燃气锅炉平衡及燃料消耗量设计毕业论文.doc

内蒙古科技大学毕业设计说明书燃气锅炉平衡及燃料消耗量设计毕业论文目录摘要1Abstract2绪论61燃气锅炉的特点62燃气锅炉的现状83此次设计燃气锅炉的基本思路9第一章 设计任务与燃料特性参数101.1设计任务101.2燃料特性10第二章锅炉整体布置的确定112.1 燃料燃烧计算112.2空气平衡及焓温表132.3锅炉热平衡及燃料消耗量计算152.4燃烧室设计及传热计算162.5炉膛结构尺寸计算182.6燃烧器的布置及主要尺寸 202.6燃烧室结构特性计算212.7炉膛热力计算222.8.炉膛顶部辐射受热面吸热量及工质焓增计算242.9炉膛受热面热力分配252.10屏式过热器结构计算262.11屏区传热计算282.12高温过热器结构计算322.13高温过热器传热计算332.14低温过热器结构计算362.15低温过热器传热计算372.16炉膛受热量的热量分配392.17高温省煤器结构计算422.18高温省煤器传热计算 432.19高温空气预热器结构计算452.20高温空气预热器传热计算462.21低温省煤器结构计算492.22低温省煤器传热计算502.23低温空气预热器结构计算522.24低温空气预热器传热计算532.25热力计算汇总表55第三章阻力计算56第四章送引风机计算614.1送风机计算614.2引风机计算61第五章防爆措施62第六章结论63第七章参考文献64第八章附录A65第九章附录B 73第十章附录C93第十一章致谢信99 绪论燃气锅炉是一种以可燃气体作为燃料的能源转换设备，用以生产热水或蒸汽，满足工业生产和人民日常生活的需要。本文主要介绍了燃气锅炉的优越性、存在的问题、燃气锅炉的发展现状。燃气锅炉以气体作为燃料，燃料输送方便，计量准确，操控性好，燃气锅炉自动化控制程度高，运行管理工作量小。但是，气体燃料存在爆炸的潜在危险，一旦燃气泄漏，后果不堪设想。因此，对燃气检漏工作要求比较严格。国内燃气锅炉发展比国外慢，但是目前国内的生产厂家已能生产各种规格的燃气锅炉，只是国产燃烧器应用较少 。鉴于目前的能源形势，锅炉的发展方向依然是高参数、大容量，以提高锅炉的效率，达到节约能源的目的。燃气锅炉也不例外，高参数、大容量，也是其发展方向。但是，燃油燃气资源短缺，也在一定程度上制约了燃气锅炉的发展。本文介绍了此次设计的基本思路，通过一个具体实例叙述了设计的全过程。锅炉设计是一个复杂的过程，在此过程中，几乎涉及了所学的各门专业课，用到了工程热力学、传热学、燃烧学、锅炉设计、机械设计、工程图学等专业课的知识。通过设计，既是对所学课程的巩固，也对设计工作有了一定的了解，知道如何去做一项工作。大体概括为：接受任务书，查阅相关资料，熟悉整体设计过程，作相关设计计算，布置整体结构，选取可以确定的标准件，工程图绘制。这是我总结的一般设计思想。由于以前没有从事过类似的工作，此次设计还存在相当多的问题，请指导教师多加指点。1.1燃气锅炉的特点1.1.1热效率高，环境污染低: 1.由于燃气中的灰分、含硫量和含氮量均比煤中的含量低，燃烧后产生的烟气中粉尘量极少，排放出的烟气比较容易达到国家对燃烧设备所要求的标准。使用燃气锅炉可以大减轻对环境的污染。 2.燃气锅炉的炉膛容积热强度较高；由于烟气污染小，对流管束不受腐蚀和结渣，传热效果好，燃气燃烧产生大量三原子气体（二氧化碳、水蒸气等）的辐射能力较强，而且排烟温度低，使其热效率明显提高。1.1.2锅炉设备投资低:1.燃气锅炉可选用较高的炉膛热负荷，从而缩小炉膛体积。因不存在受热面污染、结渣、磨损等问题，可选用较高的烟速，减小对流受热面的尺寸。通过合理布置对流管束，使燃气锅炉较同容量燃煤锅炉结构紧凑、尺寸小、重量轻，设备投资明显减少。2.燃气锅炉使用管道输送的燃气为燃料，无需燃料储存设备。在供给燃烧前也无需燃料加工制备设备，使系统大为简化；同时也不需要配置吹灰器、除尘器、出渣设备和燃料烘干器等附属设备，使系统大为简化。3.由于无需燃料储存，节省运输费用、场地及劳动力。1.1.3运行成本低: 1.燃气锅炉的热负荷适应性强，在系统内调节灵活，燃气计量简单准确，便于燃气供应量的调节。2.由于附属设备少，启动快，又无燃料制备系统，可减少预备工作带来的各种消耗，用电量低于燃煤锅炉。3.不需要用蒸汽加热燃料及烘干燃料，蒸汽消耗较少。4. 因燃气中的杂质较少，锅炉不会发生高、低温受热面的腐蚀，锅炉的连续运行周期长。1.1.4设备维修费用低:1.燃气锅炉燃烧系统设备简单，因而需要维修保养的项目少，维修费用低。2.由于不存在结渣及高低温受热面腐蚀，因而不需要由此而更换受热面的管件1。1.1.5存在的危险：天燃气是一种易燃、易爆性气体，它没有颜色，虽有一定的气味却难以凭嗅觉及时发现。如果燃气漏入停运的炉膛或空气中，会引起爆炸。所以燃气管路必须严格检漏，炉膛内要有必要的联锁保护控制系统，锅炉房要有燃气泄漏监测报警装置和通风设备，采用防爆电器。锅炉应有严格的启动顺序控制系统，燃气锅炉在点火之前必须仔细吹扫炉膛和烟道，排除炉内可能积存的可燃气体。锅炉燃烧器必须安装熄火安全保护装置，一但出现熄火现象，二次点火前也必须进行吹扫并按正常点火程序进行。另外，燃气采用管道输送，无备用燃料，一旦发生燃气管道破裂等问题或燃气压力过低，便会造成停炉事故。随着燃气锅炉的广泛应用和技术设备的日益完善，事故隐患正在逐渐降低，各种安全保护手段已能保证燃气锅炉的运行非常可靠。燃气锅炉与燃煤锅炉相比具有绝对优势，但从国内外燃气锅炉的具体使用情况来看，还存在一定问题，必须加强防范。 1.燃气管路必须严格检漏，炉膛内要有必要的联锁保护控制系统，锅炉房要有燃气泄漏监测报警装置和通风设备，采用防爆电器。 2.锅炉应有严格的启动顺序控制系统，燃气锅炉在点火之前必须仔细吹扫炉膛和烟道，排除炉内可能积存的可燃气体。锅炉燃烧器必须安装熄火保护装置，一但出现熄火现象，能及时实施保护措施。二次点火前也必须进行吹扫并按正常点火程序进行2。1.2燃气锅炉的现状1.2.1国产、进口燃气锅炉并存：目前国内有五十多家燃气锅炉生产厂家，产品品种规格齐全。蒸汽锅炉的单台蒸发量最低为0.2t/h，最高可达65t/h；压力有0.4MPa、0.7 MPa、1.0 MPa、1.25 MPa、2.45 MPa、3.82 MPa等六种；可生产饱和蒸汽、过热蒸汽，温度有250摄氏度、350摄氏度、400摄氏度、450摄氏度等几种。热水锅炉单台供热功率最低为0.3MW，最高可达21 MW；压力有常压、0.7MPa、1.0 MPa、1.25 MPa；供热温度有80摄氏度、95摄氏度、115摄氏度、130摄氏度等。我国燃气锅炉的产和质量均能满足国内锅炉房建设的需要，但是大部分锅炉还是配用进口的燃烧器，配用国内燃烧器的比例很小。进口燃气锅炉主要来自德国、美国、英国、瑞士、意大利、日本、韩国等几个国家。与锅炉配套的进口燃烧器有德国、美国、英国、法国、瑞典、意大利、日本、韩国等国家的几十个品牌，其中应用最多的是德国的威索牌燃烧器3。1.2.2与燃油锅炉相比，燃气锅炉使用较少：目前的燃油燃气锅炉中，燃油锅炉较多，燃气锅炉较少。主要有两方面的原因妨碍燃气锅炉的应用。一是天然气的产量与需求量的矛盾，地区性气源的制约成为燃气锅炉推广的障碍。随着我国“西气东输”工程的全面启动以及国家能源政策向燃气事业的倾斜，天然气供应量将进一步提高。二是燃气锅炉管网的铺设成本比较高，也制约了燃气锅炉的应用4。1.2.3.国产燃烧器性能有待提高：如前所述，目前国内生产的燃油燃气锅炉上的关键部件燃烧器仍主要依赖进口。进口燃烧器的自控程度高，性能稳定。国产的燃烧器性能不够完善，自控程度有限，用户信赖程度低。为此，建议我国锅炉行业的有关专家应对燃烧器进行深入细致的研究，加大对燃烧器的设计、生产技术力量，以提高锅炉用燃烧器的国产化率5。1.3此次设计燃气锅炉的基本思路首先根据燃料特性对燃料发热量进行计算,根据设计任务书给定的锅炉容量进行燃料消耗量计算,由特定类型的锅炉的体积热强度，确定锅炉的体积。选定燃烧器。其次,假设炉膛出口温度,并根据以前经验布置炉膛辐射受热面,并对其进行校核计算,看其炉膛出口温度是否满足假定,如不满足,则应对炉膛内的水冷壁受热面进行修改,最终使炉膛出口温度满足条件。在炉膛出口温度已定的条件下,可以对其后的对流受热面进行设计计算。工质在对流管束内循环,将饱和水加热成饱和蒸汽,已知燃料特性和炉膛出口温度,根据热量平衡,烟气的放热量等于工质的吸热量,通过查烟气焓温表可以计算出对流管束的出口烟温。在尾部烟道中依次布置过热器,省煤器等对流受热面,同样根据热平衡进行校核计算。已知过热器进口烟温和过热器中的饱和蒸汽温度过热蒸汽温度,根据经验，设计大概的结构和受热面积,对其进行校核,看是否满足要求。如不满足要求,应对结构和受热面积进行修改,使过热器出口烟温满足要求。已知过热器的出口烟温，即已知省煤器的进出口烟温,根据给水温度和已知的省煤器出水温度,根据热平衡设计出合理的受热面积,使其满足要求6。锅炉的总体结构已经确定,可以计算出锅炉总的吸热量,已知燃料的发热量,可以计算出锅炉的热效率,用计算出的热效率与给定的热效率进行比较,如果满足误差许可,锅炉的结构计算和热力计算就算完成,下一步工作就是进行锅炉结构图的绘制和辅助受热面图的绘制7。240t/h高压燃高焦炉混合煤气锅炉第一章 设计资料及参数1.1 锅炉基本参数1）锅炉蒸发量 240t/h2）给水温度 2153）给水压力 12.5MPa4）过热蒸汽温度 5405）过热蒸汽压力 9.8MPa6）周围环境温度 207）排烟温度假定值： 1408）热空气温度假定值： 3009）汽包工作压力： 11.28 MPa1.2 燃料特性1.21燃料名称：高焦炉混合煤气（Q低温=1400千卡/标m3）1.22燃料成分表1.1 煤气成分表项目 CH4 CmHn H2O H2 CO CO2 N2 O2 含量% 4.0 0.3 2.3 10.5 23.5 10.5 48.8 0.1 100.00第二章 锅炉整体布置的确定2.1 炉整体的外型选型布置选择形布置的理由如下：1锅炉排烟口在下方送、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；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；4机炉之间的连接管道不长。2.2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，汽化吸热较多，加热吸热和过热吸热较少。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，在水平烟道内布置高、低温对流过热器外，炉膛出口布置半辐射式的屏式过热器。热风温度要求高（t=300）采用双级空气预热器、双级省煤器的布置方式。2.3汽水系统1过热蒸汽系统的流程汽包顶棚过热器进口集箱炉顶过热器管束顶棚过热器出口集箱对流过热器进口集箱对流过热器管束对流过热器出口集箱集汽集箱汽轮机。2水系统的流程给水省煤器进口集箱省煤器管束省煤器出口集箱后墙引出管汽包下降管下联箱水冷壁上联箱汽包。采用光管水冷壁，整个炉膛全部布满水冷壁，在炉膛出口处由后墙的一部分水冷壁延伸构成遮焰角，以使烟气更好地充满炉膛，其余水冷壁管延伸形成烟道。对流过热器分两级布置，由悬挂式蛇形管束组成。在屏式过热器与高温过热器、低温过热器与屏式过热器之间有喷水减温装置.由进入锅炉的给水来冷却蒸汽。 省谋器和空气预热器采用两级配合布置，以节省受热面。减少钢材消耗量。燃烧方式采用四角布置的旋流燃烧器。锅炉本体结构见图I -102-4辅助计算（1）燃烧产物容积计算煤完全燃烧（)时理论空气量及燃烧产物容积计算见表I-1(以l立方米燃料为准)。表I-2初始数据序号名称符号单位公式及计算结果1理论空气容积Nm3/ Nm31.2362三原子气体容积Nm3/ Nm30.3863理论氮气容积Nm3/ Nm31.4644理论水蒸气客积Nm3/ Nm30.2175理论烟气容积Nm3/ Nm32.0676飞灰中纯灰份额-0（2）空气平衡及焓温表 1）烟道各处过量空气系数、各受热面的漏风系数及不同过量空气系数下的燃烧产物的容积列于表I-2中，炉膛出口处过量空气系数按表2取。表I-3名称及公式符号单位炉膛及凝渣管第二级过热器第一级过热器上级省煤器上级空气预热器下级省煤器下级空气预热器漏风系数-0.050.0250.0250.020.050.020.05出口处过量空气系数-1.11.1251.151.171.221.241.29平均过量空气系数-1.11.11251.13751.161.1951.231.265水蒸气容积+0.0161(-1) Nm3/ Nm30.21750.21830.21870.21920.22090.22160.2223烟气总容积Nm3/ Nm32.09952.1462.17692.2052.3112.3562.400水蒸气容积份额-0.10340.10110.09970.09840.09390.09210.0904三原子气体容积份额-0.0.18410.17990.17730.17500.16700.16380.1608水蒸气与三原子总容积份额-0.28740.28000.27700.27340.26100.25590.2512各各受热面的漏风系数按表4-3取。空气预热器出口热空气的过量空气系数：2）不同过量空气系数下燃烧产物的焓温表见表I-3份额炉膛、屏高过低过高省高空预低省低空预温度100305.0222309.101313.1798316.4428324.6004327.8635336.0211200617.2876617.2876617.2876617.2876617.2876617.2876617.2876300939.9438939.9438939.9438939.9438939.9438939.9438939.94384001272.3531272.3531272.3531272.3531272.3531272.3531272.3535001612.8371612.8371612.8371612.8371612.8371612.8371612.8376001968.9471968.9471968.9471968.9471968.9471968.9471968.9477002322.4182322.4182322.4182322.4182322.4182322.4182322.4188002688.7682688.7682688.7682688.7682688.7682688.7682688.7689003061.3573061.3573061.3573061.3573061.3573061.3573061.3571003440.1363440.1363440.1363440.1363440.1363440.13634400713824.0713824.0713824.0713824.0713824.0713824.07112004212.4854212.4854212.4854212.4854212.4854212.4854212.48513004607.1324607.1324607.1324607.1324607.1324607.13246073275003.3275003.3275003.3275003.3275003.3275003.32715005402.9655402.9655402.9655402.9655402.9655402.9655402.96516005807.0795807.0795807.0795807.0795807.0795807.0795807.07917006212.4466212.4466212.4466212.4466212.4466212.4466212.44618006620.4846620.4846620.4846620.4846620.4846620.4846620.48419007029.6667029.6667029.6667029.6667029.6667029.6667029.6663)锅炉热平衡及燃料消耗量计算见表I-4表I-4 热平衡及燃料消耗量计算名称符号单位计算公式及数据来源数值燃料低位发热量QrKJ/Nm3燃料性质计算3857.6冷空气温度tlk选定20冷空气理论焓IoLkKJ/Nm3查烟气焓温表32.7367排烟温度给定140排烟焓IpyKJ/Nm3查烟气焓温表406.6278固体不完全燃烧热损失q4估取0气体不完全燃烧热损失q3查表3-290.5散热损失q5查表3-40.5排烟损失q2(Ipypy IoLk)(1q4/100)100/ Qr6.25燃料物料热损失 Q6估取0锅炉总的热损失qq2+q3+q4+q5+q67.25锅炉热效率gl100q92.75过热蒸汽焓igqkJ/kg按P=9.90Mp,tgq=540,查水蒸气性质表93477.91饱和汽焓iqkJ/kg按P=9.90Mp,查水蒸气性质表2727.288饱和水焓ipskJ/kg按P=9.90Mp,查水蒸气性质表1403.535给水焓igskJ/kg按P=11.57Mp,tgs=215,查水蒸气性质表923.73锅炉排污率给定2.0蒸汽带水率w给定4.0气化潜热rkJ/kg查水蒸气性质表1323.75额定蒸发量Dt/h设计给定240锅炉有效利用热量QglkJ/hD(igqigs-wr/100)D(ipsigs)830601577.2小时燃料消耗量BNm3/hQgl/( Qydwgl) 152882.97计算燃料消耗量BjNm3/sB(1q4/100)42.47保热系数1q5/(gl +q5)0.9952-4燃烧室设计及传热计算1燃烧室尺寸的决定1)炉膛宽度及深度因采用角置旋流式燃烧器。炉膛采用正方形截面。按表8-39取炉膛截面热负荷，qF=4170W/ m2 炉膛截面F=59.65m2,取炉膛宽a=7.7,炉膛深b= 7.7,布置60*3的水冷壁管，管间距s=66侧面墙的管数为101根，前、后墙的管数为99根。(2)燃烧室炉墙面积的决定燃烧室侧面尺寸见图I-2，决定过程见表I-5。图I-2炉膛尺寸表I-5 炉膛结构尺寸序号名称符号单位公式及计算结果1炉膛出口烟气温度设定12002炉膛出口烟气量350.7113烟气出口烟气流速设定11.764炉膛出口高度m4.7345炉膛截面热负荷查表41706炉膛截面积F59.657炉膛宽度F0.5取整，77数7.78第一根屏式过热器管高设定4.29顶棚宽度4.67510折焰角前端到第一排屏式过热器管斜管段长设定1.06811折焰角宽度设定2.10012折焰角上倾角度。设定4513折焰角下倾角度。设定3014顶棚倾角。设定015屏式过热器与炉墙距离3.02516顶棚高度4.217折焰角高度1.21218_1.74619炉底倾角。设定520炉底深度0.336821炉膛容积热负荷选定35022炉膛容积m3710.7523炉膛缩腰高度设定1.58024缩腰下倾角。设定3025缩腰丄倾角。设定3026侧墙面积92.30327缩腰宽度1.82428炉膛中部高度m7.73929 炉膛缩腰到炉底高度设定30出口窗中心到炉底中心高11.48631前墙面积149.77832后墙面积136.1133出口窗面积40.56734顶棚面积35.99835炉膛总面积547.05636炉膛总高m15.7852.燃烧器的布置及主要尺寸燃烧器分两层，每层四个呈四角切圆布置于炉膛四角。下层燃烧器中心线距离炉底高度为1.566m，上层燃烧器中心线距离炉底高度为3.741m。每、八个燃烧器占用的炉膛面积Fr=5.189m3燃烧室水冷壁布置水冷壁采用60x5的光管，管节距s=63mm。炉膛断面为7700mmX7700mm的正方形。管子悬挂炉墙，管子中心和炉墙距e=0。侧墙布置101根，前、后墙布置99根。后墙水冷壁管子在折角处全部向烟道弯曲，自折焰角后再分开，没三根中有一根作后墙选调和管。在缩腰处有叉管，直叉管垂直向上，斜叉管构成缩腰。侧墙水冷壁向上延伸，在折焰角区域和凝渣管区域形成附加受热面。燃烧室结构特性计算见表I-7表I-7炉膛受热面序号名称符号单位公式及计算结果前、后、侧顶棚出口窗1水冷壁规格dmm-606060mm-5552管节距smm-63843相对值-1.051.44管中心与炉墙距离emm-0305相对值-00.56角系数x-书附0.990.9517炉墙面积-470.49435.99840.5648水冷璧有效辐射而积除去燃烧器占有面积465.30535.9984.5649总水冷壁有效辐射面艰H541.86710灰污系数-查书12-70.6511水冷壁受热面平均热有效性系数-0.636112烟气福射层有效厚度sm4.67713燃烧器布置高度m1.870514炉膛出口高度14.26214燃烧器相对高度-0.10315火焰中心相对高度修正-查表11-3016火焰中心相对高度-0.103燃烧室的传热计算见表I-8表I-8 炉膛传热计算序号名称符号单位公式及计算结果1热空气温度trk查表-43002热空气焓IrkkJ/kg查表-4488.423冷空气温度tlk查表-4204冷空气焓IlkkJ/kg查表-432.73675炉膛漏风系数a1查表-20.056煤粉系统漏入风系数af查表-40.17空气预热器空气份额ky查表-41.058空气进入炉膛的热量QkkJ/kg514.489燃料有效放热量QakJ/kg6372.0810理论燃烧温度查表-31780.1TaK2053.111炉膛出口烟温先假设，再校核1300K157312炉膛出口烟焓kJ/kg查表-34607.113烟气平均热容量VckJ/(kg)3.90914三原子气体辐射减弱系数3.28315不发光火焰黑度0.26306716应用基燃料中碳与氢含量的比值2.83217发光火焰的辐射减弱系数1.54218发光火焰的黑度0.084019火焰发光系数m选取m=0.10.120炉膛平均火焰黑度0.53621炉膛黑度0.65222火焰中心高度系数M查表书128可得A=0.48、B=00.51423炉膛出口烟温1295.124炉膛出口烟焓查表I-3 4587.3925炉内辐射传热量2320.2126辐射受热面热负荷181.844.炉膛顶部辐射受热面吸热量及工质焓增计算表I-9 炉膛顶部辐射受热面吸热量及工质焓增计算序号名称符号单位计算公式结果1顶棚管径mm x mm选取2节距Smm843排数n754顶棚管角系数0.955顶棚面积35.9986蒸汽流通面积0.1477炉膛顶棚热负荷分配不均匀系数由查手册10260.578炉膛顶棚总辐射吸热量134321389减温水总流量估值800010炉膛顶棚蒸汽流量23200011炉膛顶棚蒸汽焓增57.8912炉膛顶棚进口蒸汽焓 饱和蒸汽焓 查水蒸汽表2699.513炉膛顶棚出口蒸汽焓2757.3914炉膛顶棚出口蒸汽温度查水蒸气表321.065.5炉膛辐射吸热量的分配1、 顶棚过热器在吸收燃烧室的辐射热量，辐射受热面是炉膛顶部的面积，吸热量与角系数有关，顶棚过热器的角系数为=0.96，顶棚过热器的辐射受热面 2、 出口窗位于燃烧室上部，热负荷比例，重要计算沿高度的正负荷不均匀系数，出口窗中心高度为，从炉底到炉顶的总高度为，根据0.725，=0.65，同理=0.57，3、 顶棚过热器在吸收燃烧室的辐射热量，辐射受热面是出口烟窗的面积，吸热量与角系数有关，屏式过热器的角系数为=0.98(1) 屏式过热器吸收炉膛的辐射热量 屏的辐射受热面 (2)高温过热器直接吸收炉膛辐射的热量 （3）水冷壁的平均辐射受热面热负荷表1-9 屏式过热器序号名称符号单位公式及计算结果1管子规格2屏与屏之间的结局7003屏的片数片84每片屏并联管子根数根125纵向排数276横向相对节距16.677纵向相对节距1.098屏的角系数附表2、线50.969屏的深度m1.24410第一根屏管高度m查表4.211屏高度最大值m4.55912一片屏的平面面积5.25513屏的受热面积80.72屏区附加受热面面积14顶棚加受热面面积9.57915侧墙水冷壁附加受热面面积11.1116进口窗辐射受热面积由炉膛结构确定40.56417屏的辐射受热面积32.2918屏区顶棚辐射受热面积3.8319屏区侧墙水冷壁辐射受热面积4.4420烟气入口流通面积35.3321烟气出口流通面积34.0122烟气平均流通截面F y34.6523蒸汽流通截面积0.14424辐射层有效厚度0.50表1-10屏区传热计算名称符号单位公式结果烟气进屏温度查表5-31295烟气进屏焓查表5-34587.39高过器入口温度设定450高过器入口焓查水蒸汽性质表3234.3屏蒸汽口出焓3250.57屏蒸汽出口温度按查水蒸汽性质表455.87屏蒸汽入口温度假定400屏蒸汽入口焓按查水蒸汽性质表3086.36蒸汽吸热量256.64屏的辐射吸热量108.37屏对流的吸热量146.27附加受热面吸收的热量434.77烟气放热量181.04烟气出屏焓4005.08烟气出屏温度查烟气焓温表 表4-41183烟气平均温度1239烟气体积查表4-32.0995水蒸气体积份额查表4-30.1034三原子体积份额查表4-30.2874烟气平均流速14.25烟气侧对流放热系数0.561蒸汽平均温度427.93后屏内蒸汽平均流速按查水蒸气性质表6.51管壁对蒸汽放热系数电厂锅炉原理附图II-122.1三原子气体辐射减弱系数6.09辐射减弱系数1.75总吸收力0.0876屏间烟气黑度0.168污染系数取用0灰污表面温度452.93辐射放热系数0.082利用系数实用锅炉手册P4640.85烟气对管壁的放热系数0.0991传热系数0.0977平均温差808.17屏的传热吸收热量148.1相对偏差1.25I-7 过热器的传热计算从锅筒出来的饱和蒸汽先到凝渣管上方的蒸汽联箱，经过顶棚管到第一级对流过热器的入口联箱，蒸汽通过悬挂的蛇形逆流至出口联箱，最后两圈管束是顺流布置，这样可以避免出口管束与顶棚管的交叉，并使过热蒸汽出口烟气温度较低处，以避免蒸汽管壁温过高而烧坏。从第一级过热器出来联箱出来的蒸汽进入喷水减温器，该喷水由锅筒引出饱和蒸汽冷凝而得，冷去水采用进入省煤器前的给水。蒸汽经减温后进入第二级过热器的入口联箱，蒸汽在第二级过热器中先逆流后顺流，此处为第一圈管束是逆流，其余均为顺流，同样可以使过热器出口的高温蒸汽处在较低温的烟气流中。第二级过热器的第一、二排管组成四排错列管，使节距增大，防止堵灰。其余均为顺列布置。由于一组受热面内有错列、顺列布置，而计算时的平均温压是按整组受热面计算的，因此传热系数也要用整组受热面的平均值，此时采用加权平均法来计算一下参数:横向节距s1,纵向节距s2，烟气流通截面Fy，对流放热系数ad，灰污系数，最后算出传热系数k。加权平均是用错列、顺列的受热面来加权的。第1、 二级过热器的结构简图见图I-3。第二级过热器的结构特性计算见表I-11，传热计算见表I-12。第一级过热器的结构特性计算见表I-13,传热计算见表I-14。计算中假定减温水量为1.25kg/s，可使减温幅度，相应减焓幅度表I-11 高温过热器结构序号名称符号单位公式及计算结果1管子规格选定2布置方式错列，双管圈，逆流3横向间距 选定1204纵向间距选定805横向相对间距-36纵向相对间距-27横向管排数排628纵向管排数排-89管长3.32910受热面207.3911辐射层有效厚度0.23912蒸汽流通面积0.09913烟气流通截面22.5414两侧水冷壁附加受热面17.4015顶棚管附加受热面14.8716高过前烟室深度选定0.717管簇深度m0.76表1-12第二级（高温）过热器传热计算序号名称符号单位公式计算结果1直接吸收炉膛辐射热33.292入口烟温查表I-1011833入口烟焓查表I-104040.214蒸汽出口温度查表I-15405蒸汽出口焓查表I-43476.166蒸汽入口温度假定451.27蒸汽入口焓按p=10.2MPa查蒸汽表3243.998蒸汽吸热量451.29附加受热面吸热量8010烟气放热量564.4911烟气出口焓3472.8812烟气出口温度查表I-3（）1032.613平均烟温1107.814烟气容积查表I-2（）2.14615水蒸气容积份额-查表I-2（）0.101116三原子气体容积份额-查表I-2（）0.2817烟气流速20.4718错列区烟气对流放热系数查图12-7，或按公式计算62.0619顺列曲烟气对流放热系数查图12-6，或按公式计算54.94520烟气平均对流放热系数 118.321蒸汽平均温度T495.622蒸汽比容按p=10.2MPa,由给定公式0.0332123蒸汽流速22.3624蒸汽放热系数查图12-16，279025三原子气体辐射减弱系数17.4926烟气辐射吸收力kps-0.41827烟气黑度a-0.3428灰污系数错列管查图12-14，查表12-4，0.001729平均灰污系数0.001530管壁灰污层温度495.631辐射放热系数查图12-15，或计算94.2132修正后辐射放热系数1285.3533烟气总放热系数246.6534热有效性系数-查表12-50.6535传热系数K163.636平均烟温纯逆流温压605.47修正系数-查表12-1，图12-20.94平均温压569.1537传热量Q483.7338水冷壁附加受热面传热量水冷壁附加受热面17.40平均温压787.5传热系数K取主受热面的K163.6传热量52.7939顶棚附加受热面传热量顶棚附加受热面查表I-1011.87平均温压778.5传热系数K取主受热面的K163.15传热量35.5940总传热量572.1141误差%1.342主过热器热量误差%-1.5943汽包出口蒸汽焓查水蒸气表，p=10.98MPa2706.7944喷水减温装置水流量先假定，后校核2.045顶棚受热面出口蒸汽焓2730.1646顶棚受热面出口蒸汽温度查水蒸气表，p=4.3MPa321.06表I-13 低温过热器结构序号名称符号单位公式及计算结果1管子规格选定2布置方式错列，双管圈，逆流3横向间距 选定