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热力计算书

w

WDLZ240/9.8-2型锅炉

热力计算书

SJD144-1

武汉锅炉集团

动力机械制造有限公司

2011年9月

目录

一、锅炉参数

二、锅炉燃料

三、热平衡计算汇总表

四、热力计算汇总表

五、热平衡

六、炉膛

七、屏式过热器

八、高温过热器热段

九、高温过热器冷段

一十、低温过热器

一十一、上级省煤器

一十二、上级空气预热器

一十三、下级省煤器

一十四、中级空气预热器

一十五、下级空气预热器

说明：

本热力计算依据苏联1957《锅炉机组热力计算标准方法》计算

一、锅炉参数

额定蒸发量240t/h

额定蒸汽温度540℃

额定蒸汽压力9.8Mpa（g）

给水温度215℃

排烟温度136.5℃

二、锅炉燃料

煤种：

序号

项目名称

符号

单位

设计煤种

校核煤种

1

接收基碳

Car

％

58.42

50.02

2

接收基氢

Har

％

2.72

2.99

3

接收基氧

Oar

％

6.85

7.86

4

接收基氮

Nar

％

0.64

0.65

5

接收基硫

Sar

％

0.77

0.96

6

接收基水份（全水份）

Mar

％

13.7

16.1

7

接收基灰分

Aar

％

16.90

21.42

8

空气干燥基水分

Mad

％

3.44

3.81

9

干燥无灰基挥发份

Vdaf

％

34.67

34.82

10

低位发热量

Qnet.v.ar

kJ/kg

21120

18540

11

干燥基全硫

St.d

％

0.89

1.14

12

灰变形温度

DT

℃

＞1500

1340

13

灰软化温度

ST

℃

＞1500

1380

14

灰变熔融温度

FT

℃

＞1500

1410

15

哈氏可磨指数

HGI

65

67

参考性灰分析：

二氧化硅

SiO2

％

49.56

49.31

三氧化二铝

Al2O3

％

32.44

25.32

三氧化二铁

Fe2O3

％

7.12

9.16

氧化钙

CaO

％

4.42

6.76

氧化镁

MgO

％

0.45

0.87

氧化钛

TiO2

％

1.83

1.82

氧化钾

K2O

％

1.22

1.41

氧化钠

Na2O

％

0.22

0.41

三氧化硫

SO3

％

1.9

4.15

其他

％

0.84

0.79

三、热平衡计算汇总表

名称

排烟损失

化学不完全燃烧损失

机械不完全燃烧损失

散热损失

其他热损失

效率

符号

q2

Q3

Q4

Q5

Q6

η

数值

6.381

0

1.5

0.52

0

91.599

单位

％

％

％

％

％

％

四、热力计算汇总表

热力计算汇总表（设计煤种，100%）

名称

过量空气系数

进口烟温

出口烟温

平均烟速

介质进口温度

介质出口温度

介质平均速度

℃

℃

m/s

℃

℃

m/s

炉膛

1.200

1967.8

1082.5

-

-

324.0

-

屏过

1.200

1082.5

953.5

5.0

366.3

443.4

22.4

高温过热器热段

1.225

953.5

755.6

8.6

483.6

540.0

18.1

高温过热器冷段

1.250

953.5

763.7

8.7

443.4

501.0

14.5

低温过热器

1.250

759.9

595.5

9.7

331.7

382.6

10.0

悬吊管

1.250

595.5

593.6

7.1

319.9

319.9

-

转向室

1.250

593.6

576.2

-

327.1

331.6

10.7

高温省煤器

1.270

576.2

452.3

7.7

237．4

275.8

-

高温预热器

1.320

452.3

345.5

12.2

204.2

344.8

6.8

低温省煤器

1.340

345.5

277.0

7.0

215.0

237.4

-

中温预热器

1.370

277.0

175.4

11.7

69.8

204.1

6.4

低温预热器

1.390

175.4

136.5

10.2

20.0

69.8

6.9

蒸发量:

240t/h,计算热效率：

91.6%,排烟温度;136.5℃,热风温度：

344.8℃，一级

喷水量：

6.69t/h，二级喷水量：

4.42t/h，计算燃料量：

31.32t/h

热力计算汇总表（设计煤种，70%）

名称

过量空气系数

进口烟温

出口烟温

平均烟速

介质进口温度

介质出口温度

介质平均速度

℃

℃

m/s

℃

℃

m/s

炉膛

1.250

1898.1

963.9

-

-

324.1

-

屏过

1.250

963.9

849.2

3.3

371.1

444.0

16.1

高温过热器热段

1.280

849.2

693.0

5.8

490.0

540.0

12.7

高温过热器冷段

1.280

849.2

693.5

5.8

444.0

490.5

10.2

低温过热器

1.310

693.3

549.4

6.6

331.4

371.2

7.1

悬吊管

1.310

549.4

547.6

4.9

319.9

319.9

-

转向室

1.310

547.6

529.3

-

326.8

331.3

7.9

高温省煤器

1.334

529.3

411.1

5.3

233.0

269.1

-

高温预热器

1.393

411.1

315.6

8.5

196.8

323.0

4.8

低温省煤器

1.417

315.6

259.1

4.9

215.0

233.0

-

中温预热器

1.453

259.1

163.2

8.4

68.9

196.8

4.6

低温预热器

1.477

163.2

125.3

7.3

20.0

68.9

5.0

蒸发量:

168t/h,计算热效率：

91.7%,排烟温度;125.3℃,热风温度：

323℃，一级

喷水量：

0.53t/h，二级喷水量：

0.58t/h，计算燃料量：

21.8t/h

热力计算汇总表（校核煤种,100%）

名称

过量空气系数

进口烟温

出口烟温

平均烟速

介质进口温度

介质出口温度

介质平均速度

℃

℃

m/s

℃

℃

m/s

炉膛

1.200

1939.3

1082.7

-

-

323.9

-

屏过

1.200

1082.7

950.1

5.0

365.0

444.3

22.3

高温过热器热段

1.225

950.1

749.8

8.7

482.1

540.0

18

高温过热器冷段

1.225

950.1

758.3

8.8

444.3

503.8

14.4

低温过热器

1.250

754.3

590.1

9.8

332.1

385.1

9.9

悬吊管

1.250

590.1

588.1

7.2

319.9

319.9

-

转向室

1.250

588.1

570.4

-

327.3

332.0

10.6

高温省煤器

1.270

570.4

447.4

7.7

237.6

276.7

-

高温预热器

1.320

447.4

343.5

12.3

204.8

343.5

6.8

低温省煤器

1.340

343.5

275.8

7.0

215.0

237.6

-

中温预热器

1.370

275.8

175.7

11.9

70.3

204.6

6.5

低温预热器

1.390

175.7

136.9

10.4

20.0

70.3

6.9

蒸发量：

240t/h，计算热效率：

91.48%，排烟温度：

136.9℃，热风温度：

343.5℃，一级喷水量：

8.18t/h，二级喷水量：

5.49t/h，计算燃料量：

35.73t/h

热力计算汇总表（校核煤种，70%）

名称

过量空气系数

进口烟温

出口烟温

平均烟速

介质进口温度

介质出口温度

介质平均速度

℃

℃

m/s

℃

℃

m/s

炉膛

1.250

1872.2

967.2

-

-

324.1

-

屏过

1.250

967.2

849.5

3.3

372.1

447.7

16.1

高温过热器热段

1.280

849.5

692.6

5.9

493.8

540.0

12.8

高温过热器冷段

1.280

849.5

692.6

5.9

447.9

496.1

10.3

低温过热器

1.310

692.6

547.4

6.8

331.8

374.0

7.1

悬吊管

1.310

547.4

545.5

5.0

319.9

319.9

-

转向室

1.310

545.5

526.5

-

326.9

331.8

7.8

高温省煤器

1.334

526.5

408.4

5.4

233.4

270.3

-

高温预热器

1.393

408.4

315.1

8.6

197.7

322.7

4.8

低温省煤器

1.417

315.1

258.8

5.0

215.0

233.4

-

中温预热器

1.453

258.8

164.0

8.5

69.6

197.7

4.6

低温预热器

1.477

164.0

126.1

7.5

20.0

69.6

5.0

蒸发量：

168.t/h，计算热效率：

91.5%，排烟温度：

126.1℃,排风温度：

322.7℃，一级喷水量：

0.58t/h，二级喷水量：

0.41t/h，计算燃料量：

25t/h,

五、热平衡计算

序号

名称

符号

单位

公式或来源

数值

1

环境温度

T0

℃

已知

20

2

燃料低位发热值

Qnet.ar

Kj/kg

已知

21118

3

燃料消耗量

B

t/h

已知

31.32

4

入炉热空气温度

Trk

℃

已知

319.93

5

入炉热空气焓

I0rk

Kj/kg

V0×Ck×（trk－t0）

1463.16

6

入炉热量

Qrl

Kj/kg

Qnet.ar+Ihy+I0rk

22581.38

7

排烟温度

θpy

℃

设计

136.47

8

排烟焓

Ipy

Kj/kg

Vy×Cy×（θpy---t0）

1577.62

9

固体不完全燃烧损失

q4

％

TAPPI标准

1.5

10

气体不完全燃烧损失

q3

％

TAPPI标准

0

11

排烟损失

q2

％

Ipy

Qrl×1﹝00q4﹞

6.381

12

散热损失

q5

％

TAPPI标准

0.52

13

其他损失

q6

Kj/kg

0

14

锅炉总热损失

qΣ

％

q2+q3+q4+q5+q6

8.401

15

锅炉热效率

η

％

100-qΣ

91.599

16

过热蒸汽焓

igr

Kj/kg

查水蒸气表

3476.42

17

饱和水焓

ibs

Kj/kg

查水蒸气表

1463.16

18

给水温度

tgs

Kj/kg

设计

215

19

给水焓

igs

Kj/kg

查水蒸气表

923.98

20

排污率

Ppw

％

1

21

锅炉蒸发量

D

t/h

BQrlη/[igr﹝igs﹞Ppwibs﹝igs〕

240

22

保温系数

ψ

-

1-q5/（η+q5）

0.995

六、炉膛

序号

名称

符号

单位

公式或来源

数值

1

炉膛体积

Vm

m3

几何尺寸计算

1374.8

2

辐射受热面积

Hf

㎡

几何尺寸计算

849.6

3

受热面平均污染系数

ξcp

0.4

4

炉膛火焰辐射层厚度

S

m

3.6Vm︳Hf

5.74

5

炉膛壁敷设度

＇

1

6

火焰有效黑度

am

-

1ekps

0.4027

7

炉膛黑度

am

-

ah（1ah）p`

1（1ζ）（1`p）（1ah）

0.9102

8

炉内有效发热量

Qm

kj/kg

Qrl100q3q4q6

100q4

23987.05

9

理论燃烧温度

θ0

℃

I-θ表

1967.81

10

炉膛出口烟温

θ“lt

℃

假设

1082.53

11

炉膛出口烟气焓

I“it

kj/kg

I-θ表

12354.91

12

平均热熔量

Vc

kj/kg

（QI-I”It）/（θ0-θ”It）

3.13

13

炉内传热量

Qf

kj/kg

（QlIl“）

11571.68

14

炉膛出口烟温

θmIt

℃

B00.6（θ0+273）p

Mam0.6+B00.6273

1082.53

15

炉膛出口烟气焓

I“lt

kj/kg

查表2-4

12354.91

16

炉内辐射传热量

Qf

kj/kg

（QlIl“）

11571.68

17

炉膛出口温度误差

△θ“

％

100（θ“ltθ＇＇＇lt）

θ“lt

0

18

炉室容积容积热负荷

qv

Kw/m³

BQrl

Vm

114.93

七、屏式过热器

序号

名称

符号

单位

公式

数值

1

入口烟温

θ＇

℃

炉膛计算

1082.53

2

入口烟气焓

I＇

kj/kg

炉膛计算

123.54.91

3

工质温度

tbh

℃

按P=4.5Mpa，查表

366.3

4

出口烟温

θ

℃

假定

953.5

5

出口烟气焓

I“

kj/kg

I-θ表

10732.86

6

烟气侧放热量

Qrp

kj/kg

（I＇I“）

1622.05

7

最大温差

△td

℃

θ＇tbh

-

8

最小温差

△tx

℃

θ’’tbh

-

9

平均温压

△t

℃

△td△tx

In（△td/△tx）

607.3

10

烟气速度

Wy

m/s

BjVy（θpj+273）

273Fy

11

对流换热系数

ad

Kw/（㎡·℃）

ad=a01czcscscw

0.0496

12

辐射换热系数

af

Kw/（㎡·℃）

a0ay

0.0695

13

受热面平均污染系数

ε

给定

36.04

14

传热系数

K

Kw/（㎡·℃）

ad+af

1+ε（ad+af）

0.02456

15

传热量

Qcr

kj/kg

KΔtH

Bj

65.32

16

相对误差

ΔQ

％

100（QrpQcr）

Qrp

018.6

八、高温过热器热段

序号

名称

符号

单位

公式

数值

1

出口气温

t”

℃

假定

540

2

出口汽焓

i”

kj/kg

蒸汽表

3476.3

3

入口气温

t＇

℃

假定

483.6

4

入口汽焓

i＇

kj/kg

蒸汽表

3328.92

5

蒸汽吸热量

Qzq

kj/kg

Di”i＇

Bj

2193.88

6

入口烟温

θ＇

℃

水冷屏计算

953.5

7

入口烟气焓

I＇

kj/kg

查I-θ表

10734.53

8

出口烟气焓

I“

kj/kg

I＇QzqΔaI0lk

8464.03

9

出口烟焓

θ“

℃

查I-θ表

755.6

10

烟气侧放热量

Qrp

kj/kg

（I＇I“）

2193.88

11

最大温差

Δtd

℃

θ＇t＇

-

12

最小温差

Δtx

℃

θ”t”

-

13

平均温差

Δt

℃

△td△tx

In（△td/△tx）

326.4

14

烟气速度

Wy

m/s

BjVy（θpj+273）

273Fy

8.6

15

蒸汽平均流速

Wzq

m/s

Dvzq

3600Fzq

18.1

16

管壁对蒸汽放热系数

a2

kW/（㎡·℃）

查线算图

1.1533

17

对流换热系数

ad

kW/（㎡·℃）

ad=a01czcscw

0.0533

18

辐射换热系数

ε

kW/（㎡·℃）

a0+ay

0.078561

19

受热面平均污染系数

ε

给定

26.52

20

传热系数

K

kW/（㎡·℃）

ad+af

1+ε（1/a2）（ad+af）

0.028756

21

传热量

Qcr

kj/kg

KΔtH

Bj

2193.8832

22

相对误差

ΔQ

％

100（QzqQcr）

Qzq

0.0214

23

附加受热面吸热量

Qfj

kj/kg

Qrp-Qcr

103.78

九、高温过热器冷锻

序号

名称

符号

单位

公式

数值

1

出口气温

t”

℃

假定

501

2

出口汽焓

i”

kj/kg

蒸汽表

3374.14

3

入口气温

t＇

℃

假定

483.4

4

入口汽焓

i＇

kj/kg

蒸汽表

3215.46

5

蒸汽吸热量

Qzq

kj/kg

Di”i＇

Bj

2100.93.88

6

入口烟温

θ＇

℃

水冷屏计算

953.5

7

入口烟气焓

I＇

kj/kg

查I-θ表

10734.53

8

出口烟气焓

I“

kj/kg

I＇QzqΔaI0lk

8562.84

9

出口烟焓

θ“

℃

查I-θ表

763.7

10

烟气侧放热量

Qrp

kj/kg

（I＇I“）

2099.26

11

最大温差

Δtd

℃

θ＇t＇

-

12

最小温差

Δtx

℃

θ”t”

-

13

平均温差

Δt

℃

△td△tx

In（△td/△tx）

382.6

14

烟气速度

Wy

m/s

BjVy（θpj+273）

273Fy

8.7

15

蒸汽平均流速

Wzq

m/s

Dvzq

3600Fzq

14.5

16

管壁对蒸汽放热系数

a2

kW/（㎡·℃）

查线算图

1.1765

17

对流换热系数

ad

kW/（㎡·℃）

ad=a01czcscw

0.0322

18

辐射换热系数

ε

kW/（㎡·℃）

a0+ay

0.07895

19

受热面平均污染系数

ε

给定

26.34

20

传热系数

K

kW/（㎡·℃）

ad+af

1+ε（1/a2）（ad+af）

0.029164

21

传热量

Qcr

kj/kg

KΔtH

Bj

2009.26

22

相对误差

ΔQ

％

100（QzqQcr）

Qzq

0.0312

23

附加受热面吸热量

Qfj

kj/kg

Qrp-Qcr

105.64

十、高温过热器冷锻

序号

名称

符号

单位

公式

数值

1

出口气温

t”

℃

假定

382.6

2

出口汽焓

i”

kj/kg

蒸汽表

3022.86

3

入口气温

t＇

℃

假定

331.7

4

入口汽焓

i＇

kj/kg

蒸汽表

3215.46

5

蒸汽吸热量

Qzq

kj/kg

Di”i＇

Bj

2781.70

6

入口烟温

θ＇

℃

水冷屏计算

759.9

7

入口烟气焓

I＇

kj/kg

查I-θ表

8515.95

8

出口烟气焓

I“

kj/kg

I＇QzqΔaI0lk

6651.98

9

出口烟焓

θ“

℃

查I-θ表

595.5

10

烟气侧放热量

Qrp

kj/kg

（I＇I“）

1763.06

11

最大温差

Δtd

℃

θ＇t＇

-

12

最小温差

Δtx

℃

θ”t”

-

13

平均温差

Δt

℃

△td△tx

In（△td/△tx）

317.1

14

烟气速度

Wy

m/s

BjVy（θpj+273）

273Fy

9.7

15

蒸汽平均流速

Wzq

m/s

Dvzq

3600Fzq

10

16

管壁对蒸汽放热系数

a2

kW/（㎡·℃）

查线算图

1.139544

17

对流换热系数

ad

kW/（㎡·℃）

ad=a01czcscw

0.029988

18

辐射换热系数

ε

kW/（㎡·℃）

a0+ay

0.077569

19

受热面平均污染系数

ε

给定

25.7838

20

传热系数

K

kW/（㎡·℃）

ad+af

1+ε（1/a2）（ad+af）

0.0277889

21

传热量

Qcr

kj/kg

KΔtH

Bj

1939.518

22

相对误差

ΔQ

％

100（QzqQcr）

Qzq

0.029988

23

附加受热面吸热量

Qfj

kj/kg

Qrp-Qcr

100.7

十一、上级省煤器

序号

名称

符号

单位

公式

数值

1

出口烟温

θ“

℃

给定

452.3

2

出口烟气焓

I”

kj/kg

I-θ表

5026.25

3

入口烟温

θ·

℃

假定

576.2

4

入口烟气焓

I·

kj/kg

I-θ表

6419.62

5

烟气侧放热量

Qrp

kj/kg

（I·I“）

1389.18

6