2-锅炉原理课程设计指导书2022年

PAGEPAGE11《电厂锅炉》课程设计指导书课程设计的目的与要求系统的总结、巩固并加深《电厂锅炉原理》课程中已学的理论知识，掌握锅炉机组热力计算的原则、方法和步骤。通过设计对整个锅炉的结构作进一步了解。通过热力计算对炉内传热有进一步的了解。要求：严肃认真，计算准确，书写规范，分析合理，结论正确。设计题目国产1000t/h电厂锅炉热平衡及炉膛热力计算原始资料锅炉主要技术数据名称符号单位数值额定蒸发量过热蒸汽压力(绝对)过热蒸汽温度再热蒸汽流量再热蒸汽温度，进口/出口再热蒸汽压力，进口/出口（绝对）给水温度给水压力D1pgrtgrDzrtgr’/tgr”pgr’/pgr”tgspgst/hMPa°Ct/h°CMPa°CMPa100016.76555854335/5553.61/3.3826019.6锅炉结构简介该锅炉为亚临界压力中间再热自然循环汽包锅炉，炉膛出口的前墙和两侧墙布置有壁式再热器，炉膛上部设有大屏和后屏过热器。沿着烟气的流向依次布置中温再热器、高温再热器、高温过热器、低温过热器和省煤器，尾部并列布置两台回转式空气预热器，制粉系统采用钢球磨煤机中间储仓式乏气送粉形式。直流摆动式燃烧器四角布置，可上、下摆动25°，正常运行下摆10°。冷空气温度为20°C，排烟温度159℃。课程设计任务锅炉热力计算时，炉膛传热计算是在燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡计算之后进行的。通常都采用校核计算方法，即根据已知的炉膛结构来计算炉膛出口烟气温度。计算得出的炉膛出口烟气温度值应能保证炉膛出口受热面的安全运行，即出口烟温不能超过防止炉膛出口受热面结渣的要求，同时也应兼顾锅炉受热面的辐射和对流传热最佳比值的要求。如果计算所得出口烟温值超出防止结渣允的范围，则应修改炉膛结构及其受热面布置，重新进行计算，直至炉膛出口烟温计算值符合要求为止。但此次课程设计的目的是校核几种煤种是否适合本锅炉，通过此次设计对炉膛结构和炉内传热有一个准确的理解。炉膛传热校核计算步骤炉膛传热较核计算的步骤如下：根据已知的炉膛结构图，确定炉膛有效容积的边界，计算炉膛各面墙的面积，炉膛总面积、炉膛容积。根据水冷壁的结构特性，计算炉膛有效辐射受热面积、炉膛平均热有效系数及炉内有效辐射层厚度s；确定燃烧器的相对布置高度及考虑炉内火焰最高温度区相对位置的参数M；根据热空气温度、冷空气温度、过量空气系数和漏风系数、等计算空气带入炉内的热量。再由、预热空气的外部热量烟气再循环的参数和锅炉的各项热损失计算燃料在炉内的有效放热量,据此由温焓表查取理论燃烧温度；假定一个炉膛出口烟气温度值（），由温焓表查出相出相应的焓值（），据此计算烟气的平均热容注意，带括号的、均为假定值。据燃料种类和烟气的平均特性，计算火焰黑度和炉膛黑度；根据炉膛传热公式计算炉膛出口烟气温度（单位为）比较炉膛出口烟温的计算值和假定值（）。首先应满足，否则应重新假定一个炉膛出口烟温，重复上述的计算，直至合乎要求为止。其次，值应满足炉膛出口受热面不结渣的要求。最后以计算值作为下一个受热面热力计算的入口烟温。计算炉膛辐射受热面平均热强度、炉膛容积热强度及炉膛断面热强度等，一般这些数值不应超过计算标准和已有的经验推荐值。锅炉辅助热力计算表格炉膛烟气特性选择煤种表一：数据整理元素成分（%）转换前数值（即已知数据）水分灰分碳氢氧氮硫K值转换成收到基（）水分灰分碳氢氧氮硫校核燃料组成：++++++=100%理论空气量和理论烟气量计算:、、、受热面烟道漏风系数和出口过量空气系数表表二：受热面烟道漏风系数和出口过量空气系数受热面数据名称炉膛、后屏过热器中温再热器高温再热器至转向室低温过热器省煤器空气预热器漏风系数炉膛0.05；后屏0.000.020.020.020.020.12出口过量系数1.20各受热面烟道中烟气平均特性表表三：各受热面烟道中烟气平均特性计算级值名称单位炉膛及后屏中温再热器高温再热至转向室低温过热器省煤器空气预热器出口过量空气系数—1.20平均过量空气系数—（-1）m3/kg=+0.0161（-1）m3/kg=+++（-1）m3/kg=—=—kJ/kg（其中）kJ/kg烟气温焓表:见附表一 锅炉热平衡表表四：锅炉热平衡锅炉效率及燃料消耗量计算项目名称符号单位计算公式及数据结果燃料低位发热量kJ/kg给定冷空气温度给定20理论冷空气焓kJ/kg按查温焓表炉膛出口过量空气系数给定1.2炉膛漏风系数给定0.05制粉系统漏风系数“计算标准”推荐0.1空气预热器漏风系数制造厂保证值0.12空气预热器进口风量比=输入热量kJ/kg排烟温度预选排烟焓kJ/kg按，查温焓表机械不完全燃烧热损失%制造厂保证值2.0化学不完全燃烧热损失%制造厂保证值0散热损失%“计算标准”推荐0.2飞灰系数“计算标准”推荐0.9灰渣系数1-=排渣焓kJ/kg按查温焓表559.8灰渣物理热损失%=排烟热损失%锅炉总的热损失%锅炉热效率%保热系数%过热蒸汽出口焓kJ/kg按=16.76Mpa,查水蒸气性质表过热蒸汽流量kg/s再热蒸汽流量kg/s再热蒸汽入口焓kJ/kg查水蒸汽性质表再热蒸汽出口焓kJ/kg查水蒸汽表给水温度给定给水焓kJ/kg查水蒸气性质表锅炉有效利用热量kW燃料消耗量Bkg/s计算燃料消耗量Bjkg/s炉膛热力计算表格（1）炉膛结构计算表格表五：炉膛结构计算数值名称符号单位计算公式及依据结果侧墙侧墙总面积前墙面积前墙总面积后墙面积后墙总面积炉顶面积出口烟窗面积炉墙总面积大屏壁面积炉膛空容积内炉墙面积屏区炉墙面积炉膛总容积炉膛空容积屏区空间容积全炉膛有效辐射层厚度空容积区有效辐射层厚度屏区空间有效辐射层厚度（2）炉膛传热计算表格表六：炉膛传热计算带有屏的炉膛校核热力计算数值名称符号单位计算公式及依据结果炉膛出口烟气温度（）假设炉膛出口烟气焓（）kJ/kg空气预热器出口风量比热空气温度理论热空气焓kJ/kg空气带入炉膛热量kJ/kg燃料在炉内有效放热量kJ/kg理论燃烧温度燃烧产物的平均热容kJ/(kg·K)燃烧器布置高度m燃烧器布置相对标高修正量火焰最高温度区相对标高参数M烟气中水蒸气容积份额烟气中三原子气体容积份额三原子气体分压力MPa三原子气体辐射力m·MPa三原子气体辐射减弱系数1/(m·MPa)灰粒的辐射减弱系数1/(m·MPa)飞灰浓度kg/kg炉内介质总吸收力Kps火焰黑度空容积区介质辐射特性三原子气体辐射力m·MPa三原子气体辐射减弱系数1/(m·MPa)介质总吸收力空容积火焰黑度屏区空间介质辐射特性三原子气体辐射力m·MPa三原子气体辐射减弱系数1/(m·MPa)介质总吸收力屏区火焰黑度屏宽与空容积辐射层有效厚度比值B/屏宽与屏长度之比修正系数参数屏的辐射系数屏受热面处辐射层有效黑度屏的曝光不均匀系数屏区两侧墙受热面处辐射层有效黑度屏区两侧墙受热面曝光不均匀系数屏区前墙受热面的辐射系数修正系数屏区前墙受热面处辐射层有效黑度屏区前墙受热面曝光不均匀系数屏区出口烟窗曝光不均匀系数屏区顶棚受热面的辐射系数修正系数屏区顶棚受热面处辐射层有效黑度屏区顶棚受热面曝光不均匀系数考虑曝光不均匀后屏本身计算面积考虑曝光不均匀后屏区侧墙计算面积考虑曝光不均匀后屏区前墙计算面积考虑曝光不均匀后屏区出口烟窗计算面积考虑曝光不均匀后屏区顶棚计算面积考虑曝光不均匀后炉膛总壁面积炉膛前、后、侧墙水冷壁角系数炉膛前、后、侧墙水冷壁污染系数屏的角系数屏的污染系数顶棚受热面角系数顶棚受热面污染系数出口烟窗角系数出口烟窗污染系数炉膛前、后、侧墙水冷壁热有效系数屏受热面热有效系数顶棚受热面热有效系数出口烟窗热有效系数炉膛平均热有效系数炉膛黑度炉膛出口烟气温度验算炉膛出口烟气焓kJ/kg炉膛辐射吸热量kJ/kg炉膛辐射受热面热强度kW/m2炉膛容积热强度kW/m2炉膛断面热强度kW/m2讨论内容通过计算结果讨论燃料性质对炉膛出口烟温的影响，重点分析水分、灰分、挥发分、固定碳等工业分析成分对炉膛出口烟温的影响，根据炉膛出口烟温是否低于灰熔点ST，以及炉膛容积热负荷、炉膛断面热负荷、燃烧器区域壁面热负荷等值是否在推荐范围内，来判断并判断本组所选煤种是否适用这台锅炉（800~1000字左右）。图1某1000t/h锅炉炉膛结构尺寸图图2某1000t/h锅炉屏式过热器结构尺寸附表一:序号煤种元素成份（%）应用基低位发热量（kJ/kg）可燃基挥发分（%）分析基水分（%）BTИ法可磨性系数灰熔点水分灰份碳氢氧氮硫变形温度软化温度熔化温度()()()1京西无烟煤5.024.094.02.42.70.60.3230406.00.81.11260137014302开滦洗中煤8.038.081.55.410.21.31.61718035.00.91.2>15003阳泉无烟煤5.020.090.83.83.11.31.0.264009.01.51.014001500>15004西山贫煤6.021.091.03.62.41.21.82472015.01.01.61190134014505抚顺烟煤13.017.078.86.112.61.70.82241546.03.51.41190134014506龙凤洗中煤15.035.077.66.213.61.70.91676047.02.013801400>14007阜新烟煤15.027.077.95.313.91.31.61864541.03.11.61230128013408元宝山褐煤24.028.072.04.920.41.01.71458044.010.01.31150130013609丰广褐煤22.033.067.56.224.02.00.31341055.08.51.211301380142010褐岗洗中煤11.039.082.05.610.81.20.41739037.01.61.312901430148011淄博贫煤4.323.788.74.22.21.43.51328013.00.81.514101430144012新汶烟煤6.020.081.25.59.01.82.52514040.02.01.41200>150013徐州烟煤10.015.082.35.48.81.91.62472037.02.01.611001380145014淮南烟煤6.021.081.95.410.31.50.92430038.02.31.31500>150015萍乡无烟煤7.027.089.04.83.71.51.02262510.01.0>150016义马烟煤17.020.074.84.817.41.02.01969041.010.01.412301250130017焦作无烟煤7.022.092.23.12.81.40.5228807.01.01.213101370142018平顶山烟煤5.227.986.25.56.11.40.82262524.61.41.51260>150019金竹山烟煤7.024.092.53.22.60.80.9222108.02.01.71420>150020芙蓉贫煤6.524.487.63.42.21.45.42309013.30.712201300139021煤种18.024.081.52.410.20.65.31990639.460.95HGI=6013501400145022煤种25.038.088.05.42.71.32.62004635.570.96HGI=5513001350140023煤种38.020.086.53.967.21.31.042336812.801.37HGI=6314001450150024煤种415.035.091.03.82.41.31.51695811.351.66HGI=5913501400145025煤种55.021.090.83.63.11.21.3252549.012301280134026煤种613.035.078.86.212.61.70.71621415.011301380142027煤种715.017.077.66.113.61.71.02085546.011901340145028煤种815.028.077.94.913.91.02.31683535.012301280134029煤种924.027.072.05.320.41.31.01299932.011501300136030煤种105.033.072.04.920.61.01.51684916.012401410152031煤种1111.023.782.04.210.81.21.8200636.012301280134032煤种124.339.088.75.62.21.22.3202219.014101430144033煤种1312.015.081.25.411.51.40.5229828.011001380145034煤种145.020.082.35.510.31.50.42424217.012301250130035煤种156.027.081.94.811.31.50.52097936.012401350142036煤种167.021.089.05.43.71.50.42529713.011301380142037煤种1717.022.077.83.1