本科生锅炉课程设计

1、锅炉热力计算锅炉作为空气污染的主要源头，我们要逐步用空气源热泵取代，PHNIX，立志于做最节能最高效的热泵，为子孙后代留下更多的蓝天白云，选择空气源热泵，就选择芬尼克兹！锅炉课程设计任务书一、 设计题目F220/100-W煤粉锅炉热力校核计算二、原始资料1. 锅炉规范四角布置直流式燃烧器，固态排渣，自然循环锅炉额定负荷过热蒸汽压力过热蒸汽温度给水温度给水压力汽包工作压力排污率周围环境温度2. 燃料特性无烟煤3. 制粉系统滚筒式钢球磨煤机，中间储仓式热风送粉制粉系统4. 汽水系统和受热面布置见结构计算三、 F220/100-W结构特性1. 炉膛d×=60×5mm；炉墙面积；S

2、=62mm；S=64mm ；e=0侧墙燃烧器门孔 1卫燃带烟窗炉顶2. 屏（12片）屏区屏管屏顶管e=0屏区受热面积屏本身屏顶管屏区水冷壁51屏区平均烟气通流截面积屏区蒸汽通流截面积屏区出口截面积屏区辐射层有效厚度3. 防渣管管表面积节距烟气包围容积高度烟气空间容积烟气通流截面4. 高温过热器（1）热段（38片）受热面积烟气容积深度受热面深度烟气通流截面蒸汽通流截面积（2）冷段（每侧各20片）受热面积；蒸汽通流截面积，其余同热段5. 低温过热器（78片）受热面积烟气容积深度受热面深度烟气通流截面蒸汽通流截面积6. 高温省煤器受热面积烟气容积深度受热面深度烟气通流截面蒸汽通流截面积7. 高温级空

3、气预热器受热面积烟气容积深度受热面深度烟气通流截面8. 低温省煤器受热面积烟气容积深度受热面深度烟气通流截面9. 低温级空气预热器受热面积流动交叉数烟气通流截面四、锅炉课程设计完成的内容1. 写完整的F220/100-W锅炉热力计算书一份2. 根据计算结果提出该锅炉的改进意见3. 画出该锅炉汽水系统图燃料种类：无烟煤燃料特性%碳氢氧氮硫灰水份挥发物637低位发热值 kJ/kg22550名称符号单位算式或依据结果燃料完全燃烧所需理论空气量容积理论容积理论容积烟气特性表名称及公式符号单位炉膛屏防渣管高温级过热器低温级过热器高温级省煤器高温级空预器低温级省煤器低温级空预器烟道出口处过剩空气系数烟道平

4、均过剩空气系数过剩空气量水蒸气体积烟气总容积RO2容积比H2O容积比三原子气体容积比飞灰浓度烟气焓温表温度理论烟气焓理论空气晗炉膛、屏式过热器高温过热器低温过热器高温省煤器高温空预器低温省煤器低温空预器1008888001240200179916132396242825093002739244335213643369238144003708328647604924499050047024147594660296237600571550327225732570067565936838885368655800782968519541971398849008921776710863110571000

5、10028870612205124221100111409670135581379912001225510635149131500157121357516001688114569170018069155642196018001925316564233941900204371757724832200021630185892627721002283419608277362200240292062629186锅炉热平衡及燃料消耗量计算名称符号单位算式或依据结果燃料带入热量22550排烟温度先假定，后校核135排烟热焓查焓温表1684冷空气温度取用30冷空气理论焓查焓温表231机械未完全燃烧热损失%化

6、学未完全燃烧热损失%0排烟热损失%散热热损失%取用锅炉总热损失%锅炉热效率%过热蒸汽焓查蒸汽表（t=540）3477给水焓查蒸汽表（t=215）924锅炉有效利用热量5.641E+08燃料消耗量27.69E+3计算燃料消耗量26.72E+3保温系数炉膛传热计算名称符号单位算式或依据结果炉墙总面积结构计算共中孔门燃烧器面积结构计算炉顶面积结构计算烟窗（即屏区入口）面积结构计算（）水冷壁和炉顶面积沾污系数书P2090.45水冷壁和炉顶角系数书P2140.9水冷壁和炉顶热有效系数1烟窗角系数1炉子和屏热交换修正系数查图10-1，书P208烟窗沾污系数烟窗热有效系数门孔燃烧器角系数0门孔燃烧器热有效系

7、数0炉膛平均热有效系数炉膛容积结构特性辐射层厚度炉膛（出口）过剩空气系数按实际选用炉膛漏风系数按实际选用炉膛传热计算名称符号单位算式或依据结果制粉系统漏风系数按实际选用热空气温度先假定，后校核 392热空气理论焓查焓温表3219空气带入炉内热量3575炉内每kg燃料带入热量26125绝热燃烧温度查焓温表炉膛出口温度先假定，后校核1120炉膛出口烟气焓查焓温表（）12206烟气平均热容烟气中H2O容积份额查烟气特性表烟气中三原子气体容积份额查烟气特性表辐射层有效厚度结构特性乘积(炉膛压力P=0.1MPa)三原子气体减弱系数灰粒减弱系数81碳粒减弱系数取用13飞灰浓度烟气特性表无因次参数取用1炉膛

8、传热计算名称符号单位算式或依据结果无因次参数取用燃烧产物总吸收力火焰黑度炉膛黑度书P212燃烧器相对高度结构特性最高火焰温度区相对高度系数炉膛出口烟气温度（计算值）炉膛出口烟气焓查焓温表（）13924辐射放热量12132炉顶辐射受热面面积水冷壁辐射受热面面积烟窗（屏区）辐射折算受热面面积炉膛传热计算名称符号单位算式或依据结果辐射受热面总面积单位辐射受热面平均吸热量469.6E+3炉膛容积热负荷561E+3烟窗（屏区）相对高度1屏区沿炉膛高度热负荷分配系数查图10-6屏进口吸收炉内辐射热821炉顶相对高度>1热负荷分布系数炉顶吸热351第一级减温用喷水量先假定，后校核8.0E+3第二级减温

9、用喷水量先假定，后校核5.2E+3炉顶管蒸汽流量206.8E+3炉顶蒸汽焓增屏区热力计算名称符号单位算式或依据结果屏管布置顺列，顺流屏管径×壁厚结构特性42×5屏管横向节距结构特性581屏管纵向节距结构特性46屏管纵向相对节距屏管角系数书P214屏受热面积结构特性屏辐射受热面积屏顶管径×壁厚结构特性42×5屏顶管横向节距结构特性屏顶管横向相对节距屏顶管角系数书P214屏顶管受热面积结构特性屏顶管辐射受热面积屏侧水冷壁管径×壁厚结构特性60×5屏侧水冷壁角系数书P2141屏侧水冷壁受热面积结构特性51屏侧水冷壁辐射受热面积51屏区进口烟

10、温炉膛传热计算结果屏区进口烟焓查焓温表13924屏区热力计算名称符号单位算式或依据结果屏区出口烟温先假定938屏区出口烟焓查焓温表（）11373平均烟温1033辐射层有效厚度结构特性烟气中三原子气体容积份额烟气特性表乘积烟气中H20容积份额烟气特性表三原子气体减弱系数查图灰粒减弱系数查图89燃烧产物总吸收能力屏区烟气黑度屏区出口截面积结构特性燃料种类辐射修正系数书P217屏区高温烟气对其后受热面的辐射热160屏区热负荷不均匀系数P215屏入口烟窗面积结构特性投射到屏入口烟窗的炉膛辐射热屏区角系数屏区穿透角系数炉膛透过屏区向屏后受热面直接辐射热75屏区热力计算名称符号单位算式或依据炉膛与屏相互热

11、交换影响系数书P208屏区从炉膛直接辐射中吸收的热量716屏出口截面对其后受热面的辐射热量234防渣管角系数书P214防渣管吸收屏出口断面的辐射热高温过热器吸收屏出口截面的总辐射热高温过热器热段吸收屏出口截面的总辐射热高温过热器冷段吸收屏出口截面的总辐射热84.4 烟气在屏区的放热量2536屏区对流吸热量2376屏区总的吸热量3093屏区总辐射受热面屏本身吸收的辐射热613屏顶管吸收的辐射热33屏侧水冷壁吸收的辐射热70屏侧水冷壁对流吸热量先假定，后校核250屏顶管对流吸热量先假定，后校核98屏本身对流吸热量1439名称符号单位算式或依据屏本身总的吸热量2620屏出口汽温先假定，后校核400屏

12、出口蒸汽焓查蒸汽表（）3310屏内蒸汽流量214800屏内蒸汽焓增326屏进口蒸汽焓2984屏进口汽温查蒸汽表（）360屏内平均蒸汽温度380蒸汽平均比容查蒸汽表蒸汽流通截面结构特性蒸汽流速管壁对蒸汽的放热系数，书P233-234屏内平均烟道截面积结构特性烟气流速烟气对管壁的对流放热系数灰污系数书P235灰污壁面温度616辐射放热系数利用系数取用烟气放热系数87屏的传热系数屏区热力计算名称符号单位算式或依据屏对流吸热量其中2109屏侧水冷壁工质温度查蒸汽表（，饱和水）318屏侧水冷壁传热温差715屏侧水冷壁的对流吸热量264饱和蒸汽焓查蒸汽表（，饱和蒸汽）2710屏顶管进口蒸汽焓（炉内顶棚管焓

13、增）2754屏顶管蒸汽焓增先按假定吸热量计算19屏顶管出口蒸汽焓2773屏顶管内蒸汽平均焓值2764屏顶管内平均蒸汽温度查蒸汽表（，）326屏顶管对流传热温差707屏顶管对流吸热量122误差：屏本身±2%误差：屏侧水冷壁±10%1.70 误差：屏顶管±10%5.6 误差：屏区±2%2.0 防渣管（后墙水冷壁悬吊管）热力计算名称符号单位算式或依据进口烟温屏区计算结果938进口烟气焓11373出口烟温先假定，后校核929出口烟气焓查焓温表（）11252平均烟温管径给定133×10横向节距给定686横向相对节距角系数见屏区吸收屏出口总辐射热见屏区吸收

14、烟气放热量烟气通道截面结构特性烟气流速烟气中容积份额烟气特性表烟气对管壁对流放热系数烟气空间容积结构特性管表面积结构特性28烟气空间包围面积结构特性辐射层有效厚度烟气中三原子气体容积份额烟气特性表乘积防渣管（后墙水冷壁悬吊管）热力计算名称符号单位算式或依据结果三原子气体减弱系数8.45 灰粒减弱系数89.4 飞灰浓度烟气特性表0.0202 燃烧产物总吸收能力0.507 烟气黑度0.398 灰污系数按实际选用灰污壁面温度或493 辐射放热系数81.8 利用系数取用1热有效系数书P235传热系数60.31 传热温压对流吸热量121.4 误差%1.2 误差小于±5%，计算认可高温级过热器热

15、段热力计算名称符号单位算式或依据结果管子布置顺列顺流三管圈管径结构特性42×5横向排数结构特性38纵向排数结构特性20+20横向相对节距2.26 纵向相对节距2.06 出口汽温给定540出口蒸汽焓查蒸汽表（）3477进口汽温先假定，后校核3368进口蒸汽焓查蒸汽表（）498平均汽温519蒸汽平均比容查蒸汽表蒸汽流通截面结构特性蒸汽流速22.5 管壁对蒸汽放热系数吸收屏出口总辐射热84.4 工质对流吸热量813 进口烟温防渣管计算结果929进口烟气焓11252 出口烟气焓9622 名称符号单位算式或依据结果出口烟温查焓温表793 平均烟温861 烟气中容积份额烟气特性表0.057 烟气

16、流速10.3 烟气对管壁对流放热系数60辐射层有效厚度S0.186 烟气中三原子气体容积份额烟气特性表0.202 乘积0.0038 三原子气体减弱系数26.81 飞灰浓度烟气特性表0.0199 灰粒减弱系数96.9 燃烧产物总吸收能力0.137 烟气黑度0.128 灰污系数书P234-235灰污壁面温度691 名称符号单位算式或依据结果辐射放热系数考虑受热面前烟气容积修正后的辐射放热系数受热面深度烟气容积深度热有效系数书P236利用系数取用1传热系数传热温压342对流传热量误差允许误差满足高温级过热器冷段热力计算名称符号单位算式或依据结果管子布置顺列逆流三管圈第二级减温水量先假定，后校核5.2

17、E+3蒸汽流量（l-冷段）214.8E+3减温水焓查蒸汽表（P=10.88MPa,饱和水）1446喷水后蒸汽焓即高温过热器热段进口蒸汽焓3368喷水后蒸汽量给定，即额定蒸发量220E+3喷水前蒸汽焓（冷段出口蒸汽焓）3414.5 冷段出口汽温查蒸汽表（）吸收屏出口总辐射热同热段84.4 进口蒸汽焓屏出口焓3295进口汽温屏出口汽温工质对流吸热量877 平均汽温进口烟温防渣管出口烟温929进口烟气焓11252 出口烟气焓9495 出口烟温查焓温表783.5 平均烟温856.3 传热温压364.2 高温级过热器冷段热力计算名称符号单位算式或依据结果蒸汽平均比容查蒸汽表蒸汽流通面积结构特性蒸汽流速1

18、9.8 管壁对蒸汽放热系数，见书P234烟气对管壁对流放热系数同热段60灰污系数同热段灰污外表温度585 辐射放热系数（同热段）30.4 考虑受热面前烟气容积修正后的辐射放热系数42.3 热有效系数书P235利用系数取用传热系数50.3 对流传热量877 误差%0.04 允许误差%满足低温过热器热力计算名称符号单位算式或依据结果管子布置顺列逆流双管圈进口蒸汽焓即屏区顶部出口蒸汽焓2773 进口汽温查蒸汽表（）326蒸汽流量206.8E+3屏进口蒸汽焓屏区计算结果2984 第一级减温水量预先已假定8.0E+03第一级减温水焓查蒸汽表（，饱和水）1450低温过热器出口蒸汽焓（即喷水减温前蒸汽焓）3

19、043.5 出口汽温查蒸汽表（）381平均汽温工质焓增270.5 对流吸热量2093 进口烟温高温过热器计算结果788.3 进口烟气焓高温过热器计算结果出口烟气焓7459 出口烟温查焓温表617.8 平均烟温703.1 传热温压346.4 蒸汽比容查蒸汽表（t=354，）蒸汽流通截面结构特性低温过热器热力计算名称符号单位算式或依据结果蒸汽流速19.1 管壁对蒸汽放热系数2.9 烟气流通截面结构特性烟气流速11.0 烟气中水蒸气容积比烟气特性表0.462 烟气对管壁对流放热系数辐射层有效厚度S0.188 烟气中三原子气体容积份额烟气特性表0.199 飞灰浓度烟气特性表0.0195 考虑受热面前烟

20、气容积对辐射的修正系数Y其中：A=0.4 烟气容积深度受热面深度1.396 乘积0.0037 三原子气体减弱系数52.48 飞灰减弱系数109 燃烧产物总吸收能力烟气黑度灰污系数取用3灰污壁面温度438.8 辐射放热系数26.49 修正后辐射放热系数36.98 利用系数取用烟气对管壁放热系数86.0 热有效系数书P235表11-3传热系数50.1 传热量1894 误差%1.3 允许误差%±2计算合格省煤器吸热量（出口工质焓）计算名称符号单位算式或依据结果炉膛内工质热量炉膛计算结果12132 屏区工质吸热量屏区计算结果2536 防渣管（悬吊管）内工质吸热量防渣管计算结果119.9 高温

21、过热器区工质吸热量高温过热器计算结果1689.6 其中：热段高温过热器热段计算结果813.1 冷段高温过热器冷段计算结果876.5 低温过热器区工质吸热量低温过热器计算结果2093 省煤器内工质应吸热量2540.8 饱和水焓查蒸汽表（，饱和水）1450饱和蒸汽焓查蒸汽表（，饱和蒸汽）2710给水在减温水冷凝器内焓增75.6 给水温度给定215给水焓由热平衡计算（）924高温省煤器出口水焓1308 高温级省煤器热力计算名称符号单位算式或依据结果管子布置错列逆流进口烟温低温级过热器计算结果617.8 进口烟气焓查焓温表7459 出口工质焓省煤器吸热量计算结果1308 出口工质温度查蒸汽表（）294

22、出口烟温同时假定两个烟温405407出口烟气焓查焓温表（）4823.5 4848.8 平均烟温511.4 512.4 烟气放热量2624.9 2599.7 工质焓增318.8 315.7 进口水焓989 992 进口水温查蒸汽表（）平均水温传热温压246.3 烟气流速8.0 烟气中容积份额烟气特性表0.055 横向相对节距结构特性2.34 纵向相对节距结构特性1.41 烟气对管壁对流放热系数69辐射层有效厚度S0.092 高温级省煤器热力计算名称符号单位算式或依据结果烟气中三原子气体容积份额烟气特性表0.196 飞灰浓度烟气特性表0.0192 乘积0.00181 灰粒减弱系数131.0 三原子

23、气体减弱系数48.1 燃烧产物总吸收能力0.110 烟气黑度0.10 灰污壁面温度辐射放热系数7.07 修正系数Y1.738 修正后辐射放热系数12.29 利用系数取用烟气放热系数69.1 灰污系数传热系数53.70 传热量1029.8 1035.4 高温级省煤器热力计算名称符号单位算式或依据结果出口烟温图解法511.4 烟气出口焓查焓温表6177.0 烟气放热量1279.1 工质焓增155.3 进口水焓1152.8 进口水温查蒸汽表（）264.0 给水在减温水冷凝器内的焓增省煤器热量计算结果75.6 低温级省煤器后工质焓（冷凝器前）1077.2 低温级省煤器后工质温度查蒸汽表（）248.1

24、高温级空气预热器热力计算名称符号单位算式或依据结果管子布置错列交叉流动进口烟温高温级省煤器出口烟温511.4 烟气进口焓6177.0 出口空气温度炉膛计算预先假定392出口理论空气焓查焓温表进口空气温度先假定，后校核220进口理论空气焓查焓温表1779出口过剩空气系数空气吸热量空气平均温度306理论空气平均焓出口烟气焓出口烟温查焓温表（）平均烟温烟气流速水蒸气容积份额烟气特性表预热器壁温烟气侧放热系数30空气流速空气侧放热系数50辐射层有效厚度S烟气中三原子气体容积份额烟气特性表乘积名称符号单位算式或依据结果飞灰浓度烟气特性表灰粒减弱系数三原子气体减弱系数燃烧产物总吸收能力烟气黑度辐射放热系数

25、修正后辐射放热系数利用系数P236传热系数参数p参数R温压修正系数查图11-4传热温压传热量误差%允许误差%±2计算合格低温级省煤器热力计算名称符号单位算式或依据结果管子布置错列逆流进口烟气温度高温级空气预热器计算结果380.4 进口烟气焓高温级空气预热器计算结果4673.1 辐射层有效厚度0.061 进口水温给定215进口水焓查蒸汽表（）924出口水温同时假定两个数值241249出口水焓查蒸汽表（）10391053工质焓增115129烟气放热量946.9 1062.2 出口烟气焓3725 3609 出口烟温查焓温表302.6 293.6 平均烟温341.5 337.0 平均水温22

26、8.0 232.0 灰污壁面温度253.0 257.0 传热温压111.5 102.8 低温级省煤器热力计算名称符号单位算式或依据结果水蒸汽容积份额烟气特性表0.471 三原子气体容积份额烟气特性表0.187 飞灰浓度烟气特性表0.0183 乘积0.00115 三原子气体减弱系数112.8 灰粒减弱系数146 燃烧产物总吸收能力0.146 烟气黑度0.14 辐射放热系数5.19 受热面前烟气容积深度结构特性855受热面本身深度（高度）结构特性1140修正系数Y1.355 修正后的辐射放热系数7.03 烟气流速8.3 灰污系数烟气侧对流放热系数85低温级省煤器热力计算名称符号单位算式或依据结果利

27、用系数取用烟气侧放热系数78.22 传热系数78.2 传热量1292.4 1191.4 出口烟温图解法288.3 出口烟气焓查焓温表（）3544.2 传热量1127.1 工质焓增115出口水焓1039出口水温查蒸汽表（）低温级空气预热器热力计算名称符号单位算式或依据结果管子布置错列交叉流动进口烟温低温级省煤器出口烟温288.3 进口烟气焓低温级省煤器出口烟焓3544.2 进口空气温度热平衡计算中选定30进口理论空气焓即理论冷空气231出口空气温度假定219出口理论空气焓查焓温表1771 出口过剩空气系数空气吸热量1809 空气平均温度理论空气平均焓出口烟气焓1775 出口烟温查焓温表（）142.1 平均烟温215.2 温压修正