锅炉原理任务书指导书

1、环境与市政工程学院热能与动力工程专业课 程 设 计 任 务 书 与 指 导 书（锅炉原理）热能与动力工程教研室2011年10月锅炉原理课程设计任务书一、设计目的培养学生运用锅炉原理课程学习时所掌握的理论和技术知识解决实际工程问题，进一步提高设计计算、制图和使用参考资料能力，培养学生创造能力。通过课程设计，掌握锅炉本体的设计内容、程序和基本原则，巩固所学理论知识，并运用这些知识解决实际问题。二、设计题目：szl10×××× 锅炉设计三、原始资料：1 锅炉规范（1班）锅炉蒸发量 d 10 t/h；额定出口蒸汽压力 p 1.25 mpa（表压）；额定出口蒸汽温

2、度 t 193 （饱和）；给水压力 pgs 1.4 mpa（表压）；给水温度 tgs 60 ；排污率 ppw 5 ；冷空气温度 tlk 30 。（2班）锅炉蒸发量 d 10 t/h；额定出口蒸汽压力 p 1.6 mpa（表压）；额定出口蒸汽温度 t 204 （饱和）；给水压力 pgs 1.8 mpa（表压）；给水温度 tgs 105 ；排污率 ppw 5 ；冷空气温度 tlk 30 。2 燃料特性收到基成份（%）carharoarnarsaraarmar煤的灰熔点（）dtsthtft煤的可磨系数k干燥无灰基挥发份vdaf= %收到基低位发热量qnet,ar= kj/kg（共给出40种煤的燃料特

3、性，每个班内部数据不重复，按学号顺序选取）四、设计任务（一）确定锅炉整体结构参考已有的同类型锅炉进行整体布置，确定锅炉整体布置形式，水冷壁形式，省煤器和空气预热器的形式，空气温度。在说明书上绘出锅炉总布置简图。（二）辅助计算进行空气平衡计算、空气量烟气量计算、烟气特性计算、空气烟气焓的计算，编制焓温表。确定排烟温度与各项热损失，进行热平衡计算。（三）炉膛结构设计和传热计算决定链条炉排型式和长、宽，决定炉膛基本尺寸，进行水冷壁布置，画出炉膛结构计算用草图，标出关键尺寸，进行炉膛结构和传热计算。（四）对流受热面结构设计和传热计算按照烟气流过的顺序依次进行冷却室、对流管束、省煤器、空气预热器的结构设

4、计和传热计算。每一处受热面都要画出结构草图，视图方向、数量、详细程度、尺寸标注都以满足热力计算所需为度。最后一个受热面计算完成后，校核误差，进行结束热力计算的工作。（五）热力计算结果汇总把各处受热面的关键计算数据列成热力计算结果汇总表。（六）编制设计计算说明书设计说明书按上述设计内容依次编写，逐页编号，要求文字与草图内容完整、层次清晰、阐述清楚、计算正确、字迹工整。计算内容参照计算标准中的例题列成表格形式。设计说明书的撰写和装订必须符合环境与市政工程学院课程设计教学工作规范的要求。（七）绘制锅炉本体总图1 锅炉本体总图锅炉主视图，a1一张。2 设计说明图上应列出设计条件、设计依据、锅炉基本参数

5、等内容。图纸绘制要求图面清洁，图中各项内容符合制图规范要求。五、进度安排确定锅炉整体结构和辅助计算 1 天炉膛设计与计算 1 天对流受热面设计与计算 2 天绘图 3 天锅炉原理课程设计指导书本指导书根据设计任务书提出的设计内容和要求指出了设计中应考虑的原则和应注意的问题，对其中某些问题作了必要的说明，为一般的设计原理、方法及参考数据指明了参考资料。第一部分：锅炉本体热力计算关于计算标准的说明：我国非引进技术的国产层燃炉和煤粉炉，至今仍采用前苏联1973年出版的锅炉机组热力计算标准方法计算。此方法由北京锅炉厂和清华大学翻译审校，于1976年由机械工业出版社出版。本课程设计采用此方法进行。下文简称

6、标准。在参考标准时注意，我们进行的是设计性热力计算，不是校核性热力计算。一、确定锅炉整体结构参考已有的同类型锅炉进行整体布置，确定锅炉整体布置形式，水冷壁形式，省煤器和空气预热器的形式，空气温度。在说明书上绘出锅炉总布置简图。1 锅炉整体布置形式，对于低压锅炉，含义是指几个锅筒？横置式还是纵置式？本体受热面布置采用哪种形式？如m型、型、a型、d型、o型等。是否设置空气预热器？（10t/h的锅炉，如果燃烧没有很大的困难，从经济性考虑一般不设空气预热器）。依次用文字说明炉膛、冷却室、对流管束、省煤器的位置。2 确定水冷壁形式（光管水冷壁还是膜式水冷壁？），管子类型（管径、壁厚），冷却室组成。低压锅

7、炉的光管水冷壁和对流管束常用51×3，57×3.5，60×3.5，63.5×3.5的无缝锅炉钢管组成。为使管材规格简化，水冷壁和对流管束一般用同规格的管子。3 确定对流管束上下两端的连接方式。4 确定省煤器的受热面类型，如铸铁省煤器还是钢管省煤器？如果是钢管的，那么是光管的还是鳍片管的？确定空气预热器的受热面类型，如采用管式空预器还是再生式空预器？5 确定链条炉排的型式。如轻型链带式、鳞片式、横梁式等。6 根据燃料特性和燃烧设备特点给出采用的热风温度或空气温度。以上6条都用文字说明。到此，锅炉的尺寸还定不下来，但基本结构已有了，在说明书上画出整个锅炉（包

8、含对流受热面）的两个视图方向的简图。二、辅助计算进行空气平衡计算、空气量烟气量计算、烟气特性计算、空气烟气焓的计算，编制焓温表。确定排烟温度与各项热损失，进行热平衡计算。公式采用课本上的形式，表格形式如下（表格中的具体项目根据每人设计内容的不同进行调整）：漏风系数和过量空气系数序号受热面名称入口'漏风出口"1炉膛2冷却室3对流管束4省煤器理论空气量、理论烟气量计算序号名称符号单位计算公式数值1理论空气量v0nm3/kg2ro2容积vro2nm3/kg3理论n2体积v0n2nm3/kg4理论h2o体积v0h2onm3/kg5理论烟气量v0ynm3/kg烟气特性表序号名称符号单位

9、计算公式炉膛出口对流管束省煤器1平均过量空气系数pj2实际水蒸汽体积vh2onm3/kg3实际烟气量vynm3/kg4ro2容积份额rro25水蒸汽容积份额rh2o6三原子气体容积份额rq7无因次飞灰浓度fh焓温表（查标准p231表）()i0y(kj/kg)i0k(kj/kg)ifh(kj/kg)iyi0y（1）i0kifhiyiyiyiyiyiy100200300400一直算到1800热平衡计算表序号名 称符 号单 位计算公式或数据来源结果1收到基低位发热量qnet,arkj/kg2机械不完全燃烧热损失q4%3化学不完全燃烧热损失q3%4散热损失q5%5灰渣焓(c)hzkj/kg温度600，

10、标准p231表6灰渣物理热损失q6%7排烟温度py按照经济排烟温度决定8排烟焓ipykj/kg查焓温表9冷空气温度tlk锅炉规范已知10冷空气焓i0lkkj/kg查焓温表11排烟热损失q2%12反平衡热效率13干饱和蒸汽焓i"kj/kg14蒸汽湿度w15汽化潜热rkj/kg16给水焓igskj/kg17排污焓ipwkj/kg18锅炉有效吸热量qkj/h19燃煤量bkg/h20计算燃煤量bjkg/h21保热系数/(+q5)在空气平衡计算中，确定炉膛出口过量空气系数时，以及热平衡计算中，确定q3、q4，确定排烟温度时，既要考虑其节能的先进性和能够实现的可能性，又要考虑到运行费用与初投资的

11、平衡，参考上课笔记。三、炉膛结构设计和传热计算决定链条炉排型式和长、宽，决定炉膛基本尺寸，进行水冷壁布置，画出炉膛结构计算用草图，标出关键尺寸，进行炉膛结构和传热计算。先进行炉膛结构计算，再进行炉膛传热计算。布置要点可参考讲课内容和标准p93100。计算方法参见标准p2838，所用符号的含义在p8993。决定炉膛容积和炉排面积时要求进行容积热负荷和炉排面积热负荷的核算，由此可以对参考炉型的炉膛高度、深度、炉排的长度作出设计上的改变。但是炉膛高度不宜减小，以保证循环的可靠。炉排宽度和炉膛宽度也不宜改变，以降低设计难度。可根据燃料特点重新设计炉拱尺寸。考虑燃料的性质决定是否设置卫燃带，卫燃带的尺寸

12、通过炉膛传热计算决定。序号名 称符号单位公 式 或 数 据 来 源结果1前墙总面积fqm22前墙曝光水冷壁面积fq1m23前墙水冷壁角系数xq1s/d ；e/d标准p293线算图14前墙覆盖耐火涂料的水冷壁面积fq2m25炉顶总面积fdm26炉顶曝光水冷壁面积fd1m27炉顶水冷壁角系数xd1s/d ；e/d标准p293线算图14炉顶覆盖耐火涂料的锅筒面积fd2m28侧墙总面积fcm29侧墙上部曝光水冷壁面积fcs1m210侧墙上部水冷壁角系数xcs1s/d ；e/d标准p293线算图19侧墙下部曝光水冷壁面积fcx1m210侧墙下部水冷壁角系数xcx1s/d ；e/d标准p293线算图111

13、侧墙覆盖耐火涂料的水冷壁面积fc2m212后墙总面积fhm2(含烟窗)13后墙曝光水冷壁面积fh1m2(不含烟窗)14后墙水冷壁角系数xh1s/d ；e/d标准p293线算图116炉膛出口烟窗面积fckm2出口烟窗高度×出口烟窗宽度17炉排面积rm2此处核对炉排面积热负荷18炉膛容积vlm3此处核对炉膛容积热负荷19炉墙总面积flm2fqfd2×fcfh20炉膛辐射受热面积hfm2fixi(fq1xq1fq2)(fd1xd1fd2)2(fcs1xcs1fcx1xcx1fc2)fh1xh1fck21曝光水冷壁污染系数1标准p38表6-222覆盖耐火涂料的水冷壁污染系数2标准p

14、38表6-223覆盖耐火砖的水冷壁污染系数3标准p38表6-224乘积flflm2fixii(fq1xq11fq22)(fd1xd11fd22)2(fcs1xcs1fcx1xcx1)1fc22)fh1xh11fck125炉膛平均热有效系数(fixii)/fl26有效辐射层厚度sm3.6×vl/(flr)27炉排与炉墙面积比r/fl序号名 称符号单位公 式 或 数 据 来 源结果1燃料输入热qrkj/kg2空气带入炉内的热量qkkj/kg3炉膛有效放热量qlkj/kg4理论燃烧温度a按ql查焓温表5理论燃烧温度taka2736炉膛出口烟温”l 先假设，再校核7炉膛出口烟温t”lk”l2

15、738炉膛出口烟气焓i”lkj/kg按”l查焓温表9烟气平均热容量vcpkj/kgk(qli”l)/(tat”l)10三原子气体辐射减弱系数kqrq1/(mmpa)11灰粒辐射减弱系数khh1/(mmpa)12焦炭粒子辐射减弱系数10c1c21/(mmpa)13火焰辐射减弱系数k1/(mmpa)kqrqkhh10c1c214炉膛绝对压力pmpa15火焰黑度ahy1ekps16炉膛黑度al=17炉膛出口烟温”l 18炉膛出口烟气焓i”lkj/kg按”l查焓温表19炉膛辐射换热量qfkj/kg=四、对流受热面结构设计和传热计算按照烟气流过的顺序依次进行冷却室、对流管束、省煤器的结构设计和传热计算。

16、每一处受热面都要画出结构草图，视图方向、数量、详细程度、尺寸标注都以满足热力计算所需为度。按照烟气流过的顺序依次进行：冷却室结构设计冷却室传热计算对流管束结构设计对流管束传热计算省煤器结构设计省煤器传热计算每一处受热面在结构设计部分都要画出结构草图。每处受热面至少需要两个方向的视图，标注出计算所需的尺寸、管子直径、间距、根数等。布置要点可参考讲课内容和标准p101108。计算方法参见标准p4788。计算过程列成表格，表格形式参考如下。表中必须列出计算公式，然后写出代入数据的式子，再得出结果。冷却室结构设计序号名称符号单位公式或数据来源结果1冷却室前墙面积fqm22冷却室顶棚面积fdm23冷却室

17、侧墙面积fcm24冷却室侧墙包墙管面积fc1m25冷却室侧墙包墙管角系数xc1s/d ；e/d标准p293线算图1冷却室后墙面积fhm2冷却室后墙包墙管面积fh1m2冷却室后墙包墙管角系数xh1s/d ；e/d标准p293线算图1冷却室下平面面积fxm2冷却室容积vlqm3冷却室墙总面积flqm2fqfd2×fcfhfx冷却室辐射受热面积hfm2fixi2fc1xc1fh1xh1有效辐射层厚度sm3.6×vlq/flq冷却室传热计算序号名称符号单位公式或数据来源结果1冷却室进口烟温'炉膛出口烟温2冷却室进口烟焓h'kj/kg炉膛出口烟焓3冷却室出口烟温&qu

18、ot;先假设，再校核4冷却室出口烟焓h"kj/kg查焓温表5烟气侧放热量qrpkj/kg管内工质温度t对数平均温差t平均烟温tt管壁灰层表面温度tbt80不含灰气体辐射减弱系数k1/(mmpa)烟气黑度ay1ekps辐射放热系数fkw/(m2)标准p314线算图19，haycr冷却室传热量qcrkj/kgf(tb)hf/bj相对误差qrpqcr/qrp×100 ，（要求不超过5）对流管束和省煤器的计算表格参考以下书上的例题：1.张永照，陈听宽，黄祥新，工业锅炉，第二版，机械工业出版社，1993。2.同济大学等. 锅炉习题实验及课程设计. 中国建筑工业出版社. 3.清华大学

19、冯俊凯，沈幼庭. 锅炉原理及计算（第二版或第三版）. 科学出版社.1992或2003.4.金定安 曹子栋等，工业锅炉原理，1986。省煤器计算完成后，校核误差，进行结束热力计算的工作。参见标准p7679。五、热力计算结果汇总把各处受热面的关键计算数据列成热力计算结果汇总表。序号名称符号单位炉膛冷却室1烟气进口温度2烟气出口温度”3工质进口温度t4工质出口温度t”5工质平均流速wm/s6烟气平均流速wym/s7传热平均温差t8传热系数kkw/(m2)9受热面积hm210烟气放热量qkj/kg11误差校核六、计算说明书的编制（一）说明书的结构和内容设计说明书按照以下顺序来编制：（设计题目： 目录：

20、 1 锅炉规范2 燃料特性3 确定锅炉整体结构（用文字逐条说明，绘出简图）4 各处受热面的过量空气系数5 理论空气量和理论烟气量计算6 烟气特性表7 焓温表8 热平衡计算9 炉膛热力计算9.1 炉膛结构设计9.2 炉膛传热计算10冷却室热力计算10.1 冷却室结构设计10.2 冷却室传热计算11 对流管束热力计算11.1 对流管束结构设计11.2 对流管束传热计算12 省煤器热力计算12.1 省煤器结构设计12.2 省煤器传热计算13 热力计算汇总表参考文献：参考文献的格式参见青岛理工大学毕业设计说明书（论文）撰写规范格式附录，不便放进论文的表格等资料放入附录中（本次课程设计全部表格都放在正文

21、中）（二）说明书编制要求 内容完整、详细：按照说明书结构和内容的要求，详细阐述计算方法和计算式，说明相关计算参数、计算图表的出处；简图与计算表格完整清晰。 层次清楚，简明扼要。 用a4幅面纸，设计内容必须完整。（三）说明书的装订次序要求 封面，采用学院统一规定的格式，包括课程设计题目、学号、姓名、专业、班级等学生信息以及课程设计成绩表和指导教师签名； 课程设计任务书； 目录； 正文； 参考文献； 附录； 封底。第二部分：图纸绘制完成设计计算后，进行锅炉本体总图绘制，包括设计说明。一、一般规定（1）基准线宽线宽b 可在1.0mm、0.7mm、0.5mm、0.35mm、0.18mm中选取。（2）比例在国家标准锅炉制图中规定的优先采用比例为1:5、1:10、1:15、1:20、1:25、1:50、1:100。可自行选用。（3）