鍋爐課程設(shè)計(jì)說明書 220th超高壓燃煤鍋爐課程設(shè)計(jì)

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1、鍋爐課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目：220t/h超高壓燃煤鍋爐課程設(shè)計(jì) 一、鍋爐課程設(shè)計(jì)的目的 鍋爐課程設(shè)計(jì)是《電廠鍋爐原理及設(shè)備》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(duì)電廠鍋爐原理課程的知識(shí)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)方法,并具有綜合考慮鍋爐機(jī)組設(shè)計(jì)與布置的初步能力 二、鍋爐設(shè)計(jì)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)容往往是鑒定設(shè)計(jì)質(zhì)量等的主要數(shù)據(jù)。 三、整體

2、設(shè)計(jì)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。 四、熱力設(shè)計(jì)計(jì)算基本資參數(shù) ⑴、鍋爐蒸發(fā)量： Dec=61.11kg/s ⑵、汽包壓力 ： Pqb=

3、11.02MPa ⑶、給水溫度： tgs=216℃ ⑷、過熱蒸汽溫度： tgr=540℃ ⑸、過熱蒸汽壓力： Pgr=9.8MPa ⑹、一次風(fēng)溫度： t1=186℃ ⑺、二次風(fēng)溫度： t2=186℃ ⑻、環(huán)境溫度： tlk=20℃ ⑼、煙氣出口溫度： t=128.8℃ 五 鍋爐整體布置的確定 1，鍋爐整體的外型---選型布置 選擇型布置的理由如下 (1)鍋爐的排煙口在下方送，引風(fēng)機(jī)及除塵器等設(shè)備均可布置在地面，鍋爐結(jié)構(gòu)和廠房 較低，煙囪也建在地面上。 (2)對(duì)流豎井中，煙氣下行流動(dòng)便于清灰，具有自身除塵的能力 （

4、3）各受熱面易于布置成逆流的方式，以加強(qiáng)對(duì)流換熱 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(zhì)的影響 本鍋爐為高壓參數(shù)，汽化吸熱較少，加熱吸熱和過熱吸熱較多，為使?fàn)t膛出口煙溫降到要求的值，保護(hù)水平煙道的對(duì)流受熱面，除在水平煙道內(nèi)布置高、低溫對(duì)流過熱器外，爐膛內(nèi)布置全輻射式的屏式過熱器，前會(huì)隔墻省煤器采用光管式水冷壁結(jié)構(gòu)；設(shè)置省煤器時(shí)，根據(jù)鍋爐的參數(shù)，省煤器出口工質(zhì)狀態(tài)選用非沸騰式，采用雙級(jí)空氣預(yù)熱器。 3，汽水系統(tǒng) 按高壓煤粉鍋爐熱力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，該鍋爐的汽水系統(tǒng)的流程設(shè)計(jì)如下； （1） 過熱蒸汽系統(tǒng)的流程

5、 一次噴水減溫 二次噴水減溫 ↓ ↓ 汽包→頂棚管→低溫對(duì)流過熱器→屏式過熱器→高溫對(duì)流過熱器冷段→高溫對(duì)流過熱器 熱段→汽輪機(jī) （2）煙氣系統(tǒng)流程 ： 爐膛→屏式過熱器→高溫對(duì)流過熱器→低溫對(duì)流過熱器→高溫省煤器→高溫空預(yù)器→低溫省煤器→低溫空預(yù)器 （3）水系統(tǒng)的流程 給水----低溫省煤器-----高溫省煤器-----后墻引出管------汽包------下降管----水冷壁下聯(lián)

6、箱-----水冷壁------水冷壁上聯(lián)箱---汽包 六、燃料特性： 一 燃料特性及名稱 a、 燃料名稱：開灤煙煤 b、 煤的收到基成分（%）： Car=58.2; Oar=6.3; Sar=0.8; Aar=28.1; Har=4.3; Nar=1.1; Mar=1.2; c、 煤的空氣干燥基水分：Mad=24.0% d、 煤的收到基成分低位發(fā)熱量：22825 KJ/kg e、 可磨性系數(shù)： 1.46 f、 灰熔點(diǎn)：變形溫度 >1500℃ 二、燃料燃燒計(jì)算 1） 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

7、容積等。計(jì)算結(jié)果見表 表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 6.130 2 理論氮容積 /kg 0.8+0.79 4.852 3 容積 /kg 1.866+0.7 1.092 4 理論干煙氣容積 /kg + 5.944 5 理論水蒸汽容積 /kg 11.1+1.24+1.61(=0.01kg/kg) 0.591 6 飛灰份額 查指導(dǎo)書表2-4 0.92 序號(hào) 名稱 漏風(fēng)系數(shù)

8、 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 4 高溫過熱器 0.03 △ 1.23 5 低溫過熱器 0.03 △ 1.26 6 高溫省煤器 0.02 △ 1.28 7 高溫空氣預(yù)熱器 0.03 △ 1.31 8 低溫省煤器 0.02 △ 1.33 9 低溫預(yù)熱器 0.03 △ 1.36 三 漏風(fēng)系數(shù)和過量空氣系數(shù) 表2 七、輔助計(jì)算： 需要計(jì)

9、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3 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 低過 高省 高空預(yù) 低省 低空預(yù) 1 受熱面出口過量空氣系數(shù) 1.2 1.23 1.26 1.28 1.31 1.33 1.36 2 煙道平均過量空氣系數(shù) αpj 1.2 1.215 1.245 1.270 1.295 1.320 1.345 3 干煙氣容積 Vgy Nm3

10、/kg 7.170 7.262 7.446 7.599 7.752 7.906 8.059 4 水蒸氣容積 VH2O Nm3/kg 0.611 0.612 0.615 0.618 0.620 0.623 0.625 5 煙氣總?cè)莘e Vy Nm3/kg 7.781 7.874 8.061 8.217 8.372 8.529 8.684 6 RO2容積份額 rRO2 0.140 0.139 0.135 0.133 0.130 0.128 0.126 7 水蒸氣容積份額 rH2O 0.079 0.078

11、 0.076 0.075 0.074 0.073 0.072 8 三原子氣體和水蒸氣容積總份額 r 0.219 0.217 0.211 0.208 0.204 0.201 0.198 9 容積飛灰濃度 μv g/m3 33.225 32.832 32.070 31.462 30.879 30.311 29.770 10 煙氣質(zhì)量 mg Kg/kg 10.326 10.446 10.686 10.886 11.086 11.287 11.487 11 質(zhì)量飛灰濃度 μy Kg/kg 0.025 0.0247

12、 0.024 0.0237 0.0233 0.0229 0.0225 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4、5、6、7.對(duì)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4 煙氣焓溫表——用于爐膛、屏、高過的計(jì)算 煙氣焓溫表（用于爐膛，屏式過熱器,高溫過熱器） 煙氣或空氣溫度θ（℃） 理論煙氣焓h0y(kJ/kg) 理論煙氣焓h0K(/kg) 爐膛、屏凝渣管hyα

13、"=1.20 高溫過熱器hkα"=1.23 400 3767.629 3320.989 4431.827 4537.456 500 4776.344 4193.840 5615.112 5740.927 600 5811.527 5086.306 6828.788 6981.377 700 6872.704 597.120 8072.124 8252.037 800 7956.57 6921.506 9340.808 9548.453 900 9057.780 7860.622 10629.904 10865.723 1000

14、10176.984 8810.649 11939.114 12203.433 1100 11312.528 9776.676 13267.863 13561.163 1200 12461.281 10784.587 14610.998 14933.456 1300 13625.283 11734.353 15972.154 16324.184 1400 14795.828 12727.106 17341.249 17723.062 1500 15977.236 13724.457 18722.127 19133.861 1600 17

15、167.947 14729.654 20113.878 20555.767 1700 18368.741 1573.794 21516.329 21988.468 1800 19571.650 16746.302 22920.910 23423.299 1900 20781.909 17769.828 24335.875 24868.969 2000 21996.076 18729.128 25754.502 26318.265 2100 23221.262 19823.133 27185.889 27780.583 2200 244

16、92.902 20852.053 28613.313 29238.874 表5 煙氣焓溫表——用于低溫過熱器、高溫省煤器的計(jì)算 煙氣焓溫表（用于低溫過熱器，高溫省煤器） 煙氣或空氣溫度θ（℃） 理論煙氣焓h0y(kJ/kg) 理論煙氣焓h0K(/kg) 低溫過熱器hyα"=1.26 高溫省煤器hkα"=1.28 300 2785.721 2468.490 3427.528 3476.898 400 3767.629 3320.989 4621.086 4697.506 500 4776.344 4193.840 58

17、66.742 5950.619 600 5811.527 5086.306 9133.967 7235.708 700 6872.704 5997.102 8431.951 8551.893 800 7956.507 6921.506 9756.099 9894.529 表6 煙氣焓溫表——用于高溫空預(yù)器、低溫省煤器的計(jì)算 煙氣焓溫表（用于高溫空預(yù)器，低溫省煤器） 煙氣或空氣溫度θ（℃） 理論煙氣焓h0y(kJ/kg) 理論煙氣焓h0K(/kg) 低溫過熱器hyα"=1.31 高溫省煤器hkα"=1.

18、33 100 903.352 811.796 1155.509 1171.245 200 1831.414 1832.787 2337.578 2370.234 300 2785.721 2468.490 3550.929 3600.323 400 3767.629 3320.989 4797.136 4863.555 500 4776.344 4193.840 6076.434 6160.311 600 58111.527 5086.360 7388.282 7490.008 表7

19、煙氣焓溫表—用于低溫空預(yù)器的計(jì)算 煙氣焓溫表（用于低溫空預(yù)器） 煙氣或空氣溫度θ（℃） 理論煙氣焓h0y(kJ/kg) 理論煙氣焓h0K(/kg) 低溫過熱器hyα"=1.36 100 903.352 811.796 1195.599 200 1831.414 1832.787 2419.217 300 2785.721 2468.490 3674.377 400 3767.629 3320.989 4963.185 500 4776.344 4193.840 6286.126 600 58111.527 5086.3

20、60 7642．597 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)算見表8. 表8 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 Qr kJ/kg 式（2-8）Qr≈Qar,net 22825 2 排煙溫度 py ℃ 見設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 128.8 3

21、排煙焓 hpy kJ/kg 查焓溫表，用插值法求 1022.886 4 冷空氣溫度 tlk ℃ 見設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 20 5 理論冷空氣焓 h0lk kJ/kg hlk0=（ct）kV0 162.359 6 化學(xué)未完全燃燒熱損失 q3 % 見設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 0.5 7 機(jī)械未化學(xué)燃燒熱損失 q4 % 見設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 1.5 8 排煙過量空氣系數(shù) αpy 查表2-9 1.36 9 排煙熱損失 q2 % （100-q4）（hpy-apy hlk0） 3.46 10 散熱損失 q5 % 見設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 0.5 11

22、灰渣損失 q6 % 式（2-13） 0 12 鍋爐總損失 Σq % q2+q3+q4+q5+q6 5.961 13 鍋爐熱效率 η 100- Σq 94.039 14 保溫系數(shù) 100-q5/（η+ q5） 0.995 15 過熱蒸汽焓 kJ/kg 查指導(dǎo)書附錄B-6，B-7 3477.5 16 給水溫度 tgs ℃ 給定 216 17 給水焓 hgs kJ/kg 查指導(dǎo)書附錄B-6，B-7 870.316 18 鍋爐有效利用熱 Q kJ/h Dgr（h"gg-hgs） 159325.0

23、14 19 實(shí)際燃料消耗量 B kJ/h 100Q/(ηQr) 26721.92 20 計(jì)算燃料消耗量 Bj kJ/h B(1-q4/100) 26321.091 八、爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及熱力計(jì)算 1．爐膛結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 表#1 爐膛的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù) 爐膛尺寸結(jié)構(gòu) 符號(hào) 單位 公式及計(jì)算 結(jié)果 1爐膛截面熱負(fù)荷 QF kw/m2 表8—10 3910 2爐膛截面積 F m2 a2=BjQar,net,p/qf 42.681 3爐膛寬度 a m F0.5取整，64的倍數(shù) 6.533 4第一根凝渣管高 Hm m 設(shè)定

24、5 5頂柵寬 Ldp m a-lzy-lxcosγx 3.367 6折焰角前端到第一根凝渣管斜管段長(zhǎng) Lx m 設(shè)定 1 7折焰角寬 Lzy m 設(shè)定 2.3 8折焰角上傾角度 rs 設(shè)定 45 9折焰角下傾角度 rx 設(shè)定 30 10頂柵傾角 rd 設(shè)定 8 11凝渣管同爐墻距 Lnz m a-ldp 3.163 12頂柵高 hdp m hnl+ldptanγd 5.602 13折焰角高度 hzy m lzytanγx 1.382 14—— h,,zy m lnztanγx 1.826

25、 15冷灰斗底寬 Lnd m 設(shè)定 1.1 16冷灰斗傾角 rhd 設(shè)定 55 17冷灰斗中部寬 Hhd m （a+lhd）/2 3.817 18冷灰斗高度 lhx m (a-hld)tanγhd/2 3.88 19冷灰斗斜邊長(zhǎng)度的一半 qv m hhd/2sinγhd 2.366 20爐膛容積熱負(fù)荷 V1 kJ/m3 選定 170 21爐膛容積 Fc m2 BjQar,net,p/qv 81.665 22側(cè)墻面積 hlz m2 V1/a 150.236 23爐膛中部高 hck m 17.348 24

26、出口窗中心到冷灰斗中心高 Fq m 23.420 25前墻面積 Fh m2 229.455 26后墻面積 Fch m2 258.845 27出口窗面積 Fd m2 39.175 28頂棚面積 F1 m2 22.356 29爐膛總面積 A1 m2 750.357 30爐膛總高 H1 m 26.716 31 爐膛深度 b m 6.533 32 冷灰斗出口尺寸 m 1.2 2．水冷壁設(shè)計(jì) 水冷壁采用60的光管，管節(jié)距S=64mm,管子具有掛爐墻管子中心和爐墻e=0,每面墻寬6533mm，側(cè)

27、墻布置98根，前后墻布置108根，后墻水冷壁管子有折焰角處有叉管，直叉管垂直向上連接聯(lián)箱，可以承受后墻管子和爐墻的重量。 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式及計(jì)算 結(jié)果 1 前后墻水冷壁回路個(gè)數(shù) Z1 個(gè) a/2.5 3 2 左右側(cè)墻水冷壁回路個(gè)數(shù) Z2 個(gè) b/2.5 3 3 管徑及壁厚 d*δ mm 按2-13選取 60*4.5 4 管子節(jié)距 S mm 按s/d=1.3-1.4選取 1.35 5 前后墻管子根數(shù) n1 根 按a/s+1=81.66選取 108 6 左右側(cè)墻管子數(shù) n2 根 按b/s+1=116.1選

28、取 98 3．燃燒器結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 采用角置直流式煤粉燃燒器，分布于爐膛四角。燃燒器的中心距冷灰斗為2m，每組燃燒器有兩個(gè)一次風(fēng)口，兩個(gè)二次風(fēng)口，燃燒器的設(shè)計(jì)見表。 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 計(jì)算公式及數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 1 一次風(fēng)速 W1 m/s 按指導(dǎo)書選取 35 2 二次風(fēng)速 W2 m/s 按指導(dǎo)書選取 45 3 一次風(fēng)率 r1 % 按指導(dǎo)書選取 30 4 二次風(fēng)率 r2 % 按指導(dǎo)書選取 70 5 一次風(fēng)溫 t1 ℃ 190 6 二次風(fēng)溫 t2 ℃ trk-10 250 7 燃燒室數(shù)量 Z

29、個(gè) 四角布置 4 8 一次風(fēng)口面積 A1 m2 0.101 9 二次風(fēng)口面積 A2 m2 0.151 10 燃燒室假想切圓直徑 dj mm 按指導(dǎo)書選取 800 11 燃燒室矩形對(duì)角線長(zhǎng)度 2lj mm 10673 12 特性比值 2lj/br 初步選定 4 13 特性比值 hr/br 由式2-17選取 21.8 14 燃燒室噴口寬度 br mm 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)定位br=420 588 15 一次風(fēng)噴口高度 h1 mm A1/br 171.769 二次風(fēng)噴口溫度 h2 mm A2

30、/br 256.803 16 燃燒器高度 hr mm 按A1A2A3的要求畫出燃燒器噴口結(jié)構(gòu)尺寸圖，核算hr/br=4.19 2298 17 最后一排燃燒器下邊距冷灰斗上沿的距離 L mm 按L=（4~6）br選取 2646 4,，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) 查表1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) 查表1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) 查表1漏風(fēng)系數(shù)和過量空氣系數(shù) 0.1 4 熱風(fēng)溫度 tr

31、k ℃ 先估后校 260 5 理論熱風(fēng)焓 hrk0 查焓溫表 2230.298 6 理論冷風(fēng)焓 hlk0 查表8鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算 157.3635 7 空氣帶入爐膛熱量 （--）hrk0+（+）hlk0 2365.4174 8 對(duì)應(yīng)每公斤燃料送入爐膛的熱量 （1-）+ 24666.6357 9 理論燃燒溫度 ℃ 查焓溫表 1928.71 10 燃燒絕對(duì)溫度 K +273 2201.71 11 火焰中心相對(duì)高度系數(shù) X 0.2492 12 系數(shù)M

32、M A-BX 注：A，B查取指導(dǎo)書—5，3—6 0.465 13 爐膛出口煙氣溫度 ℃ 先估后校 1140 14 爐膛出口煙氣焓 h＂gl 查焓溫表 1413 15 煙氣平均熱容量 ℃） （- h＂gl）/（-） 13746.89 16 水冷壁污染系數(shù) 查水冷壁污染系數(shù) 13.8451 17 水冷壁角系數(shù) xsl 查表#1爐膛結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù) 0.45 18 水冷壁熱有效系數(shù) xsl 0.98 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)

33、取用 0.441 21 屏、爐交界面的熱有效系數(shù) 1 22 燃燒孔及門孔的熱有效系數(shù) 未敷設(shè)水冷壁 0.441 23 平均熱有效系數(shù) （A+A2+Ayc）/ Al 0 24 爐膛有效輻射層厚度 S 查表#1爐膛結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù) 0.4374 25 爐膛內(nèi)壓力 P 5.466 26 水蒸汽容積份額 查煙氣特性表 0.1 27 三原子氣體容積份額 查煙氣特性表 0.099 28 三原子氣體輻射減弱系數(shù) 10．2r 0.237 29 煙氣質(zhì)量飛灰濃度 查煙氣特性表

34、 3.4867 30 灰粒平均直徑 查指導(dǎo)書附錄表一 0.0134 31 灰粒輻射減弱系數(shù) 13 32 燃料種類修正系數(shù) 取=0.5 80.2949 33 燃燒方法修正系數(shù) 取=0.1 0.5 34 煤粉火焰輻射減弱系數(shù) ++10 0.1 35 火焰黑度 1- 2.4023 36 爐膛黑度 0.7310 37 爐膛出口煙氣溫度 ℃ 0.8604 38 計(jì)算誤差 收 -(估) 1151.13 39 爐膛出口煙氣焓 hyl＂ 查焓溫表 11

35、.13 40 爐膛有效熱輻射熱量 (- hyl＂) 13895.98 41 輻射受熱面平均熱負(fù)荷 10712.4942 42 爐膛截面熱強(qiáng)度 /() 140013.4171 43 爐膛容積熱強(qiáng)度 /() 3842100.069 5 爐膛頂棚輻射受熱面吸熱量及工質(zhì)焓增的計(jì)算 表#3 爐膛頂棚輻射受熱面吸熱量及工質(zhì)焓增的計(jì)算 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式 結(jié)果 1 頂棚管徑 D mm 42 2 節(jié)距 S mm 47.5 3 排數(shù) n 158 4 頂棚管角系數(shù)

36、 x 查標(biāo)準(zhǔn)線圖 0.98 5 頂棚面積 Ahd m2 32.11 6 蒸汽流通面積 Alt m2 158*（3.14*0.332）/4 0.112 7 爐膛頂棚熱負(fù)荷分配不均勻系數(shù) 查標(biāo)準(zhǔn)線圖 0.63 8 爐膛頂棚總輻射吸熱量 Qkd KJ/h 3.6qsAld 875485.634 9 減溫水總流量 Djw kg/h 先估后校 2000 10 爐膛頂棚蒸汽流量 Dld kg/h D-Djw 218000 11 爐膛頂棚蒸汽焓增 △hld kJ/kg Qld/Dld 39.53 12 爐膛

37、頂棚進(jìn)口蒸汽焓 hld′ kJ/kg 查表B6，B7 2708.065 13 爐膛頂棚出口蒸汽焓 hld″ kJ/kg hld′+△hld 2747.595 14 爐膛頂棚出口蒸汽溫度 tld″ ℃ 查附錄B6，B7 344.413 九、對(duì)流受熱面的熱力計(jì)算 一、對(duì)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(duì)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(duì)流傳熱溫差。 5、計(jì)算煙氣側(cè)對(duì)流放熱系數(shù)及管壁污染系數(shù)。

38、 6、計(jì)算工質(zhì)側(cè)對(duì)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(duì)流放熱系數(shù)K。 10、計(jì)算對(duì)流傳熱量。與計(jì)算結(jié)果相比較，其差值應(yīng)在允許范圍之內(nèi)。否則重新假設(shè)受熱面出口煙溫，重復(fù)上述計(jì)算。 二、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)： 1、 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? 2、 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)； 3、 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(duì)流受熱面。 屏的具體熱力計(jì)算見表#5

39、 表#4 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 φ425 2 屏的片數(shù) z 12 3 每片屏的管子排數(shù) n 410 40 4 屏的深度 L m 2.076 5 屏的平均高度 h m 7.4 6 一片屏的平均高度 Ap m2 13.5 7 屏的橫向節(jié)距 S1 mm 屏的間距 591 8 比值 σ1 S1/d 14.1 9 屏的縱向節(jié)距 S2 mm 46 10 比值 σ2 S2/d 1.09

40、 11 屏的角系數(shù) xp 見附錄A-1曲線5 0.98 12 屏的計(jì)算受熱面積 Apj m2 2ApxpZ 317 13 屏區(qū)頂棚面積 Adp m2 寬深角系數(shù) 30.1 14 屏區(qū)兩側(cè)水冷壁面積 Asl m2 高深角系數(shù)2 15.6 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 Ap′ m2 （6.424+1.760）-120.042（6.424+1.760） 58.8 17 煙氣出屏流通面積 m2 （6.424+0.550）-120.042（6.424+0.55

41、0） 50 18 煙氣平均流通面積 Ay m2 2(Ap′Ap")/(Ap′+Ap") 54 19 蒸汽流通面積 Alt m2 1.8/(1/h+1/L+1/S1)(S1單位為m) 0.097 20 煙氣有效輻射層厚度 s m 1210∏dn2/4 0.729 21 屏區(qū)進(jìn)口煙窗面積 m2 見表3-1中A2 66 22 屏區(qū)出口煙窗面積 m2 7.686.424 49.34 2、屏的熱力計(jì)算 表#5 屏的熱力計(jì)算 名稱 符號(hào) 單位 公式 結(jié)果 1煙氣進(jìn)屏溫度 θp′ ℃ 查表3-9

42、爐膛校核熱力計(jì) 1160 2煙氣進(jìn)屏焓 h yp′ kJ/kg 查表3-9爐膛校核熱力計(jì) 14073.74 3煙氣出屏溫度 θp〞 ℃ 先估后校 1000 4煙氣出屏焓 h yp〞 kJ/kg 查焓溫表 11939.11 5煙氣平均溫度 θpj ℃ （θp′-θp〞）/2 1080 6屏區(qū)附加受熱面對(duì)流吸熱量 θd pfj kJ/kg 先估后校 410 7屏的對(duì)流吸熱量 Qdp kJ/kg ψ（h yp′- h yp〞+△αh0lk）-θd pfj 1713.96 8爐膛與屏互相換熱系數(shù) β 附錄A-15 0.96 9

43、 爐膛出口窗的沿高度 的熱負(fù)荷分配系數(shù) ηyc 附錄A-6 0.58 10爐膛出口煙窗輻射屏區(qū) 的爐膛輻射熱量 Qˊfp kJ/kg βηycψ（Q1- h yp′）Aˊ/Alz 545.415 11屏間煙氣有效負(fù)荷層厚度 s m 查表4-5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 rH2o 表2-9煙氣特性表 0.079 14三原子氣體輻射減弱系數(shù) kq 1/（mMPa） 10.2r（）*(1-0.37) 1.479 15三原子氣體和水蒸氣容積總份額 r 表2-9煙氣

44、特性表 0.219 16灰粒的輻射較弱系數(shù) kh 1/（mMPa） 2.066 17 煙氣質(zhì)量飛灰濃度 μy kg/m3 表2-9煙氣特性表 0.025 18煙氣的輻射減弱系數(shù) k 1/（mMPa） kqr+khμy 3.545 19屏區(qū)煙氣黑度 α 1-e-kps 0.241 20屏進(jìn)口出口的角系數(shù) x S1單位為m 0.155 21燃料種類修正系數(shù) er 取用 0.5 22屏出口煙窗面積 AP〞 表4-5屏的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)計(jì)算 50 23爐膛及屏間煙氣向后屏受熱面輻射熱量 Q〞fp kJ/kg 18

45、7.052 24屏區(qū)吸收的爐膛輻射熱 Qfpq kJ/kg Qˊfp- Q〞fp 358.363 25屏區(qū)附加受熱面吸收的輻射熱量 Qfpfj kJ/kg 45.154 26屏區(qū)水冷壁吸收的輻射熱量 Qfpsl kJ/kg Q 29.74 27屏區(qū)頂棚吸收的輻射熱 Qfpld kJ/kg Q 15.413 28屏息收到輻射熱量 QP kJ/kg Qfpq- Qfpfj 313.209 29平吸收的總熱量 Qfp kJ/kg Qpd+Qfp 2027.166 30第一級(jí)減溫水噴水量 Djw1 kg/h 取用 1000 31

46、第二級(jí)減溫水噴水量 Djw2 kg/h 取用 800 32屏中蒸汽流量 Dp kJ/h D-Djw2 219000 33蒸汽進(jìn)屏溫度 tpˊ ℃ 先估后校 380 34蒸汽進(jìn)屏焓 hp′ kJ/kg 附錄B-6，B-7按計(jì)算負(fù)荷下進(jìn)屏 2971.34 35蒸汽出屏焓 hp〞 kJ/kg hp′+BjQp/Dp 3269.28 36蒸汽出屏溫度 tp〞 ℃ 附錄B-6，B-7按計(jì)算負(fù)荷下進(jìn)屏 423.503 37屏內(nèi)蒸汽平均溫度 tpj ℃ (tp′+tp″)/2 401.752 38平均傳熱溫差 △t1 ℃ θpj-

47、tpj 678.248 39瓶?jī)?nèi)蒸汽平均比體積 v m3/kg 附錄B-6，B-7按計(jì)算負(fù)荷下屏進(jìn)出口壓力平均值Ppj= MPa查表1-6及tpj 0.0279 40屏內(nèi)蒸汽流速 ωq m/s 17.513 41管壁對(duì)蒸汽的放熱系數(shù) α2 W/(m2.℃) α2=Cda0查標(biāo)準(zhǔn)線算圖 2820 42煙氣流速 wy w/s 5.221 43煙氣側(cè)對(duì)流放熱系數(shù) αd W/(m2.℃) αd=α0CzCsCw 25.321 44灰污系數(shù) ε （m2.℃）/W 附錄A-14曲線2 0.007 45管壁灰污層厚度 thb ℃

48、 745.619 46輻射放熱系數(shù) αf W/(m2.℃) αf =aα0 57.84 47利用系數(shù) ξ 附錄A-14曲線2 0.95 48煙氣側(cè)放熱系數(shù) α1 W/(m2.℃) x屏的角系數(shù) 90.121 49對(duì)流傳熱系數(shù) k W/(m2.℃) 50.031 50屏的對(duì)流傳熱量 Qdp KJ/kg 1671.247 51計(jì)算誤差 ﹪ 2.556 52屏區(qū)水冷壁的水溫 ts ℃ 查計(jì)算負(fù)荷下p= MPa的飽和溫度 317.668 53平均傳熱量 △t2 ℃ θpj- ts 762.332 54屏區(qū)

49、水冷壁對(duì)流吸熱量 Qdpsl KJ/kg 157.018 55屏區(qū)頂棚進(jìn)口蒸汽溫度 t′pld ℃ 表3-10爐膛頂棚輻射受熱面吸熱量及及工質(zhì)焓增計(jì)算表 301.677 56屏區(qū)頂棚進(jìn)口蒸汽焓 h′pld KJ/kg 表3-10爐膛頂棚輻射受熱面吸熱量及及工質(zhì)焓增計(jì)算表 2747.595 57屏區(qū)頂棚蒸汽焓增 △h′pld KJ/kg 先估后校 60 58屏區(qū)頂棚 h〞pld KJ/kg h′pld+△h′pld 2777.515 59屏區(qū)頂棚出口蒸汽溫度 ℃ 附錄b-6，b-7按汽包壓力P= MPa 345.359 60屏區(qū)頂

50、棚平均溫度 tpldpj ℃ （t′pld-）/2 323.518 61平均傳熱溫差 △t3 ℃ θpj- tpldpj 776.842 62屏區(qū)頂棚對(duì)流吸熱量 KJ/kg 242.933 63屏區(qū)頂棚總吸熱量 Qpld KJ/kg + Qdpsl 258.346 64屏區(qū)頂棚蒸汽流量 Dpld kg/h 等于Dhl 218000 65屏區(qū)頂棚焓增 △Dpld kg/h QpldBj/ Dpld 31.192 66計(jì)算誤差檢查 % （△hpld（估計(jì)）-△hpld）/△hpld -3.82 67屏區(qū)附加受熱面對(duì)流吸熱量

51、 KJ/kg + Qdpsl 399.951 68計(jì)算誤差 % （（估計(jì)）-）/ 2.51 69屏區(qū)受熱面總對(duì)流吸熱量 KJ/kg + Qdp 567.198 三、高溫過熱器的設(shè)計(jì)及熱力計(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(duì)流過熱器冷段，經(jīng)過二次噴水減溫后進(jìn)入高溫對(duì)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(duì)高溫過熱器進(jìn)行熱力計(jì)算，具體見表4-5 表#7 高溫過熱器的結(jié)構(gòu)尺寸 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式 結(jié)果 1 管子尺寸 d mm 42*5

52、 2 冷段橫向節(jié)距及布置 n1 順列，逆流，雙管圈 40 3 熱段橫向節(jié)距及布置 nr 順列，順流，雙管圈 39 4 橫向節(jié)距 S1 mm 95 5 橫向節(jié)距比 1 S1/d 2.262 6 縱向節(jié)距比 S2 mm 87 7 縱向節(jié)距比 2 S2/d 2.07 8 管子縱向排數(shù) n2 8 9 冷段蒸汽流通面積 Allt m2 2n1 0.0642 10 熱段蒸汽流通面積 Arlt m2 2nr 0.0628 11 平均流通面積 Apj (Allt +Arlt)/

53、2 0.0634 12 煙氣流通面積 Ay m2 (7.68-790.042)5.43 23.3 13 冷段受熱面積 A1 m2 n1n2πdlpj（lpj=5.6m） 237 14 熱段受熱面積 Ar m2 nrn2πdlpj(lpj=5.6m) 231 15 頂棚受熱面積 Ald m2 7.68(0.7+0.61) 10.06 16 管束前煙室深度 lys m 0.7 17 管束深度 lgs m 0.61 18 有效輻射層厚度 s m 0.9d(-1) 0.188 表#8 高溫過

54、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 ℃ 查表4-7凝渣管結(jié)構(gòu)及計(jì)算11項(xiàng) 1000 2 進(jìn)口煙氣含 kJ/kg 查表4-7凝渣管結(jié)構(gòu)及計(jì)算12項(xiàng) 12203.433 3 進(jìn)冷段蒸汽溫度 ℃ 查表4-6屏熱力計(jì)算 423.503 4 進(jìn)冷段蒸汽焓 kJ/kg 查表4-6屏熱力計(jì)算 3269.28 5 總輻射熱量 kJ/kg 等于 187.052 6 冷段輻射吸熱量 kJ/kg 90.384 7 熱段輻射吸熱量 kJ/kg 92.732 8

55、頂棚輻射吸熱量 kJ/kg 3.936 9 出熱段蒸汽溫度 ℃ 建議取額定值540℃ 540 10 出熱段蒸汽焓 查附錄B-6，B-7，按計(jì)算負(fù)荷下高溫過熱段 出口壓p= MPa 3475.4 11 出冷段蒸汽溫度 ℃ 先估后校 520 12 出冷段蒸汽焓 kJ/kg 查附錄B-6，B-7，按計(jì)算負(fù)荷下高溫過冷段 出口壓p= MPa 3425.1 13 第二次減溫水量 kg/h 取用 5000 14 減溫水焓 kJ/kg 即給水焓，按p=10.98MPa 870.316 15 進(jìn)

56、熱段蒸汽焓 kJ/kg 3367.037 16 進(jìn)熱段蒸汽溫度 ℃ 查附錄B-6，B-7，按計(jì)算負(fù)荷下高溫過冷段 出口壓p= MPa 452.677 17 冷段吸熱量 kJ/kg 1272.793 18 熱段吸熱量 kJ/kg 905.732 19 高溫過熱器吸熱量 kJ/kg + 2178.525 20 高溫過熱器對(duì)流吸熱量 kJ/kg - 1991.473 21 頂棚對(duì)流吸熱量 kJ/kg 先估后校 75 22 高溫過熱器出口煙焓 kJ/kg -+ 10206.823

57、23 高過出口煙氣溫度 ℃ 查焓溫表 850.02 24 煙氣平均溫度 ℃ （+）/2 925.01 25 煙氣流速 m/s 10.843 26 煙氣側(cè)放熱系數(shù) W/(m2℃) 查附錄A-7 68.894 27 冷段蒸汽平均溫度 ℃ (+)/2 471.752 28 冷段蒸汽平均比體積 m3/kg 查附錄B-6，B-7，冷段進(jìn)出口壓力 平均值ppj= MPa 0.0311 29 冷段蒸汽平均流速 m/s 28.892 30 冷段蒸汽放熱系數(shù) W/(m2℃) 查附錄A-10 3

58、572 31 熱段蒸汽平均溫度 ℃ (+)/2 496.339 32 熱段蒸汽平均比體積 m3/kg 查附錄B-6，B-7，熱段進(jìn)出口壓力 平均值ppj= MPa 0.03255 33 熱段蒸汽平均流速 m/s 31.675 34 熱段蒸汽放熱系數(shù) W/(m2℃) 查附錄A-10 3384 35 高過煙氣有效輻射厚度 m 查表4-5高溫對(duì)流過熱器結(jié)構(gòu)尺寸 0.188 36 煙氣壓力 MPa 0.1 37 水蒸氣容積份額 查表2-9煙氣特性表 0.078 38 三原子氣體和水蒸氣容積

59、總份額 查表2-9煙氣特性表 0.217 39 三原子氣體輻射減弱系數(shù) 1/(mMPa) 1.92 40 灰粒的輻射減弱系數(shù) 1/(mMPa) 2.214 41 煙氣質(zhì)量飛灰濃度 kg/m3 查表2-9煙氣特性表 0.0247 42 煙氣的輻射減弱系數(shù) 1/(mMPa) 4.134 43 煙氣黑度 0.0748 44 冷段管壁灰污層溫度 ℃ （其中） 651.586 45 熱段管壁灰污層溫度 ℃ (其中，=0。.0043) 628.081 46 冷段輻射放熱系數(shù)

60、 W/(m2℃) 查《標(biāo)準(zhǔn)》線算圖（附錄A-11） 72 47 熱段輻射放熱系數(shù) W/(m2℃) 查《標(biāo)準(zhǔn)》線算圖（附錄A-11） 69 48 修正后冷段輻射放熱系數(shù) W/(m2℃) 99.71 49 修正后熱段輻射放熱系數(shù) W/(m2℃) 95.767 50 冷段傳熱系數(shù) W/(m2℃) （查附錄B-4，） 104.653 51 熱段傳熱系數(shù) W/(m2℃) （查附錄B-4，） 102.063 52 冷段平均溫差 ℃ (） 452.748 53 熱段平均溫差 ℃ （

61、） 417.676 54 冷段對(duì)流吸熱量 kJ/kg 1535.873 55 計(jì)算誤差 允許誤差 2.3 56 熱段對(duì)流吸熱量 kJ/kg 1346.848 57 計(jì)算誤差 允許誤差 2.9 58 頂棚入口氣溫 ℃ 即屏頂棚出口氣溫 345.359 59 頂棚入口氣焓 kJ/kg 即屏頂棚出口氣焓 2777.515 60 頂棚出口氣焓 kJ/kg + 2852.515 61 頂棚出口氣溫 ℃ 查附錄B-6,B-7 P=10.00MPa 347.732 62 頂棚

62、對(duì)流吸熱量 kJ/kg （其中） 82.097 63 計(jì)算誤差 允許誤差 8.65 64 高溫過熱器區(qū)域總對(duì)流吸熱量 kJ/kg ++ 2964.818 四、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#9 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 順列，逆流，雙管圈 2 管子尺寸

63、 d mm 38*4 3 橫向排數(shù) n1 79 4 縱向排數(shù) n2 20 5 橫向節(jié)距 S1 mm 95 6 橫向節(jié)距比 1 S1/ d 2．5 7 縱向節(jié)距 S2 mm 80.7 8 縱向節(jié)距比 2 S2/ d 2.12 9 煙氣流通面積 Ay m2 h（a-n1d）=4*（7.68-79*0.038） 18.7 10 蒸汽流通面積 Alt m2 0.112 11 低溫過熱器受熱面積 Adg m2 頂棚管角系數(shù)0.95 ldb頂棚管長(zhǎng)3.744m 76

64、8 12 低溫過熱器前室深度 Lqs m 0.9 13 低溫過熱器前管束深度 Lgs m 1.533 14 煙氣有效輻射層深度 S m 0.9d（-1） 0.198 表#10 低溫過熱器的熱力計(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 ℃ 即高溫出口煙氣溫度 864.101 2 進(jìn)口煙氣焓 KJ/kg 即高溫出口煙氣焓 10392.832 3 進(jìn)口蒸汽溫度 ℃ 即高溫過熱器頂棚出口蒸汽溫度 347.890 4 進(jìn)口蒸汽焓 KJ/kg 即高溫過熱器頂棚頂棚出出口

65、蒸汽焓 2857.515 5 出口蒸汽溫度 ℃ 先估后校 400 6 出口蒸汽焓 KJ/kg 附錄B6，B7 3099.630 7 低溫過熱器 對(duì)流吸熱量 Q KJ/kg （D-DJW）(-)/Bj 2005.277 8 出口煙氣焓 KJ/kg - 8382．349 9 出口煙氣溫度 ℃ 查焓溫表 694.278 10 煙氣平均溫度 ℃ 779.190 11 煙氣速度 KJ/kg 12.148 12 煙氣側(cè)對(duì)流 放熱系數(shù) W/（m.℃） 查標(biāo)準(zhǔn)線算圖 44.46 13 蒸

66、汽平均溫度 tpj ℃ （+）/2 373.945 14 蒸汽平均 比體積 vpj m3/kg 附錄B6,B7 0.02261 15 蒸汽流速 m/s (D-Djw)vpj（3600*Aq） 12.225 16 蒸汽側(cè)放熱 系數(shù) S W/（m.℃） 2760 17 低溫?zé)煔庥行? 輻射層厚度 α2 m 查表4-10低溫過熱器尺寸 0.2 18 煙氣壓力 p MPa 0.1 19 水蒸氣容積 份額 查煙氣特性表 0.076 20 三原子氣體和 水蒸氣容積總 份額 r 查煙氣特性表 0.211 21 三原子氣體 減弱系數(shù) kq 1/(mMPa) 5.867 22 灰粒輻射減弱 系數(shù) kh 1/(mMPa) 2.346 23 煙氣質(zhì)量飛灰 濃度 查煙氣特性表 0.024 24 煙氣輻射減弱 系數(shù) k 1/(mMPa) 8.213