鍋爐課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)-200th高壓煤粉鍋爐熱力計(jì)算

學(xué)院(系):×××大學(xué)課程設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū)院(系):學(xué)號(hào)學(xué)生姓名專(zhuān)業(yè)(班級(jí))設(shè)計(jì)題目200t/h高壓煤粉鍋爐熱力計(jì)算設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)1(1)燃料名稱(chēng)：煙煤1;%%%%%%%%%P℃℃℃10制粉系統(tǒng)：中間儲(chǔ)倉(cāng)式，閉式熱風(fēng)送粉，筒式鋼球磨煤機(jī)；11汽包工作壓力11.08MPa;設(shè)計(jì)要求1、校核煤的元素分析數(shù)據(jù)和判別煤種；2、確定鍋爐的整體布置，并繪制鍋爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和汽水系統(tǒng)流程簡(jiǎn)圖；3、燃燒產(chǎn)物和鍋爐熱平衡計(jì)算；4、鍋爐爐膛及主要受熱面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；5、額定負(fù)荷下鍋爐的熱力計(jì)算；工作量1、5000字左右說(shuō)明書(shū)一份，包括：A.鍋爐設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；B.鍋爐結(jié)構(gòu)計(jì)算及熱力計(jì)算書(shū)；2、A1鍋爐整體圖1張，主要受熱面結(jié)構(gòu)示意圖2-3張。工作計(jì)劃1、課程設(shè)計(jì)概述，布置題目(設(shè)計(jì)題目、要求),第1天；2、收集資料，第2天；3、校核煤的元素分析數(shù)據(jù)和判別煤種，第3天；4、確定鍋爐的整體布置，并繪制鍋爐結(jié)構(gòu)和汽水系統(tǒng)簡(jiǎn)圖，第4-5天；5、燃燒產(chǎn)物和鍋爐熱平衡計(jì)算，第6-7天；6、爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，第8天；7、爐膛熱力計(jì)算，第9-11天；8、主要受熱面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，第12天；9、主要受熱面熱力計(jì)算，第13-14天；10、答辯、考核、上交課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，第15參考資料1、《鍋爐習(xí)題實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)》(第二版),同濟(jì)大學(xué)等院校，中國(guó)建筑工業(yè)出版社2、《鍋爐課程設(shè)計(jì)》,趙翔任有中，水利電力出版社，1991;3、《鍋爐原理及設(shè)備》,葉江明，中國(guó)電力出版社，2004;4、《鍋爐原理及計(jì)算》(第二版),馮俊凱沈幼庭，科學(xué)出版社，1995;5、《鍋爐課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》李加護(hù)閆順林中國(guó)電力出版社，200指導(dǎo)教師簽字基層教學(xué)單位主任簽字說(shuō)明：此表一式四份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)單位、系部各一份。××××年××月××日成績(jī)：指導(dǎo)教師：成績(jī)：課程設(shè)計(jì)總成績(jī)：答辯小組成員簽字：一、校核煤的元素分析數(shù)據(jù)和判別煤種1.煤的元素各成分之和為100%的校核=33.57%+2.22%+10.17%+0.57%+0.33%+22.以空氣干燥基為基準(zhǔn)的元素成分的計(jì)算(已知Mad=14.47)空氣干燥基元素成分：Cad=K×Car=1.216×33.57=40.82Had=K×Har=1.216×2.22=2.70Oad=K×0ar=1.216×10.17=12.37Nad=K×Nar=1.216×0.57=Sad=K×Sar=1.216×0.33=0.403.空氣干燥基低位發(fā)熱量的計(jì)算=[19507+25.1×(9×2.22+29.65)]×(100-14.47)/(100-29.65)-4.煤種判別(1)Vdaf=48.37%,Qar,net,p=19.507MJ/kg>11.5MJ/kg高揮發(fā)分煙煤(2)Ad=Aar×100/(100-Mar)=23.49×100/(100-29.65)=33.3924%<Ad≤34%中灰分煤(3)Mar=29.65%,22%<Mar≤40%高水分高揮發(fā)分煤(4)Sd=Sar×100/(100-Mar)=0.33×100/(100-29.65)=0.47Sd=0.47%≤1%低硫煤1.爐整體的外型——選Ⅱ型布置，選擇Ⅱ形布置的理由如下：(1)鍋爐排煙口在下方，送、引風(fēng)機(jī)及除塵器等設(shè)備均可布置在地面，鍋爐(2)對(duì)流豎井中，煙氣下行流動(dòng)便于清灰，具有自身除塵的能力；(3)各受熱面易于布置成逆流的方式，以加強(qiáng)對(duì)流換熱；(4)機(jī)爐之間的連接管道不長(zhǎng)。在爐膛內(nèi)壁面，全部布置水冷壁受熱面，其他受熱面的布置主要受蒸汽參數(shù)、鍋爐容量和燃料性質(zhì)的影響。本鍋爐為高壓參數(shù)，汽化吸熱較少，加熱吸熱和過(guò)熱吸熱較多。為使?fàn)t膛出口煙溫降到要求的值，保護(hù)水平煙道的對(duì)流受熱面，除在水平煙道內(nèi)布置高、低溫對(duì)流過(guò)熱器外，還在爐膛出口布置半輻射式的屏式過(guò)熱器。為使后屏過(guò)熱器中的傳熱溫差不致過(guò)大，在爐頂3.汽水系統(tǒng)(1)過(guò)熱蒸汽系統(tǒng)流程熱器后集箱→(懸吊管過(guò)熱器管束→懸吊管過(guò)熱器出口集箱)尾部左右側(cè)包覆過(guò)熱器上集箱→尾部上下側(cè)包覆過(guò)熱器管束→尾部上下側(cè)包覆過(guò)熱器下前集箱→水平煙道左右側(cè)包覆過(guò)熱器管束→水平煙道左右側(cè)包覆過(guò)熱器上集箱→屏式過(guò)熱器→對(duì)流過(guò)熱器進(jìn)口集箱→對(duì)流過(guò)熱器管束→對(duì)流過(guò)熱器出口集(2)水系統(tǒng)流程給水→省煤器進(jìn)口集箱→省煤器管束→省煤器出口集箱→后墻引出管→汽包→下降管→下聯(lián)箱→水冷壁→上聯(lián)箱→汽包。三、燃燒產(chǎn)物和鍋爐熱平衡計(jì)算(1)燃燒所需理論空氣量vo=0.0889(Car+0.375Sar)+0.2=0.6287Nm3/理論水蒸氣容積：=0.111×2.22+0.0124×29.65+0.0理論煙氣量容積：名稱(chēng)計(jì)算結(jié)果((3)此高壓鍋爐燃料為高水分，高揮發(fā)分，中灰分，低硫且易結(jié)渣的煙煤。因ST=1300℃,1200℃<ST<1400℃,采用固態(tài)排渣，選取爐膛出口過(guò)量空氣系漏風(fēng)系數(shù)和過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)量空氣系數(shù)受熱面積漏風(fēng)△a出口a*爐膛、屏式過(guò)熱器(1,ps)00高溫過(guò)熱器(gwgr)低溫過(guò)熱器(dwgr)高溫省煤氣(gsm)高溫空氣預(yù)熱器(gky)低溫省煤氣(sm)低溫空氣預(yù)熱器(ky)煙氣特性表符號(hào)爐膛高溫過(guò)熱器低溫過(guò)熱器高溫省煤器高溫空氣預(yù)熱器低溫省煤器低溫空氣預(yù)熱器a…”QVTn?oTμ煙氣焓溫表(用于低溫空氣預(yù)熱器的計(jì)算)煙氣或空氣溫度理論煙氣焓理論空氣焓理論煙氣焓增△h°低溫空氣預(yù)熱器煙氣焓溫表(用于高溫空氣預(yù)器，低溫省煤器的計(jì)算)煙氣或空氣溫度理論煙氣焓理論空氣焓理論煙氣焓增△t高溫空氣預(yù)熱器煤器748.051煙氣焓溫表(用于低溫空氣預(yù)器，高溫省煤器的計(jì)算)煙氣或空氣溫度理論煙氣焓理論空氣焓理論煙氣焓增Ah°低溫過(guò)熱器煤器753.391煙氣焓溫表(用于爐膛，屏式過(guò)熱器，高溫過(guò)熱器的計(jì)算)煙氣或空氣溫度理論煙氣焓理論空氣焓理論煙氣焓增爐膛，屏式過(guò)熱器高溫過(guò)h?熱器名稱(chēng)符號(hào)單位公式計(jì)算結(jié)果鍋爐輸入熱量排煙溫度9℃先估后校排煙焓h查焓溫表用插值法求冷空氣溫度t℃取用理論冷空氣焓化學(xué)未完全燃燒損失%取用0機(jī)械未完全燃燒損失%取用排煙處過(guò)量空氣系數(shù)低溫空氣預(yù)熱器進(jìn)口處過(guò)量空氣系數(shù)排煙損失%散熱損失%取用灰渣損失%0鍋爐總損失%鍋爐熱效率η%保熱系數(shù)φ過(guò)熱蒸汽焓h給水溫度℃給定給水焓h名稱(chēng)符號(hào)單位公式鍋爐有效利用熱Q實(shí)際燃料消耗量B計(jì)算燃料消耗量四、爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)名稱(chēng)符號(hào)單位公式計(jì)算結(jié)果爐膛截面寬深比一按a/b=1—1.2選取爐膛寬度amap=A且a/b=1.1爐膛深度bⅢag=A且a/b=1.1冷灰斗傾角00冷灰斗出口尺寸一Ⅲ按0.6—1.4選取1折焰角長(zhǎng)度m折焰角上傾角0折焰角下傾角00爐膛出口煙氣流速選取6爐膛出口煙氣溫度8℃先估后校爐膛出口通流面積爐膛出口高度m水平煙道流速W選取水平煙道高度m折焰角高度h?m爐頂容積按結(jié)構(gòu)計(jì)算冷灰斗容積按結(jié)構(gòu)計(jì)算爐膛主體高度m水冷壁結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算名稱(chēng)符號(hào)單位公式計(jì)算結(jié)果前后墻水冷壁回路個(gè)數(shù)個(gè)按a/2.5(每個(gè)回路受熱寬度一般不超過(guò)2.5mm)選取4左右墻水冷壁回路個(gè)數(shù)個(gè)按b/2.5(每個(gè)回路受熱寬度一般不超過(guò)2.5mm)選取3管徑及壁厚查表選取管子節(jié)距S按s/d=1.30—1.35選取前后墻管子根數(shù)m根按a/s+1=106.36選取左右墻管子根數(shù)根按b/s+1=96.78選取燃燒器結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算名稱(chēng)符號(hào)單位公式計(jì)算結(jié)果一次風(fēng)速查表選取二次風(fēng)速查表選取三次風(fēng)速查表選取一次風(fēng)率f%查表選取二次風(fēng)率%三次風(fēng)率%由制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)確定一次風(fēng)溫℃由制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)確定二次風(fēng)溫℃三次風(fēng)溫℃由制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)確定燃燒器數(shù)量Z個(gè)四角布置4一次風(fēng)口面積(單只)A二次風(fēng)口面積(單只)三次風(fēng)口面積(單只)燃燒室假想切圓直徑查表選取燃燒器矩形對(duì)角線長(zhǎng)度特性比值一選取9特性比值一燃燒器噴口寬度一次風(fēng)噴口高度h二次風(fēng)噴口高度h?三次風(fēng)噴口高度燃燒器高度根據(jù)A1,A2,A3面積算出h,不必重算接近原選定值最下一排燃燒器的下邊距冷灰斗上沿的距離lm條件火炬長(zhǎng)度lmIy的計(jì)算結(jié)果大于火炬長(zhǎng)度最低極限值12,,且上排燃燒器中心線到前屏下邊緣高度大于8米，所以爐膛高度設(shè)計(jì)合理爐膛結(jié)構(gòu)尺寸名稱(chēng)符號(hào)單位公式計(jì)算結(jié)果側(cè)墻面積A名稱(chēng)符號(hào)單位公式計(jì)算結(jié)果前墻面積A后墻面積爐膛出口煙窗面積A爐頂包裹面積燃燒器面積前后墻側(cè)水冷壁角系數(shù)X一按膜式水冷壁選取1爐頂角系數(shù)X一查鍋爐熱力計(jì)算線爐膛出口煙窗處角系數(shù)X-選取l整個(gè)爐膛的平均角系數(shù)x一爐膛自由容積的水冷壁面積爐膛容積爐膛自由容積V因無(wú)前屏過(guò)熱器，所以V=V自由容積輻射層有效厚度Sm爐膛的輻射層有效厚度Sm燃燒器中心線的高度m據(jù)圖爐膛高度m據(jù)圖名稱(chēng)符號(hào)單位公式計(jì)算結(jié)果燃燒器相對(duì)高度一火焰中心相對(duì)高度一爐膛校核熱力計(jì)算名稱(chēng)符號(hào)單位公式計(jì)算結(jié)果爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)a一選用爐膛漏風(fēng)系數(shù)一選用制粉系統(tǒng)漏風(fēng)系數(shù)一選用空氣預(yù)熱器出口過(guò)量空氣系數(shù)β一熱風(fēng)溫度℃先估后校理論熱風(fēng)焓查焓溫表冷空氣溫度℃給定理論冷風(fēng)焓空氣帶入爐膛熱量QPh2+(△a?+a?)?對(duì)應(yīng)于每千克燃料送入爐膛的熱量Q理論燃燒溫度8℃差溫焓表理論燃燒絕對(duì)溫度K爐膛出口煙氣溫度8℃先估后校爐膛出口煙氣焓h?差溫焓表煙氣平均熱容量)水冷壁污染系數(shù)一查表水冷壁角系數(shù)一取用1水冷壁熱有效系數(shù)W一屏、爐交界面的污染系數(shù)一屏、爐交界面的角系數(shù)X一取用l屏、爐交界面的熱有效系數(shù)一燃燒器及門(mén)孔的熱有效系數(shù)一未敷設(shè)水冷壁0平均熱有效系數(shù)一爐膛有效輻射層厚度Sm爐膛內(nèi)壓力p水蒸氣容積份額T?o一查煙氣特性表三原子氣體和水蒸氣容積總份額r一查煙氣特性表三原子氣體輻射減弱系數(shù)k其中T=&+273煙氣質(zhì)量飛灰濃度查煙氣特性表灰粒平均濃度取用灰粒輻射減弱系數(shù)燃料種類(lèi)修正系數(shù)一取用燃料方法修正系數(shù)一取用煤粉火焰輻射減弱系數(shù)k火焰黑度一爐膛黑度a一火焰中心相對(duì)高度一系數(shù)M一A-B(X?+△x)其中A=0.59,B=0.5爐膛出口煙氣溫度(計(jì)算值)8℃其中σ?=5.67×10~"W/(m2g)計(jì)算誤差℃爐膛出口煙氣焓查焓溫表，8”按計(jì)算值爐膛有效輻射放熱量輻射受熱面平均熱負(fù)荷爐膛截面熱強(qiáng)度爐膛容積熱強(qiáng)度爐膛頂棚輻射受熱面吸熱量及工質(zhì)焓增的計(jì)算表名稱(chēng)符號(hào)單位公式計(jì)算結(jié)果頂棚管徑選取節(jié)距S排數(shù)n一頂棚管角系數(shù)X一查鍋爐熱力計(jì)算線頂棚面積蒸汽流通面積A爐膛頂棚熱負(fù)荷分配不均系數(shù)一查鍋爐熱力計(jì)算線爐膛頂棚總輻射吸熱量減溫水總流量D先估后校爐膛頂棚蒸汽流量D爐膛頂棚蒸汽焓增爐膛頂棚進(jìn)口蒸汽焓蒸汽參數(shù)—汽包壓力對(duì)應(yīng)的干飽和蒸汽，汽包工作壓力11.08MPa爐膛頂棚出口蒸汽焓爐膛頂棚出口蒸汽溫度℃查表名稱(chēng)符號(hào)單位公式計(jì)算結(jié)果管徑及壁厚選取屏片數(shù)片單片管子根數(shù)n根pw選取800kg/(mg)屏的深度Cm根據(jù)圖取屏的平均高度m橫向節(jié)距在500——1000之間比值一一縱向平均節(jié)距比值一屏的角系數(shù)一查鍋爐熱力計(jì)算線屏區(qū)接受爐膛輻射的面積屏的對(duì)流受熱面積屏的計(jì)算對(duì)流受熱面積屏區(qū)爐頂受熱面積屏兩側(cè)水冷壁受熱面積屏區(qū)附加受熱面積屏接受爐膛輻射受熱面積爐頂附加受熱輻射面積水冷壁附加受熱面輻射面積煙氣進(jìn)屏流通面積煙氣出屏流通面積煙氣平均流通面積A蒸汽流通截面積A蒸汽質(zhì)量流速煙氣輻射層有效厚度Sm后屏過(guò)熱器熱力計(jì)算名稱(chēng)符號(hào)單位公式計(jì)算結(jié)果煙氣進(jìn)屏溫度℃煙氣進(jìn)屏焓查焓溫表煙氣出屏溫度℃假定煙氣出屏焓查焓溫表煙氣平均溫度℃屏區(qū)附加受熱面對(duì)流吸熱量先估后校屏的對(duì)流吸熱量Q后屏輻射吸熱分布系數(shù)一查表后屏輻射熱強(qiáng)度后屏吸熱量QW屏入口吸收的爐膛輻射熱量Q,’水蒸氣容積份額Ti?o一查煙氣特性表三原子氣體和水蒸氣容積總份額r一查煙氣特性表煙氣質(zhì)量飛灰濃度查煙氣特性表煙氣輻射層有效厚度Sm三原子氣體輻射減弱系數(shù)k?其中T=9+27:灰粒輻射減弱系數(shù)煙氣的輻射減弱系數(shù)k屏區(qū)煙氣黑度a一屏進(jìn)口對(duì)出口的角系數(shù)一修正系數(shù)一按煤種選取屏出口面積等于對(duì)流過(guò)熱器進(jìn)口面積爐膛及屏間煙氣向屏后受熱面的輻射熱量屏區(qū)吸收爐膛輻射熱量屏區(qū)爐頂附加受熱面吸收的爐膛輻射熱量屏區(qū)水冷壁附加受熱面吸收的爐膛輻射熱量屏所吸收的爐膛輻射熱屏所吸收的總熱量附加過(guò)熱器總吸熱量先假定后核算一級(jí)減溫水量先假定后核算二級(jí)減溫水量先假定后核算附加過(guò)熱器焓增量飽和蒸汽焓h查蒸汽特性表，P=11.08MP低溫過(guò)熱氣出口蒸汽焓低溫過(guò)熱器出口壓力低溫過(guò)熱氣出口蒸汽溫度℃查蒸汽特表蒸汽進(jìn)屏焓蒸汽進(jìn)屏溫度℃查蒸汽特性表蒸汽出屏焓蒸汽出屏溫度℃查蒸汽特性表屏內(nèi)蒸汽平均溫度℃屏內(nèi)蒸汽平均比容查蒸汽特性表屏內(nèi)蒸汽平W均流速管壁對(duì)蒸汽的放熱系數(shù)查附錄屏間煙氣平均流速煙氣側(cè)對(duì)流放熱系數(shù)查附錄灰污系數(shù)E查附錄管壁灰污層溫度℃輻射放熱系數(shù)查附錄a。,a,=aa利用系數(shù)5一查附錄煙氣對(duì)管壁的放熱系數(shù)a對(duì)流傳熱系數(shù)k較大溫差℃較小溫差℃平均溫差℃屏對(duì)流傳熱量誤差%屏區(qū)兩側(cè)水冷壁水溫℃查蒸汽表，p=11.08Mpa下的飽和溫度平均傳熱溫差℃屏區(qū)兩側(cè)水冷壁對(duì)流吸熱量誤差%屏區(qū)爐頂進(jìn)口汽焓已求屏區(qū)爐頂進(jìn)口汽溫℃查蒸汽特性表，p=11.08屏區(qū)爐頂蒸汽焓增量已求屏區(qū)爐頂出口汽焓已求屏區(qū)爐頂出口汽溫℃查蒸汽特性表，p=11Mpa平均傳熱溫差℃屏區(qū)爐頂對(duì)流吸熱量誤差%七、高溫過(guò)熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算名稱(chēng)符號(hào)單位公式計(jì)算結(jié)果管徑及壁厚選取橫向節(jié)距管子排數(shù)排每排管子根數(shù)m根pw選取800kg/(mg)2縱向平均節(jié)距高溫過(guò)熱器深度S蒸汽流通面積A煙氣進(jìn)口流通面積A煙氣進(jìn)口流通面積A煙氣平均流通面積煙氣輻射有效層厚度Sm計(jì)算對(duì)流受熱面積爐頂附加受熱面積A”水冷壁附加受熱面積高溫過(guò)熱器熱力計(jì)算名稱(chēng)符號(hào)單位公式計(jì)算結(jié)果煙氣進(jìn)口溫度θ℃后屏出口煙溫?zé)煔膺M(jìn)口屏焓H查焓溫表蒸汽進(jìn)口焓D蒸汽進(jìn)口溫度t℃查蒸汽特性表，p=10MPa蒸汽出口溫度t℃已知蒸汽出口焓h”查蒸汽特性表，p=9.8MPa過(guò)熱器吸熱量Q爐頂附加受熱面吸熱量假定水冷壁附加假定受熱面吸熱量爐膛及屏間煙氣向屏后受熱面的輻射熱量由后屏熱力計(jì)算得爐頂吸收輻射熱量水冷壁吸收輻射熱量過(guò)熱器吸收輻射熱量過(guò)熱器對(duì)流吸熱量煙氣出口焓煙氣出口溫度9”℃查焓溫表煙氣平均溫度℃蒸汽平均溫度℃煙氣流速煙氣側(cè)對(duì)流放熱系數(shù)查附錄蒸汽平均比容查蒸汽特性表，p=10MPa蒸汽平均流速W灰污系數(shù)E查附錄蒸汽側(cè)放熱系數(shù)查附錄管壁灰污層溫度℃水蒸氣容積份額一查煙氣特性表三原子氣體和水蒸氣容積總份額r一查煙氣特性表煙氣質(zhì)量飛灰濃度查煙氣特性表煙氣輻射層有效厚度Sm三原子氣體輻射減弱系數(shù)其中T=S+273灰粒輻射減弱系數(shù)煙氣的輻射減弱系數(shù)k屏區(qū)煙氣黑度a