锅炉课程设计说明书

1、 目录前言1 1锅炉结构设计简述2 1.1 方案设计2 1.2 设计锅炉结构及特性3 1.3 锅炉各部分结构特点4 2 热力计算7 2.1 锅炉规范、辅助计算及热平衡计算82.1.1 设计参数82.1.2辅助计算8 2.2 各部分热力计算122.2.1 炉膛热力计算132.2.2 燃尽室结构设计和热力计算212.2.3 对流受热面传热计算方法222.2.4 锅炉管束结构设计和热力计算242.2.5 省煤器的结构设计和热力计算26 2.2.6 空气预热器结构设计和热力计算28 3 热力计算汇总334 设计感想和体会33前言随着生产的发展，锅炉在工业生产和火力发电厂中的使用越来越多，在国民经济的地

2、位也更为重要，机器运行参数也越来越大，在国民经济的增长中起到了举足轻重的作用。特别是近年来，随着电厂机组的容量不断增大，蒸汽参数也越来越高。锅炉是火电厂的三大主机之一，尤其随着电力工业的大规模兴起,锅炉要求容量更大，蒸汽参数、品质更高，其工业化、自动化水平更优先。在“十一五”规划中更是明确指出：要以大型高效机组为重点，优化发展煤电。另外在各工、企业的动力设备中，锅炉也是重要的组成部分，锅炉生产的蒸汽供工业用，还可以供取暖使用。还有用于生活热水供应、洗浴和采暖的所谓的生活锅炉。因此在普通生活中锅炉也是一个很重要的角色。本次的设计方案完成SHL10-1.27-AII型锅炉的设计。锅炉的燃烧设备采用

3、机械化的链条炉排，采用分段送风，出灰有灰渣井。锅炉的炉膛内设有前后拱，燃烧后的烟气从炉室出来后在对流受热面中多次绕行，然后进入尾部的烟道，在尾部的烟道设有省煤器和空气预热器，用来加热给水和预热空气。本次设计设计方案过程中，本着可靠性，经济性，简单易行的原则，使个结构的布置尽量首尾相顾，浑然一体。由于理论知识以及实际经验的欠缺，希望通过本次课程设计，对锅炉的设计和热力计算有更进一步的了解和掌握，并巩固了基础知识，设计中难免存在一些缺点和错误，恳请老师给予帮助和指正。1锅炉结构设计简述1.1 方案设计本次设计的课题为SHL10-1.27-AII型锅炉，该锅炉属于低压小型工业锅炉，受到应用条件的限制

4、，需要停炉和起炉，负荷经济变化，采用双锅筒，正是基于此。因双锅筒水容量较大，并且有较大的蓄热能力，所以适应负荷变化能力强，且气压稳定，运行特性好，自然循环特性条件好，对于低压锅炉单靠辐射受热面是不够的，而双锅筒可以布置较多的对流受热面。采用横置式可以使锅炉结构紧凑，尺寸小，便于安装。上下锅筒之间布置有密排的对流管束，按烟气流通方向对流管束采用倒“S”型冲刷方式，如此可有效降低对流管束的结灰。锅炉尾部竖井中布置有铸铁省煤器和管式空气预热器。 烟气温度的选取重点是炉膛出口烟温l”和排烟温度py的选取。由于l” 直接影响锅炉的经济性和安全性，所以l” 的选择一定要合理：若l” 过低，不经济且炉膛温度

5、水平降低，对燃烧不利，使固体和气体不完全燃烧损失增加；若l” 过高，将引起受热面结渣，影响锅炉的安全可靠运行。所以对一般煤种，在蒸汽锅炉中，l” 应选择在950-1150范围内。同样对排烟温度的选择，也应根据技术经济性分析来选取：若ex降低，锅炉排烟热损失减少，效率提高从而节约燃料，降低锅炉运行费用。但ex 过低时，传热不良从而使尾部受热面增加，体积增大，金属耗量增加，投资增加，同时ex 太低时尾部受热面易发生低温腐蚀或堵灰，影响运行可靠性。所以ex 在D6t/h的锅炉中，根据所用煤种水分和硫分的大小，不宜低于150，通常新设计锅炉取为160-180（此次设计排烟温度给定，为160）。热空气温

6、度trk的选择同样重要。原则是“保证燃料在锅炉炉膛中迅速着火”，根据这一要求，trk 应该高一些，但选高些将会使空气预热器的体积增大，安装困难，投资大，因此，对于一般工业锅炉只要燃烧稳定，热空气温度不必太高，在上述的排烟温度条件下，trk也不可能太高，对链条炉trk在100150。为了降低ex，锅炉尾部设有尾部受热面：省煤器、空气预热器。省煤器除了可以降低排烟温度，还可以利用尾部烟气的热量加热锅炉给水，提高锅炉热效率减少燃料耗量，然而，对于热水锅炉的省煤器而言，省煤器加热给水的作用并不是很明显的主要还是用来降低烟气的温度,为了避免省煤器中的水速过高,发生水冲击,把省煤器改成并列式,以减小水的流

7、速.此外,在省煤器的给水进口加一条直通锅炉的给水管作为给水旁路,以备省煤器损坏的时候,由此管直接供水给锅炉,防止影响锅炉给水,并且,还要给省煤器定期吹灰,保证其传热的最佳效果.而采用省煤器降低ex时省煤器的工质锅炉给水比这一饱和温度低得多，因此传热温压较大，这样在降低同样数值的烟气温度时，所需省煤器受热面积比蒸发受热面少很多，降低了生产成本。由于本锅炉压力低，所以采用耐腐蚀的铸铁省煤器，为了安全，设置烟气和给水旁通系统。空气预热器除了可以为燃料提供热空气，改善着火和燃烧条件外，更重要的是，省煤器的给水温度为105，仅用省煤器来降低排烟温度其传热温差太小，不经济，因此必须布置入口温度为30的空气

8、预热器。为了烟气侧和空气侧放热系数接近，得到较大的传热系数，尽量使wk/wy=50%-55%，使流动趋于逆流，可以得到较大的温压。此外，还加进了外伸烟道，这种布置有利于省煤器，空气预热器的布置，同时，也能减少对于锅炉房的设计，节约成本。还对扶梯的不合理布置进行了设计。1.2 设计锅炉结构及特性锅炉本体大致可分为：水冷壁、燃烬室、锅炉管束、省煤器、空气预热器，它们都是各种类型的受热面，烟气的热能通过这些受热面传递给工质。锅炉本体一侧处在高温烟气条件下，因而要求它们的结构和材料要能够承受高温和抵抗烟气的腐蚀；锅炉的另一侧工质是水和蒸汽，水和蒸汽工作时具有很高的压力，所以锅炉本体主要部件还要具有一定

9、的承受能力；另外，锅炉本体还要有良好的传热性能。燃烧设备：煤斗、煤闸门、链条炉排、风室和炉拱等。燃烧设备要能适应不同煤种的燃烧，保证燃料的及时着火和燃尽，还应有一定的燃烧强度，能给锅炉提供足够的可利用热能。锅炉炉墙：金属框架和砖结构。金属框架起支撑、稳定作用，要具有一定的强度和稳定性；砖结构起耐热、绝热、保温、密封作用。1.3 锅炉各部分结构特点 本锅炉是按燃用烟煤设计的，设计后的锅炉为双锅筒横置式自然循环水管锅炉,燃料从加煤斗落至炉排上,转动炉排,把煤送到炉膛点燃燃烧,空气由炉排先分段进入炉膛下部,煤燃成灰渣后经挡渣板落入灰斗,燃烧产生的烟气,从炉膛上部通过燃尽室,对流管束后,流向尾部受热面

10、,最后由引风机排入烟囱。锅炉本体水循环的路线:上锅筒中的水,从锅筒后部对流管束下降到下锅筒,经过各个下降管进入前后集箱,在从前后墙各水冷壁管上升,进入上锅筒.另一个循环回路是由锅筒的后部的下降管送入下两侧集箱,然后由两侧墙的上升管进入两上侧集箱,再由蒸汽引出管引入上锅桶。锅炉各部分特点如下：1.3.1 锅筒及炉内设备锅筒是容纳水和蒸汽的筒形受压容器，采用双锅筒结构，既经济易安装，检修固定方便。a. 上锅筒：直径为1200mm，壁厚12mm，筒身长6000 mm，上锅筒中的设备有：进水管和出水管,还有均匀分水系统。b. 下锅桶：直径1000mm1.3.2 水冷壁在锅炉炉膛内经常布置大量水冷壁，一

11、方面可以充分发挥辐射受热面热强度的特点，同时它用来保护炉墙免受高温破坏同时使灰渣不易粘结在炉墙上，防止炉膛被冲刷磨损，过热破坏。它是自然循环锅炉构成水循环回路不可缺少的重要部件。 由F51×3的锅炉管布置于炉膛四周组成水冷壁，整个前墙水冷壁由18根节距为140 mm管组成，整个后墙水冷壁由18根节距为140 mm的管组成。侧墙回路由节距为105 mm的管组成，1.3.3 燃烧设备 链条炉属于层燃炉，链条设计中首先要根据燃煤性质、燃煤发热量、炉排有效面积热负荷qR决定炉排面积R（m2）。然后根据选择的炉排宽度长度确定路牌长度，这样链条截面积就基本决定。 为了促使炉膛内气体良好混合、组织

12、有效的辐射及炙热烟气的扰动以使燃料及时着火和燃烧充分，改变传统的开始炉膛，设置了较长的后拱。迫使炉烟沿后拱斜面扑向前方，从而形成强烈的对流扰动，改善燃烧条件。煤闸门后布置了由耐火混凝土浇注而成的引燃拱，前后水冷壁管子的下部组成前后拱型，管子外面浇注耐火混凝土形成前后拱。 给煤系统是由加煤斗进行自动落煤，借助煤闸门来调节链条炉排上煤层的厚度，另外再通过改变炉排的行进速度来达到调节给煤量以适应锅炉负荷及煤质的变化。炉排为顺转鳞片式炉排，整个燃烧设备由下部导轨、支架、主动轴、从动轴、炉链与炉条、前挡风门、挡渣器等组成。炉排后部有老鹰铁作为挡渣装置。两侧炉链与支架间的密封采用接触式结构，可有效地防止块

13、煤漏入炉排两侧，同时可很好地阻止风室空气从炉排两侧漏入炉膛。 炉排有效宽度为2300mm，炉排有效面积10.18m2。 炉排为双侧进风，由四个300mm×400mm的风口各自进入四个独立风仓。每侧进风管内装有调节门可调节风室风量、风压。每侧独立风仓内均设有清灰装置，该装置为铸铁落灰门推拉结构。炉排传动装置为无级变速。 出渣设备采用圆盘出渣机或者马丁出渣机。1.3.4 锅炉管束上下锅筒中心距为4168mm，按烟气流通方向对流管束采用倒“S”型冲刷方式，由F51×3的管子组成，纵向布置23排，横向布置14排，纵向节距为105mm，横向节距为120mm。 上锅筒通过二只活动支座搁

14、在钢架的横梁上，使锅筒在受热时可自由地向锅炉二侧膨胀。下锅筒通过对流管束悬挂在上锅筒上。 上锅筒上设有安全阀座、水位表管座、空气阀管座、备用汽管座、紧急放水管座、加药管座、表面排污管座、主蒸汽出口管座以及为了在锅炉升火过程中保证省煤器的安全可靠而设的省煤器再循环管管座等。 上锅筒内部设备由挡板、水下孔板、匀汽孔板、给水分配管、表面排污管等组成。1.3.5 省煤器省煤器采用方型铸铁式省煤器，采用长度为2000mm，省煤器管内径为F60mm的标准件，单根受热面积为2.95m2,在1140mm的空间中横向布置8排，纵向布置4排，单组共有32根省煤器，总受热面积94.4 m2。省煤器中被加热的炉水由一

15、根DN100的管子引入上锅筒。省煤器集箱上设有安全阀座、压力表座、温度计座、再循环管座、排污管座等。1.3.6 空气预热器该蒸汽锅炉采用钢管式空气预热器，错列布置，由585根40×1.5组成，横向节距80mm,纵向节距40mm，烟气在管内自上而下流动，空气在管外做横向冲刷。冷空气由20被加热到132变成热空气后由热空气管道进入炉膛，空气预热器的受热面积为169.7m2。设计后的空气预热器顺列布置,由585根40×1.5组成横向节距为80mm, 纵向节距为40mm,管长为2400mm。1.3.7 钢架、平台和扶梯 锅炉钢架为支承式锅炉构架，框架式布置，梁和柱均为钢结构，按地震

16、烈度为8 度地区设计，锅炉为室内布置。本锅炉设置了供运行、操作和检修用的平台扶梯，平台宽2000 mm，扶梯宽600 mm。平台扶梯通过平台支承搁在锅炉钢架上。平台上设置了1100 mm高的扶手柱和200 mm高的挡脚板。1.3.8 炉墙炉膛二侧墙以及尾部竖井前墙为重型炉墙，其重量通过炉墙支承座直接由锅炉基础来承受，炉墙厚度均为80mm。炉膛前、后墙以及尾部竖井后墙的重量须由锅炉钢架传递到锅炉基础。2 热力计算2.1 锅炉规范、辅助计算及热平衡计算 2.1.1 设计参数表2.1 设计给定参数项目数值单位项目数值单位额定蒸发量D10t/h二类烟煤收到基基成分给水温度tgs105Car 46.55

17、%给水压力Pgs1.32MpaHar 3.06%排烟温度tex160Oar 6.11%预热空气温度trk132Nar 0.86%冷空气温度tla20Sar 1.94%饱和蒸汽出口压力1.27MPaWar 9%排污h,w 2%Aar32.5%燃料收到基低位发热量Qar17693.4kJ/kgVar38.5% 2.1.2辅助计算（1）空气平衡 烟道各处过量空气系数，各受热面的漏风系数，列于表2中。烟道中各受热面的漏风系数按工业锅炉设计计算 标准方法一书的相应章节确定。表2.2 烟道中各处过量空气系数及各受热面的漏风系数序号受热面名称入口'漏风出口"1炉膛1.40.101.52燃尽

18、室1.50.051.553锅炉管束1.550.101.654省煤器1.650.151.85空气预热器1.80.101.9（2）烧产物的容积及焓的计算表2.3 燃烧产物量序号名称符号单位计算公式数值1理论空气量V0Nm3/kg0.0889（Car +0.375 Sar）+0.265 Har -0.0333 Oar4.810 2RO2容积VRO2Nm3/kgVCO2 +VSO2=0.01866（Car +0.375 Sar）0.882 3理论N2体积VN02Nm3/kg0.79 V0+0.008*Nar3.807 4理论H2O体积VH2ONm3/kg0.111*Har +0.0124*Mar +0

19、.0161*V00.528 表2.4 受热面烟道中的烟气特性序号名称符号单位计算公式炉膛出口燃尽室锅炉管束省煤器空气预热器1平均过量空气系数pj('+")/21.5251.5751.61.7251.852实际水蒸汽体积VH2ONm3/kgVH2O +0.0161( -1)V00.569 0.573 0.5750.5840.594 3实际烟气量VyNm3/kgV0+1.0161( -1)V07.784 8.0288.1508.761 9.372 4RO2容积份额rRO2VRO2/Vy0.11330.1099 0.10820.1007 0.0941 5水蒸汽容积份额rH2OVH2

20、O/Vy0.0731 0.07310.0705 0.0667 0.0634 6三原子气体容积份额rtrirRO2+ rH2O0.1864 0.18120.1788 0.16740.1575 表2.5 不同过量空气系数下燃烧产物的焓温表VRO2=0.882m3/kgVON2=3.807 m3/kgVOH2O=0.529 m3/kgoc(c) RO2VRO2 (c) RO2(c) N2VON2 (c) N2(c) H2OVOH2O(c) H2OKj/m3Kj/kgKj/m3Kj/kgKj/m3Kj/kg1234567305144.98238.88148.02 45.1523.88 10017014

21、9.94 129.60 493.39 150.50 79.61 105178.5157.44 135.48 515.77 158.03 83.60 160272239.90 207.36 789.42 240.80 127.38 200357.5315.32 259.90 989.44 304.50 161.08 300558.8492.86 392.00 1492.34 462.70 244.77 续 表2.5350665.4586.88459.251748.36544.45288.01400771.9680.82526.52004.39626.2331.26500994.4877.0666

22、3.82527.09794.9420.56001224.61080.1804.13061.21968.9512.557001461.91289.4947.53607.131148.9607.778001704.91503.721093.64163.341334.4705.99001952.31721.931241.64726.771526.1807.3110002203.51943.491391.75298.21722.9911.4111002458.42168.311543.85877.251925.11018.3812002716.62396.041697.26461.242132.311

23、27.9913002976.72625.451852.77053.232343.71239.8214003239.12856.892008.77647.122559.11353.7615003503.13089.7321668245.9627791470.0916003768.83324.082324.58849.373001.81587.9517004036.43560.124849456.593229.21708.2518004304.73796.752643.710064.573458.41829.4919004574.14034.362804.110675.213690.31952.1

24、720004844.14272.52965.111288.143925.52076.59其中，烟气焓 空气焓 飞灰hfh=0Aar=32.48%IogVo=4.81I=Iog+(av-1)*IoaoCaf.a=0.2Kj/kgM3/kgKj/kg(c)ash3+5+7(c)aIoaIIIIIKj/kgKj/m3Vo(c)a=1.5=1.55=1.65=1.8=1.9189101112131415161730216.8839.72191.05312.41321.96341.07369.73388.83100722.94132.4636.841041.361073.211136.891232.42

25、1296.1105756.81139.02668.691091.151124.581191.451291.761358.621601156.71211.841018.951666.181717.131819.021971.872073.762001465.83266.41281.382106.532170.62298.732490.942619.083002229.97402.71936.993198.473295.323489.023779.563973.263502623.26472.252271.523759.023872.64099.754440.484667.634003016.46

26、541.82606.064319.494449.794710.45101.315361.915003824.65684.13290.525469.915634.445963.496457.076786.12续 表2.56004653.85829.73990.866649.286848.837247.917846.548245.637005504.3978.34705.627857.118092.398562.959268.799739.368006372.951129.15430.979088.449359.999903.0910717.7311260.839007256.011282.361

27、67.8610339.9410648.3311265.1212190.312807.0810008153.11437.36913.4111609.8111955.4812646.8213683.8314375.1711009063.931594.97671.4712899.6713283.2414050.3915201.1115968.2612009985.271753.48433.8514202.214623.8915467.2716732.3517575.74130010918.51914.29207.315522.1515982.5116903.2418284.3419205.07140

28、011857.772076.29986.5216851.0317350.3618349.0119846.9920845.64150012805.792238.910769.1118190.3418728.819805.7121421.0722497.99160013761.412402.911557.9519540.3820118.2821274.0723007.7624163.56170014724.942567.312348.7120899.321516.7322751.624603.9125838.78180015690.82731.913140.4422261.0222918.0524

29、232.0926203.1627517.2190016661.732898.813943.2323633.3524330.5125724.8327816.3229210.64200017637.223064.714741.2125007.8225744.8927219.0129430.1930904.31（3） 锅炉热平衡及燃料耗量计算 1）热平衡 锅炉热力计算的主要目的是确定足够的受热面，以保证锅炉合理的出力和热效率。锅炉的热力计算主要包括：锅炉的热平衡计算；炉膛的受热面计算；对流受热面计算。锅炉系统的热平衡计算，是为了保证送入锅炉机组的热量与有效利用热及各项热损失的总和相平衡，并在此基础上

30、计算出锅炉机组的热效率和燃料消耗量。热平衡计算是在锅炉机组处于稳定的热力工况下进行的。锅炉机组热平衡方程的普遍形式为： （1.1） 式中 Qr送入锅炉系统的热量；kJ/kg Q'1锅炉系统的有效利用热；kJ/kg Q2排烟带走的热量；kJ/kg Q3气体不完全燃烧（又称化学不完全燃烧）损失的热量；kJ/kg Q4固体不完全燃烧（又称机械不完全燃烧）损失的热量；kJ/kg Q5锅炉系统向周围空气散失的热量；kJ/kg Q6燃料中灰渣带走的热量。kJ/kg2）锅炉输入热量相对于1 m3燃气送入锅炉系统的热量Qr（kJ/kg）是指锅炉范围以外输入的热量，可按下式计： （1.2） 式中 Qne

31、t,v,ar 燃料的低位发热量值，kJ/kg； Qwl用锅炉系统以外的热量加热送入锅炉的空气时，相应于每kg燃料所具有的热量，kJ/kg； ir 物理显热，kJ/kg。3）排烟损失排烟热损失q2可用锅炉机组的排烟和冷空气的焓差计算： % （1.3） 式中 Ipy在排烟过剩空气系数及排烟温度下，相应于1 kg燃气的排烟的焓， kJ/kg。 py排烟的过剩空气系数； I°lk在送入锅炉的空气温度下， 1 kg燃气所需要的理论空气焓， kJ/kg。4）气体不完全燃烧热损失q3 气体不完全燃烧热损失q3是指排烟中未完全燃烧或燃尽的可燃气体所带走的热量占送入锅炉输入热的份额。 % 气体不完全燃

32、烧热损失大小主要取决于燃烧成分、炉膛过剩空气系数、所用燃烧器、燃烧器与炉膛匹配是否适当以及运行操作是否合理。一台运行的锅炉。此项热损失5）机械不完全燃烧损失q4机械不完全燃烧即燃料中的固体不完全燃烧.6）散热损失q5散热损失q5是指锅炉围护结构和锅炉机组范围内的气、水管道以及烟风道等，受外部大气对流冷却和向外热辐射所散失的热量。它与周围大气的温度（露天布置时的室外温度、室内布置时的室内温度）、风速、围护结构的保温情况以及散热表面积的大小、形状等有关，同时还与锅炉的额定容量和运行负荷的大小有关，一般根据经验数据和近似计算的办法确定。 7）锅炉有效利用热Q1 锅炉有效利用热Q1系指锅炉供出工质的总

33、焓与给水焓的差值，对饱和蒸锅炉为： Q1=D( is.s-if.w-rM/100)+Db,m(is.w-if,w) kW （1.4） 式中 D锅炉蒸发量，kg/s； Dzy锅炉自用蒸汽量，kg/s； Dpw锅炉排污量，kg/s； ibq饱和蒸汽焓，kg/s； izy自用蒸汽焓，kJ/kg； ibs饱和水焓，kJ/kg； igs给水焓，kJ/kg； W蒸汽湿度，13%；8）锅炉的热效率和燃料消耗量 锅炉的热效率为： % （1.5） 锅炉的燃量消耗量为： m3/s （1.6） 式中B燃料消耗量， m3/s； 考虑到燃料消耗量B中可能有一部分随机械不完全燃烧损失带出，这一部分没有产生烟气，应从B中扣

34、除，这样可得计算燃料消耗量： m3/s （1.7） 式中Bj计算燃料消耗量， m3/s。 表2.6 热平衡计算序号名称符号单位公式及其来源数值1燃料低位发热量kJ/kg给定17693.42冷空气温度OC给定203理论冷空气焓Iol.akJ/kgVo(c）a=4.81*132.4*0.3189.84排烟温度OC给定1605排烟热焓IexkJ/kg根据ex及=1.9查烟气焓温表2073.7556固体不完全燃烧热损失%P135表B4157气体不完全损失%P135表B418排烟热损失%8.239散热损失%P46表4-11.710灰渣漏煤与总灰量之比取用0.811灰渣热焓kJ/kgTsl=600 OC,

35、查表P139560.212灰渣热物理损失%0.8213锅炉总热损失q%Q2+q3+q4q5+q626.7514锅炉热效率%100-q73.2515饱和蒸汽焓kJ/kgP=1.27Mpa查表B132785.2216饱和水温度OC查表B13按p=1.32Mpa192.29续 表2.617饱和水焓kJ/kg查表B13按p=1.32Mpa817.78 18给水焓kJ/kg查表B14按p=1.32Mpa,tf.w=105 OC441.06 19汽化潜热rkJ/kg查表B13按p=1.27Mpa1975.41 20锅炉排污率%2.00 21锅炉有效利用热QefkJ/hD( is.s-if.w-rM/100

36、)+Db,m(is.w-if,w)23515009.39 22燃料消耗量Bkg/h1814.44 23计算燃料消耗量Bcalkg/hB(1-q4/100)1542.27 24保热系数1-(q5/q5+)0.977 备注：气化潜热r=1975.41 KJ/Kg(查水蒸气表） 蒸汽湿度w=3%(选取）2.2 各部分热力计算2.2.1 炉膛计算 （1）炉膛结构设计 图1炉膛结构示意图在锅炉设计中，我们在确定燃烧室尺寸时，我们是遵循先假定后校核的原则。主要包括：1）选取炉排有效面积热负荷，根据假定的炉排宽度L计算。2）选择链条炉的炉拱形状，查阅炉拱基本尺寸和炉膛容积热负荷表中II类烟煤的范围，选合理的

37、数值设计燃烧室的结构尺寸。3）确定基本尺寸后，计算出侧墙总面积S，由公式qv=BQ4）由公式V=SL,计算出炉排宽度宽度L,其结果应当与假定的炉排宽度L基本相同。如误差在允许范围内，则计算可以认为满足要求。表2.7 炉膛结构特性项目符号计算或数据来源数值单位A1100+5001600mmB1600+3000tan9°2075mmC、F1600+3000tan9°+1304tan55°3600mmD6569+854tan20°6880mmE标高6569mmG1600+1027tan60°3380mmH标高2154mm表2.8 炉膛周界面积计算序号

38、项目符号计算或数据来源数值1数值2单位1侧墙总面积F1=(6.88-3.6)+(7.3-3.6)/2*1.568=5.475.47 22.86 m2=1.068*(3.6-2.075)/2=0.810.81 =(1.6-1.1)+(2.075-1.1)/2*3=2.212.21 =0.5*(3.6-1.1)=1.251.25 =(3.6-1.1)+(3.38-1.1)/2*0.6=1.441.44 =(2.154-1.1)+(1.6-1.1)/2*0.32=0.160.25 F1=2*5.47+0.81+2.21+1.25+1.44+0.25=22.8622.86 2后墙总面积F2AJ=1.6

39、0-1.1=0.5m0.50 23.63 m2AB=(2.075-1.60)/sin9°=3.03m3.03 BC=1.525/sin55°=1.86m1.86 CD=7.3-3.6=3.7m3.70 F2=(0.5+3.03+1.86+3.7)*2.6(炉膛宽度）23.63 续 表2.83前，顶墙总面积F3IK=1.6-1.1=0.50m0.520.56m2HI=0.554/cos30°=0.64m0.64FG=0.22/sin20°=0.64m0.64GH=3.38-2.154=1.226m1.23EF=6.88-3.60=3.28m3.28ED=0

40、.42/sin15°=1.62m1.62F3=(0.50+0.03+0.64+1.25+2.24+3.09)*2.620.564炉墙总面积FF1+F2+F367.05m25炉排有效面积R0.32+0.604+0.5+3*2.310.18m26炉膛周界面积F1F+R=67.05+10.1877.23m27炉膛容积 V122.86/2*2.6=11.43*2.6029.72m3（2） 炉膛传热计算 炉膛传热计算的步骤 炉膛传热计算按照计算的目的可分为设计计算和校核计算两种。设计计算是先选定炉膛出口烟气温度"fur，然后计算需要布置的辐射受热面Hr。但是，通常遇到的是校核计算，即

41、在已布置好辐射受热面的情况下，校核炉膛出口烟气温度"fur 看其是否在合力的范围内。如"fur 据经验预先布置好辐射受热面，然后进行校核计算。炉膛传热计算是在燃烧计算和热平衡计算之后进行的，炉膛传热计算（校核计算）的步骤如下：1）根据已有炉膛的结构尺寸或者根据预先拟定好的炉子大致尺寸的布置草图确定炉膛的结构特性。计算炉膛各面炉壁的总面积F、炉膛包覆面积Fl和炉膛容积Vl ；确定水冷壁的结构特性并计算炉内有效辐射受热面积Hr、炉膛的平均热有效系数x以及炉膛容积Vl 以及炉膛的有效辐射层厚度S。2）计算燃料在炉内的有效放热量Qr，在选定炉子过量空气系数"fur和fur

42、的情况下，由焓温表求得绝热燃烧温度adi。3）先假定一个炉膛出口温度"fur,在温焓表中求得相应的I"fur ，从而可求得烟气的平均热容Vcav 。4）计算火焰黑度g和炉膛黑度fur。5）计算炉膛出口温度"fur，其结果应当与求烟气平均热容时所假定的温度值基本相同。如误差不超过±100 ，则计算可以认为满足要求；如误差超过±100 则须再假定"l 并重新计算，直至误差在±100 内为止，最后以计算所得"fur为准。表2.9 炉膛辐射受热面积计算8水冷壁管径d按结构计算0.051m9前顶墙水冷壁管节距S1按结构计算0

43、.14m10管中心到墙的距离e按结构计算0.0255m11管根数n1按结构计算18根12光管有效角系数查图C2（S1/d=2.75,e/d=0.5）0.66513覆盖耐火涂料层水冷壁管有效角系数式（5-6）0.314曝光长度DE+EF-(4.4-3.6)=1.62+3.28-(4.4-3.6)4.10 m15有效辐射受热面积(n1-1)S1l1'x1'=(18-1)*0.14*4.10*0.6656.49 m216覆盖耐火涂料层长度(4.4-3.6)+FG+GH+HI3.31 m17有效辐射受热面积(n1-1)S1l1''x1''=(18-1)*

44、0.14*3.31*0.32.36 m218前顶墙水冷壁有效辐射受热面积Hr3Hr+H''r=6.49+2.368.85 m2续 表2.919后墙水冷壁管节距S2按结构计算0.14m20管中心到墙的距离e按结构计算0.0255m21管根数n2按结构计算18根22光管有效角系数x2'查图C20.665覆盖耐火涂料层水冷壁管有效角系数x2''式（5-6）0.323曝光长度l2'DC+CB-1.5(烟囱高度）=3.7+1.86-1.54.06 m24有效辐射受热面积H'r(n2-1)S1l'2x'2=(18-1)*0.14*4.

45、06*0.6656.43 m225覆盖耐火涂料层长度l2''AB3.03 m26有效辐射受热面积(n1-1)S1l''2x''2=(18-1)*0.14*3.03*0.32.16 m227有效辐射受热面积H'r+H''r=6.43+2.168.59 m228烟窗管节距S3按结构计算0.14m29有效角系数x3按出口烟窗130管长l3即烟窗高度1.5m31管根数n3按结构设计16根32有效辐射受热面积(n3-0.5)S3l3x33.26 m233侧墙水冷壁管节距S4按结构设计0.105m34管中心到墙的距离e4按结构设计0.

46、0255m35光管有效角系数x'4查图C2（S1/d=2.06,e/d=0.5）0.8236布置水冷壁炉墙面积F'F=Fa+Fb6.23 m237有效辐射受热面积H'rx4'F'5.11 m238水冷壁覆盖耐火涂料层的炉墙面积F''0.973m239有效辐射受热面积H''rx4''F''0.2919m240有效辐射受热面积5.40 m2续 表2.941总有效辐射受热面积HrHr3+Hr2+Hr+2Hr131.49 m242水冷度Hr/(F1-R)=31.89/67.050.470 43炉膛有

47、效辐射层厚度S3.6V1/F1=3.6*29.72/77.231.39 m44火床与炉墙面积比R/(F1-R)=10.18/67.050.152 表2.10 炉膛热力计算序号名称符号计算公式或来源数值单位1燃料低位发热量Qnet,ar给定17693.4KJ/kg2燃料消耗量B表61814.44Kg/s3计算燃料消耗Bcal表61542.27 KJ/s4保热系数表60.9775炉膛出口过量空气系数"fur给定1.56炉膛漏风系数fur给定0.17冷空气焓I0la给定冷空气温度30189.8KJ/Kg8热空气温度th,a先假定，后校核1409热空气焓I0h,a按温度115查焓温表894.66 KJ/Kg序号名称符号计算公式或来源数值单位10空气带入炉膛热量Qa（"