锅炉原理课程设计计算doc.docx
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锅炉原理课程设计计算doc
锅炉原理课程设计
一、热力计算
(一)燃料燃烧计算
1.锅炉参数
(1)锅炉蒸发量D30t/h
(2)蒸汽压力P0.13MPa
(3)蒸汽温度tgr350℃
(4)给水温度tgs105℃
(5)冷空气温度tlk30℃
(6)锅炉排污率P5%
2.设计燃料与特性:
收到基成分
Car
Har
Oar
Nar
Sar
Aar
Mar
(%)
56.59
2.69
2.93
0.94
0.75
29.6
6.5
挥发分26.76%
收到基低位发热量(热值)21280kj/kg
3.锅炉各受热面的漏风系数和过量空气系数
锅炉各受热面漏风系数和过量空气系数
序号
锅炉受热面
漏风系数
入口处过量空气系数
出口处过量空气系数
△a
a
a''
1
炉膛
0.1
1.3
1.4
2
凝渣管
0
1.4
1.4
3
蒸汽过热器
0.03
1.4
1.43
4
锅炉管束
0.05
1.43
1.48
5
省煤器
0.1
1.48
1.58
6
空气预热器
0.03
1.58
1.61
4.理论空气量、理论烟气容积的计算
理论空气量、理论烟气容积
序号
名称
单位
计算公式
结果
1
理论空气量
m3/kg
0.0889*(Car+0.375*Sar)+0.265*Har-0.0333*Oar
5.67
2
三原子气体容积
m3/kg
0.01866*(Car+0.375*Sar)
1.065
3
理论氮气容积
m3/kg
0.79Vk0+0.8*Nar/100
4.4868
4
理论水蒸气容积
m3/kg
0.111Har+0.0124*Mar+0.0111*Vk0
0.276
5.各受热面烟道中烟气特性表
各受热面烟道中烟气特性表
序号
名称
符号
单位
炉膛与防渣管
过热器
锅炉管束
省煤器
空预器
1
平均过量空气系数
apj
1.4
1.415
1.455
1.53
1.595
2
实际水蒸气容积
Vh20
m3/kg
0.3125148
0.313884
0.317536
0.324382
0.330316
3
烟气总容积
Vy
m3/kg
8.0958
8.18085
8.40765
8.8329
9.20145
4
RO2容积份额
rR02
0.131549692
0.130182
0.12667
0.120572
0.115743
5
H2O容积份额
rH20
0.034091751
0.033737
0.032827
0.031247
0.029995
6
三原子气体总容积份额
rq
0.165641444
0.163919
0.159498
0.151819
0.145738
(三)炉膛的热力计算
1.炉膛结构特性
(1)标高计算
结构名称
计算公式
标高(mm)
A
1400+1085tg9°
1572
B
1400+4370tg9°
2092
C/F
2092+1305tg55°
3956
D
7300+1900tg15°
7809
E
7300
G
3956-920tg20°
3621
H
1600+320tg60°
2154
I
前联箱中心标高
1600
炉膛结构个点标高示意图
(2)炉膛包覆面积
1)侧墙
A=[(7.300-3.956)+(7.809-3.956)]*0.5*1.900=6.84㎡
B=[1.305*(3.956-2.092)]*0.5=1.22㎡
C=[(1.572-1.100)+(2.092-1.100)]*0.5*3.285=2.4㎡
D=0.595*(3.956-1.100)=1.70㎡
E=[(3.956-1.100)+(3.621-1.100)]*0.5*0.920=2.47㎡
F=[(2.154-1.100)+(1.600-1.100)]*0.5*0.32=0.25㎡
Fcq=6.84+1.22+2.4+1.70+2.47+0.25=14.88
2)后墙
1.572-1.100=0.472m
AB=(2.092-1.572)/sin9°=3.32m
BC=1.305/sin35°=2.28m
CD=7.809-3.956=3.85m
Fhq=(0.47+3.32+2.28+3.85)*2.72=26.98㎡
3)前、顶墙
1.600-1.100=0.50m
HI=0.32/cos60°=0.64m
FG=0.92/cos20°=0.98m
GH=3.621-2.154=1.47m
EF=7.30-3.956=3.34m
ED=1.90/cos15°=1.97m
Fqq=(0.50+0.64+0.98+1.47+3.34+1.97)*2.72=24.21㎡
4)炉壁总面积
Fbz=2*14.88+26.98+24.21=80.95㎡
(3)炉排有效面积
(2.092-1.572)/tg9°=3.28m
0.595+0.92+0.32=1.84m
R=(3.28+1.84)*2.3=11.78㎡
(4)炉膛容积
Fcq*2.72=14.88*2.72=40.47㎡
(5)炉膛有效辐射受热面
1)前顶
后水冷壁示意图
DE+EF-(4.40-3.956)=1.97+3.34-0.44=4.87m(曝光)
(0.64+0.98+1.47+3.34+1.97)-4.87=3.53m(覆盖耐火涂料层)
S=170,d=51,e=25.5,n=16(根),S/d=3.33,e/d=0.5
查线算图7-5得x1=0.59,x2=1
Hq1=(16-1)*0.17*4.87*0.59=7.33㎡
Hq2=(16-1)*0.17*3.53*1=9.03㎡
由表7-1查得:
§1=0.6,§2=0.2
所以,§Hq=0.6*7.33+0.2*9.33=6.2㎡
2)后墙
DC+CB-1.5(烟窗高度)=3.85+2.28-1.5=4.63m
AB=3.32m
S=170,d=51,e=25.5,n=16根,S/d=3.33,e/d=0.5
查图7-5得x1=0.59,x2=1
所以,Hh1=(16-1)*0.17*4.63*0.59=6.97㎡
Hh2=(16-1)*0.17*3.32*1=8.47㎡
由表7-1查得:
§1=0.6,§2=0.2
所以,§Hh=0.6*6.97+0.2*8.47=5.88㎡
3)烟窗
S=340,d=51,l=1.5m,x=1,n=8,§=0.6
所以,Hch=(n-0.5)slx=(8-0.5)*0.34*1.5*1=3.83㎡
§Hch=0.6*3.83=2.3㎡
4)侧墙水冷壁
A=[(7.300-2.300)+(7.587-2.300)]*0.5*1.050-0.08(后拱遮盖面积)
=5.40-0.08=5.32㎡
B=[(7.640-3.956)+(7.809-3.956)]*0.5*0.630+0.5*0.63*0.9
=2.374+0.284=2.66㎡
C=(2.300-1.100)*1.05-0.08(后拱遮盖面积)=1.18㎡
S=105,d=51,e=65,S/d=2.06,e/d=65/51=1.275得x1=0.87,x2=1
所以,Hc1=(5.32+2.66)*0.87=6.94㎡
Hc2=1.18*1=1.18㎡
§Hc=0.6*6.94+0.2*1.18=4.17+0.24=4.4㎡
∑§H=6.20+5.88+2.3+2*4.4=23.18㎡
(6)炉膛平均热有效系数
∮l=∑§H/Fbz=23.18/80.95=0.286
(7)炉膛有效辐射层厚度
S=3.6Vl/Fl=3.6*40.47/(80.95+11.78)=1.57m
(8)燃烧面与炉墙面积之比
ρ=R/Fbz=11.78/80.95=0.146
2炉膛的热力计算
(四)凝渣管的热力计算
1.凝渣管结构计算
(1)第1/2排(错列部分)
Sl’=340,d=51,n=8根/排,S1’/d=340/51=6.67,查图7-5,x’=0.2
1)受热面积
H’=πdl*2n=3.14*0.051*1.5*2*8=3.84㎡
2)烟气流通截面积
F’=2.85*1.5-8*1.5*0.051=3.66㎡
(2)第3、4排(顺列部分)
S1’’=170,d=51,n=16根/排,S1’’/d=170/51=3.33,查图7-5,x’’=0.41
1)受热面面积
H’’=πdl*2n=3.14*0.051*1.5*2*16=7.68㎡
2)烟气流通截面积F’’=2.85*1.5-16*1.5*0.051=3.05㎡
(3)凝渣管
1)总受热面积H=H’+H’’=3.84+7.68=11.52㎡
2)烟气平均流通截面积(H’+H’’)/(H’/F’+H’’/F’’)=(3.84+7.68)/(3.84/3.66+7.68/3.05)=3.23㎡
3)凝渣管受炉膛辐射面积
Hfz=3.83㎡
4)凝渣管角系数
Xnz=1-(1-x’)^2*(1-x’’)^2=1-(1-0.2)^2*(1-0.41)^2=0.77
5)凝渣管有效辐射受热面积
Hnzf=Xfz*Hfx=0.77*3.83=2.95㎡
6)横向平均节距
S1=(S1’*H’+S1’’*H’’)+H’’=(0.34*3.84+0.17*7.68)/11.52=0.227m
7)纵向节距
S2=0.180m
8)烟气有效辐射层厚度
S=0.9d(S1S2/d2^2*4/π-1)=0.9*0.051(0.227*0.18/0.051^2*4/3.14-1)=0.873m
9)比值
σ1=S1/d=0.227/0.051=4.45;σ2=S2/d=0.18/0.051=3.53
2.凝渣管的热力计算(表)
(五)蒸汽过热器的热力计算
1.蒸汽过热器的结构计算
(1)结构尺寸
管径d=0.038/0.031m
横向平均节距S1=(S1’+S1’’)/2=(0.068+0.102)/2=0.085m
纵向节距S2=0.1m;横向排数z1=30排;纵向排数z2=8排
(2)横向冲刷烟气流通截面积
Fhx=(2.85-30*0.038)*1=1.71㎡
纵向冲刷烟气流通截面积
Fzx=a*b-z1*z2πd^2/4=(1.03-0.051)*2.85-30*8π*0.038^2/4=2.52㎡
(3)横向冲刷受热面积
Hhx=z1*z2*π*d*l=30*8*3.14*0.038*1=28.64㎡
(4)纵向冲刷受热面面积
Hzx=z1*z2*π*dl=30*8*3.14*0.038*0.57=16.32㎡
(5)总受热面面积
H=Hzx+Hhx=28.64+16.32=44.96㎡
(6)逆流部分蒸汽流通截面积
fnl=32*π/4*0.031^2=0.0241㎡
(7)顺流部分蒸汽流通截面积
fsl=28*π*0.031^2=0.0211㎡
(8)蒸汽平均流通截面积
f=1/2(fnl+fsl)=1/2*(0.0241+0.0211)=0.0226㎡
(9)管间有效辐射层厚度
S=0.9d(4S1*S2/πd^2-1)=0.9*0.038*(4*0.085*0.1/π*0.038^2-1)=0.222m
(10)纵向冲刷当量直径
ddl=4F/U=4(2.85*0.979-8*30*π/4*0.038^2)/(2*(2.85+0.979)+8*30*π*0.038)=0.227m
(11)比值
σ1=S1/d=0.085/0.038=2.24;σ2=S2/d=0.1/0.038=2.63
2.蒸汽过热器的热力计算(表)