吉林大学锅炉课程设计说明书.doc

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1、本科生课程设计 题目: 锅炉课程设计-26题学生姓名： 刘泰秀42101020 专 业：热能与动力工程（热能） 班 级： 421010班 一、设计任务 1.本次课程设计是一次虚拟锅炉设计，主要目的是为了完成一次完整的热力计算。 2.根据所提供参考图纸，绘制A0图纸2张，其目的是为掌握典型锅炉的基本机构及 工作原理。 3.以锅炉课程设计指导书为主要参考书，以电站锅炉原理、锅炉设计手册为辅助参考资料，进行设计计算。二、题目要求 锅炉规范： 1.锅炉额定蒸发量 670t/h 2.给水温度：222 3.过热蒸汽温度：540 、压力（表压）9.8MPa 4.制粉系统：中间仓储式 5.燃烧方式：四角切线圆

2、燃烧 6.排渣方式：固态 7.环境温度：20 8.蒸汽流程：指导书4页 三、锅炉结构简图 四、计算表格设计煤种名称CarHarOarNarSarAarMarQar枣庄甘霖井56.903.642.250.880.3128.317.7122362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V0m3/kg0.0889*(Car+0.375*Sar)+0.265*Har-0.0333*Oar5.9584 2理论氮容积V0N2m3/kg0.8*Nar/100+0.79*V04.7142 3RO2容积VRO2m3/kg1.866*Car/100+0.7*Sar/1001.0639 4理论干

3、烟气容积V0gym3/kgV0N2+VRO25.7781 5理论水蒸气容积V0H2Om3/kg11.1*Har/100+1.24*Mar/100+1.61*dk*V00.5956 6飞灰含量fh查表2-40.9烟气特性表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/kgQrQar,net223622排烟温度py先估后校1403排烟焓hpykJ/kg查焓温表1705.44 4冷空气温度tlk取用205理论冷空气焓h0lkkJ/kgh0lk=(ct)kV0157.81 6化学未完全燃烧损失q3%取用0.67机械未完全燃烧损失q4%取用1.58排烟处过量空气系数py低温空

4、预器出口过量空气系数1.399排烟损失q2%（100-q4）(hpy-pyh0lk)/Qr6.55 10散热损失q5%取用0.511灰渣损失q6%式（2-13）0.00 12锅炉总损失q%q2+q3+q4+q5+q69.15 13锅炉热效率%100-q90.85 14保热系数1-q5/(+q5)0.995 15过热蒸汽焓hggkJ/kg高温过热器出口参数（附表B-7）3476.4516给水温度tgs设计给定22217给水焓hgskJ/kg低温省煤器入口参数（附表B-7）955.69318锅炉实际负荷Dkg/h以额定负荷计算67000019锅炉有效利用热AkJ/hDgr(hgg-hgs)1688

5、90719020实际燃料消耗量Bkg/h100*Q/(*Qr)83129.09 21计算燃料消耗量Bjkg/hB(1-q4/100)81882.15 炉膛结构简图炉膛结构数据序号名称符号单位公式结果1前墙总面积Aq10.67*（3.316+5.703/2）+31.978*(8.49+2*1.84)454.98 2侧墙总面积2AcAc1=(9.967+5703)*2.54*0.5Ac2=7.392*18.711Ac3=(7.392+(9.967-1.292-2.538)*1.465*0.5Ac4=(9.967-1.292-2.538)*0.496Ac5=(9.967-1.292-2.538)+4

6、.888)*0.86*0.5Ac6=10.057*4.888Ac=Ac1+Ac2+Ac3+Ac4+Ac5+Ac64203后墙总面积Ah11.075*(2.012+1.305)+5.703/2)+18.711*(8.49+2*1.827)+11.075*2.93327.944喷燃器及门孔面积Ayc125炉顶面积Ald(4.888+1.292)*11.075-2*0.5*1.292*1.29266.766炉膛与屏交界面积A2(10.056+0.324+0.496)*11.075136.47炉墙总面积A1Aq+2Ac+Ah+Ald+A21406.08 8炉膛截面面积AA9.967*11.075-1.

7、2922*2121.29水冷壁管外径d6010水冷壁管节距S6411管子至墙中心距e012水冷壁角系数Xs10.9813炉顶角系数Xld0.9814出口烟窗角系数Xyc115炉膛容积V1m3Ac*11.075*(11.075+8.49)*1.292*0.5*(31.978+18.711)3157.816冷灰斗二等分平面到出口烟窗中心线的距离H1m28.6217冷灰斗二等分平面到炉顶的距离H0m34.5218冷灰斗二等分平面到燃烧器中心线的距离Hrm7.1619炉膛总有效辐射受热面Alz0.98x(A1-A2-Ayc)+A21368.93 20炉膛水冷程度XAlz/A10.97 21炉膛有效辐射

8、层厚度sm3.6*V1/A18.08 炉膛热力计算顶棚热力计算序号名称符号单位公式结果1顶棚管径dmm38.002节距Smm47.503排数n200.004顶棚管角系数x附录A-10.985顶棚面积Aldm268.846蒸汽流通面积Altm20.147炉膛顶棚热负荷分配不均匀系数h附录A-60.688炉膛顶棚总辐射吸热量QldkJ/h3.6hqsAld32586926.069减温水总流量Djwkg/h先估后较25000.0010炉膛顶棚蒸汽流量Dldkg/hD-Djw645000.0011炉膛顶棚蒸汽焓增hldkJ/kgQld/Dld50.5212炉膛顶棚进口蒸汽焓hldkJ/kg查附录B-6

9、,B-72704.6013炉膛顶棚出口蒸汽焓hldKJ/kghld+hld2755.1214炉膛顶棚出口蒸汽温度tld查附录B-6,B-7326.06屏式过热器结构尺寸序号名称符号单位公式结果1管子外径dmm 2屏的片数Z16.003每片屏的管子排数n41664.004屏的深度Lm2.995屏的平均高度hm10.676一片屏的平面面积Apm228.077屏的横向节距S1mm屏的间距591.008比值1S1/d14.079屏的纵向节距S2mm46.0010比值2S2/d1.1011屏的角系数xp附录A-1 曲线50.9812屏的计算受热面积Apjm22ApxpZ880.2813屏区顶棚面积Adp

10、m2宽深角系数29.7614屏区两侧水冷壁面积Aslm2高深角系数262.5315屏区附加受热面积Apfjm2Adp+Asl92.2916烟气进屏流通面积Apm2(9.263+2.538)-16*0.042*(9.263+2.538)122.2517烟气出屏流通面积Apm2(9.263+0.793)-16*0.042*(9.263+0.793)103.9518烟气平均流通面积Aym22ApAp/(Ap+Ap)112.3619蒸汽流通面积Altm216163.14dn2/40.2120烟气有效辐射层厚度sm21.8/(1/h+1/L+1/S1)0.8521屏区进口烟窗面积Achm2见表E9中A2

11、136.4022屏区出口烟窗面积Achm211.075*9.263102.51屏的热力计算序号名称符号单位公式结果1烟气进屏温度p查表3-9炉膛校核热力计算即炉膛出口烟气温度11048.052烟气进屏焓hypkJ/kg查表3-9炉膛校核热力计算即炉膛出口烟气焓hyl12531.313烟气出屏温度p先估后校850.004烟气出屏焓hypkJ/kg查焓温表9947.355烟气平均温度pj(p+p)/2949.036屏区附加受热面对流吸热量QdpfjkJ/kg先估后校380.007屏的对流吸热量QdpkJ/kg(hyp-hyp+h0lk)-Qkpfj2189.828炉膛与屏相互换热系数查附录A-15

12、0.999炉膛出口烟窗的沿高度热负荷分配系数yc查标准线算图11（即附录A-6）0.8010炉膛出口烟窗射入屏区的炉膛辐射热量QfpkJ/kgyc(Q1-hyp)Ach/Alz947.0411屏间烟气有效辐射层厚度sm查表4-5屏的结构数据表0.8512屏间烟气压力pMpa0.1013水蒸汽容积份额rH2O查表2-9烟气特性表0.0814三原子气体辐射减弱系数kq1/(m*Mpa)10.2(0.78+1.6rH2O)/10.2rps-0.1)(1-0.37Tpj/1000）11.0515三原子气体和水蒸气容积总份额r查表2-9烟气特性表0.2216灰粒的辐射减弱系数kh1/(m*Mpa)559

13、00/d2h3(pj+273)2d2h88.4617烟气质量飞灰浓度ykg/kg查表2-9烟气特性表0.0318烟气的辐射减弱系数k1/(m*Mpa)kqr+khy4.6919屏区烟气黑度a1-e-kps0.3320屏进口对出口的角系数x(L/s1)2+1-L/s10.1021燃料种类修正系数r取用0.5022屏出口烟窗面积Ap查表4-5屏的结构数据表103.9523炉膛及屏间烟气向屏后受热面的辐射热量QfpkJ/kgQfp(1-a)x/+0aAchT4pjr/Bj/3600 注：0=5.6710-11W/(m2*)156.4424屏区吸收的炉膛辐射热QfpqkJ/kgQpf-Qfp790.6

14、025屏区附加受热面吸收的辐射热量QfpfjkJ/kgQfpq*Apfj/(Apj+Apfj)75.0226屏区水冷壁吸收的辐射热量QfpslkJ/kgQfpq*Asl/(Apj+Apfj)50.8327屏区顶棚吸收的辐射热量QfpldkJ/kgQfpq*Adp/(Apj+Apfj)24.1928屏吸收的辐射热量QfpkJ/kgQfpq-Qfpfj715.5729屏吸收的总热量QpkJ/kgQdp+Qfp2905.3930第一级减温水喷水量Djw1kg/h估计9500.0031第二级减温水喷水量Djw2kg/hDjw-Djw115500.0032屏中蒸汽流量Dpkg/hD-Djw2654500

15、.0033蒸汽进屏温度tp先估后校350.0034蒸汽进屏焓hpkJ/kg查附录B-6、B-7,按计算负荷下进屏p= Mpa2905.2535蒸汽出屏焓hpkJ/kghp+BjQp/Dp3268.7336蒸汽出屏温度tp查附录B-6、B-7,按计算负荷下进屏p= Mpa461.2237屏内蒸汽平均温度tpj(tp+tp)/2405.6138平均传热温差t1pj-tpj543.4239屏内蒸汽平均比体积vm3/kg查附录B-6、B-7,按计算负荷下进屏p= Mpa (查表1-6及tpj)0.027540屏内蒸汽流速wqm/sDpv/(3600*Alt）24.3041管壁对蒸汽的放热系数2W/(m

16、2*)2=Cd0查标准线算图15（附录A-10)2450.0042烟气流速wym/s(1+pj/273)*BjVy/3600(其中Vy见表2-9）6.8743烟气侧对流放热系数dW/(m2*)d=0CzCsCw57.0044灰污系数(m2*)/W查附录A-14曲线2（吹灰）0.0145管壁灰污层温度thbtpj+(+1/2)BjQp/(3.6Apj)961.7546辐射放热系数fW/(m2*)f=a*072.2347利用系数查附录A-14曲线2（吹灰）0.8548烟气侧放热系数1W/(m2*)f+dd/(2s2x)770.9449对流传热系数kW/(m2*)1/1+(1+Qfpq/Qdp)(+

17、1/2)187.8750屏的对流传热量QdpkJ/kg3.6Apjt1k/Bj1848.1151计算误差Qdp(估）-Qdp/Qdp18.4952屏区水冷壁的水温ts 查计算负荷下汽包p= Mpa的饱和温度310.9653平均传热温差t2pj-ts638.0754屏区水冷壁对流吸热量QdpslkJ/kg3.6kAslt2/Bj154.1555屏区顶棚进口蒸汽温度tpld查表3-10炉膛顶棚辐射受热面吸热量 及工质焓增的计算表326.0656屏区顶棚进口蒸汽焓hpldkJ/kg查表3-10炉膛顶棚辐射受热面吸热量 及工质焓增的计算表2755.1257屏区顶棚蒸汽焓增hpldkJ/kg先估后校32

18、.0058屏区顶棚出口蒸汽焓hpldkJ/kghpld+hpld2787.1259屏区顶棚出口蒸汽温度tpld查附录B-6、B-7,按计算负荷下进屏p= Mpa (查表1-6)330.0260屏区顶棚平均汽温tpldpj(tpld+tpld)/2328.0461平均传热温差t3pj-tpldpj620.9962屏区顶棚对流吸热量QdpldkJ/kg3.6kAdpt3/Bj221.4263屏区顶棚出总吸热量QpldkJ/kg245.6264屏区顶棚蒸汽流量Dpldkg/h等于表3-10中Dld645000.0065屏区顶棚焓增hpldkJ/kgBjQpld/Dpld31.1866计算误差检查hp

19、ld(估）-hpld/hpld(允许误差10）2.6367屏区附加受热面对流吸热量QdpfjkJ/kgQdpsl+Qdpld375.5768计算误差Qdpfj(估）-Qdpfj/Qdpfj(允许误差10）1.1869屏区受热面总对流吸热量QdpqkJ/kgQdpfj+Qdp2223.68高温过热器结构简图高温过热器的结构尺寸序号名称符号单位公式结果1管子尺寸dmmdx5422冷段横向节距及布置n1顺列，逆流，双管圈1003热段横向节距及布置nr顺列，顺流，双管圈774横向节距S1mm955横向节距比1S1/d2.2626纵向节距S2mm877纵向节距比2S2/d2.0718管子纵向排数n220

20、9冷段蒸汽流通面积Alltm22n1d2n/4 注：dn单位为m0.1608 10热段蒸汽流通面积Arltm22nrd2n/4 注：dn单位为m0.1238 11平均流通截面积Apj（Allt+Arlt）/20.1423 12烟气流通截面积Aym2(11.075-79*0.042)*7.8348.4413冷段受热面积Alm2n1n2dlpj(lpj=5.6m)1477.06 14热段受热面积Arm2nrn2dlpj(lpj=5.6m)1137.33 15顶棚受热面积Aldm211.075*(1.009+0.879)20.9116管束前烟室深度lysm1.0117管束深度lgsm0.8818有效

21、辐射深度sm0.9d(412/-1)注：d单位为m0.188 高温过热器热力计算低温过热器结构简图低温过热器结构尺寸序号名称符号单位公式结果1布置顺列，逆流，双管圈2管子尺寸dmm383横向排数n11774纵向排数n2205横向节距S1mm956横向节距比1S1/d2.57纵向节距S2mm80.78纵向节距比2S2/d2.124 9烟气流通面积Aym2h(a-n1d)38.8810蒸气流通面积Altm22n1*dn2/40.250 11低温过热器受热面积Adgm2n1n2dlpj+xdbaldb1596.6712低温过热器前气室深度Lqsm0.913低温过热器前管束深度Lqsm1.53314烟

22、气有效辐射层厚度sm0.9d(412/-1)(d单位为m)0.197 低温过热器热力计算省煤器结构简图省煤器结构尺寸序号名称符号单位公式结果1布置错列 逆流 双面进水 双层管圈2管子尺寸dmm323横向节距S1mm864横向节距比1S1/d2.68755纵向节距S2mm486纵向节距比2S2/d0.558 7横向排数n11208纵向排数n2909受热面积Axsm25411.813 10烟气流通面积Aym248.2311水流通面积Asm2(23+24)*Pi*dn2/4*2*40.109 12烟气有效辐射层厚度sm0.9d(412/-1)(d单位为m)0.070 13管束前及管束间气室深度Lqs

23、m3.214管束深度Lgsm1.32省煤器的热力计算空气预热器结构简图空气预热器结构尺寸序号名称符号单位公式结果1布置错列 双面进风2管子尺寸mm403横向节距S1mm704横向节距比1S1/d1.755纵向节距S2mm426纵向节距比2S2/d1.057横向排数n116*2743278纵向排数n243*2868管子根数N185769管箱高度Hm8.710管箱有效高度hxm8.5611空气道平均高度Lm1.1712受热面积Axkm226356.120 13烟气流通面积Aym230.499 14空气流通面积Akm234.737 15行程数n516烟气有效辐射层厚度sm0.9d(412/-1)(d

24、单位为m)0.048 空气预热器热力计算序号名称符号单位公式结果1进口空气温度txk取用202进口理论空气含hxkKJ/kg查焓温表157.815 3空气预热器漏风系数sk表1-50.054高温空气预热器空气侧出口过量空气系数sk表4-151.055低温空气预热器空气侧出口过量系数xk1.16出口空气温度txk先估后校2437出口理论空气焓hxkKJ/kg查焓温表2841.854 8低温空气预热器对流吸热量QxkdlKJ/kg 3019.544 9进口烟气温度xk即省煤器出口烟温32010进口烟气焓hyxkKJ/kg即省煤器出口烟焓6633.840 11空气平均温度tpj131.512漏风理论

25、空气焓hlk0KJ/kg1074.319 13出口烟气焓hyxkKJ/kghyxk-Qxkdl/+hlko3597.679 14出口烟气温度xk146.454 15烟气平均温度pj233.227 16烟气流速ym/sBjVy(pj+273)/3600*273*Ay11.284 17烟气侧对流放热系数xkdW/(m2)0ClC 附录A-95418低空延期有效辐射层厚度sm查表4-180.048 19烟气压力pMpa0.120水蒸汽容积份额rH2O查表2-90.076 21三原子气体和水蒸汽容积份额r查表2-90.207 22三原子气体辐射减弱系数kq1/(mMpa) 73.293 23灰粒的辐射

26、减弱系数kh1/(mMpa)55900/（pj+273）2dh21/3159.179 24烟气质量飞灰浓度ykg/m3查表2-90.024 25烟气的辐射减弱系数k1/(mMpa)kqr+khy18.918 26烟气黑度skW/(m2)1-e-kps0.087 27管壁灰污层温度thbxk(tpj+pj)/2182.363 28烟气侧辐射放热系数xkfW/(m2)0 (附录A-11)2.618 29烟气侧放热系数1W/(m2)(xkf+xkd) 取156.618 30空气流速km/sBjV0(xk+xk/2）（tpj+273）/3600273Ak6.503 31空气侧放热系数2W/(m2)0C

27、zCsC 附录A-774.832传热系数KxkW/(m2)12/1+2 =0.825.780 33转换系数取1 134逆流平均温差tnl （其中 ） 99.691 35传热温差txktnl99.691 36低温空气预热器对流吸热量Qxkd2KJ/kg2978.110 37计算误差允许误差2%1.391 整体热力计算误差检查序号名称符号单位公式结果1假设进入炉膛热风温度 查表3-9炉膛热力计算2802空气预热器出口热风温度 查空气预热器热力计算表2433计算误差 允许计算误差374热平衡计算中假设排烟温度 查表2-14锅炉热平衡及燃料消耗量计算1405空气预热器计算中 查空气预热器热力计算表14

28、6.45 计算得到的排烟温度6计算误差 允许计算误差正负10-6.45 7炉膛有效辐射放热量 kJ/kg查表3-9炉膛热力计算12000.76 8屏区受热面总对流吸热量 kJ/kg查表4-6屏的热力计算2223.68 9高温过热器区域对流吸热量 kJ/kg查表4-9高温过热器的热力计算2053.60 10低温过热器区域对流吸热量 kJ/kg查表4-11低温过热器的热力计算1262.20 11省煤器区域对流吸热量 kJ/kg查省煤器热力计算表2936.79 12总有效吸热量 kJ/kg 20477.03 13燃料带入热量 kJ/kg查表2-14锅炉热平衡及燃料消耗量计算2236214锅炉热效率

29、查表2-14锅炉热平衡及燃料消耗量计算90.85 15机械未完全燃烧损失 查表2-14锅炉热平衡及燃料消耗量计算1.516热平衡计算误差 kJ/kg 146.81 17计算相对误差允许计算误差正负0.50.66 六主要热力参数汇总参数名称符号单位屏式过热器高温过热器热段高温过热器冷段低温过热器省煤器空气预热器烟气出口温度850678.46 567.62 320146.45 介质进口温度t350495.16 461.22 324.66 22220介质出口温度t461.22541521369.5295.98 243烟气平均速度g,avem/s6.7813.67 13.67 15.00 9.84 11.28 介质平均速度m/s24.350.83 36.51 15.83 6.50 受热面积A/Hm880.281137.33 1477.06 1596.67 5411.81 26356.12 平均温差t638.07229.22 269.26 274.63 170.32 99.69 传热系数KW/(m2)87.8770.40 69.68 65.47 72.47 25.78 对流吸热量Qc,calkJ/kg2223.68806.96 1218.34 1262.20 2936.79 2978.11