余热锅炉换热器的课程设计说明书Word格式.docx
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换热器的选用也是根据生产任务，计算所需的传热面积，选择合适的换热器。
由于参与换热流体特性的不同，换热设备结构特点的差异，因此为了适应生产工艺的实际需要，设计或选用换热器时需要考虑多方面的因素，进行一系列的选择，并通过比较才能设计或选用出经济上合理和技术上可行的换热器。
2设计参数
给定量:
（1）额定饱和蒸汽量0.5t/h
（2）额定饱和蒸汽压力0.5MPa
（3）给水温度20℃
（4）排污率2%
（5）烟气的体积流量11500m³
/h
（6）排烟温度180℃
（7）烟气温度500℃
（8）管长4.9m
采用阳泉无烟煤WMar=5.0%Aar=19.0%Car=68.9%Har=2.9%Oar=2.4%Nar=1.0%Sar=0.8%发热量Q.p=26400kJ/kg空干水分Mad=1.0%干燥无灰基挥发物Vdaf=9.0%灰熔点=1400℃
3设计方案
3.1平均温差（温压）的计算
∆T=（∆tmax-∆tmin）/ln（∆tmax/∆tmin）K（3.1）
逆流最大温差：
∆tmax=t₁'
-t2'
'
K（3.2）
逆流最小温差：
∆tmin=t1'
-t2'
K（3.3）
以上式中：
t₁'
:
烟气温度,℃;
t1'
排烟温度,℃;
t2'
水的进口温度，℃；
t2'
：
出口温度，由p=0.6MPa查参考文献[1]附录9，℃
3.2换热量的计算
热测烟气换热量:
Q₁=C₁·
∆t₁·
M₁KJ/s（3.4）
冷测水换热量:
Q2=1000D[（Ish.s-If.w）+Pb.w（Is.w-If.w）]/3600KJ/s（3.5）
换热器换热量:
Q=（Q₁+Q2）/2KJ/s（3.6）
烟气质量流量:
M₁=（V₁·
ρ₁）/3600KJ/s（3.7）
换热效率：
η=（Q2/Q1）*100%（3.8）
C₁：
热测烟气比热容，按热侧平均温度（t₁'
+t1'
/2查参考文献【1】附录6，KJ/（kg.K）;
C2:
冷侧水比热容,按冷侧平均温度（t2'
+t2'
）/2查参考文献【1】附录9,KJ/（kg.K）;
ρ₁：
烟气密度，按热侧平均温度查参考文献【1】附录6，kg/m³
；
V₁：
烟气体积流量，m³
/h；
Ish.s：
饱和蒸汽焓，由Tsh.s=159℃,p=0.6MPa查参考文献【2】附表2，kJ/kg；
Is.w：
饱和水焓，按p=0.6MPa查参考文献【2】附表2，kJ/kg；
If.w：
给水焓，按给水温度tf.w=20℃查参考文献【2】附表1，kJ/kg；
D:
蒸发量,t/h;
Pb.w：
排污率，%；
3.3流通截面积计算
烟道流通截面积：
A1=V₁/3600/u㎡（3.9）
管子流通截面积：
A2=M2/W/ρ2㎡（3.10）
换热器换热面积：
F=1000Q/∆T/K㎡（3.11）
u：
烟气流速，参考文献【3】354页（7-13m/s）取定，m/s；
M2：
水的质量流量，M2=D*1000/3600，kg/s；
W：
水的流速，参考文献【3】354页（不小于0.3m/s）取定，m/s；
ρ2：
水的密度，按冷侧平均温度查参考文献【1】附录9，kg/m³
K：
传热系数，取定[范围：
10—100W/（㎡.k）]，W/（M²
.k）；
3.4换热管的设计计算
横向管距s1=dw*2~3m（3.12）
纵向管距S2=2Rm（3.13）
管数n=4*M2/ρ2/3.14/dn/W
热管长度L=F/3.14/dw/nm（3.14）
管长l"
=l'
-3.14R+Rm（3.15）
管程Np=L/l'
（3.16）
总传热管数Nz=2Np（3.17）
烟道宽度a=l"
+2*cm（3.18）
烟道深度b=S1+2*cm（3.19）
烟道截面积F1=abm²
（3.20）
dw：
管子外径，由参考文献【4】187页表格2取定，m；
dn：
管子内径，由参考文献【4】187页表格2取定，m；
取定管厚3m；
4计算汇总表
表4换热器主要结构尺寸和计算结果
名称
符号
单位
公式及计算
结果
工作压力
P
MPa
给定条件
0.5
蒸发量
D
t/h
烟气温度
℃
500
排烟温度
取定（小于200℃）
180
冷侧进口温度
20
冷侧出口温度
由p=0.6MPa查参考文献[1]附录9
159
热测温差
∆t₁
K
∆t₁=t₁'
-t1'
320
冷测温差
∆t2
∆t2=t2'
139
逆流最大温差
∆tmax
341
逆流最小温差
∆tmin
160
温压
∆T
∆T=（∆tmax-∆tmin）/ln（∆tmax/∆tmin）
239
热测烟气比热容
C₁
KJ/（kg.K）
查参考文献【1】附录6
1.134
冷侧水比热容
C2
查参考文献【1】附录9
4.175
烟气密度
ρ₁
kg/m³
0.457
水的密度
ρ2
965.682
烟气体积流量
V₁
m³
11500
烟气质量流量
M₁
kg/s
M₁=（V₁·
ρ₁）/3600
1.460
水的质量流量
M2
M2=D*1000/3600
0.139
饱和蒸汽焓
Ish.s
kJ/kg
查参考文献【2】附表2
2756.660
饱和水焓
Is.w
670.670
给水焓
If.w
查参考文献【2】附表1
83.800
排污率
Pb.w
%
2
热测换热量
Q₁
KJ/s
Q₁=C₁·
529.754
冷测换热量
Q2
Q2=1000D[（Ish.s-If.w）+Pb.w（Is.w-If.w）]/3600
372.861
换热器换热量
Q
Q=（Q₁+Q2）/2
451.308
换热效率
η
η=（Q2/Q1）*100%
70.4
换热器换热面积
F
㎡
F=1000Q/∆T/K
23.58
传热系数
W/（M²
.k）
取定[范围：
10—100W/（㎡.k）]
80.0
烟气流速
u
m/s
参考文献【3】354页取定
8.0
水的流速
W
0.3
烟道流通截面积
A1
A1=V₁/3600/u
0.40
管子流通截面积
A2
A2=M2/W/ρ2
0.00048
管子外径
dw
m
参考文献【4】187页表格2
0.024
管子内径
dn
0.018
弯曲半径
R
0.040
横向管距
S1
s1=dw*2~3
0.048
纵向管距
S2
S2=2R
0.080
管数
n
n=4*M2/ρ2/3.14/dn/dn/W
1.9
管数取整
热管长度
L
L=F/3.14/dw/n
156.481
管长
l'
取值
4.900
l"
-3.14R+R
4.814
管程
Np
Np=L/l'
31.9
管程取整
Np'
取整数
32
总传热管数
Nz
2Np'
64
外侧管距墙体距离
c
烟道宽度
a
a=l"
+2*c
4.894
烟道深度
b
b=S1+2*c
0.128
烟道截面积
F1
m²
F1=ab
0.63
烟道截面积校核
F2
A1+2*dw*l"
换热面积校核
S
s=3.14*Nz*dw*l'
23.63
换热系数校核
k
W/（m²
Q/s/∆T*1000
79.8
5结论
本次课程设计，按任务书的要求，从确定余热锅炉换热器的基本结构开始，到换热器的设计参数计算，直到最后的汇总，计算方法符合要求；
在进行计算时，计算误差均小于2%的要求。
计算结果、总体设计符合任务书的要求，完成了《余热利用——换热器设计》的任务。
6体会
为期两周的余热锅炉换热器的课程设计，使我获益匪浅。
首先这种综合性和实际性较强的设计学习，是理论联系实际的桥梁，是使我体察工程实际问题复杂性的初次尝试。
通过课程设计，要求我能综合运用本课程和以前学习课程的基本
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