鍋爐課程設(shè)計(jì)電站鍋爐原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

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1、 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 電站鍋爐原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 目錄 第一章 煤的元素分析數(shù)據(jù)校核和煤種判別 1 1.1元素分析數(shù)據(jù)校核： 1 1.2元素分析數(shù)據(jù)校核： 1 1.3煤種判別： 1 第二章 鍋爐整體布置的確定 2 2.1 爐整體的外型--選Π型布置 2 2.2受熱面的布置 2 2.3汽水系統(tǒng) 2 第三章：燃料產(chǎn)物和鍋爐熱平衡計(jì)算 3 第四章：爐膛設(shè)計(jì)和熱力計(jì)算 6 第五章：燃燒器設(shè)計(jì)和熱力計(jì)算 10 第六章：凝渣管設(shè)計(jì)和熱力計(jì)算 15 第七章：高溫過(guò)熱器設(shè)計(jì)和熱力計(jì)算 19 第八章：低溫過(guò)熱器設(shè)計(jì)和熱力計(jì)算 26 第九章：省煤器設(shè)計(jì)和熱力計(jì)算 30

2、第十章：空氣預(yù)熱器熱力計(jì)算 39 第十一章：熱力計(jì)算數(shù)據(jù)的修正和計(jì)算結(jié)果匯總 44 參考文獻(xiàn) 45 第一章 煤的元素分析數(shù)據(jù)校核和煤種判別 1.1元素分析數(shù)據(jù)校核： 1．收到基元素成分的計(jì)算： Mar =22.0％ Aar=25.74％ Kr =(100- Mar -Aar)/100=52.26% Car=35.28％ Sar=0.16％ Har=3.24％ Oar=12.54％ Nar=1.05％ 2. 煤的元素各成分之和為100%的校核 Car+Har+Oar+Nar+Sar+Mar+Aar=35.

3、28 + 3.24 + 12.54 + 1.05 + 0.16 + 22.0 + 25.74=100 1.2元素分析數(shù)據(jù)校核： 1．干燥基灰分的計(jì)算: Ad =33.0％ 2．干燥無(wú)灰基低位發(fā)熱量的計(jì)算: Qdaf,net,p=(Qar,net+25Mar)100/（100-Mar-Aar）=26712.59（kJ/kg） 3．干燥無(wú)灰基低位發(fā)熱量（門德雷也夫公式計(jì)算值）的計(jì)算 Q,p=339Cdaf+1030Hdaf-109(Odaf-Sdaf) =26685.2(kJ/kg) Q,p-Q,p=34363.450-

4、34393.23=-27.39(kJ/kg) 1.3煤種判別： 1．煤種判別 由燃料特性得知: 因?yàn)閂daf =55.0% ，10%＜Vdaf≤20% 所以煤種為褐煤 第二章 鍋爐整體布置的確定 2.1 爐整體的外型--選Π型布置 選擇Π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，鍋爐結(jié)構(gòu)和廠房較低，煙囪也建在地面上； 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)。 2.2受熱面的布置 在爐

5、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)，汽化吸熱較多，加熱吸熱和過(guò)熱吸熱較少。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，在水平煙道內(nèi)布置高、低溫對(duì)流過(guò)熱器外，爐膛出口布置半輻射式的屏式過(guò)熱器。為使屏過(guò)熱器中的傳熱溫差不致過(guò)大，在爐頂及水平煙道的兩側(cè)墻，豎井煙道的兩側(cè)墻和后墻均布置包覆過(guò)熱器。 熱風(fēng)溫度要求高（t=360℃）采用雙級(jí)布置空氣預(yù)熱器雙級(jí)省煤器。在省煤器的煙道轉(zhuǎn)彎處，設(shè)置落灰斗，由于轉(zhuǎn)彎處離心力的作用，顆粒較大的灰粒順落灰斗下降，有利于防止回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的堵灰，減輕除塵設(shè)備的負(fù)擔(dān)。 2.3汽水

6、系統(tǒng) 1．過(guò)熱蒸汽系統(tǒng)的流程 汽包→頂棚過(guò)熱器進(jìn)口集箱→爐頂及尾部包覆過(guò)熱器管束→尾部包覆過(guò)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→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)熱器出口集箱→集汽集箱→汽輪機(jī)。 2．水系統(tǒng)的流程 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。 整個(gè)爐膛全部布滿水冷壁，爐膛出口凝渣管簇由鍋爐后墻水冷壁延伸而成，在爐膛出口處采用油后墻水冷壁延

7、伸構(gòu)成的遮焰角，以使煙氣更好地充滿爐膛。采用光管水冷壁。 對(duì)流過(guò)熱器分兩級(jí)布置，由懸掛式蛇形管束組成。在兩級(jí)之間有鍋爐自制冷凝水噴水減溫裝置.由進(jìn)入鍋爐的給水來(lái)冷卻飽和蒸汽制成凝結(jié)水，回收凝結(jié)放熱量后再進(jìn)入省煤器。 省謀器和空氣預(yù)熱器采用兩級(jí)配合布置，以節(jié)省受熱面。減少鋼材消耗量。 鍋爐采用四根集中下降管，分別供水給12組水冷壁系統(tǒng)。 燃燒方式采用四角布置的直流燃燒器。 根據(jù)煤的特性選用中速磨煤機(jī)的負(fù)壓直吹系統(tǒng)次風(fēng)。 鍋爐本體結(jié)構(gòu)見圖I -10

8、 I-4輔助計(jì)算 第三章：燃料產(chǎn)物和鍋爐熱平衡計(jì)算 （1）燃燒產(chǎn)物容積計(jì)算 煤完全燃燒（)時(shí)理論空氣量及燃燒產(chǎn)物容積計(jì)算見表I-1(以lkg燃料為準(zhǔn))。 表I-1初始數(shù)據(jù) 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式及計(jì)算 結(jié)果 1 理論空氣容積 3.5827 2 三原子氣體容積 0.6594 3 理論氮?dú)馊莘e 2.8387 4 理論水蒸氣客積 0.6900 5 理論煙氣容積 4.1882 6 飛灰中純灰份額 - 查表8-51

9、 0.95 7 煙氣中飛灰質(zhì)量濃度 0.2445 8 煤的折算灰分 8.0368 （2）空氣平衡及焓溫表 1）煙道各處過(guò)量空氣系數(shù)、各受熱面的漏風(fēng)系數(shù)及不同過(guò)量空氣系數(shù)下的燃燒產(chǎn)物的容積列于表I-2中，爐膛出口處過(guò)量空氣系數(shù)按表4-2取。 I-2 名稱及公式 符號(hào) 單位 爐膛及凝渣管 第二級(jí)過(guò)熱器 第一級(jí)過(guò)熱器 上級(jí)省煤器 上級(jí)空氣預(yù)熱器 下級(jí)省煤器 下級(jí)空氣預(yù)熱器 漏風(fēng)系數(shù) - 0.05 0.03 0.03 0.02 0.03 0.02 0.03 出口處過(guò)量空氣系數(shù) - 1.15 1.1

10、8 1.21 1.23 1.26 1.28 1.31 平均過(guò)量空氣系數(shù) - 1.125 1.165 1.195 1.22 1.245 1.27 1.295 水蒸汽容積 0.3723 0.3764 0.3769 0.3776 0.3781 0.3790 0.3790 煙氣總?cè)莘e 7.1626 7.4198 7.4500 7.4954 7.5257 7.5862 7.5862 水蒸氣容積份額 - 0.0520 0.0507 0

11、.0506 0.0504 0.0502 0.0500 0.0500 三原子氣體容積份額 - 0.1531 0.1478 0.1472 0.1463 0.1457 0.1446 0.1446 三原子氣體總?cè)莘e份額 - 0.2051 0.1985 0.1978 0.1967 0.1960 0.1945 0.1945 煙氣質(zhì)量 9.7932 10.1237 10.1626 10.2210 10.2598 10.3376 10.3376 飛回濃度

12、 0.0259 0.0251 0.0250 0.0248 0.0247 0.0245 0.0245 各各受熱面的漏風(fēng)系數(shù)按表4-3取。空氣預(yù)熱器出口熱空氣的過(guò)量空氣系數(shù)： 2） 不同過(guò)量空氣系數(shù)下燃燒產(chǎn)物的焓溫表見表I-3 表I-3 焓溫表 第四章：爐膛設(shè)計(jì)和熱力計(jì)算 表I-4 熱平衡及燃料消耗量計(jì)算 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式及計(jì)算 結(jié)果 1 固體未完全燃燒損失 qgt % 查表2-14 2 2 氣體未完全燃燒損失 qqt % 查表2-14 0 3 外部冷卻損失 qlq

13、% 由圖2-2得D=33.33Kg/s，有尾部受熱面 0.6 4 灰渣物理熱損失 qhz % 不計(jì)算 0 5 排煙過(guò)量空氣系數(shù) q”py — 查表I-2 1.25 6 排煙溫度 θpy 0C 見任務(wù)書 110 7 排煙焓 Ipy kJ/kg 查表I-3(α”=1.235) 1366.2 8 冷空氣溫度 tlk ℃ 見任務(wù)書 25 9 冷空氣焓 Ilk kJ/kg 查表I-3 197 10 排煙損失 qpy % (Ipy-α”pyIlk) 4.868 11 鍋爐效率 ηgl % 100-qgt

14、-qqt-qlq-qhz-qpy 92.532 12 鍋爐蒸發(fā)量 D Kg/s 見任務(wù)書 33.33 13 過(guò)熱蒸汽出口焓 i”gr kJ/kg P=3.9MPa,t=4500C,查水蒸氣表 3332.4 14 飽和水焓 ibh kJ/kg P=4.4MPa，查水蒸汽表 1115.1 15 給水溫度 tgs 0C 見任務(wù)書 165 16 給水焓 igs kJ/kg P=4.9MPa,t=1650C, 查水蒸氣表 699.818 17 排污率 ppw % 見任務(wù)書 1 18 鍋爐總吸熱量 Qgl kw D(i”g

15、r-igs) 87744 19 燃料消耗量 B kg/s 4.1943 20 計(jì)算燃料消耗量 Bj Kg/s 4.1536 21 制粉系統(tǒng)漏風(fēng)系數(shù) Δαf — 查表2-5 0.1 22 空氣預(yù)熱器出口空氣溫度 trk 0C 見任務(wù)書 380 23 空氣預(yù)熱器出口空氣焓 Irk kJ/kg 查表I-3 4609.2 24 空氣預(yù)熱器吸熱量 Qky kJ/kg β”ky(Irk-Ilk) 5029.91 25 空氣預(yù)熱器吸熱量與燃料熱量的百分比 qky % 22.25 26 保熱系數(shù) φ —

16、0.9936 I-5燃燒室設(shè)計(jì)及傳熱計(jì)算 1燃燒室尺寸的決定 〔1)爐膛寬度及深度 因采用角置直流式燃燒器。爐膛采用正方形截面。按表8-39取爐膛截面熱負(fù)荷，qF~2519kWfrn},爐膛截面F=40.145m2,取爐膛寬a=,爐膛深b= ,布置φ=的水冷壁管，管間距s=,側(cè)面墻的管數(shù)為 根，前、后墻的管數(shù)為 根。 (2)燃燒室爐墻面積的決定 燃燒室側(cè)面尺寸見圖I-2，決定過(guò)程見表I-5。 表I-5 爐膛結(jié)構(gòu)尺寸 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式及計(jì)算 結(jié)果 1 爐膛截面熱負(fù)荷 查表6-38 2480 2

17、 爐膛截面積 F 37.4438 3 爐膛寬度 F0.5取整，64的倍數(shù) 6.562 4 第一根凝渣管高 設(shè)定 4.2 5 頂棚寬度 3.726 6 折焰角前端到第一排凝渣管斜管段長(zhǎng) 設(shè)定 0.735 7 折焰角寬度 設(shè)定 2.2 8 折焰角上傾角度 。 設(shè)定 45 9 折焰角下傾角度 。 設(shè)定 30 10 頂棚傾角 。 設(shè)定 0 11 凝渣管與爐墻距離 2.837 12 頂棚高度 4.2 13 折焰角高度

18、 1.270 14 __ 1.638 15 冷灰斗底口寬度 。 設(shè)定 1 16 冷灰斗傾角 。 設(shè)定 55 17 冷灰斗中部寬度 3.7810 18 冷灰斗高度 3.9717 19 冷灰斗斜邊長(zhǎng)度的一半 m 2.4243 20 爐膛容積熱負(fù)荷 選定 116 21 爐膛容積 m3 800.523 22 側(cè)墻面積 m 121.993 23 爐膛中部高度 m 15.3611 24 出口窗中心到灰斗中心高 20.9008

19、 25 前墻面積 167.4208 26 后墻面積 145.7836 27 出口窗面積 32.3837 28 頂棚面積 28.2290 29 爐膛總面積 617.8031 30 爐膛總高 m 23.1846 第五章：燃燒器設(shè)計(jì)和熱力計(jì)算 1、煤粉燃燒器的型式及布置 采用角置直流式煤粉燃燒器，分布于爐膛四角。燃燒器的中心距冷灰斗上沿為1.73m。每組燃燒器有兩個(gè)一次風(fēng)口、兩個(gè)二次風(fēng)口和兩個(gè)廢氣燃燒器，燃燒器的結(jié)構(gòu)計(jì)算見表I-6 表1-

20、6 燃燒器結(jié)構(gòu) 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式及計(jì)算 結(jié)果 1 計(jì)算燃料消耗量 查表1-4 4.1104 2 燃料收到基低位發(fā)熱量 見任務(wù)書 22608 3 燃料干燥無(wú)灰基揮發(fā)分 % 由任務(wù)書初始數(shù)據(jù)得 16 4 理論空氣量 查表1-1 5.9548 5 爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù) - 查表1-2煙氣特性 1.20 6 爐膛漏風(fēng)系數(shù) - 查表1-2煙氣特性 0.07 7 空氣預(yù)熱器出口風(fēng)溫 見任務(wù)書 380 8 一次風(fēng)率 - 參考表7-5 0.25 9 磨煤廢

21、氣（三次風(fēng)率） - 由制粉系統(tǒng)得 0.2 10 磨煤廢氣及煤粉溫度 由制粉系統(tǒng)得 150 11 二次風(fēng)及送粉熱風(fēng)溫度 370 12 一次風(fēng)中煤粉濃度 0.43 13 熱風(fēng)比熱 查下的空氣比熱表 1.3508 14 一次風(fēng)溫 先假設(shè)后校驗(yàn) 349.26 15 一次風(fēng)下的空氣比熱 查下的空氣比熱表 1.3230 16 燃燒器前的一次風(fēng)溫 304.311 17 爐膛漏風(fēng)率 - 0.06 18 二次風(fēng)率 - 0.49 19 二次風(fēng)量

22、 33.90 20 一次風(fēng)量 15.53 21 磨煤廢氣量 23.213 22 一次風(fēng)速 參考表7-6 20 23 二次風(fēng)速 參考表7-6 40 24 磨煤廢氣（三次風(fēng)）速 參考表7-6 50 25 燃燒器數(shù)量 - 切向燃燒四角布置 4.00 26 每個(gè)燃燒器的標(biāo)準(zhǔn)煤出力 2.854 27 一次風(fēng)口面積 0.39 28 二次風(fēng)口面積 0.43 29 廢氣（三次風(fēng)）噴口面積 0.23 30 爐膛寬度 查表1

23、-5爐膛尺寸 6.562 31 爐膛深度 查表1-5爐膛尺寸 6.562 32 燃燒器間距 - 6.562 33 爐膛高度 查表1-5爐膛尺寸 23.1846 34 下二次風(fēng)口下沿到冷灰斗轉(zhuǎn)角的間距 選定 0.60 35 燃燒器假想切圓直徑 參考選定 0.82 36 燃燒器矩形對(duì)角線長(zhǎng)度 9.28 37 特性比值 1.00 1.00 初步選定 6 參考圖8-84選定 28 38 燃燒器噴口寬度 m ，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)定為 0

24、.33 39 燃燒器噴口高度 m 按、要求畫出結(jié)構(gòu)圖，得 1.95 40 燃燒器占有面積 1.01 3．燃燒室水冷壁布置 水冷壁采用φ60的光管，管節(jié)距s=64mm。管子懸掛爐墻，管子中心和爐墻距e=0。每面墻寬6336mm，側(cè)墻布置100根，前、后墻布置98根。后墻水冷壁管子在折角處有叉管，直叉管垂直向上連接聯(lián)箱，可以承受后墻管子和爐墻的重量，斜叉管組成凝渣管和折焰角。凝渣管有243=72根管子，折焰角上有22根管子，另4根管直接與聯(lián)箱相連。 側(cè)墻水冷壁向上延伸，在折焰角區(qū)域和凝渣管區(qū)域形成附加受熱面。 燃燒室結(jié)構(gòu)特性計(jì)算見表I-7

25、 表I-7爐膛受熱面 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式及計(jì)算 結(jié)果 前、后、側(cè) 頂棚 出口窗 1 水冷壁規(guī)格 d mm - 60 60 60 δ mm - 3 3 3 2 管節(jié)距 s mm - 66 78 -- 3 相對(duì)值 - - 1.1 1.3 -- 4 管中心與爐墻距離 e mm - 0 30 -- 5 相對(duì)值 - - 0 0.5 -- 6 角系數(shù) x - 插圖11-10 0.99 0.94 1 7 護(hù)綺而積 - 447.912 24.

26、867 32.58 8 水冷璧有效輻射而積 除去燃燒器占有面積 527.791 24.867 32.58 9 總水冷壁有效輻射面艱 H 585.238 10 灰污系數(shù) - 查表11-2 0.35 11 水冷壁受熱面平均熱有效性系數(shù) - 0.3316 12 煙氣福射層有效厚度 s m 4.665 13 燃燒器中心高度 m 3.561 14 燃燒器相對(duì)高度 - 0.1536 15 火焰中心相對(duì)高度修正 - 查表11-3 0 16 火焰中心相對(duì)高度 - 0.

27、1536 燃燒室的傳熱計(jì)算見表I-8 表I-8 爐膛傳熱計(jì)算 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式及計(jì)算 結(jié)果 1 熱空氣溫度 trk ℃ 查表Ⅰ-4 380 2 熱空氣焓 Irk kJ/kg 查表Ⅰ-4 4609.2 3 冷空氣溫度 tlk ℃ 查表Ⅰ-4 25 4 冷空氣焓 Ilk kJ/kg 查表Ⅰ-4 197 5 爐膛漏風(fēng)系數(shù) Δa1 查表Ⅰ-2 0.07 6 煤粉系統(tǒng)漏入風(fēng)系數(shù) Δaf 查表Ⅰ-4 0.1 7 空氣預(yù)熱器空氣份額 βky 查表Ⅰ-4 1.14 8 空氣進(jìn)入爐膛的

28、熱量 Qk kJ/kg 5498.768 9 燃料有效放熱量 Qa kJ/kg 27654.608 10 理論燃燒溫度 θa ℃ 2023.4 Ta K 2296.4 11 爐膛出口煙溫 ℃ 先假設(shè)，再校核 1056 T1 K 1329 12 爐膛出口煙焓 I1 kJ/kg 18342 13 煙氣平均熱容量 Vc kJ/(kg?℃) 16.869 14 容積份額，水蒸氣/三原子氣體 0.744 15 煙氣密度 ρy kg/Nm4 1

29、.329 16 飛灰濃度 μfh kg/kg 查表Ⅰ-2 0.0253 17 飛灰顆粒平均直徑 dfh μm 查表11-4，用鋼球滾筒磨煤機(jī) 13 18 三原子氣體分壓 pΣ MPa 0.02 19 三原子氣體輻射減弱系數(shù) kqrΣ 1/(m?MPa) 0.6850 20 灰粒輻射減弱系數(shù) kfhμfh 1/(m?MPa) 1.6356 21 焦炭輻射減弱系數(shù) x1 無(wú)煙煤 1 x2 懸浮燃燒 0.1 經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 10.2 1/(m?MPa) 0.102 22 火

30、焰輻射減弱系數(shù) k 1/(m?MPa) 2.4226 23 火焰輻射吸收率 kps - kps 2.2341 24 火焰黑度 - 1-e-kps 0.8929 25 爐膛黑度 - 0.93 26 火焰中心高度系數(shù) 查表11-3,0.59-0.5 0.5132 27 爐膛出口煙溫 K 1354.2 ℃ 1081.2 28 爐膛出口煙焓 kJ/kg 11997 29 爐內(nèi)輻射傳熱量 kJ/kg 14864 30 輻射受熱面熱負(fù)荷 kW/m2

31、 104.4 第六章：凝渣管設(shè)計(jì)和熱力計(jì)算 ⑴凝渣管直接吸收燃燒室的輻射熱量 輻射受熱面是燃燒室的出口窗，凝渣管吸收的熱量與凝渣管束的角系數(shù)有關(guān)。根據(jù)凝渣管的橫向相對(duì)節(jié)距=4.267，從圖11-10中的無(wú)爐墻反射的曲線上查得單排管的角系數(shù)x=0.32。現(xiàn)凝渣管有三排，總的角系數(shù)為 凝渣管輻射受熱面為 由于出口窗位于燃燒室上部，熱負(fù)荷比較小，需要計(jì)算沿高度的熱負(fù)荷不均勻系數(shù)。出口窗衷心的高度為，從冷灰斗中心到爐頂?shù)目偢叨葹?，根?jù) 和燃燒器中心相對(duì)高度,查圖15-4的2線，得到。 凝渣管吸收的輻射熱量： ⑵高溫過(guò)熱器直接吸收燃燒室的輻射熱量 ⑶水冷

32、壁的平均輻射受熱面熱負(fù)荷 I-6凝渣管的傳熱計(jì)算 凝渣管束是錯(cuò)列布置，由后墻水冷壁延伸而成，每四根相鄰的管子組成第一、二、三排今兒折焰角，所以凝渣管的橫向節(jié)距為464mm。 凝渣管束的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖Ⅰ-3。 表1-9 凝渣管結(jié)構(gòu) 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式及計(jì)算 結(jié)果 1 管子規(guī)格 d ㎜ — 60 δ ㎜ — 3 2 橫向管子節(jié)距 ㎜ — 256 3 縱向管子節(jié)距 ㎜ — 250 4 橫向相對(duì)節(jié)距 — 4.267 5 縱向相對(duì)節(jié)距 — 4.167

33、 6 平均每排管子數(shù)目 n 根 設(shè)定 24 7 第一排凝渣管高度 m 4.2 8 第三排凝渣管與折焰角距離 m 0.137 9 前兩排凝渣管間底斜邊長(zhǎng) m 0.289 10 第三排凝渣管底斜邊長(zhǎng) m 0.158 11 第二排凝渣管高度 m 4.344 12 第三排凝渣管高度 m 4.488 13 凝渣管出口高度 m 4.748 14 每根管計(jì)算長(zhǎng) 第一排 m 4.936 第二排 m 4.916 第三排 m 4.502

34、 15 凝渣管受熱面面積 ㎡ 64.92 16 側(cè)墻水冷壁附加受熱面面積 ㎡ 8.126 17 計(jì)算受熱面面積 ㎡ 73.046 18 煙氣輻射層有效厚度 s m 1.168 19 煙氣流通截面 F y ㎡ 25.66 凝渣管的傳熱計(jì)算見表1-10 表1-10凝渣管傳熱計(jì)算 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式及計(jì)算 結(jié)果 1 入口煙溫 ℃ 查表1-8 1081.2 2 入口煙焓 kJ/kg 查表1-8 11997 3 出口煙溫 ℃ 先假定，后校核 950

35、4 出口煙焓 kJ/kg 查表1-3（ ） 10397 5 煙氣熱平衡放熱量 kJ/kg 1584 6 平均煙溫 ℃ 1015.6 7 煙氣容積 查表1-2（ ） 7.5421 8 水蒸氣容積份額 — 查表1-2（ ） 0.0498 9 三原子氣體容積份額 — 查表1-2（ ） 0.01952 10 煙氣重度 1.343 11 飛灰濃度 ㎏/㎏ 查表1-2（ ） 0.0253 12 飛灰顆粒平均直徑 查表1-8 13 13 煙氣流速 m/s 3

36、.286 14 煙氣對(duì)流放熱系數(shù) 查圖12-7或計(jì)算 40.65 15 三原子氣體輻射減弱系數(shù) 0.553 16 飛回輻射減弱系數(shù) 2.532 17 煙氣輻射吸收力 — 0.309 18 煙氣黑度 — 0.266 19 管內(nèi)工質(zhì)溫度 ℃ 飽和溫度（p=4.3MPa） 255.8284 20 管壁灰污層溫度 ℃ 335.8284 21 煙氣輻射放熱系數(shù) — 0.472 式（12-47） 48.40 22 煙氣總放熱系數(shù) 99.40

37、23 熱有效性系數(shù) — 查表4-4 0.6 24 傳熱系數(shù) 59.64 25 平均溫壓 ℃ 759.7716 26 傳熱量 kJ/kg 805.254 27 誤差 ％ 0.492 第七章：高溫過(guò)熱器設(shè)計(jì)和熱力計(jì)算 I-7 過(guò)熱器的傳熱計(jì)算 從鍋筒出來(lái)的飽和蒸汽先到凝渣管上方的蒸汽聯(lián)箱，經(jīng)過(guò)頂棚管到第一級(jí)對(duì)流過(guò)熱器的入口聯(lián)箱，蒸汽通過(guò)懸掛的蛇形逆流至出口聯(lián)箱，最后兩圈管束是順流布置，這樣可以避免出口管束與頂棚管的交叉，并使過(guò)熱蒸汽出口煙氣溫度較低處，以避免蒸汽管壁溫過(guò)高而燒壞。 從第一級(jí)過(guò)熱器出來(lái)聯(lián)箱出來(lái)

38、的蒸汽進(jìn)入噴水減溫器，該噴水由鍋筒引出飽和蒸汽冷凝而得，冷去水采用進(jìn)入省煤器前的給水。蒸汽經(jīng)減溫后進(jìn)入第二級(jí)過(guò)熱器的入口聯(lián)箱，蒸汽在第二級(jí)過(guò)熱器中先逆流后順流，此處為第一圈管束是逆流，其余均為順流，同樣可以使過(guò)熱器出口的高溫蒸汽處在較低溫的煙氣流中。 第二級(jí)過(guò)熱器的第一、二排管組成四排錯(cuò)列管，使節(jié)距增大，防止堵灰。其余均為順列布置。由于一組受熱面內(nèi)有錯(cuò)列、順列布置，而計(jì)算時(shí)的平均溫壓是按整組受熱面計(jì)算的，因此傳熱系數(shù)也要用整組受熱面的平均值，此時(shí)采用加權(quán)平均法來(lái)計(jì)算一下參數(shù):橫向節(jié)距s1,縱向節(jié)距s2，煙氣流通截面Fy，對(duì)流放熱系數(shù)ad，灰污系數(shù)，最后算出傳熱系數(shù)k。加權(quán)平均是用錯(cuò)列、順列的

39、受熱面來(lái)加權(quán)的。 第1、 二級(jí)過(guò)熱器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖I-3。 第二級(jí)過(guò)熱器的結(jié)構(gòu)特性計(jì)算見表I-11，傳熱計(jì)算見表I-12。 第一級(jí)過(guò)熱器的結(jié)構(gòu)特性計(jì)算見表I-13,傳熱計(jì)算見表I-14。 高溫過(guò)熱器結(jié)構(gòu) 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式及計(jì)算 結(jié)果 1 管子規(guī)格 d mm - 42 mm - 3.5 2 折焰角前端距頂棚高度 m 等于凝渣管出口高 4.748 3 錯(cuò) 列 管 束 橫向間距 mm 222 縱向間距 m

40、m 設(shè)定 150 4 橫向相對(duì)間距 - 5.286 5 縱向相對(duì)間距 - 3.571 橫向管排數(shù) 排 按 28 6 縱向管排數(shù) 排 - 4 7 前排管距折焰角前端距離 mm 自選 700 8 前排管截面高度 mm 4047 9 前排管高度 mm 3358 10 后排管高度 mm 3187.29 11 平均管長(zhǎng) mm 3273.145 12 受熱面 48.356 13 順 列 管 橫向間

41、距 mm 設(shè)定 111 14 縱向間距 mm 設(shè)定 160 15 設(shè)定 60 16 平均： 110 17 橫向相對(duì)間距 - 2.643 18 縱向相對(duì)間距 - 2.619 19 橫向管排數(shù) 排 - 56 20 縱向管排數(shù) 排 - 6 21 順列管后距懸吊管寬度 mm 390 22 每排管高度 m 3.108 23 傾斜管段長(zhǎng) m 平均值，包括錯(cuò)列區(qū) 0.943 24 平均管長(zhǎng) m 4.051 25 受熱面 172.8

42、16 26 錯(cuò)列、順列受熱面 221.352 27 加權(quán)平均橫向節(jié)距 mm 135.339 28 加權(quán)平均縱向節(jié)距 mm 118.649 29 橫向相對(duì)間距 - 3.222 30 縱向相對(duì)間距 - 2.825 31 輻射層有效厚度 m 0.400 32 蒸汽流通截面 f 0.213 33 錯(cuò)列區(qū)煙氣流通截面 11.39 34 順列區(qū)煙氣流通截面 8.527 35 平均煙氣流通截面 21.71 36 兩側(cè)水冷壁附加受熱面

43、 16.438 37 折焰角附加受熱面 折焰角斜向長(zhǎng)度 m 設(shè)定 1.787 折焰角處水管根數(shù) 根 26 受熱面積 4.379 38 頂棚管附加受熱面 8.194 39 輻射空間 m 1.100 40 管簇深度 m 1.11 41 最后排高度 m ----- 2.897 42 懸吊管處高度 m ---- 2.847 表1-12第二級(jí)（高溫）過(guò)熱器傳熱計(jì)算 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位

44、 公式計(jì)算 結(jié)果 1 凝渣管橫向相對(duì)節(jié)距 -- 查表I-9 4.267 2 單排管角系數(shù) x -- 查圖11-10 0.32 3 凝渣管總角系數(shù) -- 0.686 4 出口窗面積 查表I-5 32.384 5 凝渣管輻射受熱面 22.215 6 出口窗中心高度 m 查表I-5 20.901 7 冷灰斗中心到爐頂距離 m 查表I-5 23.185 8 出口窗相對(duì)高度 -- 0.901 9 燃燒器中心相對(duì)高度 -- 查表I-7 0.154 10 爐膛高度熱負(fù)荷

45、不均勻系數(shù) -- 查圖15-4 0.7 11 輻射受熱面熱負(fù)荷 -- 查表I-8 104.4 12 直接吸收爐膛輻射熱 180.79 13 入口煙溫 查表I-10 950 14 入口煙焓 查表I-10 10397 15 蒸汽出口溫度 查表I-1 450 16 蒸汽出口焓 查表I-4 3332.4 17 蒸汽入口溫度 假定 338 18 蒸汽入口焓 按p=3.9MPa查蒸汽表 2801 19 蒸汽吸熱量 4308.8 20 附加受熱面吸熱

46、量 假定頂棚為100，水冷壁為305 405 21 煙氣放熱量 4894.6 22 煙氣出口焓 9568.2 23 煙氣出口溫度 855.14 24 平均煙溫 902.56 25 煙氣容積 7.6717 26 水蒸氣容積份額 -- 0.0491 27 三原子氣體容積份額 -- 0.1921 28 煙氣密度 1.325 29 飛灰濃度 0.025 30 飛灰顆粒平均直徑 查表I-8 13 31 煙氣流速

47、 6.255 32 錯(cuò)列區(qū)煙氣對(duì)流放熱系數(shù) 查圖12-7，或按公式計(jì)算 83.521 33 順列曲煙氣對(duì)流放熱系數(shù) 查圖12-6，或按公式計(jì)算 76.452 34 煙氣平均對(duì)流放熱系數(shù) 77.934 35 蒸汽平均溫度 T 394 36 蒸汽比容 按p=4.0MPa,由給定公式 0.0726 37 蒸汽流速 11.36 38 蒸汽放熱系數(shù) 查圖12-16， 12745 39 三原子氣體輻射減弱系數(shù) 3.018 40 飛灰輻射減弱系數(shù)

48、2.532 41 煙氣輻射吸收力 kps -- 0.309 42 煙氣黑度 a -- 0.266 43 灰污系數(shù) 錯(cuò)列管 查圖12-14，查表12-4， 0.0051 順列管 式（12-61a）的說(shuō)明 0.0048 44 平均灰污系數(shù) 0.0049 45 管壁灰污層溫度 673.21 46 輻射放熱系數(shù) 查圖12-15，或計(jì)算 42.891 47 修正后輻射放熱系數(shù) 60.923 48 煙氣總放熱系數(shù) 138.86 49 熱有效性系數(shù) -

49、- 查表4-4 0.6 50 傳熱系數(shù) K 82.416 51 平均煙溫 純逆流溫壓 508.56 修正系數(shù) -- 查表12-1，圖12-2 0.98 平均溫壓 498.39 52 傳熱量 Q 2212 53 水冷壁附加受熱面?zhèn)鳠崃? 水冷壁附加受熱面 28.225 平均溫壓 796.45 傳熱系數(shù) K 取主受熱面的K 82.416 傳熱量 450.73 54 頂棚附加受熱面?zhèn)鳠崃? 頂棚附加受熱面 查表I-10 8.194 平均溫

50、壓 705.83 傳熱系數(shù) K 取主受熱面的K 81.523 傳熱量 114.71 55 總傳熱量 2777.4 56 誤差 % 0.433 57 主過(guò)熱器熱量誤差 % 0.489 58 汽包出口蒸汽焓 查水蒸氣表，p=4.4MPa 2798.2 59 噴水減溫裝置水流量 先假定，后校核 1.25 60 頂棚受熱面出口蒸汽焓 3024.9 61 頂棚受熱面出口蒸汽溫度 查水蒸氣表，p=4.4MPa 256.11 第八章：低溫過(guò)熱

51、器設(shè)計(jì)和熱力計(jì)算 表1-13 第一級(jí)（低溫）過(guò)熱器結(jié)構(gòu) 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式及計(jì)算 結(jié)果 1 管子規(guī)格 d mm ____ 38 mm ____ 3.5 2 橫向管子節(jié)距 mm 設(shè)定 90.5 3 縱向管子節(jié)距 mm 設(shè)定 78 4 橫向相對(duì)節(jié)距 ____ 2.3816 5 縱向相對(duì)節(jié)距 ____ 2.0526 6 橫向管排數(shù) 排 按 67 7 縱向管排數(shù) 排 設(shè)定 24 8 管排至懸吊管距離 mm 設(shè)定 690 9 煙道高度 h m 設(shè)

52、定 2.6 10 每排管子高度 m h-上下總空隙（此處設(shè)定為0.4） 2.2 11 每根管子高度 L m 55.394 12 每根管子平均長(zhǎng)度 m 2.484 13 受熱面 H 485.73 14 輻射層有效厚度 s m 0.1815 15 蒸汽流通截面 f 0.1056 16 煙氣流通截面 10.589 17 輻射空間 m 1.05 18 管簇深度 m 1.794 19 下底寬度 m 2.484

53、表1-14 第一級(jí)（低溫）過(guò)熱器傳熱計(jì)算 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式及計(jì)算 結(jié)果 1 入口煙溫 查表1-12 855.14 2 入口煙焓 查表1-12 9568.2 3 蒸汽入口溫度 查表1-12 450 4 蒸汽入口焓 查表1-12 3332.4 5 減溫水量 查表1-12 1.25 6 減溫水焓 查表1-4 1115.1 7 高溫過(guò)熱器入口蒸汽焓 查表1-12 2801.02 8 低溫過(guò)熱器出口蒸汽焓 3127.69 9 低溫過(guò)熱器出口蒸汽焓

54、 由p=3.9查蒸汽表 248.897 10 蒸汽吸熱量 1602.36 11 煙氣出口焓 查表1-3（= 1.28 ） 6869.87 12 煙氣出口溫度 723.5 13 平均煙溫 789.32 14 煙氣容積 查表1-2（= 1.22 ） 7.6782 15 水蒸氣容積份額 ____ 查表1-2（= 1.22 ） 0.0492 16 三原子氣體容積份額 ____ 查表1-2（= 1.22 ） 0.1428 17 煙氣密度 1.33 18 飛灰

55、濃度 查表1-2（= 1.22 ） 0.248 19 煙氣流速 11.60 20 煙氣對(duì)流放熱系數(shù) 查圖12-6或計(jì)算 73.17 21 蒸汽平均溫度 t 349.45 22 蒸汽比容 P=4.3由公式給定 0.05862 23 蒸汽流速 16.98 24 蒸汽放熱系數(shù) 查圖12-16, 1297 25 三原子氣體輻射減弱系數(shù) 5.496 26 飛灰輻射減弱系數(shù) 1.643 27 煙氣輻射吸收力 —— 0.129 28 煙氣

56、黑度 ____ 0.121 29 灰污系數(shù) ____ 式（12-6）的說(shuō)明③ 0.0043 30 管壁灰污層溫度 500.36 31 輻射放熱系數(shù) 查圖12-15或計(jì)算 16.23 32 修正后輻射放熱系數(shù) 20.97 33 煙氣總放熱系數(shù) 94.14 34 熱有效性系數(shù) ____ 查表12-5 0.6 35 傳熱系數(shù) 52.66 36 平均溫壓計(jì)算 438.96 37 傳熱量 1244.82 38 誤差

57、 0.223 I-8 爐膛受熱量的熱量分配 （1） 鍋爐總有效吸熱量 Qgl=87744（kw） （見表I-4） （2） 爐膛總傳熱量 （見表I-8） （3） 凝渣管區(qū)域傳熱量 （見表I-10） （4） 第二級(jí)過(guò)熱器傳熱量 （見表I-12） （5） 第一級(jí)過(guò)熱器傳熱量 （見表I-14） （6

58、） 省煤器需要吸熱量（上級(jí)和下級(jí)） （kw） 第九章：省煤器設(shè)計(jì)和熱力計(jì)算 I-9 省煤器和空氣預(yù)熱器傳熱計(jì)算 省煤器與空氣預(yù)熱器為雙級(jí)布置，沿?zé)煔鈿饬飨虻牟贾庙樞驗(yàn)椋荷霞?jí)（高溫）省煤器，上級(jí)（高溫）空氣預(yù)熱器，下級(jí)（低溫）省煤器，下級(jí)（低溫）空氣預(yù)熱器。傳熱計(jì)算順序同布置順序。 省煤器布置兩級(jí)受熱面，采用水平蛇形管束受熱面。省煤器聯(lián)箱布置在側(cè)墻，采用單面進(jìn)水的方式。考慮到煤中的灰分，采用防磨措施。在管組煙氣入口處的第一、二排管、管子彎頭部分及靠前、后墻的兩排管子都裝防磨蓋板。有防磨蓋板的管子時(shí)，其有效受熱面只能

59、按一半計(jì)算。 下級(jí)省煤器的受熱面尺寸比上級(jí)省煤器大，這是為了使上級(jí)空氣預(yù)熱器有足夠的傳熱溫壓。由于下級(jí)省煤器的受熱面大，為了檢修方便，在受熱面中間留有0.6m的空間，相當(dāng)于有兩個(gè)管組，在每個(gè)管組煙氣入口處都裝防磨蓋板。省煤器出口的水沒(méi)有達(dá)到飽和溫度，欠焓為14.52kJ/kg。 上、下級(jí)省煤器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖分別見圖I-4、圖I-5。 上級(jí)省煤器結(jié)構(gòu)計(jì)算見表I-15，傳熱計(jì)算見表I-16。 下級(jí)省煤器結(jié)構(gòu)計(jì)算見表I-17，傳熱計(jì)算見表I-18。 圖1-4 上級(jí)（高溫級(jí)）省煤器的結(jié)構(gòu)圖 圖1-5 下級(jí)省煤器結(jié)構(gòu)圖 空氣預(yù)熱器有

60、上、下兩級(jí)，采用管式預(yù)熱器，上級(jí)空氣預(yù)熱器有一個(gè)管組，由四個(gè)并列管箱組成。下級(jí)空氣預(yù)熱器有有個(gè)管組，每個(gè)管組有四個(gè)并列管箱組成。下管組處在低溫?zé)煔鈪^(qū)域，如發(fā)生低溫腐蝕，可更換下管組。為便于更換，下管組在兩立柱之間，其深度方向尺寸要比上官組小。下級(jí)空氣預(yù)熱器的空氣形成為二形程。 表I-15 上級(jí)（高溫）省煤器結(jié)構(gòu) 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式及計(jì)算 結(jié)果 1 管子規(guī)格 d mm - 32 mm - 3 2 橫向節(jié)距 mm - 90 3 縱向節(jié)距 mm - 60 4 橫向相對(duì)節(jié)距 - 2.8125 5

61、縱向相對(duì)節(jié)距 - 1.875 6 橫向 排數(shù) 雙數(shù)排 排 - 28 單數(shù)排 排 27 7 平均橫向排數(shù) 排 27.5 8 縱向排數(shù) 排 22 9 并聯(lián)管數(shù) n 根 55 10 管子彎曲半徑 R mm - 60 11 省煤器前空間高度 m - 4000 12 煙道寬度 a m 7.1 13 每排管長(zhǎng) m 6.86 14 煙道深度 b m 2.55 15 受熱面布置管長(zhǎng) m 4253.92 16 裝 防 磨 板

62、 處 最上面兩排管長(zhǎng) m 233.9656 靠墻各兩排管長(zhǎng) m 274.4 進(jìn)出去管長(zhǎng) m 16.500 彎頭 m 103.62 17 有效受熱面管長(zhǎng) l m 3983.24 18 受熱面積 H 400 19 煙氣流通截面 12.1738 20 水流通截面 0.0286 21 輻射層有效厚度 s m 0.1647 表I-16 上級(jí)（高溫）省煤器傳熱計(jì)算 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式及計(jì)算 結(jié)

63、果 1 入口煙溫 查表I-14 855.14 2 入口煙焓 查表I-14 9562.2 3 省煤器吸熱量（上下級(jí)） 6804.17 4 汽包出口蒸汽汽化潛熱 1683.1 5 水出口焓 1259.400 6 水出口溫度 按p=4.4MPa,查水蒸汽表 256.110 7 沸騰度 欠焓 0 8 水入口溫度 先假定，再校核 211.0 9 水入口焓 按p=4.6MPa，由公式 903.176 10 水吸熱量 2549.546 11

64、 煙氣出口焓 6725.832 12 煙氣出口溫度 查表I-3 613.56 13 平均煙溫 734.35 14 平均水溫 233.55 15 水比容 按p=4.6MPa,查水蒸汽表 0.0012 16 水流速 1.3548 17 煙氣容積 查表I-2， 7.7841 18 水蒸氣容積份額 - 查表I-2， 0.0488 19 三原子氣體容積份額 - 查表I-2， 0.1897 20 煙氣密度 1.3330 21 飛灰濃度

65、 查表I-2， 0.0244 22 煙氣流速 12.0543 23 煙氣對(duì)流放熱系數(shù) 查圖12-7或計(jì)算 94.937 24 三原子氣體輻射減弱系數(shù) 7.0251 25 飛灰輻射減弱系數(shù) 1.9345 26 煙氣輻射吸收力 - 0.1458 27 煙氣黑度 - 0.1357 28 管壁灰污層溫度 293.555 29 輻射放熱系數(shù) 查圖12-15或計(jì)算 9.0224 30 修正后輻射放熱系數(shù) 13.5821 31 灰污系數(shù)

66、 查圖12-14， 0.00164 32 傳熱系數(shù) 92.124 33 平均溫壓計(jì)算 486.81 34 傳熱量 2540.52 35 誤差 0.354 表I-15 下級(jí)（低溫）省煤器結(jié)構(gòu) 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式及計(jì)算 結(jié)果 1 管子規(guī)格 d mm - 32 mm - 3 2 橫向節(jié)距 mm - 72.5 3 縱向節(jié)距 mm - 60 4 橫向相對(duì)節(jié)距 - 2.2656 5 縱向相對(duì)節(jié)距 - 1.875 6 橫向 排數(shù) 雙數(shù)排 排 - 26 單數(shù)排 排 25 7 平均橫向排數(shù) 排 25.5 8 縱向排數(shù) 排 60 9 并聯(lián)管數(shù) n 根 51 10 管子彎曲半徑 R mm - 60 11 省煤器前空間高度 m -