燃煤鍋爐畢業(yè)設計

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1、中原工學院本科畢業(yè)論文 目錄 目 錄 1.設計任務書 1 1.1設計題目 1 1.2原始數(shù)據(jù) 1 2.煤的元素分析數(shù)據(jù)校核和煤種判別 2 2.1煤的元素各成分之和為100%的校核 2 2.2元素分析數(shù)據(jù)校核 2 2.3煤種判別 2 3.鍋爐整體布置的確定 4 3.1鍋爐整體的外型—選n形布置 4 3.2受熱面的布置 4 3.3鍋爐汽水系統(tǒng) 5 4.燃燒產(chǎn)物和鍋爐熱平衡計算 7 4.1燃燒產(chǎn)物計算 7 4.2熱平衡及燃料消耗量 12 5.爐膛設計和熱力計算 14 5.1爐膛結構設計 14 5.2燃燒器的設計 15 5.3爐膛校核熱力計算 19 5.4爐膛

2、頂棚輻射受熱面吸熱量及工質焓增的計算 21 6.屏的設計和熱力計算 22 6.1屏的結構設計 22 6.2屏的熱力 23 7.對流過熱器結構尺寸和熱力計算 27 7.1對流過熱器結構尺寸設計 27 7.2對流過熱器結構設計 27 7.3對流過熱器結構尺寸計算 29 7.4對流過熱器熱力計算 29 8.高溫再熱器的結構尺寸和熱力計算 34 8.1高溫再熱器結構尺寸 34 8-2高溫再熱器結構尺寸設計 36 8.3高溫再熱器熱力計算 37 9.低溫再熱器的結構尺寸和熱力計算 40 9.1低溫再熱器結構尺寸 40 9.2低溫再熱器結構尺寸見下圖： 41 9.3低溫再熱

3、器的熱力計算 41 10.尾部受熱面的設計和熱力計算 44 10.1省煤器結構尺寸 44 10.2省煤器結構尺寸見表10-1 44 10.3省煤器熱力計算 45 11.空氣預熱器的設計和熱力計算 48 11.1空氣預熱器的結構尺寸 48 11.2空氣預熱器結構尺寸 49 11.3空氣預熱器熱力計算 50 12.熱力計算數(shù)據(jù)的修正和計算結果匯總 54 12.1熱力計算數(shù)據(jù)的修正 54 12.2排煙溫度校核 55 12.3熱空氣溫度校核 55 12.4熱力計算結果匯總 56 13.鍋爐設計說明書 58 13.1設計參數(shù)及煤種 58 13.2鍋爐總體概況 58 13

4、.3水冷系統(tǒng) 59 13.4燃燒器 59 13.5過熱器 60 13.6再熱器 60 13.7省煤器 60 13.8回轉式空氣預熱器 60 參考文獻 62 致 謝 63 II 中原工學院本科畢業(yè)論文 1 設計任務書 1.設計任務書 1.1設計題目：670t/h再熱煤粉鍋爐熱力計算 1.2原始數(shù)據(jù) 1.鍋爐蒸發(fā)量D1 670t/h 2.再熱蒸汽流量D2 560t/h 3.給水溫度tgs 275℃ 4.給水壓力pgs 16.7MPa(表壓) 5.過熱蒸汽溫度t1 543℃ 6.過熱蒸汽壓力p1 12.8M Pa(表壓) 7.再熱蒸

5、汽進入鍋爐機組時溫度t 340℃ 8.再熱蒸汽離開鍋爐機組時溫度t 566℃ 9.再熱蒸汽進入鍋爐機組時壓力p 3.6 Pa(表壓) 10.再熱蒸汽離開鍋爐機組時壓力p 3.2M Pa表壓) 11.周圍環(huán)境溫度tlk 20℃ 12.燃料特性 (1)燃料名稱：元寶山褐煤 (2)煤的應用基成分（%）：=39.3; =11.2; =0.9; =2.7; =0.6; =24; =21.3 (3)煤的可燃基揮發(fā)分Vr=37% (4)煤的低位發(fā)熱量:Q=14580kJ/kg (5)灰融點:t1、t2、t3>1500℃ 13.制粉系統(tǒng)：中間貯倉式，閉式熱風送粉，筒式鋼球

6、磨煤機 14.汽包工作壓力:15.2MPa(表壓) 提示數(shù)據(jù):排煙溫度假定值θpy=135℃;熱空氣溫度假定值trk=320℃ 1 中原工學院本科畢業(yè)論文 2 煤的元素分析數(shù)據(jù)校核和煤種判別  2.煤的元素分析數(shù)據(jù)校核和煤種判別 2.1煤的元素各成分之和為100%的校核 =39.3+11.2+0.9+2.7+0.6+24+21.3=100% 2.2元素分析數(shù)據(jù)校核 (一)可燃基元素成分的計算 可燃基元素成分與應用基元素成分之間的換算因子為 = 則可燃基元素成分應為(%)： 1.828×39.3=71.84 1.828×2.7=4.9

7、 1.828×11.2=20.5 1.828×24=43.9 1.828×0.9=1.65 (二)干燥基灰分的計算 可燃基低位發(fā)熱量(試驗值)的計算 2.3煤種判別 (一)煤種判別 由燃料特性得知Vr=37 %>20%,但是=14580KJ/Kg<18840KJ/Kg，所以屬于: 劣質褐煤。 (二)折算成分的計算 因此Aar,zs=6.11%>4，%，屬于高灰分煤。 6 中原工學院本科畢業(yè)論文 3 鍋爐整體布置的確定 3.鍋爐整體布置的確定 3.1鍋爐整體的外型—選П形布置 選擇П形

8、布置的理由如下: (1)鍋爐排煙口在下方，送、引風機及除塵器等設備均可布置在地面，鍋爐結構和廠房較低，煙囪也可以建筑在地面上； (2}在對流豎井中，煙氣下行流動，便于清灰，具有自身除灰的能力; (3)各受熱面易于布置成逆流方式，以加強對流換熱; (4)機爐之間連接管道不長。 3.2受熱面的布置 在爐膛內(nèi)壁面，全部布置水冷壁受熱面，其他受熱面的布置主要受蒸汽參數(shù)、鍋爐容量和燃料性質的影響。 本鍋爐為超高壓參數(shù)，汽化吸熱較小，加熱吸熱和過熱吸熱相應較大。為使爐膛出口煙溫降低到要求的數(shù)值，保護水平煙道內(nèi)的對流受熱面，除在水平煙道內(nèi)布置對流過熱器外，還在爐內(nèi)布置全輻射式的

9、前屏過熱器，爐膛出口布置半輻射式的后屏過熱器。 為了減小熱偏差，節(jié)省金屬用量，采用二級再熱方式，其中高溫再熱器置于對流過熱器后的煙溫較高區(qū)域，低溫再熱器設置在尾部豎井煙道中。但是，為了再熱汽溫的調(diào)節(jié)，使負荷在100%~75%之間變化時，再熱器出口汽溫保持不變。在低溫再熱器設置省煤器。根據(jù)鍋爐的參數(shù)，省煤器出口工質狀態(tài)選用非沸騰式的。 熱風溫度要求較高（trk=320°），理應采用二級布置空氣預熱器，但在省煤器后已布置不下二級空氣預熱器，加之回轉式空氣預熱器結構緊湊、材料省、維修也方便，因此采用單級的回轉式空氣預熱器，并移至爐外布置。 在省煤器的煙道轉彎處，設置落

10、灰斗，由于轉彎處離心力的作用，顆粒較大的灰粒順落灰斗下降，有利于防止回轉式空氣預熱器的堵灰，減輕除塵設備的負擔。 鍋爐整體布置如圖3-1所示 圖3-1 670t/h再熱鍋爐布置 1-冷灰斗；2-燃燒器；3-爐膛；4-汽包；5-屏式過熱器；6-過熱器；7-第一級噴水減溫；8-第二級噴水減溫；9-高溫再熱器；10-低溫再熱器；11-省煤器；12-空氣預熱器； 3.3鍋爐汽水系統(tǒng) 按超高壓大容量鍋爐熱力系統(tǒng)設計的要求.該鍋爐汽水系統(tǒng)的流程設計如下: (一)過熱蒸汽系統(tǒng)的流程 汽包→頂棚過熱器進口集箱→爐頂→

11、前屏過熱器后屏過熱器對流過熱器進口集箱→對流過熱器管束→對流過熱器出口集箱→集汽集箱→汽輪機 (二)水系統(tǒng)的流程 給水→省煤器進口集箱→省煤器管束→省煤器出口集→左右側墻水冷壁出口集箱→后墻引出管→汽包→下降管→下聯(lián)箱｛ ｝上聯(lián)箱→汽包。 (三)再熱蒸汽系統(tǒng)的流程 汽輪機低溫再熱器進口集箱→低溫再熱器管束→低溫再熱器出口集箱高溫再熱器進口集箱→高溫再熱器管束→高溫再熱器出口集箱→再熱器集汽集箱→汽輪機。 中原工學院本科畢業(yè)論文 4 燃燒產(chǎn)物和鍋爐熱平衡計算 4.燃燒產(chǎn)物和鍋爐熱平衡計算 4.1燃燒產(chǎn)物計算 根據(jù)鍋爐設計規(guī)范及給

12、定數(shù)據(jù)表格、燃料特性計算結果計算如下表格： （1）空氣表格及煙氣特性表如下： 表4-1 不同基準的換算系數(shù)K 收到基 空氣干燥基 干燥基 干燥無灰基 收到基 空氣干燥基 干燥基 干燥無灰基 表4-2 1空氣、各種氣體及1㎏灰的焓 溫度（℃） 二氧化碳 氮氣 氧氣 水蒸氣 干空氣 濕空氣 一氧化碳 飛灰、灰渣、 100 170.03 129.58 131.76 150.52 130.04

13、132.43 130.17 80.8 200 357.46 259.92 267.04 304.46 261.42 266.36 261.42 169.1 300 558.81 392.01 406.83 462.72 395.16 402.69 395.01 263.7 400 771.88 526.52 551 626.16 531.56 541.76 531.56 360 500 994.35 663.8 694.5 794.85 671.35 684.15 671.35 458.5 600 1224.66

14、 804.12 850.08 968.88 813.9 829.74 814.44 559.8 700 1461.88 947.52 1004.08 1148.84 959.56 978.32 960.4 663.2 800 1704.88 1093.6 1159.92 1334.4 1107.36 1129.12 1108.96 767.2 900 1952.28 1241.55 1318.05 1526.04 1257.84 1282.32 1259.64 873.9 1000 2203.5 1391.7 1477.

15、5 1722.9 1409.7 1437.3 1412.6 984 1100 2458.39 1543.74 1638.23 1925.11 1563.54 1594.89 1567.28 1096 1200 2716.56 1697.16 1800 2132.28 1719.24 1753.44 1723.32 1206 1300 2976.74 1852.76 1963.78 2343.64 1876.16 1914.25 1880.45 1360 1400 3239.04 2008.72 2128.28 2559.

16、2 2033.92 2076.2 2038.4 1571 1500 3503.1 2166 2294.1 2779.05 2193 2238.9 2198.7 1758 1600 3768.8 2324.48 2460.48 3001.76 2353.28 2402.88 2359.36 1830 1700 4036.31 2484.04 2628.54 3229.32 2513.96 2567.34 2520.25 2066 1800 4304.7 2643.66 2797.38 3458.34 2676.06 27

17、31.86 2682.18 2184 1900 4574.06 2804.21 2967.23 3690.37 2838.41 2898.83 2844.68 2358 2000 4844.2 2965 3138.4 3925.6 3002 3065.6 3007.8 2512 2100 5115.39 3127.53 3309.39 4163.25 3165.33 3233.79 3171.42 2640 2200 5386.48 3289.22 3482.6 4401.98 3329.7 3401.64 3335.2

18、 2760 2300 5658.46 3452.3 3656.31 4643.47 3494.62 3570.75 3499.45 2400 5930.4 3615.36 3831.36 4887.6 3660.72 3739.92 3664.56 2500 6202.75 3778.5 4006.75 5132 3825.75 3909.5 3830 注 濕空氣指每1㎏干空氣帶有10g水蒸汽的空氣。 表4-3 鍋爐受熱面工作的煙溫區(qū)段 鍋爐受熱面 工作煙溫區(qū)段（℃） 鍋爐受熱面 工作煙溫區(qū)段（℃） 爐膛火

19、焰中心 1500~2200 高溫省煤區(qū) 300~500 爐膛出口 800~1200 高溫空氣預熱器 200~400 后屏過熱器，凝渣管 700~1200 低溫省煤器 100~300 前級對流過熱器（按煙氣流向） 600~800 低溫空氣預熱器 100~200 后級對流過熱器（按煙氣流向） 400~700 表4-4 鍋爐灰分平衡的推薦值 鍋 爐 爐 型 固態(tài)排渣煤粉爐 0.90~0.95 0.05~0.10 液態(tài)排渣煤粉爐（開式） 無煙煤 0.85 0.15 貧 煤 0.80 0.20 煙 煤 0.80

20、 0.20 褐 煤 0.70~0.80 0.20~0.30 臥 式 旋 風 爐 0.10~0.15 0.85~0.90 立 式 旋 風 爐 0.20~0.40 0.60~0.80 表4-5 燃料干燥基比熱容·℃) 燃料 溫度（℃） 0 100 200 300 400 無煙煤和貧煤 0.92 0.96 1.05 1.13 1.17 煙煤 0.96 1.09 1.26 1.42 褐煤 1.09 1.26 1.46 表4-6電廠鍋爐和的一般數(shù)據(jù) 爐型 煤種 （％）

21、 （％） 備注 爐型 煤種 （％） （％） 備注 固態(tài)排渣 煤粉爐 無煙煤 貧煤 煙煤 褐煤 0 0 0 0 4~6 2 1~1.5 0.5~1 揮發(fā)分高者，取小值 灰分的者，取大值 液態(tài)排渣煤粉爐 無煙煤 貧煤 煙煤 褐煤 0 0 0 0 3~4 1~1.5 0.5 0.5 臥式 旋風爐 煙煤 褐煤 0.5~1 0.5~1 1 0.2 表4-7 鍋爐排煙溫度的推薦值 燃料水分 排煙溫度（℃） =150~172℃ =215~280℃ ％ 110

22、~120 120~130 3％20％ 120~130 140~150 20％ 130~140 160~170 注 折算水分：=×4187﹪。 表4-8 燃 燒 計 算 表 序號 項目名稱 符號 單位 （標準狀況下） 計算公式及數(shù)據(jù) 結果 1 理論空氣量 3.866 2 理論氮容積 3.059 3 容積 0.740 4 理論干煙氣容積 3.799 5 理論水蒸氣容積 0.6595 6 飛灰份額 查表2-4 0.075 表

23、4-9 煙 氣 特 性 表 序號 項 目 名 稱 符 號 單位 （標準狀況下） 爐膛，屏凝渣管 過熱器 高再 低再 省煤器 空氣預熱器 1 受熱面出口過量空氣 系數(shù)（查表1-5） — 1.2 1.23 1.26 1.29 1.31 1.34 2 煙道平均過量空氣 系數(shù) — 1.2 1.215 1.245 1.275 1.3 1.325 3 干煙氣容積 4.572 4.630 4.746 4.862 4.958 5.055 4 水蒸氣容積 0.670 0.672

24、 0.674 0.676 0.678 0.679 5 煙氣總容積 5.244 5.303 5.420 5.538 5.636 5.735 6 容積份額 — 0.141 0.139 0.136 0.133 0.131 0.129 7 水蒸氣容積份額 — 0.125 0.124 0.121 0.1191 0.1170 0.1150 8 三原子氣體和水蒸氣 容積總份額 — 0.266 0.263 0.258 0.252 0.248 0.244 9 容積飛灰濃度 3.0

25、46 3.012 2.946 2.884 2.834 2.785 10 煙氣質量 6.846 6.922 7.073 7.225 7.351 7.477 11 質量飛灰濃度 0.002 0.0023 0.0023 0.0022 0.0022 0.0021 注 煙道平均過量空氣系數(shù)，指該受熱面進出口過量空氣系數(shù)的算術平均值。 煙氣焓溫表： 表4-10 煙氣焓溫表（用于爐膛、屏式過熱器、對流過熱器的計算） 煙氣或空氣溫度（℃） 理論煙氣焓 理論空氣焓 理論

26、煙氣焓增 （每100℃） 爐膛、屏、凝渣管 過熱器 =1.2 =1.23 400 2594.62 2094.61 — 3013.54 — 736.65 — 550.52 739.69 755.40 500 3224.20 2645.14 3753.23 1492.05 562.90 893.16 775.99 600 4004.78 3208.04 4646.39 2268.04 574.46 847.73 797.86 700 4737.62 3782.49 5494.12 3065.91 583.0

27、4 865.61 753.45 800 5486.62 4365.53 6359.73 3819.36 592.32 880.45 907.23 900 6248.61 4957.85 7240.18 4726.59 599.20 894.83 862.09 1000 7023.60 5557.05 8135.01 5588.68 609.29 908.87 880.19 1100 7810.61 6166.35 9043.88 6468.87 613.00 919.53 895.26 1200 8607.54 6779

28、.35 9963.41 7364.13 621.74 932.20 909.81 1300 9415.39 7401.09 10895.61 8273.94 626.15 938.52 924.10 1400 10228.68 8027.24 11834.13 9198.04 629.05 947.27 934.86 1500 11050.14 8656.29 12781.40 10132.90 634.00 955.03 947.74 1600 11878.37 9290.29 13736.43 11080.64 635.

29、85 963.24 954.17 1700 12714.44 9926.14 14699.67 12034.81 636.09 965.09 963.00 1800 13552.31 10562.23 15664.76 12997.81 645.56 972.53 970.88 1900 14395.73 11207.79 16637.29 13968.69 644.79 975.80 979.14 2000 15242.57 11852.57 17613.08 14947.83 650.28 984.59 980.99 2

30、100 16097.10 12502.85 18597.67 15928.81 648.96 982.39 988.67 2200 16949.70 13151.81 19580.06 16917.48 — —— — 表4-11 煙氣焓溫表（用于高溫再熱器、低溫再熱器的計算） 煙氣或空氣溫度（℃） 理論煙氣焓 理論空氣焓 理論煙氣焓增 （每100℃） 高溫再熱器 低溫再熱器器 =1.26 =1.29 300 1917.74 1556.93 — 2306.97 — 2345.89 — 537.6

31、9 811.30 802.35 400 2594.62 2094.61 3118.27 3170.64 550.52 767.22 824.75 500 3224.20 2645.14 3885.49 3951.62 562.90 921.30 780.98 600 4004.78 3208.04 4806.79 4886.99 574.46 876.45 935.37 700 4737.62 3782.49 5683.24 5777.80 583.04 894.76 890.81 800 5486.62 4365.53

32、 6578.01 6687.14 — — — 表4-12 煙氣焓溫表（用于省煤器、空預器的計算） 煙氣或空氣溫度（℃） 理論煙氣焓 理論空氣焓 理論煙氣焓增 （每100℃） 省煤器 空預器 =1.36 =1.38 100 621.45 512.02 — 723.85 — 736.65 — 517.82 742.46 755.40 200 1260.34 1029.83 1466.31 1492.05 527.09 762.81 775.99 300 1917.74 1556.93 22

33、29.12 2268.04 537.69 784.42 797.86 400 2594.62 2094.61 3013.54 3065.91 550.52 739.69 753.45 500 3224.20 2645.14 3753.23 3819.36 562.90 893.16 907.23 600 4004.78 3208.04 4646.39 4726.59 — — — 4.2熱平衡及燃料消耗量 表4-14 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算 序號 名 稱 符號 單 位 公 式 結 果 1

34、 鍋爐輸入熱量 kJ/kg 式（2-8） 14580 2 排煙溫度 ℃ 先估后校 140 3 排煙焓 kJ/kg 查焓溫表 用插值法求 877.0035 4 冷空氣溫度 ℃ 取用 20 5 理論冷空氣焓 kJ/kg 102.103 6 化學未完成燃燒損失 ％ 取用 0 7 機械未完全燃燒損失 ％ 取用 0.5 8 排煙處過量空氣系數(shù) 查表2-9即低溫空氣預熱器出口過量空氣過量系數(shù) 1.44 9 排煙損失 ％ 4.979 10 散熱損失 ％ 取用 0

35、.22 11 灰渣損失 ％ 式（2-13） 0.1636 12 鍋爐總損失 ％ 5.86 13 鍋爐熱效率 ％ 94.138 14 保熱系數(shù) 0.9977 15 過熱蒸汽焓 kJ/kg 查附錄B-6、B-7，高溫過熱器出口參數(shù) （查表1-6），t=545℃ 3453.368 16 給水溫度 ℃ 給定 275 17 給水焓 kJ/kg 查附錄B-6、B-7，低溫省煤器入口參數(shù) （查表1-6），t=255℃ 1207.1512 18 過熱蒸汽流量 kg/h

36、 已知 670000 19 再熱蒸汽出口焓 kj/kg 查蒸汽特性表，p=3.3Mpa，t=566℃ 3603.07 20 再熱蒸汽進口焓 kj/kg 查蒸汽特性表，p=3.7Mpa，t=340℃ 3075.57 21 再熱蒸汽流量 kg/h 已知 560000 22 再熱蒸汽焓增 kj/kg 527.5 23 鍋爐有效利用熱 kJ/h 1800365256 24 實際燃料消耗量 kg/h 131171.47 25 計算燃料消耗量 kg/h 130515.608 40 中原工學院

37、本科畢業(yè)論文 5 爐膛設計和熱力計算 5.爐膛設計和熱力計算 5.1爐膛結構設計 爐膛結構設計列表于5-1： 表5-1 爐膛結構設計 序 號 名 稱 符 號 單 位 計算公式或數(shù)據(jù)來源 數(shù) 值 （一）爐膛尺寸的確定 1 爐膛容積熱強度 qv W/m3 取用 120000 2 爐膛容積 Vl m3 4427.37 3 爐膛截面熱強度 qF W/m3 取用 3200000 4 爐膛截面積 Al m3 166.0138862 5 爐膛截面寬深比 a/b 取用 1.100016369 6 爐膛寬度 a m

38、 選取a值使a/b=1~1.2 13.44 7 爐膛深度 b m 12.218 8 冷灰斗斜角 q 按θ>50°,取用 50 9 冷灰斗出口尺寸 m 取用 1.2 10 冷灰斗容積 Vhd m3 按圖中結構數(shù)據(jù)計算 402.47 11 折焰角長度 lz m 取1/3b選取 4 12 折焰角上斜角 q上 20°~45° 45 13 折焰角下斜角 q下 20°~30° 30 27 爐膛出口煙氣流速 wy m/s 取用 6 28 爐

39、膛出口煙氣溫度 ?l" oC 按表2-21選取 1100 29 爐膛出口通流面積 Ach m2 159.4358513 30 爐膛出口高度 hch m 11.86278655 32 水平煙道煙氣流速 wsy m/s 10 33 水平煙道高度 hsy m 取用 7.117671932 34 折焰角高度 hzy m 取用 0.745114622 35 爐頂容積 Vld m3 按圖中結構數(shù)據(jù)計算 522.1706607 36 爐膛主體高度 hlt m 21.3287742 （二）水冷壁

40、 1 前后墻水冷壁回路個數(shù) z1 個 取用 7 2 左右側墻水冷壁回路個數(shù) z2 個 取用 6 3 管徑及壁厚 d´d mm 按表2-13選取 60X6 4 管子節(jié)距 s mm s/d=1.3~1.35選取 80.5 5 前后墻管子根數(shù) n1 根 168 6 左右側墻管子根數(shù) n2 根 153 為了保證后墻水冷壁在折焰角處的剛度，便于后墻水冷壁的懸吊，其中有38根水冷壁 用分叉管，即有38根上升管在折焰角處呈三叉管結構，考慮到流動阻力的影響，在38根上 升叉管上方裝有φ10的節(jié)流孔，使有足夠的汽水混合物

41、流過折焰角處的上升管，以免燒壞，如圖3-2所示。 5.2燃燒器的設計 本鍋爐燃燒器是根據(jù)煤的Vr大小，按表2- 14選用的四角布置的直流燃燒器。 因為是劣質煙煤，所以配風方式選用分級配風，并采用雙切圓(大小切圓直徑選取φ800和φ200)燃燒方式。這樣有利于加強爐內(nèi)氣流擾動，使燃料在爐內(nèi)的停留時間增長。為了加強燃燒器對煤種的適用性及適應負荷的變化，燃燒器的噴口截面采用可調(diào)的，以調(diào)節(jié)氣流量和火炬長度。此外，噴口還可擺動一角度，單個噴口的擺動為±10°，聯(lián)動時能上下擺動±20°，這樣可改變火焰中心的高度。 燃燒器風口布置如圖5-1圖示，其中一次風噴口

42、層數(shù)按表5-1選取為3層。 圖5-1一、二次風口布置 燃燒器結構尺寸計算列于表5-2，其噴嘴結構尺寸如圖3-4。 表5-2 燃燒器結構尺寸計算 序 號 名 稱 符 號 單 位 計算公式或數(shù)據(jù)來源 數(shù) 值 1 一次風速 ω1 ms 選取25-35m/s 30 2 二次風速 ω2 ms 選取35-45m/s 45 4 一次風率 r1 % 25-40 45 6 二次風率 r2 % 0.05/1.2*100 55 7 一次風溫 t1 0C 200 8 二次風溫 t2 0C 由制粉系統(tǒng)的設計計算確定 310

43、 10 燃燒器數(shù)量 z 個 4 11 一次風口面積（單只） A1 m2 四角切圓布置 0.405 12 二次風口面積（單只） A2 m2 0.248 14 燃燒器假想切圓直徑 dj mm 1000 15 燃燒器矩形對角線長度 2lj mm 查表選取 18164 16 特性比值 hr/br 12 17 特性比值 2lj/br 初步選定 40.2 18 燃燒器噴口寬度 br mm 由確定 8 19 一次風噴口高度 h1 mm 896 二次風噴口高度 h2 mm

44、459 20 燃燒器高度 hr mm 5259 21 最下一排燃燒器的下邊緣距冷灰斗上沿的距離 l m 3 爐膛結構尺寸如圖所示： 圖5-2爐膛結構圖 爐膛結構設計表如下： 表5-3 爐膛結構數(shù)據(jù) 序號 ` 符號 單位 公式 結果 1 前墻總面積 530.5688 2 側墻總面積 = = = = 365.713 3 后墻總面積 506.797 4 噴燃器及門孔面積 60

45、 5 爐頂面積 51.5072 6 爐膛與屏交界面積 159.436 7 爐墻總面積 1614.436 8 爐膛截面面積 162.20992 9 水冷壁管外徑 d mm 60 10 水冷壁管節(jié)距 s mm 80.5 11 管子至墻中心距 e 0 12 水冷壁角系數(shù) 1 13 爐頂角系數(shù) 0.97 14 出口煙囪角系數(shù) 1 15 爐膛容積 12+22.232×0.5×0.884×51.2

46、55 4746.224 16 冷灰斗二等分平面到出口煙囪中心線的距離 m 33.7 17 冷灰斗二等分平面到爐頂?shù)拿娣e m 39.63 18 冷灰斗二等分平面到燃燒器中心線的面積 m 6.8 19 爐膛總有效輻射受熱面 0.98×()+1× 1512.184 20 爐膛水冷程度 X 0.978 21 爐膛有效層輻射層厚度 s m 3.6 10.586 5.3爐膛校核熱力計算 爐膛校核熱力計算見表5-4： 表5

47、-4 爐膛校核熱力計算 序號 名稱 符號 單位 公 式 結果 1 爐膛出口過量空氣系數(shù) 查表1-5漏風系數(shù)和過量空氣系數(shù) 1.2 2 爐膛漏風系數(shù) △ 查表1-5漏風系數(shù)和過量空氣系數(shù) 0.05 3 制粉系統(tǒng)漏風系數(shù) △ 查表1-5漏風系數(shù)和過量空氣系數(shù) 0.12 4 熱風溫度 ℃ 先估后校 320 5 理論熱風焓 kj/kg 查溫焓表 1664.328 6 理論冷風焓 kj/kg 查表2-14鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算 102.403186 7 空氣帶入爐膛熱量 k

48、j/kg （-△-△）+（△+△） 1731.667 8 對應每千克燃料送入爐膛的熱量 kj/kg 16287.69954 9 理論燃燒溫度 ℃ 查溫焓表 2123.416 10 理論燃燒絕對溫度 K +273 2396.4 11 火焰中心相對高度系數(shù) X （其中=5460，=34000-6000-2260, △x=0） 0.2 12 系數(shù)M M A-BX 注：A、B取值查表3-5、表3-6 0.45 13 爐膛出口煙氣溫度 ℃ 先估后校 注：

49、1120 14 爐膛出口咽氣焓 kj/kg 查溫焓表 9225.65 15 咽氣平均熱容量 kj/(kg℃) 7 16 水冷壁污染系數(shù) 查表3-4水冷壁灰污系數(shù) 0.55 17 水冷壁角系數(shù) 查表3-1爐膛結構數(shù)據(jù) 1 18 水冷壁熱有效系數(shù) 0.55 19 屏、爐交界面的污染系數(shù) 0.539 20 屏、爐交界面的角系數(shù) 取用 1 21 屏、爐交界面的熱有效系數(shù) 0.343 22 燃燒器及孔門的熱有效系數(shù) 未敷設水冷壁 0 23

50、 平均熱有效系數(shù) 注：其中 0.5499 24 爐膛有效輻射層厚度 s m 查表3-1爐膛結構數(shù)據(jù) 10.59 25 爐膛內(nèi)壓力 p MPa 0.101 26 水蒸氣容積分額 查表2-9煙氣特性表 0.1258 27 三原子氣體輻射減弱系數(shù) r 查表2-9煙氣特性表 0.2668 28 三原子氣體輻射減弱系數(shù) 1/(m·MPa) 5.247 29 煙氣質量飛灰濃度 查表2-9煙氣特性表 0.00233 30 灰粒平均直徑 查附錄B-1筒式剛球磨煤機 （通

51、常取13） 13 31 灰粒輻射減弱系數(shù) 1/(m·MPa) 注：單位為 81.062 32 燃料種類修正系數(shù) 對低反應的燃料 （無煙煤、半無煙煤、貧煤等）=1； 對高反應的燃料 （煙煤、褐煤、泥煤、頁巖、木材等）=0.5 0.5 1 30.13 燃燒方法修正系數(shù) 對室燃爐=0.1 對層燃爐=0.2 0.1 34 煤粉輻射減弱系數(shù) k 1/(m·Mpa) 2.089 35 火焰黑度 0.89 36

52、爐膛黑度 0.937 37 爐膛出口煙氣溫度 （計算值） ℃ 注：=5.67× W/（·） 1066.46 38 計算誤差 ℃ （估） 允許誤差±100℃ -53.54 39 爐膛出口煙氣焓 kj/kg 查焓溫表，按計算值 8739.013 40 爐膛有效熱輻射放熱量 kj/kg 7531.086 41 輻射受熱面平均熱負荷 qs 349552.8 42 爐膛截面熱強度 qA 3258667.

53、62 43 爐膛容積熱強度 qv 111370.27 5.4爐膛頂棚輻射受熱面吸熱量及工質焓增的計算 爐膛頂棚輻射受熱面吸熱量及工質焓增的計算見表5-5: 表5-5 爐膛頂棚輻射受熱面吸熱量及工質焓增的計算表 序號 名 稱 符 號 單位 公 式 結果 1 頂棚管徑 d mm 2 節(jié)距 S mm 80.5 3 排數(shù) n 168 4 頂棚角系數(shù) x 查《標準》線算圖11（即附錄A-1） 1 5 頂棚面積 51.5072 6 蒸汽流通面積 168(3.14)/

54、4 0.954 7 爐膛頂棚熱負荷分配不均勻系數(shù) 查《標準》線算圖11 （即附錄A-6）對本爐型x=h/=/=38523/38523 0.57 8 爐膛頂棚總輻射吸熱量 kg/h 3.6 36945205 9 減溫水總流量 kg/h 先估后校 33500 10 爐膛頂棚蒸汽流量 kg/h 636500 11 爐膛頂棚蒸汽焓增 kJ/kg 58.04 12 爐膛頂棚進氣口焓 kJ/kg 查附錄B-6 、B-7 注：蒸汽參數(shù)-汽包壓力對應的干飽和蒸汽 2638.09 13 爐

55、膛頂棚出口蒸汽焓 kJ/kg 2696.138 14 爐膛頂棚出口蒸汽溫度 ℃ 查附錄B-6 、B-7 342.63 中原工學院本科畢業(yè)論文 6 屏的設計和熱力計算 6.屏的設計和熱力計算 6.1屏的結構設計 屏的結構設計見表6-1: 表6-1 屏的結構數(shù)據(jù)計算表 序號 名 稱 符 號 單 位 公 式 結 果 1 管子外徑 45×5 2 屏的片數(shù) 20 3 每片屏的管子排數(shù) 20 16 4 屏的深度 3.87 5 屏的平均高度

56、 11.86 6 一片屏的平面面積 45.8982 7 屏的橫向節(jié)距 屏的間距 630 8 比值 14 9 屏的縱向節(jié)距 63.44 10 比值 1.41 11 屏的角系數(shù) 查《標準》線算圖1（即附錄A-1），曲線5 0.8 12 屏的計算受熱面 1469.74 13 屏區(qū)頂棚面積 寬×深×角系數(shù) 50.45 14 屏區(qū)兩側水冷壁面積 高×深×角系數(shù)×2 89.043 15 屏區(qū)附加受

57、熱面面積 139.49 16 煙氣進屏流通面積 11×（9.49+2.05）-14×0.042×（9.49+2.05） 159.40 17 煙氣出屏流通面積 11×（9.49+0.635）-14×0.042×（9.49+0.635） 128.40 18 煙氣平均流通面積 143.9 19 蒸汽流通面積 0.31 20 煙氣有效輻射層厚度 （注：單位為） 5.23 21 屏區(qū)進口煙窗面積 見表3-1中 159.4359 2

58、2 屏區(qū)出口煙窗面積 11.0×9.49 128.40 圖6-1屏的結構設計圖 6.2屏的熱力 屏的熱力計算見表5-7： 表6-2 屏的熱力計算 序號 名 稱 符號 單 位 公 式 結 果 1 煙氣進屏溫度 ℃ 查表3-9爐膛校核熱力計算 即爐膛出口煙氣溫度 1120 2 煙氣進屏焓 kJ/kg 查表3-9爐膛校核熱力計算 即爐膛出口煙氣焓 9225.65 3 煙氣出屏溫度 ℃ 先估后校 920 4 煙氣出屏焓 kJ/kg 查焓溫表 7407.91 5 煙氣平均溫度

59、 ℃ 1000 6 屏區(qū)附加受熱 面對流吸熱量 kJ/kg 先估后校 300 7 屏的對流吸熱量 kJ/kg 1513.5 8 爐膛與屏相 互換熱系數(shù) 查附錄A-15 1 9 爐膛出口煙窗 的沿高度熱 負荷分配系數(shù) 查《標準》線算圖11（即附錄A-6）(x=h/= /=25425/38525) 0.8172 10 爐膛出口煙窗 射入屏區(qū)的爐 膛輻射熱量 kJ/kg 607.053 11 屏間煙氣有效輻射層厚度 s m 查表4-5屏的結構數(shù)據(jù)表 5.23 12 屏間煙氣壓力

60、 p 0.1 13 水蒸氣容積份額 查表2-9煙氣特性表 0.1258 14 三原子氣體 輻射減弱系數(shù) · 2.899 15 三原子氣體 和水蒸氣容積總份額 r 查表2-9煙氣特性表 0.2668 16 灰粒的輻射 減弱系數(shù) · 注：單位為 86.080 17 煙氣質量飛灰濃度 查表2-9煙氣特性表 0.002 18 煙氣的輻射 減弱系數(shù) k · 1.24 19 屏區(qū)煙氣黑度 0.48 20 屏進口對出 口的角系數(shù) x

61、 注：的單位為m 0.08 21 燃料種類修正系數(shù) 取用 1 22 屏出口煙窗面積 查表4-5屏的結構數(shù)據(jù)計算 128.4 23 爐膛及屏間煙 氣向屏后受熱 面的輻射熱量 kJ/kg 注：=5.67·) 336.86 24 屏區(qū)吸收的 爐膛輻射熱 kJ/kg 943.91 25 屏區(qū)附加受熱面 吸收的輻射熱量 kJ/kg 81.87 26 屏區(qū)水冷壁吸 收的輻射熱量 kJ/kg 52.26 27 屏區(qū)頂棚吸收 的輻射熱量 kJ/kg 29.6

62、 28 屏吸收的輻射熱量 kJ/kg 862 29 屏吸收的總熱量 kJ/kg 2375.54 30 第一級減溫水噴水量 kJ/kg 取用 20100 31 第二級減溫水噴水量 kJ/kg 取用 13400 32 屏中蒸汽流量 kJ/kg 656600 33 蒸汽進屏溫度 ℃ 先估后校 342.63 34 蒸汽進屏焓 kJ/kg 查附錄B-6、B-7, 按計算負荷下出屏= 2696.14 35 蒸汽出屏焓 kJ/kg 3168.34 36 蒸汽出屏溫度 ℃

63、查附錄B-6、B-7, 按計算負荷下出屏= 437.67 37 屏內(nèi)蒸汽平均溫度 ℃ 390.15 38 平均傳熱溫差 ℃ 609.85 39 屏內(nèi)蒸汽平均比體積 查附錄B-6、B-7,按計算負荷下屏進 出口壓力平均值= （查表1-6）及 0.025 40 屏內(nèi)蒸汽流速 m/s 14.24 41 管壁對蒸汽的放熱系數(shù) /(·℃) 查《標準》線算圖15（附錄A-10） 3850 42 煙氣流速 m/s （其中見表2-9） 6.16 43 煙氣側對流放熱系數(shù) /(·

64、℃) 查《標準》線算圖12（附錄A-7） 42 44 灰污系數(shù) ·℃)/ 查附錄A-14曲線2（吹灰） 0.009 45 管壁灰污層溫度 ℃ 1542.97 46 輻射放熱系數(shù) ℃) 查《標準》線算圖19（附錄A-11） 142.5 47 利用系數(shù) 查附錄A-14曲線2（吹灰） 0.9 48 煙氣側放熱系數(shù) /(·℃) —屏的角系數(shù)， 查《標準》線算圖1（附錄A-1） 190.58 49 對流傳熱系數(shù) k /(·℃) 58 50 屏的對流傳熱量 kJ

65、/kg 1432.97 51 計算誤差 ℅ 5.62 52 屏區(qū)水冷壁的水溫 ℃ 查計算負荷下汽包p= 的飽和溫度 317.6681 53 平均傳熱溫差 ℃ 682.33 54 屏區(qū)水冷壁對流吸熱量 kJ/kg 166 55 屏區(qū)頂棚進口蒸汽溫度 ℃ 查表3-10爐膛頂棚輻射受熱面 吸熱量及工質焓增的計算表 304.84 56 屏區(qū)頂棚進口蒸汽焓 kJ/kg 查表3-10爐膛頂棚輻射受熱面吸熱量 及工質焓增的計算表 2708.835 57 屏區(qū)頂棚蒸汽焓增 kJ/kg 先估后校

66、40 58 屏區(qū)頂棚出口蒸汽焓 kJ/kg 2709 59 屏區(qū)頂棚出口蒸汽溫度 ℃ 查附錄B-6、B-7 按汽包壓力p= ( 查表1-6) 324.9 60 屏區(qū)頂棚平均氣溫 ℃ 314.9 61 平均傳熱溫差 ℃ 685.12 62 屏區(qū)頂棚對流吸熱量 kJ/kg 152.9 63 屏區(qū)頂棚總吸熱量 kJ/kg 182.5 64 屏區(qū)頂棚蒸汽流量 kJ/kg 等于表3-10中 636500 65 屏區(qū)頂棚焓增 kJ/kg 37.42 66 計算誤差檢查

67、℅ （允許誤差） 6.89 67 屏區(qū)附加受熱 面對流吸熱量 kJ/kg 318.995 68 計算誤差 ℅ （允許誤差） -5.95 69 屏區(qū)受熱面總對 流吸熱量 kJ/kg 1832.5 中原工學院本科畢業(yè)論文 7 對流過熱器機構尺寸和熱力計算 7.對流過熱器結構尺寸和熱力計算 7.1對流過熱器結構尺寸設計 圖7-1對流過熱器的結構尺寸圖 7.2對流過熱器結構設計 對流過熱器結構設計列表7-1: 表7-1 對流過熱器結構設計 序號 名稱 符號 單位 計算公式或數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 1 蒸汽進口焓 kJ/㎏ 3145 2 蒸汽進口溫度 ℃ 查蒸汽特性表P=19.28 437.6 3 蒸汽出口溫度 ℃ 已知 543 4 蒸汽出口焓 kJ/㎏ 查蒸汽特性表，P=19.0，t=545 3455.1 5 工質總吸熱量 kJ/㎏ 1589.4 6 爐頂過熱器附