低温省煤器课程设计..

1、中固康家大厚妙”律防China University Of Mining And Technology Yinchuan College课程设计学年学期院 系：机电动力与信息工程系专 业：热能与动力工程学生姓名：学号： 课程设计题目低温省煤器起迄日期：指导教师下达任务书日期省煤器是利用锅炉尾部烟气的热量加热锅炉给水的设备。省煤器是 现代锅炉中不可缺少的受热面，一般布置在烟道内，吸收烟气的对流传 热，个别锅炉有与水冷壁相间布置的，以用来吸收炉内高温烟气的辐射 热。排烟损失是锅炉运行中最重要的一项热损失，一般约为 5%-12% 占锅炉热损失的60%-70%影响排烟热损失的主要因素是排烟温度，一 般

2、情况下，排烟温度每增加10C,排烟热损失增加0.6%-1%,相应多 耗煤1.2%-2.4%。若以燃用热值2000KJ/KG煤的410t/h高压锅炉为例， 则每年多消耗近万吨动力力煤，我国火力发电厂的很多锅炉排烟温度都 超过设计值，约比设计值高20-50Co所以，降低排烟温度对于节约燃 料和降低污染具有重要的实际意义， 实践中以降低排烟温度为目的的锅 炉技术改造较多。但由于大多数电厂尾部烟道空间太小，防磨、防腐要 求较高，引风机的压头裕量不大等实际情况。为了降低排烟温度，减少 排烟损失，提高电厂的运行经济性，可考虑在烟道上加装低温省煤器。 低温省煤器的具体方案为：凝结水在低温省煤器内吸收排烟热量

3、，降低 排烟温度，自身被加热、升高温度后再返回汽轮机低压加热器系统，代 替部分低压加热器的作用。在发电量不变的情况下，可节约机组的能耗。 同时，由于进入脱硫塔的烟温下降，还可以节约脱硫工艺水的消耗量。 低温省煤器能提高机组效率、节约能源。目录摘要第一章绪论11.1 锅炉课程设计的目的和意义 11.2 研究本课题的现状和发展趋势 1第二章低温省煤器设计32.1 低温省煤器设计参数 32.2 锅炉结构示意图42.3 低温省煤器结构计算52.3.1 低温省煤器作用52.3.2 低温省煤器的结构计算62.4 低温省煤器热力计算6第三章低温省煤器计算结果113.1 基本尺寸汇总 113.2 热力计算汇总

4、 12第四章结束语15参考文献16第一章绪论1.1 锅炉课程设计的目的和意义锅炉课程设计是锅炉原理课程的重要教学实践环节，通过课程设计，使我对锅 炉原理课程的知识得以巩固、充实和提高，提高感性认识，增强动手能力，为以后 的毕业设计打下夯实的基础。并使我掌握锅炉机组的热力计算方法，初步具有综合 考虑锅炉机组整体设计与布置的能力。并培养了我们对工程技术问题的严肃认真， 踏实负责的态度。锅炉课程设计将我们在课堂里面学习到的知识，提升到了另一个 层次，将零散的知识链接到了一起。1.2 研究本课题的现状和发展趋势低温省煤器能提高机组效率、节约能源。已在国内几十家电厂的上百台机组上 安装了这种低压省煤器的

5、系统。通辽发电总厂3号锅炉系哈尔滨锅炉厂生产的 HG-670/140-HM12型超高压自然 循环煤粉炉，配200MM轮发电机组，于1989年11月投产运行。机组投产后,锅炉排 烟温度始终在160170c运行，相对300MVW 600MWL组锅炉的130140c排烟温度 高很多。2002年电厂在3号锅炉尾部空气预热器后安装东北电力科学研究院锅炉所 设计的余热回收系统；吸收排烟余热，锅炉排烟温度降低到135c左右，显著提高了 全厂热经济性指标，达到节煤、降耗的目的。山东某龙口电厂，两台容量100MWJ电机组所配锅炉是武汉锅炉厂设计制造的 WGZ410/10+10型燃煤锅炉，由于燃用煤种含硫量较高，

6、且锅炉尾部受热面积灰、 腐蚀和漏风严重，锅炉排烟温度高达170C,为了降低排烟温度，提高机组的运行经 济性，在尾部加装了低温省煤器。国外低温省煤器技术较早就得到了应用。在苏联 为了减少排烟损失而改装锅炉机组时，在锅炉对流竖井的下部装设低温省煤器供加 热热网水之用。德国Schwarze Pump皿厂2X855MW1煤发电机组在静电除尘器和烟 气脱硫塔之间加装了烟气冷却器，利用烟气加热锅炉凝结水，其原理同低温省煤器 一致。德国科隆Nideraussem1000MW:褐煤发电机组采用分隔烟道系统充分降低排烟 温度，把低温省煤器加装在空气预热器的旁通烟道中，在烟气热量足够的前提下引 入部分烟气到旁通烟

7、道内加热锅炉给水。日本的常陆那珂电厂采用了水媒方式的管式GGH烟气放热段的GG附置在电气除尘器上游，烟气被循环水冷却后进入低温除 尘器（烟气温度在90100c左右），烟气加热段的GGHF置在烟囱入口，由循环水 加热烟气。烟气放热段的GG的原理和低温省煤器一样。第二章低温省煤器设计2.1低温省煤器设计参数. 一，1 .进口烟气温度 .%=3662 .进口 烟气始 hyxs =4561.13kJ/kg.''3 .出口烟气温度ls=315C4 .出口 烟气始 hyxs =388.64kJ/kg5 .吸热量 Qxsdl =666.86kJ/kg6 .出口 水始 hss =994.38k

8、J/kg7 .出口 水温度 tss=230.48C8 .进口水温度 tss=215C9 .计算燃料量 Bj =26591.95kJ/kg10 .理论空气量 v0=6.0611m3/kg11灰粒平均直径 dn =1312 .保热系数 . =0.994513 .锅炉额定蒸发量D=220t/h2.2 锅炉结构示意图图2-1A-炉膛；B-水平烟道；C-尾部烟道；1-屏式过热器；2-高温过热器；3-低温过热器;4-高温省煤器；5-高温空气预热器；6-低温省煤器；7-低温空气预热器本课程设计的对象是6-低温省煤器2.3 低温省煤器的结构计算2.3.1 低温省煤器作用低温省煤器就是锅炉尾部烟道中将锅炉给水加

9、热成汽包压力下的饱和水的受热 面，由于它吸收的低温烟气的热量，降低了烟气的排烟温度，节省了能源，大大提 高了效率。排烟损失是锅炉运行中最重要的一项热损失，一股约为5%-12%,占锅炉热损失的60%-70%,影响排烟热损失的主要因素是排烟温度，一般情况下，排 烟温度每增加10C,排烟热损失增加0.6%-1%,相应多耗煤1.2%-2.4%。若以燃 用热值2000KJ/KG煤的410t/h高压锅炉为例，则每年多消耗近万吨动力力煤，我国 火力发电厂的很多锅炉排烟温度都超过设计值，约比设计值高2050C。所以，降低 排烟温度对于节约燃料和降低污染具有重要的实际意义，实践中以降低排烟温度为 目的的锅炉技术

10、改造较多。但由于大多数电厂尾部烟道空间太小，防磨、防腐要求 较高，引风机的压头裕量不大等实际情况。为了降低排烟温度，减少排烟损失，提 高电厂的运行经济性，可考虑在烟道上加装低温省煤器。2.3.2 低温省煤器的结构计算1 .横向节距比d 3290一 二2.812 .纵向节距比二 2 二2=48 =1.5d 323 .受热面积Axs =n2Rpj 二 pl =3215+16、2 产3.14父0.032父7.68父2 = 765.51cm24 .烟气流通面积Ay -2 1.44 7.68 -16 0.032 7.4814.46 m25 .水流通面积As =2 15 16 3.140.0242422

11、2 = 0.112m6 .烟气有效辐射层厚度s =0.9d竺曰 _11=0.126m （注：d单位为 m）2.4低温省煤器的热力计算1 .进口烟气温度Sxs -366 C2 .进口烟气温燃hyxs =4561.13kJ/kg3 .出口烟气温度Sxs -315 C4 .出口烟气燃查始温图知 hyxs =3876.73kJ/kg5 .低温省煤器对流吸热量Qxsdl =666.861kJ/kg6 .进口给水始查附录B-6、B-7按低温省煤器入口压力p=11.57MPa查得 , , _ _ _ 一 一一hxs =992.7kJ/kg xshXs = Qxsdl -j hxs = 666.86 2659

12、1.95 992.7 = 1073.3kJ/kg D220 10008 .出口水温度"c 一txs =230.48 C9 .烟气流速pj二xs . '：xs2366 3152= 340.5 CBjVy、j 273 wy = =9.712 m/s3600 273 Ay10 .烟气侧对流放热系数ads =a°CzCsCw 查标准线算图12得到a。=76W/(m2 ：C)Cs =0.93, ,Cz=0.9, ,0.93 d2ads =76M0.93M0.9M0.93 =59.16W/(m C)11烟气压力p =0.1MPa12 .水蒸气容积份额查表2-9烟气特性表得 乜。

13、=0.0739813 .三原子气体和水蒸气容积总份额查表2-9烟气特性表得 r = 0.202414 .三原子气体辐射减弱系数Rq =10.20.78 1.6 凡。-1 1 -0.37Tpj10.2rps1000 JRq =10.20.78 1.6 0.07398-1 1-0.37”;10.2父 0.2024m 0.1m 0.126人222.741000 JTpjtxs txs 230.48 215r=222.74 CRq =4.359 1/(m MPa)15 .灰粒的辐射减弱系数Rh 二559003 ,七 2732dl2=140.0361 1/(mM Pa)16 .烟气质量飞灰浓度查表2-9

14、烟气特性表得 Ny = 0.021kg/m 317 .烟气的辐射减弱系数R=Rqr 十%与=4.395父0.02024+140.0361 父0.021 =3.83 1/(m MPa)18 .烟气黑度a=1_e&ps =1_e383 0026 =0.047t.= ihbxstXs , txs一 219 .管壁灰污层温度215 230.49。+ 25 = - +25 = 247.75 C20 .烟气侧辐射放热系数aXs =a0a =76父0.047 =3.572W/ (nf ：C)21 .修正后的烟气侧放热系数'faxs=1 +0.40.25%j +2731000Lqs、0.071

15、Lgs0.25,0.07fclc/340.5 + 273、f 1.4。axs =3.572 1+0.4 i i=4.834 Wl/ ( m C)<1000) (1.44 J22 .烟气侧放热系数axsl = 4axs +a；s )查附录 B-5 取 = =0.8axsi =0.8(4.834 + 59.159)=51.194 W/ ( nf C )23 .污染系数Csf为修正系数取1 %及C查附录A-13得.=18 （itf ：C） /WCd =0.46；=0.46 1 18=8.2824 .平均传热温差纯=葭-txs =366 -230.49 =135.51 C xs xstx =3x

16、s -txs =315215 =100 C x xs xsLstd - tx135.51 -100ln典100= 116.857 C25 .传热系数Kxs51.1591axsl1 8.28 51.194= 0.12 W/ (m2 -C)26 .低温省煤器对流吸热量Qxsd23.6Kxs.：txsAxs 3.6 0.12 116.857 765.51 3600Bj26591.95 1000=5.232kJ/kg27 .计算误差& =txs tss = 230.48 234.08 =3.6 C <10C 28低温省煤器性能保证tXs - tss = & < ±

17、10 C低温省煤器出口水温度与高温省煤器进口水温度差值小于正负土 10c出口烟气制鹿C避口烟气辞意-的6 C基n长酣庠一团丁匚图2-2第三章低温省煤器3.1 低温省煤器基本尺寸汇总表1厅P名称符号单位公式结果1布置错列逆流双面进水双层管圈2管子尺寸dmm给定*32x43横向节距S1mm给定904横向节距比仃1S/d2.815纵向节距S2mm给定486纵向节距比0r2S2d1.507横僦卜数n1给定628纵僦卜数/给定329受热面积Axsm2=32M f15 + 16 314M 0.032父 7.68父 21 2 J765.5110烟气流通向 积Am22 “1.44父 7.68 -16父 0.0

18、32父 7.48)14.4611水流迎囿枳Asm22,0 0242 一 一2M(15+16A3.14M2240.11212烟气有效辐 射厚度sm0.9d -J2-1 (注：d 单位为 m)0.12613管束前及管 束问气室深 度Lqsm给定1.414管束深度Lgsm给定1.443.2 低温省煤器热力计算汇总表2序 号名称符 号单位公式结果1进口烟气温 度='Sxs xsC高温空气预热器出口烟温3662进口烟气燃' hyxskJ/kg局温空气预热器出口烟气燃4561.133出口烟气温 度&xs xsC给定3154出口烟气燃,'' hyxsC查始温表3898

19、.645低温省煤器 对流吸热量QxsdlkJ/kg中(hyxs - h；xs +* )666.8616进口给水温 度, txsC给定2157进口给水始.' hxskJ/kg附录B-6,B-7按入口压力 p=11.57MPa992.78出口水始.'' hxskJ/kg,"Bj hxs - QxsdlhxsD1073.39出口水温度一'' txsC查附录B-6, B7,按出口压力p=11.20Mpa230.4910烟气流速Wym/sBjVy(3pj +273)Wy -3600M 273MAy9.71211烟气侧对流 放热系数d axs2W/m2 -

20、Ca0CzCsCw查标准线算图1259.15912烟气有效辐sm查表1低温省煤器结构0.126射层厚度13烟气压力PMPa给定0.114水蒸气容积 份额rH2O查表2-9烟气特性表0.0739815三原子气体 和水蒸气容 积总份额r查表2-9烟气特性表0.202416三原子气体 辐射减弱系 数Rq1/m MP aRq =10.20.78+1.6父后夕Tpj,2 -1 !11-0.37J<10.2rps人1000)4.39517灰粒的辐射 减弱系数Rq1/m MP ac55900R 12 93包+2732d；140.036118烟气质量飞 灰浓度Nykg/m3查表2-9烟气特性表0.021

21、19烟气的辐射 减弱系数R1/m MP aR=Rr十也3.83020烟气黑度a1-e*ps0.04721管壁灰污层 温度thbxsCt _ 6txs _txs)1+ 25thbxs 225247.7522烟气侧辐射 放热系数fa xs2W/m2 -Ca0a3.57223修正后的烟气侧辐射放热系数'f a xs2W/m2 -Cra；s =. +273、,0.25i'L '071+0.4 pj、< 1000 )iLgs j 一4.83424烟气侧放热 系数axsl2W/m2 -C-（醍 垢）（其中.为利用系数查附录B-5得=0.8）51.194425污染系数,=CdCsfF8.2826平均传热温 差citd - Atxtxs =A +醺lnMx116.5727传热系数sKxsaxaxslKxs 1 + 8axsl0.1228低温省煤器 对流吸热量Qxsd2kJ/kgc _3.62txsAxsQxsd2Bj5.2329器进口水温'' tssC查表4-13高温省煤器的热力计算234.0830计算误差tC'''& = txs - tss3.6第四章结束语在拿到了自己的