吉林大學(xué) 鍋爐課程設(shè)計(jì)說明書

1、本科生課程設(shè)計(jì) 題目: 鍋爐課程設(shè)計(jì)-26題學(xué)生姓名： 劉泰秀42101020 專 業(yè)：熱能與動(dòng)力工程（熱能） 班 級(jí)： 421010班 一、設(shè)計(jì)任務(wù) 1.本次課程設(shè)計(jì)是一次虛擬鍋爐設(shè)計(jì)，主要目的是為了完成一次完整的熱力計(jì)算。 2.根據(jù)所提供參考圖紙，繪制A0圖紙2張，其目的是為掌握典型鍋爐的基本機(jī)構(gòu)及 工作原理。 3.以鍋爐課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書為主要參考書，以電站鍋爐原理、鍋爐設(shè)計(jì)手冊(cè)為輔助參考資料，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。二、題目要求 鍋爐規(guī)范： 1.鍋爐額定蒸發(fā)量 670t/h 2.給水溫度：222 3.過熱蒸汽溫度：540 、壓力（表壓）9.8MPa 4.制粉系統(tǒng)：中間倉儲(chǔ)式 5.燃燒方式：四角切線圓

2、燃燒 6.排渣方式：固態(tài) 7.環(huán)境溫度：20 8.蒸汽流程：指導(dǎo)書4頁 三、鍋爐結(jié)構(gòu)簡圖 四、計(jì)算表格設(shè)計(jì)煤種名稱CarHarOarNarSarAarMarQar棗莊甘霖井56.903.642.250.880.3128.317.7122362燃燒計(jì)算表序號(hào)項(xiàng)目名稱符號(hào)單位計(jì)算公式及數(shù)據(jù)結(jié)果1理論空氣量V0m3/kg0.0889*(Car+0.375*Sar)+0.265*Har-0.0333*Oar5.9584 2理論氮容積V0N2m3/kg0.8*Nar/100+0.79*V04.7142 3RO2容積VRO2m3/kg1.866*Car/100+0.7*Sar/1001.0639 4理論干

3、煙氣容積V0gym3/kgV0N2+VRO25.7781 5理論水蒸氣容積V0H2Om3/kg11.1*Har/100+1.24*Mar/100+1.61*dk*V00.5956 6飛灰含量fh查表2-40.9煙氣特性表鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算序號(hào)名稱符號(hào)單位公式結(jié)果1鍋爐輸入熱量QrkJ/kgQrQar,net223622排煙溫度py先估后校1403排煙焓hpykJ/kg查焓溫表1705.44 4冷空氣溫度tlk取用205理論冷空氣焓h0lkkJ/kgh0lk=(ct)kV0157.81 6化學(xué)未完全燃燒損失q3%取用0.67機(jī)械未完全燃燒損失q4%取用1.58排煙處過量空氣系數(shù)py低溫空

4、預(yù)器出口過量空氣系數(shù)1.399排煙損失q2%（100-q4）(hpy-pyh0lk)/Qr6.55 10散熱損失q5%取用0.511灰渣損失q6%式（2-13）0.00 12鍋爐總損失q%q2+q3+q4+q5+q69.15 13鍋爐熱效率%100-q90.85 14保熱系數(shù)1-q5/(+q5)0.995 15過熱蒸汽焓hggkJ/kg高溫過熱器出口參數(shù)（附表B-7）3476.4516給水溫度tgs設(shè)計(jì)給定22217給水焓hgskJ/kg低溫省煤器入口參數(shù)（附表B-7）955.69318鍋爐實(shí)際負(fù)荷Dkg/h以額定負(fù)荷計(jì)算67000019鍋爐有效利用熱AkJ/hDgr(hgg-hgs)1688

5、90719020實(shí)際燃料消耗量Bkg/h100*Q/(*Qr)83129.09 21計(jì)算燃料消耗量Bjkg/hB(1-q4/100)81882.15 爐膛結(jié)構(gòu)簡圖爐膛結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)序號(hào)名稱符號(hào)單位公式結(jié)果1前墻總面積Aq10.67*（3.316+5.703/2）+31.978*(8.49+2*1.84)454.98 2側(cè)墻總面積2AcAc1=(9.967+5703)*2.54*0.5Ac2=7.392*18.711Ac3=(7.392+(9.967-1.292-2.538)*1.465*0.5Ac4=(9.967-1.292-2.538)*0.496Ac5=(9.967-1.292-2.538)+4

6、.888)*0.86*0.5Ac6=10.057*4.888Ac=Ac1+Ac2+Ac3+Ac4+Ac5+Ac64203后墻總面積Ah11.075*(2.012+1.305)+5.703/2)+18.711*(8.49+2*1.827)+11.075*2.93327.944噴燃器及門孔面積Ayc125爐頂面積Ald(4.888+1.292)*11.075-2*0.5*1.292*1.29266.766爐膛與屏交界面積A2(10.056+0.324+0.496)*11.075136.47爐墻總面積A1Aq+2Ac+Ah+Ald+A21406.08 8爐膛截面面積AA9.967*11.075-1.

7、2922*2121.29水冷壁管外徑d6010水冷壁管節(jié)距S6411管子至墻中心距e012水冷壁角系數(shù)Xs10.9813爐頂角系數(shù)Xld0.9814出口煙窗角系數(shù)Xyc115爐膛容積V1m3Ac*11.075*(11.075+8.49)*1.292*0.5*(31.978+18.711)3157.816冷灰斗二等分平面到出口煙窗中心線的距離H1m28.6217冷灰斗二等分平面到爐頂?shù)木嚯xH0m34.5218冷灰斗二等分平面到燃燒器中心線的距離Hrm7.1619爐膛總有效輻射受熱面Alz0.98x(A1-A2-Ayc)+A21368.93 20爐膛水冷程度XAlz/A10.97 21爐膛有效輻射

8、層厚度sm3.6*V1/A18.08 爐膛熱力計(jì)算頂棚熱力計(jì)算序號(hào)名稱符號(hào)單位公式結(jié)果1頂棚管徑dmm38.002節(jié)距Smm47.503排數(shù)n200.004頂棚管角系數(shù)x附錄A-10.985頂棚面積Aldm268.846蒸汽流通面積Altm20.147爐膛頂棚熱負(fù)荷分配不均勻系數(shù)h附錄A-60.688爐膛頂棚總輻射吸熱量QldkJ/h3.6hqsAld32586926.069減溫水總流量Djwkg/h先估后較25000.0010爐膛頂棚蒸汽流量Dldkg/hD-Djw645000.0011爐膛頂棚蒸汽焓增hldkJ/kgQld/Dld50.5212爐膛頂棚進(jìn)口蒸汽焓hldkJ/kg查附錄B-6

9、,B-72704.6013爐膛頂棚出口蒸汽焓hldKJ/kghld+hld2755.1214爐膛頂棚出口蒸汽溫度tld查附錄B-6,B-7326.06屏式過熱器結(jié)構(gòu)尺寸序號(hào)名稱符號(hào)單位公式結(jié)果1管子外徑dmm 2屏的片數(shù)Z16.003每片屏的管子排數(shù)n41664.004屏的深度Lm2.995屏的平均高度hm10.676一片屏的平面面積Apm228.077屏的橫向節(jié)距S1mm屏的間距591.008比值1S1/d14.079屏的縱向節(jié)距S2mm46.0010比值2S2/d1.1011屏的角系數(shù)xp附錄A-1 曲線50.9812屏的計(jì)算受熱面積Apjm22ApxpZ880.2813屏區(qū)頂棚面積Adp

10、m2寬深角系數(shù)29.7614屏區(qū)兩側(cè)水冷壁面積Aslm2高深角系數(shù)262.5315屏區(qū)附加受熱面積Apfjm2Adp+Asl92.2916煙氣進(jìn)屏流通面積Apm2(9.263+2.538)-16*0.042*(9.263+2.538)122.2517煙氣出屏流通面積Apm2(9.263+0.793)-16*0.042*(9.263+0.793)103.9518煙氣平均流通面積Aym22ApAp/(Ap+Ap)112.3619蒸汽流通面積Altm216163.14dn2/40.2120煙氣有效輻射層厚度sm21.8/(1/h+1/L+1/S1)0.8521屏區(qū)進(jìn)口煙窗面積Achm2見表E9中A2

11、136.4022屏區(qū)出口煙窗面積Achm211.075*9.263102.51屏的熱力計(jì)算序號(hào)名稱符號(hào)單位公式結(jié)果1煙氣進(jìn)屏溫度p查表3-9爐膛校核熱力計(jì)算即爐膛出口煙氣溫度11048.052煙氣進(jìn)屏焓hypkJ/kg查表3-9爐膛校核熱力計(jì)算即爐膛出口煙氣焓hyl12531.313煙氣出屏溫度p先估后校850.004煙氣出屏焓hypkJ/kg查焓溫表9947.355煙氣平均溫度pj(p+p)/2949.036屏區(qū)附加受熱面對(duì)流吸熱量QdpfjkJ/kg先估后校380.007屏的對(duì)流吸熱量QdpkJ/kg(hyp-hyp+h0lk)-Qkpfj2189.828爐膛與屏相互換熱系數(shù)查附錄A-15

12、0.999爐膛出口煙窗的沿高度熱負(fù)荷分配系數(shù)yc查標(biāo)準(zhǔn)線算圖11（即附錄A-6）0.8010爐膛出口煙窗射入屏區(qū)的爐膛輻射熱量QfpkJ/kgyc(Q1-hyp)Ach/Alz947.0411屏間煙氣有效輻射層厚度sm查表4-5屏的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表0.8512屏間煙氣壓力pMpa0.1013水蒸汽容積份額rH2O查表2-9煙氣特性表0.0814三原子氣體輻射減弱系數(shù)kq1/(m*Mpa)10.2(0.78+1.6rH2O)/10.2rps-0.1)(1-0.37Tpj/1000）11.0515三原子氣體和水蒸氣容積總份額r查表2-9煙氣特性表0.2216灰粒的輻射減弱系數(shù)kh1/(m*Mpa)559

13、00/d2h3(pj+273)2d2h88.4617煙氣質(zhì)量飛灰濃度ykg/kg查表2-9煙氣特性表0.0318煙氣的輻射減弱系數(shù)k1/(m*Mpa)kqr+khy4.6919屏區(qū)煙氣黑度a1-e-kps0.3320屏進(jìn)口對(duì)出口的角系數(shù)x(L/s1)2+1-L/s10.1021燃料種類修正系數(shù)r取用0.5022屏出口煙窗面積Ap查表4-5屏的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表103.9523爐膛及屏間煙氣向屏后受熱面的輻射熱量QfpkJ/kgQfp(1-a)x/+0aAchT4pjr/Bj/3600 注：0=5.6710-11W/(m2*)156.4424屏區(qū)吸收的爐膛輻射熱QfpqkJ/kgQpf-Qfp790.6

14、025屏區(qū)附加受熱面吸收的輻射熱量QfpfjkJ/kgQfpq*Apfj/(Apj+Apfj)75.0226屏區(qū)水冷壁吸收的輻射熱量QfpslkJ/kgQfpq*Asl/(Apj+Apfj)50.8327屏區(qū)頂棚吸收的輻射熱量QfpldkJ/kgQfpq*Adp/(Apj+Apfj)24.1928屏吸收的輻射熱量QfpkJ/kgQfpq-Qfpfj715.5729屏吸收的總熱量QpkJ/kgQdp+Qfp2905.3930第一級(jí)減溫水噴水量Djw1kg/h估計(jì)9500.0031第二級(jí)減溫水噴水量Djw2kg/hDjw-Djw115500.0032屏中蒸汽流量Dpkg/hD-Djw2654500

15、.0033蒸汽進(jìn)屏溫度tp先估后校350.0034蒸汽進(jìn)屏焓hpkJ/kg查附錄B-6、B-7,按計(jì)算負(fù)荷下進(jìn)屏p= Mpa2905.2535蒸汽出屏焓hpkJ/kghp+BjQp/Dp3268.7336蒸汽出屏溫度tp查附錄B-6、B-7,按計(jì)算負(fù)荷下進(jìn)屏p= Mpa461.2237屏內(nèi)蒸汽平均溫度tpj(tp+tp)/2405.6138平均傳熱溫差t1pj-tpj543.4239屏內(nèi)蒸汽平均比體積vm3/kg查附錄B-6、B-7,按計(jì)算負(fù)荷下進(jìn)屏p= Mpa (查表1-6及tpj)0.027540屏內(nèi)蒸汽流速wqm/sDpv/(3600*Alt）24.3041管壁對(duì)蒸汽的放熱系數(shù)2W/(m

16、2*)2=Cd0查標(biāo)準(zhǔn)線算圖15（附錄A-10)2450.0042煙氣流速wym/s(1+pj/273)*BjVy/3600(其中Vy見表2-9）6.8743煙氣側(cè)對(duì)流放熱系數(shù)dW/(m2*)d=0CzCsCw57.0044灰污系數(shù)(m2*)/W查附錄A-14曲線2（吹灰）0.0145管壁灰污層溫度thbtpj+(+1/2)BjQp/(3.6Apj)961.7546輻射放熱系數(shù)fW/(m2*)f=a*072.2347利用系數(shù)查附錄A-14曲線2（吹灰）0.8548煙氣側(cè)放熱系數(shù)1W/(m2*)f+dd/(2s2x)770.9449對(duì)流傳熱系數(shù)kW/(m2*)1/1+(1+Qfpq/Qdp)(+

17、1/2)187.8750屏的對(duì)流傳熱量QdpkJ/kg3.6Apjt1k/Bj1848.1151計(jì)算誤差Qdp(估）-Qdp/Qdp18.4952屏區(qū)水冷壁的水溫ts 查計(jì)算負(fù)荷下汽包p= Mpa的飽和溫度310.9653平均傳熱溫差t2pj-ts638.0754屏區(qū)水冷壁對(duì)流吸熱量QdpslkJ/kg3.6kAslt2/Bj154.1555屏區(qū)頂棚進(jìn)口蒸汽溫度tpld查表3-10爐膛頂棚輻射受熱面吸熱量 及工質(zhì)焓增的計(jì)算表326.0656屏區(qū)頂棚進(jìn)口蒸汽焓hpldkJ/kg查表3-10爐膛頂棚輻射受熱面吸熱量 及工質(zhì)焓增的計(jì)算表2755.1257屏區(qū)頂棚蒸汽焓增hpldkJ/kg先估后校32

18、.0058屏區(qū)頂棚出口蒸汽焓hpldkJ/kghpld+hpld2787.1259屏區(qū)頂棚出口蒸汽溫度tpld查附錄B-6、B-7,按計(jì)算負(fù)荷下進(jìn)屏p= Mpa (查表1-6)330.0260屏區(qū)頂棚平均汽溫tpldpj(tpld+tpld)/2328.0461平均傳熱溫差t3pj-tpldpj620.9962屏區(qū)頂棚對(duì)流吸熱量QdpldkJ/kg3.6kAdpt3/Bj221.4263屏區(qū)頂棚出總吸熱量QpldkJ/kg245.6264屏區(qū)頂棚蒸汽流量Dpldkg/h等于表3-10中Dld645000.0065屏區(qū)頂棚焓增hpldkJ/kgBjQpld/Dpld31.1866計(jì)算誤差檢查hp

19、ld(估）-hpld/hpld(允許誤差10）2.6367屏區(qū)附加受熱面對(duì)流吸熱量QdpfjkJ/kgQdpsl+Qdpld375.5768計(jì)算誤差Qdpfj(估）-Qdpfj/Qdpfj(允許誤差10）1.1869屏區(qū)受熱面總對(duì)流吸熱量QdpqkJ/kgQdpfj+Qdp2223.68高溫過熱器結(jié)構(gòu)簡圖高溫過熱器的結(jié)構(gòu)尺寸序號(hào)名稱符號(hào)單位公式結(jié)果1管子尺寸dmmdx5422冷段橫向節(jié)距及布置n1順列，逆流，雙管圈1003熱段橫向節(jié)距及布置nr順列，順流，雙管圈774橫向節(jié)距S1mm955橫向節(jié)距比1S1/d2.2626縱向節(jié)距S2mm877縱向節(jié)距比2S2/d2.0718管子縱向排數(shù)n220

20、9冷段蒸汽流通面積Alltm22n1d2n/4 注：dn單位為m0.1608 10熱段蒸汽流通面積Arltm22nrd2n/4 注：dn單位為m0.1238 11平均流通截面積Apj（Allt+Arlt）/20.1423 12煙氣流通截面積Aym2(11.075-79*0.042)*7.8348.4413冷段受熱面積Alm2n1n2dlpj(lpj=5.6m)1477.06 14熱段受熱面積Arm2nrn2dlpj(lpj=5.6m)1137.33 15頂棚受熱面積Aldm211.075*(1.009+0.879)20.9116管束前煙室深度lysm1.0117管束深度lgsm0.8818有效

21、輻射深度sm0.9d(412/-1)注：d單位為m0.188 高溫過熱器熱力計(jì)算低溫過熱器結(jié)構(gòu)簡圖低溫過熱器結(jié)構(gòu)尺寸序號(hào)名稱符號(hào)單位公式結(jié)果1布置順列，逆流，雙管圈2管子尺寸dmm383橫向排數(shù)n11774縱向排數(shù)n2205橫向節(jié)距S1mm956橫向節(jié)距比1S1/d2.57縱向節(jié)距S2mm80.78縱向節(jié)距比2S2/d2.124 9煙氣流通面積Aym2h(a-n1d)38.8810蒸氣流通面積Altm22n1*dn2/40.250 11低溫過熱器受熱面積Adgm2n1n2dlpj+xdbaldb1596.6712低溫過熱器前氣室深度Lqsm0.913低溫過熱器前管束深度Lqsm1.53314煙

22、氣有效輻射層厚度sm0.9d(412/-1)(d單位為m)0.197 低溫過熱器熱力計(jì)算省煤器結(jié)構(gòu)簡圖省煤器結(jié)構(gòu)尺寸序號(hào)名稱符號(hào)單位公式結(jié)果1布置錯(cuò)列 逆流 雙面進(jìn)水 雙層管圈2管子尺寸dmm323橫向節(jié)距S1mm864橫向節(jié)距比1S1/d2.68755縱向節(jié)距S2mm486縱向節(jié)距比2S2/d0.558 7橫向排數(shù)n11208縱向排數(shù)n2909受熱面積Axsm25411.813 10煙氣流通面積Aym248.2311水流通面積Asm2(23+24)*Pi*dn2/4*2*40.109 12煙氣有效輻射層厚度sm0.9d(412/-1)(d單位為m)0.070 13管束前及管束間氣室深度Lqs

23、m3.214管束深度Lgsm1.32省煤器的熱力計(jì)算空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)簡圖空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)尺寸序號(hào)名稱符號(hào)單位公式結(jié)果1布置錯(cuò)列 雙面進(jìn)風(fēng)2管子尺寸mm403橫向節(jié)距S1mm704橫向節(jié)距比1S1/d1.755縱向節(jié)距S2mm426縱向節(jié)距比2S2/d1.057橫向排數(shù)n116*2743278縱向排數(shù)n243*2868管子根數(shù)N185769管箱高度Hm8.710管箱有效高度hxm8.5611空氣道平均高度Lm1.1712受熱面積Axkm226356.120 13煙氣流通面積Aym230.499 14空氣流通面積Akm234.737 15行程數(shù)n516煙氣有效輻射層厚度sm0.9d(412/-1)(d

24、單位為m)0.048 空氣預(yù)熱器熱力計(jì)算序號(hào)名稱符號(hào)單位公式結(jié)果1進(jìn)口空氣溫度txk取用202進(jìn)口理論空氣含hxkKJ/kg查焓溫表157.815 3空氣預(yù)熱器漏風(fēng)系數(shù)sk表1-50.054高溫空氣預(yù)熱器空氣側(cè)出口過量空氣系數(shù)sk表4-151.055低溫空氣預(yù)熱器空氣側(cè)出口過量系數(shù)xk1.16出口空氣溫度txk先估后校2437出口理論空氣焓hxkKJ/kg查焓溫表2841.854 8低溫空氣預(yù)熱器對(duì)流吸熱量QxkdlKJ/kg 3019.544 9進(jìn)口煙氣溫度xk即省煤器出口煙溫32010進(jìn)口煙氣焓hyxkKJ/kg即省煤器出口煙焓6633.840 11空氣平均溫度tpj131.512漏風(fēng)理論

25、空氣焓hlk0KJ/kg1074.319 13出口煙氣焓hyxkKJ/kghyxk-Qxkdl/+hlko3597.679 14出口煙氣溫度xk146.454 15煙氣平均溫度pj233.227 16煙氣流速ym/sBjVy(pj+273)/3600*273*Ay11.284 17煙氣側(cè)對(duì)流放熱系數(shù)xkdW/(m2)0ClC 附錄A-95418低空延期有效輻射層厚度sm查表4-180.048 19煙氣壓力pMpa0.120水蒸汽容積份額rH2O查表2-90.076 21三原子氣體和水蒸汽容積份額r查表2-90.207 22三原子氣體輻射減弱系數(shù)kq1/(mMpa) 73.293 23灰粒的輻射

26、減弱系數(shù)kh1/(mMpa)55900/（pj+273）2dh21/3159.179 24煙氣質(zhì)量飛灰濃度ykg/m3查表2-90.024 25煙氣的輻射減弱系數(shù)k1/(mMpa)kqr+khy18.918 26煙氣黑度skW/(m2)1-e-kps0.087 27管壁灰污層溫度thbxk(tpj+pj)/2182.363 28煙氣側(cè)輻射放熱系數(shù)xkfW/(m2)0 (附錄A-11)2.618 29煙氣側(cè)放熱系數(shù)1W/(m2)(xkf+xkd) 取156.618 30空氣流速km/sBjV0(xk+xk/2）（tpj+273）/3600273Ak6.503 31空氣側(cè)放熱系數(shù)2W/(m2)0CzCsC 附錄A-774.832傳熱系數(shù)KxkW/(m2)12/1+2 =0.825.780 33轉(zhuǎn)換系數(shù)取1 134逆流平均溫差tnl （其中 ） 99.691 35傳熱溫差txktnl99.691 36低溫空氣預(yù)熱器對(duì)流吸熱量Qxkd2KJ/kg2978.110 37計(jì)算誤差允許誤差2%1.391 整體熱力計(jì)算誤差檢查序號(hào)名稱符號(hào)單位公式結(jié)果1假設(shè)進(jìn)入爐膛熱風(fēng)溫度 查表3-9爐膛熱力計(jì)算2802空氣預(yù)熱器出口熱風(fēng)溫度 查空氣預(yù)熱器熱力計(jì)算表2433計(jì)算誤差 允許計(jì)算誤差374熱平衡計(jì)算中假設(shè)排煙溫度 查