暖通計算參考

1、鍋爐及鍋爐房設備課程設計任務書題目：SHL10-1.0/350-WI型鍋爐熱力計算一、鍋爐參數1額定蒸發(fā)量D：10t/h； 2蒸汽壓力P：1.3MPa3蒸汽溫度tgr：350； 4給水溫度tgs：105；5冷空氣溫度tlk：30； 6預熱空氣溫度tr：150；7排煙溫度tpy：180； 8鍋爐排污率：5。二、鍋爐燃料與燃燒計算1鍋爐燃料：I類無煙煤，元素分析成分如表一 表一 元素分析收到基成分（）56.250.682.100.890.2828.80 9.00無灰干燥基揮發(fā)分Vr=6.18收到基低位發(fā)熱量Q=18187KJ/Kg2燃料的燃燒計算（1）鍋爐受熱面的過量空氣系數及漏風系數（表二） 表

2、二 鍋爐受熱面的過量空氣系數及漏風系數序號鍋爐受熱面入口空氣過量系數漏風系數出口空氣過量系數'"1爐堂1.400.101.502防渣管1.5001.503蒸汽過熱器1.500.051.554鍋爐管束1.550.101.655省煤器1.650.101.746空氣預熱器1.750.101.85（2）理論空氣量、理論煙氣容積的計算序號名稱符號單位計算公式結論1理論空氣量Vokm3/Kg0.0889(C+0.375S)+0.256H-0.0333O=0.0889×(56.25+0.375×0.89)+0.256×0.68-0.0333×2.10

3、5.132三原子氣體VRo2m3/Kg0.01866(C+0.375S)=0.01866×(56.25+0.375×0.89)1.063理論氮氣容積m3/Kg0.79+0.008N=0.79×5.13+0.008×0.284.454理論水蒸汽容積m3/Kg0.111 H+0.0124W+0.0161 =0.111×0.68+0.0124×9.00+0.0161×5.130.27各受熱面煙道中煙氣特性表名稱符號單位計算公式爐膛與防渣管蒸汽過熱器鍋爐管束省煤器空氣預熱器平均過量空氣系數1.451.5251.61.6951.8實際

4、水蒸氣體積Vm/kg0.3070.3130.3200.3270.336煙氣總體積Vm/kg8.12258.51638.89089.40249.95RO體積份額r0.13050.12450.11920.11250.1065HO體積份額r0.0380.0370.0360.0350.034三原子氣體體積份額r0.1690.1620.1550.1480.141(3) 煙氣溫焓表 煙氣溫度V= 1.06m/kgV= 4.45m/kgV=0.27m/kg(c)co(c)coV(c)(c)V(c)(c)V1234567100170180130579151412003573252601157304823005

5、593783921744463125400772818527234562616950099410556642955795215600122512998043578969262700146215509484219114931080017051807109448681334360900195220691242552715264121000220423361392619417234651100245826051544687119255201200271728801697755221325761300297731561853824623446331400323934332009894025596911

6、50035033813216696392779750160037693995232510466300281117004036427824841105432298721800430545632644117663458934190045744848280412478369099620004844513529651319439261060=5.13I=I+()I(c)（KJ/Kg）1.501.55IIII891011121314800132677.1615642661364.5822474032067.3933325422780.4642256843508.9251398804514.4607997

7、85017.148587.58838.4271127703511295791.779930.88510220.473511261161800812826576.6611296.3311625.16311441177899514377371.8112680.90513049.495511601196999615958182.3514087.17514496.2925117012041100817538992.8915504.44515954.08951189 12251203519149818.8216944.4117435.351119313064207610649.8818388.94120

8、314202223911486.0719945.035117715272240312327.3921435.695125316204256713168.7122788.355122417263273114010.0324268.015123118322289914871.8725757.935123519389306615728.5827253.29I=I+()I1.651.751.85IIIIII1516171819201375.58611932587.4352723.893113212283590.80353797.54254004.282110521365139.2995417.3451

9、12811856505.7986856.6911618073.3611879340.141121110799.6505三、鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算計算列示如下表項目符號單位計算公式或數據來源數值燃料低位發(fā)熱量QKJ/kg已知18187排煙溫度已知180排煙焓IKJ/kg根據及=1.85查煙氣焓溫表2454冷空氣溫度t給定30冷空氣理論焓 IKJ/kgV（ct）=5.13*39.6203.1固體不完全燃燒熱損失q由表3-4選取12氣體不完全燃燒熱損失q由表3-4選取1.0散熱損失q由表3-6選取1.7排煙熱損失q×10011.68爐渣及漏煤比a+a取用0.8爐渣焓(c)KJ/kg=6

10、00,由表2-15查得560爐渣物理熱損失q（a+a）(c)=0.8×560×0.956鍋爐總的熱損失=11.68+1.0+12+1.7+0.95627.336鍋爐熱效率100-100-27.33672.664過熱蒸汽焓iKJ/kg按p=1.3Mpa，t=350，查水蒸氣性質表3146飽和水焓iKJ/kg按p=1.3Mpa，查水蒸氣性質表814給水焓iKJ/kg按p=1.3Mpa，t=105，查水蒸氣性質表436.8鍋爐有效利用熱量QKj/hD（）×10+Pd（）×1028978000小時燃料消耗熱量BKg/h2193計算燃料消耗量BKg/h1930保熱

11、系數0.977四、爐堂熱力計算1爐膛結構特性（1）標高計算 圖一 爐膛結構各點標高示意圖表六 爐膛結構特性表結 構 名 稱計 算 式標高（mm）A1400+1085tg9°1572B1400+4370tg9°2092C、F2092+1305tg55°3956D7300+1900tg15°7809E7300G3956+920tg20°3621H1600+320tg60°2154I同前聯箱中心標高1600（2）爐膛包覆面積（圖一）1）側墻總面積 A=（7.300-3.956）+（7.809-3.956）×0.5×1.9

12、00=6.84 m2 B=1.305×(3.956-2.092) ×0.5=1.22 m2 C=(1.572-1.100)+(2.092-1.100) ×0.5×3.285=2.40 m2 D=0.595×(3.956-1.100)=1.70 m2 E=(3.956-1.100)+(3.621-1.100) ×0.5×0.920=2.47 m2 F=(2.154-1.100)+(1.600-1.100) ×0.5×0.320=0.25 m2 =6.84+1.22+2.40+1.70+2.47+0.25=1

13、4.88 m22)后墻1.572-1.100=0.472 mAB=（2.092-1.572）/sin9°=3.32 mBC=（3.956-2.092）/ sin55°=2.27mCD=7.809-3.956=3.85 m=(0.472+3.32+3.24+3.85)×4=43.528 m3)前、頂墻HI=0.32/cos60°=0.64 mFG=0.335/cos20°=0.98 mGH=3.621-2.154=1.47 mEF=7.30-3.956=3.35 mED=（7.809-7.3）/cos15°=1.97 m =(0.64+

14、0.98+1.47+3.34+1.97) ×4=35.6 m2 (3)爐排有效面積3.285+0.595+0.92+0.32=5.12 mR=5.12×3.6=18.432 m2(4)爐膛容積=×4=14.88×4=59.52m3（5）爐膛包覆面積 =2+R=2×14.48+43.528+35.6+18.432=126.52（6）爐壁總面積=2×14.88+43.528+35.6=108.088 m(7)爐膛有效輻射受熱面1）前水冷壁（圖二）DE+EF-（4.40-3.956）=1.97+3.34-0.44=4.866 m( 爆光)（

15、0.64+0.98+1.47+3.34+1.97）-4.866=3.534 m(覆蓋耐火涂料層)S=0.17,d=0.051,e=0.0255,n=16(根)，S/d=3.33,e/d=0.5查教材線算圖7-2 x1=0.59,x2=0.3=(16-1)×0.17×4.87×0.59=7.320m2=(16-1)×0.17×3.534×0.3=2.703m2=7.320+2.703=10.203 m22) 后水冷壁（圖三）DC+BC-1.5（煙窗高度）=3.85+2.28-1.5=4.63AB=3.32S=0.17，d=0.051,e

16、=0.0255,n=16(根)，S/d=3.33,e/d=0.5查圖7-2 x1=0.59,x2=0.3=(16-1)×0.17×4.63×0.59=6.965m2=(16-1)×0.17×3.32×1=2.598 m2=6.965+2.598=9.653 m23)煙窗S=0.34，d=0.051,l=1.5m,x=1,n=8, =(n-0.5)S/x=(8-0.5)×0.34×1.5×1=3.825 m24)側水冷壁（圖四）A=（7.300-2.300）+（7.587-2.300）×0.5&#

17、215;1.050=5.40m2B=(7.640-3.956)+(7.809-3.956)×0.5×0.630+0.5×0.63×0.9 =2.374+0.284=2.658 m2C=(2.300-1.100)×1.05=1.26m2由S=0.105，d=0.051,e=0.065,S/d=2.06,e/d=65/51=1.275得x1=0.87，x2=0.3=(5.40+2.658)×0.87=7.011 m2=1.26×0.3=0.378 m2=0.378+7.011=7.389 m2圖二、前、頂水冷壁結構示意圖 圖三、

18、后水冷壁結構示意圖圖四 爐膛受熱面計算簡圖 (8)爐膛有效輻射層厚度=3.6Vl/Fl=3.6×59.52/126.52=1.694 m(9)燃燒面與爐墻面積之比=R/ Fb Z=18.432/108.088=0.170（10）總有效輻射受熱面積 =+2+=10.2039.563+2×7.389+3.825=38.369 m2名稱符號單位計算公式或依據數值收到基燃料低位發(fā)熱值kJ/kg已知18187燃料消耗量kg/s同前0.6092計算燃料消耗量kg/s同前0.5361保熱系數kJ/kg同前0.977爐膛出口過量空氣系數已知1.50爐膛漏風系數已知 0.1冷空氣焓同前203

19、.1熱空氣溫度已知150熱空氣焓kJ/kg查焓溫表959空氣帶入爐內熱量kJ/kg（）+=（1.50-0.1）×959+0.1×1841363爐膛有效放熱量kJ/kg19146理論燃燒溫度查焓溫表1449理論燃燒絕對溫度K+273=1599+2731722爐膛出口煙溫先假定，后校核1100爐膛出口煙焓kJ/kg查焓溫表14087爐膛出口絕對溫度K+273=1100+2731373煙氣平均熱容量kJ/(kg·)14.5煙氣中水蒸氣容積份額見煙氣特性表0.038三原子氣體的容積份額見煙氣特性表0.169三原子氣體總分壓力MPa=0.169×0.10.0169

20、三原子氣體輻射力m·MPa=0.0169×1.6940.286三原子氣體輻射減弱系數1/( m·MPa) 10(1.223煙氣密度Kg/取定值1.3煙氣灰粒平均直徑m取定值20每1kg燃料煙氣量kg/kg11.30a=1-38.80/100+1.30×1.5×5.1310.62煙氣中灰粒無因次濃度38.80×0.2/100/10.620.0073灰粒減弱系數1/( m·MPa)43000×1.3×0.0073/0.448焦炭粒等的修正系數1/( m·MPa)0.3固體顆粒減弱系數1/( m

21、83;MPa)0.448+0.30.748氣體介質吸引力kp()p=（1.223+0.748）×0.1×1.6940.334火焰黑度11-0.284爐膛水冷程度0.355爐膛系統黑度 0.555波爾慈曼準則1.718管外壁灰污系數(·)/kW取用2.6爐膛輻射受熱面吸熱量kJ/kg（)=0.978×（18187-14087）4010輻射受熱面熱流密度kW/=0.5361×4010/38.36956水冷壁管外積灰層表面溫度K=2.6×56+191.61+273610.2系數m=0.1404計算值(1/+m)(1/+m)=1.718

22、15;（1/0.555+0.1404）2.47無因次爐膛出口煙溫查線算圖7-80.79煙膛出口絕對煙溫K=0.71×17221360爐膛出口煙溫273=1360-2731087爐膛出口煙焓kJ/kg=1.5查焓溫表13904爐膛輻射換熱量kJ/kg ()=0.978（18187-13904）4189燃燒面熱強度kW/=601.1燃燒室熱強度kW/=186.1實際輻射受熱面熱流密度kW/ =58.53五、防渣管計算（一）防渣管管束計算名稱符號單位計算公式或依據數值管徑dm0.051橫向節(jié)距m0.12縱向節(jié)距m0.12受熱面面積Hndl=24×3.14×0.051&#

23、215;1.55.765煙氣流通截面平均高度am1.05煙氣流通截面面積F ab-nda=1.05×2.85-24×0.051×1.051.707管間有效輻射層厚度 m 0.278比值- 2.35（二）防渣管熱力計算名稱符號單位計算公式或依據數值進口煙溫,過熱器出口煙溫1087進口煙焓I,kJ/kg13904出口煙溫,先假定，后校核1000900800出口煙焓I,kJ/kg=1.5查焓溫表12681112969931煙氣側放熱量QrpkJ/kg（I,-I,+I0lk）122326083973管內工質溫度tp=15大氣壓時的飽和溫度197最大溫差tmax,-t890最小溫差tminV,-t80