锅炉课程设计说明书

目 录

前言 .....................................................2 第一章 锅炉课程设计概述 ....................................3

1.1锅炉课程设计的目的 ..................................3 1.2锅炉课程热力计算方法 ................................3 1.3校核热力计算主要内容 ................................3 1.4整体校核热力计算的过程的顺序 .........................3 第二章 辅助计算 ...........................................4

2.1 锅炉主要参数及燃料特性 .............................4 2.2 燃烧产物容积计算.......................................5 2.3 空气平衡量及焓温表.....................................6

锅炉热平衡及燃料消耗量计算...............................9

第三章 炉膛热力计算.............................................10 第四章 对流受热面的校核热力计算.................................16

4.1 屏与凝渣管的热力计算....................................17 4.2 高、低温对流过热器的热力计算............................23 4.3 高、低温省煤器的热力计算................................31 4.4 高、低温空气预热器的热力计算............................37

第六章 总结.....................................................46

2.4

前 言

虽然说核动力有了一定的发展,但当今电能生产仍是以火力发电为主。而锅炉是火力发电厂的三大主机中最基本的能量转换设备。其作用是使燃烧在炉内燃烧放热,并将锅炉内的工质由水加热成具有足够数量和一定温度和压力的过热蒸汽,供汽轮机发电。

当今世界对锅炉高效利用能源仍在进行不断研究,所以作为热能专业的我们必须对锅炉的构造,蒸汽与烟气流程这些基本知识相当熟悉。同时我们应该掌握锅炉的设计方法以及各种参数的计算,为了更好掌握这些知识,于是进行了为期三周的课程设计,这样更有助于我们掌握专业知识。

本设计说明书是以国产220t/h高压锅炉为对象,对整个热力校核计算进行的详细的说明与计算。

在校核设计的过程中得到了魏老师的精心指导和同学们的大力的帮助,在此表示由衷的感谢!

由于设计时间比较短,再加上我个人能力所限,所以在编写的过程中难免会出些错误,敬请老师们批评指正。

编者 2008年12月

第一章 锅炉课程设计概述

 1.1锅炉课程设计的目的

锅炉课程设计是“锅炉原理”课程的重要实践性环节。通过课程设计以达到巩固、充实和提高锅炉课程知识;掌握锅炉机组的热力计算方法,并学会使用热力计算标准;具备综合考虑机组设计与布置的初步能力;培养我们查阅、合理选择和分析数据的能力;培养我们对工程技术问题的严肃和负责的态度。

 1.2锅炉课程设计热力计算方法

根据计算任务的不同,可分为设计(结构)热力计算和校核热力计算两种。我是进行校核热力计算。

校核热力计算:校核热力计算的任务是在锅炉容量和参数、燃料性质、锅炉各部结构和尺寸已知的情况下,确定各受热面边界处的水、气、风、烟温度以及风、烟流经各受热面时的速度和锅炉效率、燃料消耗量等。校核热力计算可以帮助人们正确确定锅炉安全经济运行水平和改造锅炉的合理措施,同时也为锅炉的其他计算,如锅炉通风计算、强度计算以及水动力计算等提供有关的基础数据。

 1.3校核热力计算的主要内容

1.锅炉辅助设计计算:这部分计算的目的是为后面受热面的热力计算提供必要的基本计算数据或图表。

2.受热面热力计算:其中包含为热力计算提供结构数据的各受热面的结构计算。

 1.4整体校核热力计算过程的顺序

1、列出热力计算的主要原始数据,包括锅炉主要参数和燃料特性参数;

2、根据燃料、燃烧方式及锅炉结构布置方式特点,进行锅炉通道空气量平衡计算; 3、理论工况下(α=1)的燃烧计算; 4、计算锅炉通道内烟气的特性参数; 4、绘制烟气焓温表;

5、锅炉热平衡计算和燃料消耗量的估算; 6、锅炉炉膛热力计算;

7、按烟气流向对各受热面依次进行结构和热力计算;

8、锅炉整体计算误差的校验。

第二章 辅助计算

2.1锅炉主要参数及燃料特性:

①锅炉额定蒸发量:De=220 t/h=220×103 kg/h ②给水温度: tgs =215℃ ③过热蒸汽温度: tgr=540℃ ④过热蒸汽压力: pgr=9.8MPa

⑤制粉系统:中间仓储式(热空气作干燥剂、钢球筒式磨煤机) ⑥燃烧方式:四角切圆燃烧 ⑦排渣方式:固态 ⑧环境温度:20℃

⑩烟气流程:炉膛→高温对流过热器→低温对流过热器→高温省煤器→高温空气预热器→低温省煤器→低温空气预热器

锅炉受热面的布置结构如右图: 本组选用的燃料为新汶煤,首先要对燃料的应用基成分进行校核,本燃料校核并不是100%,所以把多余的归到氧上,给氧减了1%。关于燃料的其他数据请参考表2-1。

锅炉本体结构简图

表2-1新汶烟煤煤质分析

2.2 燃烧产物容积计算

需计算出理论空气量、理论氮容积、RO2容积、理论干烟气容积、理论水蒸汽容积等。计算结果见表2-2燃烧计算表。

表2-2燃烧计算表

2.3空气平衡量及焓温表

(1)炉膛出口过量空气系数是由燃料性质和燃烧方法决定的,对于炉膛和烟道各处实际空气量的计算称为锅炉的空气平衡量、在锅炉热力计算中,常用过量空气系数来说明

炉膛和烟道的实际空气量。其值可从表1~2中选取。本校核热力计算取得是满负荷,可按额定漏风系数来做,查表1-5,其中各个受热面出口过量空气系数也可按锅炉课程说明书表1-5的公式计算。

表2-3烟气特征表

续表

炉膛、屏式过热器、高温过热器、低温过热器、高温省煤器、高温空气预热器、低温省煤器、低温空气预热器等所在烟气区域的烟气在不同温度下的焓,并列成表格作为温焓表。具体见表2-4、2-5、2-6 。

表 2-4 烟气焓温表(用于炉膛、屏式过热器、高温过热器计算)

表2-5 烟气焓温表(用于低温过热器、高温省煤气的计算)

表2-6 烟气温焓表(用于高温空预器、低温省煤气的计算)

表2-7 烟气焓温表(用于低温空预器计算)

2.4锅炉热平衡及燃料消耗量计算

计算锅炉输入热量,包括燃料的收到基低位发热量,燃料物理显热、外来热源加热空气时带入的热量。

各项热损失,包括化学不完全燃烧热损失q3和机械不完全燃烧热损失q4,锅炉散热损失q5,灰渣热物理损失q6,排烟热损失q2。具体数据见锅炉热平衡及燃料消耗量计算表2-8.

表2-8 锅炉热平衡及燃烧消耗量计算

第三章 炉膛热力计算

校核热力计算步骤:

1、计算炉膛结构尺寸及烟气有效辐射层。

2、选取热风温度、并依据有关条件计算随每kg燃料进入炉膛的有效热量。

3、根据燃料种类、燃烧设备的形式和布置方式,计算火焰中心位置的系数M。

4、估计炉膛出口烟温,计算炉膛烟气平均热容量。 5、计算炉膛受热面辐射换热特性参数。

6、根据燃料和燃烧方式计算火焰黑度和炉膛黑度。 7、计算炉膛出口烟温。

8、核对炉膛出口烟温误差。

9、计算炉膛热力参数。

10、炉膛内其他辐射受热面的换热计算。具体见表3-2、表3-3

表3-1 炉膛的结构数据

表3-2 炉膛校核热力计算

表3-3 炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增计算

第四章 对流受热面校核热力计算

一、对流受热面计算步骤:

1、假设受热面出口烟气温度,查取相应焓值。

2、根据出口烟焓,通过Qd=φ(I’-I’’+△aIoLF)计算对流传热量。

3、依据烟气侧放热量等于工质侧吸热量原理,求取工质出口焓和相应温度。4、计算平均对流传热温差。

5、计算烟气侧对流放热系数及管壁污染系数。 6、计算工质侧对流放热系数。 7、计算管壁污染层温度。

8、计算烟气黑度,及确定烟气侧辐射放热系数。 9、计算对流放热系数K。

10、计算对流传热量。与计算结果相比较,其差值应在允许范围之内。否则重新假设受热面出口烟温,重复上述计算。 二、对流传热系数的处理

(1)对流放热系数与气流冲刷方式、速度及介质的温度和物性等有关。计算中,可按气流冲刷方式,直接从线算图中查取。

(2)对流面结构不同时,对流放热系数按以下原则处理:

一部分管子错列、一部分管子顺列布置时,放热系数按管束平均烟气温度,分别求出顺列和错列的对流放热系数,然后按对流换热面积计算平均对流放热系数。

斜向冲刷受热面时,对流放热系数按横向冲刷计算,在进行修正。顺列管束,修正系数为1.07,错列管束不进行修正。

(3)污层对于对流受热面传热过程的影响,用污染系数来表示。燃用固体燃料顺列布置的受热面以及凝渣管、对流管束等,灰污层对传热的影响常用热有效系数来表示。

(4)利用系数是考虑烟气对受热面冲刷的不均匀、不完全时对传热过程的影响修正系数,各种对流受热面的热力计算应考虑利用系数。

(5)再计算高温区受热面的对流换热量时,常用烟气辐射放热系数来考虑高温烟气的辐射热量,其值与烟气黑度、温度等有关。

(6)出屏式受热面以外,其他各受热面加热介质对管壁的放热系数,都包括对流放热系数辐射放热系数两部分。

4.1 屏、凝渣管的热力计算:

A,屏式过热器在热力计算方面具有以下特点:

1,在换热方式上,既受烟气冲刷,又吸收炉膛及屏间高温烟气的热辐射; 2,屏式过热器属于中间过热器,其进出口处的工质参数在进行屏的计算时往往是未知数;

3,屏与屏之间横向节距大,烟气流速低,且冲刷不完善。所以某些交换参数不同于一般对流受热面。

B,凝渣管的热力计算主要特点:

1,和后屏过热器类似,也直接吸收炉膛辐射热。当管少于5排时,将有部分炉膛辐射热落在其后受热面上。

2,凝渣管区域都布置其它附加受热面。

3,凝渣管内为汽水混合物,在沸腾状态下进行换热,工质温度始终为饱和温度。 4,凝渣管总吸热量包含对流吸热量和辐射吸热量。具体见表4-3。

表4-1 屏的结构数据计算表

表4—2屏的热力计算

表4-3 凝渣管结构及计算

(1)高温过热器分冷段和热段两部分。蒸汽从屏出来后,先进入高温对流过热器冷段,经过二次喷水减温后进入高温对流过热器热段。冷段在烟道两侧为逆流,热段在中间

为顺流。根据高温过热器结构尺寸对高温过热器进行热力计算,具体见表4-5

(2)低温过热器的顶棚管在其上面,与低温过热器平行受热,与低温过热器相比面积很小,所以把顶棚管和低温过热器的面积相加,当作低温过热器的受热面积。此时,低温过热器的蒸汽进口是顶棚管的入口。具体热力计算见表4-7。

表4-4 高温过热器的结构尺寸

表4-5高温过热器的热力计算

表4-6低温过热器的结构

表4—7低温过热器的热力计算

4.3高、低温省煤器的热力计算

省煤器是利用锅炉尾部烟气的热量加热锅炉给水的设备。省煤器是现代锅炉中不可缺少的受热面,一般布置在烟道内,吸收烟气的对流传热,个别锅炉有与水冷壁相间的布置,以吸收炉内的辐射热。双级布置的省煤器应该分级计算。

(1)高温省煤器的热力计算

高温省煤器的尺寸如表4-8,其具体热力计算过程见表4-9 。 (2)低温省煤器的热力计算

低温省煤器的结构尺寸参考锅炉课程设计指导书60页。

表4—9高温省煤器的热力计算

4.4高、低温空气预热器的热力计算

对于管式空气预热器,按级单独进行热力计算。双级布置时,高温空气预热器的出口风温可采用炉膛计算时的热风温度值,然后按一般对流受热面的计算步骤进行计算。低温空气预热器在进行热力计算时,其入口的烟气温度和风温均为已知数,可用逐步逼近法确定排烟温度及其出口处风温。具体热力计算见表4-11,4-13,4-15。

表4—10高温空气预热器的结构尺寸

表4—14低温空气预热器的结构尺寸

第五章、锅炉热力计算误差检查

锅炉机组各受热面计算完成,依据最终计算的排烟温度值取校准锅炉排烟热损失、锅炉机组热效率以及锅炉计算燃料消耗量。同时,以高温空气预热器出口风温,校准炉膛辐射吸热量。具体热力计算误差检查见表5-1、表5-2

第六章 总 结

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。

通过近三个星期的设计,我学到了很多东西,不仅包括基本知识,而且包括研究精神--科学计算的严谨性和正确性。通过反复的计算让我们加深了对锅炉的原理和其结构的了解。

这次的课程设计也让我看到了团队的力量,我认为我们的工作是一个团队的工作,团队需要个体,个人也离不开团队。开始的时候,大家就分配好了各自的任务,有的查资料,有的计算,有的考虑图如何更好的画。在课程设计中团结协作是我们完成设计非常重要的保证。而这次设计也正好锻炼我们这一点,这也是非常宝贵的,而且在以后的学习和工作中,团队协作会显得更重要。

开始我觉得很迷茫,但经过和同学的讨论,老师的辅导后我有了门路,我一步一的仔细算,算到了最后有很多不在误差范围之内,我很苦闷,有时很想放弃,但想到我们是一个集体,如果我放弃啦!那他们会怎么样?我们是团队,我不能因为一点挫折而放弃,理智战胜了懦弱,我又开始奋战啦!

在这次设计中让我熟练了AutoCAD、word、excle的使用。同时在这其中我也编制了程序,由此引发了我对程序的兴趣。我深深的感觉到设计是一个探索的过程,在这个过程中会遇到艰难险阻,因此就要想办法解决,在解决的过程中不自觉的就学到了很多在平时无法学到的东西。

对我而言,知识上的收获重要,精神上的丰收更加可喜。让我知道了学无止境的道理。我们每一个人永远不能满足于现有的成就,人生就像在爬山,一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。挫折是一份财富,经历是一份拥有。这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆!

最后,感谢老师的耐心指导和同学的帮助,有了你们的帮忙我才能顺利完成任务。

附 表

表1 各种炉型下烟气中带走灰分的份额fh

表3 额定负荷时制粉系统、炉膛和对流烟道的漏风系数

表4 不同煤粉燃烧的一次风率

表5 切向燃烧直流煤粉燃烧器的过量空气系数r和一、二、次风速的范围

表6 炉膛容积热负荷统计值

表7 固体排渣炉炉膛热负荷及其他有关数据

表8 切向燃烧直流式煤粉燃烧器炉膛截面热负荷的上限值

表9 烧煤气时对流管簇的热有效系数性或空气预热器的利用系数x

体燃料的热有效性系数的数值。

表10 管式空气预热器(烟气在管内流时)的利用系数

1)所给值是对空气侧为一个流程时的利用系数,对以下情况应对所给出的x值加以修正: ①有一个中间管板(空气侧两个流程)x值应减少0.10 ②有两个中间管板(空气侧三个流程)x值应减少0.15

③燃烧重油炉膛过量空气系数α1>1.03,空气入口温度t/<80℃时,x值减少0.10

表11 飞灰平均颗粒直径

表12 炉膛火焰中心位置系数M的计算方法

hrhl

注:xr

式中:hr——燃烧器高度,从冷灰斗中心或炉底计算,m;

hl——炉膛高度,从冷灰斗中心或炉底到炉膛出口中心的高度,m;

r——燃烧器的过量空气系数。

表13辐射受热面的灰污系数

注:1)无烟煤粉Cfh12%,贫煤粉Cfh8%时,取ζ=0.35;

2)换烧几种燃料时,取灰污最厉害的燃料的数值;

3)在炉膛容积内的双面水冷壁和屏式受热面,ζ值比墙上水冷壁的值减少0.1;膜式双面水冷壁ζ值比墙上非膜式水冷壁的值减少0.05。

表14 温压修正系数的决定

目 录

前言 .....................................................2 第一章 锅炉课程设计概述 ....................................3

1.1锅炉课程设计的目的 ..................................3 1.2锅炉课程热力计算方法 ................................3 1.3校核热力计算主要内容 ................................3 1.4整体校核热力计算的过程的顺序 .........................3 第二章 辅助计算 ...........................................4

2.1 锅炉主要参数及燃料特性 .............................4 2.2 燃烧产物容积计算.......................................5 2.3 空气平衡量及焓温表.....................................6

锅炉热平衡及燃料消耗量计算...............................9

第三章 炉膛热力计算.............................................10 第四章 对流受热面的校核热力计算.................................16

4.1 屏与凝渣管的热力计算....................................17 4.2 高、低温对流过热器的热力计算............................23 4.3 高、低温省煤器的热力计算................................31 4.4 高、低温空气预热器的热力计算............................37

第六章 总结.....................................................46

2.4

前 言

虽然说核动力有了一定的发展,但当今电能生产仍是以火力发电为主。而锅炉是火力发电厂的三大主机中最基本的能量转换设备。其作用是使燃烧在炉内燃烧放热,并将锅炉内的工质由水加热成具有足够数量和一定温度和压力的过热蒸汽,供汽轮机发电。

当今世界对锅炉高效利用能源仍在进行不断研究,所以作为热能专业的我们必须对锅炉的构造,蒸汽与烟气流程这些基本知识相当熟悉。同时我们应该掌握锅炉的设计方法以及各种参数的计算,为了更好掌握这些知识,于是进行了为期三周的课程设计,这样更有助于我们掌握专业知识。

本设计说明书是以国产220t/h高压锅炉为对象,对整个热力校核计算进行的详细的说明与计算。

在校核设计的过程中得到了魏老师的精心指导和同学们的大力的帮助,在此表示由衷的感谢!

由于设计时间比较短,再加上我个人能力所限,所以在编写的过程中难免会出些错误,敬请老师们批评指正。

编者 2008年12月

第一章 锅炉课程设计概述

 1.1锅炉课程设计的目的

锅炉课程设计是“锅炉原理”课程的重要实践性环节。通过课程设计以达到巩固、充实和提高锅炉课程知识;掌握锅炉机组的热力计算方法,并学会使用热力计算标准;具备综合考虑机组设计与布置的初步能力;培养我们查阅、合理选择和分析数据的能力;培养我们对工程技术问题的严肃和负责的态度。

 1.2锅炉课程设计热力计算方法

根据计算任务的不同,可分为设计(结构)热力计算和校核热力计算两种。我是进行校核热力计算。

校核热力计算:校核热力计算的任务是在锅炉容量和参数、燃料性质、锅炉各部结构和尺寸已知的情况下,确定各受热面边界处的水、气、风、烟温度以及风、烟流经各受热面时的速度和锅炉效率、燃料消耗量等。校核热力计算可以帮助人们正确确定锅炉安全经济运行水平和改造锅炉的合理措施,同时也为锅炉的其他计算,如锅炉通风计算、强度计算以及水动力计算等提供有关的基础数据。

 1.3校核热力计算的主要内容

1.锅炉辅助设计计算:这部分计算的目的是为后面受热面的热力计算提供必要的基本计算数据或图表。

2.受热面热力计算:其中包含为热力计算提供结构数据的各受热面的结构计算。

 1.4整体校核热力计算过程的顺序

1、列出热力计算的主要原始数据,包括锅炉主要参数和燃料特性参数;

2、根据燃料、燃烧方式及锅炉结构布置方式特点,进行锅炉通道空气量平衡计算; 3、理论工况下(α=1)的燃烧计算; 4、计算锅炉通道内烟气的特性参数; 4、绘制烟气焓温表;

5、锅炉热平衡计算和燃料消耗量的估算; 6、锅炉炉膛热力计算;

7、按烟气流向对各受热面依次进行结构和热力计算;

8、锅炉整体计算误差的校验。

第二章 辅助计算

2.1锅炉主要参数及燃料特性:

①锅炉额定蒸发量:De=220 t/h=220×103 kg/h ②给水温度: tgs =215℃ ③过热蒸汽温度: tgr=540℃ ④过热蒸汽压力: pgr=9.8MPa

⑤制粉系统:中间仓储式(热空气作干燥剂、钢球筒式磨煤机) ⑥燃烧方式:四角切圆燃烧 ⑦排渣方式:固态 ⑧环境温度:20℃

⑩烟气流程:炉膛→高温对流过热器→低温对流过热器→高温省煤器→高温空气预热器→低温省煤器→低温空气预热器

锅炉受热面的布置结构如右图: 本组选用的燃料为新汶煤,首先要对燃料的应用基成分进行校核,本燃料校核并不是100%,所以把多余的归到氧上,给氧减了1%。关于燃料的其他数据请参考表2-1。

锅炉本体结构简图

表2-1新汶烟煤煤质分析

2.2 燃烧产物容积计算

需计算出理论空气量、理论氮容积、RO2容积、理论干烟气容积、理论水蒸汽容积等。计算结果见表2-2燃烧计算表。

表2-2燃烧计算表

2.3空气平衡量及焓温表

(1)炉膛出口过量空气系数是由燃料性质和燃烧方法决定的,对于炉膛和烟道各处实际空气量的计算称为锅炉的空气平衡量、在锅炉热力计算中,常用过量空气系数来说明

炉膛和烟道的实际空气量。其值可从表1~2中选取。本校核热力计算取得是满负荷,可按额定漏风系数来做,查表1-5,其中各个受热面出口过量空气系数也可按锅炉课程说明书表1-5的公式计算。

表2-3烟气特征表

续表

炉膛、屏式过热器、高温过热器、低温过热器、高温省煤器、高温空气预热器、低温省煤器、低温空气预热器等所在烟气区域的烟气在不同温度下的焓,并列成表格作为温焓表。具体见表2-4、2-5、2-6 。

表 2-4 烟气焓温表(用于炉膛、屏式过热器、高温过热器计算)

表2-5 烟气焓温表(用于低温过热器、高温省煤气的计算)

表2-6 烟气温焓表(用于高温空预器、低温省煤气的计算)

表2-7 烟气焓温表(用于低温空预器计算)

2.4锅炉热平衡及燃料消耗量计算

计算锅炉输入热量,包括燃料的收到基低位发热量,燃料物理显热、外来热源加热空气时带入的热量。

各项热损失,包括化学不完全燃烧热损失q3和机械不完全燃烧热损失q4,锅炉散热损失q5,灰渣热物理损失q6,排烟热损失q2。具体数据见锅炉热平衡及燃料消耗量计算表2-8.

表2-8 锅炉热平衡及燃烧消耗量计算

第三章 炉膛热力计算

校核热力计算步骤:

1、计算炉膛结构尺寸及烟气有效辐射层。

2、选取热风温度、并依据有关条件计算随每kg燃料进入炉膛的有效热量。

3、根据燃料种类、燃烧设备的形式和布置方式,计算火焰中心位置的系数M。

4、估计炉膛出口烟温,计算炉膛烟气平均热容量。 5、计算炉膛受热面辐射换热特性参数。

6、根据燃料和燃烧方式计算火焰黑度和炉膛黑度。 7、计算炉膛出口烟温。

8、核对炉膛出口烟温误差。

9、计算炉膛热力参数。

10、炉膛内其他辐射受热面的换热计算。具体见表3-2、表3-3

表3-1 炉膛的结构数据

表3-2 炉膛校核热力计算

表3-3 炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增计算

第四章 对流受热面校核热力计算

一、对流受热面计算步骤:

1、假设受热面出口烟气温度,查取相应焓值。

2、根据出口烟焓,通过Qd=φ(I’-I’’+△aIoLF)计算对流传热量。

3、依据烟气侧放热量等于工质侧吸热量原理,求取工质出口焓和相应温度。4、计算平均对流传热温差。

5、计算烟气侧对流放热系数及管壁污染系数。 6、计算工质侧对流放热系数。 7、计算管壁污染层温度。

8、计算烟气黑度,及确定烟气侧辐射放热系数。 9、计算对流放热系数K。

10、计算对流传热量。与计算结果相比较,其差值应在允许范围之内。否则重新假设受热面出口烟温,重复上述计算。 二、对流传热系数的处理

(1)对流放热系数与气流冲刷方式、速度及介质的温度和物性等有关。计算中,可按气流冲刷方式,直接从线算图中查取。

(2)对流面结构不同时,对流放热系数按以下原则处理:

一部分管子错列、一部分管子顺列布置时,放热系数按管束平均烟气温度,分别求出顺列和错列的对流放热系数,然后按对流换热面积计算平均对流放热系数。

斜向冲刷受热面时,对流放热系数按横向冲刷计算,在进行修正。顺列管束,修正系数为1.07,错列管束不进行修正。

(3)污层对于对流受热面传热过程的影响,用污染系数来表示。燃用固体燃料顺列布置的受热面以及凝渣管、对流管束等,灰污层对传热的影响常用热有效系数来表示。

(4)利用系数是考虑烟气对受热面冲刷的不均匀、不完全时对传热过程的影响修正系数,各种对流受热面的热力计算应考虑利用系数。

(5)再计算高温区受热面的对流换热量时,常用烟气辐射放热系数来考虑高温烟气的辐射热量,其值与烟气黑度、温度等有关。

(6)出屏式受热面以外,其他各受热面加热介质对管壁的放热系数,都包括对流放热系数辐射放热系数两部分。

4.1 屏、凝渣管的热力计算:

A,屏式过热器在热力计算方面具有以下特点:

1,在换热方式上,既受烟气冲刷,又吸收炉膛及屏间高温烟气的热辐射; 2,屏式过热器属于中间过热器,其进出口处的工质参数在进行屏的计算时往往是未知数;

3,屏与屏之间横向节距大,烟气流速低,且冲刷不完善。所以某些交换参数不同于一般对流受热面。

B,凝渣管的热力计算主要特点:

1,和后屏过热器类似,也直接吸收炉膛辐射热。当管少于5排时,将有部分炉膛辐射热落在其后受热面上。

2,凝渣管区域都布置其它附加受热面。

3,凝渣管内为汽水混合物,在沸腾状态下进行换热,工质温度始终为饱和温度。 4,凝渣管总吸热量包含对流吸热量和辐射吸热量。具体见表4-3。

表4-1 屏的结构数据计算表

表4—2屏的热力计算

表4-3 凝渣管结构及计算

(1)高温过热器分冷段和热段两部分。蒸汽从屏出来后,先进入高温对流过热器冷段,经过二次喷水减温后进入高温对流过热器热段。冷段在烟道两侧为逆流,热段在中间

为顺流。根据高温过热器结构尺寸对高温过热器进行热力计算,具体见表4-5

(2)低温过热器的顶棚管在其上面,与低温过热器平行受热,与低温过热器相比面积很小,所以把顶棚管和低温过热器的面积相加,当作低温过热器的受热面积。此时,低温过热器的蒸汽进口是顶棚管的入口。具体热力计算见表4-7。

表4-4 高温过热器的结构尺寸

表4-5高温过热器的热力计算

表4-6低温过热器的结构

表4—7低温过热器的热力计算

4.3高、低温省煤器的热力计算

省煤器是利用锅炉尾部烟气的热量加热锅炉给水的设备。省煤器是现代锅炉中不可缺少的受热面,一般布置在烟道内,吸收烟气的对流传热,个别锅炉有与水冷壁相间的布置,以吸收炉内的辐射热。双级布置的省煤器应该分级计算。

(1)高温省煤器的热力计算

高温省煤器的尺寸如表4-8,其具体热力计算过程见表4-9 。 (2)低温省煤器的热力计算

低温省煤器的结构尺寸参考锅炉课程设计指导书60页。

表4—9高温省煤器的热力计算

4.4高、低温空气预热器的热力计算

对于管式空气预热器,按级单独进行热力计算。双级布置时,高温空气预热器的出口风温可采用炉膛计算时的热风温度值,然后按一般对流受热面的计算步骤进行计算。低温空气预热器在进行热力计算时,其入口的烟气温度和风温均为已知数,可用逐步逼近法确定排烟温度及其出口处风温。具体热力计算见表4-11,4-13,4-15。

表4—10高温空气预热器的结构尺寸

表4—14低温空气预热器的结构尺寸

第五章、锅炉热力计算误差检查

锅炉机组各受热面计算完成,依据最终计算的排烟温度值取校准锅炉排烟热损失、锅炉机组热效率以及锅炉计算燃料消耗量。同时,以高温空气预热器出口风温,校准炉膛辐射吸热量。具体热力计算误差检查见表5-1、表5-2

第六章 总 结

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。

通过近三个星期的设计,我学到了很多东西,不仅包括基本知识,而且包括研究精神--科学计算的严谨性和正确性。通过反复的计算让我们加深了对锅炉的原理和其结构的了解。

这次的课程设计也让我看到了团队的力量,我认为我们的工作是一个团队的工作,团队需要个体,个人也离不开团队。开始的时候,大家就分配好了各自的任务,有的查资料,有的计算,有的考虑图如何更好的画。在课程设计中团结协作是我们完成设计非常重要的保证。而这次设计也正好锻炼我们这一点,这也是非常宝贵的,而且在以后的学习和工作中,团队协作会显得更重要。

开始我觉得很迷茫,但经过和同学的讨论,老师的辅导后我有了门路,我一步一的仔细算,算到了最后有很多不在误差范围之内,我很苦闷,有时很想放弃,但想到我们是一个集体,如果我放弃啦!那他们会怎么样?我们是团队,我不能因为一点挫折而放弃,理智战胜了懦弱,我又开始奋战啦!

在这次设计中让我熟练了AutoCAD、word、excle的使用。同时在这其中我也编制了程序,由此引发了我对程序的兴趣。我深深的感觉到设计是一个探索的过程,在这个过程中会遇到艰难险阻,因此就要想办法解决,在解决的过程中不自觉的就学到了很多在平时无法学到的东西。

对我而言,知识上的收获重要,精神上的丰收更加可喜。让我知道了学无止境的道理。我们每一个人永远不能满足于现有的成就,人生就像在爬山,一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。挫折是一份财富,经历是一份拥有。这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆!

最后,感谢老师的耐心指导和同学的帮助,有了你们的帮忙我才能顺利完成任务。

附 表

表1 各种炉型下烟气中带走灰分的份额fh

表3 额定负荷时制粉系统、炉膛和对流烟道的漏风系数

表4 不同煤粉燃烧的一次风率

表5 切向燃烧直流煤粉燃烧器的过量空气系数r和一、二、次风速的范围

表6 炉膛容积热负荷统计值

表7 固体排渣炉炉膛热负荷及其他有关数据

表8 切向燃烧直流式煤粉燃烧器炉膛截面热负荷的上限值

表9 烧煤气时对流管簇的热有效系数性或空气预热器的利用系数x

体燃料的热有效性系数的数值。

表10 管式空气预热器(烟气在管内流时)的利用系数

1)所给值是对空气侧为一个流程时的利用系数,对以下情况应对所给出的x值加以修正: ①有一个中间管板(空气侧两个流程)x值应减少0.10 ②有两个中间管板(空气侧三个流程)x值应减少0.15

③燃烧重油炉膛过量空气系数α1>1.03,空气入口温度t/<80℃时,x值减少0.10

表11 飞灰平均颗粒直径

表12 炉膛火焰中心位置系数M的计算方法

hrhl

注:xr

式中:hr——燃烧器高度,从冷灰斗中心或炉底计算,m;

hl——炉膛高度,从冷灰斗中心或炉底到炉膛出口中心的高度,m;

r——燃烧器的过量空气系数。

表13辐射受热面的灰污系数

注:1)无烟煤粉Cfh12%,贫煤粉Cfh8%时,取ζ=0.35;

2)换烧几种燃料时,取灰污最厉害的燃料的数值;

3)在炉膛容积内的双面水冷壁和屏式受热面,ζ值比墙上水冷壁的值减少0.1;膜式双面水冷壁ζ值比墙上非膜式水冷壁的值减少0.05。

表14 温压修正系数的决定


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