鍋爐課程設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)鍋爐原理

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1、目 錄 第一章 鍋爐設(shè)計(jì)簡述 1 1.1設(shè)計(jì)流程概述 1 1.1.1鍋爐課程設(shè)計(jì)目的 1 1.1.2鍋爐校核計(jì)算主要內(nèi)容 1 1.13整體校核熱力計(jì)算過程順序 1 1.1.4熱力校核計(jì)算基本資參數(shù) 1 1.2燃料特性 2 第二章 輔助計(jì)算 4 2.1鍋爐的空氣量計(jì)算 4 2.11 燃燒計(jì)算 4 2.2 煙氣特性計(jì)算 5 2.3 煙氣焓、空氣焓、蒸汽焓的計(jì)算 5 2.4鍋爐熱效率及燃料熱消耗量計(jì)算 7 第三章爐膛校核熱力計(jì)算 10 3.1校核熱力計(jì)算步驟 10 第四章 對流受熱面的熱力計(jì)算 16 4.1對流受熱面計(jì)算步驟： 16 4.2屏式過熱器熱力計(jì)算：

2、16 4.2.1屏的熱力計(jì)算 17 4.3凝渣管的熱力計(jì)算： 21 4.4高溫過熱器的熱力計(jì)算： 23 4.5低溫過熱器的熱力計(jì)算： 28 4.6省煤器和空氣預(yù)熱器 31 第五章 鍋爐熱力計(jì)算誤差檢查 42 附 表 44 附 圖 51 總結(jié) 64 參考文獻(xiàn) 65 第一章 鍋爐設(shè)計(jì)簡述 1.1設(shè)計(jì)流程概述 1.1.1鍋爐課程設(shè)計(jì)目的 《鍋爐原理》課程的重要教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過課程設(shè)計(jì)來達(dá)到以下目的：對鍋爐原理課程的只是得以鞏固、充實(shí)和提高；掌握鍋爐機(jī)組的熱力計(jì)算方法，學(xué)會(huì)使用熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)和具有綜合考慮鍋爐機(jī)組設(shè)計(jì)與布置的初步能力。

3、1.1.2鍋爐校核計(jì)算主要內(nèi)容 1、鍋爐輔助設(shè)計(jì)：這部分計(jì)算的目的是為后面受熱面的熱力計(jì)算提供必要的基本計(jì)算數(shù)據(jù)或者圖表。 2、受熱面熱力計(jì)算：其中包含為熱力計(jì)算提供結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的各受熱面的結(jié)構(gòu)計(jì)算。 3、計(jì)算數(shù)據(jù)的分析：這部分內(nèi)容是鑒定設(shè)計(jì)質(zhì)量的主要數(shù)據(jù)。 1.13整體校核熱力計(jì)算過程順序 1、列出熱力計(jì)算的主要原始數(shù)據(jù)，包括鍋爐的主要參數(shù)和燃料特性參數(shù)。 2、根據(jù)燃料、燃燒方式及鍋爐結(jié)構(gòu)布置特點(diǎn)，進(jìn)行鍋爐通道空氣量平衡計(jì)算。 3、理論工況下（a＝1）的燃燒計(jì)算。 4、計(jì)算鍋爐通道內(nèi)煙氣的特性參數(shù)。 5、繪制煙氣溫焓表。 6、鍋爐熱平衡計(jì)算和燃料消耗量的估算。 7、鍋爐

4、爐膛熱力計(jì)算。 8、按煙氣流向?qū)Ω鱾€(gè)受熱面依次進(jìn)行熱力計(jì)算。 9、鍋爐整體計(jì)算誤差的校驗(yàn)。 10、編制主要計(jì)算誤差的校驗(yàn)。 11、設(shè)計(jì)分析及結(jié)論。 1.1.4熱力校核計(jì)算基本資參數(shù) 1）鍋爐額定蒸發(fā)量：De＝220t/h 2）給水溫度：tgs＝215℃ 3）過熱蒸汽溫度：tGR＝540℃ 4）過熱蒸汽壓力：PGR＝9.8MPa 5）制粉系統(tǒng)：中間儲(chǔ)倉式（熱空氣作干燥劑、鋼球筒式磨煤機(jī)） 6）燃燒方式：四角切圓燃燒 7）排渣方式：固態(tài) 8）環(huán)境溫度：20℃ 9）蒸汽流程： 一次噴水減溫 二次噴水減溫

5、 ↓ ↓ 汽包→頂棚管→低溫對流過熱器→屏式過熱器→高溫對流過熱器冷段→高溫對流過熱器熱段→汽輪機(jī) 10）煙氣流程： 爐膛→屏式過熱器→高溫對流過熱器→低溫對流過熱器→高溫省煤器→高溫空氣預(yù)熱器→低溫省煤器→低溫空氣預(yù)熱器 1.2燃料特性 2）煤的收到基成分 表1-1 燃性特料數(shù)據(jù)表 燃 料 名 稱 　　　　　　　　　　　　　　　水分 　　　　　　　　　　灰分 　　　　　　　　　碳 　　

6、　　　氫 　　　　　氧 　　　氮 　　　硫 收到基低位 發(fā)熱量 干燥無灰 基揮發(fā)分 空燥 基水分 可磨性 系數(shù) 變形溫度 軟 化 溫 度 融化溫度 Mar Aar Car Har Oar Nar Sar Q Vdaf (%) Mad (%) Kkm DT (℃) ST (℃) FT (℃) 開灤煙煤 1.2 28.1 58.2 4．3 6.3 1.1 0.8 22825 —— 24.0 1.46 ＞1500 —— —— 過?？諝庀禂?shù)的選擇，由于是煤粉爐、固態(tài)排渣所以爐膛出口過

7、量空氣系數(shù)選擇1.20 根據(jù)鍋爐結(jié)構(gòu)分別選取各部分的漏風(fēng)系數(shù)為固態(tài)排渣、屏式水冷壁漏風(fēng)系數(shù)選擇0.05 您渣管簇、屏式過熱器、第一對對流蒸發(fā)管簇D>14Kg/s(220t/h)漏風(fēng)系數(shù)0 過熱器漏風(fēng)系數(shù)0 再熱器漏風(fēng)系數(shù) 0.025 省煤器漏風(fēng)系數(shù) 0.02 管式空氣預(yù)熱器每級漏風(fēng)系數(shù)0.05 中間煤粉倉，以熱空氣作為干燥劑漏風(fēng)系數(shù)0.1 表1-2 序號(hào) 名稱 漏風(fēng)系數(shù) 符號(hào) 出口過量空氣系數(shù) 符號(hào) 結(jié)果 1 制粉系統(tǒng) 0．1 △ 2 爐膛 0．05 △ 1.2 3 屏、凝渣管 0 △ 1.2

8、4 高溫過熱器 0．025 △ 1.225 5 低溫過熱器 0．025 △ 1.25 6 高溫省煤器 0．02 △ 1.27 7 高溫空氣預(yù)熱器 0．05 △ 1.32 8 低溫省煤器 0．02 △ 1.34 9 低溫空氣預(yù)熱器 0.05 △ 1.39 第二章 輔助計(jì)算 2.1鍋爐的空氣量計(jì)算 在負(fù)壓下工作的鍋爐機(jī)組，爐外的冷空氣不斷漏入爐膛和煙道內(nèi)，致使?fàn)t膛和煙道各處的空氣量、煙氣量、溫

9、度和焓值相應(yīng)的發(fā)生變化。 對于爐膛和煙道各處實(shí)際空氣量的計(jì)算稱為鍋爐的空氣平衡量、在鍋爐熱力計(jì)算中，常用過量空氣系數(shù)來說明爐膛和煙道的實(shí)際空氣量。 鍋爐空氣量平衡見表2二、燃料燃燒計(jì)算 2.11 燃燒計(jì)算 需計(jì)算出理論空氣量、理論氮容積、RO2容積、理論干煙氣容積、理論水蒸汽容積等。計(jì)算結(jié)果見表 表2-1燃燒計(jì)算表 序號(hào) 項(xiàng)目名稱 符號(hào) 單位 計(jì)算公式及數(shù)據(jù) 結(jié)果 1 理論空氣量 /kg 0.0889(+0.375)+0.265-0.0333 6.1304 2 理論氮容積 /kg 0.8+0.79 4.85 3 容

10、積 /kg 1.866+0.7 0.908 4 理論干煙氣容積 /kg + 1.0916 5 理論水蒸汽容積 /kg 11.1+1.24+1.61(=0.01kg/kg) 5.942 6 飛灰份額 查指導(dǎo)書表2-4 0.94 2.2 煙氣特性計(jì)算 需要計(jì)算出各受熱面的煙道平均過量空氣系數(shù)。干煙氣容積、水蒸汽容積，煙氣總?cè)莘e、RO2容積份額、三原子氣體和水蒸汽容積總份額、容積飛灰濃度、煙氣質(zhì)量、質(zhì)量飛灰濃度等。具體計(jì)算見表2-2 表2-2煙氣特性表 序號(hào) 項(xiàng)目名稱 符號(hào) 單位 爐膛、屏凝渣管 高過

11、 低過 高省 高空預(yù) 低省 低空預(yù) 1 出口過量空氣系數(shù) 1．2 1．225 1.25 1.27 1.32 1.34 1.39 2 平均過量空氣系數(shù) 1．2 1.2125 1.2375 1.26 1.295 1.33 1.365 3 干煙氣容積 /kg 7.168 7.246 7.399 7.537 7.751 7.966 8.181 4 水蒸汽容積 /kg 0.611 0.613 0.616 0.617 0.622 0.624 0.629 5 煙氣總?cè)莘e /kg 7.779

12、 7.859 8.015 8.155 8.374 8.591 8.181 6 容積份額 0.1401 0.1389 0.1362 0.1339 0.1301 0.1271 0.1239 7 水蒸汽容積份額 0.0785 0.078 0.0768 0.0757 0.0743 0.0727 0.0714 8 三原子氣體和水蒸汽容積份額 r 0.2186 0.2169 0.213 0.2096 0.2044 0.1998 0.1953 9 容積飛灰濃度 33.95 33.61 32.956 3

13、2.390 31.542 30.746 29.981 10 煙氣質(zhì)量 kg/kg 10.327 10.426 10.627 10.807 11.087 11.367 11.657 11 質(zhì)量飛灰濃度 Kg/kg 0.0256 0.0253 0.0248 0.0244 0.0238 0.0232 0.0227 2.3 煙氣焓、空氣焓、蒸汽焓的計(jì)算 爐膛、屏式過熱器、高溫過熱器、低溫過熱器、高溫省煤器、高溫空氣預(yù)熱器、低溫省煤器、低溫空氣預(yù)熱器等所在煙氣區(qū)域的煙氣在不同溫度下的焓，并列成表格作為溫焓表。具體見表2-3、2-4、2-5

14、、2-6 對在鍋爐受熱面的各個(gè)部位的蒸汽或者空氣的焓值進(jìn)行計(jì)算，列成表格，作為溫焓表。具體見表 表2-3煙氣焓溫表——用于爐膛、屏、高過的計(jì)算 煙氣或空氣溫度（℃） 理論空氣焓（kj/kg） 理論空氣焓 () 理論煙氣焓增 (kj/kg) 爐膛、屏、凝渣管 高溫過熱器 =1.2 =1.1225 400 3767.27 3258.67 1008.07 4419.05 1180.02 4459.79 1190.73 500 4775.95 4194.09 1035.80 5599.07 1214.29 5650.52 1236

15、.61 600 5811.13 5086.60 1060.79 6828.45 1242.96 6955.62 1265.73 700 6871.92 5997.45 1083.65 8072.42 1268.55 8221.35 1291.66 800 7955.58 6921.91 1100.69 9339.96 1288.52 9513.01 1311.99 900 9056.26 7861.08 1116.63 10628.48 1306.64 10825.01 1330.40 1000 10172.89 8811.

16、17 1137.69 11935.12 1330.91 12155.40 1355.06 1100 11310.58 9777.25 1149.50 13266.03 1343.89 13510.46 1368.19 1200 12460.08 10749.22 1163.64 14609.93 1360.81 14878.66 1385.46 1300 13623.73 11735.04 1170.07 15970.74 1368.63 16264.11 1393.45 1400 14793.80 12727.85 1181.

17、17 17339.37 1380.65 17657.56 1405.58 1500 15974.96 13725.26 1278.21 18720.02 1479.26 19063.15 1504.39 1600 17253.17 14730.52 1112.74 20199.27 1314.38 20567.54 1339.58 1700 18365.91 15738.72 1203.41 12513.65 1405.12. 21907.12 1430.34 1800 19569.32 16747.29 1209.69 229

18、18.77 1414.42 23337.46 1440.01 1900 20779.02 17770.87 1213.85 24333.19 1418.32 24777.46 1443.88 2000 21992.86 18793.23 1224.81 25751.51 1431.02 26221.34 1456.79 2100 23217.67 19824.30 1222.46 27182.53 1428.26 27678.14 1453.98 2200 24440.14 20853.28 28610.79 29132.

19、12 表2-4煙氣焓溫表——用于低溫過熱器、高溫省煤器的計(jì)算 煙氣或空氣溫度 （℃） 理論空氣焓（kj/kg） 理論空氣焓 () 理論煙氣焓增 (kj/kg) 低溫過熱器 高溫省煤器 =1.25 =1.27 300 2785.36 2468.63 981.91 3402.52 1195.04 3451.89 1212.09 400 3767.27 3321.18 1008.07 4597.57 1226.29 4663.99 1243.75 500 4775.34 4194.09 1035.80

20、5823.86 1258.93 5907.74 1276.77 600 5811.03 5086.60 1060.79 7082.78 1288.50 7184.52 1306.72 700 6871.92 5997.45 1083.65 8371.29 1314.77 8491.24 1333.26 800 7955.58 6921.91 9686.06 9824.49 表2—5煙氣焓溫表——用于高溫空預(yù)器、低溫省煤器的計(jì)算 煙氣或空氣溫度 （℃） 理論空氣焓（kj/kg） 理論空氣焓 () 理論煙氣焓

21、增 (kj/kg) 高溫空預(yù)器 低溫省煤器 =1.32 =1.34 100 903.24 811.84 927.94 1163.09 1179.27 200 1831.18 1632.88 954.18 2353.70 1190.67 2386.36 1207.09 300 2785.36 2468.63 981.91 3575.33 1221.62 3624.69 1238.37 400 3767.27 3321.18 1008.07 4830.05 1254.72 4896.47 1271.77

22、 500 4775.34 4149.09 1035.80 6117.44 1287.39 6201.33 1304.85 600 5811.13 5086.60 7438.85 1321.40 7540.58 1339.25 表2—6煙氣焓溫表—用于低溫空預(yù)器的計(jì)算 煙氣或空氣溫度 （℃） 理論煙氣焓（kj/kg） 理論空氣焓 () 理論煙氣焓增 (kj/kg) 低溫空預(yù)器 =1.39 100 903.24 811.84 1219.86 200 1831.18 1632.88 927.94 2468.01

23、 1248.15 300 2785.36 2468.63 954.18 3748.13 1280.12 400 3767.27 3321.18 981.91 5062.53 1314.40 500 4775.34 4149.09 1008.07 6411.03 1348.49 600 5811.13 5086.60 1035.80 7794.90 1383.88 2.4鍋爐熱效率及燃料熱消耗量計(jì)算 1、計(jì)算鍋爐輸入熱量，包括燃料的收到基低位發(fā)熱量，燃料物理顯熱、外來熱源加熱空氣時(shí)帶入的熱量。 2、各項(xiàng)熱損失，包括化學(xué)不完全燃燒熱損失q3和

24、機(jī)械不完全燃燒熱損失q4，鍋爐散熱損失q5，灰渣熱物理損失q6，排煙熱損失q2。具體數(shù)據(jù)見鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算表。 表2—7鍋爐熱平衡及燃料消耗量的計(jì)算 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式 結(jié)果 1 鍋爐輸入熱量 22825 2 排煙溫度 ℃ 先估后校 120 3 排煙焓 查焓溫表 1469.49 4 冷空氣溫度 ℃ 取用 20 5 理論冷空氣焓 = 162.3697 6 化學(xué)未完全燃燒損失 % 取用 0.5 7 機(jī)械未完全燃燒損失 % 取用 1.5 8

25、 排煙出過量空氣系數(shù) % 指導(dǎo)書表2—9即低溫空預(yù)器出口過量空氣系數(shù) 1.39 9 排煙損失 % （100-）（-）/ 5.368 10 散熱損失 % 取用 0.5 11 灰渣損失 % 指導(dǎo)書式（2—13） 0 12 鍋爐總損失 % ++++ 7.87 13 鍋爐熱效率 % 100- 92.13 14 保熱系數(shù) 1- 0.995 15 過熱蒸汽焓 查附錄二中水和水蒸氣性質(zhì)表，高過出口參數(shù)=9.8MPa t=540℃ 3476.45 16 給水溫度 ℃ 給定 2

26、15 17 給水焓 查附錄二中水和水蒸氣性質(zhì)表,低省入口參數(shù) t=215℃ 924 18 鍋爐有效利用熱 (-) 5.61539 19 實(shí)際燃料消耗量 100Q/() 2.6703 20 計(jì)算燃料消耗量 B(1-/100) 2.630294 第三章爐膛校核熱力計(jì)算 3.1校核熱力計(jì)算步驟 1、計(jì)算爐膛結(jié)構(gòu)尺寸及煙氣有效輻射層。 2、選取熱風(fēng)溫度、并依據(jù)有關(guān)條件計(jì)算隨每kg燃料

27、進(jìn)入爐膛的有效熱量。 3、根據(jù)燃料種類、燃燒設(shè)備的形式和布置方式，計(jì)算火焰中心位置的系數(shù)M。 4、估計(jì)爐膛出口煙溫，計(jì)算爐膛煙氣平均熱容量。 5、計(jì)算爐膛受熱面輻射換熱特性參數(shù)。 6、根據(jù)燃料和燃燒方式計(jì)算火焰黑度和爐膛黑度。 7、計(jì)算爐膛出口煙溫。 8、核對爐膛出口煙溫誤差。 9、計(jì)算爐膛熱力參數(shù)。 10、爐膛內(nèi)其他輻射受熱面的換熱計(jì)算。具體見表3-2、表3-4 表3—1爐膛的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù) 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式 結(jié)果 1 前墻總面積 Aq m2 7．68[（1.395+0.905）+3.995/2]+ 22.176(5.8

28、88+21.276) 219.62 2 側(cè)墻總面積 2Ac m2 Ac1=(6.912+3.995)1.762 Ac2=5.126 Ac3=[5.126+(6.912-0.896-1.76)] Ac4=(6.912-0.896-1.76)0.334 Ac5=[(6.912-0.896-1.76)+3.39] Ac6=6.974 Ac7= Ac1+ Ac2+ Ac3+ Ac4+ Ac5+ Ac6 218.48 3 后墻總面積 Ah m2 7．68[（1.395+0.905）+3.995/2]+12.976 (5.8

29、88+21.276)+7.68 157.74 4 噴燃器及門孔面積 Ayc m2 6 5 爐頂面積 Ald m2 7.68(3.39+0.869)-2 32.11 6 爐膛與屏的交界面積 A2 m2 (6.974+0.225+0.334) 65.61 7 爐墻總面積 A1 m2 Aq+2Ac+Ah+Ald+A2 693.56 8 爐膛截面面積 AA m2 6.912 51.479 9 水冷壁管外徑 60 10 水冷壁管節(jié)距 64 11 管子至墻中心距 0 12 水冷壁角系數(shù)

30、 Xsl 0.98 13 爐頂角系數(shù) Xld 0.98 14 出口煙窗角系數(shù) Xyc 1 15 爐膛容積 Vl m3 Ac 1052.6 16 冷灰斗二等分平面到出口煙窗中心距離 H1 m 19.846 17 冷灰斗二等分平面到爐頂?shù)木嚯x H0 m 23.938 18 冷灰斗二等分平面到燃燒器中心距離 Hr m 4.962 19 爐膛總有效輻射受熱面積 Alz m2 0.98(A1-A2-Ayc)+ A2 675.12 20 爐膛水冷程度 X Slz/

31、A1 0.97 21 爐膛有效輻射層厚度 S m 3.6V1/A1 5.466 表3—2爐膛校核熱力計(jì)算 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式 結(jié)果 1 爐膛出口過量空氣系數(shù) 查指導(dǎo)書1—5漏風(fēng)系數(shù)和過量空氣系數(shù) 1.2 2 爐膛漏風(fēng)系數(shù) 查指導(dǎo)書1—5漏風(fēng)系數(shù)和過量空氣系數(shù) 0.05 3 制粉系統(tǒng)漏風(fēng)系數(shù) 查指導(dǎo)書1—5漏風(fēng)系數(shù)和過量空氣系數(shù) 0.1 4 熱風(fēng)溫度 ℃ 先估后校 280 5 理論熱風(fēng)焓 查焓溫表 2396.224 6 理論冷風(fēng)焓 查指導(dǎo)書2—

32、3鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算 162.3697 7 空氣帶入爐膛熱量 （--）+（+） 2540.3907 8 對應(yīng)每公斤燃料送入爐膛的熱量 （1-）+ 25249.528 9 理論燃燒溫度 ℃ 查焓溫表 1964.60 10 燃燒絕對溫度 K +273 2237.61 11 火焰中心相對高度系數(shù) X 0.25 12 系數(shù)M M A-BX 注：A，B查取指導(dǎo)書表3—5，3—6 0.465 13 爐膛出口煙氣溫度 ℃ 先估后校 1127 14 爐膛出口

33、煙氣焓 查焓溫表 13628.88 15 煙氣平均熱容量 ℃） （-）/（-） 13.874 16 水冷壁污染系數(shù) 查指導(dǎo)書3—5水冷壁污染系數(shù) 0.45 17 水冷壁角系數(shù) 查指導(dǎo)書3—1爐膛結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù) 0.98 18 水冷壁熱有效系數(shù) 0.441 19 屏、爐交界面的污染系數(shù) 0.441 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) 0.441 22 燃燒孔及門孔的熱有效系數(shù) 未敷設(shè)水冷壁 0 23 平均熱有效系數(shù)

34、 （F++Ayc）/Al 0.4372 24 爐膛有效輻射層厚度 S 查指導(dǎo)書3—1爐膛結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù) 5.466 25 爐膛內(nèi)壓力 P 0.1 26 水蒸汽容積份額 查指導(dǎo)書2—9煙氣特性表 0.0785 27 三原子氣體容積份額 查指導(dǎo)書2—9煙氣特性表 0.2186 28 三原子氣體輻射減弱系數(shù) 10．2 3.5414 29 煙氣質(zhì)量飛灰濃度 查指導(dǎo)書2—9煙氣特性表 0.0256 30 灰粒平均直徑 查指導(dǎo)書附錄表一 13 31 灰粒輻射減弱系數(shù) 80.79

35、32 燃料種類修正系數(shù) 取=0.5 0.5 33 燃燒方法修正系數(shù) 取=0.1 0.1 34 煤粉火焰輻射減弱系數(shù) ++10 3.3424 35 火焰黑度 1- 0.8391 36 爐膛黑度 0.922 37 爐膛出口煙氣溫度 ℃ 1067.51 38 計(jì)算誤差 收 -(估) -59.49 39 爐膛出口煙氣焓 查焓溫表 12833.62 40 爐膛有效熱輻射熱量 (-) 12398.606 41 輻射受熱面平均熱負(fù)荷 134181.8

36、2 42 爐膛截面熱強(qiáng)度 /(3.6×AA) 3239533.518 43 爐膛容積熱強(qiáng)度 /(3.6×V1) 158434.302 表3—3爐膛頂棚輻射受熱面吸熱量及工質(zhì)焓增的計(jì)算表 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式 結(jié)果 1 頂棚管徑 mm 38 2 節(jié)距 s mm 47.5 3 排數(shù) n 158 4 頂棚管角系數(shù) x 指導(dǎo)書附錄圖一 0.98 5 頂棚面積 Ald ㎡ 32.11 6 蒸汽流通面積 Alt ㎡ 158 0.112 7 爐膛頂部熱負(fù)荷分配

37、不均勻系數(shù) 指導(dǎo)書附錄圖七 0．57 8 爐膛頂棚總輻射吸熱量 Kj/h 3．6 Ald 8841202.549 9 減溫水總量 Kg/h 先估后校 15600 10 爐膛頂棚蒸汽流量 Kg/h - 204400 11 爐膛頂棚蒸汽焓增 Kj/kg / 43.254 12 爐膛頂棚進(jìn)口蒸汽焓 Kj/kg 指導(dǎo)書查附錄二中水和水蒸汽性質(zhì)表 2708.835 13 爐膛頂棚出口蒸汽焓 Kj/kg + 2752.089 14 爐膛頂棚出口蒸汽溫度 ℃ 指導(dǎo)書查附錄二中水和水蒸汽性質(zhì)表

38、345.087 第四章 對流受熱面的熱力計(jì)算 4.1對流受熱面計(jì)算步驟： 1、假設(shè)受熱面出口煙氣溫度，查取相應(yīng)焓值。 2、根據(jù)出口煙焓，通過Qd=φ(I’-I’’+△aIoLF)計(jì)算對流傳熱量。 3、依據(jù)煙氣側(cè)放熱量等于工質(zhì)側(cè)吸熱量原理，求取工質(zhì)出口焓和相應(yīng)溫度。 4、計(jì)算平均對流傳熱溫差。 5、計(jì)算煙氣側(cè)對流放熱系數(shù)及管壁污染系數(shù)。 6、計(jì)算工質(zhì)側(cè)對流放熱系數(shù)。 7、計(jì)算管壁污染層溫度。 8、計(jì)算煙氣黑度，及確定煙氣側(cè)輻射放熱系數(shù)。 9、計(jì)算對流放熱系數(shù)K。 10、計(jì)算對流傳熱量。與計(jì)算結(jié)果相比較，其差值應(yīng)在允許

39、范圍之內(nèi)。否則重新假設(shè)受熱面出口煙溫，重復(fù)上述計(jì)算。 4.2屏式過熱器熱力計(jì)算： 屏式過熱器在熱力計(jì)算方面具有以下特點(diǎn)： 在換熱方式上，既受煙氣沖刷，又吸收爐膛及屏間高溫?zé)煔獾臒彷椛洌? 屏式過熱器屬于中間過熱器，其進(jìn)出口處的工質(zhì)參數(shù)在進(jìn)行屏的計(jì)算時(shí)往往是未知數(shù)； 屏與屏之間橫向節(jié)距大，煙氣流速低，且沖刷不完善。所以某些交換參數(shù)不同于一般對流受熱面。 屏的具體熱力計(jì)算見表4-2 表4—1屏的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)計(jì)算表 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式 結(jié)果 1 管子外徑 d mm 2 屏的片數(shù) Z 12 3 每片屏的管子排數(shù) n

40、410 40 4 屏的深度 L m 2.706 5 屏的平均高度 h m 7.4 6 一片屏的平面面積 Ap m2 13.5 7 屏的橫向節(jié)距 S1 mm 屏的節(jié)距 591 8 比值 σ1 14.1 9 屏的縱向節(jié)距 S2 mm 46 10 比值 σ2 1.09 11 屏的角系數(shù) Xp 指導(dǎo)書附錄圖1，曲線5 0.98 12 屏的計(jì)算受熱面積 Apj m2 2 Z 317 13 屏區(qū)頂棚面積 Adp m2 寬深角系數(shù) 15.6 14 屏區(qū)兩側(cè)水冷壁面積

41、 Asl m2 高深角系數(shù) 30.1 15 屏區(qū)附加受熱面面積 Apfj m2 Adp + Asl 45.7 16 煙氣進(jìn)屏流通面積 A’p m2 （6.424+1.76）-120.042 (6.424+1.76) 58.8 17 煙氣出屏流通面積 A’’p m2 (6.424+0.55)- 120.042(6.424+0.55) 50 18 煙氣平均流通面積 Ay m2 2 A’p A’’p /( A’p + A’’p) 54 19 蒸汽流通面積 Alt m2 12103.14 0.097 20 煙氣有效輻射層厚度

42、S m 0.779 21 屏區(qū)進(jìn)口煙窗面積 A’ch m2 見指導(dǎo)書表3—1A2 65.61 22 屏區(qū)出口煙窗面積 A’’ch m2 7.686.424 49.34 4.2.1屏的熱力計(jì)算 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式 結(jié)果 1 煙氣進(jìn)屏溫度 ℃ 指導(dǎo)書表3—9爐膛熱力計(jì)算 爐膛出口煙氣溫度 1067.51 2 煙氣進(jìn)屏焓 指導(dǎo)書表3—9爐膛熱力計(jì)算 爐膛出口煙氣焓 12833.62 3 煙氣出屏溫度 ℃ 先估后校 950 4 煙氣出屏焓 查焓溫表 11281.8 5 煙

43、氣平均溫度 ℃ （+）/2 1008.76 6 屏區(qū)附加受熱面對流吸熱量 先估后校 360 7 屏的對流吸熱量 -+）- 1184.06 8 爐膛與屏相互換熱系數(shù) 查指導(dǎo)書附錄圖16 0.98 9 爐膛出口煙窗的沿高度熱負(fù)荷分配系數(shù) 查指導(dǎo)書附錄圖7 0.68 10 爐膛出口煙窗射入屏區(qū)的爐膛輻射熱量 626.081 11 屏間煙氣有效輻射層厚度 s m 查屏的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表 0.779 12 屏間煙氣壓力 p MPa 0.1 13 水蒸氣容積份額 0.0785

44、 14 三原子氣體的輻射減弱系數(shù) 10.2 4.91 15 三原子氣體容積份額 查指導(dǎo)書2—9煙氣特性表 0.2186 16 灰粒的輻射減弱系數(shù) 85.69 17 煙氣質(zhì)量飛灰濃度 查指導(dǎo)書2—9煙氣特性表 0.0256 18 煙氣輻射減弱系數(shù) + 3.267 19 屏區(qū)煙氣黑度 0.2246 20 屏進(jìn)口對出口的角系數(shù) 0.1396 21 燃料種類修正系數(shù) 取用 0.5 22 屏出口煙窗面積 A’’p 查指導(dǎo)書表4—5，屏的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表 50 23

45、 爐膛及屏間煙氣向屏后受熱面的輻射熱量 185.21 24 屏區(qū)吸收的爐膛輻射熱 - 440.871 25 屏區(qū)附加受熱面吸收的輻射熱 55.55 26 屏區(qū)水冷壁吸收的輻射熱 36.59 27 屏區(qū)頂棚吸收的輻射熱 18.96 28 屏吸收的輻射熱 - 385.321 29 屏吸收的總熱量 + 1569.38 30 第一級減溫水噴水量 取用 10000 31 第二級減溫水噴水量 取用 5600 32 屏中蒸汽流量 D- 2144

46、00 33 蒸汽進(jìn)屏溫度 ℃ 先估后校 440 34 蒸汽進(jìn)屏焓 查指導(dǎo)書附錄二水和水蒸汽性質(zhì)表 3204.914 35 蒸汽出屏焓 +/ 3397.448 36 蒸汽出屏溫度 ℃ 查指導(dǎo)書附錄二水和水蒸汽性質(zhì)表 510.097 37 屏內(nèi)蒸汽平均溫度 ℃ (+)/2 475.05 38 平均傳熱溫差 ℃ - 533.71 39 屏內(nèi)蒸汽平均比容 查指導(dǎo)書附錄二水和水蒸汽性質(zhì)表 0.03025 40 屏內(nèi)蒸汽流速 18.57 41 管壁對蒸汽的放熱系數(shù) 查指導(dǎo)

47、書附錄11 2700 42 煙氣流速 5.994 43 煙氣側(cè)對流放熱系數(shù) 查指導(dǎo)書附錄8 41.85 44 灰污系數(shù) 查指導(dǎo)書附錄15曲線2 0.007 45 管壁灰污曾溫度 +() 741.63 46 輻射放熱系數(shù) 查指導(dǎo)書附錄19 61.2 47 利用系數(shù) 查指導(dǎo)書附錄12 0.85 48 煙氣側(cè)放熱系數(shù) 104.05 49 對流傳熱系數(shù) 50.70 50 屏的對流傳熱量 1174.01 51 計(jì)算誤差 % 0.86

48、 52 屏區(qū)水冷壁的水溫 ℃ 查計(jì)算負(fù)荷下汽包飽和水溫度 317.668 53 平均傳熱溫差 ℃ - 690.392 54 屏區(qū)水冷壁對流吸熱量 144.20 55 屏區(qū)頂棚進(jìn)口蒸汽溫度 ℃ 查指導(dǎo)書表3—10 345.087 56 屏區(qū)頂棚進(jìn)口蒸汽焓 查指導(dǎo)書表3—10 2752.089 57 屏區(qū)頂棚蒸汽焓增 先估后校 30 58 屏區(qū)頂棚出口蒸汽焓 + 2782.089 59 屏區(qū)頂棚出口蒸汽溫度 ℃ 查指導(dǎo)書附錄二水和水蒸汽性質(zhì)表 3446.60 60 屏區(qū)頂棚平

49、均汽溫 ℃ （+）/2 345.84 61 平均傳熱溫差 ℃ - 662.92 62 屏區(qū)頂棚對流吸熱量 210.225 63 屏區(qū)頂棚總吸熱量 + 229.185 64 屏區(qū)頂棚蒸汽流量 Dpld 等于表3—3中 204400 65 屏區(qū)頂棚焓增 / 29.49 66 計(jì)算誤差檢查 % [（估）-]/ -1.73 67 屏區(qū)附加受熱面對流吸熱量 + 354.425 68 計(jì)算誤差 % [（估）-]/ 1.57 69 屏區(qū)受熱面總對流吸熱量 + 1

50、538.445 表4—2屏的熱力計(jì)算 4.3凝渣管的熱力計(jì)算： 其計(jì)算主要特點(diǎn)： 1、和后屏過熱器類似，也直接吸收爐膛輻射熱。當(dāng)管少于5排時(shí)，將有部分爐膛輻射熱落在其后受熱面上。 2、凝渣管區(qū)域都布置其它附加受熱面。 3、凝渣管內(nèi)為汽水混合物，在沸騰狀態(tài)下進(jìn)行換熱，工質(zhì)溫度始終為飽和溫度。 4、凝渣管總吸熱量包含對流吸熱量和輻射吸熱量。具體見表4-3。 表4—3凝渣管結(jié)構(gòu)及計(jì)算 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式 結(jié)果 1 管子尺寸 d 2 管子排列方式及根數(shù) n 根 橫列一排 10 3 管子節(jié)距

51、 700 4 受熱面積 26.8 5 煙道流通截面積 Ay 48.4 6 煙道容積 V 27.2 7 煙道表面積 A 114.1 8 煙道輻射層厚度 s 0.865 9 煙氣進(jìn)凝渣管溫度 ℃ 等于屏出口煙氣溫度 950 10 煙氣進(jìn)凝渣管焓 等于屏出口煙氣焓 11281.8 11 煙氣出凝渣管溫度 ℃ -5 945 12 煙氣出凝渣管焓 查焓溫表 11216.468 13 凝渣管對流吸熱量 -） 65.01 14 凝渣管角系數(shù)

52、 查指導(dǎo)書附錄圖1曲線5 0.27 15 來自爐膛及屏的輻射熱 屏的熱力計(jì)算第20項(xiàng) 185.21 16 凝渣管吸收的輻射熱 50.01 17 凝渣管總吸收熱 + 115.02 18 通過凝渣管的輻射熱 （1-） 135.20 4.4高溫過熱器的熱力計(jì)算： 高溫過熱器分冷段和熱段兩部分。蒸汽從屏出來后，先進(jìn)入高溫對流過熱器冷段，經(jīng)過二次噴水減溫后進(jìn)入高溫對流過熱器熱段。冷段在煙道兩側(cè)為逆流，熱段在中間為順流。根據(jù)高溫過熱器結(jié)構(gòu)尺寸對高溫過熱器進(jìn)行熱力計(jì)算，具體見表4-5 表4—4高溫過熱器的結(jié)構(gòu)尺寸 序號(hào) 名

53、稱 符號(hào) 單位 公式 結(jié)果 1 管子尺寸 d 2 冷段橫向節(jié)距及布置 順流、逆流、雙管圈 40 3 熱橫向節(jié)距及布置 順流、逆流、雙管圈 39 4 橫向節(jié)距 95 5 橫向節(jié)距比 / d 2.262 6 縱向節(jié)距 87 7 縱向節(jié)距比 / d 2.07 8 管子縱向排數(shù) 8 9 冷段蒸汽流通面積 Al 0.0642 10 熱段蒸汽流通面積 Ar 0.0628 11 平均流通截面積 Apj + ）/2

54、0.0634 12 煙氣流通面積 Ay 23.3 13 冷段受熱面積 Al 237 14 熱段受熱面積 Ar 231 15 頂棚受熱面積 Ald 10.06 16 管束前煙室深度 0.7 17 管束深度 0.61 18 輻射層有效厚度 s 0.188 表4—5高溫過熱器的熱力計(jì)算 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式 結(jié)果 1 進(jìn)口煙氣溫度 ℃ 凝渣管結(jié)構(gòu)及計(jì)算第11項(xiàng) 945 2 進(jìn)口煙氣焓 凝渣管結(jié)構(gòu)及計(jì)算

55、第12 11216.4688 3 進(jìn)冷段蒸汽溫度 ℃ 屏出口蒸汽溫度 510.097 4 進(jìn)冷段蒸汽焓 屏出口蒸汽焓 3397.488 5 總輻射熱量 等于 135.20 6 冷段輻射吸熱量 67.026 7 熱段輻射吸熱量 65.329 8 頂棚輻射吸熱量 2.845 9 出熱段蒸汽溫度 ℃ 建議取540℃ 540 10 出熱段蒸汽焓 查指導(dǎo)書附錄二水和水蒸汽性質(zhì)表 3503.90 11 出冷段蒸汽溫度 ℃ 先估后校 540 12 出冷段蒸汽焓

56、 查指導(dǎo)書附錄二水和水蒸汽性質(zhì)表 3359.19 13 第二次減溫水量 取用 5600 14 減溫水焓 就是給水焓 923.81 15 進(jìn)熱段蒸汽焓 3359.19 16 進(jìn)熱段蒸汽溫度 ℃ 查指導(dǎo)書附錄二水和水蒸汽性質(zhì)表 444.44 17 冷段吸熱量 （D-）（-）/ 1201.44 18 熱段吸熱量 D(-)/ 1030.41 19 高溫過熱器吸熱量 + 2234.84 20 高溫過熱器對流吸熱量 - 2099.64 21 頂棚對流吸熱量

57、 先估后校 50 22 高溫過熱器出口煙焓 - 9110.34 23 高過出口煙溫 ℃ 查焓溫表 768.83 24 煙氣平均溫度 ℃ (+)/2 768.83 25 煙氣流速 10.19 26 煙氣側(cè)放熱系數(shù) 查指導(dǎo)書附錄圖8 66.32 27 冷段蒸汽平均溫度 ℃ (+)/2 515.048 28 冷段蒸汽平均比容 查指導(dǎo)書附錄二水和水蒸汽性質(zhì)表 0.03318 29 冷段蒸汽平均流速 （D-）/(3600 30.07 30 冷段蒸汽放熱系數(shù) 查指導(dǎo)

58、書附錄圖11 3162 31 熱段蒸汽平均溫度 ℃ (+)/2 503.64 32 熱段蒸汽平均比容 查指導(dǎo)書附錄二水和水蒸汽性質(zhì)表 0.03229 33 熱段蒸汽平均流速 D/(3600 31.13 34 熱段蒸汽放熱系數(shù) 查指導(dǎo)書附錄圖11 3348 35 高過煙氣有效輻射厚度 s m 查高溫對流過熱器結(jié)構(gòu)尺寸 0.188 36 煙氣壓力 P Mpa 0.1 37 水蒸氣容積份額 查指導(dǎo)書2—9煙氣特性表 0.078 38 三原子氣體容積份額 查指導(dǎo)書2—9煙氣特性表

59、 0.2169 39 三原子氣體輻射減弱系數(shù) 10 25.17 40 灰粒的輻射減弱系數(shù) 93.2 41 煙氣質(zhì)量飛灰濃度 查指導(dǎo)書2—9煙氣特性表 0.0253 42 煙氣的輻射減弱系數(shù) + 7.77 43 煙氣黑度 0.1378 44 冷段管壁灰污層溫度 ℃ + 752.96 45 熱段管壁灰污層溫度 ℃ + 783.63 46 冷段輻射減弱系數(shù) 查指導(dǎo)書附錄圖12 37.21 47 熱段輻射減弱系數(shù) 查指導(dǎo)書附錄圖12 38.58 48 修

60、正后冷段輻射減弱系數(shù) [1+ 51.26 49 修正后熱段輻射減弱系數(shù) [1+ 53.26 50 冷段傳熱系數(shù) 89.69 51 熱段傳熱系數(shù) 96.94 52 冷段平均溫差 ℃ 328.21 53 熱段平均溫差 ℃ 341.86 54 冷段對流吸熱量 1114.4 55 計(jì)算誤差 % [（-）-]/ 1.78 56 熱段對流吸熱量 112.482 57 計(jì)算誤差 [（-）-]/ 1.8 58 頂棚入口汽溫 ℃ 就是屏頂

61、棚出口氣溫 346.60 59 頂棚入口汽焓 就是屏頂棚出口汽焓 2782.089 60 頂棚出口汽焓 + 2822.089 61 頂棚出口汽溫 ℃ 查指導(dǎo)書附錄二水和水蒸汽性質(zhì)表 348.11 62 頂棚對流吸熱量 46.63 63 計(jì)算誤差 % 允許誤差±10% 7.68 64 總對流吸熱量 ++ 2285.85 4.5低溫過熱器的熱力計(jì)算： 低溫過熱器的頂棚管在其上面，與低溫過熱器平行受熱，與低溫過熱器相比面積很小，所以把頂棚管和低溫過熱器的面積相加，當(dāng)作低溫過熱器的受熱面積。此時(shí)，低溫過

62、熱器的蒸汽進(jìn)口是頂棚管的入口。具體熱力計(jì)算見表4-7。 表4-6低溫過熱器的結(jié)構(gòu) 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式 結(jié)果 1 布置 順流、逆流、雙管圈 2 管子尺寸 3 橫向排數(shù) 79 4 縱向排數(shù) 20 5 橫向節(jié)距 95 6 橫向節(jié)距比 / 2.5 7 縱向節(jié)距 80.7 8 縱向節(jié)距比 / 2.12 9 煙氣流通面積 Ay 18.7 10 蒸汽流通面積 Aq 2 0.112 11 低溫過熱器受

63、熱面積 Adg 3.14... . 768 12 低溫過熱器前氣室深度 0.9 13 低溫過熱器前管束深度 1.533 14 煙氣輻射層有效后度 0.198 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式 結(jié)果 1 進(jìn)口煙氣溫度 ℃ 即高溫過熱器出口煙氣溫度 768.83 2 進(jìn)口煙氣焓 即高溫過熱器出口煙氣焓 9110.34 3 進(jìn)口蒸汽溫度 ℃ 即高溫過熱器頂棚出口蒸汽溫度 346.60 4 進(jìn)口蒸汽焓 即高溫過熱器頂棚出口蒸汽焓 2832.089 5 出口蒸汽溫

64、度 ℃ 先估后校 400 6 出口蒸汽焓 查指導(dǎo)書附錄二水和水蒸汽性質(zhì)表 3112.29 7 低溫過熱器對流吸熱量 （-）/ 2171.18 8 出口煙氣焓 - 7329.94 9 出口煙氣溫度 ℃ 查焓溫表 619.18 10 煙氣平均溫度 ℃ （+）/2 709.395 11 煙氣速度 11.36 12 煙氣側(cè)對流放熱系數(shù) 查指導(dǎo)書附錄圖8 76 13 蒸汽平均溫度 ℃ （+）/2 37.33 14 蒸汽平均比容 查指導(dǎo)書附錄二水和水蒸汽性質(zhì)表

65、 0.0238 15 蒸汽流速 /（3600） 12.07 16 蒸汽側(cè)放熱系數(shù) 查指導(dǎo)書附錄圖11 2592 17 低過煙氣有效輻射層厚度 s m 查低溫過熱器的尺寸 0.198 18 煙氣壓力 P Mpa 0.1 19 水蒸氣容積 查指導(dǎo)書2—9煙氣特性表 0.0768 20 三原子氣體容積份額 查指導(dǎo)書2—9煙氣特性表 0.213 21 三原子氣體減弱系數(shù) 10.2 27.61 22 灰粒的輻射減弱系數(shù) 102.31 23 煙氣質(zhì)量飛灰濃度 查指導(dǎo)書

66、2—9煙氣特性表 0.0248 24 煙氣的輻射減弱系數(shù) + 8.42 25 煙氣黑度 0.154 26 管壁灰污層溫度 ℃ + 463.89 27 煙氣側(cè)輻射放熱系數(shù) 查指導(dǎo)書附錄圖12 25.87 28 修正后輻射放熱系數(shù) [1+ 35.80 29 煙氣側(cè)放熱系數(shù) （+） 111.80 30 傳熱系數(shù) 63.41 31 平均傳熱溫差 ℃ 332.06 32 低溫過熱器對流吸熱量 2213.18 33 計(jì)算誤差 允許誤差±2% -1.89 34 第一次減溫水量 原來假定數(shù)據(jù) 10000 35 減溫后蒸汽焓 hp1j 2765.39 36 減溫后蒸汽溫度 ℃ 查指導(dǎo)書附錄二水和水蒸汽性質(zhì)表 345.6 37 屏入口氣溫的誤差 ℃ -0.27 表4—7低溫過熱器的熱力計(jì)算 4.6省煤器和空氣預(yù)熱器 雙級布置的省煤器應(yīng)該分級計(jì)算 對于管式空氣預(yù)