锅炉课程设计

1、arar ar ar ar ar ar arddaf,netdafdafdaf daf dafar,zsarar,zsarar,zsar第一章煤的元素分析数据校核和煤种判别1.1 元素分析数据校核：1可燃基元素成分的计算： m =7.00 a =26.70ark =(100- mrar-a )/100=1.508arc =58.44 s =0.90ar arh =3.13 o =3.00ar arn =0.83ar2. 煤的元素各成分之和为 100%的校核c +h +o +n +s +m +a =(58.44+3.13+3.00+0.83+0.90+7.00+26.70)%=100% 1.2

2、元素分析数据校核：1干燥基灰分的计算:a =28.7%2可燃基低位发热量的计算:q =(q +25m )100/（100-mar-aar）=34357（kj/kg）ar,net ar3可燃基低位发热量（门德雷也夫公式计算值）的计算q =339c +1030h -109(o -s ) =34393(kj/kg)q -q =34357-34393=-3610% ，qar,net所以为优质贫煤2折算成分的计算=22608kj/kg 18840 kj/kga =4187a /qar,net(%)=4.94 % 4%m =4187m / qar,net(%)=1.3% 8%s =4187s / qar,

3、net(%)=0.17%0.2%属于高灰分煤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

4、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。为使屏过热器中的传热温差不致过大， 在炉顶及水平烟道的两侧墙，竖井烟道的两侧墙和后墙均布置包覆过热器。热风温度要求不高（t=330）采用单级布置空气预热器单级省煤器。在一级省 煤器的烟道转弯处，设置落灰斗，由于转弯处离心力的作用，颗粒较大的灰粒顺落灰 斗下降，有利于防止回转式空气预热器的堵灰，减轻除尘设备的负担。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及尾部包覆过热器管束尾部包覆过热器后 集箱（悬吊管过热器管束悬吊管过热器出口集箱）尾部左右侧包覆过热器上集箱 尾部上下侧包覆过热器管束尾部上下侧包覆过热器下前集箱水平

5、烟道左右侧 包覆过热器管束水平烟道左右侧包覆过热器上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。第三章3.1 燃烧产物计算燃烧产物和锅炉热平衡计算燃烧产物计算公式略，只给出如下计算结果。ro2h2o(1)理论烟气量及理论烟气容积理论空气量 v0=5.95nm3/kg；理论氮气容积 v0n2=4.407 nm3/kg；三原子气体 ro 的容积 v =1.097nm3/kg；2理论水蒸气容积 v0 =0.53nm3/kg；理论烟气容积 v0=y6.334nm3/kg(2

6、)空气平衡表及烟气特性表：根据该锅炉的燃料，可选取炉膛出口过量空气系数=1.20，选取各受热面烟道的 漏风系数，然后列出空气平衡表，如表 3-1。根据上述计算出的数据，又选取炉渣份 额后计算得飞灰份额 =0.90，计算表 3-2 列出各项数据，此表为烟气特性表。fh表 3-1 空气平衡表受热面过量空气系数名称炉膛、屏式过热器（l,ps）高温过热器(gwgr)低温过热器(dwgr)上级省煤器(sjsm)上级空气预热器（sjky）下级省煤器(xjsm)下级空气预热器（xjky）进口漏风 =0.05l =0ps1.20 1.23 1.26 1.28 1.31 1.330.03 0.03 0.02 0

7、.03 0.02 0.03出口 1.20 1.23 1.26 1.28 1.31 1.33 1.36表 32 烟气特性表w.21415087100020.0011070000.1k3k3k3jjjp2hyor2hnyhykjx、msjxykjsmsjsrgdrgwgph、l33.113.182.162.132102.102163.133.113.182.162132.1021543.123.1592.172.154.512.021350.2409.1557.1706.185.972.091.1365.0165.0855.0655.035.155.945.0024.8962.8711.8769.

8、751.436.345.7031.0331.0531.0831.004.441.541.0760.0860.0960.0070.017.270.370.0791.0102.0402.0802.011.612.812.0581.11099.01697.01206.0180401471.01850.0120.0220.0220.0320.032.420.420.0位单g/mng/mng/mngk/kgk/k号符vovv2rorrg额份的气烟称名目项数系气空量过口进道烟数系气空量过口出道烟数系气空量过均平道烟量气空剩过积容气蒸水积容气烟额份的气烟占体气2or额份的气烟占气蒸水占气蒸水和体气子原三量质

9、气烟度浓次因无灰飞焓温表22 21 2019 1817 16 15 14 13 12 11 109 876 54 32 1序 顺kj/kgkj/kg热器空2200210020001900180017001600150014001300120011001000900 800 700 600 500 400 300 200 10023724224142135120173189991783216667155111436513229120991098498818794772566735642463736512703 1777876202401924118240172481625515276142971

10、3321123531139010433949085527630671858214937407132232396 1585788度气温或空烟气气的理焓论烟理论空气焓27772262622499923623222502088719526181751683615507141861288211591103209069783766295451炉膛、后屏kj/kg130412911271125112321208h1449913167118481054992708012677855734398高温过热器kj/kg12991279125812341205h134511159110778947281866926

11、569544953326低温过热器kj/kg13061286126012311200h1227610930960683037024577745593374 2221二级省煤器kj/kg12791247121811851153h11159980884787172589946563446 22681120热器二级kj/kg12731243121011781148h气预994185947271598047213494 23001136煤器一省煤器器12911259122711941164hkj/kg87697419610348173566 2348 1160kj/kg器一级空气预1251 1218

12、1188h3.2 热平衡及燃料消耗量计算锅炉热平衡及燃料消耗量计算，如表 3-4 所示。3表 3-4 锅炉热平衡及燃料消耗量计算序号名称符号单位计算公式或数据来源数值1燃料带入热量qrkj/kg226082排烟温度py0c假定1203排烟焓hpykj/kg查焓温表 331397.64冷空气温度tlkoc给定55理论冷空气焓hlkkj/kg查焓温表 3339.46789机械不完全燃烧热损失化学不完全燃烧热损失排烟热损失散热损失qqqq4325%取用取用查图 215 参考文献1205.830.5510灰渣物理热损失q6%a 12缘高度大于 8 米，所以炉膛高度设计合理4.3 炉膛结构尺寸计算根据炉

13、膛的结构尺寸，计算炉膛结构尺寸数据，列于表 4-3 中。表 4-3 炉膛结构尺寸序号名称符号单位计算公式或数据来源数值1侧墙面积a1a2a3m2m2m217.527.96116.12a4acm2a + a + a + a 1 2 3 412.46154.0623前墙面积后墙面积aqahm2m2191.09149.9545炉膛出口烟窗面积炉顶包覆面积aachldm2m254.7430.776燃烧器面积arm217.417前后墙侧水冷壁角系数x按膜式水冷壁选取0.9889炉顶角系数炉膛出口烟窗处角系数xxldch参考文献1选取0.981.010整个炉膛的平均角系数x(2a +a +a +a x +

14、a x )/( cx qx hx ch ch ld ld2a +a a +a +a )c q h ch ld1.0炉膛自由容积的水冷壁面11积azym2 a +a +2a -a +a +a 607.78q h c r ch ld12炉膛容积vlm3a ac1309.5113炉膛的自由容积vzym3vl1309.5114自由容积辐射层有效厚度syzm3.6v / azy zy7.7615161718炉膛的辐射层有效厚度 燃烧器中心线的高度炉膛高度 燃烧器相对高度shrhlh /hr lmmm3.6v /a (1+v /a v ) l zy zy zy l按图 参考文献1按图 参考文献1h / h

15、r l7.745.4021.80.24819火焰中心相对高度 xlh / h + x ，x=0 0.248 r l4.4 炉膛热力计算炉膛的热力计算结果列于表 4-4 中。表 4-4 炉膛热力计算序名称符 号单位计算公式或数据来源数 值号1热空气温度tlk假定3702理论热空气焓horkkj/kg查焓温表2974.93炉膛漏风系数al由空气平衡表 4-1 知0.0545制粉系统漏风系数冷空气温度azftlk选用给定0.156理论冷空气焓holkkj/kg查焓温表 3-339.4空预器出口过量空气78系数空气带入炉內热量 kyqkkj/kga - (a + a )l l zf h + (a +a

16、 )h ky rk l zf lk1.2553737.61kg 燃料带入炉內热9101112量理论燃烧温度炉膛出口烟温炉膛出口烟焓qlqa lh lkj/kgkj/kgq +qr k根据 q 查焓温表 4-3假定查焓温表 4-326345.62106110012882kj/(kg 1314烟气的平均热容量水蒸汽容积份额vrcpjh2o)(q - h ) / (qa -q ) l l l查烟气特性表 4-213.380.0731516三原子气体容积份额三原子气体分压力rnpnmpa查烟气特性表 4-2p (p 为炉膛压力， rn0.098mpa)0.2180.021417p 与 s 的乘积 np

17、 snmmpap s 0.166n三原子气体辐射减弱18系数ky1/(mmpa)2.9619灰粒子辐射减弱系数 kh1/(mmpa) 55900/ (t2 d ) 1/3l n81.85焦炭粒子辐射减弱系20数kj1/(mmpa)取用1021无因次量x1选取122无因次量x2选取0.1半发光火焰辐射减弱2324系数乘积kkps1/(mmpa)k r +k +k x x y n h h j 1 2kps3.632.6125炉膛火焰有效黒度ahy1 - e-kps0.9326乘积p sn zymmpap sn zy0.167自由容积内三原子气27体辐射减弱系数ky1/(mmpa)2.9628乘积k

18、 sp yz(k r +k h+k x x )ps y n h j 1 2 zy2.745自由容积的火焰有效29黑度azy1-e-kpszy0.93630炉墙总面积alqm2azy607.78前后侧墙水冷壁的沾查附录二表310.45污系数炉膛出口屏的沾污系参考文献132数ch xch ch0.45查附录二表 参考文献3334353637炉顶包覆管沾污系数前后墙水冷壁的热有 效沾污系数炉顶包覆管热有效系数平均热有效系数炉膛黑度ldldpjal1 x xld ld0.450.440.440.450.925与炉内最高温度有关38mb、c 查附录 b=0.56,c=0.50.456的系数 m39404

19、1炉膛出口烟温炉膛出口烟焓炉膛吸热量q lh lqflkj/kgkj/kg查焓温表 4-3(q - h )l l103712068.714192.742炉膛容积热强度qvw/m3bqy /(3.6v )dw l1.245*10543炉膛截面热强度qfw/m2bqydw/(3.6a )l2.45*106jbpbp pqhp hp hp chhp hp jhh44炉内平均辐射热强度qpjlw/m2b qfj l/ (3600a )lp165.1*103炉顶辐射吸热分布系查附录三图4546数炉顶辐射热强度ldqldw/m参考文献12 qpjld l0.65107.3*10347炉顶辐射受热面积ald

20、m2a xld ld30.1548炉顶吸热量qldwkj/kga /qld ld 3.6 a /q /bld ld3.24*106457.749 屏辐射吸热分布系数 查附录三图 0.650屏辐射热强度qhp h 11010397.1*10351屏吸热量qhpwkj/kgq a (a =a )3.6 q a /b5.32*106751.8652附加过热器总吸热量qfjkj/kg先假定后校核110053541 级减温水量2 级减温水量ddjw1jw2kg/hkg/h先假定后校核先假定后校核5*104*10335556附加过热器焓增量饱和蒸汽焓hhbqfjkj/kgkj/kgq b / (d -d

21、-d fj j jw1 jw2 )查表 p=15.3mpa,t=345 139.32717.0157包覆出口蒸汽焓h bfkj/kghbq+hfj2856.3158包覆出口蒸汽温度tbf查蒸汽特性表p=14.7mpa334.559炉膛出口烟温校和 l -l l63100注：d 灰粒的平均直径，取 d =13 m；x1、x2考虑火焰中焦碳粒子浓度影响的无因次量。第五章：屏式过热器设计和热力计算 5.1 屏式过热器结构尺寸计算根据屏式过热器结构尺寸计算后屏过热器尺寸数据列于表 5-1 中。2锅炉中心线0044040007211801600屏式过热器结构图表 5-1序号名称符号单位计算公式及数据来源

22、数值1234567管径及壁厚屏片数单片管子根数屏的深度屏的平均高度横向节距比值dz1n1chpjs1s /d1mmmmmm选用据图可知s /d13841291.604.6467317.7189纵向平均节距比值pjs2spj/d2mmspj /d244.451.1710屏的角系数xhp查查附录三图 i（a）0.82屏区接受炉膛热辐射11面积afpqm2af =apq ch54.7412屏的对流受热面积apm2据图计算178屏的计算对流受热面13积ajspm2a xp hp14614屏区炉顶受热面积 aldm2据图计算13.3屏两侧水冷壁受热面15积acqm2据图计算1516屏区附加受热面积apf

23、jm2a +ald cq28.3屏接受炉膛热辐射面17积afpm2 afajs /(ajs +a ) pq p p pfj45.85炉顶附加受热辐射面18积afldpfjm2af a /(ajs +a ) pq ld p pfj4.18水冷壁附加受热面辐19射面积afsldpfjm2af a /(ajs +a ) pq cq p pfj4.71202122232425烟气进屏流通截面积烟气出屏流通截面积烟气平均流通截面积蒸汽流通截面积蒸汽质量流速烟气辐射层有效厚度a pa papjawsm2m2m2m2kg/(m2s)m2a a /( a + a ) p p p p/4d2 n zn 1 1(

24、d-d )/ (3600a)iw21.8/(1/h +1/s +1/c)pj 150.1937.342.800.0767530.7745.2 屏式过热器热力计算屏式过热器的热力计算结果列于表 5-2 中。表 5-2序号名称符号单位计算公式及数据来源数值1烟气进屏温度 p = p l10372烟气进屏焓hpkj/kgh = h p l12068.7345烟气出屏温度烟气出屏焓烟气平均温度 ph ppjkj/kg假定查焓温表 4-31/2( + ) p p95511019.1996屏区附加受热面对流6吸热量qdpfjkj/kg先估计后校1957屏的对流吸热量qdpkj/kg(h -h )- qdp

25、 ppfj1043.4屏入口吸收的炉膛辐8射热量qf pkj/kg751.869三原子气体辐射减弱 ky1/(mmpa) 10(0.78+1.62r )/(10p s)1/2-0.h2o n11.27系数1)(1-0.37t /1000)pj1011乘积灰粒的辐射减弱系数k ry nkh1/(mmpa)1/(mmpa)krn55900/(t2 d2 )1/3pj h2.4686.2612飞灰浓度hkg/kg查烟气特性表 4-20.02413乘积k h h1/(mmpa)k h h2.07烟气流的辐射减弱系1415数乘积kkps1/(mmpa)k r + k y n h hkps4.530.34

26、416屏区的烟气黑度a1-e-kps0.291屏进口对出口的角系17数p = (c / s )2 + ) p 11/2- c/s10.20218修正系数r按煤种选取,据参考文献(1)0.51920屏出口面积炉膛及屏间烟气对屏后受热面的辐射热量af pqf pm2kj/kg等于对流过热器进口面积qf =qf (1-a) /+5.67 p p p10-11aaf t4 3600/bp p r j41.14222.75屏区吸受炉膛辐射热21量qfpqkj/kg qf - qf p p529.1屏区炉顶附加受热面22吸收的炉膛辐射热量qfldpfjkj/kg qf afld /(afld +afslb +afpq pfj pfj pfj p40.4屏区水冷壁附加