 有效辐射层厚度 Apj Ay A1 Ar Ald lys lgs s m2 m2 m2 m2 m m m 0.0634 237 231 10.06 0.7 0.61 (7.68-79×0.042)×5.43 23.3 4?1?2?-1) 0.188 表#8 高温过热器的热力计算

序号

名称 符号 单位 公式 结果 - 19 -

1 2 3 4 5 6 进口烟气温度 h?进口烟气焓 ygg t?进冷段蒸汽温度 ggl? hggl进冷段蒸汽焓 ?fQgg总辐射热量 冷段辐射吸热量 ??gg ℃ kJ/kg ℃ kJ/kg kJ/kg kJ/kg 查表4-7凝渣管结构及计算11项 查表4-7凝渣管结构及计算12项 查表4-6屏热力计算 查表4-6屏热力计算 等于Qnz?? fQ?Agg1 A?Ar?F1ldfQ?Aggr A?A?F1rldfQ?FggldA?A?F1rld1045 15068.18 502.6 3379.48 357.24 177.1 f Qggl7 热段辐射吸热量 f QggrkJ/kg 172.61 8 f顶棚辐射吸热量 Qggld kJ/kg 7.52 9 10 11 12 13 出热段蒸汽温度 出热段蒸汽焓 ? t?ggr?? hggr℃ ℃ kJ/kg 建议取额定值540℃ 565.57 出冷段蒸汽温度 t?? ggl出冷段蒸汽焓 第二次减温水量 查附录B-6，B-7，按计算负荷下高温过热3541.29 段出口压p=9.68 MPa 先估后校 551.78 查附录B-6，B-7，按计算负荷下高温过冷3502.8 段出口压p= MPa 取用 4000 ?? hggl Djw2kg/h 14 15 16 17 减温水焓 进热段蒸汽焓 进热段蒸汽温度 冷段吸热量 hjw kJ/kg kJ/kg ℃ 即给水焓，按p=10.64MPa h??(D?D)?hDggjw2jwjw2D923.52 3433.83 ? hggrt?ggr QggldlkJ/kg QggrdlkJ/kg kJ/kg kJ/kg 查附录B-6，B-7，按计算负荷下高温过冷524.1 段出口压p= MPa 1218.72 (D?D)(h???h?) jw2gglgglBj18 热段吸热量 D(h???h?)ggrggrBj 1091.18 19 20 高温过热器吸热Qgg 量 高温过热器对流d Qgg吸热量 QQggldl+Qggrdl2309.9 1952.66 f-Q? gggg - 20 -

9 10 11 12 13 14 15 16 进口烟气温度 进口烟气焓 空气平均温度 漏风理论空气焓 出口烟气焓 出口烟气温度 ???XK ℃ ℃ ℃ 即低温省煤器出口烟气温度 即低温省煤器出口烟气焓 （t??K.SK+t?K.XK）/2 查焓温表 305 4484.39 h? Y.XKtpj 99 959.05 h lk XK0kj/kg kj/kg ℃ ℃ h??h?-QXKD1/2+??Y.XKh0lk 1729.87 154.38 229.69 ???XK 烟气平均温度 ?PJ 烟气流速 查焓温表 （???XK+???XK）/2 WY m/s BV(?jYPJ?273)3600?273?AY17 18 19 20 21 烟气侧对流放热系数 低空烟气有效辐射层厚度 烟气压力 烟气中水蒸汽容积比 三原子气体辐射减弱系数 三原子气体容积份额 灰粒的辐射减弱系数 烟气质量飞灰浓度 烟气的辐射减弱系数 烟气黑度 管壁灰污层温度 烟气侧辐射放热系数 烟气侧放热系数 7.414 as p dxK W/(m2??C) MPa a0?Cc?CW 查低空预热器的结构尺寸 查烟气特性表 29.221 0.032 0.1 0.072 rH2O kQ 1(m.MPa) ?0.78?1.6rH2O????1?0.37Tpj?10.2r??? 1.871 ?10.2?r?p?s??1000????查烟气特性表 0.217 ?y 22 23 r kH 1(m.MPa) 355900(?PJ?273)(?PJ?273)d2h0.218 24 25 26 27 28 29 ?Y k kg/m3 1 ℃ 查烟气特性表 kQr+kH?Y 0.008 1.336 0.062 164．345 (m.MPa)ask 1?e?kps （?PJ+tpj）/2 2?tHBXk a a1 fXkW/(m?C) a?a0 d?（akXk+axd） 1.336 30.557 W/(m2??C) - 36 -

30 空气流速 wk m/s ??XKBjV0(tPJ?273))（???XK+ 23600?273?AK4.769 31 32 空气侧放热系数 传热系数 a2 ?0?Csf?C?d??? ??a1a2 a1?a2取 61.239 Kxk W/(m2??C) 8.76 0.43 114.53 33 34 转换系数 逆流平均温差 ? ?tNL kj/kg ?td??tx ?tdln?tx35 36 传热温差 低温空气预热器区对流吸热量 计算误差 低温空气预热器区域对流吸热量 ?tXK ℃ ??tNL 3.6KXK??tXK?AXk49.25 QXKD2 m/s B 2205.36 -0.06 2207.96 j37 38 ℃ dt??SS-t?SS 无附加受热面，所以就是QXKD1 QXS kj/kg 十、锅炉热力计算误差检查

一 锅炉机组各受热面计算完成，依据最终计算的排烟温度值取校准锅炉排烟热损失、锅炉机组热效率以及锅炉计算燃料消耗量。同时，以高温空气预热器出口风温，校准炉膛辐射吸热量。具体热力计算误差检查见表5-1、表5-2

表*1尾部受热面热力计算误差检查

序号 1 2 3 4 5 6 名称 低温省煤气出口水温度 高温省煤气进口水温度 计算误差 低温空气预热器出口空气温度 高温空气预热器出口空气温度 计算误差 符号 t??XS 单位 ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ 公式 低温省煤气热力计算 高温省煤气热力计算 允许计算误差?10℃ 低温空气预热器热力计算 高温空气预热器热力计算 允许计算误差?10℃ 结果 246.18 255 8.82 182 190 8 t?SS ?tSM t??SK t?SK ?tKY 表*2整体热力计算误差检查

序号 1 名称 假设进入炉膛热风温度 符号 tRF 单位 ℃ 公式 炉膛热力计算 结果 270 - 37 -

2 3 4 5 高温空气预热器出口热风温度 计算误差 热平衡计算中假设的排烟温度 低温空气预热计算中得到的排烟温度 计算误差 炉膛有效辐射放热量 屏区受热面总对流吸热量 凝渣管对流吸热量 高温过热器对流吸热量 低温过热器对流吸热量 高温省煤器对流吸热量 低温省煤器对流吸热量 总有效吸热量 燃料带入热量 锅炉热效率 机械未完全燃烧损失 热平衡计算误差 t??SK ℃ ℃ ℃ ℃ 高温空气预热器热力计算 允许计算误差?40℃ 锅炉热平衡及燃料消耗量计算 低温空气预热器热力计算 280 10 145 ?tRF ?pj ???XK 154.38 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ??py ℃ 允许计算误差?10℃ 炉膛热力计算 屏的热力计算 凝渣管结构及计算 高温过热器热力计算 低温过热器热力计算 高温省煤器的热力计算 低温省煤器的热力计算 9.38 12324.79 3430.794 74.96 1938.45 2826.99 3727.74 1159.11 Q flkj/kg kj/kg QPQ QNZ ddkj/kg kj/kg kj/kg kj/kg kj/kg kj/kg QGG QDG QSS QXS ?Q QR dddddddfdddQXS+QSS+QDG+QGG+QNZ+QPQ+Ql 24982.834 kj/kg % % 锅炉热平衡及燃料消耗量计算 锅炉热平衡及燃料消耗量计算 锅炉热平衡及燃料消耗量计算 27800 92.58 1.5 ? q4 ?Q kj/kg % q??QR?-?Q?1?4? ?100??Q/QR 636.649 19 计算相对误差 2.29 二、排烟温度校核

由空气预热器热力计算知排烟温度为154.38℃，与排烟温度假定值145℃相差，符合要求。

三、热空气温度校核

有空预器热力计算知热空气温度为270℃，与假定值280℃相差10℃，符合要求。

表*3整体热力计算汇总表

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名称 符号 d*δ H 单位 炉膛 屏式过热器 42*5 317 结渣管 高温过热器冷段 133*10 42*5 26.8 237 高温过热器热段 42*5 231 低温过热器 38*4 768 高温省煤器 32*4 1011 高温空气预热器 40*1.5 3000 低温省煤器 32*4 766 低温空气预热器 40*1.5 9000 管径 计算受热面 进口烟温 出口烟温 介质进口温度 介质出口温度 烟气流速 介质流速 传热系数 mm 60 m2 693.56 νν‘ ℃ ℃ ℃ —— 1253.94 215 1257.46 1050 380 1050 1045 —— 1045 905 502.6 1045 905 524.1 905 710 330 710 457 255 457 386.28 190 386.28 305 215 305 154.38 20 ‘‘t ‘t ‘‘℃ 313.70 502.606 —— 551.78 565.57 405.728 7.968 8.051 314.63 280 246.18 182 wy w K m/s —— m/s —— W/( m2·℃) ℃ kJ/kg —— 3.082 12.071 42.55 —— —— —— 7.387 22.86 61.45 7.387 21.64 60.46 5.091 —— 9.211 3.777 7.11 5．884 —— 53.76 7.414 4.69 8.76 34．64 53.61 传热温差 吸热量 Δt Q —— 12125.0 712．42 2348.27 —— 207.09 517.42 1218.7 499.88 1091.2 536.22 2826.9 423.53 240.258 115.36 3237.7 939.22 49.25 1160.98 2207.96

参考书目

1.李加护主编. 锅炉课程设计指导书. 北京：中国电力出版社 2007 2.樊泉桂主编.锅炉原理. 北京：中国电力出版社 2007

3.冯俊凯,沈幼庭主编.锅炉原理及计算.第三版.北京:科学出版社,2003.7

心得与体会：通过本次的锅炉设计，让我对整个锅炉的流程有了一定的理解和认

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识，同时，对不同换热面的温度变化是不相同的，以及角系数也有所不同。在设计过程我们也遇到了不少的难题和阻碍，比如，在进行校核的时候，出现了很多次的不在适宜范围内，导致我们又进一步校核，此过程特别的繁琐，但是，在我们团队的合作之下，我们克服了不种不同的困难与问题。我们这次的实际理念基本与锅炉课程设计指导书的原则是一致的，只是在它的基础上有了修改与修正。选煤上有所出别，以及过量空气系数与汽水侧压降有所区别。在进行各种热损失校核的结合了实际情况。烟气焓温对于低温过热器，高温省煤气，以及高温空气预热器等的不同。在进行锅炉热平衡及燃料消耗量计算的时候，我们有所修正。在进行热力计算的时候可能有些地方的校核不是很到位，特别是炉膛容积热负荷与炉膛截面热负荷进行计算时，可能误差比较的大。在进行对流受热面的热力计算的时候，其实，这个对方的校核相对来说是比较的繁琐的。最后，我们进行了误差检查，排出了各种有可能出现误差的地方。总之，通过这一次的课程设计，让我学到了很多的专业知识和设计技巧，同时也很感谢团队的合作，同时希望老师认真批阅我们的设计，给出宝贵的经验，谢谢。

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