生物质锅炉热力计算书.docx
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生物质锅炉热力计算书
一、48t生物质锅炉热力计算
序号
名称
符号
单位
计算公式及数据来源
结果
1
锅炉蒸发量
D
kg/h
设计给出
48
2
过热蒸汽压力
Mpa
设计给出
3
过热蒸汽温度
℃
设计给出
540
4
给水温度
℃
设计给出
210
5
锅炉排污率
ρ
%
设计给出
5
6
冷空气温度
℃
设计给出
35
7
排烟温度
ex
℃
设计给出
127
二、燃料特性
序号
名称
符号
单位
计算公式及数据来源
结果
1
碳
Car
%
设计给出
2
氢
Har
%
设计给出
3
氧
Oar
%
设计给出
4
氮
Nar
%
设计给出
5
硫
Sar
%
设计给出
6
水分
Mar
%
设计给出
7
灰分
Aar
%
设计给出
15
计算低位发热量
QarD
KJ/kg
339Car+1030Har+109（Sar-Oar）
8
低位发热量
Qar,net
KJ/kg
设计给出
14290
三、锅炉各受热面的漏风系数和过量空气系数
入口处
漏风系数
出口处的
序号
锅炉受热面过量空气系数
α'
Δα
α"
1
炉膛过量空气系数
0
2
三级过热器过量空气系数
0
3
四级过热器过量空气系数
4
二级过热器过量空气系数
5
一级过热器过量空气系数
6
省煤器过量空气系数
7
烟气冷却器过量空气系数
空气预热器过量空气系数
四、理论空气量、烟气理论容积计算
序号
名称
符号
单位
结果
1
理论空气量
V0
Nm3/kg
*Car+*Har+**Oar）/21
2
理论氮气容积
V0N2
Nm3/kg
*V0+*Nar/100
3
三原子气体RO2的容积
VRO2
Nm3/kg
（Car+*Sar）
4
理论水蒸气容积
V0H2O
Nm3/kg
++
五、各受热面烟道中烟气特性计算
序号
名称
符号
单位
计算公式
炉膛
三级过热器
四级过热器
二级过热器
一级过热器
省煤气
烟气冷却器
空气预热器
1
平均过量空气系数
αav
—
（α'+α”）/2
2
实际水蒸汽容积
VH2O
m3（标）/㎏
V0H2O+（α-1）*V0
0.
0.
3
实际烟气量
Vg
m3（标）/㎏
Vg=VRO2+V0N2+VH2O+（αav-1）*V0
5.
5.
4
RO2容积份额
γRO2
—
VRO2/Vg
0.
0.
5
H2O容积份儿
γH2O
—
VH2O/Vg
0.
0.
6
三原子气体容积份额
γtri
—
γRO2+γH2O
0.
0.
六、焓温表
VRO2=
V0N2=
V0H2O=
Aar=，=
I0g
V0=
3.
I=I0g+（α-1）*I0a
（с）co2kJ/m3（标）
VRO2（с）CO2
（с）N2kJ/m3（标）
V0N2（с）N2
（с）H2OkJ/m3（标）
V0H2O（с）H20
（с）kJ/kg
∑（3）+（5）+（7）
（с）akJ/m3（标）
I0a
I
I
I
I
I
V0（с）a
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
温度
CO2
N2
H2O
O2
100
170
130
151
80
132
200
358
260
305
168
267
300
559
392
463
260
407
400
772
527
626
357
551
500
994
664
795
461
699
600
1225
804
969
554
850
700
1462
948
1149
665
1004
800
1705
1094
1334
770
1160
900
1952
1242
1526
812
1318
1000
2204
1392
1723
1005
1478
1100
2458
1544
1925
1128
1638
1200
2717
1697
2132
1261
1801
1300
2977
1853
2344
1426
1964
1400
3239
2009
2559
1583
2128
1500
3503
2166
2779
1777
2294
13895
1600
3769
2325
3002
1957
2461
1700
4036
2484
3229
2206
2269
1800
4305
2644
3458
2412
2797
1900
4574
2804
3690
2625
2967
2000
4844
2965
3926
2847
3138
2100
5115
3128
4163
3309
2200
5387
3289
4402
3483
七、锅炉热平衡及燃料消耗计算
序号
名称
符号
单位
计算公式或来源
结果
1
燃料低位发热量
Qar,net
kJ/kg
设计给出
14290
2
排烟温度
ex
℃
假定
127
3
排烟焓
I0ex
kJ/kg
根据ex及α=查烟气焓温表
4
冷空气温度
℃
设计给出
35
5
理论冷空气焓
kJ/kg
V0（cν）a=**V0
6
机械不完全燃烧热损失
q4
%
选取
7
化学不完全燃烧热损失
q3
%
选取
8
排烟热损失
q2
%
（Iex-α）（100-q4）/Qin
9
散热损失
q5
%
选取
10
灰渣漏煤与总灰俩量之比
取用
11
灰渣热焓
（c）ash
kJ/kg
tsl=600℃查表B8
12
灰渣物理热损失
q6
%
（cν）ashaslAar/Qin
13
锅炉总热损失
∑q
%
q2+q3+q4+q5+q6
14
锅炉热效率
η
%
100-∑q
92.
15
过热蒸汽焓
%
按p=，=350℃，查表B15
16
饱和水温度
℃
按p=，查附表B13
17
饱和水焓
kJ/kg
按p=，查附表B13
18
给水焓
kJ/kg
按p=，=105℃，查表B14
19
锅炉排污率
ρ
%
2
20
锅炉有效利用热
Qef
kg/h
D（）+ρ（）
21
实际燃料消耗量
B
kg/h
Qef/（Qnet,ar·η）·100
22
计算燃料消耗量
Bcal
kg/h
B（1-q4/100）
23
保热系数
φ
1-q5/（η+q5）
八、炉膛结构特性计算
续表D
序号
名称
符号
单位
计算公式或来源
数值
炉膛周界面积计算：
1
侧墙总面积
F1
㎡
2
后墙总面积
F2
㎡
3
前、顶墙总面积
F3
㎡
4
炉墙总面积
F
㎡
5
炉排有效面积
R
㎡
6
炉膛周界面积
F
㎡
7
炉膛容积
V1
m3
辐射受热面积计算：
8
水冷壁管管径
d
m
按结构设计
9
前、顶墙水冷壁
管节距
S1
m
按结构设计
10
管中心到墙距离
e
m
按结构设计
11
管根数
n1
根
按结构设计
16
12
光管有效角系数
x1'
查图C2（S1/d=，e/d=）
13
覆盖耐火涂料层水冷壁管有效角系数
X1''
式（5-6）
14
曝光长度
l1'
m
FG+GH-
有效辐射受热面积
Hr'
m2
（n1-1）S1l1'x1'
16
覆盖耐火涂料层长度
l''1
m
（）+IJ+JK+KL
17
有效辐射受热面积
Hr''
m2
（n1-1）S1l1''x1''
18
前顶墙水冷壁有效辐射受热面积
Hr3
m2
Hr'+Hr''
19
后墙水冷壁
管节距
S2
m
按结构计算
20
管中心到墙距离
e
m
按结构计算
21
管根数
n2
根
按结构计算
16
22
光管有效角系数
x2'
查图C2
覆盖耐火涂料层水冷壁管有效角系数
x2''
式（5-6）
23
曝光长度
l2'
m
DC+（烟窗高度）
24
有效辐射受热面积
Hr'
m2
（n2-1）S2l2'x2'
25
覆盖耐火涂料层长度
l2''
m
AB
26
有效辐射受热面积
Hr''
m2
（n2-1）S2l2''x2''
27
有效辐射受热面积
Hr2
m2
Hr'+Hr''
28
烟窗
管节距
S3
m
按结构设计
29
有效角系数
x3
按出口烟窗
1
30
管长
l3
m
即烟窗高度
31
管根数
n3
根
按结构设计
8
32
有效辐射受热面积
Hr'
m2
（）S3l3x3
33
侧墙水冷壁
管节距
S4
m
按结构设计
34
管中心到墙距离
e4
m
按结构设计
35
光管有效角系数
x4'
查图C2（S1/d=，e/d=）
覆盖耐火涂料层水冷壁管有效角系数
x4''
式（5-6）
36
布置水冷壁炉墙面积
F'
m2
F'=Fa+Fb
37
有效辐射受热面积
Hr'
m2
x4'F'
38
水冷壁覆盖耐火涂料层的炉墙面积
F''
m2
39
有效辐射受热面积
Hr''
m2
x4''F''
40
有效辐射受热面积
Hr1
m2
Hr'+Hr''
41
总有效辐射受热面积
Hr
m2
H3+Hr2+Hr'+2Hr1
42
水冷度
χ
χ=Hr/（F1-R）
43
炉膛有效辐射层厚度
S
m
F1
44
火床与炉墙面积比
ρ
R/（F1-R）
九、炉膛热力计算
序号
名称
符号
单位
计算公式或来源
数值
1
燃料低位发热量
Qar,net
KJ/kg
表D4
14290
2
燃料消耗量
B
kg/h
表D4
3
计算燃料消耗量
Bcal
kg
表D4
4
保热系数
φ
—
表D4
5
炉膛出口过量空气系数
αfur''
—
给定
6
炉膛漏风系数
Δαfur
—
给定
0
7
冷空气焓
KJ/kg
给定冷空气温=30℃
8
热空气温度
℃
先假定，再校核
140
9
热空气焓
KJ/kg
查焓温表
10
空气带入炉膛热量
Qa
KJ/kg
（αfur''-Δαfur）+Δα
11
炉膛入炉热量
Qfur
KJ/kg
Qnet,ar（100-q3-q4-q6）/（100-q4）+Qa
12
绝对燃烧温度
νadi
℃
α=，查焓温表
1600
13
绝热燃烧绝对温度
Tadi
K
νadi+273
1873
14
炉膛出口烟温
θfur''
℃
先假定，再校核
980
15
炉膛出口烟焓
Ifur''
KJ/kg
α=，查焓温表
14960
16
炉膛出口绝对温度
Tfur''
K
νfur''+273
1253
17
烟气平均热容量
VCav
KJ/（kg.℃）
（Qfur-Ifur''）/（νadi-νfur''）
18
烟气中水蒸汽容积份额
rH2O
—
查烟气特性表
19
三原子气体的容积份额
rtri
—
rR2O+rH2O
20
三原子气体总分压力
ptri
MPa
21
三原子气体辐射力
ptriS
MPa
22
三原子气体辐射弱性系数
ktri
1/
（''/1000）[+/√（rtripS）]rtri
23
每千克燃料烟气量
Gg
KJ/kg
1-Agr/100+αV0
24
烟气中飞灰浓度
μ
KJ/kg
（Aar/100）（Gg）
25
固体颗粒辐射弱性系数
kp
1/
7752μ（3√Tfur''2）+c
26
介质辐射弱性系数
k
1/
ktri+kp
27
火焰黑度
ag
—
1-e-kpS
28
水冷壁灰壁面黑度
awal
—
取定
29
炉膛水冷壁
χ
—
Hr/（Ffur-R）
30
火床与炉膛的面积比
ρ
—
R/（Ffur-R）
31
炉膛系统黑度
aful
—
{1/awal+χ（1-ag）（1-ρ）/[1-（1-ag）（1-ρ）]}-1
32
玻尔兹曼准则
B0
—
φBcalVCav/σ0HrTadi3
33
管外灰污层热值
ε
m2.℃/W
取定
34
炉膛辐射受热面吸热量
Qr
KJ/kg
φ（Qfur-Ifur''）
35
辐射受热面热流密度
qr
W/m2
BcalQr/
36
水冷壁管外灰污层表面温度
Twal
K
εqr+
37
外灰污层表面温度系数
m1
σ0（εqr+）4/qr
38
玻尔兹曼准则计算值
—
B0（1/αfur+m）
39
无因次出口温度
νfur''
—
查图C8
40
炉膛出口烟气绝对烟温
Tfur''
K
νfur''Tadi
41
炉膛出口烟气温度
θfur''
℃
Tfur''-273
42
炉膛出口烟焓
Ifur''
KJ/kg
α=，查焓温表
43
炉膛辐射热量
Qr
KJ/kg
φ（Qfur-Ifur''）
44
燃烧面热强度
qR
W/m2
BQnet,ar/
45
燃烧室热强度
qV
W/m2
BQnet,ar/
46
辐射受热面热流密度
qr
W/m2
BcalQr/
47
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