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）
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