锅炉原理课程设计内容

1、锅炉原理课程设计 TOC o 1-5 h z 一、概述 21、锅炉课程设计的目的 22、锅炉课程设计热力计算方法 23、校核热力计算的主要内容 24、整体校核热力计算过程顺序 3 HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 二、热力计算31、热力计算方法 32、锅炉基本资料43、理论空气量、理论烟气容积的计算 64、空气烟气焰65、锅炉热效率及燃料消耗量的估算 86、炉膛校核热力计算 9 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 三、对流受热面和燃烧器的选择 131、屏式过热器132、对流过热器143、燃烧器14 H

2、YPERLINK l bookmark8 o Current Document 四、课设总结15参考文献： 161、锅炉课程设计的目的锅炉课程设计是锅炉原理课程的重要教学实践环节。通过课程设计应达 到以下目的：对锅炉原理课程的知识得以巩固、充实和提高；掌握锅炉机组的热 力计算方法，学会使用锅炉机组热力计算标准方法 ，并具有综合考虑锅炉机 组设计与布置的初步能力；培养学生查阅资料、合理选择和分析数据的能力；培 养学生对工程技术问题的严肃认真和负责的态度。2、锅炉课程设计热力计算方法根据计算任务的不同，可分为设计（结构）热力计算和校核热力计算两种。 本课程设计为设计热力计算，即进行设计新锅炉时的热

3、力计算称为设计热力计 算。主要任务是在锅炉容量和参数、燃料性质以及某些受热边界的水、汽、风、 烟温度给定的情况下，选定合理的炉子结构和尺寸，并计算出各个受热面积和数 值，同时也为锅炉其他一些计算提供必要的原始资料。一般来说，对已有的锅炉进行改造估算时常用校核热力计算，设计制造新锅炉时用设计热力计算。但随着人们对已有锅炉认识的不断加深，已积累了相当多 的成熟经验。因此，在设计制造新锅炉时，也多是先将锅炉结构等初步布置好， 然后以校核热力计算方法来进行修正，并不直接采用设计热力计算。所以，掌握 好校核热力计算方法是非常重要的。3、校核热力计算的主要内容1）、锅炉辅助设计计算：为后面受热面的热力计算

4、提供必要的基本计算数据 获表图；2）、受热面热力计算：其中包括为热力计算提供结构数据的各受热面的结构 计算；3）、计算数据的分析：鉴定设计质量、考核学生专业知识水平的主要依据。4、整体校核热力计算过程顺序1）、列出热力计算的主要原始数据，包括锅炉主要参数和燃料特性参数；2）、根据燃料、燃烧方式及锅炉结构布置特点，进行锅炉通道空气量平衡计 算；3）、理论工况下（a=1）的燃烧计算；4）、计算锅炉通道内烟气的特性参数；5）、绘制烟气温始表；6）、锅炉平衡计算和燃料消耗量的估算；7）、锅炉炉膛热力计算；8）、按烟气流向对各受热面依次进行热力计算；9）、锅炉整体计算误差的校验；10）、编制主要计算误差

5、的校验；11）、设计分析及结论。注：本课程设计仅进行1）-7）的计算，其他设备仅作选定。二、热力计算1、热力计算方法锅炉热力计算采用渐次逼近法。这是一种失算的方法，计算过程繁琐。在计 算过程中，不仅烟气和工质在锅炉流程中的参数（如压力、温度等）是未知数， 而且如排烟温度、热风温度等终端参数也是未知的。在一个具体计算式中往往会 同时出现多个未知量，这就需要先假定一些量，然后通过计算去校准它。由于所 求参数与假定参数值之间的相互联系和影响， 因此一个参数往往需要多次假设后 才能确定。应用渐次逼近法进行对流受热面的热力计算时， 若计算误差超过表中的允许 值，需要重新估计给温值。当 Qph小于Qch时

6、，第二次估计给温值，应使该级受 热面进出口处给温值差大于第一次计算时的烟温差；反之，则须小于第一次计算 时的温差值。2、锅炉基本资料(1)锅炉规范A.锅炉额定蒸发量：De=220t/hB.汽轮机组功率：Pe=50MWC.给水温度：tgs=215CD.过热蒸汽温度：tgr=400 CE.过热蒸汽压力：pgr=9.8MPaF.制粉系统：中间储仓式(过热空气干燥、钢球筒式磨煤机，乏气送粉)G,燃烧方式：四角切圆燃烧H.排渣方式：固态I.环境温度：30cJ.蒸汽流程：K.烟气流程：L.炉膛屏式过热器高温对流过热器低温对流过热器高温省煤器高温空气预热器低温省煤器低温空气预热器M.锅炉布置结构示意图如下：

7、图小！俄粉副炉及辅助设备示直炉事火净事,之一过热部; 3一再施豺# 一害集豁._空气用蚪曲 一汽加7 T障管*8-易烧般一板也擘精T弹机 於一号总机U和勘机, 14-18风机-5TM#L 1L帙中曲IL省煤注也口疆籍3 相一出口过斡第代,旧一姑水,加一逋口再制素代；21出口再格度汽,修一排根（2）过量空气系数和漏风系数A,设计燃料与特性：收到基成分CarHarOarNarSarAarMar（衿49.63.211.60.71.316.617挥发分26.76%收到基低位发热量（热值）19690kJ/kgB,锅炉各受热面的漏风系数和过量空气系数锅炉各受热面漏风系数和过量空气系数序号锅炉受热面漏风系数

8、入口过量空气系数出口过量空气系数 aaa1炉膛0.051.31.352凝渣管01.351.3553蒸汽过热器01.351.354锅炉管束0.051.351.45省煤器0.021.41.426空气预热器0.21.421.623、理论空气量、理论烟气容积的计算理论空气量、理论烟气容积厅P名称单位计算公式结果1理论空气量m3/kg0.0889* (Car+0.375*Sar) +0.265*Har-0.0333*Oar4.91452理论氮气容积m3/kg0.8*Nar/100+0.79V03.88813RO绪积m3/kg1.866*Car/100+0.7*Sar/1000.93464理论干烟气容积m

9、3/kgV0(N2)+V(RO2)4.82275理论水蒸气容积m3/kg0.111Har+0.0124*Mar+0.0161*Vk00.64516飞灰份额afh表2-40.84、空气烟气给各受热面烟道中烟气特性表序号名称符号单位炉膛与防渣管过热器锅炉管束省煤器空预器1受热面出口过量空气系数_力 a1.351.351.41.421.622平均过量空气系数apj1.351.351.3751.411.523干烟气总容积Vpj6.5427756.542776.665636.837647.378244实际水蒸气容积Vh20m3/kg0.6728160.672810.674790.677560.68626

10、5烟气总容积Vym3/kg7.2155917.215597.340437.515208.064506RO2W积份额rR020.1295250.129520.127320.124360.115897H2OW积份额rH200.0932440.093240.091920.090150.0850968三原子气体总容积份额rq0.2227690.222770.219250.214520.200989容积飞灰浓度uv18.4045818.404518.091517.670816.467210烟气质量my9.4987549.498759.659219.6592110.589811质量飞灰浓度uy0.0139

11、800.0139810.013740.013740.01254各受热面烟道中烟气特性表温度C376202瑜823.倒懒酶歌28.6289罅588.BT1.46.03 ( C)co2VRO2=0.9346579502隔0颤80缰349354.72616.c3 hCO251765630847.52525103829103855.B腌粉26352.53.21&8 ( CVNN：14G9O5858528765228M9834458424668S544c651能86647.9额64.3234.眦75034sl64滥1 为簿04痴聊盛8a66.04L46.52(H2O33131.7735456850580

12、030856213225767375483888841227342476874975342856哇那。二0.6451276645俊58I8C68307Hs7136K206)巡为72966255918役5(263695.0(C )fh折算 6hAA=29.625(24co(22000X0(1(9(1(801(70临0K5G01(1CB0K2000I0)00GB0(70050(5000CB0Q0G001烟气空气始嫡表烟气温始表温度CIy0Vko=4.9145Iy=Iyo+(a-1 )IkoE3+5+7(C )skhsk1.351.351.41.421.6211011121314151617 110

13、0759.8340177132.43650.8272987.6235987.62351020.1651033.1811163.3472001541.091354266.361309.0261999.2511999.2512064.7022090.8822352.6883002344.94943402.691979.023037.6063037.6063136.5573176.1383571.9424003172.511959541.76P 2662.484104.384104.384237.5044290.7534823.2495004023.016664684.153362.2555199.

14、8065199.8065367.9195435.1646107.6156004896.113416829.744077.7576323.3286323.3286527.2166608.7717424.3237005791.469184978.324807.9547474.2537474.2537714.6517810.818772.4：8006706.259741129.125549.068648.4318648.4318925.8849036.86510146.689007636.3556331282.326301.9629842.0429842.04210157.1410283.18115

15、43.5710008581.9430621437.37063.61111054.2111054.2111407.3911548.6612961.3811009541.7603931594.897838.08712285.0912285.091267712833.7614401.37120010513.20861753.448617.28113529.2613529.2613960.1214132.4715855.92130011497.714481914.259407.58214790.3714790.3715260.7515448.917330.42140012488.310952076.2

16、10203.4816059.5316059.5316569.716773.7718814.47150013488.452182238.911003.0717339.5317339.5317889.6818109.7420310.36160014496.636942402.88Pi1808.9518629.7718629.7719220.2219456.421818.19170015513.841312567.3412617.1919929.8619929.8620560.7220813.0623336.5180016533.04332731.8613425.7321232.0521232.05

17、21903.3322171.8524856.99190017558.70962898.83P 14246.322544.9122544.9123257.2323542.1626391.42200018588.102443065.615065.8923861.1623861.1624614.4624915.7827928.95210019626.803093233.7915892.4625189.1625189.1625983.7926301.6429480841013401.64116717.3626513.9226513.9227349.7827684.133102

18、7.6230021706.895733570.751 17548.4527848.8527848.8528726.2829077.2532586.94240022752.538433739.9218379.8429185.4829185.4830104.4730472.0734148.04250023799.049553909.519213.2430523.6830523.6831484.3431868.6135711.265、锅炉热效率及燃料消耗量的估算(1)计算步骤A,计算锅炉输入热量；B.依照燃料及燃烧设备估计机械不完全燃烧热损失和化学不完全燃烧热损失；C.假定锅炉排烟温度并计算锅炉排烟

19、热损失；D.确定锅炉散热损失和灰渣物理热损失；E.用反平衡法计算锅炉热效率；F.计算锅炉燃料消耗量。由于计算涉及的排烟温度为假定值，所以计算出的燃料消耗量实为估算值(2)锅炉热平衡及燃料消耗量计算(二)锅炉热平衡及燃料消耗量计算序号名称符号公式及依据单位结果1锅炉输入热量QrQr Qar, netkj/kg1969()2排烟温度&py先估后校C1503排烟给hpy查始温表用插值法求kj/kg1758.01734冷空气温度0 lk取用C305理论冷空气始hlkohlko= (ct)kVokj/kg1900夕86化学未完全燃烧损佚:q3取用%0.67机械未完全燃烧损佚:q4取用%0.28排烟处过量

20、空气系娄apy低温空预器出口过量空气系数1.629排烟损失q2(100-q4) ( hpy-apy*hlko)/Qr %7.349794610散热损失q5取用%0.7811灰渣损失q6式(2-13)%0：12锅炉总损失q2+q3+q4+q5+q6%8.929794613锅炉热效率n100-Eq%91.07020514保温系数31-q5/n+q50.991507915过热蒸汽始hgg喳附录B-6,B-7,高温过热器出口参娄:。=脑法:1369835016给水温度tgs给定C21517给水始hgs杳E-6,B-7,低温省煤器入口参数p=?(k/fe1-6)85509)C18锅炉实际负荷Dkg/h2

21、200C019锅炉有效利用热QDgr(hgg“-hgs)kj/h493372:00020实际燃料消耗量B100*Q/(n*Qr)kg/h27513.9221计算燃料消耗量BjB (1-q4/100)kg/h27458.8926、炉膛校核热力计算(1)炉膛热力计算步骤A.计算炉膛结构尺寸及烟气有效辐射层厚度；B.选取热风温度，并依据有关条件计算每千克燃料进入炉膛的有效热量；C,根据燃料种类、燃烧设备的形式和布置方式，计算火焰中心位置的系数M;D.估计炉膛出口烟温，计算炉膛烟气平均热容量；E.计算炉膛受热面辐射换热特性参数，如水冷壁的灰污系数、辐射角系数、热有效系数等；F.根据燃料和燃烧方式计算火

22、焰黑度和炉膛黑度；G,计算炉膛出口烟温；H.核对炉膛出口烟温误差；I.计算炉膛热力参数，如炉膛容积热强度等；J.炉膛内其他辐射受热面的换热计算，如屏式过热器等。(2)炉膛结构特性炉膛的几何特征的计算炉膛结构数据厅P名称符号单位数值1前墙总面积Aqm2219.622侧墙总面积2Acm2218.483后墙总面积Ahm2157.744喷嘴器及门孔面积Acym265炉顶面积Aldm232.116炉膛与屏交界面积A2m265.617炉墙总面积A1m2693.568炉膛截面面积AAm251.4799水冷壁外径dmm6010水冷壁管截距Smm6411管子至墙中心距离emm012水冷壁角系数Xs10.9813

23、炉顶角系数Xs20.9814出口烟窗角系数Xyc115炉膛容积V1m31052.616冷灰斗二等分平面到出口烟窗中心线的距离H1m19.8461017冷灰斗二等分平面到炉顶的距离H0m23.93818冷灰斗二等分平面到燃烧器中心线的跑离Hrm4.96219炉膛总有效辐射受热面Alzm2675.1220炉膛水冷程度Xlsl0.9721炉膛有效辐射层厚度smm5.466炉膛尺寸结构图996a里(3)炉膛热力计算炉膛热力计算表：炉膛的热力计算序 号名称符号公式及依据单位结果1炉膛出口过量空气a11.3511系数2炉膛漏风系数 a10.05 3制粉系统漏风系数 azf0.14热风温度trk先假定，再校

24、核C3005理论热风始hrk0查温始表kj/kg1979.02 16理论冷风始hlkohlko= (ct)kVokj/kg190.088 ；7空气带入炉膛热量Qk(al-al) *Irk0+ Aal*Ilk0kj/kg2582.23048炉膛后效放热量Ql ：Qar,net*(100-q3-q4-q6)/(100-q4)+Qkkj/kg22153.8549理论燃烧温度9 01始嫡表C130010理论燃烧绝对温度T09 0+273k157311火焰中心相对高度 系数XHr/H1 + Ax(Hr=4962,H1=22176-4092+1762,x=0)0.2512系数MMA-BX0.46513炉膛

25、出口烟气温度8 l”先假设后校核C1120114炉膛出口烟气燃hlal=1.35，查温始表kj/kg12533.92415炉膛出口绝对温度Tltl+273K139316烟气平土匀热容量(VC) Pj(Ql-hl)/(Tll-Tl)kj /(kg* C)53.44405417水冷壁污染系数Es1表3-40.4518水冷壁角系数Xs11表3-10.98119水冷壁后效热系数巾s1E s1Xs10.44120屏、炉交界面的污 染系数己yc0.98 30.44121屏、炉父界面的角 系数Xyc取用122屏、炉交界面的热 启效系数巾ycE ycXyc0.44123燃烧器及门孔的热 启效系数巾r024平均

26、热启效系数巾Pj(巾 s1A+ 巾 ycA2+ 巾 rAyc)/A1 ,其中 A=Aq+2Ac+Ah+A1d-Ayc=621.950.437184925炉膛有效辐射厚度s表3-15.466126炉膛内压力P0.127水蒸气容积份额rH2O表2-90.0932448.28三原子气体和水蒸 气容积份额r表2-90.222769929原了 田射减弱系 数kq(0.78+1.6*rH20) /VPqS-0.11*(1-0.37叮l/1000)*0.161/大气压*米3.626852830烟气质量飞灰浓度uy表2-90.013980831灰粒平土匀直径dh定值um1632灰粒的辐射减弱系 数kh5590

27、0 P y/3，Tl,，A2*dhA21/kg*cm2*m0.98681233燃料种类修正系数x10.534燃料方法修正系数x210.1135煤粉火焰辐射减弱 系数kkp*r+kh*uy+10 x1x21.321749936火焰黑度ah1-eA-kps0.514447837炉膛黑度al0.706100138炉膛出口烟气温度 （计算值）9 lT0/(M*(4.9x10A-8* / l*Fbz*al*TllA3/(小 *B(VC)pj)A0.6+1)-273C1187.561539计算误差 9 19 1- 9 1 (估)(+-100)67.56147740炉膛出口烟始hylal”=1.35，查温始表kj/kg13367.2341炉膛有效热辐射放 热量Qf1小(Ql-Il)kj/kg8712.006942辐射受热向平均热 负荷qsBj*Qf1/(3.6*Alz)W/m298427.79243燃烧面热强度QrBj*Qr/(3.6*