课程设计说明书--20th链条锅炉热力计算Word格式文档下载.doc

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//172.17.17.17/课件/锅炉原理/各班级的指导教师的文件夹中。

2）书面文档：

由学习委员集中收齐交到指导教师的办公室。

同组设计者及分工：

无

指导老师签字：

年月日

教研室主任签字：

目录

设计思路.........................................................1

基础数据.........................................................2

锅炉参数.........................................................................2

燃料特性.........................................................................2

锅炉各受热面的漏风系数和过量空气系数.......................3

理论空气量及理论烟气量容积计算.................................3

各受热面烟道中烟气特性计算........................................4

烟气焓温表.....................................................................5

锅炉热平衡.....................................................7

炉膛.................................................................9

炉膛结构特性计算..........................................................9

炉膛热力计算................................................................14

防渣管...........................................................17

防渣管结构计算............................................................17

防渣管热力计算............................................................19

过热器...........................................................22

过热器结构计算............................................................22

过热器热力计算............................................................23

锅炉管束.......................................................27

锅炉管束结构计算.........................................................27

锅炉管束热力计算.........................................................30

省煤器...........................................................32

省煤器结构计算............................................................32

省煤器热力计算............................................................33

空气预热器...................................................34

空气预热器结构计算.....................................................34

空气预热器热力计算.....................................................35

热力计算汇总...............................................37

一、设计思路

1、基础数据：

首先根据所给燃料特性计算其干燥无灰基挥发分含量，并根据含水量确定煤种为I类烟煤。

其次确定需设计六大部件，即炉膛、防渣管、过热器、锅炉管束、省煤器以及空气预热器，并进一步为六个部件分配过量空气系数。

然后计算理论空气量及理论烟气量容积。

接下来计算各受热面烟道中烟气特性。

最后根据上述计算结果制作一份较为详尽的烟气焓温表以备后面的计算。

2、锅炉热平衡及燃料消耗量计算：

大体计算工质在冷却、饱和以及相变后的饱和、过热状态下的具体温度和焓值。

同时还需考虑锅炉的排烟损失、固体（化学）不完全燃烧热损失以及散热损失等。

在整体上对锅炉进行一次热力计算，进一步确定设计指标和各种限制因素。

3、炉膛：

首先根据设计书确定选取大鳞片式20t承重链条炉排，并选取炉膛容积热负荷等一系列给定参数。

取炉膛略宽于炉排，查《计算方法》表A3确定炉膛下部结构及参数，用CAD初步绘出炉膛轮廓。

其次初步设计烟窗尺寸留待后面计算修改，计算炉膛周界面积及辐射受热面积。

最后假定炉膛出口烟温进行热力计算，假定值与最后计算值误差小于±

100℃即可。

4、防渣管：

按给定标准设计防渣管，其横向截距近似令管子贴壁，纵向截距先假定再修改，取错列部分管根数为顺列部分的一半。

比较烟气流速计算结果和设计允许范围对烟窗高度以及防渣管根数进行修改。

假定防渣管出口烟温，根据此假定值在《计算方法》上查出一系列修正系数进行热力计算。

最后用设计值和假定值进行比较和修改，直到误差小于±

5%为止。

5、过热器：

根据《锅炉手册》给定标准结构按蒸汽量确定管径及截距等。

过热器管有纵向及横向重刷，分别计算二者冲刷截面积以及相对截距最后算出流通截面积并根据之后算出的蒸汽流速与给定范围比较和修改直到符合要求。

假定出口温度进行热力计算，与修正后计算出的放热量进行比较和修正，直到误差小于±

2%为止。

6、锅炉管束：

结构按给定标准设计，假定出口温度后参照防渣管及过热器进行误差修正，其误差小于±

5%。

7、省煤器及空气预热器：

先设计结构（管径、截距、根数等等），参照锅炉管束进行放热量误差修正，其误差小于±

2%。

8、汇总：

用给定燃料收到基低位发热量乘以锅炉效率减去各部分计算热力值之和，得到的数值除以燃料收到基低位发热量得到的误差值需控制在±

0.5%以内。

超出则重新修改前面一系列数据。

二、计算数据

37

A1锅炉参数

序号

名称

符号

单位

计算公式

数值

1

锅炉额定蒸发量

D

t/h

给定

20

2

过热器出口蒸汽压力

P

Mpa

2.5

3

过热器出口蒸汽温度

Tgr

℃

400

4

给水温度

Tgs

105

5

冷空气温度

Tlk

20

6

预热器出口空气温度

Trk

200

7

排污率

ρ

%

8

排烟温度

150

A2燃料特性（Ⅰ类烟煤）

收到基碳

Car

45.11

收到基氢

Har

2.85

收到基氧

Oar

6.47

收到基氮

Nar

0.47

收到基硫

Sar

1.56

收到基灰分

Aar

34.39

收到基水分

War

9.15

干燥无灰基挥发分

Vdaf

57.78

9

收到基低位发热量

Qnet.ar

kJ/kg

17323

A3锅炉各受热面的漏风系数和空气过剩系数

锅炉受热面

入口处过量空气系数

漏风系数

出口处的过量

空气系数

炉膛

1.4

0.1

1.5

防渣管

蒸汽过热器

0.05

1.55

锅炉管束

1.65

省煤器

1.75

空气预热器

1.85

A4理论空气量及理论烟气量容积计算

结果

理论空气量

m3/kg

0.0889（Car+0.375Sar）+0.265Har-0.033Oar

4.602

理论N2容积

0.79V0+0.8Nar/100

3.639

理论H2O容积

0.111Har+0.0124War+0.0161V0

0.504

理论CO2容积

0.01866*Car

0.842

理论SO2容积

0.01866*0.375*Sar

0.011

理论RO2容积

VCO2+VSO2

0.853

A5各受热面烟道中烟气特性计算

炉膛与防渣管

过热器

平均过量空气系数

1.525

1.6

1.7

1.8

实际水蒸汽容积

0.534

0.543

0.548

0.556

0.563

N2容积

5.094

5.548

5.821

6.184

6.548

干烟气总容积

6.333

6.908

7.253

7.714

8.174

实际烟气容积

6.866

7.451

7.802

8.269

8.737

RO2容积份额

0.124

0.114

0.109

0.103

0.098

H2O容积份额

0.0777

0.0728

0.0703

0.0672

0.0645

三原子气体容积份额

0.2019

0.1873

0.1796

0.1703

0.1621

B.烟气焓温表

烟气温度

V0RO2=0.853m3/kg

V0N2=3.639m3/kg

V0H20=0.504m3/kg

Aar=34.39,αfh=0,2

（cϑ）RO2

kJ/m3

IRO2

=VRO2（cϑ）RO2

（cϑ）N2

IN2

=VN2（cϑ）N2

（cϑ）H2O

IH2O

=VH2O（cϑ）H2O

（cϑ）ash

50

85

72.48

65

236.6

75

37.79

40.40

2.78

100

170

144.95

129.6

471.7

150.5

75.84

80.8

357.5

304.83

259.9

945.9

304.5

153.44

169.1

300

558.8

476.47

392

1426.6

462.7

233.16

263.8

400

771.9

658.17

526.5

1916.1

626.2

315.54

360.1

500

994.4

847.89

663.8

2415.8

794.9

400.55

458.5

600

1224.6

1044.18

804.1

2926.4

968.9

488.23

560.2

700

1461.9

1246.52

947.5

3448.3

1148.9

578.93

662.4

800

1704.9

1453.71

1093.6

3980.1

1334.4

672.41

767.0

900

1952.3

1664.67

1241.6

4518.7

1526.1

769.01

875.0

1000

2203.5

1878.86

1391.7

5065.0

1722.9

868.18

983.9

1100

2458.4

2096.20

1543.8

5618.5

1925.1

970.06

1096.9

1200

2716.6

2316.36

1697.2

6176.8

2132.3

1074.47

1205.8

1300

2976.7

2538.14

1852.7

6742.7

2343.7

1181.00

1360.7

1400

3239.1

2761.88

2008.7

7310.5

2559.1

1289.54

1582.6

1500

3503.1

2986.98

2166

7883.0

2779

1400.35

1758.5

1600

3768.8

3213.54

2324.5

8459.8

3001.8

1512.62

1875.7

1700

4036.4

3441.71

2484

9040.3

3229.2

1627.21

2064.1

1800

4304.7

3670.48

2643.7

9621.5

3458.4

1742.70

2185.5

1900

4574.1

3900.19

2804.1

10205.3

3690.3

1859.56

2386.5

2000

4844.1

4130.41

2965.1

10791.2

3925.5

1978.07

2512.1

kJ/kg

V0=4.602m3/kg

α=1.5

α=1.55

α=1.65

α=1.75

α=1.85

（cϑ）a

Iα0

=V0（cϑ）α

496.40

511.36

541.27

571.18

601.10

346.83

299.14

997.12

1027.58

1088.51

1149.45

1210.38

692.46

132.4

609.32

2017.15

2078.45

2201.05

2323.65

2446.25

1404.15

266.4

1226.00

3062.90

3155.57

3340.89

3526.22

3711.55

2136.27

402.7

1853.26

4136.57

4261.24

4510.58

4759.92

5009.27

2889.87

541.8

2493.41

5238.43

5395.84

5710.67

6025.50

6340.33

3664.28

684.1

3148.29

6368.03

6558.95

6940.78

7322.62

7704.45

4458.86

829.7

3818.35

7524.90

7750.01

8200.23

8650.45

9100.68

5273.79

978.3

4502.22

8704.29

8964.10

9483.72

10003.34

10522.96

6106.18

1129.1

5196.21

9902.99

10198.05

10788.17

11378.30

11968.42

6952.36

1282.3

5901.25

11119.28

11450.01

12111.47

12772.93

13434.38

7811.99

1437.3

6614.58

12354.71

12721.71

13455.69

14189.68

14923.67

8684.78

1594.9

7339.86

13602.28

14005.75

14812.68

15619.61

16426.54

9567.63

1753.4

8069.29

14866.52

15306.99

16187.92

17068.85

17949.78

10461.87

1914.2

8809.31

16139.32

16617.06

17572.55

18528.03

19483.52

11361.90

2076.2

9554.85

17422.09

17937.27

18967.63

19997.99

21028.35

12270.29

2238.9

10303.61

18715.13

19268.05

20373.88

21479.72

22585.55

13185.96

2402.9

11058.35

20016.67

20607.42

21788.91

22970.40

24151.90

14109.20

2567.3

11814.93

21320.90

21949.52

23206.77

24464.01

25721.25

15034.68

2731.9

12572.43

22635.27

23302.30

24636.35

25970.40

27304.45

15965.01

2898.8

13340.52

23951.70

24656.90

26067.30

27477.70

28888.10

16899.69

3064.7

14104.01

折算灰量，烟气焓可不计入飞灰焓

C锅炉热平衡及燃料消耗量计算

燃料低位发热量

理论冷空气焓

121.86

排烟热焓

根据及α=1.85查烟气焓温表插值

1828.311

固体不完全燃烧损失

查表B4选取,范围10-15

12

气体不完全燃烧损失

查表B4选取，范围0.5-2.0