锅炉负荷计算校核.docx

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锅炉负荷计算校核锅炉负荷计算校核前言锅炉课程设计是巩固我们理论知识和提高实践能力的重要环节。

它不仅使我们对锅炉原理课程的知识得以巩固、充实和提高，掌握了锅炉机组的热力计算方法，学会使用锅炉机组热力计算标准方法，并具有综合考虑锅炉机组设计与布置的初步能力；而且培养了我们查阅资料，合理选择和分析数据的能力，培养了我们严肃认真和负责的态度。

我国的锅炉目前以煤为主要燃料，锅炉的结构设计和参数的设计与选择以及煤种的选择与应用等都将会对燃料效率、锅炉安全经济运行水平以及环境污染等问题有影响。

因为，在锅炉设计中对锅炉的性能、结构、经济性和可靠性等方面进行各种计算，尤其是热力计算作为主要和基础的计算，为锅炉的其他计算，如水和空气动力计算、烟气阻力计算、强度计算等提供相关的重要的基础数据。

第一章锅炉设计基本特征1.1锅炉设计参数锅炉设计参数所设计的煤粉锅炉型号为：

WXL-220/9.8-540/540-M62额定蒸发量：

220t/h汽包压力：

10.98MPa过热蒸汽出口温度：

540过热蒸汽出口压力：

9.8MPa（表压）给水温度：

215冷风温度：

20制粉系统：

中间储仓式（热空气作干燥剂、钢球筒式磨煤机）燃烧方式：

四角切圆燃烧排渣方式：

固态排渣1.2燃料资料燃料资料1、煤种：

西山贫煤，它的成分百分比如下：

2、煤的收到基成分：

碳67.6%氢2.7%氧1.8%氮0.9%硫1.3%灰分19.7%水分6%3、煤的干燥无灰基挥发分15%4、灰熔点特性：

DT=1190ST=1340FT=14505、煤的可磨度6、煤的收到基低位发热量：

1.3锅炉基本概述1、蒸汽流程汽包顶棚管低温对流过热器经过一次喷水减温屏式过热器高温对流过热器冷段经过二次喷水减温高温过热器热段汽轮机2、烟气流程炉膛屏式过热器高温对流过热器低温对流过热器高温省煤器高温空气预热器低温省煤器低温空气预热器3、结构概述采用单锅筒型布置，上升烟道为燃烧室及凝渣管。

水平烟道布置两级悬挂对流过热器。

布置两级省煤器及两级管式空气预热器。

整个炉膛全部布满水冷壁，炉膛出口凝渣管簇由锅炉后墙水冷壁延伸而成，在炉膛出口处采用由后墙水冷壁延伸构成的折焰角，以使烟气更好的充满炉膛。

采用光管水冷壁。

本锅炉过热器采用高温过热器在前，低温过热器在后，在两级之间有锅炉自制冷凝水喷水减温装置，由进入锅炉的给水来冷却饱和蒸汽制成凝结水，回收凝结放热量后再进入省煤器。

省煤器和空气预热器采用两级配合布置，以节省受热面减少钢材消耗量。

燃烧方式采用四角布置的直流燃烧器。

根据煤的特性选用中速磨煤机的负压直吹系统次风。

第二章锅炉热力计算表2.1锅炉设计辅助计算锅炉设计辅助计算

（1）燃烧产物容积计算）燃烧产物容积计算煤完全燃烧（=1）时理论空气量及燃烧产物容积计算见表21表2-1燃烧计算表序号项目名称符号单位（标准状况下）计算公式及数据结果1理论空气量m3/kg0.0889（Car+0.375Sar）+0.265Har-0.0333Oar6.7092理论氮容积m3/kg0.8Nar/100+0.79V05.3073RO2容积m3/kg1.866Car/100+0.7Sar/1001.2714理论干烟气容积m3/kgV0N2+VRO27.5175理论水蒸气容积m3/kg11.1Har/100+1.24Mar/100+1.61dkV0（dk=0.01kg/kg）0.4826飞灰份额查表可得0.92

（2）空气平衡及焓温表）空气平衡及焓温表烟道各处过量空气系数、各受热面的漏风系数及不同过量空气系数下燃烧产物的容积列于表21中，炉膛出口处过量空气系数按表22取。

表2-2烟气特性表序号项目名称符号单位炉膛屏凝渣管高过热器低过热器高省煤器高空预器低省煤器低空预器受热面出口过量空气系数-1.211.241.271.291.321.341.372平均过量空气系数-1.211.2251.2551.281.3051.331.3553干烟气容积V0gy+（pj-1）V0m3/kg7.9868.0878.2888.4568.6248.7918.9594水蒸气容积V0H2O+0.m3/kg0.5040.5060.50950.51220.51490.51760.5203161（pj-1）V05烟气总容积Vgy+VH2Om3/kg8.4918.5938.79838.96879.13919.30969.48006RO2容积份额VRO2/Vy-0.1490.1470.14440.14170.13900.13650.13407水蒸气容积份额VH2O/Vy-0.0590.0580.05790.05710.05630.05560.05488三原子气体和水蒸气容积总份额rRO2+rH2Or-0.2090.2060.20230.19880.19540.19210.18899容积飞灰浓度g/m321.3421.0820.59920.20719.83119.46819.1180烟气质量1-Aar/100+1.306pjV0mykg/kg11.405011.5311.79912.01812.23712.4562.67551质量飞灰浓度fhAar/（100my）kg/kg0.015870.0150.01530.01500.01470.01450.0142不同过量空气系数下燃烧产物的焓温表表2-3烟气焓温表（用于炉膛、屏式过热器、高温过热器的计算）烟气或空气温度（）理论烟气焓理论空气焓理论烟气焓增炉膛、顶棚管高温过热器=1.2=1.225hyhyhyhy100976.33983888.47287-1162.919-1176.2462258-1004.1361192.8291206.30767332001980.476821787.009242355.748762382.5538991033.19881225.27277371238.99234333003013.675622701.647213581.021533621.54624231063.434621259.36895231273.36426184004077.110243634.667844840.390484894.9105041092.612911293.22475711307.55417485005169.723154589.962356133.615246202.46467881121.284711326.40500511341.05645486006291.007865566.725667460.020247543.52113351149.271141358.60401621373.55636457007440.2796563.548888818.624268917.0774981173.539481386.0000921401.175858008613.818487575.2660810204.624310318.2533481191.986531407.8284781423.245769009805.805018603.0848811612.452811741.4991081211.033191429.38296221444.9793745100011016.83829642.845713041.835713186.4784831228.30661450.3335731466.1926425110012245.144810700.11714492.169314652.6711251242.191465.5694991481.5251775120013487.334811763.828915957.738816134.1963031258.33351484.8971031501.0802175130014745.668312842.703217442.635917635.276521263.51691491.6866461507.984485140016009.185213929.225818934.322619143.261005150017286.904215020.78011277.71920441.26801506.94540320666.5797231523.31871751286.10421517.1339781533.636105160018573.008416120.921921958.401922200.2158281296.47411528.1801411544.7305725170019869.482517224.28423486.582123744.94641298.61471530.4052871546.9617575180021168.097218328.048725016.987425291.9081581306.23381541.4761571558.2791825190022474.33119448.250426558.463526850.187341310.04141545.0021561.7849200023784.372420567.110428103.465528411.972241321.77651558.7377071575.6635075210025106.148921695.497129662.203229987.6357481317.712081554.19426861571.0858535220026423.8609822821.6027631216.397531558.721601-表2-4烟气焓温表（用于用于低温过热器、高温温省煤器的计算）烟气或空气温度理论烟气焓理论空气焓理论烟气焓增低温过热器高温省煤器=1.27=1.29hyhyhyhy3003013.675623014.67562-3691.97763-3857.7847936-1063.434621202.93286951237.03244164004077.110243634.667844894.910505094.81723521092.612911307.55417481360.09537285005169.723154589.962351121.284716202.464671341.05645486454.9126081394.77843686006291.007865566.725667543.5211337849.69104481149.271141373.55636451428.38164167007440.2796563.548888917.0774989278.07268641173.539481401.175851456.8202968008613.818487575.2660810318.2533410734.892982-表2-5烟气焓温表（用于高温空预器、低温省煤器的计算）烟气或空气温度理论烟气焓理论空气焓理论烟气焓增高温空气预热器低温省煤器=1.32=1.34hyhyhyhy100976.33983888.47287-1247.3240554-1269.5358771-1004.136991278.19058291300.65399212001980.476821787.009242525.51463822570.18986921033.19881312.16338091335.02933013003013.675622701.647213837.67801913905.21919931063.434621348.00591221371.33142794004077.110243634.667845185.68393125276.55062721092.612911383.97773561407.86009835005169.723154589.962356569.66166686684.41072551121.284711419.19751961443.61660236006291.007865566.725667988.85918638128.0273278-表2-6烟气焓温表（用于低温空预器的计算）烟气或理论烟气焓理论空气焓理论烟气焓增低温空气预热器=1.37空气温度hyhy100976.33983888.47287-1291.7476989-1004.136991323.11740142001980.476821787.009242614.86510021033.19881357.89527943003013.675622701.647213972.76037961063.434621394.65694374004077.110243634.667845367.41732321092.612911431.74246115005169.723154589.962356799.15978431121.284711468.03568516006291.007865566.725668267.1954693-（3）锅炉热平衡及燃料消耗量计算表2-7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QrKJ/公式QrQar,net247202排烟温度py先估后校1403排烟焓hpyKJ/查焓湿表用插值法求1688.6834冷空气温度tlk取用205理论冷空气焓holkKJ/holk=（ct）kVo177.69466化学未完q3取用0.5全燃烧损失7机械未完全燃烧损失q4取用1.58排烟处过量空气系数py查表即低温空预器出口过量空气过量系数1.379排烟损失q2（100-q4）*（hpy-pyh0lk）/Qr5.7585710散热损失q5取用0.511灰渣损失q6q6=Q6/Qr*100012锅炉总损失qq2+q3+q4+q5+q68.25913锅炉热效率100-q92.741314保热系数1-q5/（+q5）0.9945815过热蒸汽焓hggKJ/查附录B-6，B-7，高温过热器出口参数p=9.9Mpa，t=5403977.9116给水温度tgs给定21517给水焓hgsKJ/查附录B-6，B-7，低温省煤器入口参数p=11.57Mpa，t=215923.7318锅炉实际负荷D/h22000019锅炉有效利用热QKj/hDgr（hgg-hgs）6.74220实际燃料消耗量B/h100*Q/（Qr）29825.5521计算燃料消耗量Bj/hB（1-q4/100）29378.17第三章第三章炉膛热力计算炉膛热力计算3.1燃烧室设计及传热计算燃烧室设计及传热计算表3-1炉膛结构数据序号名称符号单位公式结果1前墙总面积Aqm27.68*（1.395+0.905）+3.955/2+22.176*（5.888+2*1.267）219.622侧墙总面积2Acm2Ac1=（6.912+3.955）*1.762*0.5Ac2=5.126*12.976Ac3=5.126+（6.912-0.896-1.760）*1.016*0.5Ac4=（6.912-0.896-1.760）*0.344Ac5=（6.912-0.896-1.760）+3.390*0.86*0.5Ac6=6.974*3.39Ac=Ac1+Ac2+Ac3+Ac4+Ac5+Ac6=109.24218.483后墙总面积Ahm27.68*（1.395+0.905）+3.955/2+12.976*（5.888+2*1.267）+7.68*2.032157.744喷燃气及门孔面积Aycm265炉顶面积Aldm2（3.390+0.896）*7.68-2*0.5*0.896*0.89632.116炉膛与屏交界面积A2m2（6.974+1.225+0.344）*7.6865.617炉墙总面积A1m2Aq+2Ac+Ah+Ald+A2693.568炉膛截面积AAm26.912*7.68-0.8962*251.4799水冷壁管外径dmm6010水冷壁管节距Smm6411管子至墙中心距emm012水冷壁角系数Xsl查图A-1（a）0.9813炉顶角系数Xld0.9814出口烟窗角系数Xyc115炉膛容积Vlm3Ac*7.68+（7.68+5.888）*0.896*0.5*（22.176+12.976）1052.616冷灰斗二等分平面到出口烟窗中心线的距离Hlm19.84617冷灰斗二等分平面到炉顶的距离Hom23.93818冷灰斗二等分平面到燃烧器中心线的距离Hrm4.96219炉膛总有辐射受热面Alzm20.98*（A1-A2-Ayc）675.1220炉膛水XmSlz/Al0.97冷程度21炉膛有效辐射层厚度s3.6*Vl/Al5.466表3-2炉膛热力计算序号名称符号单位公式结果1炉膛出口过量空气系数”1查漏风系数和过量空气系数表1.212炉膛漏风系数1查漏风系数和过量空气系数表0.073制粉系统漏风系数zf查漏风系数和过量空气系数表0.14热风温度trk先估后校2905理论热风焓horkKJ/Kg查焓温表3356.51276理论冷风焓holkKJ/Kg查锅炉热平衡及燃料消耗量计算表2-1117.69467空气带入炉膛热量QkKJ/Kg（l-l-zf）hork+（l+zf）holk1234.01458对应于每QlKJ/KgQr1-（q3+q6）/（100-q4）+Qk25828.53227千克燃料送入炉膛的热量9理论燃烧温度查焓温表1852.64710理论燃烧绝对温度ToK2125.64711火焰中心相对高度系数Xhr/Hl+x（其中hr=4962,Hl=22176-4092+1762,x=0）0.2512系数MMA-BX0.0713炉膛出口烟气温度先估后校注：

Tl=+273110014炉膛出口烟气焓hglKJ/Kg查湿焓表14492.1715烟气平均热容量VcKJ/（Kg）（Ql-hgl）/（-）15.06216水冷壁污染系数sl查水冷壁灰污系数表0.3517水冷壁角系数Xsl查炉膛结构数据表3-10.9818水冷壁热slslXsl0.343有效系数19屏，炉交界面的污染系数ycsl（取0.98）0.34320屏，炉交界面的角系数Xyc取用121平炉交界面的热有效系数ycycXyc0.34322燃烧器及门孔的热有效系数r未敷设水冷壁023平均热有效系数pj（slA+ycA2+rAyc）/A1其中：

A=Aq+2Ac+Ah+Ald-Ayc0.3424炉膛有效辐射层厚度sm查炉膛结构数据表3-15.46625炉膛内压力pMpa0.126水蒸气容积份额rH2O查烟气特性表2-20.059427三原子气体和水r查烟气特性表2-20.2685蒸气容积总份额28三原子气体辐射减弱系数kq1/（mMpa）3.07829烟气质量灰飞浓度yKg/Kg查表2-1烟气特性表0.0158730灰粒平均直径dhm查附录B-2筒式钢球磨煤机（通常取13m）1331灰粒辐射减弱系数kh1/（mMpa）81.76832燃料种类修正系数x1对底反应的燃料（无烟煤，半无烟煤，贫煤等）x1=1对高反应的燃料（烟煤，褐煤，泥煤，页岩，木柴等）x1=0.5133燃烧方法修正系数x2对室燃炉x2=0.1对层燃炉x2=0.030.134煤粉火焰辐射减弱系数k1/（mMpa）kqr+khy+10x1x23.12735火焰黑度ah0.80936炉膛黑度al0.9337炉膛出口烟气温度（计算值）注：

o=5.6710-11W/（m2k41145.3538计算误差-估（允许误差100）45.3539炉膛出口烟气焓hylKJ/Kg查焓湿表15156.80540炉膛有效热辐射放热量QflKJ/Kg（Q1-Qyl）10613.03141辐射受热面平均热负荷qsW/m2BjQfl/（3.6ALZ）128286.42542炉膛截面热强度qAW/m2BjQr/（3.6AA）3918678.24543炉膛容积热强度qVW/m3BjQr/（3.6Vl）191649.345表3-3炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增的计算表序号名称符号单位公式结果1顶棚管径dmm382节距Smm47.53排数n1584顶棚管脚系数x查标准线算图1（即附录A-1）0.985顶棚面积Aldm232.116蒸汽流通面积Altm2158（3.140.032）/40.1127炉膛顶棚热负荷分配不均系数h查标准线算图1（即附录A-1）（对本炉型：

x=h/H0=H0/H0=23938/23938）0.6608炉膛顶棚总辐射吸热量QldKJ/h3.6hqsAld9798665.6359减温水总流量DjwKg/h先估后校1100010炉膛顶棚蒸汽流量DldKg/hD-Djw20900011炉膛顶棚蒸汽焓增hldKJ/KgQld/Dld46.8835676312炉膛顶棚进口蒸汽焓hldKJ/Kg查附录B-6，B-7注：

蒸汽参数汽包压力对应的干饱和蒸汽2708.83513炉膛顶棚出口蒸汽焓hldKJ/Kghld+hld2755.71856814炉膛顶棚出口蒸汽温度tld345.7479807第四章第四章各种对流受热面热力计算各种对流受热面热力计算4.1屏的热力计算屏的热力计算表4-1屏的结构数据计算表序号名称符号单位公式结果1管子外径dmm4252屏的片数Z123每片屏的管子排数n410404屏的深度Lm2.0765屏的平均高度hm7.46一片屏的平面面积Apm213.57屏的横向节距S1mm屏的间距59