锅炉课程设计计算书

1、锅炉课程设计一设计 任务书1.额定蒸发量 D = 35 t/h 2. 蒸汽压力 p= 2.5 M(表压)3. 蒸汽温度 = 350 4.给水温度 = 1055冷空气温度 = 30 6.空气预热温度 = 1657.排烟温度 = 185 8.排污率 = 59.燃料特性： 燃料种类： 类烟煤； 燃料应用基成分：（见下表） 燃料应用基成分 （表-1）成分煤种CHONSWA合计淮南烟煤57.423.817.160.930.468.8521.3738.48100一：锅炉燃料与燃烧计算 锅炉受热面得过量空气系数及漏风系数 （表-2）序 号锅炉受热面入口过量空气系数漏风系数出口过量空气系数123456炉膛凝渣

2、管蒸汽过热器锅炉管束省煤器空气预热器1.401.501.501.551.651.750.1000.050.100.100.101.501.501.551.651.751.85：理论空气量、理论烟气容积的计算1.理论空气量： =0.0889（+0.375）+0.265-0.0333=0.0889（57.42+0.375×0.46）+0.265××7.16=5.891 /2.三原子气体容积：=0.01866×（+0.375） =0.01866×（57.42+0.375×0.46） =1.075 /3.理论氮气容积： =0.79+0.8&#

3、215;=0.79×5.891+0.8×=4.661 /4.理论水蒸气容积：=0.111+0.0124+0.0161=0.111×3.81+0.0124×8.85+0.0161×5.891=0.627 /5.理论烟气量： =+=1.075+4.669+0.627=6.371 /：理论空气量 理论烟气容积的计算汇总 （表-3） 序号名 称符号单 位计 算 公 式结 果1理论空气量/0.0889（+0.375）+0.265-0.03335.8912三原子气体容积/0.01866（+0.375）1.0753理论氮气容积/0.79+0.8×4

4、.6614理论水蒸气容积/0.111+0.0124+0.01610.6275理论烟气量/+6.371：各受热面烟道中烟气特性表 （表-4) 序号名 称符号单位计 算 公 式炉膛与凝渣管蒸汽过热器锅炉管束省煤器空气预热器1平均空气过量系数1.501.5251.601.701.802实际水蒸气容积/+0.0161(-1) 0.6740.6770.6840.6930.7033烟气总容积/+(-1) 9.3569.5089.95510.55311.1524容积份额/0.11490.11310.10800.10190.09645O容积份额/0.07200.07470.06870.06570.06306三

5、原子气体总容积+0.18690.18780.17670.16760.1536：1N 气体 空气及1灰焓 （表-5） （）(KJ /N)(KJ /N)(KJ/ N)(KJ /N)(KJ /N)(KJ /)1002003004005006007008009001000110012001300140015001600170018001900200021002200170357559772994122514621705195222042458271729773239350337694036430545744844511553871302603925276648049481094124213921544

6、169718532009216623252484264428042965312732891322674075516998501004116013181478163818011964212822942460262927972967313833093483151304463626795969114913341526172319252132234425592779300232293458369039264163440213226640354268483097811291282143715951753191420762239240325672731289930993234340281169264360

7、4585606627678759841097120613611583175818762064218623862512：烟气温焓表 （表-6） =+(a-1) kJ/=1.075=4.669=0.627+=5.891a=1.50a=1.55a=1.65a=1.75a=1.851234567891011100200300400182.8383.8600.9830.0605.91211.91827.12456.394.7190.6290.3392.5883.41786.32718.33678.7777.61567.02374.13192.92804.9426.195754.11466.62961.6

8、4498.96073.41528.53085.44684.75006007008009001068.61318.01571.71832.92098.43094.93747.44418.65099.15789.0498.5607.6720.4836.4956.84662.05671.96710.77768.48844.24029.44889.55761.46650.97552.39591.411093.912620.49879.511426.412998.07281.18850.110455.67684.1100011001200130014002369.32642.42920.83200.33

9、481.96488.17196.67909.78636.89363.91080.31207.01336.81469.71604.59937.711046.012167.313306.814450.38465.49396.110326.911275.412229.714170.415744.117330.818944.520565.214593.716213.9150016001700180019003765.74051.74338.74627.94917.110095.710836.811577.912323.713069.41742.41822.32024.62168.22313.61560

10、3.816770.817941.219119.820300.113189.914156.115122.216088.317078.022198.823848.925502.327164.028839.1二 锅炉热平衡及燃料消耗量计算：锅炉热平衡及燃料消耗量计算1.燃料低位发热量： =4.18781C+246H-26(O-S)-6W=4.18781×57.42+246×3.81-26(7.16-0.46)-6×8.85=22446.4 kJ/2.冷空气理论焓： = =5.891×39.6=233.3 kJ/3.排烟温度 = 185 （设计给定）4.排烟焓：

11、根据=1.85 查 （表-6）有=100 =1544.4 kJ/ =200 =3118.3 kJ/用内插法有 =185 时=+=+1544.4 =2882.2 kJ/5.固体不完全燃烧热损失：查注（二）表3-2有 = 10 ()6.气体不完全燃烧热损失：查注（二）表3-2有 = 1.5 ()7.排烟热损失： =（100-） =（100-10） =9.83 ()8.散热损失：查注（二）表3-4有 = 1.0 ()9.灰渣物理热损失：查 李加护锅炉课程设计表2-4取=0.1， 取=600，和式2-12，查叶江明电厂锅炉原理及设备表2-10有=561 kJ/ =0.1×21.37×

12、;561/100=119.89 kJ/ =/=119.89/22446.4= 0.54 ()10.锅炉总热损失：=+ =9.83+1.5+10+1.0+0.54 =22.87 ()11. 锅炉热效率：=100-=100-22.87=77.13 ()12. 过热蒸汽焓：取P=2.5M = 350 查附表3有 =340 =3105.3 kJ/ =360 =3151.0kJ/用内插法有 =350 时=+=+3105.3 =3126.45 kJ/13. 饱和水焓：取P=2.5+0.1=2.6M 查附表2有 =971.2 kJ/14.给水焓 = 105 查 李加护锅炉课程设计表B-7有= 2 M=100

13、 =420.5 kJ/ =120 =505.0 kJ/用内插法有= 105 时=+=+420.5 =441.63 kJ/=3M=100 =421.2 kJ/ =120 =505.7 kJ/用内插法有= 105 时=+=+421.2 =442.33 kJ/用内插法有P = 2.5M 时=+=+441.63 =442.0 kJ/15锅炉有效利用热： =D×=35×（3126.45-442.0）+5%×35× (971.2-441.98)=94860360 kJ/h16.燃料消耗量： =5479.9 kJ/h17.计算燃料消耗量：=（1-）=5479.9

14、15;（1-）=4931.9 kJ/h18.保热系数：=1-=0.987：锅炉热平衡及燃料消耗量计算汇总表 （表-7）序号名称符号单位计 算 公 式数值1燃料低位发热量kJ/4.18781C+246H-26(O-S)-6W22446.42冷空气温度设计给定303冷空气理论焓kJ/233.34排烟温度设计给定1855排烟焓kJ/根据=1.85 查 （表-6）2882.26固体热损失%查注（二）表3-2有 = 10107气体热损失%查注（二）表3-2有 = 101.58排烟热损失%（100-）9.839散热损失%查注（二）表3-4有1.010灰渣物理热损失%查 李加护锅炉课程设计表2-4119.8

15、911锅炉总热损失%+22.8712锅炉热效率%100-77.1313过热蒸汽焓kJ/按P=2.5M 查附表33126.4514饱和水焓kJ/取P=2.5+0.1=2.6M查附表2971.215给水焓kJ/查李加护锅炉课程设计表B-7442.016锅炉有效利用热kJ/hD9486036017燃料消耗量kJ/h5479.918计算燃料消耗量kJ/h（1-）4931.919保热系数1-0.987三 炉膛热力计算：炉膛结构设计计算1. 燃料低位发热量：=22446.4 kJ/2. 燃料消耗量： =1.522 /s3. 计算燃料消耗量 =1.370 /s4. 查工业锅炉手册表3.1-3有炉排热负荷：

16、=7001050 kw/ 取=950 kw/ 炉膛容积热负荷 ：=232.6348 kw/ 取=280 kw/5. 炉膛容积：V=122.0 6. 炉排面积：R=36.0 7. 查工业锅炉手册表3.1-12可选炉排为8500×4520 mm（横梁式）取有效宽度为b=4420 mm.则有效长度l=8145mm8. 炉膛结构尺寸计算：1 查工业锅炉手册表3.1-11（表-7）名 称符 号 类 烟 煤前拱高度（m）1.62.6前拱遮盖炉排长度（m）(0.10.3)L后拱高度（m）0.91.3后拱遮盖炉排长度（m）(0.250.55)L后拱倾角12°18°后拱至炉排面最小

17、高度（m）0.40.552 取上炉排为0势面，A，I标高为同高 500 mm3 后拱长：取（MN）=0.5L=0.5×8145=4070 mm4 取后拱倾角为12°，则B点标高为B=MN12°=1365 mm5 取C，F同标高为2800 mm6 取BC倾角55°，DE倾角15°，GF倾角25°7 前拱遮盖炉排长度为：(JK)=0.3L=0.3×8145=2445 mm8 取JKKL=12 则Jk=815 mm，kL=1630 mm9 LM=L-（JL+MN）=8145-（2445+4070）=1630 mm10 CO=100

18、5 mm8. 炉膛结构计算. V=122.0 由炉排型号综合考虑，取炉膛宽为5000 mm .侧墙 =24.4 . =（0.5+1.365）×4.07×=3.8. =0.72. =2.8×（8.145-4.07-2.445）=4.56. =（0.5+0.88）×0.815×=0.56. =（1.859+2.8）×1.63×=3.80. =×2.635×2.635= 0.93=-（+）=24.4-(3.8+0.72+4.56+0.56+3.8+0.93) =10.03. 求出第7区的高度为：=3.806 E

19、点标高为：2800+3806=6606 mm D点标高为：6606+2635=7132 mm 后墙： AB=4.161 m BC=1.752 m CD=7.312-2.800=4.512 m =(0.5+4.161+1.752+4.512) ×5=54.63 . 前 顶墙： IH=0.899 m HG=1.859-0.88=0.979 m GF= =1.882 m FE=6.606-2.800=3.806 m ED=2.728 m =(0.5+0.899+0.979+1.882+3.806+2.728) ×5=53.97 . 炉壁总面积：=2×+=2×2

20、4.4+54.63+53.97=157.4 . 炉膛有效辐射受热面： 前墙覆盖耐火涂料标高取为3.300 m,则水冷壁曝光面长度为：=DE-EF-(3.3-2.8)=2.728-3.806-(3.3-2.8 )=6.034 m 耐火涂料覆盖长度为： =（ED+DF+FG+GH+HI）-=（2.728+3.806+1.882+0.979+0.899）-6.034 =4.26 m 取水冷壁：s=170mm d=51mm e=25.5mm n=28根 则 =3.33 =0.5 查教图7-2有 =0.59 =1 =（28-1）×0.17×6.034×0.59=16.34

21、=（28-1）×0.17×4.26×1=19.55 查教表7-1 =0.6 =0.2=+=0.6×16.34+0.2×19.55=13.71 后墙：烟窗高取1.5mDC+CB-1.5=4.512+1.752-1.5=4.76 mAB=4.161 mS=170mm d=51mm n=28根 e=25.5 =3.33 =0.5查教图7-2有 =0.59 =1 =（28-1）×0.17×4.76×0.59=12.89 =（28-1）×0.17×4.161×1=19.10 查教表7-1 =0.

22、6 =0.2=+=0.6×12.89+0.2×19.10=11.55 烟窗: S=340mm d=51mm h=1.5 x=1 n=14根 =0.6 =（n-0.5）×s×h×x=(14-0.5) ×0.34×1.5×1=6.63 =0.6×6.63=3.98 侧墙：于后拱处设观火孔讲水冷壁分左右两部分，如图左侧下集箱标高为0.5m，右侧下集箱与后拱同高1.365m观火孔取一砖（230mm）有RS=2635-1005=1400 mm=1.4 mP点标高为6.606+1.4=6.981 mQ点标高为6.60

23、6+1.63=7.043 m=(EL+JM) ×LM×=(6.606-0.5+6.981-0.5) ×1.4× =8.81 =(7.043-1.365+7.312-2.8)×1.005×=5.12 =1.4×0.5=0.7 水冷壁布置为： S=105mm d=51mm e=65mm 则 =2.06 =1.375 查教图7-2有 =0.87 =1=（+）×=（8.81+5.12）×0.87=12.1 =×=0.7×1=0.7 查教表7-1 =0.6 =0.2=+=0.6×12.

24、1+0.2×0.7=7.4=+2=13.71+11.55+3.89+2×7.08=43.95 炉膛平均热有效系数： =0.284 炉膛有效辐射层厚度： s=2.27 m . 燃烧面与炉墙面积之比： =0.229 . 辐射受热面面积： =+2（+） =16.34+19.55+12.89+19.10+6.63+2×（12.1+0.7） =100.11 . 炉膛热力计算1. 燃料低位发热量：=22446.4 kJ/2. 燃料消耗量： =1.522 /s3. 计算燃料消耗量： =1.370 /s4. 保热系数： =0.9875. 炉膛出口过量空气系数：=1.56. 炉膛漏

25、风系数=0.107. 冷空气焓：=233.3 kJ/8. 热空气温度：=160 9. 热空气焓：查表6有 =100 = 777.6 kJ/ =200 =1567.0 kJ/ 内插 =160 时1251.2 kJ/10. 空气带入炉内的热量：=（-）+=（1.5-0.1）×1251.2+0.1×233.3=1775.0 kJ/ 11. 炉膛有效放热量： =22446.6 =23712.6 kJ/12.理论燃烧温度： 取 查表6 =1500 =22198.8 kJ/ =1600 =23848.9 kJ/ 内插=23712.6 kJ/ 时= =1591.7 13. 理论燃烧绝对温

26、度 ：=+273=1591.7+273=1864.7 K14. 炉膛出口烟温：先假后校 =1000 15. 炉膛出口绝对烟温：=1000+273=1273 K16. 炉膛出口烟焓：按1.50 查表6有=14170.4 kJ/17. 烟气平均热容：=16.1 kJ/18. 三原子气体容积份额：=0.1149+0.0720=0.186919. 三原子气体总分压力：=×P=0.1917×0.1=0.01869 20. 三原子气体辐射能力：=0.01869×2.27=0.0424.m21. 三原子气体辐射减弱系数：= = =1.26 （1/.m）22. 烟气密度：=1.4

27、2/23. 烟气灰粒平均直径：=20 查 注（三） 表7-324. 烟气中灰粒无因次浓度：=0.0032 （=0.150.3） 25.灰粒的减弱系数：=70.55 （1/.m）26. 焦炭粒的减弱系数：=10.2 （1/.m） 查 注（三）27. 无因次数：=0.5 查 注（三）28. 无因次数：=0.03 查 注（三）29. 气体介质吸收力：= =0.37230. 火焰黑度：=1-=1-=0.31131. 炉膛黑度：= =0.75732. 系数：M=0.59 （厚煤层） 查 注（三） 表7-233炉膛出口烟气温：=-273 =-273 =1038.5 34. 校核：=38.5100 故假设炉

28、膛出口温度1000正确 故炉膛出口温度为1038.535炉膛出口烟焓：按1.50 查表6 =1000 =14170.4kJ/ =1100 =15744.1kJ/ 内插=1038.5 时=14776.3 kJ/36. 炉膛辐射放热量：=0.987（23712.8-14776.3）=8820.3 kJ/37. 辐射受热面热强度：=119.6 kw/：炉膛热力计算汇总表 表-8 序号名称符号单位计算公式数值1燃料低位发热量kJ/燃料特性22446.42燃料消耗量：/s1.5223计算燃料消耗量：/s1.3704保热系数锅炉热平衡计算 表-60.9875炉膛出口过量空气系数给定1.56炉膛漏风系数给定

29、0.107冷空气焓kJ/锅炉热平衡计算 表-6233.38热空气温度设计给定，再校核1609热空气焓kJ/查表61251.210空气带入炉内的热量kJ/（-）+1775.011炉膛有效放热量kJ/23712.612理论燃烧温度取 查表61591.713理论燃烧绝对温度K+2731864.714炉膛出口烟温先假后校100015炉膛出口绝对烟温K980+273127316炉膛出口烟焓kJ/按1.50 查表614170.417烟气平均热容：kJ/16.118三原子气体容积份额烟气特性表0.186919三原子气体总分压力P0.0186920三原子气体辐射能力.m0.042421三原子气体辐射减弱系数1

30、/.m1.2622烟气密度/1.4223烟气灰粒平均直径查 注（三） 表7-32024烟中灰粒无因次浓度 （=0.150.3）0.003225灰粒的减弱系数1/m70.5526焦炭粒的减弱系数1/m查 注（三）10.227无因次数查 注（三）0.528无因次数查 注（三）0.0329气体介质吸收力：0.37230火焰黑度1-0.31131炉膛黑度0.75732系数M厚煤层查 注（三）表7-20.5933炉膛出口烟气温1038.534校核=43.6100 假设正确38.535炉膛出口烟焓kJ/按1.50 查表614776.336炉膛辐射放热量 kJ/8820.3 37辐射受热面热强度kw/119

31、.6四.凝渣管结构设计及热力计算1 凝渣管结构设计计算1. 第1 、第2排 错列 =340mm d=51mm n=14根/排，则=6.67 查教图7-2有 =0.21 受热面积=3.14×0.051×1.5×2×14=6.73 2 烟气通流截面积=4.98×1.5-14×1.5×0.051=6.40 2. 第3 、第4排 顺列 =170mm d=51mm n=28根/排 则=170/51=3.33查教图7-2有 =0.411 受热面积=3.14×0.051×1.5×2×28=13.46

32、 2 烟气通流截面积=4.98×1.5-28×1.5×0.051=5.333. 凝渣管 总受热面积=+=6.73+13.46=20.19 . 烟气通流截面积:= =5.46 . 凝渣管受炉膛辐射面积：=4.59×1.5=6.89. 凝渣管角系数：=1- =1- =0.78. 凝渣管有效辐射面积：=0.78×6.89=5.37 . 横向平均节距：=（+）/（+） =(0.34×6.73+0.17×13.46)/（6.73+13.46） =0.227 m. 纵向节距： =0.18 m 如图 SHL35-8-03烟气有效辐射层厚度

33、:S=0.9=0.9×=0.873 . 比值：=4.45 =3.532 . 凝渣管热力计算1. 进口温度：=1038.5 炉膛出口温度2进口烟焓：=14776.3 kJ/ 炉膛出口烟焓3. 出口温度： 先假设后校核 1000 4. 出口烟焓： 按=1.50 查表6有 =14170.4 kJ/ 5. 烟气侧对流放热量：=0.987（14776.3-14170.4）=605.9 kJ/ 6. 平均烟温：=1019.3 7. 管内工质温度： 取P=2.5+0.1查附表2有 =226 8. 最大温压：=-=1038.5-226=812.5 9. 最小温压：=-=1000-226=774 10

34、.平均温压：=（+）=（812.5+774）=793.3 11烟气流速：= =10.76 m/s 12.水蒸气容积份额：=0.0720 烟气特性表 4 13.三原子气体容积份额：=0.1869 烟气特性表 4 14.凝渣管错列部分： 条件对流放热系数：查教线图7-11 =0.080kw/ 修正系数： 查教线图7-11 =0.81 修正系数： 查教线图7-11 =0.91 修正系数 查教线图7-11 =0.95 错列部分对流放热系数：=0.080×0.81×0.91×0.95 =0.0560 kw/15.凝渣管顺列部分：条件对流放热系数：查教线图7-12 =0.07

35、0 kw/ 修正系数： 查教线图7-12 =0.903 修正系数： 查教线图7-12 =0.90 修正系数 查教线图7-12 =1 顺列部分对流放热系数：=0.070×0.903×0.90×1 =0.0569 kw/16. 对流放热系数：= =0.0566 kw/17.管壁积灰表面温度： 查教 式7-15 =226+80=306 18.条件辐射放热系数：=0.202 kw/ 查教线图7-1819.不含灰辐射修正系数：=0.93 查教线图7-1820.三原子气体总分压：=p=0.01869 见表421.三原子气体辐射能力：=0.01869×0.873=0.

36、0163 kw/22.三原子气体辐射减弱系数：= = =2.061 （1/.m）23.气体介质吸收率：=2.061×0.1×0.873=0.179924.烟气黑度：=0.164625辐射放热系数：=0.202+0.1646+0.93=0.0309 kw/26.冲刷系数：=1 横向冲刷27.烟气对管壁对流冲刷系数：=（+）=1×（0.0566+0.0309） =0.0875 kw/28.烟窗处炉膛辐射热负荷分布系数：=0.8 注（二）式 7-36d29.凝渣管吸收炉膛辐射热.= =375.0 kJ/30.有效系数：=0.6 注（二）31.传热系数：=0.042 kw

37、/32.传热量：=630.6 kJ/33.误差=×100%=×100%=4.07%5% 故假设温度正确，校核通过。 凝渣管热力计算汇总表 （表-9）序号名称符号单位计算公式数值1进口温度炉膛出口温度1038.52进口烟焓kJ/炉膛出口烟焓14776.33出口温度先假设后校核10004出口烟焓按=1.50 查表614170.45烟气侧对流放热量kJ/605.96平均烟温1019.57管内工质温度按P=2.6 查附表22268最大温压-812.59最小温压-77410平均温压（+）793.311烟气流速m/s10.7612烟气中水蒸气容积份额烟气特性表 3-40.072013三

38、原子气体容积份额烟气特性表 3-40.186914错列部分条件对流放热系数kw/查教线图7-110.082修正系数查教线图7-110.81修正系数查教线图7-110.91修正系数查教线图7-110.95错列部分对流放热系数kw/0.056015错列部分条件对流放热系数kw/查教线图7-120.070修正系数查教线图7-120.903修正系数查教线图7-120.90修正系数查教线图7-121顺列部分对流放热系数kw/0.056916对流放热系数kw/0.056617管壁积灰表面温度查教 式7-75 30618条件辐射放热系数kw/查教线图7-180.20219不含灰气流的辐射修正系数 查教线图7

39、-180.9320三原子气体总分压p见表3-80.0186921三原子气体辐射力m0.01917×0.8730.016322三原子气体辐射减弱系数1/m2.06123气体介质吸收力0.179924烟气黑度0.164625辐射放热系数kw/0.030926冲刷系数 横向冲刷127烟气对管壁的对流放热系数kw/（+）0.087528烟窗处炉膛辐射热负荷分布系数 注（二） 式 7-36d0.829凝渣管吸收炉膛辐射热kJ/375.030有效系数注（二）0.631传热系数kw/0.042 32 传热量kJ/630.6 33 误差×100%5%4.08%故温度假设正确五：蒸汽过热器结

40、构设计及热力计算 ：蒸汽过热器结构设计计算1. 取管子： m2. 横向平均节距：=0.085 m3. 纵向节距：取=0.1 m4. 横向管排数：=54 排 其中顺流52根 逆流56根5. 纵向管排数：=10 排6. 烟气通流截面积：横向=（4.98-54×0.038）×1=7.03 纵向=5.61 7. 受热面积：横向冲刷=54×10×3.14×0.038×1=64.4 纵向冲刷=54×10×3.14×0.038×0.57=36.7 总受热面积+=64.4+36.7=101.1 8. 蒸汽流通截

41、面积：顺流部分=0.0422 逆流部分=0.0392 蒸汽平均流通截面积=（+）=（0.0422+0.0392）=0.0407 9. 管间有效辐射层厚度：0.222 m10. 纵向冲刷当量直径： =0.223 m：蒸汽过热器热力计算1. 进口烟温：=1000 凝渣管出口烟温2. 进口烟焓：=14170.4 kJ/ 凝渣管出口烟焓3. 出口烟温： 先假设后校核 900 850 800 （） 4. 出口烟焓： 按=1.55 查表6 有 =800 =11426.4 kJ/ =900 =12998.0 kJ/用内插法有 =850 时=+=+11426.4 =12762.3 kJ/ 即出口烟焓为： 12998.0 12762.3 11426.4 kJ/5. 烟气放入热量：=0.987（14170.4-+0.05×233.3） = 1168.7 1401.3 2719.8 kJ/6. 辐射不均系数： 取定值 =0.87. 接受炉膛辐射热：=101.0 kJ/8. 过热器进口蒸汽温度： 凝渣管内工质温度 226 9. 过热器进口蒸汽焓： 查附表3 可知 =