锅炉原理课程设计

《锅炉原理》课程设计设计目的设计题目设计内容设计要求设计进度设计方法设计目的该课程设计是《锅炉原理》的重要环节；使《锅炉原理》课程的知识得以巩固、充实和提高；增强综合运用《热力学》、《传热学》及《锅炉原理》知识的能力；深化对锅炉结构、生产工艺流程及各因素对锅炉运行影响的认识；掌握锅炉机组的热力计算方法；培养查阅资料、合理选择和分析数据、科学计算及制图等基本技能；培养工程技术素养及对工程技术严肃认真和负责的态度。设计题目420t/h再热煤粉锅炉

变工况校核热力计算设计课题的工程背景锅炉运行中煤质特性的变化；锅炉运行中负荷的频繁波动；锅炉辅助设备与系统故障的影响；锅炉故障的诊断与分析；锅炉的改造设计计算。校核设计应解决的问题通过校核热力计算的方法，研究工况（煤种）变化后，锅炉整体热力特性的变化，具体体现在主要热力参数的变化：各受热面进出口烟气与汽水温度的变化；锅炉机组的效率及燃料消耗量；会否出现受热面超温或汽温严重不足现象；会否出现排烟温度过高或过低现象。校核设计已知条件锅炉的整体布置及受热面结构尺寸；锅炉的设计参数及原设计煤种；锅炉的燃用煤种；锅炉给水及减温水参数；锅炉的制粉系统型式。设计内容校核燃煤的元素分析数据，判别煤种；绘制锅炉的结构布置简图和热力系统图；锅炉炉膛及受热面的结构特性计算；锅炉的全面校核热力计算；编写课程设计说明书。

设计要求计算全部采用手工计算；所有计算均采用列表形式；列表计算中有关数据及计算公式必须直接列出或指明来源出处；计算完成后，必须对各部分受热面按规定要求进行误差校核计算，且要求误差满足要求；图纸符合制图规范要求；说明书条理及层次清楚；在设计教室按时上下班，组织考考勤；设计工作严禁抄袭他人成果，或请人计算。设计进度熟悉题目、收集资料：1天。绘制锅炉整体布置图：1天。绘制锅炉详细的传热热力系统图：1天。确定计算方法，绘制详细计算流程图：1天。煤质校核、燃烧计算：1天。受热面热力计算，结果分析： 14天。编写、整理设计说明书： 1天。答辩： 1天。总共3周时间。设计参考资料锅炉课程设计（赵翔，任有中编，水利电力出版社）；《锅炉原理》；锅炉机组热力计算标准方法；水蒸汽图表、公式（国际公式化委员会IFC）；《工程热力学》；《传热学》。设计方法锅炉的两种设计方法用于锅炉设计的方法：设计热力计算方法用于锅炉变工况及故障诊分析的方法：校核热力计算方法设计热力计算方法给定煤种及锅炉用户要求达到的技术参数（蒸汽流量、压力、温度），设计锅炉总体布置及各部分受热面的设计方法。校核热力计算方法已知锅炉的具体结构，当锅炉的燃料、负荷工况及有关设备、系统与受热面发生重要变化时，用于计算锅炉热力特性参数时的方法。整个锅炉及各级受热面传热计算的基本思路及方法对于给定结构尺寸的锅炉，当其燃用煤种及蒸发量一定时，各受热面分界处的蒸气与烟气温度是唯一确定的。基于以上认识，计算开始时，可采用试错法，即事先猜测某些参数（如烟气温度），然后在此基础上进行计算。对于炉膛计算，应事先假设热空气进口温度及排烟温度。校核热力计算的程序列出原始数据空气平衡计算计算并绘制烟气性质表和焓温表热平衡、效率、燃料消耗量计算假定热空气温度，进行炉膛传热计算按烟气流程，进行各受热面传热计算热力计算数据整理汇总预备计算热力数据修正热平衡相对误差校核YN不同受热面的热力计算方法炉膛辐射受热面先假定热空气温度、炉膛出口温度计算炉膛辐射受热面面积计算理论燃烧温度、出口烟气焓及烟气辐射特性参数NY结束需预先假定Trk(假定）

需预先假定炉膛热力计算关于炉膛出口烟温的控制问题对于锅炉的设计计算：应合理布置炉膛水冷壁管受热面，将炉膛出口烟温控制在不致结渣的水平，即：当缺少灰熔点资料时，℃

屏式过热器后的烟温：对于强结渣性煤，屏式过热器进口烟温应小于1250℃，对于弱结渣性煤应小于1250℃；对于某些褐煤应低于1000℃。对于锅炉的校核设计：因为锅炉炉膛水冷壁受热面积已经确定，因此，当所燃煤种一种时，其炉膛出口烟温是唯一确定的，即不论所燃煤种本身的灰熔点温度为多少，其实际值等于计算结果。当炉膛出口烟气温度高于灰熔点温度时，只能说明该锅炉燃用校核煤种不合适，可能引起严重的结渣。对流受热面的传热计算已知条件：受热面的面积、

进口烟气及工质参数。对流受热面先假定在假定基础上求出待求参数：出口烟气及工质的参数（焓或温度）。对流受热面的计算思路及方法假定受热面出口烟气温度或焓，由热平衡求出烟气放热量：由烟气与工质热平衡，求出工质的出口焓与温度：(1)(2)由（2）＝（1）假设值正确性的检验检验假设正确与否的理论依据由于受热面出口烟气温度是基于经验猜测假设的，如果猜测正确，则工质的吸热量应等于烟气经由传热过程传给工质的热量。因此，要判断假设是否正确，只需验证传热量与工质吸热量是否相等即可。而传热量计算如下：如果Y结束N重新假设各对流受热面热力计算的特点附加受热面及其计算附加受热面：与主受热面平行，或顺烟气流动方向布置的其他受热面，其面积不超过主受热面的10%。附加受热面是因锅炉结构需要而设置的受热面，有时也称为配合受热面，通常有：过热器区域的贴墙水冷壁；对流烟道的顶棚管、包覆管；受热的悬吊管；受热面的引出管。附加受热面的计算方法如面积小于主受热面的4%并入主受热面中，并按主受热面的主算方法进行计算。如面积为主受热面积的4～10%（1）传热系数k与主受热面取相同数值；（2）传热温差计算：与主受热面平行时：与主受热面顺列布置时：因主受热面未计算时，附加受热面无法计算，因此，在计算主受热面时，附加受热面的吸热量先假设，后校核。屏式过热器屏式过热器是通常为过热器的中间级，计算时，其进出口汽温、烟温均为未知，计算时先假定吸热量，并根据分级定温的要求假设进出口温度，待过热器全部计算完毕后再进行校核。屏式过热器直接吸收来自于炉膛的部分辐射热量，计算时必须考虑这部分热量。有喷水减温器的过热器因有减温喷水量，考虑到蒸汽流量的平衡，减温水流量需先假设，后校核。减温水量的假设可根据经验或参照同类型、同容量、同煤种的锅炉进行假设。一般情况下：对于tgr>500℃,自然循环的锅炉，喷水量约为铭牌负荷的3%。烟道转向室烟道转向室因流通面积大，受热面布置少，烟气速度很低，因此，可以不考虑对流传热，只考虑辐射传热。转向室受热面为附加受热面，其计算采用先假设吸热量，再校核的方法。转向室附加受热面的计算误差可以在10%以内。双级省煤器的计算计算第二级(高温）省煤器，只知入口烟温，其他均为未知。为此，可根据热平衡先估算高温级省煤器的出口处水的焓值。对于表面式减温器，且冷凝水全部返回进入省煤器入口时，可按下式计算：二级省煤器进口工质参数即为一级省煤器的出口参数。当一、二级省煤器均计算完毕后，用二级省煤器的总吸热量进行校核。计算结束、正确与否的判断单级受热面对于炉膛，炉膛出口假设烟气温度与计算所得温度相差在100℃以内，则认为（假设排烟温度及热空气温度假定正确的前提下）本次炉膛计算正确，可以进入至下一级受热面。对于对流受热面，根据热平衡计算的热量与传热计算的热量之相对误差如果满足要求，则认为本级受热面计算结查正确，可以进入下一级受热面。对于整台锅炉如果锅炉的所有各级受热面均计算结束，在各级受热面的计算误差均满足要求的前提下，校核锅炉最后计算得到的排烟温度与热空气温度，如果其误差满足：℃

℃

则认为整台锅炉的校核计算结束，且结果正确。否则，需重新假设排烟温度及热空气温度，然后，重新从炉膛开始，逐级计算各级受热面。校核计算结果分析主要把握以下几点：对照计算所得炉膛出口烟气温度与煤灰的DT、ST温度之差的大小。过、再热汽温的大小。如果超过额定温度过大，说明燃用此校核煤种时锅炉将产生严重的超温现象；如果低于额定温度较多，说明不能在额定汽温下运行。关注计算所得一、二级减温水量。如果计算所得减温水量超过减温器的最大减温水量，则说明该锅炉不能在正常的减温水量范围内正常运行。关注排烟温度的大小。过高，则说明锅炉的效率将较低，过低，则可能引起低温腐蚀。第一节活塞式空压机的工作原理第二节活塞式空压机的结构和自动控制第三节活塞式空压机的管理复习思考题单击此处输入你的副标题，文字是您思想的提炼，为了最终演示发布的良好效果，请尽量言简意赅的阐述观点。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor压缩空气在船舶上的应用：

1.主机的启动、换向；

2.辅机的启动；

3.为气动装置提供气源；

4.为气动工具提供气源；

5.吹洗零部件和滤器。

排气量:单位时间内所排送的相当第一级吸气状态的空气体积。单位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor空压机分类：按排气压力分：低压0.2～1.0MPa；中压1～10MPa；高压10～100MPa。按排气量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor第一节活塞式空压机的工作原理容积式压缩机按结构分为两大类：往复式与旋转式两级活塞式压缩机单级活塞压缩机活塞式压缩机膜片式压缩机旋转叶片式压缩机最长的使用寿命-

----低转速（1460RPM），动件少（轴承与滑片），润滑油在机件间形成保护膜，防止磨损及泄漏，使空压机能够安静有效运作；平时有按规定做例行保养的JAGUAR滑片式空压机，至今使用十万小时以上，依然完好如初，按十万小时相当于每日以十小时运作计算，可长达33年之久。因此，将滑片式空压机比喻为一部终身机器实不为过。滑(叶)片式空压机可以365天连续运转并保证60000小时以上安全运转的空气压缩机1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.凸凹转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。螺杆式气体压缩机是世界上最先进、紧凑型、坚实、运行平稳，噪音低，是值得信赖的气体压缩机。螺杆式压缩机气路系统：

A

进气过滤器

B

空气进气阀

C

压缩机主机

D

单向阀

E

空气/油分离器

F

最小压力阀

G

后冷却器

H

带自动疏水器的水分离器油路系统：

J

油箱

K

恒温旁通阀

L

油冷却器

M

油过滤器

N

回油阀

O

断油阀冷冻系统：

P

冷冻压缩机

Q

冷凝器

R

热交换器

S

旁通系统

T

空气出口过滤器螺杆式压缩机涡旋式压缩机

涡旋式压缩机是20世纪90年代末期开发并问世的高科技压缩机，由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩机，已经得到压缩机行业的关注和公认。被誉为“环保型压缩机”。由于涡旋式压缩机的独特设计，使其成为当今世界最节能压缩机。涡旋式压缩机主要运动件涡卷付，只有磨合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩机。

由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静，又被誉为“超静压缩机”。

涡旋式压缩机零部件少，只有四个运动部件,压缩机工作腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰形工作腔，当动涡卷作平动运动时，使镰形工作腔由大变小而达到压缩和排出压缩空气的目的。活塞式空气压缩机的外形第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）工作循环：4—1—2—34—1吸气过程

1—2压缩过程

2—3排气过程第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）

压缩分类：绝热压缩：1—2耗功最大等温压缩：1—2''耗功最小多变压缩：1—2'耗功居中功＝P×V（PV图上的面积）加强对气缸的冷却，省功、对气缸润滑有益。二、实际工作循环（单级压缩）1.不存在假设条件2.与理论循环不同的原因：1）余隙容积Vc的影响Vc不利的影响—残存的气体在活塞回行时，发生膨胀，使实际吸气行程（容积）减小。Vc有利的好处—

（1）形成气垫，利于活塞回行；（2）避免“液击”（空气结露）；（3）避免活塞、连杆热膨胀，松动发生相撞。第一节活塞式空压机的工作原理表征Vc的参数—相对容积C、容积系数λv合适的C：低压0.07-0.12

中压0.09-0.14

高压0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容积Vc的影响C越大或压力比越高，则λv越小。保证Vc正常的措施：余隙高度见表6-1压铅法—保证要求的气缸垫厚度2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理2）进排气阀及流道阻力的影响吸气过程压力损失使排气量减少程度，用压力系数λp表示：保证措施：合适的气阀升程及弹簧弹力、管路圆滑畅通、滤器干净。λp

（0.90-0.98）2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3）吸气预热的影响由于压缩过程中机件吸热，所以在吸气过程中，机件放热使吸入的气体温度升高，使吸气的比容减小，造成吸气量下降。预热损失用温度系数λt来衡量（0.90-0.95）。保证措施：加强对气缸、气缸盖的冷却，防止水垢和油污的形成。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理4）漏泄的影响内漏：排气阀（回漏）；外漏：吸气阀、活塞环、气缸垫。漏泄损失用气密系数λl来衡量（0.90-0.98）。保证措施：气阀的严密闭合，气缸与活塞、气缸与缸盖等部件的严密配合。5）气体流动惯性的影响当吸气管中的气流惯性方向与活塞吸气行程相反时，造成气缸压力较低，气体比容增大，吸气量下降。保证措施：合理的设计进气管长度，不得随意增减进气管的长度，保证滤器的清洁。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理上述五条原因使实际与理论循环不同。4）漏泄的影响5）气体流动惯性的影响1）余隙容积Vc的影响2）进排气阀及流道阻力的影响3）吸气预热的影响2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3.排气量和输气系数理论排气量Vt----单位时间内活塞所扫过的气缸容积。实际排气量Q：Q=Vt

λ输气系数λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影响余隙容积Vc的影响进排气阀及流道阻力的影响吸气预热的影响二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理指示功率pi

：按示功图计算的功率理论功率Ps、PT：按理论循环