吉林大學 鍋爐課程設計說明書

1、本科生課程設計 題目: 鍋爐課程設計-26題學生姓名： 劉泰秀42101020 專 業(yè)：熱能與動力工程（熱能） 班 級： 421010班 一、設計任務 1.本次課程設計是一次虛擬鍋爐設計，主要目的是為了完成一次完整的熱力計算。 2.根據所提供參考圖紙，繪制A0圖紙2張，其目的是為掌握典型鍋爐的基本機構及 工作原理。 3.以鍋爐課程設計指導書為主要參考書，以電站鍋爐原理、鍋爐設計手冊為輔助參考資料，進行設計計算。二、題目要求 鍋爐規(guī)范： 1.鍋爐額定蒸發(fā)量 670t/h 2.給水溫度：222 3.過熱蒸汽溫度：540 、壓力（表壓）9.8MPa 4.制粉系統(tǒng)：中間倉儲式 5.燃燒方式：四角切線圓

2、燃燒 6.排渣方式：固態(tài) 7.環(huán)境溫度：20 8.蒸汽流程：指導書4頁 三、鍋爐結構簡圖 四、計算表格設計煤種名稱CarHarOarNarSarAarMarQar棗莊甘霖井56.903.642.250.880.3128.317.7122362燃燒計算表序號項目名稱符號單位計算公式及數據結果1理論空氣量V0m3/kg0.0889*(Car+0.375*Sar)+0.265*Har-0.0333*Oar5.9584 2理論氮容積V0N2m3/kg0.8*Nar/100+0.79*V04.7142 3RO2容積VRO2m3/kg1.866*Car/100+0.7*Sar/1001.0639 4理論干

3、煙氣容積V0gym3/kgV0N2+VRO25.7781 5理論水蒸氣容積V0H2Om3/kg11.1*Har/100+1.24*Mar/100+1.61*dk*V00.5956 6飛灰含量fh查表2-40.9煙氣特性表鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算序號名稱符號單位公式結果1鍋爐輸入熱量QrkJ/kgQrQar,net223622排煙溫度py先估后校1403排煙焓hpykJ/kg查焓溫表1705.44 4冷空氣溫度tlk取用205理論冷空氣焓h0lkkJ/kgh0lk=(ct)kV0157.81 6化學未完全燃燒損失q3%取用0.67機械未完全燃燒損失q4%取用1.58排煙處過量空氣系數py低溫空

4、預器出口過量空氣系數1.399排煙損失q2%（100-q4）(hpy-pyh0lk)/Qr6.55 10散熱損失q5%取用0.511灰渣損失q6%式（2-13）0.00 12鍋爐總損失q%q2+q3+q4+q5+q69.15 13鍋爐熱效率%100-q90.85 14保熱系數1-q5/(+q5)0.995 15過熱蒸汽焓hggkJ/kg高溫過熱器出口參數（附表B-7）3476.4516給水溫度tgs設計給定22217給水焓hgskJ/kg低溫省煤器入口參數（附表B-7）955.69318鍋爐實際負荷Dkg/h以額定負荷計算67000019鍋爐有效利用熱AkJ/hDgr(hgg-hgs)1688

5、90719020實際燃料消耗量Bkg/h100*Q/(*Qr)83129.09 21計算燃料消耗量Bjkg/hB(1-q4/100)81882.15 爐膛結構簡圖爐膛結構數據序號名稱符號單位公式結果1前墻總面積Aq10.67*（3.316+5.703/2）+31.978*(8.49+2*1.84)454.98 2側墻總面積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后墻總面積Ah11.075*(2.012+1.305)+5.703/2)+18.711*(8.49+2*1.827)+11.075*2.93327.944噴燃器及門孔面積Ayc125爐頂面積Ald(4.888+1.292)*11.075-2*0.5*1.292*1.29266.766爐膛與屏交界面積A2(10.056+0.324+0.496)*11.075136.47爐墻總面積A1Aq+2Ac+Ah+Ald+A21406.08 8爐膛截面面積AA9.967*11.075-1.

7、2922*2121.29水冷壁管外徑d6010水冷壁管節(jié)距S6411管子至墻中心距e012水冷壁角系數Xs10.9813爐頂角系數Xld0.9814出口煙窗角系數Xyc115爐膛容積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煙窗中心線的距離H1m28.6217冷灰斗二等分平面到爐頂的距離H0m34.5218冷灰斗二等分平面到燃燒器中心線的距離Hrm7.1619爐膛總有效輻射受熱面Alz0.98x(A1-A2-Ayc)+A21368.93 20爐膛水冷程度XAlz/A10.97 21爐膛有效輻射

8、層厚度sm3.6*V1/A18.08 爐膛熱力計算頂棚熱力計算序號名稱符號單位公式結果1頂棚管徑dmm38.002節(jié)距Smm47.503排數n200.004頂棚管角系數x附錄A-10.985頂棚面積Aldm268.846蒸汽流通面積Altm20.147爐膛頂棚熱負荷分配不均勻系數h附錄A-60.688爐膛頂棚總輻射吸熱量QldkJ/h3.6hqsAld32586926.069減溫水總流量Djwkg/h先估后較25000.0010爐膛頂棚蒸汽流量Dldkg/hD-Djw645000.0011爐膛頂棚蒸汽焓增hldkJ/kgQld/Dld50.5212爐膛頂棚進口蒸汽焓hldkJ/kg查附錄B-6

9、,B-72704.6013爐膛頂棚出口蒸汽焓hldKJ/kghld+hld2755.1214爐膛頂棚出口蒸汽溫度tld查附錄B-6,B-7326.06屏式過熱器結構尺寸序號名稱符號單位公式結果1管子外徑dmm 2屏的片數Z16.003每片屏的管子排數n41664.004屏的深度Lm2.995屏的平均高度hm10.676一片屏的平面面積Apm228.077屏的橫向節(jié)距S1mm屏的間距591.008比值1S1/d14.079屏的縱向節(jié)距S2mm46.0010比值2S2/d1.1011屏的角系數xp附錄A-1 曲線50.9812屏的計算受熱面積Apjm22ApxpZ880.2813屏區(qū)頂棚面積Adp

10、m2寬深角系數29.7614屏區(qū)兩側水冷壁面積Aslm2高深角系數262.5315屏區(qū)附加受熱面積Apfjm2Adp+Asl92.2916煙氣進屏流通面積Apm2(9.263+2.538)-16*0.042*(9.263+2.538)122.2517煙氣出屏流通面積Apm2(9.263+0.793)-16*0.042*(9.263+0.793)103.9518煙氣平均流通面積Aym22ApAp/(Ap+Ap)112.3619蒸汽流通面積Altm216163.14dn2/40.2120煙氣有效輻射層厚度sm21.8/(1/h+1/L+1/S1)0.8521屏區(qū)進口煙窗面積Achm2見表E9中A2

11、136.4022屏區(qū)出口煙窗面積Achm211.075*9.263102.51屏的熱力計算序號名稱符號單位公式結果1煙氣進屏溫度p查表3-9爐膛校核熱力計算即爐膛出口煙氣溫度11048.052煙氣進屏焓hypkJ/kg查表3-9爐膛校核熱力計算即爐膛出口煙氣焓hyl12531.313煙氣出屏溫度p先估后校850.004煙氣出屏焓hypkJ/kg查焓溫表9947.355煙氣平均溫度pj(p+p)/2949.036屏區(qū)附加受熱面對流吸熱量QdpfjkJ/kg先估后校380.007屏的對流吸熱量QdpkJ/kg(hyp-hyp+h0lk)-Qkpfj2189.828爐膛與屏相互換熱系數查附錄A-15

12、0.999爐膛出口煙窗的沿高度熱負荷分配系數yc查標準線算圖11（即附錄A-6）0.8010爐膛出口煙窗射入屏區(qū)的爐膛輻射熱量QfpkJ/kgyc(Q1-hyp)Ach/Alz947.0411屏間煙氣有效輻射層厚度sm查表4-5屏的結構數據表0.8512屏間煙氣壓力pMpa0.1013水蒸汽容積份額rH2O查表2-9煙氣特性表0.0814三原子氣體輻射減弱系數kq1/(m*Mpa)10.2(0.78+1.6rH2O)/10.2rps-0.1)(1-0.37Tpj/1000）11.0515三原子氣體和水蒸氣容積總份額r查表2-9煙氣特性表0.2216灰粒的輻射減弱系數kh1/(m*Mpa)559

13、00/d2h3(pj+273)2d2h88.4617煙氣質量飛灰濃度ykg/kg查表2-9煙氣特性表0.0318煙氣的輻射減弱系數k1/(m*Mpa)kqr+khy4.6919屏區(qū)煙氣黑度a1-e-kps0.3320屏進口對出口的角系數x(L/s1)2+1-L/s10.1021燃料種類修正系數r取用0.5022屏出口煙窗面積Ap查表4-5屏的結構數據表103.9523爐膛及屏間煙氣向屏后受熱面的輻射熱量QfpkJ/kgQfp(1-a)x/+0aAchT4pjr/Bj/3600 注：0=5.6710-11W/(m2*)156.4424屏區(qū)吸收的爐膛輻射熱QfpqkJ/kgQpf-Qfp790.6

14、025屏區(qū)附加受熱面吸收的輻射熱量QfpfjkJ/kgQfpq*Apfj/(Apj+Apfj)75.0226屏區(qū)水冷壁吸收的輻射熱量QfpslkJ/kgQfpq*Asl/(Apj+Apfj)50.8327屏區(qū)頂棚吸收的輻射熱量QfpldkJ/kgQfpq*Adp/(Apj+Apfj)24.1928屏吸收的輻射熱量QfpkJ/kgQfpq-Qfpfj715.5729屏吸收的總熱量QpkJ/kgQdp+Qfp2905.3930第一級減溫水噴水量Djw1kg/h估計9500.0031第二級減溫水噴水量Djw2kg/hDjw-Djw115500.0032屏中蒸汽流量Dpkg/hD-Djw2654500

15、.0033蒸汽進屏溫度tp先估后校350.0034蒸汽進屏焓hpkJ/kg查附錄B-6、B-7,按計算負荷下進屏p= Mpa2905.2535蒸汽出屏焓hpkJ/kghp+BjQp/Dp3268.7336蒸汽出屏溫度tp查附錄B-6、B-7,按計算負荷下進屏p= Mpa461.2237屏內蒸汽平均溫度tpj(tp+tp)/2405.6138平均傳熱溫差t1pj-tpj543.4239屏內蒸汽平均比體積vm3/kg查附錄B-6、B-7,按計算負荷下進屏p= Mpa (查表1-6及tpj)0.027540屏內蒸汽流速wqm/sDpv/(3600*Alt）24.3041管壁對蒸汽的放熱系數2W/(m

16、2*)2=Cd0查標準線算圖15（附錄A-10)2450.0042煙氣流速wym/s(1+pj/273)*BjVy/3600(其中Vy見表2-9）6.8743煙氣側對流放熱系數dW/(m2*)d=0CzCsCw57.0044灰污系數(m2*)/W查附錄A-14曲線2（吹灰）0.0145管壁灰污層溫度thbtpj+(+1/2)BjQp/(3.6Apj)961.7546輻射放熱系數fW/(m2*)f=a*072.2347利用系數查附錄A-14曲線2（吹灰）0.8548煙氣側放熱系數1W/(m2*)f+dd/(2s2x)770.9449對流傳熱系數kW/(m2*)1/1+(1+Qfpq/Qdp)(+

17、1/2)187.8750屏的對流傳熱量QdpkJ/kg3.6Apjt1k/Bj1848.1151計算誤差Qdp(估）-Qdp/Qdp18.4952屏區(qū)水冷壁的水溫ts 查計算負荷下汽包p= Mpa的飽和溫度310.9653平均傳熱溫差t2pj-ts638.0754屏區(qū)水冷壁對流吸熱量QdpslkJ/kg3.6kAslt2/Bj154.1555屏區(qū)頂棚進口蒸汽溫度tpld查表3-10爐膛頂棚輻射受熱面吸熱量 及工質焓增的計算表326.0656屏區(qū)頂棚進口蒸汽焓hpldkJ/kg查表3-10爐膛頂棚輻射受熱面吸熱量 及工質焓增的計算表2755.1257屏區(qū)頂棚蒸汽焓增hpldkJ/kg先估后校32

18、.0058屏區(qū)頂棚出口蒸汽焓hpldkJ/kghpld+hpld2787.1259屏區(qū)頂棚出口蒸汽溫度tpld查附錄B-6、B-7,按計算負荷下進屏p= Mpa (查表1-6)330.0260屏區(qū)頂棚平均汽溫tpldpj(tpld+tpld)/2328.0461平均傳熱溫差t3pj-tpldpj620.9962屏區(qū)頂棚對流吸熱量QdpldkJ/kg3.6kAdpt3/Bj221.4263屏區(qū)頂棚出總吸熱量QpldkJ/kg245.6264屏區(qū)頂棚蒸汽流量Dpldkg/h等于表3-10中Dld645000.0065屏區(qū)頂棚焓增hpldkJ/kgBjQpld/Dpld31.1866計算誤差檢查hp

19、ld(估）-hpld/hpld(允許誤差10）2.6367屏區(qū)附加受熱面對流吸熱量QdpfjkJ/kgQdpsl+Qdpld375.5768計算誤差Qdpfj(估）-Qdpfj/Qdpfj(允許誤差10）1.1869屏區(qū)受熱面總對流吸熱量QdpqkJ/kgQdpfj+Qdp2223.68高溫過熱器結構簡圖高溫過熱器的結構尺寸序號名稱符號單位公式結果1管子尺寸dmmdx5422冷段橫向節(jié)距及布置n1順列，逆流，雙管圈1003熱段橫向節(jié)距及布置nr順列，順流，雙管圈774橫向節(jié)距S1mm955橫向節(jié)距比1S1/d2.2626縱向節(jié)距S2mm877縱向節(jié)距比2S2/d2.0718管子縱向排數n220

20、9冷段蒸汽流通面積Alltm22n1d2n/4 注：dn單位為m0.1608 10熱段蒸汽流通面積Arltm22nrd2n/4 注：dn單位為m0.1238 11平均流通截面積Apj（Allt+Arlt）/20.1423 12煙氣流通截面積Aym2(11.075-79*0.042)*7.8348.4413冷段受熱面積Alm2n1n2dlpj(lpj=5.6m)1477.06 14熱段受熱面積Arm2nrn2dlpj(lpj=5.6m)1137.33 15頂棚受熱面積Aldm211.075*(1.009+0.879)20.9116管束前煙室深度lysm1.0117管束深度lgsm0.8818有效

21、輻射深度sm0.9d(412/-1)注：d單位為m0.188 高溫過熱器熱力計算低溫過熱器結構簡圖低溫過熱器結構尺寸序號名稱符號單位公式結果1布置順列，逆流，雙管圈2管子尺寸dmm383橫向排數n11774縱向排數n2205橫向節(jié)距S1mm956橫向節(jié)距比1S1/d2.57縱向節(jié)距S2mm80.78縱向節(jié)距比2S2/d2.124 9煙氣流通面積Aym2h(a-n1d)38.8810蒸氣流通面積Altm22n1*dn2/40.250 11低溫過熱器受熱面積Adgm2n1n2dlpj+xdbaldb1596.6712低溫過熱器前氣室深度Lqsm0.913低溫過熱器前管束深度Lqsm1.53314煙

22、氣有效輻射層厚度sm0.9d(412/-1)(d單位為m)0.197 低溫過熱器熱力計算省煤器結構簡圖省煤器結構尺寸序號名稱符號單位公式結果1布置錯列 逆流 雙面進水 雙層管圈2管子尺寸dmm323橫向節(jié)距S1mm864橫向節(jié)距比1S1/d2.68755縱向節(jié)距S2mm486縱向節(jié)距比2S2/d0.558 7橫向排數n11208縱向排數n2909受熱面積Axsm25411.813 10煙氣流通面積Aym248.2311水流通面積Asm2(23+24)*Pi*dn2/4*2*40.109 12煙氣有效輻射層厚度sm0.9d(412/-1)(d單位為m)0.070 13管束前及管束間氣室深度Lqs

23、m3.214管束深度Lgsm1.32省煤器的熱力計算空氣預熱器結構簡圖空氣預熱器結構尺寸序號名稱符號單位公式結果1布置錯列 雙面進風2管子尺寸mm403橫向節(jié)距S1mm704橫向節(jié)距比1S1/d1.755縱向節(jié)距S2mm426縱向節(jié)距比2S2/d1.057橫向排數n116*2743278縱向排數n243*2868管子根數N185769管箱高度Hm8.710管箱有效高度hxm8.5611空氣道平均高度Lm1.1712受熱面積Axkm226356.120 13煙氣流通面積Aym230.499 14空氣流通面積Akm234.737 15行程數n516煙氣有效輻射層厚度sm0.9d(412/-1)(d

24、單位為m)0.048 空氣預熱器熱力計算序號名稱符號單位公式結果1進口空氣溫度txk取用202進口理論空氣含hxkKJ/kg查焓溫表157.815 3空氣預熱器漏風系數sk表1-50.054高溫空氣預熱器空氣側出口過量空氣系數sk表4-151.055低溫空氣預熱器空氣側出口過量系數xk1.16出口空氣溫度txk先估后校2437出口理論空氣焓hxkKJ/kg查焓溫表2841.854 8低溫空氣預熱器對流吸熱量QxkdlKJ/kg 3019.544 9進口煙氣溫度xk即省煤器出口煙溫32010進口煙氣焓hyxkKJ/kg即省煤器出口煙焓6633.840 11空氣平均溫度tpj131.512漏風理論

25、空氣焓hlk0KJ/kg1074.319 13出口煙氣焓hyxkKJ/kghyxk-Qxkdl/+hlko3597.679 14出口煙氣溫度xk146.454 15煙氣平均溫度pj233.227 16煙氣流速ym/sBjVy(pj+273)/3600*273*Ay11.284 17煙氣側對流放熱系數xkdW/(m2)0ClC 附錄A-95418低空延期有效輻射層厚度sm查表4-180.048 19煙氣壓力pMpa0.120水蒸汽容積份額rH2O查表2-90.076 21三原子氣體和水蒸汽容積份額r查表2-90.207 22三原子氣體輻射減弱系數kq1/(mMpa) 73.293 23灰粒的輻射

26、減弱系數kh1/(mMpa)55900/（pj+273）2dh21/3159.179 24煙氣質量飛灰濃度ykg/m3查表2-90.024 25煙氣的輻射減弱系數k1/(mMpa)kqr+khy18.918 26煙氣黑度skW/(m2)1-e-kps0.087 27管壁灰污層溫度thbxk(tpj+pj)/2182.363 28煙氣側輻射放熱系數xkfW/(m2)0 (附錄A-11)2.618 29煙氣側放熱系數1W/(m2)(xkf+xkd) 取156.618 30空氣流速km/sBjV0(xk+xk/2）（tpj+273）/3600273Ak6.503 31空氣側放熱系數2W/(m2)0CzCsC 附錄A-774.832傳熱系數KxkW/(m2)12/1+2 =0.825.780 33轉換系數取1 134逆流平均溫差tnl （其中 ） 99.691 35傳熱溫差txktnl99.691 36低溫空氣預熱器對流吸熱量Qxkd2KJ/kg2978.110 37計算誤差允許誤差2%1.391 整體熱力計算誤差檢查序號名稱符號單位公式結果1假設進入爐膛熱風溫度 查表3-9爐膛熱力計算2802空氣預熱器出口熱風溫度 查空氣預熱器熱力計算表2433計算誤差 允許計算誤差374熱平衡計算中假設排煙溫度 查