SHL20-1.6-A型鍋爐設(shè)計(jì)

1、青島理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文論文題目-SHL20-1.6-A 型鍋爐設(shè)計(jì)摘要鍋爐作為一種能源轉(zhuǎn)換設(shè)備，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。它通過煤、石油或天然氣的燃燒放出的化學(xué)能，并通過傳熱把熱量傳遞給水，使水加熱（或變成蒸氣），熱水直供給工業(yè)生產(chǎn)和民用生活、供暖，所以鍋爐的主要任務(wù)是： 把燃料中的化學(xué)能最有效的轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是 SHL20-1.6-A，屬于蒸汽鍋爐。設(shè)計(jì)本著鍋爐運(yùn)行 的安全性和可靠性為首要設(shè)計(jì)特性的準(zhǔn)則。綜合考慮燃燒，傳熱，煙氣和空氣以及工質(zhì)的動(dòng)力特性以及磨損和腐蝕。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，煤的燃盡程度以及合理的煙氣

2、速度和排 煙溫度。同時(shí)，還要確保有一定的氣密性以保證爐膛內(nèi)進(jìn)行負(fù)壓燃燒。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中作為技術(shù)支持進(jìn)行了熱力計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算和煙風(fēng)阻力計(jì) 算。其中熱力計(jì)算包括爐膛、凝渣管、鍋爐管束、省煤器。為了使小型鍋爐的結(jié) 構(gòu)緊湊，大部分受熱面都布置在爐膛內(nèi)。 根據(jù)結(jié)構(gòu)，鍋爐出口布置凝渣管達(dá)到飛 灰和降塵作用；由于工作壓力低，容易產(chǎn)生煙氣側(cè)的酸腐蝕和鍋內(nèi)的氧腐蝕，所以采用鋼管省煤器，來達(dá)到降低排煙溫度的要求。利用CAD完成了鍋爐總圖、爐墻圖、上鍋筒展開圖、本體圖。關(guān)鍵詞 熱力計(jì)算,強(qiáng)度計(jì)算,煙風(fēng)阻力計(jì)算，水動(dòng)力計(jì)算-2 -Design of SHL20-1.6-A boilerAbstractBoilers

3、 as an en ergy conv ersi on equipme nt, in in dustrial producti on has been widely used. It does this by coal, oil or natural gas combustion release of chemical energy, and heat the heat transfer through the water, the water heati ng (or in to steam), hot water directsupply to thein dustrialproduct

4、ion and civil life,heat ing, so the main boiler man date:to fuel the chemical en ergy into heat en ergy the most effective.The graduation project topic is shl20-1.6-a,belonging to the naturalcirculation water tube boiler. Boiler design in line with the safety and reliability of the primary design fe

5、atures of the guidelines. Considering combustion, heat transfer, gas and air as well as dynamic properties of work ing fluids and wear and corrosi on. In the boiler desig nprocess, themain consideration is to ensure that the furnace fire, furnace heat radiati on sufficie nt coal burnout degree and a

6、 reas on able speedandexhaust gas temperature. At the same time, make sure there is a certa in degree of air tight ness to en sure n egative pressure with in the combusti on chamber.Throughout the design process as a technical support for the thermodynamic calculation,calculationof strength . Therma

7、l calculationwhich includes the furnace, burn room, boiler tubes, the provincialgas.For small boilers, compact structure, most of the heati ng surface are arranged in the furnace. According to the structure, boilers burn room layout export to the role of fly ash and dust; Due to the low pressure, pr

8、one to corrosion and acid gas side of the pot of oxygen erosion, so cast iron econo mizer, reduci ng the exhaust gas temperature requireme nts.Use of CAD, to complete the total Figure boiler, furnace wallchart,青島理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文the drum expa nsion pla n, body pla n.Keywords thermod yn amic calculati on, s

9、tre ngth calculati on, smoke wi nd resista nee calculati on-iii -青島理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文摘要 IAbstract II前言 1第1章鍋爐方案設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 21.1 方案論證 21.2設(shè)計(jì)鍋爐結(jié)構(gòu)及特性 31.2.1鍋爐各部分結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 31.2.2鍋爐特性 5第2章熱力計(jì)算 72.1鍋爐規(guī)范、輔助計(jì)算及熱平衡計(jì)算 72.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 72.1.2燃料特性 72.1.3輔助計(jì)算 72.2各部分熱力計(jì)算 112.2.1爐膛計(jì)算 112.2.2凝渣管計(jì)算 152.2.3鍋爐管束計(jì)算 172.2.4省煤器計(jì)算 202.3熱力計(jì)算的誤

10、差校核 222.4熱力計(jì)算結(jié)果匯總表 222.5本章小結(jié) 22第3章強(qiáng)度計(jì)算 243.1上鍋筒強(qiáng)度計(jì)算 243.1.1 筒節(jié)壁厚計(jì)算 243.1.2上鍋筒有孔封頭的強(qiáng)度設(shè)計(jì) 253.2安全閥排放能力計(jì)算 263.3本章小結(jié) 26第4章水動(dòng)力計(jì)算 274.1 熱工基本數(shù)據(jù) 274.2 回路結(jié)構(gòu)特性 284.3 上升管分段 284.4回路產(chǎn)氣量計(jì)算 294.5下降管阻力計(jì)算 294.6開始沸騰點(diǎn)位置與含汽管段高度的確定 設(shè)計(jì)參數(shù) 304.7各管段產(chǎn)氣量與汽水兩相流體含汽率的確定 304.8上升管阻力計(jì)算 314.9流動(dòng)壓頭與有效壓頭計(jì)算 334.10確定工作點(diǎn) 344.11循環(huán)可靠性檢驗(yàn) 354.

11、11.1 檢驗(yàn)停滯 174.11.2 檢驗(yàn)倒流 364.12 本章小結(jié) 38第5章鍋爐煙風(fēng)阻力計(jì)算 395.1 煙道阻力計(jì)算 395.2 煙道自生通風(fēng)力計(jì)算 405.3 爐排進(jìn)風(fēng)管阻力計(jì)算 405.4 本章小結(jié) 41結(jié)論 42致謝 43參考文獻(xiàn) 44附錄A 44附錄B 51-V -青島理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文蒸汽鍋爐在人們的日常生活中不可缺少的熱力設(shè)備。又因?yàn)槠浞植嫉牟块T 廣，數(shù)量多，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。它通過煤，石油等燃料的燃燒釋放 出的化學(xué)能，并通過傳熱把熱量傳給水， 使水加熱，熱水直接供給工業(yè)生產(chǎn)和民 用生活。隨著高科技的飛速發(fā)展，鍋爐的設(shè)計(jì)和應(yīng)用技術(shù)也得到了很大的提高，現(xiàn)在 燃燒機(jī)

12、械化，給水自動(dòng)化都已經(jīng)得到實(shí)現(xiàn)。然而，在我國(guó)東北，華北，西北地區(qū), 冬天寒冷，利用蒸汽鍋爐采暖，熱量損失巨大，與蒸汽鍋爐采暖相比，熱水系統(tǒng) 的熱量損失要小的多。因?yàn)樗褂玫氖菃蜗嘟橘|(zhì) 一熱水作為系統(tǒng)，無蒸汽產(chǎn)生， 漏水量很少，管道的散熱損失也少，同時(shí)，熱水鍋爐連續(xù)供給溫度不很高的熱水， 室內(nèi)溫度比較穩(wěn)定，系統(tǒng)比較安全，維修費(fèi)用比較低。因此，熱水采暖正逐步取 代原有的蒸汽采暖。本次的設(shè)計(jì)方案完成SHL-1.6-A的設(shè)計(jì)。鍋爐的燃燒設(shè)備采用機(jī)械化的鏈條 爐排，采用分段送風(fēng)，出灰有灰渣井。鍋爐的爐膛內(nèi)設(shè)有前后拱，燃燒后的煙氣 從爐室出來后在對(duì)流受熱面中多次繞行， 然后進(jìn)入尾部的煙道，在尾部的煙道設(shè)

13、有省煤器，用來加熱給水。本次設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案過程中，本著可靠性，經(jīng)濟(jì)性，簡(jiǎn) 單易行的原則，使個(gè)結(jié)構(gòu)的布置盡量首尾相顧，渾然一體。由于理論知識(shí)以及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的欠缺，希望通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)鍋爐的設(shè)計(jì) 和設(shè)計(jì)有更進(jìn)一步的了解和掌握， 并鞏固了基礎(chǔ)知識(shí)，設(shè)計(jì)中難免存在一些缺點(diǎn) 和錯(cuò)誤，懇請(qǐng)老師給予幫助和指正。-56 -第1章 鍋爐方案設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介1.1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)。整體設(shè)計(jì)可能夠滿足鍋爐

14、的額定出力，滿足鍋爐的負(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。整體的設(shè)計(jì)就是保持原有的燃燒受熱面和對(duì)流受熱面不變， 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。本次設(shè)計(jì)的課題為SHL201.6 A,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)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。 采用橫置

15、式可以使鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊， 尺 寸小，便于安裝。蒸汽鍋爐采用自然循環(huán)。由于熱水所載帶的只是物理顯熱，不 存在蒸發(fā)潛熱，蒸汽的載熱量要比熱水大得多，蒸汽鍋爐鍋水濃縮，水質(zhì)變化大， 因此對(duì)補(bǔ)給水硬度要求略高點(diǎn)。為了減少不完全燃燒損失，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。而三個(gè)煙道的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)置了吹灰器。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)，熱影響區(qū)不重合；

16、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?！?”鍋爐管束中煙氣作混合沖刷。煙道呈倒 S形，可以降低鋼耗，減少總體尺 寸。對(duì)于錯(cuò)列的管束，傳熱的效果好，但煙氣的流動(dòng)阻力大，對(duì)于管的磨損較大， 所以管束采用順列布置，目的是為了減少阻力，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，煙氣溫度的選取重點(diǎn)是爐膛出口煙溫 9 1和排煙溫度9 py的選取。由于9 1 直接影響鍋爐的經(jīng)濟(jì)性和安全性，所以9 1”的選擇一定要合理：若 91”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9 1”過高，將引起受

17、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， 在蒸汽鍋爐中，9 1 ”應(yīng)選擇在900E-1050 C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?。喝?9 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9 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，投資增加，同時(shí) 9 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9 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 150C，通常新設(shè)計(jì)鍋爐取為160-180 C。熱空氣溫度trk的選擇同樣重要。原則是：“保證燃料在鍋爐爐膛中迅速著

18、火”根據(jù)這一要求，trk應(yīng)該高一些，但選高些將會(huì)使空氣預(yù)熱器的體積增大， 安裝困難，投資大，因此，對(duì)于一般工業(yè)鍋爐只要燃燒穩(wěn)定，熱空氣溫度不必太 高，在上述的排煙溫度條件下，trk也不可能太高，對(duì)火床爐trk在80 E160C。為了降低9 py,鍋爐尾部設(shè)有尾部受熱面：省煤器。省煤器除了可以降低排 煙溫度，還可以利用尾部煙氣的熱量加熱鍋爐給水，提高鍋爐熱效率減少燃料耗量。為了避免省煤器中的水速過高，發(fā)生水沖擊，把省煤器改成并列式，以減小水 的流速.此外,在省煤器的給水進(jìn)口加一條直通鍋爐的給水管，以備省煤器損壞的 時(shí)候，由此管直接供水給鍋爐，防止影響鍋爐給水，并且,還要給省煤器定期吹灰， 保證其

19、傳熱的最佳效果而采用省煤器降低9 py時(shí)省煤器的工質(zhì)一一鍋爐給水比 這一飽和溫度低得多，因此傳熱溫壓較大，這樣在降低同樣數(shù)值的煙氣溫度時(shí)， 所需省煤器受熱面積比蒸發(fā)受熱面少很多， 降低了生產(chǎn)成本。由于本鍋爐壓力低， 所以采用耐腐蝕的鑄鐵省煤器，為了安全，設(shè)置煙氣和給水旁通系統(tǒng)。1.2 設(shè)計(jì)鍋爐結(jié)構(gòu)及特性:鍋爐本體大致可分為：水冷壁、鍋爐管束、省煤器，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)是水和空氣，水和空氣工作時(shí)具有很高的壓力，所以鍋爐本體主要部件還 要具有一定的

20、承受能力；另外，鍋爐本體還要有良好的傳熱性能。燃燒設(shè)備：煤斗、煤閘門、鏈條爐排、風(fēng)室和爐拱等。燃燒設(shè)備要能適應(yīng)不 同煤種的燃燒，保證燃料的及時(shí)著火和燃盡， 還應(yīng)有一定的燃燒強(qiáng)度，能給鍋爐 提供足夠的可利用熱能。鍋爐爐墻：金屬框架和磚結(jié)構(gòu)。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；磚結(jié)構(gòu)起耐熱、絕熱、保溫、密封作用。本次設(shè)計(jì)任務(wù)是設(shè)計(jì) SHL20-1.6- A,即雙鍋筒橫置式鏈條爐，蒸汽鍋爐， 額定工作壓力為1.6Mp,設(shè)計(jì)煤種為煙煤，它包括以上三大部分，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如 下：1. 據(jù)鍋爐行業(yè)長(zhǎng)期對(duì)雙鍋筒鍋爐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，水管系列采用 51的碳素鋼 管，管束彎頭半徑 R160mm2. 燃燒方

21、式采用加煤斗正轉(zhuǎn)鏈條爐排。3. 鍋爐爐膛采用前后拱配合方式。后拱低而長(zhǎng)，傾角為12，覆蓋率為 54%通過前后拱的配合可以使燃料迅速著火，減少了固體不完全燃燒損失。4. 爐排有效寬度為3350mm長(zhǎng)度為6743mm有效面積為22.59吊。5. 采用雙側(cè)進(jìn)風(fēng)，分段送風(fēng)。1.2.1鍋爐各部分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：本鍋爐是按燃用煙煤設(shè)計(jì)的，但也適用于其它煤種近似的燃料。鍋爐構(gòu)造僅考慮承受鍋爐本體的載荷在六級(jí)地震情況下安全運(yùn)行。因此當(dāng)屬于鍋爐以外的煙、風(fēng)、汽水管道要支撐在鍋爐構(gòu)架上時(shí)，必須按負(fù)荷的大小及負(fù) 荷著力點(diǎn)的位置校核構(gòu)架強(qiáng)度，必要時(shí)另行加固。設(shè)計(jì)后的鍋爐為雙鍋筒橫置式自然循環(huán)蒸汽鍋爐，燃料從加煤斗落至爐排上

22、轉(zhuǎn)動(dòng)爐排，把煤送到爐膛點(diǎn)燃燃燒，空氣由爐排先分段進(jìn)入爐膛后端，煤燃成灰渣 后經(jīng)擋渣板落入灰斗，燃燒產(chǎn)生的煙氣，從爐膛上部通過燃盡室，對(duì)流管束后，流 向尾部受熱面，最后由引風(fēng)機(jī)排入煙囪。水循環(huán)的路線：上鍋筒中的水，從鍋筒后部對(duì)流管束下降到下鍋筒，經(jīng)過各個(gè) 連接器進(jìn)入集箱，在從各水冷壁管上升，進(jìn)入上鍋筒另一個(gè)循環(huán)回路是由鍋筒的 后部的下降管送入下鍋筒，然后由前方的上升管進(jìn)入上集箱，完成鍋爐本體的水 循環(huán)鍋爐各部分特點(diǎn)如下：1鍋筒及爐內(nèi)設(shè)備：鍋筒是容納水和蒸汽的筒形受壓容器， 采用雙鍋筒結(jié)構(gòu)，既經(jīng)濟(jì)易安裝，檢 修固定方便。a. 上鍋筒：內(nèi)徑1400mm壁厚21 mm，筒身長(zhǎng)5030 mm，包括兩側(cè)圭

23、寸頭一起 為5995mm上鍋筒筒身用20g鋼板熱卷冷校而成，封頭為20g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 21 mm上鍋筒中的設(shè) 備有：在鍋筒內(nèi)安放了進(jìn)水管和出水管，還有均勻分水系統(tǒng).b. 下鍋筒：下鍋筒內(nèi)徑 Dn =1000mm壁厚S =18mm筒身長(zhǎng)5070 mm包括兩 側(cè)封頭一起為5787mm筒身及封頭都為20g鋼板制成。下鍋筒底部有定期排污管， 以便排出雜質(zhì)和沉淀物。上下鍋筒之間有管束。2. 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)爐墻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

24、壞。它是鍋爐構(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由38根51 X 3的碳素鋼管節(jié)距為90mnffl成，前墻水冷壁管組下部焊在 219X 6的集箱上，上部直接與鍋筒 焊在一起，后墻與前墻相同由28根51 X 3的碳素?zé)o縫鋼管組成，無縫鋼管錯(cuò) 列布置節(jié)距為120mm組成。兩側(cè)水冷壁分別由27根51 X3的碳素?zé)o縫鋼管節(jié) 距為90mrtS成，上下部分別與上下集箱連接，集箱規(guī)格為219X 6,由6根108X 4,的鋼管，所有下降管均從上鍋筒中引出。3. 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222.59m .4. 鍋爐管束：上下鍋筒中

25、心距為4600mm中間由420根51 X 3碳素?zé)o縫鋼管焊在上下鍋 筒而組成，管子順列布置，橫向15根，縱向28根，橫向節(jié)距為120 mm，縱向 節(jié)距為120 mm同時(shí)隔板把它分隔成倒“ S”型煙道，流通面積逐漸減小，以利 于傳熱和煙道煙速均勻。上下鍋筒及管束通過上鍋筒支撐在鍋爐鋼架上。5. 省煤器：本鍋爐為小型低壓鍋爐，采用單級(jí)耐腐蝕鑄鐵式省煤器。省煤器規(guī)格為76X 8,安裝有3排12列省煤器管，受熱面積為268吊，煙氣流通截面積為0.704卅,6. 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，鍋爐本體重量由鋼架傳至基礎(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

26、。7. 爐墻爐膛爐墻的負(fù)荷作用在鋼架和基礎(chǔ)，分三層。內(nèi)層為耐火材料，中間層為硅藻 土保溫磚,外層為紅磚。在側(cè)墻上分別在前拱下方，鍋爐管束中部，燃盡室,省煤器 上方,空氣預(yù)熱器上方，以及后拱上方均開有人孔，以便安裝維修，清除灰渣。8. 鍋爐范圍內(nèi)的閥門儀表鍋爐產(chǎn)生的熱水由熱水引出管供給用戶。 為了保證 鍋爐安全，裝有兩個(gè)的安全閥，同時(shí)在上鍋筒裝有兩個(gè)丫200的壓力表以便觀察壓 力，有緊急排氣閥一個(gè)，水壓表兩個(gè)。為了省煤器檢修時(shí)鍋爐安全運(yùn)行 ，設(shè)有旁通 煙道和旁通水道。1.2.2鍋爐特性：1. 鍋爐規(guī)范：見鍋爐參數(shù)表1-1表1-1鍋爐參數(shù)型號(hào)額定壓力熱水溫度給水溫度SHL20-1.6A1.6Mpa

27、95 C105C2燃料特性：見燃料特性表2-2 表1-2燃料特性收到基 成份(%)CarHarOarNarSarAarMar44.53.05.90.70.234.711.0干燥無灰基扌車發(fā)份Vdaf=37.0 %收到基低位發(fā)熱量Qnet,ar=17390 KJ/Kg3 管子特性：管子特性見表1-3表1-3管子特性名稱管徑X厚度節(jié)距排列及氣流流向符號(hào)Dw X S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051 X 390凝渣管051 X 3240:370錯(cuò)列:橫向鍋爐管束051 X 3120151順列橫向交叉流省煤器78X 89445順列橫向逆流下降管 108X

28、4.5導(dǎo)水管 108X 44.主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)：主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)見表2-4表1-4主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)鍋爐效率n (%排煙溫9 pyC )燃料耗B(kg/s)給水溫度tgs( C )80.51701.011055.鍋爐基本尺寸：鍋爐基本尺寸見表2-5表1-5 鍋爐基本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MmMmMmMmMmMm數(shù)值35402800471712740828512535第2章熱力計(jì)算2.1鍋爐規(guī)范、輔助計(jì)算及熱平衡計(jì)算2.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì) SHL20-1.6-A.主要參數(shù)如下:1 鍋爐額定壓力：p=1.6MPa3 給水溫度：tgs=105C4.冷

29、空氣溫度tik =30 C5 熱水溫度 tcs=194C2.1.2燃料特性 War1. 燃料名稱：煙煤；2. 燃料工作基（應(yīng)用基）成分碳?xì)溲醯蚧曳值臀话l(fā)熱量:符號(hào)CarHarOarNarSarAarQnet,ar數(shù)值44.53.15.90.70.234.717390KJ/Kg2.1.3輔助計(jì)算1 .空氣平衡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 3-1中。爐膛 出口過量空氣系數(shù)按文獻(xiàn)1表3-1取。煙道中各受熱面的漏風(fēng)系數(shù)按 表3-3取。表2-1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)!affa a爐膛1.450.1凝渣管1.451.550.05鍋爐管束

30、1.551.600.1省煤器1.601.750.15空氣預(yù)熱器1.751.850.12.燒產(chǎn)物的容積及焓的計(jì)算1)理論空氣量及a =1時(shí)的燃燒產(chǎn)物容積的計(jì)算理論空氣量V=0.0889 ( Car+0.375 Sar) +0.265 Har-0.0333 Oar =4.58Nm3/kgRO理論容積VRo=0.01866 ( Car+0.375 Sar) =0.832 Nmkg2理論容積VON2=0.79V+0.8 Nar/100=3.807NmVkgH20理論容積V3H2O=0.111Hy+0.0124Wy+0.0161V =0.529 Nm3/kg2)不同過量空氣系數(shù)下燃燒產(chǎn)物的容積及成分見表

31、3-2表2-2 煙氣特性表序號(hào)名稱符號(hào)單位計(jì)算公式及來源爐膛凝渣管鍋爐管 束省煤器1入口過 量空氣 系數(shù)!a1.451.501.602出口過 量空氣 系數(shù)fta1.451.501.601.753平均空 氣系數(shù)a pj(a，+ a)/21.451.4751.551.6754水蒸汽容積Vh2ONr3/kgVh2o +0.0161(apj-1)/0).5638).56580.57160.58135煙氣總?cè)莘eVzNr3/kgVro2 +Vh2o +VN)2 +(apj - 1)/07.382.57.50287.86358.46486RO容積份額r RO2VRQ / Vy0.1195 ().11760.

32、11220.10427HO容積份額r H2OV/Vy).071().07050.06730.06258三原子 氣體容 積 份額rqrRQ +rH2O0.0.19010.188(0.17950.16679煙氣重 量Gkg / kg1 - Ay/100 +1.036V0 a . VPJ9.7849.94110.41211.41210飛灰濃 度1 fhkk / kkAyafh/(100G)0.0066).00650.00620.0059注：飛灰份額afh按表3-1取0.2。3）不同過量空氣系數(shù)下燃燒產(chǎn)物的焓溫表見表3-3表表2-3不同過量空氣系數(shù)下燃燒產(chǎn)物的焓溫表煙氣VRo=1.047 (m3)標(biāo)準(zhǔn)

33、 /kgVN2=4.4068(m3 )標(biāo)準(zhǔn)/kgVh2o =0.4619 (m3)標(biāo)準(zhǔn) /kgV=5.57(m3)標(biāo)準(zhǔn)/kg溫度UCCo2 UkJ/( m3) 標(biāo)準(zhǔn)I RO= V RO：XCCo2ukJ/kg Cn2 UkJ/(m3)標(biāo)準(zhǔn)I N2= Vn2XCN2ukJ/kgkgCH2OUkJ/(m3)標(biāo)準(zhǔn)I H2O=Vh2OXCH2OUkJ/kgCkUkJ/(m3)標(biāo) 準(zhǔn)I k=VX CkUkJ/k g100170.0149.94129.6494.91150.579.88132.4634.92357.993.61279.42005315.32259.93304.5161.35266.4655

34、8.1492.1938.43008493.04392.062462.7244.93402.73771.2006.2607.04009680.90526.529626.2331.15541.82500994877.71663.82527794.9420.50684.23290 0485412241080.43060.600.75804.183968.9512.55829.73992.370014611289.4947.53609.1148.607.72978.34704.1.9804888001704.91503.811093.64164.861334.705.691129.15430.4949

35、0019521721.61241.4728.1526.807.251282.6166.4.36629032100：22031943.9M391.5299.1722.911.471437.6902.30.5373463511024582168.91543.5978.1925.1018.31594.7671.90.46701139512027162396.31697.6460.2132.1127.81753.8431.90.69248334313029762625.11852.7054.2343.1239.91914.9206.30.77837683414032392856.82008.7648.

36、2559.1353.72076.9986.50.00726212615035033089.62166.8245.2779.1470.02238.10769.0.150961991116037683324.22324.8851.3001.1588.02402.11557.0.865288699517040363559.724849456.3229.1708.12567.12348.0.355934371續(xù)表2-31 。= 1 RO2+I N2+I H2OIy= Iy +( a -1) I koKJ/Kga=1.45arj =1.50g=1.60Sm=1.75=1.85kJ/kgIIIII722.

37、941264.411465.732238.422430.342558.282230.593393.453684.413878.263018.344582.64947.445224.163825.125799.17549.134653.885506.347858.436374.369089.617257.2011027.0910034.048154.7411260.8011605.929064.3012516.689984.3013779.0710920.0615062.9111858.7716352.2712805.7017652.0113763.6018964.8914724.9119664

38、.393 鍋爐熱平衡及燃料耗量計(jì)算見表2-4表2-4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QdwKJ/ kg由給定燃料定17390.002冷空氣溫度:t lk廠給定30.003理論冷空氣焓I OlkKJ/ kgV(ct)k =4.81 X26.78127.084排煙溫度0 pyC假設(shè)180.005排煙焓I pyKJ/ kgapy = ay =1.8 (表 i -3)2077.046固體不完全燃燒損 失q4%1表 3-1127氣體不完全燃燒q3%1表 3-11.08排煙損失q2%(py - apy 1 Ik JX(100-q4)/QdW8.919散熱損失q5%

39、 11表 3-62.0510飛灰份額afh1表 3-60.2011灰渣焓C 0 hzKJ/ kg按附表?。?00C）56012灰渣物理熱損失qs%(c 0hz 3hz A / QdW0.89413鍋爐總熱損失刀q%q2 +q3 +q4 +q5+q624.8514鍋爐熱效率 1n%100 -馬75.14515給水溫度t gsC給定105.0016給水焓 i gsKJ/查未飽和水性質(zhì)表440.817排污率P pw%給定0.0018熱水焓i bqKJ/ k查水和蒸汽性質(zhì)表398.7919鍋爐輸出熱量QKW :給定一7000.0020燃料消耗量Bkk /sQ1 /(QdW j1.0121計(jì)算燃料消耗量

40、Bkk /sB(100-q4)/1000.8922熱風(fēng)溫度t rkc :取定10.2723理論熱空氣焓I 0rkKJ/ kg查表I -31.3024保熱系數(shù)1 q6/(n+q6/1+Qky/Q1)0.982.2各部分熱力計(jì)算2.2.1爐膛計(jì)算2.2.1.1爐膛周界計(jì)算爐排面積熱負(fù)荷qR=800KW/m2爐排面積 R=BQ/q r =22.59m2取爐排長(zhǎng)度L=6.74m鍋爐爐膛草圖a. 前、頂墻面積Fq光管面積：Fqi=8.252X 3.54=29.21 m2覆蓋耐火磚面積：Fq2=3.54X 3.45=12.21 m 前、頂墻總面積：Fq= Fql+ Fq2 =41.42 flfb. 后墻面

41、積Fh光管面積：Fh1=7.506X 3.54=26.57 m覆蓋耐火磚面積：Fh2=4.08X 3.54=14.44 m2 后墻總面積：Fh=Fh1+Fh2 =41.01 mC.左側(cè)墻面積Fzc軟件計(jì)算左側(cè)墻總面積：Fzc= 26.1 md. 右側(cè)墻面積Fyc右側(cè)墻面積：Fyc= Fzc=26.1 me. 頂棚面積Fd頂棚面積：Fd=2.95X 3.54=10.44 mf. 出口窗面積Fch出口窗面積：Fch=3.54 X 2.644=9.28 m2g. 爐排面積R=22.59 m周界面積：F| = Fq + Fh+Fzc+Fyc+ Fch +R=166.45 m22. 爐膛容積計(jì)算Vi爐膛

42、容積 Vi=3.54X Fzc=3.54X 26.1=92.3933. 輻射受熱面的計(jì)算a. 前、頂墻輻射受熱面積H光管：s/d=90/5仁1.76,e/d=0.8,x=0.91Hqi=xFqi=0.91X 29.21=26.58 m耐火材料：Hq2=0.15X Fq2=0.15X 12.21=1.831 m 前、頂墻總輻射受熱面積：Hq= Hq1+ Hq2=28.41 mb. 后墻輻射受熱面積H.光管：s/d=120/51=2.35,e/d=0.5,x=0.735HH1=XFh1=0.735X 26.57=19.53 m耐火材料：Hh2=0.15X Fh2=0.15X 14.44=2.17

43、m 后墻總輻射受熱面積：Hh=Hh1+Hh2=21.7 mc. 左側(cè)墻輻射受熱面積Hzc左側(cè)墻光管：s/d=90/51=1.74,e/d=0.8,x=0.92 左側(cè)墻總輻射受熱面積 Hzc=xFzc=0.92X 26.1=24.012 md. 右側(cè)墻輻射受熱面積Hyc右側(cè)墻輻射受熱面積：Hyc=Hzc=24.012 me. 出口窗輻射受熱面積Hh錯(cuò)列布置 x=0.52出口窗輻射受熱面積：Hch=0.52X 9.28=4.826 m總輻射受熱面積HfHf=Hq+Hh+Hzc+Hyc+Hd+Hch=102.96 m4. 射層厚度SS=3.6X Vi/Fi=1.998m5. 膛水冷度xx=Hf/ (

44、Fi-R) =0.726. 火床與爐墻面積比pp =R/(Fi-R) =0.1572.2.1.2爐膛傳熱計(jì)算表2-5爐膛傳熱計(jì)算序 號(hào)名稱符號(hào)單位計(jì)算公式來源或數(shù)值1輸入熱量QkJ/kg由表3-4173902冷空氣理論焓I ik kJ/kg由表3-4127.343爐膛出口過量空氣 系數(shù)a由表3-11.454爐膛漏風(fēng)系數(shù) a i由表3-10.15熱空氣溫度 :t rkc先假定冉校核1206熱空氣焓I rk kJ/kgV0(ct)k763.837空氣帶入熱量QkJ/kg(a,-A aI ork + aOlk1043.938入爐熱量QkJ/kgQr -(100-q3- q4-q6) /(100-q4

45、)17015.79理論燃燒溫度0uc由表3-3按a i =1.4查得1552.1410爐膛出口煙氣溫度uc假設(shè)100011爐膛出口煙氣焓llkJ/kg按表3-3查取12516.6812煙氣平均熱容量VCkJ/kg c(Q1-h 1)/(T a-Ti)10.52613水蒸氣容積份額r H2O由表3-20.071714三原子氣體容積份 額rq由表3-20.19115飛灰濃度f(wàn)hkg/kg由表3-20.006616三原子氣體輻射減 弱系數(shù)kq1/m MpK0.78+1.6rH2O)/(10prqs)M 0.37 1 +273/1000rq51.61317飛灰輻射減弱系數(shù)kfh1/m Mp2/3印 7

46、600 剛/ 1 +2730.4318系數(shù)c1/m Mp才1表5-70.1519煙氣輻射減弱系數(shù)k1/m Mp印Kq+Kfh+c2.2220火焰黑度ah1-e kps0.308 :21水冷壁表面黑度ab0.823計(jì)算燃料耗量Bjkg/s由表3-40.8924保熱系數(shù)巾由表3-40.9802：25波爾茨曼準(zhǔn)則B0Bca|VCav/3.6/HrTad0.4726管外結(jié)灰層熱阻m c/kW取定2.627爐內(nèi)傳熱量QkJ/kg Q-I 15763.9828輻射熱流密度qf2kW/ mBg /H f85.9229金屬管壁溫度TgbKtbh +273355.530系數(shù)值m0f +Tgb / / q f0.

47、0731無因次方程:B0(1/ a + m)0.948832系數(shù)k1表 5-40.6711：33系數(shù)p1表 5-40.214434無因次溫度 i kB0(1/a+m)p0.663535爐膛出口煙氣溫度UTo 9 l 273950.99：36爐膛出口煙氣焓11kJ/kg按表I -3查取10645.8737r爐內(nèi)輻射傳熱量QkJ/kg巾(Ql Il )7589.2938輻射熱流密度qfkJ/kgBj Qf / Hf110.50與假設(shè)爐膛出口煙氣溫度相差49.01 C,小于土 100C，因此不用重新計(jì)算222凝渣管計(jì)算表2-6凝渣管計(jì)算防渣管的結(jié)構(gòu)計(jì)算序號(hào)項(xiàng)目符號(hào)單位公式或數(shù)據(jù)來源結(jié)果1管徑dmm51.002管長(zhǎng)lm2.503橫向節(jié)距S1mm240.004管根數(shù)n根/排7.005有效角系數(shù)xc1查標(biāo)準(zhǔn)p164圖C20.486受熱面積Hchm23 n dln8.417煙氣流通截面積fchm22.82 X |-n X l X d6.168防渣管的有效輻射 受熱面He,om2Xc1X Fe,o4.459防渣管受爐膛輻射 面積Fe,om2等于爐膛出口煙窗 面積9.2810縱向節(jié)距S2mm370.0011煙氣有效輻射層厚 度Sm0.9(4S1 X S2/d n-1