吉林大学锅炉课程设计说明书DOC.docx
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吉林大学锅炉课程设计说明书DOC
本科生课程设计
题目:
锅炉课程设计--26题
学生：
刘泰秀42101020
专业：
热能与动力工程〔热能〕
班级：
421010班
一、设计任务
1.本次课程设计是一次虚拟锅炉设计，主要目的是为了完成一次完整的热力计算。
2.根据所提供参考图纸，绘制A0图纸2张，其目的是为掌握典型锅炉的基本机构及工作原理。
3.以《锅炉课程设计指导书》为主要参考书，以《电站锅炉原理》、《锅炉设计手册》为辅助参考资料，进行设计计算。
二、题目要求
锅炉标准：
1.锅炉额定蒸发量670t/h
2.给水温度：
222℃
3.过热蒸汽温度：
540℃
4.制粉系统：
中间仓储式
5.燃烧方式：
四角切线圆燃烧
6.排渣方式：
固态
7.环境温度：
20℃
8.蒸汽流程：
指导书4页
三、锅炉结构简图
四、计算表格
设计煤种名称
Car
Har
Oar
Nar
Sar
Aar
Mar
Qar
枣庄甘霖井
8
0.31
22362
燃烧计算表
序号
项目名称
符号
单位
计算公式及数据
结果
1
理论空气量
V0
m3/kg
0.0889*（Car+0.375*Sar）+0.265*Har-0.0333*Oar
5.9584
2
理论氮容积
V0N2
m3/kg
0.8*Nar/100+0.79*V0
4.7142
3
RO2容积
VRO2
m3/kg
1.866*Car/100+0.7*Sar/100
1.0639
4
理论干烟气容积
V0gy
m3/kg
V0N2+VRO2
5.7781
5
理论水蒸气容积
V0H2O
m3/kg
11.1*Har/100+1.24*Mar/100+1.61*dk*V0
0.5956
6
飞灰含量
αfh
查表2-4
烟气特性表
锅炉热平衡及燃料消耗量计算
序号
名称
符号
单位
公式
结果
1
锅炉输入热量
Qr
kJ/kg
Qr≈Qar,net
22362
2
排烟温度
θpy
℃
先估后校
140
3
排烟焓
hpy
kJ/kg
查焓温表
1705.44
4
冷空气温度
tlk
℃
取用
20
5
理论冷空气焓
h0lk
kJ/kg
h0lk=（ct）kV0
157.81
6
化学未完全燃烧损失
q3
%
取用
7
机械未完全燃烧损失
q4
%
取用
8
排烟处过量空气系数
αpy
低温空预器出口过量空气系数
9
排烟损失
q2
%
〔100-q4〕（hpy-αpyh0lk）/Qr
6.55
10
散热损失
q5
%
取用
11
灰渣损失
q6
%
式〔2-13〕
0.00
12
锅炉总损失
∑q
%
q2+q3+q4+q5+q6
9.15
13
锅炉热效率
η
%
100-∑q
90.85
14
保热系数
φ
1-q5/（η+q5）
0.995
15
过热蒸汽焓
h"gg
kJ/kg
高温过热器出口参数〔附表B-7〕
16
给水温度
tgs
℃
设计给定
222
17
给水焓
hgs
kJ/kg
低温省煤器入口参数〔附表B-7〕
18
锅炉实际负荷
D
kg/h
以额定负荷计算
670000
19
锅炉有效利用热
A
kJ/h
Dgr（h"gg-hgs）
1688907190
20
实际燃料消耗量
B
kg/h
100*Q/（η*Qr）
83129.09
21
计算燃料消耗量
Bj
kg/h
B（1-q4/100）
81882.15
炉膛结构简图
炉膛结构数据
序号
名称
符号
单位
公式
结果
1
前墙总面积
Aq
㎡
10.67*〔3.316+5.703/2〕+31.978*（8.49+2*1.84）
454.98
2
侧墙总面积
2Ac
㎡
Ac1=（9.967+5703）*2.54*0.5
Ac2=7.392*18.711
Ac3=（7.392+（9.967-1.292-2.538））*1.465*0.5
Ac4=（9.967-1.292-2.538）*0.496
Ac5=（（9.967-1.292-2.538）+4.888）*0.86*0.5
Ac6=10.057*4.888
Ac=Ac1+Ac2+Ac3+Ac4+Ac5+Ac6
420
3
后墙总面积
Ah
㎡
4
喷燃器及门孔面积
Ayc
㎡
12
5
炉顶面积
Ald
㎡
6
炉膛与屏交界面积
A2
㎡
7
炉墙总面积
A1
㎡
Aq+2Ac+Ah+Ald+A2
1406.08
8
炉膛截面面积
AA
㎡
2*2
9
水冷壁管外径
d
㎜
60
10
水冷壁管节距
S
㎜
64
11
管子至墙中心距
e
㎜
0
12
水冷壁角系数
Xs1
13
炉顶角系数
Xld
14
出口烟窗角系数
Xyc
1
15
炉膛容积
V1
m3
Ac*11.075*（11.075+8.49）*1.292*0.5*（31.978+18.711）
16
冷灰斗二等分平面到出口烟窗中心线的距离
H1
m
17
冷灰斗二等分平面到炉顶的距离
H0
m
18
冷灰斗二等分平面到燃烧器中心线的距离
Hr
m
19
炉膛总有效辐射受热面
Alz
㎡
0.98x（A1-A2-Ayc）+A2
1368.93
20
炉膛水冷程度
X
Alz/A1
0.97
21
炉膛有效辐射层厚度
s
m
3.6*V1/A1
8.08
炉膛热力计算
顶棚热力计算
序号
名称
符号
单位
公式
结果
1
顶棚管径
d
mm
2
节距
S
mm
3
排数
n
4
顶棚管角系数
x
附录A-1
5
顶棚面积
Ald
m2
6
蒸汽流通面积
Alt
m2
7
炉膛顶棚热负荷分配不均匀系数
ηh
附录A-6
8
炉膛顶棚总辐射吸热量
Qld
kJ/h
ηhqsAld
9
减温水总流量
Djw
kg/h
先估后较
10
炉膛顶棚蒸汽流量
Dld
kg/h
D-Djw
11
炉膛顶棚蒸汽焓增
△hld
kJ/kg
Qld/Dld
12
炉膛顶棚进口蒸汽焓
hld'
kJ/kg
查附录B-6,B-7
13
炉膛顶棚出口蒸汽焓
hld"
KJ/kg
hld'+hld
14
炉膛顶棚出口蒸汽温度
tld"
℃
查附录B-6,B-7
屏式过热器结构尺寸
序号
名称
符号
单位
公式
结果
1
管子外径
d
mm
2
屏的片数
Z
3
每片屏的管子排数
n
4×16
4
屏的深度
L
m
5
屏的平均高度
h
m
6
一片屏的平面面积
Ap
m2
7
屏的横向节距
S1
mm
屏的间距
8
比值
σ1
S1/d
9
屏的纵向节距
S2
mm
10
比值
σ2
S2/d
11
屏的角系数
xp
附录A-1曲线5
12
屏的计算受热面积
Apj
m2
2ApxpZ
13
屏区顶棚面积
Adp
m2
宽×深×角系数
14
屏区两侧水冷壁面积
Asl
m2
高×深×角系数×2
15
屏区附加受热面积
Apfj
m2
Adp+Asl
16
烟气进屏流通面积
Ap'
m2
（9.263+2.538）-
16*0.042*（9.263+2.538）
17
烟气出屏流通面积
Ap"
m2
（9.263+0.793）-16*0.042*（9.263+0.793）
18
烟气平均流通面积
Ay
m2
2×Ap'·Ap"/（Ap'+Ap"）
19
蒸汽流通面积
Alt
m2
16×16××dn2/4
20
烟气有效辐射层厚度
s
m2
1.8/（1/h+1/L+1/S1）
21
屏区进口烟窗面积
Ach'
m2
见表E9中A2
22
屏区出口烟窗面积
Ach"
m2
屏的热力计算
序号
名称
符号
单位
公式
结果
1
烟气进屏温度
θ'p
℃
查表3-9炉膛校核热力计算即炉膛出口烟气温度θ"1
2
烟气进屏焓
h'yp
kJ/kg
查表3-9炉膛校核热力计算即炉膛出口烟气焓h"yl
3
烟气出屏温度
θ"p
℃
先估后校
4
烟气出屏焓
h"yp
kJ/kg
查焓温表
5
烟气平均温度
θpj
℃
（θ'p+θ"p）/2
6
屏区附加受热面对流吸热量
Qdpfj
kJ/kg
先估后校
7
屏的对流吸热量
Qdp
kJ/kg
φ（h'yp-h"yp+△αh0lk）-Qkpfj
8
炉膛与屏相互换热系数
β
查附录A-15
9
炉膛出口烟窗的沿高度热负荷分配系数
ηyc
查标准线算图11〔即附录A-6〕
10
炉膛出口烟窗射入屏区的炉膛辐射热量
Q'fp
kJ/kg
βηycφ（Q1-h'yp）A'ch/Alz
11
屏间烟气有效辐射层厚度
s
m
查表4-5屏的结构数据表
12
屏间烟气压力
p
Mpa
13
水蒸汽容积份额
rH2O
查表2-9烟气特性表
14
三原子气体辐射减弱系数
kq
1/（m*Mpa）
10.2[（0.78+1.6rH2O）/√10.2rps]-0.1）（1-0.37Tpj/1000〕
15
三原子气体和水蒸气容积总份额
r
查表2-9烟气特性表
16
灰粒的辐射减弱系数
kh
1/（m*Mpa）
55900/d2h3√（θpj+273）2d2h
17
烟气质量飞灰浓度
μy
kg/kg
查表2-9烟气特性表
18
烟气的辐射减弱系数
k
1/（m*Mpa）
kqr+khμy
19
屏区烟气黑度
a
1-e-kps
20
屏进口对出口的角系数
x
√[（L/s1）2+1]-L/s1
21
燃料种类修正系数
ξr
取用
22
屏出口烟窗面积
A"p
查表4-5屏的结构数据表
23
炉膛及屏间烟气向屏后受热面的辐射热量
Q"fp
kJ/kg
Q'fp（1-a）x/β+σ0aA"chT4pjξr/Bj/3600注：
σ×10-11W/（m2*℃）
24
屏区吸收的炉膛辐射热
Qfpq
kJ/kg
Q'pf-Q"fp
25
屏区附加受热面吸收的辐射热量
Qfpfj
kJ/kg
Qfpq*Apfj/（Apj+Apfj）
26
屏区水冷壁吸收的辐射热量
Qfpsl
kJ/kg
Qfpq*Asl/（Apj+Apfj）
27
屏区顶棚吸收的辐射热量
Qfpld
kJ/kg
Qfpq*Adp/（Apj+Apfj）
28
屏吸收的辐射热量
Qfp
kJ/kg
Qfpq-Qfpfj
29
屏吸收的总热量
Qp
kJ/kg
Qdp+Qfp
30
第一级减温水喷水量
Djw1
kg/h
估计
31
第二级减温水喷水量
Djw2
kg/h
Djw-Djw1
32
屏中蒸汽流量
Dp
kg/h
D-Djw2
33
蒸汽进屏温度
t'p
℃
先估后校
34
蒸汽进屏焓
h'p
kJ/kg
查附录B-6、B-7,按计算负荷下进屏p=Mpa
35
蒸汽出屏焓
h"p
kJ/kg
h'p+BjQp/Dp
36
蒸汽出屏温度
t"p
℃
查附录B-6、B-7,按计算负荷下进屏p=Mpa
37
屏内蒸汽平均温度
tpj
℃
（t'p+t"p）/2
38
平均传热温差
△t1
℃
θpj-tpj
39
屏内蒸汽平均比体积
v
m3/kg
查附录B-6、B-7,按计算负荷下进屏p=Mpa（查表1-6及tpj）
40
屏内蒸汽流速
wq
m/s
Dpv/（3600*Alt〕
41
管壁对蒸汽的放热系数
α2
W/（m2*℃）
α2=Cdα0查《标准》线算图15〔附录A-10）
42
烟气流速
wy
m/s
（1+θpj/273）*BjVy/3600（其中Vy见表2-9〕
43
烟气侧对流放热系数
αd
W/（m2*℃）
αd=α0CzCsCw
44
灰污系数
ε
（m2*℃）/W
查附录A-14曲线2〔吹灰〕
45
管壁灰污层温度
thb
℃
tpj+（ε+1/α2）BjQp/（3.6Apj）
46
辐射放热系数
αf
W/（m2*℃）
αf=a*α0
47
利用系数
ζ
查附录A-14曲线2〔吹灰〕
48
烟气侧放热系数
α1
W/（m2*℃）
ζ[αf+αdπd/（2s2x）]
49
对流传热系数
k
W/（m2*℃）
α1/[1+（1+Qfpq/Qdp）（ε+1/α2）α1]
50
屏的对流传热量
Qdp
kJ/kg
△t1k/Bj
51
计算误差
％
[Qdp（估〕-Qdp]/Qdp
52
屏区水冷壁的水温
ts
℃
查计算负荷下汽包p=Mpa的饱和温度
53
平均传热温差
△t2
℃
θpj-ts
54
屏区水冷壁对流吸热量
Qdpsl
kJ/kg
△t2/Bj
55
屏区顶棚进口蒸汽温度
t'pld
℃
查表3-10炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增的计算表
56
屏区顶棚进口蒸汽焓
h'pld
kJ/kg
查表3-10炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增的计算表
57
屏区顶棚蒸汽焓增
△hpld
kJ/kg
先估后校
58
屏区顶棚出口蒸汽焓
h"pld
kJ/kg
h'pld+△hpld
59
屏区顶棚出口蒸汽温度
t"pld
℃
查附录B-6、B-7,按计算负荷下进屏p=Mpa（查表1-6）
60
屏区顶棚平均汽温
tpldpj
℃
（t'pld+t"pld）/2
61
平均传热温差
△t3
℃
θpj-tpldpj
62
屏区顶棚对流吸热量
Qdpld
kJ/kg
△t3/Bj
63
屏区顶棚出总吸热量
Qpld
kJ/kg
64
屏区顶棚蒸汽流量
Dpld
kg/h
等于表3-10中Dld
65
屏区顶棚焓增
△hpld
kJ/kg
BjQpld/Dpld
66
计算误差检查
％
[△hpld（估〕-△hpld]/△hpld（允许误差±10％〕
67
屏区附加受热面对流吸热量
Qdpfj
kJ/kg
Qdpsl+Qdpld
68
计算误差
％
[Qdpfj（估〕-Qdpfj]/Qdpfj（允许误差±10％〕
69
屏区受热面总对流吸热量
Qdpq
kJ/kg
Qdpfj+Qdp
高温过热器结构简图
高温过热器的结构尺寸
序号
名称
符号
单位
公式
结果
1
管子尺寸
d
mm
Φdx5
42
2
冷段横向节距及布置
n1
顺列，逆流，双管圈
100
3
热段横向节距及布置
nr
顺列，顺流，双管圈
77
4
横向节距
S1
mm
95
5
横向节距比
σ1
S1/d
6
纵向节距
S2
mm
87
7
纵向节距比
σ2
S2/d
8
管子纵向排数
n2
20
9
冷段蒸汽流通面积
Allt
m2
2n1πd2n/4注：
dn单位为m
0.1608
10
热段蒸汽流通面积
Arlt
m2
2nrπd2n/4注：
dn单位为m
0.1238
11
平均流通截面积
Apj
〔Allt+Arlt〕/2
0.1423
12
烟气流通截面积
Ay
m2
13
冷段受热面积
Al
m2
n1n2∏dlpj（lpj=5.6m）
1477.06
14
热段受热面积
Ar
m2
nrn2∏dlpj（lpj=5.6m）
1137.33
15
顶棚受热面积
Ald
m2
11.075*（1.009+0.879）
16
管束前烟室深度
lys
m
17
管束深度
lgs
m
18
有效辐射深度
s
m
0.9d（4σ1σ2/∏-1）注：
d单位为m
0.188
高温过热器热力计算
低温过热器结构简图
低温过热器结构尺寸
序号
名称
符号
单位
公式
结果
1
布置
顺列，逆流，双管圈
2
管子尺寸
d
mm
38
3
横向排数
n1
177
4
纵向排数
n2
20
5
横向节距
S1
mm
95
6
横向节距比
σ1
S1/d
7
纵向节距
S2
mm
8
纵向节距比
σ2
S2/d
2.124
9
烟气流通面积
Ay
m2
h（a-n1d）
10
蒸气流通面积
Alt
m2
2n1*∏dn2/4
0.250
11
低温过热器受热面积
Adg
m2
n1n2∏dlpj+xdbaldb
12
低温过热器前气室深度
Lqs
m
13
低温过热器前管束深度
Lqs
m
14
烟气有效辐射层厚度
s
m
0.9d（4σ1σ2/∏-1）（d单位为m）
0.197
低温过热器热力计算
省煤器结构简图
省煤器结构尺寸
序号
名称
符号
单位
公式
结果
1
布置
错列逆流双面进水双层管圈
2
管子尺寸
d
mm
32
3
横向节距
S1
mm
86
4
横向节距比
σ1
S1/d
5
纵向节距
S2
mm
48
6
纵向节距比
σ2
S2/d
0.558
7
横向排数
n1
120
8
纵向排数
n2
90
9
受热面积
Axs
m2
5411.813
10
烟气流通面积
Ay
m2
11
水流通面积
As
m2
（23+24）*Pi*dn^2/4*2*4
0.109
12
烟气有效辐射层厚度
s
m
0.9d（4σ1σ2/∏-1）（d单位为m）
0.070
13
管束前及管束间气室深度
Lqs
m
14
管束深度
Lgs
m
省煤器的热力计算
空气预热器结构简图
空气预热器结构尺寸
序号
名称
符号
单位
公式
结果
1
布置
错列双面进风
2
管子尺寸
mm
40
3
横向节距
S1
mm
70
4
横向节距比
σ1
S1/d
5
纵向节距
S2
mm
42
6
纵向节距比
σ2
S2/d
7
横向排数
n1
16*27
432
7~8
纵向排数
n2
43*2
86
8
管子根数
N
18576
9
管箱高度
H
m
10
管箱有效高度
hx
m
11
空气道平均高度
L
m
12
受热面积
Axk
m2
26356.120
13
烟气流通面积
Ay
m2
30.499
14
空气流通面积
Ak
m2
34.737
15
行程数
n
5
16
烟气有效辐射层厚度
s
m
0.9d（4σ1σ2/∏-1）（d单位为m）
0.048
空气预热器热力计算
序号
名称
符号
单位
公式
结果
1
进口空气温度
txk'
℃
取用
20
2
进口理论空气含
hxk'
KJ/kg
查焓温表
157.815
3
空气预热器漏风系数
△αsk
表1-5
4
高温空气预热器空气侧出口过量空气系数
βsk"
表4-15
5
低温空气预热器空气侧出口过量系数
βxk"
6
出口空气温度
txk"
℃
先估后校
243
7
出口理论空气焓
hxk"
KJ/kg
查焓温表
2841.854
8
低温空气预热器对流吸热量
Qxkdl
KJ/kg
3019.544
9
进口烟气温度
θxk'
℃
即省煤器出口烟温
320
10
进口烟气焓
hyxk'
KJ/kg
即省煤器出口烟焓
6633.840
11
空气平均温度
tpj
℃
12
漏风理论空气焓
hlk0
KJ/kg
1074.319
13
出口烟气焓
hyxk"
KJ/kg
hyxk'-Qxkdl/φ+△αhlko
3597.679
14
出口烟气温度
θxk"
℃
146.454
15
烟气平均温度
θpj
℃
233.227
16
烟气流速
ωy
m/s
BjVy（θpj+273）/3600*273*Ay
11.284
17
烟气侧对流放热系数
αx
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