锅炉与锅炉房课程设计.docx

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锅炉与锅炉房课程设计

锅炉与锅炉房课程设计

锅炉与锅炉房

课程设计

学院：

班级：

学号：

姓名：

指导老师：

设计日期：

20**-**-**

一、设计题目

SHL10-1.25/350-WⅢ锅炉

二、原始资料

1.锅炉蒸发量D1=10t/h

2.给水温度tgs=105℃

3.锅炉排污率ρbw=5%

4.过热蒸汽温度t1=350℃

5.过热蒸汽压力P1=1.25MPa

6.周围环境温度tlk=30℃

7.燃料特性

燃料名称：

河南焦作

类无烟煤

煤的成分（%）

Mar=8.2

Aar=19.02

Car=64.95

Har=2.20

Oar=2.75

Nar=0.96

Sar=0.51

煤的干燥无灰基挥发分（%）

Vdaf=8.48

煤的低位发热量

Qar,net=24150KJ/Kg

三、热力计算

3.1锅炉规范

锅炉蒸发量D10×103kg/h

过热蒸汽压力P11.25MPa

过热蒸汽温度t1350℃

给水温度tgs105℃

锅炉排污率ρbw5%

周围环境温度tlk30℃

3.2燃料特性

燃料名称：

类无烟煤

煤的成分（%）

Mar=8.2Aar=19.02

Car=64.95Har=2.20

Oar=2.75Nar=0.96Sar=0.51

煤的干燥无灰基挥发分（%）：

Vdaf=8.48

煤的低位发热量：

Qar,net=24150KJ/Kg

3.3锅炉各受热面的漏风系数和空气过剩系数

序号

锅炉受热面

入口处过量空气系数α’

漏风系数Δα

出口处过量空气系数α″

1

炉膛

1.4

0.1

1.5

2

防渣管

1.5

0

1.5

3

蒸汽过热器

1.5

0.05

1.55

4

锅炉管束

1.55

0.1

1.65

5

省煤器

1.65

0.1

1.75

6

空气预热器

1.75

0.1

1.85

3.4理论空气量、烟气理论容积计算

序号

名称

符号

单位

计算公式

结果

1

理论空气量

V0

m³（标）/kg

0.0889（Car+0.375Sar）+0.265Har-0.0333Oar=0.0889×（64.95+0.375×0.29）+0.265×2.20-0.0333×2.75

2

RO2容积

VRO2

m³（标）/kg

0.01866（Car+0.375Sar）=0.01866×（64.95＋0.375×0.29）

3

N2理论容积

V0N2

m³（标）/kg

0.79V0+0.008Nar=0.79*6.275+0.008*0.96

4

H2O理论容积

V0H2O

m³（标）/kg

0.111Har+0.0124Mar+0.0161V0=0.111*2.20+0.0124*8.2+0.0161*6.275

3.5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

炉膛与防渣管

蒸汽过热器

锅炉管束

省煤器

空气预热器

1

平均过量空气系数

αpj

（α’+α’’）/2

2

实际水蒸气容积

VH2O

m³（标）/kg

V0H2O+0.0161（α-1）Vok

3

实际烟气量

Vy

m³（标）/kg

VRO2+V0N2+VH2O+（α-1）Vo

4

RO2容积份额

rRO2

VRO2/Vy

5

H2O容积份额

rH2O

VH2O/Vy

6

三原子气体

rq

rRO2+rH2O

3.6焓温表

θ（℃）

VRO2=1.213996

V0N2=4.965

V0H2O=0.4497

（сθ）co2

VRO2（сθ）co2

（сθ）N2

V0N2（сθ）N2

（сθ）h2o

V0H2O（сθ）h2o

1

2

3

4

5

6

7

100

170

129.6

150.5

200

357.5

259.9

304.5

300

558.8

392

462.7

400

771.9

526.5

626.2

500

994.4

663.8

794.9

600

1224.6

804.1

968.9

700

1461.9

947.5

1148.9

800

1704.9

1093.6

1334.4

900

1952.3

1241.6

1526.1

1000

2203.5

1391.7

1722.9

1100

2458.4

1543.8

1925.1

1200

2716.6

1697.2

2132.3

1300

2976.7

1852.7

2343.7

1400

3239.1

2008.7

2559.1

1500

3503.1

2166

2779

1600

3768.8

2324.5

3001

1700

4036.4

2484

3229

1800

4304.7

2643.7

3458

1900

4574.1

2804.1

3690

2000

4844.1

2965.1

3925

θ（℃）

I0ykJ/kg

V0=6.893

Iy=I0y+（α-1）Iok（kJ/kg）

3+5+7

（сθ）k

V0（сθ）k

α=1.5

α=1.55

α=1.65

α=1.75

α=1.85

1

8

9

10

11

12

13

14

15

100

132.4

200

266.4

300

402.7

400

541.8

500

684.1

600

829.7

700

978.3

800

1129.1

900

1282.3

1000

1437.3

1100

1594.9

1200

1753.4

1300

1914.2

1400

2076.2

1500

2238.9

1600

2402.9

1700

2567.3

1800

2731.9

1900

2898.8

2000

3064.7

3.7锅炉热平衡及燃料消耗量计算

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

给定

2

冷空气温度

tlk

℃

给定

3

理论冷空气焓

I0lk

kJ/kg

6.275*132.4*0.3

4

排烟温度

θpy

℃

假定

5

排烟热焓

Ipy

kJ/kg

据θpy和α=1.85

6

固体不完全燃烧热损失

q4

%

选取

7

气体不完全燃烧热损失

q3

%

选取

8

排烟热损失

q2

%

[（3050-1.85*249.243）*（100-15）]/24150

9

散热损失

q5

%

选取

10

灰渣漏煤与总灰量之比

αl

取用

11

灰渣热焓

（сθ）hh

kJ/kg

t=600℃查表B8

12

灰渣物理热损失

q6

%

（0.8*560.2*20.65）/24150

13

锅炉总热损失

∑q

%

9.11207+15+1+1.7+0.38321

14

锅炉热效率

η

%

100-27.01

15

过热蒸汽焓

igz

kJ/kg

查表B15

16

饱和水温度

tsw

℃

查表B13

17

饱和水焓

tbw

kJ/kg

查表B13

18

给水焓

tgs

kJ/kg

查表B14

19

锅炉排污率

Ppw

%

20

锅炉有效利用热

Q

kJ/h

10000*（3152-441.16）+0.05*10000*（845-441.16）

21

燃料消耗量

B

kJ/h

27310320*100/（24150*72.8）

22

计算燃料消耗量

Bj

kJ/h

1553.382*（1-0.15）

23

保热系数

μ

1-1.7/（72.08+1.7）

3.8炉膛结构特性计算

3-1炉膛的结构特性

3-2炉膛包覆面积

3-3后墙辐射受热面

3-4前墙辐射受热面

序号

项目

符号

计算或数据来源

数值

单位

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

F1

7

炉膛总容积

V

序号

项目

符号

计算或数据来源

数值

单位

42

水冷度

43

炉膛有效辐射层

44

火床与炉墙面积比

3.9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

给定

2

燃料消耗量

B

kJ/h

查表计算

3

计算燃料消耗量

Bj

kJ/h

查表计算

4

保热系数

μ

1-1.7/（72.99+1.7）

5

炉膛出口过量系数

给定

6

炉膛漏风系数

给定

7

冷空气焓

I0lk

kJ/kg

t=30

8

热空气温度

thw

℃

先假定，再校核

9

热空气焓

I0hk

kJ/kg

查焓温表

10

空气带入炉膛热量

Qr

kJ/kg

（1.5-0.1）*1678.796-0.1*249.243

11

炉膛入炉热量

Qtur

kJ/kg

24150*（100-1-15-0.38）/（100-15）+1653.87

12

绝热燃烧温度

θ

℃

α=1.5，查焓温表

13

绝热燃烧绝对温度

Tch

K

θ+273

14

炉膛出口温度

θfur

℃

先假定，再校核

15

炉膛出口烟焓

Ifur

kJ/kg

α=1.5，查焓温表

16

炉膛出口绝对温度

Ttuc

K

θfur+273

17

烟气平均热容量

Vcar

kJ/（kg℃）

（25411-14800）/（1580-980）

18

烟气中水蒸气容积份额

rH2O

查烟气特性表

19

三原子气体容积份额

r

rRO2+rH2O

20

三原子气体分压力

ps

MPa

0.1695*0.1

21

三原子气体辐射力

PsS

MPa

0.01695*1.57

22

三原子气体辐射减弱系数

kn

1/MPa·m

（1-0.37*1253/1000）*

[（2.7669+5.11*0.04581）/0.1631

-1.02]*0.1695

23

每kg燃料烟气量

Gk

kg/kg

0.8098+1.306*1.5*6.275

24

烟气中飞灰浓度

μf

kg/kg

0.2065*0.2/13.10

25

固体颗粒辐射减弱系数

kp

1/MPa·m

7752*0.00321/1253+0.306

26

介质辐射减弱系数

k

1/MPa·m

kn+kp=1.4752+0.4928

27

火焰黑度

ay

1-e-kpq=1-e-1.9698*0.1*1.57

28

水冷壁灰壁面黑度

awal

取定

29

炉膛水冷度

χ

H/（Ftue-R）=37.15/80.95

30

火床与炉墙的面积比

ρ

R/（Ftue-R）=11.78/80.95

31

炉膛系统黑度

alu

{1/0.8+0.459*[（1-0.2666）（1-0.146）/

1-（1-0.2666）（1-0.146）]}-1

32

波尔兹曼准则

Bn

（0.977*1553.382*17.096）/（3.6*5.7*10-8*37.5*1853.03）

33

管外层污层热阻

ε

㎡·℃/W

取定

34

炉膛辐射受热面吸热量

Qr

kj/kg

0.977*（250411.79-14800）

35

辐射受热面热流密度

qi

W/㎡

（1553.382*10366.95）/（3.6*37.15）

36

水冷壁管外灰污层表面温度

Twal

K

0.00258*102000+196.66+273

37

系数

m

（5.7×10-8/98977.76）*779.264

38

计算值

0.444*（1/0.4959+0.1595）

39

无因次出口温度

θffur

查图C8

40

炉膛出口烟气绝对温度

Tffur

K

0.666*1843.7

41

炉膛出口烟气温度

θyfur

℃

1231.59-273

42

炉膛出口烟焓

Iyfur

kj/kg

α=1.5，查焓温表

43

炉膛辐射放热量

Qy

kj/kg

0.977*（25411.79-14220）

44

燃烧面热强度

qR

W/㎡

（1553.382*24150）/（3.6*11.78）

45

燃烧室热强度

qv

W/㎡

（1553.382*24150）/（3.6*40.47）

46

辐射受热面热流密度

qr

W/㎡

（1553.382*10934.38）/（3.6*37.15）

四、参考资料

[1]《工业锅炉设备》丁崇功寇广孝主编，机械工业出版社.2005．

[2]《工业锅炉设计计算标准方法》

[3]《锅炉课程设计指导书》李加护,闫顺林,刘彦丰编，中国电力出版社.2007.

[4]《工业锅炉通用件图册》中国标准出版社.2006.

[5]《电厂锅炉原理》丁立新主编胡志宏编,中国电力出版社.2006.

[6]《工业锅炉常用标准规范汇编》李之光中国标准出版社.2004.