暖通计算参考

1、锅炉及锅炉房设备课程设计任务书题目：SHL10-1.0/350-WI型锅炉热力计算一、锅炉参数1额定蒸发量D：10t/h； 2蒸汽压力P：1.3MPa3蒸汽温度tgr：350； 4給水温度tgs：105；5冷空气温度tlk：30； 6预热空气温度tr：150；7排烟温度tpy：180； 8锅炉排污率：5。二、锅炉燃料与燃烧计算1锅炉燃料：I类无烟煤，元素分析成分如表一 表一 元素分析收到基成分（）56.250.682.100.890.2828.80 9.00无灰干燥基挥发分Vr=6.18收到基低位发热量Q=18187KJ/Kg2燃料的燃烧计算（1）锅炉受热面的过量空气系数及漏风系数（表二） 表

2、二 锅炉受热面的过量空气系数及漏风系数序号锅炉受热面入口空气过量系数漏风系数出口空气过量系数'"1炉堂1.400.101.502防渣管1.5001.503蒸汽过热器1.500.051.554锅炉管束1.550.101.655省煤器1.650.101.746空气预热器1.750.101.85（2）理论空气量、理论烟气容积的计算序号名称符号单位计算公式结论1理论空气量Vokm3/Kg0.0889(C+0.375S)+0.256H-0.0333O=0.0889×(56.25+0.375×0.89)+0.256×0.68-0.0333×2.10

3、5.132三原子气体VRo2m3/Kg0.01866(C+0.375S)=0.01866×(56.25+0.375×0.89)1.063理论氮气容积m3/Kg0.79+0.008N=0.79×5.13+0.008×0.284.454理论水蒸汽容积m3/Kg0.111 H+0.0124W+0.0161 =0.111×0.68+0.0124×9.00+0.0161×5.130.27各受热面烟道中烟气特性表名称符号单位计算公式炉膛与防渣管蒸汽过热器锅炉管束省煤器空气预热器平均过量空气系数1.451.5251.61.6951.8实际

4、水蒸气体积Vm/kg0.3070.3130.3200.3270.336烟气总体积Vm/kg8.12258.51638.89089.40249.95RO体积份额r0.13050.12450.11920.11250.1065HO体积份额r0.0380.0370.0360.0350.034三原子气体体积份额r0.1690.1620.1550.1480.141(3) 烟气温焓表 烟气温度V= 1.06m/kgV= 4.45m/kgV=0.27m/kg(c)co(c)coV(c)(c)V(c)(c)V1234567100170180130579151412003573252601157304823005

5、593783921744463125400772818527234562616950099410556642955795215600122512998043578969262700146215509484219114931080017051807109448681334360900195220691242552715264121000220423361392619417234651100245826051544687119255201200271728801697755221325761300297731561853824623446331400323934332009894025596911

6、50035033813216696392779750160037693995232510466300281117004036427824841105432298721800430545632644117663458934190045744848280412478369099620004844513529651319439261060=5.13I=I+()I(c)（KJ/Kg）1.501.55IIII891011121314800132677.1615642661364.5822474032067.3933325422780.4642256843508.9251398804514.4607997

7、85017.148587.58838.4271127703511295791.779930.88510220.473511261161800812826576.6611296.3311625.16311441177899514377371.8112680.90513049.495511601196999615958182.3514087.17514496.2925117012041100817538992.8915504.44515954.08951189 12251203519149818.8216944.4117435.351119313064207610649.8818388.94120

8、314202223911486.0719945.035117715272240312327.3921435.695125316204256713168.7122788.355122417263273114010.0324268.015123118322289914871.8725757.935123519389306615728.5827253.29I=I+()I1.651.751.85IIIIII1516171819201375.58611932587.4352723.893113212283590.80353797.54254004.282110521365139.2995417.3451

9、12811856505.7986856.6911618073.3611879340.141121110799.6505三、锅炉热平衡及燃料消耗量计算计算列示如下表项目符号单位计算公式或数据来源数值燃料低位发热量QKJ/kg已知18187排烟温度已知180排烟焓IKJ/kg根据及=1.85查烟气焓温表2454冷空气温度t给定30冷空气理论焓 IKJ/kgV（ct）=5.13*39.6203.1固体不完全燃烧热损失q由表3-4选取12气体不完全燃烧热损失q由表3-4选取1.0散热损失q由表3-6选取1.7排烟热损失q×10011.68炉渣及漏煤比a+a取用0.8炉渣焓(c)KJ/kg=6

10、00,由表2-15查得560炉渣物理热损失q（a+a）(c)=0.8×560×0.956锅炉总的热损失=11.68+1.0+12+1.7+0.95627.336锅炉热效率100-100-27.33672.664过热蒸汽焓iKJ/kg按p=1.3Mpa，t=350，查水蒸气性质表3146饱和水焓iKJ/kg按p=1.3Mpa，查水蒸气性质表814给水焓iKJ/kg按p=1.3Mpa，t=105，查水蒸气性质表436.8锅炉有效利用热量QKj/hD（）×10+Pd（）×1028978000小时燃料消耗热量BKg/h2193计算燃料消耗量BKg/h1930保热

11、系数0.977四、炉堂热力计算1炉膛结构特性（1）标高计算 图一 炉膛结构各点标高示意图表六 炉膛结构特性表结 构 名 称计 算 式标高（mm）A1400+1085tg9°1572B1400+4370tg9°2092C、F2092+1305tg55°3956D7300+1900tg15°7809E7300G3956+920tg20°3621H1600+320tg60°2154I同前联箱中心标高1600（2）炉膛包覆面积（图一）1）侧墙总面积 A=（7.300-3.956）+（7.809-3.956）×0.5×1.9

12、00=6.84 m2 B=1.305×(3.956-2.092) ×0.5=1.22 m2 C=(1.572-1.100)+(2.092-1.100) ×0.5×3.285=2.40 m2 D=0.595×(3.956-1.100)=1.70 m2 E=(3.956-1.100)+(3.621-1.100) ×0.5×0.920=2.47 m2 F=(2.154-1.100)+(1.600-1.100) ×0.5×0.320=0.25 m2 =6.84+1.22+2.40+1.70+2.47+0.25=1

13、4.88 m22)后墙1.572-1.100=0.472 mAB=（2.092-1.572）/sin9°=3.32 mBC=（3.956-2.092）/ sin55°=2.27mCD=7.809-3.956=3.85 m=(0.472+3.32+3.24+3.85)×4=43.528 m3)前、顶墙HI=0.32/cos60°=0.64 mFG=0.335/cos20°=0.98 mGH=3.621-2.154=1.47 mEF=7.30-3.956=3.35 mED=（7.809-7.3）/cos15°=1.97 m =(0.64+

14、0.98+1.47+3.34+1.97) ×4=35.6 m2 (3)炉排有效面积3.285+0.595+0.92+0.32=5.12 mR=5.12×3.6=18.432 m2(4)炉膛容积=×4=14.88×4=59.52m3（5）炉膛包覆面积 =2+R=2×14.48+43.528+35.6+18.432=126.52（6）炉壁总面积=2×14.88+43.528+35.6=108.088 m(7)炉膛有效辐射受热面1）前水冷壁（图二）DE+EF-（4.40-3.956）=1.97+3.34-0.44=4.866 m( 爆光)（

15、0.64+0.98+1.47+3.34+1.97）-4.866=3.534 m(覆盖耐火涂料层)S=0.17,d=0.051,e=0.0255,n=16(根)，S/d=3.33,e/d=0.5查教材线算图7-2 x1=0.59,x2=0.3=(16-1)×0.17×4.87×0.59=7.320m2=(16-1)×0.17×3.534×0.3=2.703m2=7.320+2.703=10.203 m22) 后水冷壁（图三）DC+BC-1.5（烟窗高度）=3.85+2.28-1.5=4.63AB=3.32S=0.17，d=0.051,e

16、=0.0255,n=16(根)，S/d=3.33,e/d=0.5查图7-2 x1=0.59,x2=0.3=(16-1)×0.17×4.63×0.59=6.965m2=(16-1)×0.17×3.32×1=2.598 m2=6.965+2.598=9.653 m23)烟窗S=0.34，d=0.051,l=1.5m,x=1,n=8, =(n-0.5)S/x=(8-0.5)×0.34×1.5×1=3.825 m24)侧水冷壁（图四）A=（7.300-2.300）+（7.587-2.300）×0.5&#

17、215;1.050=5.40m2B=(7.640-3.956)+(7.809-3.956)×0.5×0.630+0.5×0.63×0.9 =2.374+0.284=2.658 m2C=(2.300-1.100)×1.05=1.26m2由S=0.105，d=0.051,e=0.065,S/d=2.06,e/d=65/51=1.275得x1=0.87，x2=0.3=(5.40+2.658)×0.87=7.011 m2=1.26×0.3=0.378 m2=0.378+7.011=7.389 m2图二、前、顶水冷壁结构示意图 图三、

18、后水冷壁结构示意图图四 炉膛受热面计算简图 (8)炉膛有效辐射层厚度=3.6Vl/Fl=3.6×59.52/126.52=1.694 m(9)燃烧面与炉墙面积之比=R/ Fb Z=18.432/108.088=0.170（10）总有效辐射受热面积 =+2+=10.2039.563+2×7.389+3.825=38.369 m2名称符号单位计算公式或依据数值收到基燃料低位发热值kJ/kg已知18187燃料消耗量kg/s同前0.6092计算燃料消耗量kg/s同前0.5361保热系数kJ/kg同前0.977炉膛出口过量空气系数已知1.50炉膛漏风系数已知 0.1冷空气焓同前203

19、.1热空气温度已知150热空气焓kJ/kg查焓温表959空气带入炉内热量kJ/kg（）+=（1.50-0.1）×959+0.1×1841363炉膛有效放热量kJ/kg19146理论燃烧温度查焓温表1449理论燃烧绝对温度K+273=1599+2731722炉膛出口烟温先假定，后校核1100炉膛出口烟焓kJ/kg查焓温表14087炉膛出口绝对温度K+273=1100+2731373烟气平均热容量kJ/(kg·)14.5烟气中水蒸气容积份额见烟气特性表0.038三原子气体的容积份额见烟气特性表0.169三原子气体总分压力MPa=0.169×0.10.0169

20、三原子气体辐射力m·MPa=0.0169×1.6940.286三原子气体辐射减弱系数1/( m·MPa) 10(1.223烟气密度Kg/取定值1.3烟气灰粒平均直径m取定值20每1kg燃料烟气量kg/kg11.30a=1-38.80/100+1.30×1.5×5.1310.62烟气中灰粒无因次浓度38.80×0.2/100/10.620.0073灰粒减弱系数1/( m·MPa)43000×1.3×0.0073/0.448焦炭粒等的修正系数1/( m·MPa)0.3固体颗粒减弱系数1/( m

21、83;MPa)0.448+0.30.748气体介质吸引力kp()p=（1.223+0.748）×0.1×1.6940.334火焰黑度11-0.284炉膛水冷程度0.355炉膛系统黑度 0.555波尔慈曼准则1.718管外壁灰污系数(·)/kW取用2.6炉膛辐射受热面吸热量kJ/kg（)=0.978×（18187-14087）4010辐射受热面热流密度kW/=0.5361×4010/38.36956水冷壁管外积灰层表面温度K=2.6×56+191.61+273610.2系数m=0.1404计算值(1/+m)(1/+m)=1.718

22、15;（1/0.555+0.1404）2.47无因次炉膛出口烟温查线算图7-80.79烟膛出口绝对烟温K=0.71×17221360炉膛出口烟温273=1360-2731087炉膛出口烟焓kJ/kg=1.5查焓温表13904炉膛辐射换热量kJ/kg ()=0.978（18187-13904）4189燃烧面热强度kW/=601.1燃烧室热强度kW/=186.1实际辐射受热面热流密度kW/ =58.53五、防渣管计算（一）防渣管管束计算名称符号单位计算公式或依据数值管径dm0.051横向节距m0.12纵向节距m0.12受热面面积Hndl=24×3.14×0.051&#

23、215;1.55.765烟气流通截面平均高度am1.05烟气流通截面面积F ab-nda=1.05×2.85-24×0.051×1.051.707管间有效辐射层厚度 m 0.278比值- 2.35（二）防渣管热力计算名称符号单位计算公式或依据数值进口烟温,过热器出口烟温1087进口烟焓I,kJ/kg13904出口烟温,先假定，后校核1000900800出口烟焓I,kJ/kg=1.5查焓温表12681112969931烟气侧放热量QrpkJ/kg（I,-I,+I0lk）122326083973管内工质温度tp=15大气压时的饱和温度197最大温差tmax,-t890最小温差tminV,-t80