低溫空氣預(yù)熱器

1、1摘 要關(guān)鍵詞：低溫空氣預(yù)熱器、結(jié)構(gòu)計(jì)算、熱力計(jì)算電廠鍋爐，火電廠三大主設(shè)備之一。由鍋爐本體和輔助設(shè)備構(gòu)成。它利用燃料（如煤、重油、天然氣等）燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量使水變成具有一定溫度和壓力的過熱蒸汽，以驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。以燃煤鍋爐為例，電廠鍋爐本體由爐膛、燃燒器、水冷壁、過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器以及鋼架爐墻等組成。此外，還有重要的輔助設(shè)備，如制粉設(shè)備、除灰設(shè)備、除塵裝置、自動(dòng)控制裝置與儀表、閥門等。 這次老師給分配的是低溫空氣預(yù)熱器，這次設(shè)計(jì)分為低溫空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)計(jì)算和熱力計(jì)算，計(jì)算量最大的是熱力計(jì)算，我通過老師給的數(shù)據(jù)結(jié)合鍋爐課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書完成了這次，在計(jì)算過程中我查找出了書中的公式，查表

2、確定計(jì)算中所需要的數(shù)值來完成這次課程設(shè)計(jì)。中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院課程設(shè)計(jì)目錄摘 要11 緒 論11.1 鍋爐課程設(shè)計(jì)的目的和意義11.2 研究本課題的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)12 低溫空氣預(yù)熱器設(shè)計(jì)32.1 低溫空氣預(yù)熱器設(shè)計(jì)參數(shù)32.2 鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖42.3 低溫空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)計(jì)算52.3.1 低溫空氣預(yù)熱器作用52.3.2 低溫空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)計(jì)算52.3.3 低溫空氣預(yù)熱器的熱力計(jì)算63低溫空氣預(yù)熱器123.1低溫空氣預(yù)熱器基本尺寸匯總123.2低溫空氣預(yù)熱器熱力計(jì)算匯總134結(jié)束語16參考文獻(xiàn)171緒 論1.1鍋爐課程設(shè)計(jì)的目的和意義鍋爐課程設(shè)計(jì)是鍋爐原理課程的重要教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過課程設(shè)計(jì)，

3、使我對(duì)鍋爐原理課程的知識(shí)得以鞏固、充實(shí)和提高，提高感性認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)動(dòng)手能力，為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。課程的重要教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過課程設(shè)計(jì)來達(dá)到以下目的：對(duì)鍋爐原理課程的知識(shí)得以鞏固、充實(shí)和提高；掌握鍋爐機(jī)組的熱力計(jì)算方法，學(xué)會(huì)使用熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方法并具有綜合考慮鍋爐機(jī)組設(shè)計(jì)與布置的初步能力；培養(yǎng)對(duì)工程技術(shù)問題的嚴(yán)肅認(rèn)真和負(fù)責(zé)的態(tài)度。1.2研究本課題的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)空氣預(yù)熱器一般簡(jiǎn)稱為空預(yù)器。多用于燃煤電站鍋爐?？煞譃楣芟涫?、回轉(zhuǎn)式兩種，其中回轉(zhuǎn)式又分為風(fēng)罩回轉(zhuǎn)式和受熱面回轉(zhuǎn)式兩種。電站鍋爐較常采用受熱面回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器。在鍋爐中的應(yīng)用一般為兩分倉、三分倉、四分倉式，其中四分倉較常用于循環(huán)流化床

4、鍋爐中?？諝忸A(yù)熱器（air pre-heater）就是鍋爐尾部煙道中的煙氣通過內(nèi)部的散熱片將進(jìn)入鍋爐前的空氣預(yù)熱到一定溫度的受熱面。用于提高鍋爐的熱交換性能，降低能量消耗。中國調(diào)研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的2016年中國空氣預(yù)熱器市場(chǎng)調(diào)查研究與發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告認(rèn)為，空氣預(yù)熱器按空氣預(yù)熱器的傳熱方式可將空氣預(yù)熱器分為導(dǎo)熱式和再生式兩大類。在導(dǎo)熱式空氣預(yù)器中最常用的是管式空氣預(yù)熱器。隨著鍋爐參數(shù)的提高和容量的增加，管式空氣預(yù)熱器的受熱面也增大，這給尾部受熱面的布置帶來了困難。因此，在大容量機(jī)組中多數(shù)采用結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量較輕的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。2016年中國空氣預(yù)熱器市場(chǎng)調(diào)查研究與發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告通過空氣預(yù)熱器項(xiàng)目

5、研究團(tuán)隊(duì)多年對(duì)空氣預(yù)熱器行業(yè)的監(jiān)測(cè)調(diào)研，結(jié)合中國空氣預(yù)熱器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景趨勢(shì)，依托國家權(quán)威數(shù)據(jù)資源和一手的調(diào)研資料數(shù)據(jù)，對(duì)空氣預(yù)熱器行業(yè)現(xiàn)狀及趨勢(shì)進(jìn)行全面、細(xì)致的調(diào)研分析，采用定量及定性的科學(xué)研究方法撰寫而成。2016年中國空氣預(yù)熱器市場(chǎng)調(diào)查研究與發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告可以幫助投資者準(zhǔn)確把握空氣預(yù)熱器行業(yè)的市場(chǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，為投資者進(jìn)行投資作出空氣預(yù)熱器行業(yè)前景預(yù)判，挖掘空氣預(yù)熱器行業(yè)投資價(jià)值，同時(shí)提出空氣預(yù)熱器行業(yè)投資策略、營(yíng)銷策略等方面的建議。22低溫空氣預(yù)熱器設(shè)計(jì)2.1低溫空氣預(yù)熱器設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)口煙氣溫度 =315出口空氣溫度 = 213.6進(jìn)口煙氣焓=3898.642 kJ/kg計(jì)算燃料

6、量 =26591.95 kg/h出口煙氣溫度 =136.3理論空氣量 =6.0611m3/kg吸 熱 量 = 2459.837灰粒平均直徑 =13進(jìn)口空氣溫度 =30保熱系數(shù)=0.99452.2鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖 圖 2-1鍋爐示意圖A-爐膛；B-水平煙道；C-尾部煙道；1-屏式過熱器；2-高溫過熱器；3-低溫過熱器； 4-高溫省煤器； 5-高溫空氣預(yù)熱器； 6-低溫省煤器； 7-低溫空氣預(yù)熱器本課程設(shè)計(jì)的對(duì)象是：低溫空氣預(yù)熱器182.3低溫空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)計(jì)算2.3.1低溫空氣預(yù)熱器作用1、 改善并強(qiáng)化燃燒經(jīng)過余熱器后的空氣進(jìn)入爐內(nèi)，加速了燃料的干燥、著火和燃燒過程，保證了鍋爐內(nèi)的穩(wěn)定燃燒，提高

7、了燃燒效率。2、 強(qiáng)化傳熱由于爐內(nèi)燃燒得到了改善和強(qiáng)化，加上進(jìn)入爐內(nèi)的熱風(fēng)溫度提高，爐內(nèi)平均溫度水平也有提高，從而可強(qiáng)化爐內(nèi)輻射傳熱。3、減小爐內(nèi)損失，降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率由于爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定，輻射熱交換的強(qiáng)化，可以降低化學(xué)不完全燃燒損失；另一方面空氣預(yù)熱器利用煙氣余熱，進(jìn)一步降低了排煙損失，因此提高了鍋爐熱效率。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)空氣在預(yù)熱器中升高1.5，排煙溫度可以降低1.在鍋爐煙道中安裝空氣預(yù)熱器后，如果能把空氣余熱150-160，就可以降低排煙溫度110-120，可將鍋爐熱效率提高7%-7.5%?？梢怨?jié)約燃料11%-12%。4、熱空氣可以作燃料干燥劑對(duì)于層燃爐，有熱空氣可以使用水分和灰分

8、較高的燃料，對(duì)于電站鍋爐，熱空氣是脂粉系統(tǒng)的重要干燥劑和煤粉輸送介質(zhì)。2.3.2低溫空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)計(jì)算 1) 橫向節(jié)距比 （2-1）2) 縱向節(jié)距比 （2-2）3) 受熱面積 （2-3）4) 煙氣流通面積 （2-4）5) 空氣流通面積 （2-5）6) 煙氣有效輻射層厚度m（注：d單位為m） （2-6）2.3.3 低溫空氣預(yù)熱器的熱力計(jì)算1) 進(jìn)口空氣溫度 2) 進(jìn)口空氣焓3) 高溫空氣預(yù)熱器漏風(fēng)系數(shù)查表1-5漏風(fēng)系數(shù)和過量空氣系數(shù)得4) 高溫空氣預(yù)熱器漏風(fēng)系數(shù)5) 低溫空氣預(yù)熱器空氣側(cè)出口過量空氣系數(shù) （2-7）6) 出口空氣溫度7) 出口理論空氣焓8) 低溫空氣預(yù)熱器對(duì)流吸熱量9) 進(jìn)口煙

9、氣溫度xk =31510) 進(jìn)口煙氣焓11) 空氣平均溫度tpj =（tk,xk+tk,xk)/2=121.8 （2-8）12) 漏風(fēng)理論空氣焓13) 出口煙氣溫度14) 出口煙氣焓15) 煙氣平均溫度pj =（xk+xk）/2pj =225.65 （2-9）16) .煙氣流速 （2-10）17) 煙氣側(cè)對(duì)流放熱系數(shù) 查附錄A-9得W/(m2)18) 低溫?zé)煔庥行л椛鋵雍穸萐=0.06m19) 煙氣壓力0.1MPa20) 水蒸氣容積份額查表2-9煙氣特性表得21) .三原子氣體和水蒸氣容積總份額查表2-9煙氣特性表得 0.197922) 三原子氣體輻射減弱系數(shù) （2-11） （2-12）66.

10、902 1/(mMPa）23) 灰粒的輻射減弱系數(shù)kh =160.787 1/(mMPa）24) 煙氣質(zhì)量飛灰濃度查表2-9煙氣特性表得25) 煙氣的輻射減弱系數(shù) （2-13）26) 煙氣黑度 （2-14）27) 管壁灰污層溫度 （2-15）28) 煙氣側(cè)輻射放熱系數(shù)W/（） （2-16）29) 煙氣側(cè)放熱系數(shù)1=(+)=47.184(其中為利用系數(shù)，取1）30) 空氣流速 （2-17）31) 空氣側(cè)放熱系數(shù) 查附錄A-732) 傳熱系數(shù)Ksk=21/(2+1) =24 W/(m2) （2-18）(=0.8) 33) 傳熱溫差 （2-19） （2-20） （2-21）34) 計(jì)算誤差 （2-2

11、2）中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院課程設(shè)計(jì)3低溫空氣預(yù)熱器3.1低溫空氣預(yù)熱器基本尺寸匯總 表3-1;低溫空氣預(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mm給定401.53橫向節(jié)距S1mm給定764橫向節(jié)距比1S1/d1.95縱向節(jié)距S2mm給定446縱向節(jié)距比2S2/d1.17橫向排數(shù)n18272168管子根數(shù)N給定86969管箱高度Hm給定8.710管箱有效高度hxm給定8.5611空氣道平均高度Lm給定1.1712受熱面積Axkm286963.14.03858.5689987.813煙氣流通面積Aym286963.140.0322(1/4)6.9914空氣流通面積Akm2

12、(1.976-27.04)81.7112.2515行程數(shù)n給定5續(xù)表3-1;低溫空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)尺寸16煙氣有效輻射層厚度sm0.9d(412/-1) 注：d的單位為m0.063.2低溫空氣預(yù)熱器熱力計(jì)算匯總表3-2低溫空氣預(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302進(jìn)口理論空氣焓hxkKJ/kg239.7483高溫空氣預(yù)熱器漏風(fēng)系數(shù)sk查表1-5漏風(fēng)系數(shù)和過量空氣系數(shù)0.054高溫空氣預(yù)熱器空氣側(cè)出口過量空氣系數(shù)sk給定1.055低溫空氣預(yù)熱器空氣側(cè)出口過量空氣系數(shù)xksk+sk16出口空氣溫度txk給定213.67出口理論空氣焓hxkKJ/kg查焓溫表2426.271

13、8低溫空氣預(yù)熱器對(duì)流吸熱量QxkdlKJ/kg給定2459.8379進(jìn)口煙氣溫度xk給定31510進(jìn)口煙氣焓hyxkKJ/kg給定3898.64211空氣平均溫度tpj（tk,xk+tk,xk)/2121.812漏風(fēng)理論空氣焓h0lkKJ/kg查焓溫表，按空氣平均溫度1305.12413出口煙氣焓hyxkKJ/kg給定1490.70514出口煙氣溫度xk給定136.30115煙氣平均溫度pj（xk+xk）/2225.6516煙氣流速ym/s給定12.54317煙氣側(cè)對(duì)流放熱系數(shù)dxkW/(m2）0C1C 標(biāo)準(zhǔn)線算圖14（即附錄A-9）44續(xù)表3-2低溫空氣預(yù)熱器熱力計(jì)算18低溫?zé)煔庥行л椛鋵雍?/p>

14、度sm低溫空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)尺寸0.0619煙氣壓力pMpa給定0.120水蒸氣容積份額rH2O給定0.072621三原子氣體和水蒸氣容積總份額r給定0.197922三原子氣體輻射減弱系數(shù)kq1/(mMpa)66.90223灰粒的輻射減弱系數(shù)kh1/(mMpa)給定160.78724煙氣質(zhì)量飛灰濃度ykg/m3給定0.020525煙氣的輻射減弱系數(shù)k1/(mMpa)kqr+khy126煙氣黑度sk1-e-kps0.0627管壁灰污層溫度tbbxk(tpj+pj)/2173.728煙氣側(cè)輻射放熱系數(shù)fxkW/(m2)0標(biāo)準(zhǔn)線算圖19（即附錄A-11)3.184829煙氣側(cè)放熱系數(shù)1W/(m2)(fx

15、k+dxk)(其中為利用系數(shù)，取1）47.18430空氣流速km/s(BjV0(xk+xk/2)(tpj+273)/(3600273Ak)7.331空氣側(cè)放熱系數(shù)2W/(m2)d=0CzCsCw查標(biāo)準(zhǔn)線算圖12（附錄A-7）50.3732傳熱系數(shù)KskW/(m2)21/(2+1)(=0.8)2433轉(zhuǎn)換系數(shù)給定134逆流平均溫差tnl(td-tx)/ln(td/tx)（其中td=xk-th,xk,tx=xk-tk,xk103.83135傳熱溫差txktnl103.831續(xù)表3-2低溫空氣預(yù)熱器熱力計(jì)算36低溫空氣預(yù)熱器對(duì)流吸熱量Qxkd2KJ/kg3.6KxktxkAxk/Bj2465.701

16、37高溫空氣預(yù)熱器進(jìn)口空氣溫度tsk查表4-15 高溫空氣預(yù)熱器的熱力計(jì)算20638計(jì)算誤差ttxk-tsk允許計(jì)算誤差107.639低溫空氣預(yù)熱器區(qū)域?qū)α魑鼰崃縌dxsKJ/kg由于沒有附加受熱面，所以就是Qxkdl2782.34結(jié)束語正如我們所了解的，課程設(shè)計(jì)是考察大學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實(shí)際中的應(yīng)用問題,培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)踐能力的必要環(huán)節(jié),是對(duì)一個(gè)大學(xué)生實(shí)際工作能力和建立團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。本次設(shè)計(jì)是為低溫空氣預(yù)熱器，設(shè)計(jì)時(shí)長(zhǎng)為三周。通過這次設(shè)計(jì)，讓我更進(jìn)一步理解了低溫空氣預(yù)熱器及其設(shè)備的基本作用和操作原理，也使我在思維上對(duì)低溫空氣預(yù)熱器的運(yùn)作過程有了比較具體的掌握。在這段時(shí)間里，我閱讀了參考書目，反復(fù)計(jì)算，此次設(shè)計(jì)不僅鍛煉了我發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，更我獲得了寶貴的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，但卻從這三周內(nèi)學(xué)到了許多課上沒有的東西，也拓寬我的理論知識(shí)。在這次設(shè)計(jì)中，通過自己的計(jì)算與分析，使我在這次設(shè)計(jì)中學(xué)到了許多新知識(shí)，充實(shí)了自己的同時(shí)，更重要的是它將為我今后的實(shí)際工作帶來巨大的動(dòng)力和無盡的興趣。在此，特別感謝耐心指導(dǎo)和幫助我們的朱杰老師。由于這次是我們的第一次接觸正規(guī)設(shè)計(jì)，因此感覺時(shí)間較短，任務(wù)繁多，學(xué)習(xí)工作工程中難免有一些不足和錯(cuò)誤存在，希望老師給予批評(píng)指正。 對(duì)于這次設(shè)計(jì)而言，知識(shí)上的收獲固然重要，然而精神上的豐收