DOC《目录》

目录前言

2

第一章 锅炉课程设计概述

3 1.

1锅炉课程设计的目的

3 1.2锅炉课程热力计算方法

3 1.3校核热力计算主要内容

3 1.4整体校核热力计算的过程的顺序

3

第二章 辅助计算

4 2.1 锅炉主要参数及燃料特性

4 2.2 燃烧产物容积计算.5 2.3 空气平衡量及焓温表.6 2.4锅炉热平衡及燃料消耗量计算.9

第三章 炉膛热力计算.10

第四章 对流受热面的校核热力计算.16 4.1 屏与凝渣管的热力计算.17 4.2 高、低温对流过热器的热力计算.23 4.3 高、低温省煤器的热力计算.31 4.4 高、低温空气预热器的热力计算.37

第五章 锅炉热力计算误差检查.44

第六章 总结.46 附表.47 附图.53 参考文献.65 前言虽然说核动力有了一定的发展,但当今电能生产仍是以火力发电为主.而锅炉是火力发电厂的三大主机中最基本的能量转换设备.其作用是使燃烧在炉内燃烧放热,并将锅炉内的工质由水加热成具有足够数量和一定温度和压力的过热蒸汽,供汽轮机发电. 当今世界对锅炉高效利用能源仍在进行不断研究,所以作为热能专业的我们必须对锅炉的构造,蒸汽与烟气流程这些基本知识相当熟悉.同时我们应该掌握锅炉的设计方法以及各种参数的计算,为了更好掌握这些知识,于是进行了为期三周的课程设计,这样更有助于我们掌握专业知识. 本设计说明书是以国产220t/h高压锅炉为对象,对整个热力校核计算进行的详细的说明与计算. 在校核设计的过程中得到了魏老师的精心指导和同学们的大力的帮助,在此表示由衷的感谢! 由于设计时间比较短,再加上我个人能力所限,所以在编写的过程中难免会出些错误,敬请老师们批评指正. 编者 2008年12月

第一章 锅炉课程设计概述 1.1锅炉课程设计的目的 锅炉课程设计是 锅炉原理 课程的重要实践性环节.通过课程设计以达到巩固、充实和提高锅炉课程知识;

掌握锅炉机组的热力计算方法,并学会使用热力计算标准;

具备综合考虑机组设计与布置的初步能力;

培养我们查阅、合理选择和分析数据的能力;

培养我们对工程技术问题的严肃和负责的态度. 1.2锅炉课程设计热力计算方法 根据计算任务的不同,可分为设计(结构)热力计算和校核热力计算两种.我是进行校核热力计算. 校核热力计算:校核热力计算的任务是在锅炉容量和参数、燃料性质、锅炉各部结构和尺寸已知的情况下,确定各受热面边界处的水、气、风、烟温度以及风、烟流经各受热面时的速度和锅炉效率、燃料消耗量等.校核热力计算可以帮助人们正确确定锅炉安全经济运行水平和改造锅炉的合理措施,同时也为锅炉的其他计算,如锅炉通风计算、强度计算以及水动力计算等提供有关的基础数据. 1.3校核热力计算的主要内容 锅炉辅助设计计算: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. 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计算. 1.4整体校核热力计算过程的顺序

1、列出热力计算的主要原始数据,包括锅炉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方式特点,进行锅炉通道空气量平衡计算;

3、理论工况下(α=1)的燃烧计算;

4、计算锅炉通道内烟气的特性参数;

4、绘制烟气焓温表;

5、锅炉热平衡计算和燃料消耗量的估算;

6、锅炉炉膛热力计算;

7、按烟气流向对各受热面依次进行结构和热力计算;

8、锅炉整体计算误差的校验.

第二章 辅助计算 2.1锅炉主要参数及燃料特性: ①锅炉额定蒸发量:De=220 t/h=220*103 kg/h ②给水温度: tgs =215℃ ③过热蒸汽温度: tgr=540℃ ④过热蒸汽压力: pgr=9.8MPa ⑤制粉系统:中间仓储式(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: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→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 锅炉受热面的布置结构如右图: 本组选用的燃料为新汶煤,首先要对燃料的应用基成分进行校核,本燃料校核并不是100%,所以把多余的归到氧上,给氧减了1%.关于燃料的其他数据请参考表2-1. 锅炉本体结构简图 表2-1新汶烟煤煤质分析 元素成分(%) 收到基低位量(kJ/kg) 干燥无灰基挥发分Vdaf (%) 空气干燥基水Mad(%) BTИ法可磨性系数Kkm 灰熔点 水分 灰分 碳氢氧氮硫变形温度DT (℃) 软化温度ST (℃) 熔化温度FT(℃) Mar Aar Car Har Oar Nar Sar

6 18.8

61 4.1 5.8 1.4 2.9

22415 46 3.5 1.4

1190 >

1500 2.2 燃烧产物容积计算 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2-2燃烧计算表. 表2-2燃烧计算表 序号 项目名称 符号 单位 计算公式及数据 结果

1 理论空气量 /kg 0.0889(+0.375)+0.265-0.0333 6.4129

2 理论氮容积 /kg 0.8+0.79 5.0773

3 容积 /kg 1.866+0.7 1.1585

4 理论干烟气容积 /kg + 6.2358

5 理论水蒸汽容积 /kg 11.1+1.24+1.61(=0.01kg/kg) 0.6327

6 飞灰份额 查指导书表2-4 0.95 2.3空气平衡量及焓温表 炉膛出口过量空气系数是由燃料性质和燃烧方法决定的,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.其值可从表1~2中选取.本校核热力计算取得是满负荷,可按额定漏风系数来做,查表1-5,其中各个受热面出口过量空气系数也可按锅炉课程说明书表1-5的公式计算. 表2-3烟气特征表 序号 项目名称 符号 单位 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 漏风系数 α

0 0.025 0.025 0.02 0.05 0.02 0.05

2 受热面出口过量空气系数 α _ 1.2 1.225 1.25 1.27 1.32 1.34 1.39

3 烟道平均过量空气系数 _ 1.2 1.2125 1.2375 1.26 1.295 1.33 1.365

4 干烟气容积 m3/kg 7.5183 7.5985 7.7588 7.9031 8.1276 8.352 8.5765

5 水蒸气容积 m3/kg 0.6533 0.6546 0.6572 0.6595 0.6631 0.6667 0.6703

6 烟气总容积 m3/kg 8.1716 8.2531 8.416 8.5626 8.7907 9.0187 9.2468

7 RO2容积份额 _ 0.1417 0.1403 0.1376 0.1352 0.1317 0.1284 0.1252

8 水蒸气容积份额 _ 0.0799 0.0793 0.078 0.077 0.0754 0.0739 0.0724

9 三原子气体和水蒸汽溶剂总份额 r _ 0.2216 0.2196 0.2156 0.2122 0.2071 0.2023 0.1976

10 容积飞灰浓度 g/m3 21.8561 21.6403 21.2214 20.8581 20.3169 19.8032 19.3147

11 烟气质量 my kg/kg 10.8622 10.9669 11.1763 11.3648 11.6579 11.951 12.2442

12 质量飞灰浓度 μy kg/kg 0.0164 0.0162 0.0159 0.0157 0.0153 0.0149 0.0145 续表 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2-

4、2-

5、2-6 . 表2-4 烟气焓温表(用于炉膛、屏式过热器、高温过热器计算) 烟气或空气温度 (℃) 理论烟气焓hy0(kj/kg) 理论空气焓hk0() 理论烟气焓增(每100℃)hy0 (kj/kg) 炉膛、屏、凝渣管 高温过热器 α = 1.2 α = 1.225 hy hy hy hy

400 3963.8242 3474.2527 - 4658.6747 - 4745.531 -

500 5025.3336 4387.3855 1061.5094 5902.8107 1244.136 6012.4953 1266.9643

600 6114.7403 5321.0396 1089.4067 7178.9482 1276.1375 7311.9742 1299.4789

700 7231.5432 6273.8683 1116.8029 8486.3168 1307.3686 8643.1635 1331.1893

800 8372.1934 7240.9336 1140.6502 9820.3801 1334.0633 10001.4034 1358.2399

900 9531.283 8223.3899 1159.0896 11175.9609 1355.5808 11381.5457 1380.1423

1000 10709.2715 9217.2611 1177.9885 12552.7237 1376.7628 12783.1552 1401.6095

1100 11904.4932 10227.87 1195.2217 13950.0672 1397.3435 14205.7639 1422.6087

1200 13113.6601 11244.6353 1209.1669 15362.5871 1412.5199 15643.703 1437.9391

1300 14338.8756 12275.8938 1225.2155 16794.0543 1431.4672 17100.9517 1457.2487

1400 15571.0325 13314.4629 1232.1569 18233.925 1439.8707 18566.7866 1465.8349

1500 16814.6449 14357.8418 1243.6124 19686.2132 1452.2882 20045.1593 1478.3727

1600 18068.0599 15409.4291 1253.415 21149.9457 1463.7325 21535.1814 1490.0221

1700 19332.1242 16464.0946 1264.0643 22624.9431 1474.9974 23036.5454 1501.3640

1800 20598.4364 17519.1449 1266.3122 24102.2653 1477.3222 24540.244 1503.6986

1900 21872.4988 18589.9069 1274.0624 25590.4801 1488.2148 26055.2278 1514.9838

2000 23150.7082 19659.3862 1278.2094 27082.5854 1492.1053 27574.07 1518.8422

2100 24440.4999 20737.9718 1289.7917 28588.0942 1505.5088 29106.5435 1532.4735

2200 25726.5941 21814.3771 1286.0942 30089.4695 1501.3753 30634.8289 1528.2854

2300 27022.5232 22898.8626 31602.2957 32174.7672

2400 28319.9748 23983.7329 33116.7213 33716.3147 表2-5 烟气焓温表(用于低温过热器、高温省煤气的计算) 烟气或空气温度(℃) 理论烟气焓hy0(kj/kg) 理论空气焓hk0 () 理论烟气焓增hy0 (kj/kg) 低温过热器 高温省煤器 = 1.25 = 1.27 hy hy hy hy

300 2930.5917 2582.4107 - 3576.1943 - 3627.8425 -

400 3963.8242 3474.2527 1033.2325 4832.3873 1256.193 4901.8724 1274.0299

500 5025.3336 4387.3855 1061.5094 6122.1799 1289.7926 6209.9276 1308.0552

600 6114.7403 5321.0396 1089.4067 7445.0002 1322.8203 7551.4209 1341.4933

700 7231.5432 6273.8683 1116.8029 8800.0102 1355.01 8925.4876 1374.0667

800 8372.1934 7240.9336 1140.6502 10182.4268 1382.4166 10327.2454 1401.7578 表2-6 烟气温焓表(用于高温空预器、低温省煤气的计算) 烟气或空气温度 (℃) 理论烟气焓hy0(kj/kg) 理论空气焓hk0() 理论烟气焓增hy0 (kj/kg) 高温空预器 低温省煤器 =1.32 =1.34 hy hy hy hy

100 950.1602 849.2603 - 1221.9234 - 1238.9087 -

200 1926.5028 1708.14 976.3426 2473.1076 1251.1842 2507.2704 1268.3617

300 2930.5917 2582.4107 1004.0889 3756.9631 1283.8555 3808.6113 1301.3409

400 3963.8242 3474.2527 1033.2325 5075.585 1318.6219 5145.0701 1336.4588

500 5025.3336 4387.3855 1061.5094 6429.2969 1353.7119 6517.0446 1371.9745

600 6114.7403 5321.0396 1089.4067 7817.4729 1388.176 7923.8937 1406.8491 表2-7 烟气焓温表(用于低温空预器计算) 烟气或空气温度 (℃) 理论烟气焓hy0(kj/kg) 理论空气焓hk0 () 理论烟气焓增hy0 (kj/kg) 低温空预器 =1.39 hy hy

100 950.1602 849.2603 D 1281.3717

200 1926.5028 1708.1400 976.3426 2592.6774 1311.3057

300 2930.5917 2582.4107 1004.0889 3937.7318 1345.0544

400 3963.8242 3474.2527 1033.2325 5318.7827 1381.0509

500 5025.3336 4387.3855 1061.5094 6736.4139 1417.6312

600 6114.7403 5321.0396 1089.4067 8189.9457 1453.5318 2.4锅炉热平衡及燃料消耗量计算 (计算锅炉输入热量,包括燃料的收到基低位发热量,燃料物理显热、外来热源加热空气时带入的热量. (各项热损失,包括化学不完全燃烧热损失q3和机械不完全燃烧热损失q4,锅炉散热损失q5,灰渣热物理损失q6,排烟热损失q2.具体数据见锅炉热平衡及燃料消耗量计算表2-8. 表2-8 锅炉热平衡及燃烧消耗量计算 序号 名称 符号 单位 公式 结果

1 锅炉输入热量 Qr kJ/kg 式(2-8)Qr≈Qra.net

25140 2 排烟温度 py ℃ 先估后算

130 3 排烟焓 hpy kJ/kg 查焓温表用插值法求 1243.06

4 冷空气温度 tlk ℃ 取用

20 5 理论冷空气焓 h0lk kJ/kg h0lk=(ct)kV0 169.85

6 化学未完全燃烧损失 q3 % 取用 0.5

7 机械未完全燃烧损失 q4 % 取用 1.5

8 排烟处过量空气系数 αpy 查表2-9即低温空预器出口过量空气过量系数 1.4

9 排烟损失 q2 % (100-q4)(hpy-αpyh0lk)/Qr 3.9986

10 散热损失 q5 % 取........