電站鍋爐原理課程設(shè)計說明書

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1、第一章 電站鍋爐原理課程設(shè)計說明書 230t/h煤粉鍋爐 〔1〕鍋爐蒸發(fā)量: D=230T/h 〔2〕過熱蒸汽壓力: p1 〔3〕過熱蒸汽溫度: t1 =540℃ 〔4〕給水溫度: tgs =215℃ 〔5〕給水壓力: pgs =11.3Mpa(表壓) 〔6〕連續(xù)排污率： pPW =2% 〔7〕周圍環(huán)境溫度: tlk =35℃ 〔8〕空氣濕度： d=10g/Kg 〔9〕汽包工作壓力： pqb =10.3Mpa(表壓) 〔10〕燃料特性 1〕燃料名稱：優(yōu)質(zhì)煙煤 2〕煤的應(yīng)用基成分：Car=

2、 % ；Oar = % ；Sar = %；Nar = %； Mar = %；Aar = %； Har= % 3〕煤的低位發(fā)熱量；Qydw= 22032 kj/kg 4〕煤的可燃基揮發(fā)份；Vdaf= % 5〕分析基水分：M= % 6〕灰熔點：t1= ℃；t2= ℃；t3= ℃ 〔11〕制粉系統(tǒng) 自行選擇合理的制粉系統(tǒng) 第二章 煤的元素分析數(shù)據(jù)校核和煤種判別 2.1 煤的元素各成分之和為100%的校核 〔一〕可燃基元素成分的計算： 〔二〕Car + Har + S

3、ar + Oar + Nar + Mar + Aar = 那么：Mar= % 〔一〕枯燥基灰分的計算 Mar= % Aar = % Mad = % Ad〔1- Mad〕= Aar 〔1- Mar〕 Ad = % 〔二〕枯燥無灰基低位發(fā)熱量(試驗值)的計算 Cdaf = % Hdaf = % Odaf = % Sdaf = % Qdafdw=(Qardw+25×Mar) 〔kj/kg〕 〔三〕枯燥無灰基低位發(fā)熱量〔門德雷也夫公式計算值〕的計

4、算 Qdafdw ′=339 Cdaf+1030 Hdaf -109(Odaf - Sdaf)= kj/kg) Qdafdw ′- Qdafdw = (kj/kg) 〔一〕煤種判別 由燃料特性得知Vdaf=%>10%，而且Qardw=17870kj/kg<18840 kj/kg，所以屬于褐煤。 〔二〕折算成分的計算 Aarzs=(%)=(%)= % Marzs=(%)=(%)= % Sarzs=(%)=(%)= `% 因此煤屬于 煤。 第三章 鍋爐整體布置確實定 ——選

5、Π型布置 選擇Π形布置的理由如下： （一） 鍋爐排煙口在下方送、引風機及除塵器等設(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； （二） 對流豎井中，煙氣下行流動便于清灰，具有自身除塵的能力； （三） 各受熱面易于布置成逆流的方式，以加強對流換熱； （四） 機爐之間的連接管道不長。 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，加熱吸熱和過熱吸熱較多。為使爐膛出口煙溫降到要求的值，保護水平煙道的對流受熱面，除在水平煙道內(nèi)布置對流過熱器外，還在爐膛出口布置半輻射式的屏式過熱器。在爐頂及水

6、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熱器。 熱風溫度要求較高〔Trk=300℃〕，采用雙級布置空氣預(yù)熱器。 在空氣預(yù)熱器的煙道的轉(zhuǎn)彎處，設(shè)置冷灰斗，由于轉(zhuǎn)彎處離心力的作用，顆粒較大的灰粒順冷灰斗下落，減輕除塵設(shè)備的負擔。 按高壓大容量鍋爐熱力系統(tǒng)的設(shè)計要求，該鍋爐的汽水系統(tǒng)的流程設(shè)計如下： 〔一〕過熱蒸汽系統(tǒng)的流程 汽包→頂棚過熱器進口聯(lián)箱→爐頂及尾部包覆過熱器管束→尾部包覆過熱器后集箱→〔懸吊管過熱器管束→懸吊管過熱器出口集箱〕尾部左右側(cè)包覆過熱器下后集箱→ 尾部左右側(cè)包覆過熱器管束〔上升〕→左右側(cè)包覆過熱器上集箱→尾部左右側(cè)包覆過熱器管束〔下降〕→尾部左右側(cè)

7、包覆過熱器下前集箱→水平煙道左右側(cè)包覆過熱器管束〔上升〕→水平煙道左右側(cè)包覆過熱器上集箱→低溫過熱器→屏式過熱器→對流過熱器進口聯(lián)箱→對流過熱器管束→對流過熱器出口集箱→集汽聯(lián)箱→汽輪機。 第四章 燃燒產(chǎn)物和鍋爐熱平衡計算 燃燒產(chǎn)物計算公式見教材，只給出如下計算結(jié)果。 （一） 理論煙氣量及理論煙氣容積 理論空氣量V0= Nm3/kg； 理論氮氣容積V0N2= Nm3/kg； 三原子氣體RO2的容積VRO2= Nm3/kg； 理論水蒸氣容積V0H2O= Nm3/kg； 理論煙氣容積V0y= Nm3/k

8、g （二） 空氣平衡表及煙氣特性表 根據(jù)該鍋爐的燃料屬優(yōu)質(zhì)燃料，可按表1—7選取爐膛出口過量空氣系數(shù)等于1.25，又選取各受熱面煙道的漏風系數(shù)，然后列出空氣平衡表，選取爐渣份額后計算得飛灰份額等于0.90。 表3-1 空氣平衡表 受 熱 面 名 稱 過 量 空 氣 系 數(shù) 爐膛,屏式過熱器〔l,ps〕 高溫過熱器(gwgr) 低溫過熱器 (dwgr) 上級省煤器(sm) 一級空氣預(yù)熱器 下級省煤器 二級空氣預(yù)熱器 進口α′ 漏風⊿α

9、 出口α″ 表4-2 煙 氣 特 性 表 一級空氣預(yù)熱器 下級省煤器 二級空氣預(yù)熱器 上級省煤器 低溫過熱器 高溫過熱器 爐膛后屏過熱器 0 單位 Nm3/kg Nm3/kg Nm3/kg Kg/kg

10、 Kg/kg 符號 α′ α″ αpj ⊿V VH2O Vy rRO2 rH2O Rn Gy μh 工程名稱 煙道進口過量空氣系數(shù) 煙道出口過量空氣系數(shù) 煙道平均過量空氣系數(shù) 過剩空氣量 水蒸氣容積 煙氣容積 RO2氣體占煙氣的份額 水蒸氣占煙氣的份額 三原子氣體和水蒸氣占煙氣的份額 煙氣質(zhì)量 飛灰無因次濃度 2200 2100 2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200

11、 100 煙氣或空氣溫度 理論煙氣的焓 理論空氣的焓 爐膛，屏式過熱器 煙氣的焓 ⊿Hy 高溫過熱器

12、 低溫過熱器 上級省煤器 ⊿Hy 二級空預(yù)器 ⊿Hy 下級省煤器 一級空預(yù)器 煙氣焓溫表 4.2 熱平衡及燃料消耗量計算

13、 表4-4 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算 序號 名 稱 符號 單位 計算公式或數(shù)據(jù)來源 數(shù) 值 1 燃料帶入熱量 Qr kJ/kg 2 排煙溫度 θpy 0C 假定 3 排煙焓 Hpy KJ/kg 查焓溫表1—3 4 冷空氣溫度 tlk oC 給定 5 理論冷空氣焓 Hlk kJ/kg 查焓溫表1—3 6 機械不完全燃燒熱損失 q4 % 取用 7 化學(xué)不完全燃燒熱損失 q3 % 取用 8 排煙熱損失 q2 % 9 散熱損失 q5 %

14、 10 灰渣物理熱損失 q6 % Ay

15、g/h Qgl/(ηglQr) 19 計算燃料消耗量 Bj Kg/h B(1-q4/100) 第五章 爐膛設(shè)計和熱力計算 圖5-1 爐膛結(jié)構(gòu)尺寸寸 5.1 爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計 表5-1 爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計 序號 名 稱 符號 單位 計算公式或數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 〔一〕爐膛尺寸確定 1 爐膛容積熱強度 qV W/m3 選取 2 爐膛容積 V1 m3 BQydwv 3 爐膛截面熱強度 qF W/m2 選取

16、 4 爐膛截面積 Al m2 BQydwF 5 爐膛截面寬深比 a/b 按a/b=1～選取 6 爐膛寬度 a m 選取a值使a/b=1～ 7 爐膛深度 b m A1/a 8 冷灰斗傾角 θ 按θ≥50o選取 9 冷灰斗出口尺寸 m 按～選取 10 冷灰斗容積 Vdh m3 按結(jié)構(gòu)尺寸計算 11 折煙角長度 lz m 按=1/3b選取 12 折煙角上傾角 θ 按θ上=20o～45o選取 13 折煙角下傾角 θ 按θ下=20o～30o選取 14

17、 爐膛出口煙氣流速 wy m/s 選取 15 爐膛出口煙氣溫度 θ″l oC 選取 16 爐膛出口通流面積 Ach M2 BjVy/(3600wy+*(θl″+273)/273 17 爐膛出口高度 hch m Ach/a 18 水平煙道煙氣流速 wsy m/s 選取 19 水平煙道高度 hsy m 按BjVy/3600wyaθ″選取 20 折焰角高度 hzy m 按hqp-hsy-lz選取 21 爐頂容積 Vld m3 按圖1-5中A1和A2計算 22 爐膛主體高度 hlt m

18、 (Vl-Vld-Vhd)/Al 〔二〕水冷壁 1 前后墻水冷壁回路個數(shù) z1 個 /2.5=3.84(按每個回路加熱寬度≤2。5選取 2 左右側(cè)墻水冷壁回路個數(shù) z2 個 /2.5=2.99(按每個回路加熱寬度≤2。5 3 管徑及壁厚 d*δ mm 選取 4 管子節(jié)距 s mm 按s/d=1.1～1.2選取 5 前后墻管子根數(shù) n1 根 按a/s+1= 選取 6 左右側(cè)墻管子數(shù) n2 根 按b/s+1= 選取

19、 圖5-2燃燒器結(jié)構(gòu)尺寸 表5-2燃燒器結(jié)構(gòu)尺寸計算 序號 名 稱 符號 單位 計算公式或數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 1 一次風速 w1 m / s 選取 2 二次風速 w2 m / s 選取 3 三次風速 w3 m / s 選取 - 4 一次風率 r1 % 選取 5 二次風率 r2 % 選取 6 三次風率 r3 % 此處未做制粉系統(tǒng)的設(shè)計計算 - 7 一次風溫 t1 ℃ 未做制粉系統(tǒng)的設(shè)計計算

20、 8 二次風溫 t2 ℃ trk -10 9 三次風溫 t3 ℃ 由制粉系統(tǒng)的設(shè)計計算確定 - 10 燃燒器數(shù)量 z 個 四角布置 11 一次風口面積 A1 m2 (r1al″V0Bj/300z3600w1)[(273+t1)/273] 12 二次風口面積 A2 m2 (r2al″V0Bj/400z3600w2)[(273+t2)/273] 13 三次風口面積 A3 m2 14 燃燒器假想切圓直徑 d j mm 選取 15 燃燒器矩形對角線長度 2l j mm (b2+a2)1/2

21、16 特性比值 hr / br 初步選定4-6 17 特性比值 hr/ br 由式〔2-7〕確定 參考文獻[1] 18 燃燒器噴口寬度 b r mm 結(jié)構(gòu)設(shè)計時定為br= 437 19 一次風噴口高度 h1 mm A1 / b 二次風噴口高度 h2 mm A2 / br 20 燃燒器高度 h r mm 按A1、A2 、A3 的要求，畫出燃燒器噴口結(jié)構(gòu)尺寸得 hr;核算hr / br = 13.46,接近原選定值，不必重算 21 最下一排燃燒器的下邊距冷灰斗上沿的距離 m 按 l = (4～5)b

22、r選取 22 條件火炬長度 l hy m l hy的計算結(jié)果符合規(guī)定，而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)計合理 5.3 爐膛結(jié)構(gòu)尺寸計算 表5-3爐膛結(jié)構(gòu)尺寸 序號 名 稱 符號 單位 計算公式或數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 1 側(cè)墻面積 A1 m2 × A2 m2 A3 m2 ×1 A4 m2 據(jù)圖 Ac m2 A1 + A2 + A3 + A4

23、 2 前墻面積 Aq m2 據(jù)圖 3 后墻面積 Ah m2 據(jù)圖 4 爐膛出口煙窗面積 Ach m2 據(jù)圖 5 爐頂包覆面積 Ald m2 × 6 燃燒器面積 Ar m2 據(jù)圖 7 前后墻側(cè)水冷壁角系數(shù) x 按膜式水冷壁選取 8 爐頂角系數(shù) X ld 查附錄三圖I〔a 〕4， 9 爐膛出口煙窗處角系數(shù) xch 選取 10 整個爐膛的平均角系數(shù) x (2Ac+Aq+Ahx+Achxch+Aldxld)/(2Ac+Aq+Ah+Ach+Ald) 11 爐膛自由容

24、積的水冷壁面積 Azy m2 Aq+Ah+2Ac-Ar+Ach+Ald 12 爐膛容積 Vl m3 Ac a 13 爐膛的自由容積 Vzy m3 Vl - Vp 14 自由容積的輻射層有效厚度 Syz m zy / Azy 15 爐膛的輻射層有效厚度 S m l/[Azy(1+vzy/AzyVl)] 16 燃燒器中心線的高度 hr m 據(jù)圖 17 爐膛高度 Hl m 據(jù)圖 18 燃燒器相對高度 hr /Hl 據(jù)圖hr / Hl 19 火焰中心相對高度 xl hr /

25、 Hl + △x ,△x按附錄二表Ⅲ查得等于 5.4 爐膛熱力計算 表5-4爐膛熱力計算 序號 名 稱 符 號 單位 計算公式或數(shù)據(jù)來源 數(shù) 值 1 熱空氣溫度 tlk ℃ 給定 2 理論熱空氣焓 Hork kJ/kg 查焓溫表1-4 3 爐膛漏風系數(shù) Δal 由空氣平衡表1-1知 4 制粉系統(tǒng)漏風系數(shù) Δazf 選用 5 冷空氣溫度 Tlk ℃ 給定 6 理論冷空氣焓 Hlko kJ/kg 查焓溫表1-4 7 空預(yù)器出口過量空

26、氣系數(shù) βky″ al" - (Δal + Δazf ) 8 空氣帶入爐內(nèi)熱量 Qk kJ/kg ky"Hrk + (Δal+Δazf )Hlk 9 1kg燃料帶入爐內(nèi)熱量 Ql kJ/kg Qr +Qk 10 理論燃燒溫度 Θa ℃ 根據(jù)Q查焓溫表1-4 11 爐膛出口煙溫 θl″ ℃ 假定 12 爐膛出口煙焓 Hl″ kJ/kg 查焓溫表1-4 13 煙氣的平均熱容量 Vcpj kJ/(kg ℃) (Ql - hl") / (θa -θl") 14 水蒸汽容積份額 rH2O 查煙氣特

27、性表1-3 15 三原子氣體容積份額 rn 查煙氣特性表1-3 16 三原子氣體分壓力 pn Mpa prn(p為爐膛壓力，0.098MPa) 17 pn與S的乘積 PnS M×Mpa PnS 18 三原子氣體輻射減弱系數(shù) Ky 1/(m×MPa) 10( -0.1) (1 -0.37 ) 19 灰粒子輻射減弱系數(shù) Kh 1/(m×MPa 20 焦炭粒子輻射減弱系數(shù) Kj 1/(m×MPa) 取用 21 無因次量 x1 選取 22 無因次量 x2 選取 23 半發(fā)光火

28、焰輻射減弱系數(shù) K 1/(m×MPa) Kyrn+Kμh+kjx1x2 24 乘積 KpS kPs 25 爐膛火焰有效黒 ahy 1 - e-kpS 26 乘積 PnSzy m×MPa 27 自由容積內(nèi)三原子氣體輻射減弱系數(shù) Ky 1/(m×MPa) 10(- 0.1)(1 - 0.37 ) 28 乘積 KpSyz (Kyrn+Khμh+kjx1x2)×pSzy （1） 自由容積的火焰有效黒? azy 30 爐墻總面積 Alq m2 Azy 31 前后側(cè)墻水冷壁

29、的沾污系數(shù) ξ 查附錄二表Ⅳ 32 爐頂包覆管沾污系數(shù) ξld 查附錄二表Ⅳ 33 爐膛出口屏的沾污系數(shù) ξch ζ β(β查附錄三圖Ⅳ，β=0.98) 34 前后墻水冷壁的熱有效沾污系數(shù) ψ ζx 35 爐頂包覆管熱有效系數(shù) ψld ζ xld xld 36 平均熱有效系數(shù) ψpj 37 爐膛黑度 al 38 與爐內(nèi)最高溫度有關(guān)的系數(shù) M B–Cxl B、C 查附錄 39 爐膛出口煙溫 θl" ℃ 40 爐膛出口煙焓 Hl" kJ/kg 查焓溫

30、表1-3 41 爐膛吸熱量 Qfl kJ/kg φ(Ql - Hl") 42 爐膛容積熱強度 qv W/m3 BQydw l) 43 爐膛截面熱強度 qf W/m2 BQydwl) 44 爐內(nèi)平均輻射熱強度 qpjl W/m2 BjQfl / (3600Alp) 45 爐頂輻射吸熱分布系數(shù) ηld 查附錄三圖Ⅶ 46 爐頂輻射熱強度 qld W/m2 ηld q 47 爐頂輻射受熱面積 Ald' m2 (Ald - Apq,ld)xld + Apq,ld xzpq 48 爐頂吸熱量

31、 Qld W Ald'qld 3.6Ald'qld /Bj 49 屏輻射吸熱分布系數(shù) ηhp 查附錄三圖Ⅶ 50 屏輻射熱強度 qhp β ηhpq110×103 51 屏吸熱量 Qhp W qhpAhp(Ahp=Ach) Kj/kg hpAhp / Bj 52 附加過熱器總吸熱量 ∑Qfj kJ/kg 先假定后校核 53 一級減穩(wěn)水量 Djw1 kg/h 先假定后校核 54 二級減溫水量 Djw2 kg/h 先假定后校核 55 附加過熱器焓增

32、量 ∑Δhfj kJ/kg ∑Qfj Bj / (D -Djw1-Djw2 ) 56 飽和蒸汽焓 hbq kJ/kg 查蒸汽特性表p=15.3MPa,t=345℃ 57 包覆出口蒸汽焓 hbf" kJ/kg hbq +∑Δhfj 58 包覆出口蒸汽溫度 tbf" ℃ 59 爐膛出口煙溫校和 ⊿θl" ℃ ①dh —灰粒的平均直徑，取dh=13μm； ②x1、x2—考慮火焰中焦碳粒子濃度影響的無因次量。 第六章 屏式過熱器熱力計算 鍋爐中心線

33、 屏式過熱器結(jié)構(gòu)圖 表6-1屏式過熱器結(jié)構(gòu)尺寸計算 序號 名 稱 符號 單位 計算公式及數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 1 管徑及壁厚 d×δ mm 選用 2 屏片數(shù) z1 3 單片管子根數(shù) n1 4 屏的深度 c m 5 屏的平均高度 hpj m 據(jù)圖可知 6 橫向節(jié)距 s1 mm 7 比值 s1/d 8 縱向平均節(jié)距 spj2 mm 9 比值 spj2/d 10 屏的角系數(shù) xhp 11

34、 屏區(qū)接受爐膛熱輻射面積 Afpq m2 12 屏的對流受熱面積 Ap m2 2×12[×6+7.12 ×0.86] 13 屏的計算對流受熱面積 Ajsp m2 14 屏區(qū)爐頂受熱面積 Ald m2 15 屏區(qū)兩側(cè)水冷壁受熱面積 Acq m2 16 屏區(qū)附加受熱面積 Apfj m2 Ald+Acq 17 屏接受爐膛熱輻射面積 Afp m2 Afpq*Ajsp/(Ajsp+Apfj) 18 爐頂附加受熱面輻射面積 Afld m2 Afpq*Ald/(Ajsp+Apfj) 19

35、 水冷壁附加受熱面輻射面積 Afsldpfj m2 Afpq*Acq/(Ajsp+Apfj) 20 煙氣進屏流通截面積 AP′ m2 〔4.48+1.3〕*〔8.84-12*0.038-0.06〕 21 煙氣出屏流通截面積 Ap″ m2 〔3.77+2.56〕*〔8.84-12*0.038-0.06〕 22 煙氣平均流通截面積 Apj m2 2Ap′Ap″/( AP′+ Ap″) 23 蒸汽流通截面積 Apj m2 π/4d2nn1z1 24 蒸汽質(zhì)量流速 ρw Kg/(m2.s) (D-Djw2)/(3600A)

36、 25 煙氣輻射層有效厚度 S m 6.2屏式過熱器熱力計算 表6-2屏式過熱器熱力計算 序號 名 稱 符號 單位 計算公式及數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 1 煙氣進屏溫度 θp′ ℃ θp′=θl″ 2 煙氣進屏焓 H′p kj/kg H′p= H l″ 3 煙氣出屏溫度 θp″ ℃ 假定 4 煙氣出屏焓 H p″ kj/kg 查焓溫表1--3 5 煙氣平均溫度 θpj ℃ 1/2(θp′+θp″) 6 屏區(qū)附加受熱面對流吸熱量 Qdpfj

37、kj/kg 先估計后校核 7 屏的對流吸熱量 Qdp kj/kg φ(H′p+ H p″) 8 屏入口吸受的爐膛輻射熱量 Qfp′ kj/kg Qfp=Qhp 9 三原子氣體輻射減弱系數(shù) Ky 1/(mMPa) 2o)/(10pns)1/2-0.1) (1-0.37Tpj/1000) 10 乘積 Kyrn 1/(mMPa) Khrn 11 灰粒的輻射減弱系數(shù) Kh 1/(mMPa) 55900/(T2pjd2h)1/3 12 飛灰濃度 μh kg/kg 查煙氣特性表1--2 13 乘積 Khμh

38、 1/(mMPa) Khμh 14 煙氣流的輻射減弱系數(shù) K 1/(mMPa) Kyrn+ Khμh 15 乘積 Kps Kps 16 屏區(qū)的煙氣黑度 a 1-e-kps 17 屏進口對出口的角系數(shù) φp φp=((c/s1)2+1)1/2-c/s1 18 修正系數(shù) ξr 按煤種選取,據(jù)參考問獻(1) 19 屏出口面積 Afp″ m2 等于對流過熱器進口面積 20 爐膛及屏間煙氣對屏后受熱面的輻射熱量 Qfp″ kj/kg Qfp″=[Qfp′(1-a) φp]/β×10-11aAfp

39、″T4p″ζr×3600]/Bj 21 屏區(qū)吸收爐膛輻射熱 Qfpq kj/kg Qfp′- Qfp″ 22 屏區(qū)爐頂附加受熱面吸受的爐膛輻射熱量 Qfldpfj kj/kg QfpqAfldpfj/(Afldpfj+Afslbpfj+Afp 23 屏區(qū)水冷壁附加受熱面吸受的爐膛輻射熱量 Qfslbpfj kj/kg QfpqAfldpfj/(Afldpfj+Afslbpfj+Afp) 24 屏所吸受的爐膛輻射熱 Qfp kj/kg Qfpq-Qflbpfj-Qfslbpfj 25 屏所吸受的總熱量 Qp kj/kg Qp

40、d+Qfd 26 蒸汽進屏焓 hp′ kj/kg (D-Djw2-Djw1) hqp″+ Djw1hjs/(D- Djw2) 27 蒸汽進屏溫度 tp′ ℃ [(D -Djw1- Djw2) hp″+ Djw1 hj w] /(D - Djw2) 28 蒸汽出屏焓 hp″ hp′+QpBj/(D- Djw2) 29 蒸汽出屏溫度 tp″ ℃ 查蒸氣特性表,P=MPA 30 屏內(nèi)蒸汽平均溫度 tpj ℃ 1/2(tp′+ tp″) 31 屏內(nèi)蒸汽平均比容 vpj m3/kg 查蒸氣特性表P=MPA,T=420℃

41、 32 屏內(nèi)蒸汽平均流速 w m/s (D-Djw) vpj/(3600A) 33 管壁對蒸汽的放熱數(shù) a2 w/(m2℃) 查附錄三圖IX 34 屏間煙氣平均流速 wy m/s BjVy(θpj+273)/(273*3600Apj) 35 煙氣側(cè)對流房假設(shè)吸數(shù) ad w/(m2℃) 查附錄三圖XI 36 灰污系數(shù) ε m2℃/w 37 管壁灰污層溫度 thb ℃ Tpj+(ε+1/a2)BjQp/Ajsp 38 輻射放熱系數(shù) af w/(m2℃) 查附錄三圖XV得a0,,af=aa0

42、39 利用系數(shù) ζ 查附錄三圖XIV 40 煙氣對管壁的放熱系數(shù) a1 w/(m2℃) ζ(adлd/2s2xhp+af) 41 對流穿熱系數(shù) k w/(m2℃) a1/(1+(1+Qfp/Qdp)( ε+1/a2)a1 42 較大溫差 △tD ℃ θp′- tp′ 43 較小溫差 △tx ℃ θp″- tp″ 44 平均溫差 Δt ℃ ΔtD/Δtx=1.42<1.7 Δt=1/2(ΔtD+Δtx) 45 屏對流穿熱量 Qcrp kj/kg ΔtAjsp/Bj 46 誤差 ΔQ %

43、 (Qdp-Qcrp)/ Qdp*100 47 屏區(qū)兩側(cè)水冷壁水溫 tbs ℃ 查蒸氣特性表，P=10.3MPA下的飽和溫度 48 平均穿熱溫差 Δt ℃ θpj-t bs 49 屏區(qū)兩側(cè)水冷壁對流吸熱量 Qdpc kj/kg ΔtAcq/B 50 誤差 ΔQ % (Qslbpfj-Qdpc)/ Qslbpfj*100- 51 屏區(qū)爐頂進口汽焓 hpld′ kj/kg Hbq″+QldBj/(D-Djw1-Djw2) 52 屏區(qū)爐頂進口汽溫 tpld′ ℃ 查蒸氣特性表，P=10.3MPA 53 屏區(qū)

44、爐頂蒸汽焓增量 Δhpld kj/kg Bj(Qfldpfj+Qldpfj)/((D-Djw1-Djw2) 54 屏區(qū)爐頂出口汽焓 hpld″ kj/kg hpld′+Δhpld 55 屏區(qū)爐頂進口汽溫 t(pld)″ ℃ 查蒸氣特性表，P=15。3MPA 56 平均穿熱溫差 Δt ℃ θpj –1/2(tpld′+ t(pld) ″) 57 屏區(qū)爐頂對流吸熱量 Qp(ld) kj/kg (ld) Δt/Bj 58 誤差 ΔQ % (Qldpfj - Qdp(ld))/ Qldpfj ①ξ為燃料種類修正系數(shù)

45、 第七章 高溫過熱器熱力計算 懸吊管 45 圖7-1高溫過熱器結(jié)構(gòu)尺寸 表7-1高溫過熱器結(jié)構(gòu)尺寸計算 序號 名 稱 符號 單位 計算公式或數(shù)據(jù)來源 數(shù) 值 1 管子直徑 d mm 2 熱段管子橫向排數(shù) Zr mm 3 冷段管子橫向排數(shù) Zl mm 4 管子縱向排數(shù) Zz mm 5 橫向相對節(jié)距 σ1 mm S1/d

46、 6 縱向相對節(jié)距 σ2 mm S2/d 7 熱段蒸氣流通面積 fr m 2 3 Zrπd2n /4 8 冷段蒸氣流通面積 fl m 2 3 Zlπd2n /4 9 煙氣平均流通面積 Fy m 2 2 F″F′/(F″+F′) 10 煙氣有效輻射層厚度 s m 0.9(4s1s2/πd2-1) 11 熱段受熱面積 Hr m 2 ZrZzLpjπd 12 冷段受熱面積 Hl m 2 ZlZzLpjπd 13 高過總受熱面積 H m 2 Hr + Hl 14 頂棚管受熱面積 Hdp

47、 m 2 XdpFdp 15 兩側(cè)水冷壁受熱面積 Hcq m 2 2XcpFcp 16 底部水冷壁受熱面積 Hdb m 2 XdbFdb 17 附加受熱面總面積 Hfj m 2 Hdp+Hcp+Hdb 18 附加受熱面占主受熱面份額 r % 100Hfj/H r>5%,要分別計算附加受熱面吸熱量。傳熱系數(shù)取主受熱面相同的數(shù)值。 表7-2高溫過熱器熱力計算 序號 名 稱 符 號 單位 計算公式或數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 1 煙氣進口溫度 tgr′ ℃ 給定

48、 2 煙氣進口焓 igr′ kJ/kg 給定 3 蒸汽出熱段溫度 tgr" ℃ 設(shè)計值 4 蒸汽出熱段焓 igr" kJ/kg P=9.9Mpa 5 蒸汽進冷段溫度 tl′ ℃ 給定 6 蒸汽進冷段焓 il′ kJ/kg 給定 7 蒸汽出冷段溫度 tl" ℃ 假定 8 蒸汽出冷段焓 il" kJ/kg P=10.3Mpa 9 第二級噴水流量 Dw2 Kg/s Djw2/3600 10 蒸汽進熱段焓 ir′ kJ/kg (D-Djw2) hl″+Djw2hgs/D 1

49、1 蒸汽進熱段溫度 Tdp′ ℃ P=10.1Mpa 12 高溫過熱器總吸熱量 Qgr kJ/kg D(h gr″-hr′)/Bj + (D- Djw2)( hl″-hl′)/ Bj 13 過熱器區(qū)吸收爐膛輻射熱量 Qgqf kJ/kg 由屏計算得 14 過熱器吸收爐膛輻射熱量 Qgrf kJ/kg Qgqf H/〔H+Hfj〕 15 附加受熱面輻射吸熱量 Qfjf kJ/kg Qgqf－Qgrf 16 過熱器對流吸熱量 Qgrd kJ/kg Qgr－Qgrf 17 過熱器熱段吸熱量 Qr kJ/

50、kg D(Ir"－ir′)/Bj 18 過熱器熱段對流吸熱量 Qrd kJ/kg (Qr－Qgrf)Hr/H 19 過熱器冷段對流吸熱量 Qld kJ/kg Qgrd－Qrd 20 煙氣出口溫度 θgr" ℃ 估計后復(fù)校 21 煙氣出口焓 Igr" kJ/kg 查表 22 過熱器區(qū)煙氣放熱量 Qgqd kJ/kg 〔ir′—Igr"+⊿αIork〕φ 23 附加受熱面對流吸熱量 Qfjd kJ/kg Qgqf－Qgrf 24 煙氣平均溫度 θpj ℃ θgf－θgrf 25 煙氣平均流速

51、 Wy m/s BjVy(Vpj+273)/273Fy 26 煙氣側(cè)對流放熱系數(shù) αα Kw/m2℃ 27 蒸汽平均溫度 tpj ℃ 0.5(tr"+tl′) 28 蒸汽平均比容 vpj m3/Kj 29 蒸汽平均流速 Wq m/s DpjVpj/Fpj 30 蒸汽側(cè)放熱系數(shù) α2 Kw/m2℃ 31 熱污系數(shù) ξ Kw/m2℃ 查表 32 灰污壁溫 thb ℃ tpj+ (ξ+1/α2)BjQj/H 33 三原子氣體輻射弱減系數(shù) kq 1/(mMpa) 10H2O)/

52、(10pgs)pj/1000] 34 灰粒子輻射減弱系數(shù) kh 1/(mMpa) 55900/(Tpj2dfh2)1/3 35 總減熱系數(shù) K 1/(mMpa) Kqr+Khh 36 煙氣黑度 α 1-e-Kps 37 煙氣輻射放熱系數(shù) αf Kw/m2℃ af =a* ao 38 煙氣側(cè)放熱系數(shù) α1 Kw/m2℃ ξ(αd+ αf′) 39 傳熱系數(shù) K Kw/m2℃ φα2α1/(α2+α1) 40 冷段平均溫壓 Δtl ℃ (Δtd –Δtx)/lnΔtd/Δtx 41 熱段平

53、均溫壓 Δt ℃ (Δtd -Δtx) /Ln (Δtd/Δtx) 42 冷段對流傳熱量 Qlcr kJ/kg KHlΔtl /Bj 43 熱段對流傳熱量 Qrcf kJ/kg KHrΔtr/Bj 44 冷段計算誤差 Δl % 100 (Qcrl - Qdl)/ Qld 45 熱段計算誤差 Δr % 100 (Qcrr - Qdr)/ Qrd 46 冷熱段允許誤差 [Δ] % 47 兩側(cè)墻及底部溫壓 Δtcq ℃ ?Pj-ts 48 兩側(cè)墻及底部對流傳熱量 Qdpf kJ/kg K(Hcq

54、+Hdb) Δtcq/Bj 49 頂棚蒸汽輻射吸熱量 Qrc kJ/kg Qfjf Hdp/Hfj 50 頂棚進口汽溫 Tdp′ ℃ 等于屏區(qū)頂棚出口氣溫 51 頂棚進口汽焓 Idp′ kJ/kg 等于屏區(qū)頂棚出口氣焓 52 頂棚蒸汽焓增 Δidp kJ/kg 先假定后校核 53 頂棚出口汽焓 idp" kJ/kg rdp+Δidp 54 頂棚出口汽溫 tdp" ℃ 55 頂棚傳熱溫壓 Δtdp ℃ ?pj-tdp 56 頂棚對流傳熱量 Qcrdp kJ/kg kHdpΔtdp /

55、Bi 57 頂棚總傳熱量 Qddp kJ/kg Qfdp +Qcrdp 58 頂棚計算誤差 ⊿ % Qdp Bj/Ddpd 59 頂棚蒸汽焓增 ⊿icrdp kJ/kg 100(Qcrdp - Qddp)/ Qddp 60 頂棚允許誤差 ［⊿］ % 61 附加受熱面總對流傳熱量 Qcrfj kJ/kg Qcrcq +Qcrbp 62 附加受熱面計算誤差 ⊿ % 100(Qcrfj - Qdfj)/ Qdfj 63 附加受熱面允許誤差 ［⊿］ % 64 過熱器區(qū)總對流傳熱量 Qcrgq

56、 kJ/kg Qcrg + Qcrr +d Qcri 65 對流器區(qū)計算誤差 ⊿ % 100(Qcrg - Qd)/ Qα 66 對流器區(qū)允許誤差 ［⊿］ % 第八章 低溫過熱器熱力計算 鍋爐中心線 R90 圖8-1 低溫過熱器結(jié)構(gòu)尺寸 8.1 低溫過熱器結(jié)構(gòu)尺寸計算 表8-1低溫過熱器結(jié)構(gòu)尺寸計算 序號 名 稱 符號 單位 計算公式或數(shù)據(jù)來源 數(shù) 值 1 管子直徑及布置 d mm 雙重管圈、行列逆流布置

57、2 橫向排數(shù) Z1 mm 3 縱向排數(shù) Z2 mm 4 橫向相對節(jié)距 σ1 mm S1/d 5 縱向相對節(jié)距 σ2 mm S2/d 6 蒸氣流通面積 f m 2 2 Z1πd2n /4 7 煙氣流通面積 Fy m 2 8 煙氣有效輻射層厚度 s m 0.9d(4s1s2/πd2-1) 9 低溫過熱器受熱面積 H m 2 Z1Lpjπd 10 頂棚過熱器受熱面積 Hdp m 2 XdpFdp 11 兩側(cè)過熱器面積 Hcq m 2 12 附加

58、受熱面總面積 Hfj m 2 Hdp+Hcp 13 附加受熱面占主受熱面份額 r % 100Hfj/H 8.2 低溫過熱器熱力計算 表8-2低溫過熱器熱力計算 序號 名 稱 符 號 單位 計算公式或數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 1 煙氣進口溫度 θ′ ℃ 等于后墻引出管出口溫度 2 煙氣進口焓 I′ kJ/kg 3 蒸汽出口焓 i" kJ/kg (ip′Dp-i jw1Djω1)/Dgri 4 蒸汽出口溫度 t" ℃ P=10.4Mpa 5 蒸汽進口溫度

59、t′ ℃ 假定后校核 6 蒸汽進口焓 i′ kJ/kg 7 蒸汽平均溫度 tpj ℃ 0.5(t"+t′) 8 蒸汽平均比容 vpj m3/Kj 9 低溫過熱器吸熱量 Qd kJ/kg (i"+i′)Dgri/Bj 10 煙氣出口焓 I" kJ/kg I′-Qd/φ+△αIlko 11 煙氣出口溫度 θ" ℃ 查表 12 煙氣平均溫度 θpj ℃ 0.5(θ"+θ′) 13 煙氣平均流速 Wy m/s TpjBjVy/273Fy 14 煙氣側(cè)對流放熱系數(shù) αd

60、Kw/m2℃ 15 蒸汽平均流速 Wq m/s Dgrivpj/f 16 蒸汽側(cè)放熱系數(shù) α2 Kw/m2℃ 17 三原子氣體輻射弱減系數(shù) kq 1/(mMpa) H2O)/(10pgs)pj/1000] 18 灰粒子輻射減弱系數(shù) kh 1/(mMpa) 55900/(Tpj2dfh2)1/3 19 煙氣輻射減弱系數(shù) K 1/(mMpa) kqr+khμ 20 煙氣黑度 α 1-e-Kps 21 灰污壁溫 thb ℃ tpj+ (ξ+1/α2)BjQd/H 22 煙氣側(cè)輻射放熱系數(shù)

61、 αf Kw/m2℃ 23 煙氣側(cè)放熱系數(shù) α1 Kw/m2℃ ξ(αd+ αf′) 24 傳熱系數(shù) K Kw/m2℃ φα2α1/(α2+α1) 25 傳熱溫壓 Δt ℃ (Δtd –Δtx)/lnΔtd/Δtx 26 低溫對流過熱器傳熱量 Qcr kJ/kg KHΔt /Bj 27 計算誤差 Δ % 100 (Qcr – Qd)/ Qd 28 允許誤差 [Δ] % 29 蒸汽質(zhì)量流速 ρω kg/m2s Wq/Vpj 8.3 第一、二、轉(zhuǎn)向室的熱力計算 8.31第一

62、、二、轉(zhuǎn)向室及結(jié)構(gòu)尺寸計算 根據(jù)轉(zhuǎn)向室結(jié)構(gòu)尺寸圖，計算第一、二轉(zhuǎn)向室結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)，列于下表中。 圖8-1轉(zhuǎn)向煙室結(jié)構(gòu)圖 8.32 第一、二、轉(zhuǎn)向室熱力計算 第一、二、轉(zhuǎn)向室熱力計算結(jié)果列于表中。 表8-3第一、二、轉(zhuǎn)向室結(jié)構(gòu)尺寸計算 序號 名 稱 符號 單位 計算公式或數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 1 轉(zhuǎn)向室容積 V m3 據(jù)圖計算，8.47×2.4× 2 隔墻省煤器懸吊管角系數(shù) Xsm 據(jù)s1/d=2.5,查附錄三圖I(a)

63、 3 包覆過熱器角系數(shù) xbf 據(jù)s1/d=2.5,查附錄三圖I(a) 4 隔墻省煤器懸吊管受熱面積 Asmd m2 據(jù)圖 5 包覆過熱器受熱面積 Abf m2 據(jù)圖 6 包覆面積 Ab m2 據(jù)圖 7 輻射層有效厚度 S m b 1 轉(zhuǎn)向室容積 V m3 據(jù)圖 2 包覆面積 Ab m2 據(jù)圖 3 輻射層有效厚度 S m b 4 懸吊管過熱器角系數(shù) xd 按查附錄三圖 5 包覆過熱器角系數(shù) xbf 按查附錄三圖 6 懸吊管過熱器受熱面積 A

64、grd m2 據(jù)圖1-10計算 7 包覆過熱器受熱面積 Abf m2 據(jù)圖1-10計算 8 隔墻省煤器懸吊管受熱面積 Asmd m2 據(jù)圖1-10計算 表8-4 第一、二轉(zhuǎn)向室熱力計算 序號 名 稱 符號 單位 計算公式或數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 1 進口煙溫 θ′ ℃ 由高溫再熱器熱力計算知 2 進口煙焓 Hl′ 由高溫再熱器熱力計算知 3 包覆過熱器附加吸熱量 Qbffj kJ/kg 假定 4 省煤器吸熱量 Qsmfj kJ/kg 假定

65、 5 出口煙焓 Hl″ kJ/kg Hl′-(Qbffj+Qsmfj)/φ 6 出口煙溫 θ″ ℃ 查焓溫表1-3 7 省煤器內(nèi)工質(zhì)平均溫度 tsmpj ℃ 1/2(tgs+tbs) 8 省煤器灰污管壁溫度 tsmhb ℃ Tsmpj+Δt=294+60=354 9 包覆過熱器灰污系數(shù) ε m2 查附錄三圖XIII 10 包覆過熱器內(nèi)工質(zhì)平均溫度 tbfpj ℃ 1/2(tbs+tbf″) 11 包覆過熱器灰污管壁溫度 tbfhb ℃ tbfpj+BjQbffjbf 12 平均煙溫 θp

66、j ℃ 1/2(θ′+θ″) 13 乘積 pnS mMPa prnS 14 三原子氣體輻射減弱系數(shù) Ky 1/( mMPa) 2O)/(10pnS)1/2)-0.1)(1-0.37Tpj/11000) 15 乘積 Kyrn 1/( mMPa) Kyrn 16 灰粒子輻射減弱系數(shù) Kh 1/( mMPa) 55900/(T2pjd2h)1/3 17 乘積 Khμh 1/( mMPa) Khμh 18 氣流輻射減弱系數(shù) K 1/( mMPa) Khμh+Khrn 19 乘積 KPS KPS 20 煙氣黑度 a 1-e-kps 21 省煤器輻射放熱系數(shù) asmf W/(m2℃) 查附錄三圖XII,得a0,af=aa0 22 包覆過熱器輻射放熱系數(shù) abff W/(m2℃) 查附錄三圖XIII,得a0,af=aa0 23 省煤器吸熱量 Qsmdfj kJ/kg Asmf(θpj-tsmhbsmd/Bj 24 誤差 ΔQ