鍋爐原理課程設(shè)計35th煤粉爐校核計算

1、鍋爐原理課程設(shè)計班 級學(xué) 號姓 名35 t/h 煤粉爐校核計算一、鍋爐的原始數(shù)據(jù)：1. 蒸發(fā)量 D t/h (kg/s) 35 (9.73)2. 過熱蒸汽壓力 P MPa 3.83. 過熱蒸汽溫度 t 4504. 給水溫度 t 1005. 排煙溫度 1506. 熱風(fēng)溫度 t 3707. 燃料為無煙煤 其組成如下:Cy（%）Hy（%）Oy（%）Ny（%）Sy（%）Ay（%）W（%）Qdy（kJ/kg）V（%）70.12.741.581.052.53184266307.5二、 爐型、燃燒器和制粉系統(tǒng)固態(tài)除渣煤粉爐。雙鍋殼燃燒器其結(jié)構(gòu)特性為：噴口外徑760，估算熱功率1723MW。制粉系統(tǒng)為筒式球磨

2、機、中間儲倉式。三、 空氣量、燃燒產(chǎn)物和溫焓表計算1. 理論空氣量V2. 燃燒產(chǎn)物的理論容積 3. 煙道的漏風(fēng)系數(shù)和過量空氣系數(shù)煙道名稱爐膛和凝渣管.第級過熱器.第級過熱器.第級省煤器.第級空氣預(yù)熱器.第級省煤器.第級空氣預(yù)熱器.4. 鍋爐煙道中的燃燒產(chǎn)物計算特性 數(shù)值名稱單位V= V=V= V=爐膛及凝渣管第級過熱器第級過熱器第級省煤器第級空氣預(yù)熱器第級省煤器第級空氣預(yù)熱器各段煙道后的過量空氣系數(shù)1.251.281.301.341.371.411.44各段煙道的平均過量空氣系數(shù)V= V+0.016(-1)VNm/kgV= V+ V+ V+(-1) VNm/kgr=r=r= r+ rG=1-+

3、1.306V=Kg/kg=Kg/Nm 取值為：95圖1 爐膛結(jié)構(gòu)尺寸爐墻面積和爐膛輻射受熱面面積的計算名稱符號單位前墻側(cè)墻后墻爐膛出口煙窗總面積爐墻出口煙窗的面積m69.15243.6545.0521.55223.05各墻邊界管子中心線間的距離m4.624.074.564.56管子暴光長度m13.5198.368輻射受熱面占有的爐墻總面積m62.4681.6338.1621.55203.80其中被涂料覆蓋住的面積m1427.529光管水冷壁部分m48.4666.6338.1621.55174.8水冷壁管外徑d60606060水冷壁管間距s11011080水冷壁管中心線到墻面的距離e606060

4、比值s/d1.831.831.33比值e/d111水冷壁的角系數(shù)0.900.900.971.00光管水冷壁的輻射受熱面積Hm43.616037.0221055162.18被涂料覆蓋部分水冷壁的輻射受熱面積Hm141529過熱器特性和結(jié)構(gòu)尺寸尺寸和特征單位級名稱符號計算公式或確定方法級（低溫級）級（高溫級）管徑d/d按結(jié)構(gòu)尺寸38/3238/32每排管數(shù)（垂直于煙氣流動方向）Z同上根4040沿?zé)煔饬鲃臃较蚬芘艛?shù)Z同上226橫向節(jié)距S同上110110縱向平均節(jié)距S同上83.4104管束中管子的排列方式同上順列順列沖刷特征同上橫向沖刷橫向沖刷受熱面積H同上219.2998.78入口煙氣流通截面積Fa

5、b-l Zd7.4811.60出口煙氣流通截面積a”b”-l” Zd5.649.25煙氣平均流通截面積F(指高溫級)6.4310.29沿蒸汽方向平行連接的蛇形管數(shù)目m按結(jié)構(gòu)尺寸根4040蒸汽的有效流通截面積fndm/40.03220.0322圖3尾部受熱面布置圖 名稱符號單位第一級第二級管子外徑d3232管子內(nèi)徑d2626管子排列方式錯列錯列垂直煙氣方向管子排數(shù)Z1616管子橫向節(jié)距S9090管子縱向節(jié)距S5656橫向相對節(jié)距S/d2.812.81縱向相對節(jié)距S/d1.751.75受熱面面積H175.683.98煙道截面尺寸、寬度m4.34.3深度m1.491.49煙氣的有效流通截面積F4.2

6、04.20按水流方向平行連接的管數(shù)Z3232水的有效流通截面積f0.0170.017 圖案2 過熱器布置系統(tǒng)圖 省煤器的結(jié)構(gòu)尺寸和特性空氣煙氣I表I=I+(-1)I kJ/kg=1.25=1.28=1.30=1.34=1.37=1.41=1.44IIIIIIIIIIIIII30100200300400500600700800900100011001200130014001500160017001800190020002100空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)尺寸和特性名稱符號單位級第一級第二級管子內(nèi)徑d4040管子外徑d3737管子長度Lm4.14.1管子布置方式錯列錯列空氣側(cè)的流程數(shù)22垂直空氣流動方向每排管

7、子數(shù)Z根7171順著空氣流動方向的管排數(shù)目Z排3434相對于空氣流動的橫向節(jié)距S5656相對于空氣流動的縱向節(jié)距S4444橫向相對節(jié)距Sd1.41.4縱向相對節(jié)距S/d1.11.1煙氣流動方向管子的數(shù)目根24142414煙氣的有效流通截面積F2.5942.594風(fēng)道截面的寬度Bm4.34.3風(fēng)道截面的高度Hm2.012.01空氣的有效流通截面積F2.5652.565受熱面面積H1196.51196.5序號數(shù)值名稱符號單位計算公式計算數(shù)據(jù)結(jié)果熱平衡計算燃料的可支配熱量QkJ/kg化學(xué)未完全燃燒熱損失q%機械為完全燃燒熱損失q%排煙溫度排煙焓IkJ/kg鍋爐房冷氣溫度t冷空氣焓IkJ/kg排煙熱損

8、失q%散熱損失q%爐渣帶走的物理熱損失q%熱損失總和%鍋爐效率%保熱系數(shù)鍋爐機組蒸發(fā)量Dkg/s任務(wù)書給定汽包內(nèi)蒸汽壓力PMP任務(wù)書給定4.4飽和水溫度t飽和水焓ikJ/kg給水溫度t給水焓ikJ/kg過熱器出口蒸汽焓ikJ/kg序號數(shù)值名稱符號單位計算公式計算數(shù)據(jù)結(jié)果排污率P3鍋爐機組的有效利用熱QkJ/s(kw)燃料的總消耗量Bkg/s燃料的計算消耗量Bkg/s爐膛的有效容積Vm根據(jù)結(jié)構(gòu)計算爐膛容積熱強度計算值qkw/ m允許值qkw/ m爐內(nèi)換熱的校核計算爐膛容積Vm根據(jù)結(jié)構(gòu)計算輻射受熱面的總面積Hm按結(jié)構(gòu)尺寸計算HHH未覆蓋涂料的水冷壁輻射受熱面積Hm同上覆蓋涂料的水冷壁輻射受熱面積H

9、m同上燃燒室爐墻總面積Fm同上火焰輻射層有效厚度Sm燃燒器布置高度hm2.5爐膛高度Hm10.3燃燒器布置的相對標(biāo)高h/ H考慮爐內(nèi)最高溫度的位置偏高燃燒器布置標(biāo)高時的修正量旋流燃燒器水平布置0序號數(shù)值名稱符號單位計算數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)結(jié)果修正后的相對標(biāo)高hH系數(shù)M爐膛出口處過量空氣系數(shù)按標(biāo)準選1.25爐膛漏風(fēng)系數(shù)同上0.05制粉系統(tǒng)漏風(fēng)系數(shù)同上0.10熱空氣溫度t設(shè)計任務(wù)書給定370熱空氣出口焓IkJ/kg查焓溫表空氣帶入爐內(nèi)的熱量QkJ/kg爐內(nèi)有效放熱量QkJ/kg絕熱燃燒溫度查焓溫表爐膛出口煙溫先假定爐膛出口煙焓IkJ/kg按查I一表燃燒產(chǎn)物的平均比熱kJ/kg水蒸汽的容積份額r三原子氣體的

10、容積份額r三原子氣體的總?cè)莘e份額rrrr乘積SmMPar三原子氣體減弱系數(shù)k1/ mMPa灰顆粒減弱系數(shù)k1/ mMPa焦碳粒子的減弱系數(shù)k1/ mMPa無因次參數(shù)x無因次參數(shù)x序號數(shù)值名稱符號單位計算公式計算數(shù)據(jù)結(jié)果爐膛內(nèi)燃燒產(chǎn)物總輻射減弱系數(shù)k1/ mMPa燃燒產(chǎn)物的吸收力kPS火焰黑度a水冷壁沾污系數(shù)衛(wèi)燃帶沾污系數(shù)前側(cè)墻水冷壁熱有效系數(shù)后側(cè)墻水冷壁熱有效系數(shù)出口煙窗熱有效系數(shù)衛(wèi)燃帶熱有效系數(shù)平均熱有效系數(shù)爐膛出口黑度a爐膛出口溫度爐膛出口煙氣焓IkJ/kg按查I表爐內(nèi)以輻射方式傳遞的熱量QkJ/kg（- I）爐膛截面熱負荷qkw/ mB/F爐膛單位輻射受熱面的平均熱負荷qkw/ mB Q

11、/ H序號數(shù)值名稱符號單位計算公式計算數(shù)據(jù)結(jié)果凝渣管的校核計算凝渣管受熱面積Hm按結(jié)構(gòu)尺寸計算42位于凝渣管區(qū)的側(cè)墻水冷壁面積Hm同上4管徑d60橫向相對節(jié)距S/d按結(jié)構(gòu)尺寸4縱向相對節(jié)距S/d同上3.5沿?zé)煔饬鞒痰墓茏优艛?shù)Z3橫向每排管子數(shù)Z19煙氣的有效流通截面積FmF=Lb-ndL3.84.4-190.063.8輻射層有效厚度Sm凝渣管入口煙氣溫度=凝渣管入口煙氣焓IkJ/kg查I表凝渣管出口煙氣溫度先假定凝渣管出口煙氣焓IkJ/kg查I表熱平衡時煙氣側(cè)的放熱量QkJ/kgt查水蒸汽表平均煙溫平均溫壓t平均煙速m/s對流放熱系數(shù)W/ m凝渣管壁溫th三原子氣體的總吸收能力SmMPa序號數(shù)

12、值名稱符號單位計算公式計算數(shù)據(jù)結(jié)果三原子氣體的輻射減弱系數(shù)k1/ mMPa灰粒子的輻射減弱系數(shù)k1/ mMPa燃燒產(chǎn)物的總減弱系數(shù)k1/ mMPa燃燒產(chǎn)物的吸收能力kPS輻射介質(zhì)的黑度a輻射放熱系數(shù)W/ m受熱面的利用系數(shù)煙氣對管壁的放熱系數(shù)W/ m污染系數(shù)m/ W傳熱系數(shù)KW/ m按傳熱方程凝渣管吸收量QkJ/kg貼墻水冷壁的吸收量QkJ/kg凝渣管煙道內(nèi)總吸熱量QQ+ Q計算吸熱量的偏差Q%序號數(shù)值名稱符號單位計算公式計算數(shù)據(jù)結(jié)果第二級過熱器的校核計算第二級過熱器出口的蒸汽溫度t按任務(wù)書出口蒸汽焓ikJ/kg按P=4.0MPa, t=450查水蒸汽表過熱器入口煙溫由凝渣管計算知過熱器入口煙

13、氣焓IkJ/kg同上過熱器出口煙溫先假定，后校核過熱器出口煙氣焓IkJ/kg查I表漏風(fēng)系數(shù)按標(biāo)準選冷空氣的焓IkJ/kg按t=30熱平衡煙氣的放熱量QkJ/kg沿高度熱負荷分布系數(shù)查標(biāo)準線標(biāo)圖各面墻之間（后墻）熱負荷分布系數(shù)按教科書P.203凝渣管的角系數(shù)X出口煙窗每單位面積的輻射吸熱量Qkw/ mq透過煙窗每單位面積上的輻射熱量Qkw/ m高溫級過熱器入口煙道截面積Fm高溫級過熱器的輻射吸熱量QkJ/kg煙氣的平均溫度煙氣容積VNm/kg由燃燒產(chǎn)物平均特性計算表總?cè)莘e份額Rr+r飛灰濃度kg/kg由平均特性計算表平均煙速m/s對流放熱系數(shù)W/ m高溫段過熱器總吸熱量QkJ/kgQ+Q蒸汽入口

14、焓IkJ/kg由平衡式D (i-i)=B(Q+Q)求出入口蒸汽溫度T按P=4.2MPa查水蒸汽表蒸汽平均溫度T平均溫度下蒸汽的比容m/kg按 t、P查水蒸汽表蒸汽的平均速度m/s管壁對蒸汽的放熱系數(shù)W/ m輻射層厚度Sm三原子氣體的總吸收能力PrSmMPa三原子氣體的輻射減弱系數(shù)K1/ mMPa灰粒子的輻射減弱系數(shù)Kh1/ mMPa含灰煙氣的輻射減弱系數(shù)K1/ mMPa煙氣總吸收能力KPS輻射介質(zhì)的黑度a污染系數(shù)m/ W污染管壁溫度T輻射放熱系數(shù)W/ m煙氣對管壁的放熱系數(shù)W/ m熱有效系數(shù)傳熱系數(shù)KW/ m煙氣與蒸汽之間的溫差最大最小逆流時的溫壓順流部分的受熱面面積H按結(jié)構(gòu)尺寸49.5參數(shù)A

15、煙氣總溫降蒸汽總溫降參數(shù)參數(shù)R轉(zhuǎn)化到復(fù)雜方案的變換系數(shù)第二級過熱器的溫壓按傳熱方程第二級過熱器吸熱量QkJ/kg計算吸熱量的偏差Q%序號數(shù)值名稱符號單位計算公式計算數(shù)據(jù)結(jié)果第一級過熱器校核計算第一級過熱器蛇形管受熱面積Hm按結(jié)構(gòu)尺寸計算219.29頂棚貼墻管的角系數(shù)X根據(jù)S/d=110/38,e=0.5d查標(biāo)準附加受熱面積HmH=lbX=2.744.4X8.60第二級過熱器總的受熱面積HmH=H+H227.89傾斜煙道入口煙氣流通截面積FmF=Lb-ndl 按結(jié)構(gòu)計算7.48水平煙道出口煙氣流通截面積Fm按結(jié)構(gòu)計算5.64傾斜煙道部分平均煙氣流通截面積FmF=傾斜煙道部分受熱面面積Hm按結(jié)構(gòu)計

16、算46.17水平煙道部分受熱面面積Hm按結(jié)構(gòu)計算181.72第一級過熱器平均煙氣流通面積Fm高溫段過熱器入口蒸汽焓ikJ/kg由高溫段熱力計算知減溫器內(nèi)蒸汽焓降kJ/kg按設(shè)計任務(wù)給定60第一級過熱器出口蒸汽焓ikJ/kg第一級過熱器出口蒸汽溫度t按P=4.2MPa，及i查水蒸汽表入口煙氣溫度由高溫段熱力計算知入口煙氣焓IkJ/kg由高溫段熱力計算知入口蒸汽干度選用0.98入口蒸汽的焓ikJ/kg按P=4.4MPa查水蒸汽表，得飽和蒸汽焓h及飽和水焓h。i= h+ h(1-)從工質(zhì)側(cè)計算過熱器吸熱量QkJ/kgQ=過熱器出口煙焓IkJ/kg由平衡式Q=( I- I)過熱器出口煙溫由I查I-表第

17、一級過熱器的平均煙溫第一級煙氣容積VyNm3/kg由燃料計算特性知對流放熱系數(shù)dw/m2查計算標(biāo)準第一級入口蒸汽溫度t 1汽包壓力Pqb=4.4MPa飽和溫度平均汽溫tpj平均汽溫下的蒸汽比容vm3/kg由tpj 及 Ppj=0.5(Pqb+P1”)查水蒸汽表蒸汽平均速度wqm/s管壁對蒸汽的放熱系數(shù)w/m2查計算標(biāo)準輻射層有效厚度sm三原子氣體總的容積份額rqrg=rH2O+ rRO2三原子氣體的總吸收能力PqsmMPaPrgs三原子氣體的輻射減弱系數(shù)kq1/mMPa灰粒子的輻射減弱系數(shù)Kh1/mMPa煙氣輻射減弱系數(shù)K1/mMPa煙氣總的吸收能力Kps輻射介質(zhì)的黑度a污染系數(shù)m2/ w順序

18、布置過熱皿推薦值0.0043污染管壁的溫度thb輻射放熱系數(shù)fw/m2本級前面的煙氣室煙氣溫度TqsKTqs=+273系數(shù)A按計算標(biāo)準推薦順煙氣流程方向本級管束深度Lgm按結(jié)構(gòu)尺寸1.918順煙氣流程方向本級前煙氣室深度Lqm按結(jié)構(gòu)尺寸0.536序號數(shù)值名稱符號單位計算公式計算數(shù)據(jù)結(jié)果已考慮本級前面煙氣空間輻射的輻射放熱系數(shù)fw/m2煙氣管壁的放熱系數(shù)1w/m2熱有效系數(shù)查計算標(biāo)準傳熱系數(shù)Kw/m2過熱器入口端溫差tmax過熱器出口端溫差tmin比值 tmax/tmin受熱面的溫差t第一級過熱器傳熱吸熱量QcrkJ/kg計算吸熱量的偏差Q第 二 級省煤器 的 校 核 計 算第二級省煤器入口煙溫

19、由低溫過熱器計算知省煤器入口煙焓IkJ/kg省煤器中工質(zhì)流量smKg/ssm=D（1+Ppw/100）省煤器出口水焓ism”kJ/kgism”= D(igr”+ ijw)/sm+ Ppw/100 D/sm ibh-Bj/sm(Qf+ Qnzd+ Qgr+ Qgrl)省煤器出口水溫tsm”按Ppb=4.4MP和 ism”查水蒸汽表省煤器出口煙溫”先假定，后校核省煤器出口煙焓I”kJ/kg查I-表煙氣放熱量QdkJ/kg省煤器入口水焓ismkJ/kg根據(jù)熱平衡式QdBj=sm（ism”- ism）求出省煤器入口水溫tsm按0.5（Pqb+ Pgs）和ism查水蒸氣表，其中Pgs=4.8MP省煤器平

20、均水溫t蛇形管內(nèi)水的平均比容v m3/kg查水蒸氣表蛇形管內(nèi)平均水速 ws m/s平均煙溫 pj煙氣平均速度wym/s對流放熱系數(shù)dw/m2查計算標(biāo)準輻射層有效厚度 sm三原子氣體的總吸收能力PrsmMP三原子氣體的輻射減弱系數(shù)Kq1/mMPa灰粒子的輻射減弱系數(shù)kh1/mMPa煙氣輻射減弱系數(shù)k1/mMPa煙氣總的吸收能力KPS煙氣黑度a污染管壁溫度thb輻射放熱系數(shù)fw/m2查計算標(biāo)準第二級省煤器前煙氣室的溫度 Tyk 由第級過熱器計算知系數(shù)A沿?zé)煔饬鲃臃较蚴∶浩鞴苁纳疃萳gm由結(jié)構(gòu)尺寸知0.616省煤器前煙室 深度Lqm由結(jié)構(gòu)尺寸知2.0致慮煙氣空間輻射后的輻射放熱系數(shù)f利用系數(shù)煙氣對

21、壁管的放熱系數(shù) w/m2對污染系數(shù)的修正植m2/w查計算標(biāo)準污染系數(shù)m2/w查計算標(biāo)準傳熱系數(shù)Kw/m2介質(zhì)間的最大溫差tmax介質(zhì)間的最小溫差tmin比值tmax/tmin省煤器的溫差t被傳熱方程第二級省煤器吸熱量QcrkJ/kg計算吸熱量的偏差Q第二級空氣預(yù)熱器校核計算第二級空氣預(yù)熱器煙氣入口溫度由第二節(jié)省煤器熱力計算知入口煙氣焓IkJ/kg查I-表出口熱空氣溫度tk”由原設(shè)計任務(wù)原始數(shù)據(jù)370出口理論空氣焓IR0”kJ/kg查I-表出口過量空氣系數(shù)2”2”=L”- L- 2f第二級空氣預(yù)熱器漏風(fēng)系數(shù)ky2由推薦植0.03進口空氣溫度tk先假設(shè)，后校核進口理論空氣焓Ik0kJ/kg查I-表

22、第二級空氣預(yù)熱器吸熱量QdkykJ/kg平均空氣溫度tpj在平均溫度下理論漏風(fēng)量的焓ILF0kJ/kg由tpj查I-表第二級空氣預(yù)熱器出口煙氣焓I”kJ/kg由煙氣放熱方程式Qdky=（I- I”+ky2 ILF0）求I”出口煙氣溫度”查I-表平均煙氣溫度pj煙氣的平均速度wym/s煙氣對管壁的對流放熱系數(shù)dw/m2查標(biāo)準圖灰污管壁的溫度thb輻射層有效厚度sm三原子氣體總吸收能力PrSmMP三原子氣體的輻射減弱系數(shù)Kq1/mMPa灰粒子的輻射減弱系數(shù)Kh1/mMPa煙氣的輻射減弱系數(shù)K1/mMPa煙氣的總吸收能力KPS煙氣黑度a煙氣對管壁的輻射放熱系數(shù)fw/m2查標(biāo)準圖煙氣對管壁的放熱系數(shù)1

23、w/m21=d+f空氣平均速度wkm/s空氣側(cè)的放熱系數(shù)2w/m2查標(biāo)準圖受熱面的利用系數(shù)傳熱系數(shù)K第二級空氣預(yù)熱器入口溫度t出口溫差t”比值tmax/ tmin逆流時的溫壓tnl最大溫降tmax最小溫降tmin參數(shù)P參數(shù)R系數(shù)查標(biāo)準圖受熱面的溫壓t按傳熱方程第二級空氣預(yù)熱器吸熱量QcrkJ/kg計算吸熱量的偏差Q第級（低溫段）空氣預(yù)熱器的校核計算出口煙氣溫度”按原始數(shù)據(jù)”=py150出口煙氣焓IkJ/kg查I-表進口空氣溫度tk給定（即冷空氣溫度tlk）30理論冷空氣量的焓Ik0kJ/kg查I-表出口空氣溫度tk”參考第二級入口溫度先假定，再校核第一級出口處理論空氣量的焓Ik0”kJ/kg查

24、I-表出口過量空氣系數(shù)l”l”=2”+ky2第一級空氣預(yù)熱器的吸熱量QdkykJ/kg第一級平均空氣溫度tpj在平均溫度下理論漏風(fēng)量的焓Ilf0kJ/kg查I-表第一級入口處煙氣焓IkJ/kg由熱平衡方程式Qdky=（I- I+ky1 Ilf0）來求入口煙氣溫度查I-表煙氣的平均溫度pj煙氣平均速度Wym/s煙氣對管壁的放熱系數(shù)1w/m2查標(biāo)準圖空氣的平均速度Wkm/s空氣側(cè)的放熱系數(shù)2w/m2查標(biāo)準圖受熱面的利用系數(shù)傳熱系數(shù)Kw/m2第一級空氣預(yù)熱器入口溫差t出口溫差t”比值tmax/tmin逆流時的溫壓tml最大溫降max最小溫降min參數(shù)P參數(shù)R系數(shù)受熱面的溫壓t按傳熱方程第一級空氣預(yù)熱器吸熱量QcrkJ/kg計算吸熱量的偏差Q第一級（低溫級）省煤器的校核計算第一級省煤器的入口煙溫由第二極空氣預(yù)熱器計算知入口煙氣焓I kJ/kg查I-表出口煙溫”由第一極空氣預(yù)熱器計算知出口煙氣焓I”kJ/kg查I-表煙氣放熱量QdkJ/kg第一級省煤器入口水焓ism1kJ/kgism1=igs+D ijw