锅炉课程设计说明书模板.docx

1、锅炉课程设计说明书模板课 程 设 计 说 明 书学生姓名:学 号：学 院:班 级:题 目:指导教师： 职称: 指导教师： 职称: 年 月 日绪 论一、锅炉课程设计的目的锅炉课程设计锅炉原理课程的重要教学实践环节。通过课程设计来达到以下目的：对锅炉原理课程的知识得以巩固、充实和提高；掌握锅炉机组的热力计算方法，学会使用热力计算标准方法,并具有综合考虑锅炉机组设计与布置的初步能力；培养对工程技术问题的严肃认真和负责的态度。二、锅炉校核计算主要内容1、锅炉辅助设计：这部分计算的目的是为后面受热面的热力计算提供必要的基本计算数据或图表。2、受热面热力计算：其中包含为热力计算提供结构数据的各受热面的结构

2、计算。3、计算数据的分析：这部分内容往往是鉴定设计质量等的主要数据。三、整体校核热力计算过程顺序1、列出热力计算的主要原始数据，包括锅炉的主要参数和燃料特性参数。2、根据燃料、燃烧方式及锅炉结构布置特点，进行锅炉通道空气量平衡计算。3、理论工况下（a1）的燃烧计算。4、计算锅炉通道内烟气的特性参数。5、绘制烟气温焓表。6、锅炉热平衡计算和燃料消耗量的估算。7、锅炉炉膛热力计算。8、按烟气流向对各个受热面依次进行热力计算。9、锅炉整体计算误差的校验。10、编制主要计算误差的校验。11、设计分析及结论。四、热力校核计算基本资参数 1) 锅炉额定蒸汽量De=220t/h 2) 给水温度：tGS=21

3、5 3）过热蒸汽温度：tGR =540 4）过热蒸汽压力（表压）PGR=9.8MPa 5)制粉系统：中间储仓式（热空气作干燥剂、钢球筒式磨煤机） 6）燃烧方式：四角切圆燃烧 7）排渣方式：固态 8）环境温度：20 9）蒸汽流程： 一次喷水减温 二次喷水减温 汽包顶棚管低温对流过热器屏式过热器高温对流过热器冷段高温对流过热器热段汽轮机10）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预器低温省煤器低温空预器五、燃料特性：（1）燃料名称： （2）煤的收到基成分水分灰分碳氢氧氮硫收到基低位发热量干燥无灰基挥发分空气干燥基水分可磨性系数变形温度软化温度融化温度漏风系数和过量空气

4、系数序号名称漏风系数符号出口过量空气系数符号结果1制粉系统012炉膛0053屏、凝渣管04高温过热器000255低温过热器00256高温省煤器0027高温空气预热器0058低温省煤器002 9 低温预热器1. 05 （3）确定锅炉的基本结构采用单锅筒型布置，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。对流过热器分两级布置，由悬挂式蛇形管束组成，在两级之间有锅炉自制冷凝水 喷水减温装置，由进入锅炉

5、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。锅炉采用四根集中下降管，分别供水给12组水冷壁系统。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间储仓式（热空气作干燥剂、钢球筒式磨煤机）图1.1 锅炉本体结构简图第一章、辅助计算1、1锅炉的空气量计算在负压下工作的锅炉机组，炉外的冷空气不断漏入炉膛和烟道内，致使炉膛和烟道各处的空气量、烟气量、温度和焓值相应的发生变化。对于炉膛和烟道各处实际空气量的计算称为锅炉的空气平衡量、在锅炉热力计算中，常用过量空气系数来说明炉膛和烟道的实际空气量。锅炉空气量平衡见表11

6、、2燃料燃烧计算1） 燃烧计算：需计算出理论空气量、理论氮容积、RO2容积、理论干烟气容积、理论水蒸汽容积等。计算结果见表表1-1燃烧计算表序号项目名称符号数值单位 （标准状况下）计算公式及数据结果1理论空气量V06.0346m3/kg0.0889(Car+0.375Sar)+0.265Har-0.0333Oar2理论氮容积V0N24.7746m3/kg0.8*Nar/100+0.79V03R02容积VRO21.0895m3/kg1.866*Car/100+0.7*Sar/1004理论干烟气容积V0gy5.8641m3/kgV0N2+VRO25理论水蒸气容积V0H2O0.5955m3/kg11

7、.1*Har/100+1.24*Mar/100+1.61dkV06飞灰份额fh查表2-42） 烟气特性计算：需要计算出各受热面的烟道平均过量空气系数。干烟气容积、水蒸汽容积，烟气总容积、RO2容积份额、三原子气体和水蒸汽容积总份额、容积飞灰浓度、烟气质量、质量飞灰浓度等。具体计算见表1-2烟气特性表序号项目名称符号单位 （标准状况下）炉膛，屏凝渣管高过低过高温省煤器高温空预器低温省煤器低温空预器1受热面出口过量空气系数（查表1-5）_2烟道平均过量空气系数pj_3干烟气容积 V0gy+(pj-1)v0Vgym3/kg4水蒸气容积V0H2O+0.0161(pj-1)V0VH2Om3/kg5烟气总

8、容积 Vgy+VH2OVym3/kg6RO2容积份额 VRO2/VYr RO2_7水蒸气容积份额 VH2O/Vyr H2O_8三原子气体和水蒸汽溶剂总份额 rRO2+r H20r_9容积飞灰浓度 10Aarfh/Vyg/m310烟气质量 1-Aar/100+1.306pjV0mykg/kg11质量飞灰浓度 fhAar/(100my)ykg/kg3） 烟气焓、空气焓、蒸汽焓的计算：炉膛、屏式过热器、高温过热器、低温过热器、高温省煤器、高温空气预热器、低温省煤器、低温空气预热器等所在烟气区域的烟气在不同温度下的焓，并列成表格作为温焓表。具体见表1-3、1-4、1-5、1-6对在锅炉受热面的各个部位

9、的蒸汽或者空气的焓值进行计算，列成表格，作为温焓表。具体见下表1-3烟气焓温表用于炉膛、屏、高过的计算烟气或空气温度（）理论烟气焓（kj/kg）理论空气焓（kj/kg）理论烟气焓增(kj/kg)炉膛、屏，凝渣管高温过热器=1.20=1.225hyhy40050060070080090010001100120013001400150016001700180019002000210022001-4烟气焓温表用于低温过热器、高温省煤器的计算烟气或空气温度（）理论烟气焓（kj/kg）理论空气焓()理论烟气焓增(kj/kg)低温过热器高温省煤器=1.25=1.273004005006007008001-

10、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（kj/kg）理论空气焓()理论烟气焓增(kj/kg)高温空预器低温省煤器=1.32=1.341002003004005006001-6烟气焓温表用于低温空预器的计算烟气或空气温度（）理论烟气焓（kj/kg）理论空气焓()理论烟气焓增(kj/kg)低温空预器=1.39100200300400500600(3）锅炉热平衡及燃料消耗量见表1-71-7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/kg式（2-8）QrQ2排烟温度py先估后算3排烟焓hpykJ/kg查焓温表用插值法求4冷空气温度tlk取用5

11、理论冷空气焓h0lkkJ/kgh0lk=(ct)kV06化学未完全燃烧损失q3%取用7机械未完全燃烧损失q4%取用8排烟处过量空气系数py查表2-9即低温空预器出口过量空气过量系数9排烟损失q2%（100-q4)(hpy-pyh0lk)/Qr10散热损失q5%取用11灰渣损失q6%式（2-13）12锅炉总损失q%q2+q3+q4+q5+q613锅炉热效率%100-q14保热系数1-q5/(+q5)15过热蒸汽焓hggkJ/kg查附录B-6、B-7， 高温过热器出口参数 p=9.9Mpa(查表1-6），t=54016给水温度tgs给定17给水焓hgskJ/kg查附录B-6、B-7， 低温省煤器入

12、口参数 p=10.78Mpa(查表1-6），t=21518锅炉有效利用热QkJ/hDgr(hgg-hgs)19实际燃料消耗量Bkg/h100*Q/(Qr)20计算燃料消耗量Bjkg/hB(1-q4/100)第二章、炉膛校核热力计算2、1 校核热力计算步骤： 1、计算炉膛结构尺寸及烟气有效辐射层。 2、选取热风温度、并依据有关条件计算随每kg燃料进入炉膛的有效热量。3、根据燃料种类、燃烧设备的形式和布置方式，计算火焰中心位置的系数M。4、估计炉膛出口烟温，计算炉膛烟气平均热容量。5、计算炉膛受热面辐射换热特性参数。6、根据燃料和燃烧方式计算火焰黑度和炉膛黑度。7、计算炉膛出口烟温。8、核对炉膛出

13、口烟温误差。9、计算炉膛热力参数。10、炉膛内其他辐射受热面的换热计算。具体见表3-9 表3-1炉膛的结构数据序号名称符号单位结果1前墙总面积Aqm2219.622侧墙总面积2Acm2218.483后墙总面积Ahm2157.744喷燃气及门孔面积Aycm265炉顶面积Aldm232.116炉膛与屏交界面积A2m265.617炉墙总面积A1m2693.568炉膛截面面积AAm251.4799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Xsl0.9813炉顶角系数Xld0.9814出口烟囱角系数Xyc115炉膛容积V1m31052.616冷灰二等分平面

14、到出口烟囱中心线的距离H1m19.84617冷灰二等分平面到炉的距离H0m23.93818冷灰二等分平面到燃烧器中心线距离Hrm4.96219炉膛总有效辐射受热面Alzm2675.1220炉膛水冷程度X0.9721炉膛有效辐射层厚度SM5.446炉膛热力校核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查表1-5漏风系数和过量空气系数2炉膛漏风系数1查表1-5漏风系数和过量空气系数3制粉系统漏风系数zf查表1-5漏风系数和过量空气系数4热风温度trk先估后算5理论热风焓h0rkkJ/kg查温焓表6理论冷风焓h0lkkJ/kg查表2-14锅炉热平衡及燃料消耗量计算7空气带入炉膛热量QkkJ

15、/kg(1-1-zf)h0rh+(1+zf)*h0lk8对应于每千克燃料送入炉膛的热量QlkJ/kgQr*(1-(q3+q6)/(100-q4)+Qk9理论燃烧温度0查温焓表10理论燃烧绝对温度T0K 0+27311火焰中心相对高度系数Xhr/Hl+x(其中hr=4962,hl=22176-4092+1762,x=0)12系数MMA-BX 注：A，B取值查表3-5，表3-613炉膛出口烟气温度1先估后算 注：T1=1+273炉膛出口烟气绝对温度T1kJ/kg14炉膛出口烟气焓hglkJ/(kg)查温焓表15烟气平均热容量VckJ/(kg)（Q1-hgl)/(0-1)16水冷壁污染系数sl查表3

16、-4水冷壁灰污系数17水冷壁角系数Xsl查表3-1炉膛结构数据18水冷壁热有效系数slsl*Xsl19屏、炉交界面的污染系数ycsl（取0.98）20屏、炉交界面的角系数Xyc取用21屏、炉交界面的热有效系数ycyc*Xyc22燃烧器及门孔的热有效系数r未敷设水冷壁23平均热有效系数pj（sl*A+yc*A2+r*Ayc)/A1 其中A=Aq+2*Ac+Ah+Ald-Ayc24炉膛有效辐射层厚度sm查表3-1炉膛结构数据25炉膛内压力pMpa26水蒸气容积份额rH20查表2-9烟气特征表27三原子气体和水蒸气容积总份额r查表2-9烟气特征表28三原子气体辐射减弱系数kq1/(mMpa)10.2

17、*（0.78+1.6*rH20）/sqrt(10.2*ps)-0.1)*(1-0.37*T1/1000)29烟气质量飞灰浓度ykg/m3查表2-9烟气特征表30灰粒平均直径dhm查附录B-1筒式钢球磨球机（通常取13m)31灰粒辐射减弱系数kh1/(mMpa)55900/POUWER(T12*dh2,1/3) 注：dh单位为m32燃料种类修正系数x1对低反应的燃料（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=0.533燃烧方法修正系数x2对室燃炉x2=0.1 对层燃炉x2=0.0334煤粉火焰辐射减弱系数k1/(mMpa)kq*r+kh*y+10*

18、x1*x235火焰黑度h1-e-kps36炉膛黑度lh/(h+(1-h)*sl)37炉膛出口烟气温度(计算值)1TO/(M*(3600*01pj*A1*T30/*Bj*Vc)0.6+1)-273注：0=5.67*10-11W/(m2k4)Bj单位为kg/h38计算误差1-1（估）（允许误差100）39炉膛出口烟气焓hy1kJ/kg查焓温表，1按计算值40炉膛有效热辐射放热量QflkJ/kg（Q1-hyl)41辐射受热面平均热负荷qsW/m2Bj*Qfl/(3.6*ALZ)42炉膛截面热强度qAW/m2Bj*Qr/(3.6*AA)43炉膛容积热强度qVW/m2Bj*Qr/(3.6*V1)2、2炉

19、膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增的计算炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增的计算序号名称符号单位公式结果1顶棚管径d382节距S47.53排数n1584顶棚管角系数x查标准线算图1（即附录A-1)0.985顶棚面积Ald32.116蒸汽流通面积Alt1580*(3.14*0.0322)/40.1127炉膛顶棚热负荷分配不均系数h查标准线算图11（即附录A-6)(对本炉型：x=h/H0=H0/H0=23938/23938)8炉膛顶棚总辐射吸热量Qldkj/h3.6*h*qs*Ald9减温水总量Djwkg/h先估后校10炉膛顶棚蒸汽流量Dldkg/hD-Djw11炉膛顶棚蒸汽焓增hldkj/kgQl

20、d/Dld12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13炉膛顶棚出口蒸汽焓hldkj/kghld+hld14炉膛顶棚出口蒸汽温度tld查附录B-6、B-7第三章、对流受热面的热力计算3、1 对流受热面计算步骤：1、假设受热面出口烟气温度，查取相应焓值。2、根据出口烟焓，通过Qd=(I-I+aIoLF)计算对流传热量。3、依据烟气侧放热量等于工质侧吸热量原理，求取工质出口焓和相应温度。4、计算平均对流传热温差。5、计算烟气侧对流放热系数及管壁污染系数。6、计算工质侧对流放热系数。7、计算管壁污染层温度。8、计算烟气黑度，及确定烟气侧辐射放热系数

21、。9、计算对流放热系数K。10、计算对流传热量。与计算结果相比较，其差值应在允许范围之内。否则重新假设受热面出口烟温，重复上述计算。3、2屏式过热器热力计算：屏式过热器在热力计算方面具有以下特点：1、 在换热方式上，既受烟气冲刷，又吸收炉膛及屏间高温烟气的热辐射；2、 屏式过热器属于中间过热器，其进出口处的工质参数在进行屏的计算时往往是未知数；3、 屏与屏之间横向节距大，烟气流速低，且冲刷不完善。所以某些交换参数不同于一般对流受热面。屏的具体热力计算见下表屏的结构数据计算表序号名称符号单位结果1管子外径dmm42*52屏的片数Z123每片屏的管子排数n404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S1mm5918比值114.19屏的纵向节距S2mm4610比值21.0911屏的角系数X10.9812屏的计算受热面积Apjm231713屏区顶棚面积Adpm215.614屏区两侧水冷壁面积Aslm230.115屏区附加受热面面积Apfjm245.716烟气进屏流通面积Apm258.817烟气出屏流通面积Apm25018烟气平均流通面积Aym25419蒸汽流通面积Ahm20.09720烟气有效辐