SZL7.01.011570AI熱水鍋爐設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、szl7.0-1.0/115/70-ai熱水鍋爐設(shè)計(jì)摘 要如今，鍋爐作為一種主要的能源轉(zhuǎn)換裝置被廣泛的研究和應(yīng)用，成為生活和工業(yè)上不可或缺的一項(xiàng)重要工具。本次設(shè)計(jì)任務(wù)是一臺(tái)型號(hào)為szl7-1.0/115/70-ai鍋爐的計(jì)算及繪圖，設(shè)計(jì)過程中既要大膽又要切合實(shí)際。在鍋爐設(shè)計(jì)的過程中，主要考慮的因素是保證爐內(nèi)著火，爐膛內(nèi)有足夠的輻射熱量，煤的燃盡程度以及爐膛容積熱負(fù)荷和爐膛面積熱負(fù)荷的影響，熱負(fù)荷過大就會(huì)引起爆管；熱負(fù)荷過小就會(huì)導(dǎo)致爐內(nèi)溫度分布不均。影響鍋爐管束的主要因素是煙氣溫度、速度，如果過高則回造成對(duì)流受熱面工作條件的惡化和劇烈磨損。在整個(gè)鍋爐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，一定要確保有一定的氣密性以保

2、證爐膛內(nèi)進(jìn)行微負(fù)壓燃燒。下面，簡(jiǎn)單介紹一下該鍋爐的特點(diǎn)：該鍋爐為雙鍋筒縱置式自然循環(huán)爐，爐膛四周布置了水冷壁，為了保證爐膛中持續(xù)穩(wěn)定的燃燒，采用高而短的前拱和低而長(zhǎng)的后拱。煙氣從爐膛出來后進(jìn)入燃盡室，燃盡室也布置有水冷壁。上下鍋筒之間布置密集的對(duì)流鍋爐管束，為主要受熱面。尾部煙道布置了空氣預(yù)熱器來降低排煙溫度，提高鍋爐效率，改善燃料的著火和燃燒過程。燃燒設(shè)備為鏈條爐排，燃料為i類煙煤，其低位發(fā)熱量為13536kj/kg.本次設(shè)計(jì)嘗試很有必要，也很有意義。關(guān)鍵詞熱水鍋爐；熱力計(jì)算；強(qiáng)度計(jì)算；煙風(fēng)阻力計(jì)算hot water boiler designer- szl7.0-1.0/115/70-ai

3、abstractnow, the boiler as a primary energy conversion device is a wide range of research and application, as life and essential in the industry an important tool. this design task is a model calculation and drawing szl7-1.0/115/70-ai boiler, the design process should not only bold but also realisti

4、c. in the boiler design process, the main consideration is to ensure that the furnace fire, furnace heat radiation sufficient coal burnout chengduoyiji hearth furnace heat load and volume of space heat load, heat load is too large will cause explosion; heat load is too small will cause the furnace t

5、emperature is unevenly distributed. the main factors affect the boiler tube is gas temperature, velocity, if too high then back to the working conditions of heat transfer surface caused the deterioration and severe wear. throughout the design process of the boiler structure, we must ensure that ther

6、e is some tightness in order to ensure that micro-negative pressure within the combustion chamber. below, a brief introduction of the boiler characteristics: the double-drum boiler natural circulation vertical mounted furnace, the furnace around the layout of the wall, in order to ensure continued s

7、tability in the combustion chamber, high and short and long before the arch and rear lower arch. densely arranged between the upper and lower convection drum boiler control, as the main heating surface. tail arrangement of the air preheater flue to reduce the exhaust gas temperature, increased boile

8、r efficiency and improve fuel ignition and combustion processes. chain grate combustion equipment, fuel for the class i bituminous coal, its low heat to 13536kj/kg. this design tries very necessary nor meaningful.keywords hot water boiler; thermodynamic calculation; strength calculation; smoke wind

9、resistance calculation目 錄摘要iabstractii第1章 緒論11.1 課題背景11.2 本文研究?jī)?nèi)容和意義1第2章 鍋爐結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介22.1 鍋爐概述22.2 方案論證32.3 鍋爐基本特性42.3.1 鍋爐基本特性42.3.2 燃料特性52.3.3管子特性52.3.4主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)52.3.5鍋爐基本尺寸62.4 鍋筒及爐內(nèi)設(shè)備62.4.1上鍋筒62.4.2下鍋筒62.4.3水冷壁62.4.4燃燒設(shè)備72.4.5鍋爐管束72.4.6空氣預(yù)熱器：72.5 鋼架、平臺(tái)和扶梯72.6 爐墻72.7 鍋爐范圍內(nèi)的閥門儀表72.8 本章小結(jié)8第3章 鍋爐熱力計(jì)算93.1

10、 鍋爐規(guī)范和基本參數(shù)計(jì)算93.1.1 鍋爐規(guī)范93.1.2 燃料特性93.1.3 鍋爐各受熱面漏風(fēng)系數(shù)和過?？諝庀禂?shù)93.1.4 理論空氣量的計(jì)算103.1.5 煙氣特性表103.2 焓溫表113.3 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算123.4 爐膛計(jì)算133.4.1 爐膛結(jié)構(gòu)特性計(jì)算133.4.2 爐膛傳熱計(jì)算153.5 燃盡室計(jì)算163.5.1 燃盡室結(jié)構(gòu)計(jì)算163.5.2 燃盡室熱力計(jì)算173.6 鍋爐管束計(jì)算193.6.1 結(jié)構(gòu)特性計(jì)算193.6.2 鍋爐管束傳熱計(jì)算193.6.3 空氣預(yù)熱器計(jì)算203.6.4 空氣預(yù)熱器熱力計(jì)算213.7 熱力計(jì)算的誤差校核223.8 熱力計(jì)算結(jié)果匯總表2

11、23.9 本章小結(jié)23第4章 鍋爐強(qiáng)度計(jì)算244.1 上鍋筒強(qiáng)度計(jì)算244.2 上鍋筒有孔封頭的強(qiáng)度設(shè)計(jì)254.3 下鍋筒強(qiáng)度設(shè)計(jì)254.4 下鍋筒封頭開孔計(jì)算264.5 前后集箱開孔計(jì)算274.6 安全閥排放能力計(jì)算284.7 本章小結(jié)29第5章 煙風(fēng)阻力計(jì)算305.1 煙道阻力計(jì)算305.1.1 爐膛真空度305.1.2 燃盡室真空度305.1.3 鍋爐管束阻力計(jì)算305.1.4 空氣預(yù)熱器阻力計(jì)算315.1.5 除塵器總阻力計(jì)算315.1.6 煙囪阻力計(jì)算315.1.7 煙道自生通風(fēng)力計(jì)算325.2 風(fēng)道阻力計(jì)算335.3 送風(fēng)機(jī)的選擇345.4 引風(fēng)機(jī)的選擇345.5 本章小結(jié)35結(jié)論

12、36致謝37參考文獻(xiàn)38附錄a 英文原文39附錄b 英文翻譯44 第1章 緒論1.1 課題背景鍋爐作為一種能源轉(zhuǎn)換設(shè)備，在工業(yè)中得到了廣泛的利用，它通過燃燒煤、石油、天然氣等有機(jī)染料，能釋放出熱能，利用傳熱設(shè)備將熱傳給水或蒸汽，由這些中間載體將熱傳輸?shù)嚼迷O(shè)備中，所以鍋爐的主要任務(wù)是把燃料的化學(xué)能換成蒸汽的熱能。 鏈條爐是一種應(yīng)用最廣泛的工業(yè)鍋爐，它與其它類型的鍋爐相比，許多地方有獨(dú)到之處：與沸騰爐相比，它設(shè)備簡(jiǎn)單，磨損?。慌c手燒爐相比，它機(jī)械化程度高，易實(shí)現(xiàn)燃燒過程的自動(dòng)控制；與煤粉爐相比，它設(shè)備簡(jiǎn)單，輔機(jī)少，因而投資少。同時(shí)利用爐膛內(nèi)前后拱的配合，在爐內(nèi)形成良好的空氣動(dòng)力場(chǎng)，且保證燃燒過程

13、的穩(wěn)定，利用鏈條爐排的不斷移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了給煤和除渣的機(jī)械化，降低了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)環(huán)境。煤是我國(guó)鍋爐的主要燃料，由于鏈條爐由于鏈條爐有以上優(yōu)點(diǎn)，雖然它的煤種適應(yīng)性差，鏈條爐仍然是利用最廣泛，最普遍的工業(yè)爐爐種。1.2 本文研究?jī)?nèi)容和意義本鍋爐的型號(hào)為szl7.0-1.0/115/70-ai，即雙鍋筒縱置式鏈條爐，額定供熱量為7.0mw，蒸汽出口壓力為1.0mpa，燃用燃料為i類煙煤。本次設(shè)計(jì)的燃料是以吉林通化i類煙煤為代表煤種，其低位發(fā)熱量為13536kj/kg,灰份較高，著火不容易，但利用拱的配合可以獲得較高的熱效率。在設(shè)計(jì)時(shí)采用了一些切實(shí)可行的措施，改善了鍋爐鼓包、爆管和前管板

14、裂紋的缺點(diǎn)?；谝陨蠈?duì)鍋爐和代表煤種的優(yōu)、缺點(diǎn)的了解及初步分析在設(shè)計(jì)該安全、高熱效率、簡(jiǎn)單可行的方法，以及由于對(duì)專業(yè)知識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的缺少，在此次設(shè)計(jì)中可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，請(qǐng)老師諒解。第2章 鍋爐結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介2.1 鍋爐概述鍋爐是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要的能源轉(zhuǎn)換設(shè)備，鍋爐本體大致可分為水冷壁、鍋爐管束、省煤器以及空氣預(yù)熱器。它們都是各種類型的受熱面，煙氣的熱能通過這些受熱面?zhèn)鬟f給工質(zhì)。鍋爐本體一側(cè)處在高溫?zé)煔鈼l件下，因而要求它們的結(jié)構(gòu)和材料要能夠承受高溫和抵抗煙氣的腐蝕；鍋爐的另一側(cè)工質(zhì)是水、水蒸汽和空氣，水和水蒸汽工作時(shí)具有很高的工作的壓力，所以鍋爐本體主要部件還要具有一定的承受能力；另外鍋爐本體還要具

15、有良好的傳熱性能。前燃燒設(shè)備：鏈條爐排的爐排塊是裝在有連鏈輪帶動(dòng)的鏈條上的，煤自爐煤斗落至爐排上，爐排由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)自前往后緩慢移動(dòng)，通過限制煤層厚度的煤閘板把煤代入爐膛。由于受到爐膛的輻射和爐膛中火焰與煙氣的輻射熱，進(jìn)入爐膛的煤層在前進(jìn)中溫度不斷提高而干燥，然后放出揮發(fā)份而著火，在前進(jìn)中逐漸燃燒完全，最后把燃盡后的灰渣由裝置在爐排末端的除渣板（俗稱老鷹鐵）鏟落至渣斗。為了適應(yīng)不同燃燒區(qū)段空氣量的要求，煤層下的送風(fēng)采取分段送風(fēng)，且所用風(fēng)壓不同，這樣能保證燃燒充分，還有一定的燃燒強(qiáng)度，能給鍋爐提供足夠的可利用熱能，進(jìn)而提高鍋爐的效率。鍋爐爐墻：爐墻是用來把鍋爐中的煙氣、受熱面和外界隔絕，保證和提

16、高鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。其主要作用防止外界的冷空氣等漏入煙道和爐膛，防止鍋爐熱量的損失，減少鍋爐的散熱損失，以及組成煙氣的流道。爐墻內(nèi)層用耐火磚砌成，間隙不夠的地方用火混凝土澆制；耐火層外用絕熱性能良好的保溫層做絕熱層；最外面用鋼板做成外部密封層。金屬框架起支撐、穩(wěn)定作用，要具有一定的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。熱水鍋爐的特點(diǎn)：熱水鍋爐與蒸汽鍋爐相比，根本不同點(diǎn)是：鍋爐不產(chǎn)生蒸汽，進(jìn)出的都是水。水可以是強(qiáng)制流動(dòng)，也可以是自然循環(huán)。因此熱水鍋爐的特點(diǎn)如下：1. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，耗鋼量少，成本低；2. 對(duì)水質(zhì)要求相對(duì)較低，工作壓力不高，故安全性較好；3. 工質(zhì)溫度較低，易產(chǎn)生煙氣側(cè)的酸腐蝕；4. 熱水鍋

17、爐多用于供暖，鍋爐多為不合理的間斷運(yùn)行，啟動(dòng)時(shí)金屬壁溫較低，極易結(jié)露、粘灰；5. 熱水鍋爐季節(jié)性很強(qiáng)，要求系統(tǒng)設(shè)計(jì)要考慮供熱負(fù)荷調(diào)節(jié)的可能，同時(shí)也要求鍋爐有較大的適應(yīng)性；6. 運(yùn)行操作方便；7. 熱水鍋爐在突然停電、停泵時(shí)，鍋水容易汽化，必須采取措施以保證鍋爐工作的安全。2.2 方案論證對(duì)于鍋爐的設(shè)計(jì)，可以采用局部設(shè)計(jì)方案，也可以采用整體設(shè)計(jì)方案。本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是對(duì)整個(gè)鍋爐進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般來說，不適合采用局部的設(shè)計(jì)。整體設(shè)計(jì)是為了保證鍋爐出力和參數(shù)的條件下，盡量的使用原有的設(shè)備，對(duì)鍋爐進(jìn)行大規(guī)模的徹底的設(shè)計(jì)。由于利用了一些原有的設(shè)備，整體設(shè)計(jì)可以節(jié)約一定的成本，而且能夠滿足鍋爐的額定出力，滿足鍋

18、爐的負(fù)荷要求，但是整體設(shè)計(jì)的改動(dòng)較大，工期較長(zhǎng)，而且設(shè)計(jì)后的和原有的設(shè)備的壽命不同，兩者之間存在著隱患。相比較而言，整體的設(shè)計(jì)就有更大的優(yōu)點(diǎn)。整體的設(shè)計(jì)就是保持原有的燃燒受熱面和對(duì)流受熱面不便，只是對(duì)相關(guān)的差異性的地方進(jìn)行設(shè)計(jì)，這可以說是合條件的適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)主要應(yīng)用了局部的設(shè)計(jì)方案，主要的設(shè)計(jì)有：設(shè)計(jì)了鍋內(nèi)裝置；優(yōu)化了一次風(fēng)系統(tǒng)；增加了外伸煙道，是布置趨于合理；對(duì)鍋爐頂棚，平臺(tái)及扶梯的設(shè)計(jì)。該方案的優(yōu)點(diǎn)是避免了過多的能源浪費(fèi)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工程的工期短，工作量少。本次設(shè)計(jì)的課題為szl7.0-1.0/115/70-ai，該鍋爐屬于低壓小型工業(yè)鍋爐，受到應(yīng)用條件的限制，需要停爐和起爐，負(fù)荷經(jīng)

19、濟(jì)變化，采用雙鍋筒，正是基于此。因雙鍋筒水容量較大，并且有較大的蓄熱能力，所以適應(yīng)負(fù)荷變化能力強(qiáng)，且氣壓穩(wěn)定，運(yùn)行特性好，自然循環(huán)特性條件好，對(duì)于低壓鍋爐單靠輻射受熱面是不夠的，而雙鍋筒可以布置較多的對(duì)流受熱面。采用縱置式可以使鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，便于安裝。設(shè)計(jì)后的熱水鍋爐也沿襲了蒸汽鍋爐的這些優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，熱水鍋爐還有自己的特點(diǎn)：熱水鍋爐自然循環(huán)的運(yùn)動(dòng)壓頭來自水溫差而產(chǎn)生的密度差，其植極小。由于熱水所載帶的只是物理顯熱，不存在蒸發(fā)潛熱，熱水的載熱量要比蒸汽小得多，熱水鍋爐鍋水不濃縮，水質(zhì)變化不大，因此對(duì)補(bǔ)給水硬度要求忽略低點(diǎn)，此外，熱水鍋爐的低溫受熱面容易發(fā)生低溫腐蝕和堵灰。為了減少不完全燃

20、燒損失，以便提高熱效率，在爐膛和鍋爐管束之間布置燃盡室，燃盡室既可以調(diào)節(jié)合理煙速，煙氣中的飛灰在其中起飛灰沉淀作用，也承擔(dān)部分的換熱，使得未燃物得到充分的燃燒，同時(shí)，也起了保護(hù)后面管束免受磨損的作用。鍋爐管束中煙氣作橫向沖刷。煙道橫向，可以降低鋼耗，減少總體尺寸。對(duì)于管束，采用順列布置，目的是為了傳熱的效果較好，減少煙氣的流動(dòng)阻力，管的磨損較小，降低電耗，提高效率，同時(shí)也使加工工藝簡(jiǎn)化。因?yàn)闊煔饬鞒讨杏袥_刷死角，可以采用較小的熱有效系數(shù)來補(bǔ)償，而三個(gè)煙道流通截面積逐漸減小，保證了煙速的均勻性，換熱效果好。同時(shí)每一流程都設(shè)置了漏灰裝置。管束在節(jié)距的選擇上主要考慮以下因素：第一，相鄰兩根管子焊接時(shí)

21、，熱影響區(qū)不重合；第二，焊縫及熱影響區(qū)內(nèi)，不可開孔；第三，保證煙速合理性。煙氣溫度的選取重點(diǎn)是爐膛出口煙溫l”和排煙溫度py的選取。由于l” 直接影響鍋爐的經(jīng)濟(jì)性和安全性，所以l” 的選擇一定要合理：若l” 過低，不經(jīng)濟(jì)且爐膛溫度水平降低，對(duì)燃燒不利，使固體和氣體不完全燃燒損失增加；若l” 過高，將引起受熱面結(jié)渣，影響鍋爐的安全可靠運(yùn)行。所以對(duì)一般煤種，在熱水鍋爐中，l” 應(yīng)選擇在900-950范圍內(nèi)。同樣對(duì)排煙溫度的選擇，也應(yīng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析來選取：若py降低，鍋爐排煙熱損失減少，效率提高從而節(jié)約燃料，降低鍋爐運(yùn)行費(fèi)用。但py 過低時(shí)，傳熱不良從而使尾部受熱面增加，體積增大，金屬耗量增加，

22、投資增加，同時(shí)py 太低時(shí)尾部受熱面易發(fā)生低溫腐蝕或堵灰，影響運(yùn)行可靠性。所以py 在d6t/h的鍋爐中，根據(jù)所用煤種水分和硫分的大小，不宜低于150，通常新設(shè)計(jì)鍋爐取為160-180。為了降低py，鍋爐尾部設(shè)有尾部受熱面：空氣預(yù)熱器?？諝忸A(yù)熱器除了可以為燃料提供熱空氣，改善著火和燃燒條件外，更重要的是，降低排煙溫度。因此必須布置入口溫度為30的空氣預(yù)熱器。為了煙氣側(cè)和空氣側(cè)放熱系數(shù)接近，得到較大的傳熱系數(shù)，盡量使wk/wy=1/2，使流動(dòng)趨于逆流，可以得到較大的溫壓。2.3 鍋爐基本特性2.3.1 鍋爐基本特性表2-1 鍋爐規(guī)范鍋爐型號(hào)szl7.0-1.0-115/70-ai供熱量7.0 m

23、w出水溫度115工作壓力1.0mpa回水溫度70.0排煙溫度170冷空氣溫度302.3.2 燃料特性表2-2 設(shè)計(jì)燃料序號(hào)名稱符 號(hào)單 位數(shù) 值1碳%38.462氫%2.163氧%4.654氮%0.525硫%0.616水份%10.507灰份%43.108揮發(fā)份%21.919低位發(fā)熱值kj/kg135362.3.3管子特性表2-3 管子特性名稱管徑厚度節(jié)距排列及氣流流向符號(hào)橫向縱向管子排列方式煙氣沖刷方式煙氣與工質(zhì)流向單位mmmmmm水冷壁125125鍋爐管束125125順列橫向交叉流空氣預(yù)熱器錯(cuò)列縱向交叉流下降管熱水引出管2.3.4主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)表2-4 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)鍋爐效率,排煙溫度,燃料

24、消耗,/s給水溫度,81.261700.7356702.3.5鍋爐基本尺寸表2-5 鍋爐尺寸爐膛寬度爐膛深度上下鍋筒中心距鍋爐外形尺寸長(zhǎng)寬高單位數(shù)值23005653420010100332088002.4 鍋筒及爐內(nèi)設(shè)備鍋筒是容納水的筒形受壓容器，采用雙鍋筒結(jié)構(gòu)，既經(jīng)濟(jì)易安裝，檢修固定方便。2.4.1上鍋筒內(nèi)徑1200，壁厚22，筒身長(zhǎng)8260，包括兩側(cè)封頭一起為9200。上鍋筒筒身用20鋼板熱卷冷校而成，封頭為20鋼沖壓而成的橢圓形封頭，為了焊接方便，封頭和筒身壁厚都采用一致即22。鍋內(nèi)裝置：安裝有隔水板和配水管，隔水板位于下降管和管束第一排管中間，配水管兩頭開有均勻小孔，將回水管給下降管均

25、勻分配。2.4.2下鍋筒下鍋筒內(nèi)徑1000，壁厚22，筒身長(zhǎng)3700，包括兩側(cè)封頭一起為4500，筒身及封頭都為20鋼板制成。下鍋筒底部有定期排污管，以便排出雜志和沉淀物。上下鍋筒之間有管束。2.4.3水冷壁在鍋爐爐膛內(nèi)經(jīng)常布置大量水冷壁，一方面可以充分發(fā)揮輻射受熱面熱強(qiáng)度的特點(diǎn)，同時(shí)它用來保護(hù)爐強(qiáng)免受高溫破壞使灰渣不易粘結(jié)在爐墻上，防止?fàn)t膛被沖刷磨損，過熱破壞。它是自然循環(huán)鍋爐構(gòu)成水循環(huán)回路不可缺少的重要部件。本鍋爐爐膛內(nèi)四壁都布置有水冷壁，其中前墻有18根512的碳素鋼管節(jié)距為125 組成，前墻水冷壁管組下部焊在2196的集箱上，上部直接與鍋筒焊接在一起，后墻與前墻相同由18根512的碳素

26、無(wú)縫鋼管組成。兩側(cè)水冷壁分別由18根512的碳素?zé)o縫鋼管節(jié)距為125 組成。2.4.4燃燒設(shè)備燃燒由煤斗和正轉(zhuǎn)鏈條爐排及其傳動(dòng)裝置組成，爐排有效燃燒面積為11.45。2.4.5鍋爐管束上下鍋筒中心距為4200，中間由432根512碳素?zé)o縫鋼管脹接在上下鍋筒上組成，管子順列布置，橫向24根，縱向18根，橫向節(jié)距為125，縱向節(jié)距為125。上下鍋筒及管束通過上鍋筒支撐在鍋爐鋼架上。2.4.6空氣預(yù)熱器：采用鋼管式空氣預(yù)熱器，單級(jí)錯(cuò)列布置，由800根401.5組成，橫向節(jié)距70mm,縱向節(jié)距50mm，高2.75 mm，煙氣在管內(nèi)自上而下流動(dòng)，空氣在管外做橫向沖刷?？諝鈨纱谓徊媪鲃?dòng)，冷空氣由30被加熱

27、到160變成熱空氣后由熱空氣管道進(jìn)入爐膛，空氣預(yù)熱器的受熱面積為311.896m2。2.5 鋼架、平臺(tái)和扶梯為了支撐鍋筒、集箱、管子及爐墻，設(shè)置了鋼架，鍋爐本體重量由剛架傳至基礎(chǔ)，為安裝、檢查和維修，設(shè)置了平臺(tái)，各平臺(tái)之間由扶梯連接。2.6 爐墻爐膛爐墻的負(fù)荷作用在鋼架和基礎(chǔ)，分二層。內(nèi)層為耐火磚，外層為硅藻土保溫磚，在側(cè)墻上分別在前拱下方，鍋爐管束中部，燃盡室，以及后拱上方均開有人孔，以便安裝維修，清除灰渣。2.7 鍋爐范圍內(nèi)的閥門儀表鍋爐產(chǎn)生的熱水由主出水管供給用戶。為了保證鍋爐安全，裝有兩個(gè)安全閥，同時(shí)在上鍋筒裝有兩個(gè)壓力表以便觀察壓力，有排氣閥一個(gè)，水壓表兩個(gè)。2.8 本章小結(jié)本章主要

28、對(duì)本文所設(shè)計(jì)的鍋爐進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，著重論述了鍋爐的合理性、主要的設(shè)計(jì)參數(shù)的選取及本設(shè)計(jì)鍋爐的主要的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)對(duì)本次設(shè)計(jì)中涉及的計(jì)算給出了論述。通過下文計(jì)算可知上述論證合理，符合實(shí)際工程要求。第3章 鍋爐熱力計(jì)算3.1 鍋爐規(guī)范和基本參數(shù)計(jì)算3.1.1 鍋爐規(guī)范1鍋爐額定供熱量 =7mw2鍋爐工作壓力 =1.0mpa3額定給水溫度 =704額定出水溫度 =1155冷空氣溫度 =306排煙溫度 =1803.1.2 燃料特性1燃料名稱：吉林通化 2燃料工作基（應(yīng)用基）成分碳 =38.46%氫 =2.16%氧 =4.65%氮=0.52%硫 =0.61%水分 =10.50% 灰分 =43.10%揮發(fā)分

29、 =21.91%3. 燃料低位發(fā)熱量=13536kj/kg3.1.3 鍋爐各受熱面漏風(fēng)系數(shù)和過?？諝庀禂?shù)煙道各處過量空氣系數(shù)，各受熱面的漏風(fēng)系數(shù)，列于表ii-1中。爐膛出口過量空氣系數(shù)按表2-1（1）取。煙道中各受熱面的漏風(fēng)系數(shù)按表2-3取。表3-1 煙道中各處過量空氣系數(shù)及各受熱面的漏風(fēng)系數(shù)煙道名稱過量空氣系數(shù)漏風(fēng)系數(shù) 爐 膛1.450.1燃 盡 室1.451.500.05鍋 爐 管 束1.501.600.1空 氣 預(yù) 熱 器1.701.800.13.1.4 理論空氣量的計(jì)算1. 理論空氣量及=1時(shí)的燃燒產(chǎn)物容積的計(jì)算理論空氣量=0.0889（cy+0.375sy）+0.265hy-0.03

30、33oy =3.857nm3/kgro2理論容積=0.01866（cy+0.375sy）=0.722 nm3kgn2理論容積=0.79vo+0.8ny/100=3.501nm3/kgh2o理論容積=0.111hy+0.0124wy+0.0161vo=0.432nm3/kg3.1.5 煙氣特性表表3-2 煙 氣 特 性 表序號(hào)名稱符號(hào)單位計(jì)算公式及來源爐 膛燃盡室鍋爐管束空氣預(yù)熱器1入口過量空氣系數(shù)1.451.51.72出口過量空氣系數(shù)1.451.51.61.83平均空氣系數(shù)（+）/21.451.4751.551.754水蒸汽容積nm/+0.0161(-1)v0.45990.46150.4662

31、0.47865煙氣總?cè)莘enm/+voh2o+von2+（pj-1）v6.39076.48716.77467.54786ro2容積份額vro2/vy0.1130.11130.10650.09577h2o容積份額voh2o/vy0.06760.06660.06380.05728三原子氣體容積份額rro2+rh2o0.18060.17790.17030.15299煙氣重量/1-ay/100+1.036pjv6.32946.42876.72677.521210飛灰濃度/ayafh/(100g)0.01360.01340.01280.0115注：飛灰份額afh按表2-1取0.2。3.2 焓溫表表3-3

32、寒溫表煙氣溫度vro2=0.722(m3)標(biāo)準(zhǔn)/kgvon2=3.501(m3)標(biāo)準(zhǔn)/kgvoh2o =0.432(m3)標(biāo)準(zhǔn)/kgv=3.857(m3)標(biāo)準(zhǔn)/kgcco2kj/(m3)標(biāo)準(zhǔn)iro2= vro2* cco2kj/kgcn2kj/(m3)標(biāo)準(zhǔn)in2= vn2 * cn2kj/kgch2okj/(m3)標(biāo)準(zhǔn)ih2o= vh2o* ch2okj/kgckkj/(m3)標(biāo)準(zhǔn)iko=vo* ckkj/kg100170122.74 130 396.63 151 65.23 132 509.12 200358258.48 260 793.26 305 131.76 266 1025.96 3

33、00559403.60 392 1195.99 463 200.02 403 1554.37 400772557.38 527 1607.88 626 270.43 542 2090.49 500994717.67 664 2025.86 795 343.44 684 2638.19 6001225884.45 804 2453.00 969 4183.61 830 3201.31 70014621055.56 948 2877.09 1149 496.37 978 3772.15 80017051231.01 1094 3337.79 1334 576.29 1129 4354.55 900

34、19521409.34 1242 3789.34 1526 659.23 1282 4944.67 100022041591.29 1392 4246.99 1723 744.34 1437 5542.51 110024581774.68 1544 4710.47 1925 831.60 1595 6151.92 120027171961.67 1697 5177.55 2132 921.02 1753 6761.32 130029772149.39 1853 5653.50 2344 1012.61 1914 7382.30 140032392338.56 2009 6129.46 2559

35、 1105.49 2076 8007.13 150035032529.17 2166 6608.47 2779 1200.53 2239 8635.82 160037692721.22 2325 7093.58 3002 1296.86 2403 9268.37 170040362913.99 2484 7578.68 3229 1394.93 2567 9900.92 表3-4溫度iy= iy+(-1) iko kj/kg1.451.51.61.8iiiiiiii100991.90 2001799.08 2004.27 1012.37 3002732.23 933.15 3043.11103

36、8.844003689.98 957.75 5004669.88 979.90 6007006315.10 8007104.64 7322.37 9008083.01 978.37 8330.25 1007.88 10009076.75 993.74 9353.88 1023.63 110010085.38 1008.63 10392.98 1039.10 120011102.83 1017.45 130012137.54 1034.71 140013176.72 1039.18 150014224.29 1047.57 160015282.43 1058.14 170016343.01 10

37、60.58 3.3 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算表3-5 熱平衡及燃料消耗量計(jì)算序號(hào)名稱符號(hào)單位計(jì)算公式或來源數(shù)值1燃料低位發(fā)熱量kj/由給定燃料定135362冷空氣溫度給定303理論冷空氣焓kj/152.744排煙溫度假設(shè)1805排煙焓kj/查煙氣焓溫表1801.86固體不完全燃燒損失%1表2-1147氣體不完全燃燒損失%1表2-118排煙損失%9.5889散熱損失%1表2-61.710飛灰份額afh1表2-60.211灰渣焓kj/按附表取（600）55412灰渣物理熱損失%1.41113鍋爐總熱損失%28.69914鍋爐熱效率%71.30122鍋爐輸出熱量mw給定700024燃料消耗量/s0

38、.735625計(jì)算燃料消耗量/s0.632629保熱系數(shù)0.97673.4 爐膛計(jì)算 3.4.1 爐膛結(jié)構(gòu)特性計(jì)算 1. 爐排面積熱負(fù)荷qr=800kw/m2爐排面積r=12.45 m2取爐排長(zhǎng)度l=5.93m 爐排寬度=2.1m3.4.1.1 爐膛周界面積計(jì)算 a.前墻面積fq光管面積：fq1=2.4682.1+0.5(1.2+2.1)0.26=5.4818覆蓋耐火磚面積：fq2=(0.990+0.996+1.229)2.1=6.7515前墻總面積：fq= fq1fq23=12.2333b.后墻面積fh光管面積：fh1=2.4682.1+0.5(1.2+2.1)0.26=5.4818覆蓋耐火

39、磚面積：fh2=(0.5+3.991+2.0)2.1=13.6311后墻總面積：fh=fh1+fh2 =19.1129c.側(cè)墻面積fzc 光管面積 fc1=2.32.9982=13.7448 耐火磚面積 fc2=17.8748 側(cè)墻總面積：fc= fc1+ fc2=31.62 f.出口窗面積fch 出口窗面積：fch=1.7995 g.爐排面積r=12.45 周界面積：fl=fq+fh+f+fch+r=77.21573.4.1.2 爐膛容積計(jì)算 =33.2m33.4.1.3 輻射受熱面積的計(jì)算a.前墻輻射受熱面積hq光管：s/d=125/51=2.45,e/d=0.5,x=0.735 hq1=

40、xfq1=0.7355.4818=4.0291耐火磚：hq2=0.15fq2=0.156.7515=1.752前墻總輻射受熱面積：hq= hq1hq2=5.0418b.后墻輻射受熱面積hh光管: s/d=125/51=2.45,e/d=0.5,x=0.735 hh1=xfh1=0.7355.4818=4.0291耐火磚：hh2=0.15fh2=0.1513.6311=2.0447后墻總輻射受熱面積：hh=hf1+hf2=6.0748c.側(cè)墻輻射受熱面積hc側(cè)墻光管：s/d=125/51=2.45,e/d=0.5,x=0.735 hc1=xfc1=0.73513.7448=10.1024 覆蓋耐

41、火涂料面積：hc2=0.3fc2=0.317.8748=5.3624 側(cè)墻總輻射受熱面積：hc=hc1+hc2=15.4648f.出口窗輻射受熱面積hch 錯(cuò)列布置 x=0.52 出口窗輻射受熱面積：hch=0.521.7995=0.9357 總輻射受熱面積hf hf=hq+hh+hc+hch=27.51713.4.1.4 有效輻射層厚度=1.5479m3.4.1.5 爐膛水冷度=0.43523.4.1.6 火床與爐墻面積比=0.19693.4.2 爐膛傳熱計(jì)算表3-6 爐膛傳熱計(jì)算序號(hào)名 稱符號(hào)單 位計(jì)算公式或來源數(shù) 值1輸入熱量kj/kg表 3-6135362冷空氣理論焓kj/kg表3-5

42、152.743爐膛出口過量空氣系數(shù)表3-31.454爐膛漏風(fēng)系數(shù)先假定再校核0.15熱空氣溫度1506熱空氣焓kj/kg表 3-3767.547空氣帶入熱量kj/kg1051.458入爐熱量kj/kg14586.489理論燃燒溫度表3-5147510爐膛出口煙氣溫度假設(shè)98011爐膛出口煙氣焓kj/kg表3-5887812平均熱容量kj/kg11.5313水蒸氣容積份額表3-50.067614三原子氣體容積份額表 3-50.180615飛灰濃度kg/kg表 3-50.013616三原子氣體輻射減弱系數(shù)1/mmpa0.045817飛灰輻射減弱系數(shù)1/mmpa0.889318系數(shù)1/mmpa按表4

43、-7查0.1519煙氣輻射減弱系數(shù)1/mmpa1.085120火焰黑度0.814421水冷壁表面黑度取定0.822爐膛黑度0.746323計(jì)算燃料耗量kg/s表 3-60.632624保熱系數(shù)表3-60.976725波爾茨曼準(zhǔn)則0.71326管外結(jié)灰層熱阻m2/kw層燃爐取2.62.627爐內(nèi)傳熱量kj/kg5575.4728輻射熱流密度kw/ m2106.91729金屬管壁溫度k365.530系數(shù)值0.090931無(wú)因次方程-1.020332系數(shù)表4-4查0.671133系數(shù)表4-4查0.214434無(wú)因次溫度0.67435爐膛出口煙氣溫度90536爐膛出口煙氣焓kj/kg表 3-58133

44、37爐內(nèi)輻射傳熱量kj/kg6303.1138輻射熱流密度kj/kg120.87與假設(shè)爐膛出口煙氣溫度相差42.2，小與100，因此不用重新計(jì)算。3.5 燃盡室計(jì)算3.5.1 燃盡室結(jié)構(gòu)計(jì)算3.5.1.1 燃盡室周界面積計(jì)算a.前墻面積fq光管面積：fq1=42.1+0.52.30.26-1.7995=7.0295入口窗：fq2=1.7995前墻總面積：fq=fq1+fq2=8.829b.后墻面積fh覆蓋耐火磚面積：fh1=1.01.1=1.1光管面積：fh2=7.0295-1.1=5.9295出口窗：fh3=1.7995后墻總面積：fh= fh1fh2fh3=8.829c.側(cè)墻面積fc側(cè)墻覆

45、蓋耐火磚面積：fc1=1.01.42=2.8側(cè)墻光管面積：fc2=(3+0.52) 1.42=9.856 側(cè)墻總面積：fc= fc1 fc2=12.656f.底面積：fd=1.42.1=2.94燃盡室周界面積:frj=fq+fh+fc+fd=33.2543.5.1.2 燃盡室容積 vrj=8.8291.4=12.3606m33.5.1.3 前墻輻射受熱面積a.前墻輻射受熱面積hq入口窗：x=0.48hq2=0.48fq2=0.481.7995=0.8638前墻輻射受熱面積hq= hq2=0.8638b.后墻輻射受熱面積hh耐火層：hh1=0.15fh1=0.151.1=0.165光管：hh2=

46、0.735fh2=0.7355.9295=4.3582出口窗：x=0.52 hh3=0.52fh3=0.521.7995=0.9357后墻輻射受熱面積hh=hh1+hh2+ hh3=5.4589c.側(cè)墻輻射受熱面積hc耐火磚：hc1=0.3fc1=0.32.8=0.84光管：s/d=120/51=2.35 e/d=0.5 x=0.735hc2 =0.735fc2 =0.7359.856=7.2442側(cè)墻輻射受熱面積hc = hc1+ hc2=7.9792燃盡室輻射受熱面積hrjhrj=hq+hh+hc=14.30199.有效輻射層厚度 s=3.6vrj/frj=3.612.3606/33.25

47、4=1.338m10.水冷度x=hrj/frj=14.3019/33.254=0.433.5.2 燃盡室熱力計(jì)算表3-7 燃盡室傳熱計(jì)算見表序號(hào)名稱符號(hào)單位計(jì)算公式或來源數(shù)值1入口煙溫。c表 3-79052入口煙焓kj/kg表 3-781333漏風(fēng)系數(shù)表3-30.054理論冷空氣焓kj/kg表3-6152.745出口煙溫。c假設(shè)8506出口煙焓kj/kg表 3-57326.317煙氣平均溫度k1150.178平均熱容量kj/kg。c14.80599水蒸氣容積份額表3-40.066610三原子氣體容積份額表 3-40.177911飛灰濃度/表 3-40.013412三原子氣體輻射減弱系數(shù)1/mmpa0.059713飛灰輻射減弱系數(shù)1/mmpa0.759714煙氣輻射減