SZS10-2.45300—Y工业锅炉设计.doc

中文题目：SZS10-2.45/300工业锅炉设计外文题目：THE DESIGN OF SZS10-2.45/300-Y INDUSTRIAL BOILER 毕业设计(论文) 共 60页（其中：外文文献及译文18页） 图纸共4 张完成日期：2010年6月 答辩日期：2010年6月摘要 随着我国国民经济的迅速发展和国家对环保要求的日益提高，体积小、重量轻、高效率、低能耗、污染小的燃油锅炉，将受到市场的欢迎。本设计对目前我国工业锅炉的现状做了简单介绍并对其中的燃油锅炉做了设计，对于室燃炉的结构特点，提出了设计方法。根据给定锅炉设计参数与设计燃料进行了燃料消耗量、空气消耗量、实际烟气量的计算；提出锅炉的总体布置方案，包括炉膛宽度与深度布置、防渣管、过热器、对流管束、省煤器以及空气预热器的选取；根据总体布置进行锅炉热效率计算、锅炉本体热计算以及烟风阻力计算；选取送引风机及锅炉附属设备等，并且绘制了锅炉结构简图以及过热器、省煤器和空气预热器的结构图，为以后的燃油锅炉的设计提供了较好的参考价值和指导意义。关键词：工业锅炉；燃油锅炉；锅炉设计；省煤器；空气预热器AbstractWith the rapid development of Chinas national economy and the countrys increasing environmental protection requirements, small size, light weight, high efficiency, low energy consumption, pollution, fuel boiler, will be the market.The papers introduct the development of China，s industry boilers on thecurrent and has made the design to fuel oil boiler，for room lighted stoves structural characeristic，calculation methods and design steps are proposed.According to the given design parameters and design of the boiler fuel,the fuel consumption,air consumption,the actual volume of gas are calculated;the overall layout of this boiler is proposed,including the selection of the width and depth of chamber,sizes of tank,superheater,coal economizer and air preheat devices and the burning equipment models.According to the overall layout,calculate the thermal efficiency of boiler,boiler identity and the resistance of smoke and wind;select send air-compressors,raises air-compressors and subsidiary equipment of the boilers,and mapped the simple structure chart of the boiler.The paper provides a better refence value and guiding for the design and applications of fuel boiler in the future.Keywords: Industry boiler；Fuel oil boiler；Boiler design ；coal economizer；air preheaterIII目录绪论11 设计任务与燃料特性参数31.1 设计任务31.2 燃料特性32 燃料燃烧计算42.1 锅炉有效吸热量计算42.2 烟道中各处过量空气系数及各受热面的漏风系数计算42.3 理论空气量和理论烟气量的计算42.4 各受热面烟道中烟气特性表52.5 烟气温焓表52.6 锅炉热平衡及燃料消耗量计算73 锅炉尺寸计算103.1 炉膛结构特性计算103.2 炉膛热力计算113.3 防渣管结构计算133.4 防渣管热力计算143.5 过热器结构计算153.6 过热器热力计算163.7 第一对流管束结构计算183.8 第一对流管束热力计算193.9 第二对流管束结构计算203.10 第二对流管束热力计算213.11 省煤器的结构计算223.12 省煤器热力计算233.13 空气预热器的结构计算243.14 空气预热器的热力计算244 阻力计算274.1 烟道系统阻力计算274.1.1 防渣管阻力计算274.1.2 过热器阻力计算274.1.3 对流管束阻力计算284.1.4 省煤器阻力计算304.1.5 空气预热器的阻力计算304.1.6 烟道阻力计算314.1.7 除尘器阻力计算324.1.8 烟囱阻力计算324.1.9 自生风阻力计算334.1.10 烟道总压降334.2 风道系统阻力计算334.2.1 冷风风道的阻力计算334.2.2 空气预热器风侧的阻力计算344.2.3 热风风道阻力计算354.2.4 设备阻力选取354.2.5 风道总阻力354.2.6 风道自生风计算354.2.7 风道全压降365 风机的选择375.1 引风机375.1.1 计算流量375.1.2 压头375.1.3 风机厂设计条件下的压头385.1.4 风机所需功率385.1.5 电动机功率385.2 送风机385.2.1 计算流量385.2.2 压头395.2.3 风机厂设计条件下的压头395.2.4 风机所需功率395.2.5 电动机功率396 结 论40致 谢41参考文献42附录A43附录51辽宁工程技术大学毕业设计(论文)绪论工业锅炉概述燃油锅炉在国民经济和人民生活中是不可缺少的热能动力设备。它使用面广，需求量大。燃油工业锅炉的生产和使用亦是近几年来随着改革开放政策的实行和环境保护要求的日提高而迅猛发展起来。过去由于受到政府能源政策的限制, 市场需要燃油锅炉极少, 制造厂不多, 但现在市场上需要量日益增多, 不但需要购买价廉物美的国产锅炉, 而且还不惜重去购买价格昂贵的进口锅炉。据对年国内工业锅炉制造行业产品统计, 其中燃油锅炉的产量已达5000蒸吨, 1500台左右, 约超过全行业锅炉年总产量的5%。过去, 由于国家能源政策限制, 工业锅炉一般不燃用轻油或重油, 因而燃油锅炉生产很少, 市场亦无此需要, 但自九十年代后, 由于市场开放及环保要求提高,燃油锅炉的生产进入了新的发展时期。(1) 燃油工业锅炉的产量将增加随着改革开放的深入和对环保的重视以及合理利用资源, 开发中小容量的燃油锅炉的趋势越来越明显。工业发达国家的燃油工业锅炉约占总量的90%以上, 而目前我国仅占总量的60%, 这是远远不够的。估计到2000年, 我国D级以上锅炉生产厂生产的燃油工业锅炉占总量的比例会从现在6%左右增加到10%左右, 即年产量达到2000台左右, 蒸发量可达8000-10000蒸吨。(2) 在大容量燃油工业锅炉生产中会开发生产水管燃油工业锅炉目前国内生产的燃油工业锅炉容量大多在10t/h以下, 炉型基本上以卧式火管为主, 但随着今发展, 20t/h，30t/h等大容量燃油工业锅炉的需求量会增多, 相信到那时制造厂会开发大型水管燃油工业锅炉以满足需要。(3) 提高引进先进燃烧器的国产化率目前国内燃油工业锅炉多数采用进口燃烧器。进口燃烧器燃烧性能质量可靠稳定。1 工业锅炉总的趋势是向减小体积和重量，提高效率，提高组装化程度发展。从现在的燃油锅炉看，其重量只有燃煤锅炉的三分之一，体积也只有燃煤锅炉的二分之一；况且也没有上煤、除渣、除尘设备；同时，随着国家政策对锅炉的排烟成份及排放浓度提出日益严格的要求，燃煤锅炉会逐渐失去市场，而燃油锅炉的需求会越来越大。但是燃油锅炉也存在两大问题：一是燃油锅炉采用微正压燃烧，能提高炉膛的热强度，从而也使得燃烧温度提高，这就与降低NOx发生了矛盾。一般认为燃烧温度高于1300，将使锅炉烟气成份中NOx大大增加，而NOx对大气的臭氧层极具破坏作用。二是强化传热方面。目前锅炉的烟管都为光滑，而光管的传热性能较差，为增强传热必须制造合适的螺纹烟管，这样可达到既增加传热量，又不使流动阻力过于增大。如果这两个问题能解决，燃油工业锅炉前景会更好看。总之，随着我国国民经济的迅速发展和国家对环保要求的日益提高，体积小、重量轻、高效率、低能耗、污染小的燃油锅炉，必将受到市场的欢迎。课题所做内容我所做的课题是SZS10-2.45/300Y工业锅炉设计。它是双锅筒纵置式室燃炉，额定蒸发量10t，额定工作压力2.45MP，出口过热蒸汽温度为300，燃用油的蒸汽锅炉。燃油锅炉是将油雾化后在炉膛内悬浮燃烧，使锅内的水受热蒸发产生蒸汽或热水的设备。燃油锅炉由水、气的受压部件和油的燃烧设备及自动控制仪表组成水、气的受压部件主要由锅筒、烟管、炉胆、对流管束、水冷壁管、集箱等组成。燃油的燃烧设备主要包括油喷燃器和炉膛两大部分。水管式燃油锅炉与煤粉炉一样属于悬浮燃烧，炉膛既是油雾燃烧的空间，故又称为燃烧室，水管式燃油锅炉的炉膛结构与煤粉炉基本相同，由于油中含灰很少，燃烧后基本没有灰渣，故燃油炉的炉底不需要像煤粉炉那样构成倾角很大的冷灰斗，而只需做成有一定倾斜度的平炉底。同时，在最低处设有防水孔。炉膛的容积和高度，须保证油滴在炉膛内有足够的燃烧停留时间，以进行充分的燃烧。炉膛的截面形状和大小，应与油喷燃器的布置方式、油喷嘴的射程相适应，不允许油雾喷溅到四周炉膛上。由于油燃烧比较迅速，火焰长度较短，同时，燃烧所需的风量也较少，因此在同一炉膛容积内允许燃烧放出较多的热量，即燃油炉的允许炉膛热负荷较煤粉炉为高。1 设计任务与燃料特性参数1.1 设计任务锅炉额定蒸发量：D=10t/h锅筒额定蒸汽压力：Pbh=2.45Mpa过热蒸汽温度：t1=300给水温度：tgs=104冷风温度：=30排烟温度：tpy=165锅炉排污率：K=4%给水压力:Pgs=2.5Mpa(表压)1.2 燃料特性燃料参用100号重油，基本成分如下碳=82.5%氢=12.5%氧=1.91%氮=0.49%硫=1.5%灰分=0.05%水分=1.05%燃料低位发热量=40612kJ/kg22 燃料燃烧计算2.1 锅炉有效吸热量计算锅炉排污率（给定）：K=4%锅炉有效利用热量包括过热蒸汽的吸热和排污水的吸热。由查水蒸气表查得：=3009.01 kJ/kg =956.96kJ/kg =437.75 kJ/kg 3锅炉有效吸热量：= 25936184 kJ/h2.2 烟道中各处过量空气系数及各受热面的漏风系数计算为了使燃料在炉内能够燃烧完全，减少不完全燃烧热损失，实际送入炉内的空气量要比理论空气量大些，实际供给空气量与理论空气量之比，称为过量空气系数；某一受热面的漏风量与理论空气量之比，称为该受热面的漏风系数。表2-1 烟道中各处过量空气系数及各受热面的漏风系数表Table 2-1 parts of the flue gas excess air coefficient and the heating surface of the air leakage coefficient table入口出口炉膛1.050.05防渣管1.051.050蒸气过热器1.051.080.03第一对流管束1.081.130.05第二对流管束1.131.230.1省煤器1.231.310.08空气预热器1.311.360.052.3 理论空气量和理论烟气量的计算表2-2 理论空气量和理论烟气量Table 2-2 theory and theoretical gas volume of air traffic名称符号单位计算公式结果理论空气量Nm3/kg10.521RO2容积Nm3/kg1.550N2理论容积Nm3/kg8.523H2O理论容积Nm3/kg1.5642.4 各受热面烟道中烟气特性表表2-3 烟气特性表Table 2-3 Table Gas properties名称符号单位计算公式炉膛与防渣管蒸汽过热器第一对流管束第二对流管束省煤器空气预热器平均过量空气系数pj1.051.0651.1051.181.271.335实际水蒸气容积Nm3/kg1.5806158481.59341.6021.610561.6191烟气总容积VyNm3/kg12.19212.46213.00313.54314.08314.623RO2容积份额0.1270.1240.1190.1140.1100.106H2O容积份额0.1280.1250.1200.1150.1110.107三原子气体容积份额0.2550.2490.2390.2290.2210.2132.5 烟气温焓表在进行锅炉热力计算时，都需要知道空气和燃烧产物的焓，无论是空气焓还是燃烧产物焓，其焓值都以1kg燃料为计算基础。表2-4 烟气焓温表Table 2-4 Table flue gas enthalpy temperature烟气温度=1.550(Nm3/kg)=8.523(Nm3/kg)=1.560(Nm3/kg)（）1234567100170264130110915123720035755326022183044783005598663923344463728400772119752744956269845009941541664566479512506001225189980468589691523700146222669488089114918068001705264310949332133420979001952302612421059415262399100022043416139211874172327091100245838101544131701925302612002717421116971447521323352130029774614185315806234436851400323950202009171372559402315003503543021661847627794369160037695842232519832300247191700403662562484211883229507618004305667326442255334585436190045747090280423918369058012000484475082965252913926617221005115792831272667341636544设计锅炉时，由于不能测得烟气中各种气体成分的百分数，故按完全燃烧化学反应进行计算，即烟气焓等于理论烟气焓、过量空气焓和飞灰焓（可忽略）三部分之和；理论烟气焓为各组成成分焓之和。 (kJ/kg)V0k=10.521(Nm3/kg)=+(a-1) (kJ/kg) (kJ/Nm3)=a=1.05a=1.08a=1.13a=1.23a=1.31a=1.3689101113141516171610132140416051657178032492662828371738584070493840342855434564858626184667654257637055734380068455684727289339297100121028083088251086211303121619781039912844133641407211291200512761148631601912821363116201169181799914371528018037190362000615951696020854211262203817531864022970232702410519142035225122261802076220742728428275223923807294653039324032555131671325202567272953388543662273129039361143689028993082538350389713066326014060141145323434387428642.6 锅炉热平衡及燃料消耗量计算 在稳定工况下，输入锅炉的热量应与输出锅炉的热量相平衡，锅炉的这种热量收、支平衡关系，就叫锅炉热平衡。输入锅炉的热量是指伴随燃料送入锅炉的热量；锅炉输出的热量可以分为两部分，一部分为有效利用热量，另一部分为各项热损失。锅炉热平衡计算如下表：表2-5 锅炉热平衡及燃料消耗量计算Table 2-5 Thermal Balance and fuel consumed名称符号单位计算公式及数据来源数值燃料低位发热量kJ/kg给定40612排烟温度给定165排烟焓kJ/kg查烟气焓温表2675冷空气温度给定30冷空气理论焓kJ/kg查烟气焓温表421机械不完全燃烧热损失q4查参考文献4选取00化学不完全燃烧热损失q3选取0.50.5排烟热损失q2(py)(100q4)/ Qr5.24排烟热损失q5查参考文献5 表3-6 取1.71.7燃料物理热损失q6油燃料含灰量很小 忽略不计0锅炉总的热损失qq4+q3+q5+q2+q67.44锅炉热效率100q=1007.4492.56过热蒸汽焓kJ/kg按P=2.5Mp查水蒸气性质表3009.01饱和水焓kJ/kg按P=2.5Mp,查水蒸气性质表956.96给水焓kJ/kg按P=2.5Mp,tgs=104,查水蒸气性质表437.75锅炉输入热量：=+式中： 燃料收到基低位发热量，kJ/kg； 燃料的物理显热，kJ/kg； 外来热源加热空气时带入的热量，kJ/kg； 雾化燃油所用蒸汽带入的热量，kJ/kg。当不用外接热源预热空气和燃料，也没有自用气带入锅炉的热量时，1kg燃料油送入锅炉系统的热量为：=40612 kJ/kg由以上求得量，可计算出锅炉燃料消耗量B：B= Q/(*gl)=775 kg/h计算燃料消耗量：= B(1q4/100)=775 kg/h3 锅炉尺寸计算油作为一种液体燃料，有两类燃烧方式。一类为预蒸发型燃料油先行蒸发为油燃气，然后按照一定比例与空气混合进入燃烧室燃烧，如装有化油器的汽油机；另一类为喷雾型燃料油被喷雾器（喷嘴）雾化为油的微小油粒在燃烧室内燃烧，燃油炉采用的就是这种燃烧方式。油在正常的过剩空气系数情况下燃烧时，为达到完全燃烧所需的炉膛容积并不像燃煤炉膛那样大。根据燃料的消耗量，低位发热量以及选定的体积热强度可以计算出炉膛的体积来：体积热强度：查参考文献4表3-7取qv =350kw/ m2 炉膛体积：Vl=24m2由此选择ZBF-1转杯式机械雾化油喷嘴，单个最大燃油量为50kg/h，因此布置个数20。因为是燃油锅炉，没有炉排炉拱等部件，因此我将炉膛设计为长方体型的，根据炉膛的长宽比例大概在1.2-1.5之间，选定炉膛尺寸:324。燃烧器置于炉顶，燃料油由燃烧器喷出着火在炉膛中燃烧放热，经由炉膛内侧布置的水冷壁辐射受热面换热后，烟气到达炉膛出口。3.1 炉膛结构特性计算水冷壁管采用直径为51的无缝钢管。水冷壁的疏密程度用相对节距S/d表示（其中S为相邻水冷壁管中心距）。工业锅炉多选用较大的相对节距，选取S/d =1.5，e/d=0.5。4为了加大换热面积提高换热效率在他的五个面上都布有水冷壁。表3-1 炉膛特性结构表Table 3-1 Characteristics of the structure form the furnace名称符号单位计算公式或依据数值侧墙总面积Fbcqm2428前墙总面积(包括炉顶)Fbqqm2433218后墙总面积Fbhqm24312底面积Rm2326炉膛包覆面积Flm22 Fbcq+ Fbqq+ Fbhq+R52炉膛容积Vlm232424炉壁总面积Fbzm2FlR46水冷壁管径dm选取512.50.051前水冷壁节距Sms/d=1.50.0765水冷壁管中心到墙距离em根据e/d=0.5取值0.0255根数n根结构计算3/0.076539有效角系数x根据(s/d)q=1.5,e/d=0.5查参考文献4图3-20.92暴光长度lm根据结构选取2.12有效辐射受热面积Hfqm2(n-1)s lx=(39-1) 0.07652.120.925.66后水冷壁节距Sms/d=1.50.0765水冷壁管中心到墙距离em根据e/d=0.5取值0.0255根数n根结构计算39有效角系数x根据(s/d)q=1.5,e/d=0.5查参考文献4图3-20.92暴光长度lm根据结构选取2.12有效辐射受热面积Hfhm2(n-1)s lx=(39-1) 0.07652.120.925.66侧水冷壁节距Sms/d=1.50.0765水冷壁管中心到墙距离em根据e/d=0.5取值0.0255根数n根结构计算51有效角系数x根据(s/d)q=1.5,e/d=0.5查参考文献4图3-20.92暴光长度lm根据结构选取3.56有效辐射受热面积Hfcm2(n-1)s lx=(51-1) 0.07653.560.9212.52顶水冷壁节距Sms/d=1.50.0765水冷壁管中心到墙距离em根据e/d=0.5取值0.0255根数n根结构计算26有效角系数x根据(s/d)q=1.5,e/d=0.5查参考文献4图3-20.92暴光长度m根据结构选取4.3有效辐射受热面积Hfcm2(n-1)s lx=(26-1) 0.07654.30.927.59总有效辐射受热面积Hfm2Hfq+ + Hfh+2 Hfc+ Hfc43.95炉膛有效辐射层厚度Sm3.6 Vl / Fl1.663.2 炉膛热力计算根据炉膛结构尺寸和布置，进行炉膛的传热计算：表3-2 炉膛热力计算Table 3-2 Calculation of furnace heat名称符号单位计算公式或依据数值燃料低发热值QydwkJ/kg给定40612燃料消耗量Bkg/S7753600=0.740.215计算燃料消耗量Bjkg/S7753600=0.740.215保热系数j1- /（）0.928炉膛出口过量空气系数见烟道中各处过量空气系数及各受热面的漏风系数表1.05炉膛漏风系数D见烟道中各处过量空气系数及各受热面的漏风系数表0.05冷空气焓kJ/kg见锅炉热平衡及燃料消耗量计算表421热空气焓kJ/kg查烟气温焓表612空气带入炉膛热量kJ/kg651炉膛有效放热量QlkJ/kg+Qydw（100-q3-q4-q6）/(100-q4)42738理论燃烧温度查烟气焓温表2094理论燃烧绝对温度K+2732367炉膛出口烟温先假定，后校核1200炉膛出口烟焓kJ/kg查烟气焓温表22970炉膛出口绝对温度K+273=1200+273=13731473烟气平均热容量kJ/kg. (Ql -)/(-)22.11烟气中水蒸气容积份额见烟气特性表0.128三原子气体容积份额见烟气特性表0.255炉膛内压力PMpa取定0.1三原子气体总分压力PqMPapq=p0.0255三原子气体辐射减弱系数m. MPa2.18火焰黑度h1-0.235炉膛水冷程度x/0.845水冷壁表面黑度取用0.8炉膛系统黑度0.267波尔滋曼准则Boj/0.379管外壁灰污系数M2/k取用1.95炉膛辐射受热面吸热量kJ/kg19413辐射受热面热流密度qfkw/m294.97工业蒸汽锅炉系数m在压力2.45Mpa下，选取0.172计算值代数0.78无因次炉膛出口烟温查查参考文献5线算图7-80.638烟膛出口烟温K1510实际炉膛出口烟温273=1510273=11481237实际炉膛出口烟焓kJ/kg查焓温表23766实际炉膛辐射换热量kJ/kg18631燃烧室热强度qvkw/m2364实际辐射受热面热流密度kw/m291.143.3 防渣管结构计算重油中的硫分和灰分对受热面的腐蚀和积灰往往比烧煤时严重的多，因此更要布置防渣管。防渣管由炉膛后墙水冷壁拉稀而成，形成了烟气通道，进一步冷却烟气，使烟气中的飞灰冷凝成固态。表3-3 防渣管结构计算Table 3-3 slag tube structure calculation名称符号单位计算公式或数据来源数值管径dmm根据结构选取51横向节距S1m根据结构选取0.18纵向节距S2m根据结构选取0.1管子根数n根结构设计11管子长度Lcpm根据结构选取2.6管子总长nLcpm112.628.6受热面积Hm2(n-1)pd5.5烟气流通截面积Fm2ab-nda2.4管间有效辐射层厚度m0.36比值S1/d3.53比值S2/d1.963.4 防渣管热力计算根据防渣管结构尺寸和布置，进行防渣管的传热计算：表3-4 防渣管热力计算Table 3-4 Calculation of anti-thermal residue management名称符号单位计算公式或数据来源数值进口烟温炉膛出口烟温1237进口烟焓kJ/kg查烟气焓温表23766出口烟温先假定，后校核1145出口烟焓kJ/kg查烟气焓温表21806烟气侧放热量QrpkJ/kg1924.7管内工质温度tP=2.45压时饱和温度223最大温压-t1014最小温压-t952平均温压因/=1.071.7,所以=(+)/2983平均烟温t+Dt1206烟气流速m/s11.95烟气中水蒸气的容积分额查烟气特性表0.128三原子气体容积分额查烟气特性表0.255条件对流放热系数kw/m2查参考文献5 图7-110.087修正系数Cs查参考文献5 图7-111.03Cc查参考文献5 图7-110.88Cw查参考文献5 图7-111对流放热系数kw/m20.077管壁积灰层表面温度t+80=223+80303条件辐射放热系数kw/m2查参考文献5图7-180.23修正系数Cy查参考文献5图7-180.98三原子气体总分压力PqMpa0.0255三原子气体辐射力PqmMpa0.02550.360.0092三原子气体辐射减弱系数1.95气体介质吸收力kpp0.0702烟气黑度1-0.068辐射放热系数kw/m20.016利用系数根据参考文献5 选取0.95烟气对管壁对流放热系数kw/m20.096有效系数j由烟气流速，根据参考文献5 选取0.6传热系数Kkw/m2j0.058传热量QcrkJ/kg2015.4误差%(QcrQrp)/Qrp1004.6误差=4.6%5%，合格3.5 过热器结构计算蒸汽过热器是为把饱和蒸汽加热成为具有一定温度的过热蒸汽的装置。蒸汽过热器，它是由蛇形无缝钢管管束和进、出口及中间集箱等组成。由锅筒生产的饱和蒸汽引入过热器进口集箱，而后分配经各并联蛇形管受热升温至额定值，最后汇于出口集箱由主蒸汽管送出。表3-5 过热器结构计算Table 3-5 superheater structure calculation名称符号单位计算公式或数据来源数值管径dmm选取32横向节距S1m结构设计0.09纵向节距S2m结构设计0.075横向管排数n排结构设计13纵向管排数Z排结构设计10管子长度lm根据结构选取3.8受热面积Hm234.75烟气流通截面积Fm22.4蒸汽流通截面积fm20.045管间有效辐射层厚度m0.213比值2.81比值2.343.6 过热器热力计算根据过热器结构尺寸和布置，进行过热器的传热计算：表3-6 过热器热力计算Table 3-6 Thermodynamic Calculation名称符号单位计算公式或数据来源数值进口烟温防渣管出口烟温1145进口烟焓kJ/kg查烟气焓温表21806出口烟温先假定，后校核1030出口烟焓kJ/kg查烟气焓温表20179平均烟温1088烟气侧放热量QrpkJ/kg1618管内工质温度P=2.45Mpap大气压时饱和温度223蒸汽出口温度设计任务300最大温压- =1145-300845最小温压 - =1030-223807平均温压(-)/ln(/)826烟气流速m/s10.49烟气中水蒸气的容积分额查烟气特性表0.125三原子气体容积分额查烟气特性表0.249条件对流放热系数kw/m2查参考文献5 图7-120.057修正系数查参考文献5 图7-121查参考文献5 图7-121查参考文献5 图7-120.87对流放热系数kw/m2=0.057110.870.049蒸汽平均温度t261.5饱和蒸汽比容m3/kg查蒸汽热力特性表0.041过热蒸汽比容m3/kg查蒸汽热力特性表0.090平均蒸汽比容m3/kg0.0655蒸汽流速m/s4.1条件对流放热系数查参考文献5 图7-140034修正系数查参考文献5 图7-140.96对流放热系数=0.0340.960.033管壁积灰层表面温度t+80=262+80342条件辐射放热系数查参考文献5 图7-180.21修正系数查参考文献5图7-180.095三原子气体总分压力PqMpaqp=0.2490.10.0249三原子气体辐射力PqmMpaPq=0.02490.2130.0031三原子气体辐射减弱系数9.6气体介质吸收力kp=9.60.10.2130.204烟气黑度1-0.184辐射放热系数=0.21*0.184*0.950.027利用系数根据参考文献5选取1烟气对管壁对流放热系数=1(0.049+0.037)0.076有效系数j根据参考文献5 P159选取0.7传热系数K0.012传热量kJ/kg1602误差%()/1000.98误差=0.98%2%，合格3.7 第一对流管束结构计算由连接在上、下两锅筒之间的多排并列管构成的受热面称为锅炉管束，它是中、小型锅炉的主要对流受热面。表3-7 第一对流管束结构计算Table 3-7 Calculation of the first convection bundle structure名称符号单位计算公式或数据来源数值管径dm根据结构选取0.051横向节距S1m根据结构选取0.12纵向节距S2m根据结构选取0.12横向管排数Z1排根据结构选取5纵向管排数Z2排根据结构选取30管子平均长度lm根据结构选取3.5受热面积Hm284.1烟气流通截面积Fm21.4管间有效辐射层厚度m0.278比值/d2.35比值/d2.353.8 第一对流管束热力计算根据第一对流管束结构尺寸和布置，进行第一对流管束的传热计算：表3-8 第一对流管束热力计算Table 3-8 Thermal Convection calculation of the first convection bundle structure名称符号单位计算公式或数据来源数值进口烟温过热器出口烟温1030进口烟焓kJ/kg查烟气焓温表20179出口烟温先假定，后校核750出口烟焓kJ/kg查烟气焓温表14796烟气侧放热量QrpkJ/kg5307管内工质温度tP=2.45Mp大气压时饱和温度223最大温压- t=1030-223807最小温压-t=750-223527平均温压(-)/ln(/)657平均烟温t+t =223+657880烟气流速m/s8.43烟气中水蒸气的容积分额查烟气特性表0.120三原子气体容积分额查烟气特性表0.239条件对流放热系数kw/m2查参考文献5 图7-120.056修正系数查参考文献5 图7-121查参考文献5 图7-121查参考文献5 图7-120.93对流放热系数kw/m2=0.056110.930.052管壁积灰层表面温度t+60=223+60283条件辐射放热系数kw/m2查参考文献5 图7-180.123修正系数查参考文献5 图7-180.96