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1、 目 錄 一、鍋爐課程設計的目的…………………………………………3 二、鍋爐設計計算主要內容……………………………………….3 三、整體設計熱力計算過程順序………………………………....3 四、熱力設計計算基本資參數(shù)………………………………….....3 五、鍋爐整體布置的確定 1、鍋爐整體的外型---選型布置…………………………………3 2、受熱面的布置…………………………………………………….4 3、汽水系統(tǒng)…………………………………………………………..4 六、燃料特性 1、燃料特性及名稱…………………………………………………..4 2、燃料燃燒計算......

2、............................................................................4 3、漏風系數(shù)和過量空氣系數(shù)………………………………………….5 七、輔助計算 1、煙氣特性表…………………………………………………………6 2、煙氣焓溫表——用于爐膛、屏、高過的計算…………………….6 3、煙氣焓溫表——用于低溫過熱器、高溫省煤器的計算………….7 4、煙氣焓溫表——用于高溫空預器、低溫省煤器的計算………….7 5、煙氣焓溫表—用于低溫空預器的計算…………………………….8 6、鍋爐熱平衡及燃料消耗量的計算

3、…………………………………9 八、爐膛結構設計及熱力計算 1、爐膛結構尺寸設計…………………………………………………9 2、水冷壁設計………………………………….……………………..10 3、燃燒器結構尺寸計算……………….…………………………11 4、爐膛校核熱力計算………………………………………………11 5、 爐膛頂棚輻射受熱面吸熱量及工質焓增的計算…………..13 九、對流受熱面的熱力計算 1、對流受熱面計算步驟…………………………………………….14 2、屏式過熱器熱力計算……………………….……………………14 3、凝渣管（或懸吊管）…………………………..……

4、……………..18 4、高溫過熱器的設計及熱力計算……………..……………………..19 5、低溫過熱器的熱力計算……………….………………………….24 6、省煤器和空氣預熱器……..……………….……….………………..26 （1）、高溫省煤器設計及熱力計算………….……………………..26 （2）、高溫空氣預熱器設計及熱力計算………………………29 （3）、低溫省煤器的設計及熱力計算…………………………33 （4）、低溫空氣預熱器的設計及熱力計算……………………35 十、鍋爐熱力計算誤差檢查 1、尾部受熱面熱力計算誤差檢查……….……………………..37 2、整體熱力

5、計算誤差檢查……………….……………………..37 3、排煙溫度校核……………………….………………………..38 4、熱空氣溫度校核……………………….……………………..38 參考書目……………………………………………………39 心得與體會 ………………………………………………… 40 鍋爐課程設計說明書 設計題目：220t/h超高壓燃煤鍋爐課程設計 一、鍋爐課程設計的目的 鍋爐課程設計是《鍋爐原理》課程的重要教學實踐環(huán)節(jié)。通過課程設計來達到以下目的：對電廠鍋爐原理課程的知識得以鞏固、充實和提高；掌握鍋爐機組的熱力計算方法，學會使用熱力計算標準方法,并具有綜合考

6、慮鍋爐機組設計與布置的初步能力 二、鍋爐設計計算主要內容 1、鍋爐輔助設計：這部分計算的目的是為后面受熱面的熱力計算提供必要的基本計算數(shù)據(jù)或圖表。 2、受熱面熱力計算：其中包含為熱力計算提供結構數(shù)據(jù)的各受熱面的結構計算。 3、計算數(shù)據(jù)的分析：這部分內容往往是鑒定設計質量等的主要數(shù)據(jù)。 三、整體設計熱力計算過程順序 1、列出熱力計算的主要原始數(shù)據(jù)，包括鍋爐的主要參數(shù)和燃料特性參數(shù)。 2、根據(jù)燃料、燃燒方式及鍋爐結構布置特點，進行鍋爐通道空氣量平衡計算。 3、理論工況下（a＝1）的燃燒計算。 4、計算鍋爐通道內煙氣的特性參數(shù)。 5、繪制煙氣溫焓表。 6、鍋爐熱平衡計算和燃料消

7、耗量的估算。 7、鍋爐爐膛熱力計算。 8、按煙氣流向對各個受熱面依次進行熱力計算。 9、鍋爐整體計算誤差的校驗。 10、編制主要計算誤差的校驗。 11、設計分析及結論。 四、熱力設計計算基本資料 ⑴、鍋爐蒸發(fā)量： De=220t/h ⑵、給水溫度： tgs=215℃ ⑶、過熱蒸汽溫度： tgr=540℃ ⑷、過熱蒸汽壓力： Pgr=9.8MPa ⑸、制粉系統(tǒng)：中間儲藏室（熱空氣作干燥劑、鋼球筒式磨煤機，煙煤、褐煤為乏氣送粉；貧煤無煙煤為熱風送粉） ⑹、燃燒方式：四角切圓燃燒 ⑺、排渣方式：固態(tài) ⑻、環(huán)境溫度： tlk=20℃

8、 五 鍋爐整體布置的確定 1．鍋爐整體的外型---選型布置 選擇型布置的理由如下 (1)鍋爐的排煙口在下方送，引風機及除塵器等設備均可布置在地面，鍋爐結構和廠房 較低，煙囪也建在地面上。 (2)對流豎井中，煙氣下行流動便于清灰，具有自身除塵的能力 （3）各受熱面易于布置成逆流的方式，以加強對流換熱 2．受熱面的布置 在爐膛內壁面，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，除在水平煙道內布置高、低溫對流過熱器外，爐膛內布置全

9、輻射式的屏式過熱器，前會隔墻省煤器采用光管式水冷壁結構；設置省煤器時，根據(jù)鍋爐的參數(shù)，省煤器出口工質狀態(tài)選用非沸騰式，采用雙級空氣預熱器。 3．汽水系統(tǒng) 按高壓煤粉鍋爐熱力系統(tǒng)的設計要求，該鍋爐的汽水系統(tǒng)的流程設計如下； （1） 過熱蒸汽系統(tǒng)的流程 一次噴水減溫 二次噴水減溫 ↓ ↓ 汽包→頂棚管→低溫對流過熱器→屏式過熱器→高溫對流過熱器冷段→高溫對流過熱器 熱段→汽輪機

10、 （2）煙氣系統(tǒng)流程 ： 爐膛→屏式過熱器→高溫對流過熱器→低溫對流過熱器→高溫省煤器→高溫空預器→低溫省煤器→低溫空預器 （3）水系統(tǒng)的流程 給水----低溫省煤器-----高溫省煤器-----后墻引出管------汽包------下降管----水冷壁下聯(lián)箱-----水冷壁------水冷壁上聯(lián)箱---汽包 六、燃料特性： 1. 燃料特性及名稱 a、 燃料名稱：大同煙煤 b、 煤的收到基成分（%）： Car=70.8; Oar=7.1; Sar=2.2; Aar=11.7; Har=4.5; Nar=0.7; Mar=3; c、 煤的空氣干燥基水分：Ma

11、d=24.7% d、 煤的收到基成分低位發(fā)熱量：27800 KJ/kg e、 可磨性系數(shù)： 1.05 f、 灰熔點：變形溫度1350℃ 2.燃料燃燒計算 1） 燃燒計算：需計算出理論空氣量、理論氮容積、RO2容積、理論干煙氣容積、理論水蒸汽容積等。計算結果見表 序號 項目名稱 符號 單位 計算公式及數(shù)據(jù) 結果 1 理論空氣量 /kg 0.0889(+0.375)+0.265-0.0333 7.395 2 理論氮容積 /kg 0.8+0.79 5.848 3 容積 /kg 1.866+0.7 1.337 4 理論干

12、煙氣容積 /kg + 7.185 5 理論水蒸汽容積 /kg 11.1+1.24+1.61(=0.01kg/kg) 0.764 6 飛灰份額 查指導書表2-4 0.92 表1 燃燒計算表 3.漏風系數(shù)和過量空氣系數(shù) 表2 序號 名稱 漏風系數(shù) 非額定負荷時漏風系數(shù) 出口過量空氣系數(shù) 符號 結果 符號 結果 1 制粉系統(tǒng) 0.1 △ -- -- -- 2 爐膛 0.05 △ 0.074 1．2 3 屏、凝渣管 0 △ 0 1．2 4 高溫過熱器 0.03 △ 0.030

13、 1.23 5 低溫過熱器 0.03 △ 0.030 1.26 6 高溫省煤器 0.02 △ 0.024 1.28 7 高溫空氣預熱器 0.03 △ 0.061 1.31 8 低溫省煤器 0.02 △ 0.024 1.33 9 低溫預熱器 0.03 △ 0.061 1.36 七、輔助計算： 需要計算出各受熱面的煙道平均過量空氣系數(shù)。干煙氣容積、水蒸汽容積，煙氣總容積、RO2容積份額、三原子氣體和水蒸汽容積總份額、容積飛灰濃度、煙氣質量、質量飛灰濃度等。具體計算見 表3 煙氣特性表 序號 項目名稱

14、 符號 單位 爐膛、屏凝渣管 高過 低過 高省 高空預 低省 低空預 1 受熱面出口過量空氣系數(shù) α" -- 1.200 1.230 1.260 1.284 1.345 1.369 1.430 2 煙道平均過量空氣系數(shù) αpj -- 1.200 1.215 1.245 1.272 1.315 1.357 1.400 3 干煙氣容積 Vgy m3/kg 8.664 8.774 8.997 9.196 9.514

15、 9.825 10.143 4 水蒸氣容積 VH2O m3/kg 0.788 0.790 0.793 0.796 0.801 0.806 0.812 5 煙氣總容積 Vy m3/kg 9.452 9.564 9.790 9.992 10.315 10.631 10.955 6 RO2容積份額 rRO2 -- 0.141 0.140 0.137 0.134 0.130 0.126 0.122 7 水蒸氣容積份額 rH2O -- 0.083 0.083 0.081 0

16、.080 0.078 0.076 0.074 8 三原子氣體和水蒸氣容積總份額 r -- 0.224 0.223 0.218 0.214 0.208 0.202 0.196 9 容積飛灰濃度 μv g/m3 11.388 11.225 10.995 10.773 10.435 10.125 9.826 10 煙氣質量 mg Kg/kg 12.473 12.617 12.907 13.168 13.583 13.867 14.404 11 質量飛灰濃度 μy

17、 Kg/kg 0.0086 0.0086 0.0084 0.0082 0.0080 0.0078 0.0075 3） 煙氣焓、空氣焓、蒸汽焓的計算： 爐膛、屏式過熱器、高溫過熱器、低溫過熱器、高溫省煤器、高溫空氣預熱器、低溫省煤器、低溫空氣預熱器等所在煙氣區(qū)域的煙氣在不同溫度下的焓，并列成表格作為溫焓表。具體見表4、5、6、7.對在鍋爐受熱面的各個部位的蒸汽或者空氣的焓值進行計算，列成表格，作為溫焓表。具體見表 表4 煙氣焓溫表——用于爐膛、屏、高過的計算 煙氣焓溫表（用于爐膛，屏式過熱器,高溫過熱器） 煙氣或空氣溫度θ（℃） 理論煙氣焓h0y(kJ/kg) 理

18、論煙氣焓h0K(/kg) 爐膛、屏凝渣管hyα"=1.20 高溫過熱器hkα"=1.23 400 3767.629 3320.989 4431.827 4537.456 500 4776.344 4193.840 5615.112 5740.927 600 5811.527 5086.306 6828.788 6981.377 700 6872.704 597.120 8072.124 8252.037 800 7956.57 6921.506 9340.808 9548.453 900 9057.780 7860.622 1062

19、9.904 10865.723 1000 10176.984 8810.649 11939.114 12203.433 1100 11312.528 9776.676 13267.863 13561.163 1200 12461.281 10784.587 14610.998 14933.456 1300 13625.283 11734.353 15972.154 16324.184 1400 14795.828 12727.106 17341.249 17723.062 1500 15977.236 13724.457 18722.

20、127 19133.861 1600 17167.947 14729.654 20113.878 20555.767 1700 18368.741 1573.794 21516.329 21988.468 1800 19571.650 16746.302 22920.910 23423.299 1900 20781.909 17769.828 24335.875 24868.969 2000 21996.076 18729.128 25754.502 26318.265 2100 23221.262 19823.133 27185.8

21、89 27780.583 2200 24492.902 20852.053 28613.313 29238.874 表5 煙氣焓溫表——用于低溫過熱器、高溫省煤器的計算 煙氣或空氣溫度θ（℃） 理論煙氣焓h0y(kJ/kg) 理論空氣焓(kJ/kg) 理論煙氣焓增（每100℃） 低溫過熱器 高溫過熱器 =1.260 =1.284 300 3393.12 2977.89 —— 4145.851 —— 4267.420 —— 1196.36 1474.151 1498.733 400 45

22、89.48 4006.315 5670.002 5766.153 1229.13 1513.541 1538.652 500 5818.61 5059.289 7183.543 7304.805 1261.48 1552.346 1578.144 600 7080.09 6135.927 8735.889 8882.949 1293.25 1590.092 1616.143 700 8373.34 7234.676 1032.981 10499.379 1320.94 1624.116 1648.836 800 9696.28

23、8349.842 11950.100 12148.215 —— —— —— 表6 煙氣焓溫表——用于高溫空預器、低溫省煤器的計算 煙氣或空氣溫度θ（℃） 理論煙氣焓h0y(kJ/kg) 理論空氣焓(kJ/kg) 理論煙氣焓增（每100℃） 高溫空預器 低溫省煤器 =1.345 =1.369 100 1100.11 970.32 —— 1443.568 —— 1466.855 —— 999.41 1484.731 1508.717 200 2230.54 1969.735 2928.29

24、9 2975.572 1008.16 1520.578 1544.774 300 3393.12 2977.89 4448.877 4520.346 1196.36 1561.531 1586.213 400 4589.48 4006.315 6010.408 6106.559 1229.13 1603.93 1628.285 500 5848.61 5059.289 7613.421 7734.844 1261.48 1643.819 1669.658 600 7080.09 6135.927 9257.240 9404.50

25、2 —— —— —— 表7 煙氣焓溫表—用于低溫空預器的計算 煙氣或空氣溫度θ（℃） 理論煙氣焓h0y(kJ/kg) 理論空氣焓(kJ/kg) 理論煙氣焓增（每100℃） 低溫預熱器 =1.430 100 1100.11 970.32 —— 1526.045 —— 999.41 1569.681 200 2230.54 1969.735 3095.726 1008.16 1606.271 300 3393.12 2977.89 4701.997 1196.36 1648.948 400 4589.48

26、 4006.315 6350.945 1229.13 1693.516 500 5848.61 5059.289 8043.461 1261.48 1735.333 600 7080.09 6135.927 9778.794 —— —— 4） 鍋爐熱效率及燃料熱消耗量計算： 1、計算鍋爐輸入熱量，包括燃料的收到基低位發(fā)熱量，燃料物理顯熱、外來熱源加熱空氣時帶入的熱量。 2、各項熱損失，包括化學不完全燃燒熱損失q3和機械不完全燃燒熱損失q4，鍋爐散熱損失q5，灰渣熱物理損失q6，排煙熱損失q2。具體數(shù)據(jù)見鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算見表8. 表8 鍋爐熱

27、平衡及燃料消耗量的計算 序號 名稱 符號 單位 公式 結果 1 鍋爐輸入熱量 Qr kJ/kg 式（2-8）Qr≈Qar,net 27800 2 排煙溫度 py ℃ 見設計指導書 145 3 排煙焓 hpy kJ/kg 查焓溫表，用插值法求 1382.72 4 冷空氣溫度 tlk ℃ 見設計指導書 20 5 理論冷空氣焓 h0lk kJ/kg hlk0=（ct）kV0 193.747 6 化學未完全燃燒熱損失 q3 % 見設計指導書 0.5 7 機械未化學燃燒熱損失 q4 % 見設計指導書 1.

28、5 8 排煙過量空氣系數(shù) αpy 查表2-9 1.430 9 排煙熱損失 q2 % （100-q4）（hpy-apy hlk0） 3.92 10 散熱損失 q5 % 見設計指導書 0.5 11 灰渣損失 q6 % 式（2-13） 0 12 鍋爐總損失 Σq % q2+q3+q4+q5+q6 6.42 13 鍋爐熱效率 η 100- Σq 92.58 14 保溫系數(shù) 100-q5/（η+ q5） 0.995 15 過熱蒸汽焓 kJ/kg 查指導書附錄B-6，B-7，高溫過熱器出口參數(shù)，p

29、=9.9MPa，t=540℃ 3475.4 16 給水溫度 tgs ℃ 給定 215 17 給水焓 hgs kJ/kg 查指導書附錄B-6，B-7，低溫省煤器入口參數(shù)p=10.78MPa，t=215℃ 923．48 18 鍋爐實際負荷 D Kg/h 149.6×103 19 鍋爐有效利用熱 Q kJ/S Dgr（h"gg-hgs） 106117.1 20 實際燃料消耗量 B kJ/h 100·Q/(ηQr) 14597.0 21 計算燃料消耗量 Bj kJ/h B(1-q4/100) 14738.0 八、爐膛結構

30、設計及熱力計算 1．爐膛結構尺寸設計 表#1 爐膛的結構數(shù)據(jù) 爐膛尺寸結構 符號 單位 公式及計算 結果 1爐膛截面熱負荷 QF kw/m2 表8—10 3910 2爐膛截面積 F m2 a2=BjQar,net,p/qf 42.681 3爐膛寬度 a m F0.5取整，64的倍數(shù) 6.533 4第一根凝渣管高 Hm m 設定 5 5頂柵寬 Ldp m a-lzy-lxcosγx 3.367 6折焰角前端到第一根凝渣管斜管段長 Lx m 設定 1 7折焰角寬 Lzy m 設定 2.3 8折焰角上傾角度

31、 rs ° 設定 45 9折焰角下傾角度 rx ° 設定 30 10頂柵傾角 rd ° 設定 8 11凝渣管同爐墻距 Lnz m a-ldp 3.163 12頂柵高 hdp m hnl+ldptanγd 5.602 13折焰角高度 hzy m lzytanγx 1.382 14—— h,,zy m lnztanγx 1.826 15冷灰斗底寬 Lnd m 設定 1.1 16冷灰斗傾角 rhd ° 設定 55 17冷灰斗中部寬 Hhd m （a+lhd）/2 3.817 18冷灰斗高度 lhx

32、m (a-hld)tanγhd/2 3.88 19冷灰斗斜邊長度的一半 qv m hhd/2sinγhd 2.366 20爐膛容積熱負荷 V1 kJ/m3 選定 170 21爐膛容積 Fc m2 BjQar,net,p/qv 81.665 22側墻面積 hlz m2 V1/a 150.236 23爐膛中部高 hck m 17.348 24出口窗中心到冷灰斗中心高 Fq m 23.420 25前墻面積 Fh m2 229.455 26后墻面積 Fch m2 258.845 27出口窗面積 Fd m2

33、 39.175 28頂棚面積 F1 m2 22.356 29爐膛總面積 A1 m2 750.357 30爐膛總高 H1 m 26.716 31 爐膛深度 b m 6.533 32 冷灰斗出口尺寸 m 1.2 2．水冷壁設計 水冷壁采用涂鉻礦的水冷壁，管節(jié)距S=64mm,管子具有掛爐墻管子中心和爐墻e=0,每面墻寬6533mm，側墻布置98根，前后墻布置108根，后墻水冷壁管子有折焰角處有叉管，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。 序號 名稱 符號 單位 公式及計算 結果 1 前后墻水冷壁回

34、路個數(shù) Z1 個 a/2.5 3 2 左右側墻水冷壁回路個數(shù) Z2 個 b/2.5 3 3 管徑及壁厚 d*δ mm 按2-13選取 60*4 4 管子節(jié)距 S mm 按s/d=1.3-1.4選取 64 5 前后墻管子根數(shù) n1 根 按a/s+1=81.66選取 108 6 左右側墻管子數(shù) n2 根 按b/s+1=116.1選取 98 3．燃燒器結構尺寸計算 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為2m，每組燃燒器有兩個一次風口，兩個二次風口，燃燒器的設計見表。 序號 名稱 符號 單位 計

35、算公式及數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 1 一次風速 W1 m/s 按指導書選取 35 2 二次風速 W2 m/s 按指導書選取 45 3 一次風率 r1 % 按指導書選取 30 4 二次風率 r2 % 按指導書選取 70 5 一次風溫 t1 ℃ 190 6 二次風溫 t2 ℃ trk-10 250 7 燃燒室數(shù)量 Z 個 四角布置 4 8 一次風口面積 A1 m2 0.101 9 二次風口面積 A2 m2 0.151 10 燃燒室假想切圓直徑 dj mm 按指導書選取 800 1

36、1 燃燒室矩形對角線長度 2lj mm 10673 12 特性比值 2lj/br 初步選定 4 13 特性比值 hr/br 由式2-17選取 21.8 14 燃燒室噴口寬度 br mm 結構設計定位br=420 588 15 一次風噴口高度 h1 mm A1/br 171.769 二次風噴口溫度 h2 mm A2/br 256.803 16 燃燒器高度 hr mm 按A1A2A3的要求畫出燃燒器噴口結構尺寸圖，核算hr/br=4.19 2298 17 最后一排燃燒器下邊距冷灰斗上沿的距離 L mm

37、 按L=（4~6）br選取 2646 4、爐膛校核熱力計算 序號 名稱 符號 單位 公式 結果 1 爐膛出口過量空氣系數(shù) 查表1-5漏風系數(shù)和過量空氣系數(shù) 1.2 2 爐膛漏風系數(shù) 查表1-5漏風系數(shù)和過量空氣系數(shù) 0.074 3 制粉系統(tǒng)漏風系數(shù) 查表1-5漏風系數(shù)和過量空氣系數(shù) 0.1 4 熱風溫度 trk ℃ 先估后校 270 5 理論熱風焓 hrk0 查焓溫表 2949.13 6 理論冷風焓 hlk0 查表8鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算 193.74 7 空氣帶入爐膛熱量

38、 （--）hrk0+（+）hlk0 3059.52 8 對應每公斤燃料送入爐膛的熱量 （1-）+ 30718.4 9 理論燃燒溫度 ℃ 查焓溫表 2001.37 10 燃燒絕對溫度 K +273 2274.52 11 火焰中心相對高度系數(shù) X 0.25 12 系數(shù)M M A-BX 注：A，B查取指導書—5，3—6 0.435 13 爐膛出口煙氣溫度 ℃ 先估后校 注：=+273 1160 14 爐膛出口煙氣焓 h＂gl 查焓溫表 16766.2 15 煙氣平均熱容量

39、 ℃） （- h＂gl）/（-） 16.582 16 水冷壁污染系數(shù) 查水冷壁污染系數(shù) 0.2 17 水冷壁角系數(shù) xsl 查表#1爐膛結構數(shù)據(jù) 0.98 18 水冷壁熱有效系數(shù) xsl 0.196 19 屏、爐交界面的污染系數(shù) 0.196 20 屏、爐交界面的角系數(shù) 取用 1 21 屏、爐交界面的熱有效系數(shù) 0.196 22 燃燒孔及門孔的熱有效系數(shù) 未敷設水冷壁 0 23 平均熱有效系數(shù) （A+A2+Ayc）/ Al 0.194 24 爐膛有效輻射層厚度

40、 S 查表#1爐膛結構數(shù)據(jù) 5.463 25 爐膛內壓力 P 0.1 26 水蒸汽容積份額 查煙氣特性表 0.073 27 三原子氣體容積份額 查煙氣特性表 0.217 28 三原子氣體輻射減弱系數(shù) 10．2r 0.073 29 煙氣質量飛灰濃度 查煙氣特性表 0.008 30 灰粒平均直徑 查指導書附錄表一 13 31 灰粒輻射減弱系數(shù) 0.063 32 燃料種類修正系數(shù) 取=0.5 0.5 33 燃燒方法修正系數(shù) 取=0.1 0.1

41、34 煤粉火焰輻射減弱系數(shù) ++10 0.187 35 火焰黑度 1- 0.64 36 爐膛黑度 0.901 37 爐膛出口煙氣溫度 ℃ 1257.46 38 計算誤差 ℃ -(估) 97.46 39 爐膛出口煙氣焓 hyl＂ 查焓溫表 18326.51 40 爐膛有效熱輻射熱量 (- hyl＂) 12324.79 41 輻射受熱面平均熱負荷 81.35 42 爐膛截面熱強度 /() 2209.93 43 爐膛容積熱強度 /() 108.

42、08 5 爐膛頂棚輻射受熱面吸熱量及工質焓增的計算 表#3 爐膛頂棚輻射受熱面吸熱量及工質焓增的計算 序號 名稱 符號 單位 公式 結果 1 頂棚管徑 D mm 38 2 節(jié)距 S mm 47.5 3 排數(shù) n 158 4 頂棚管角系數(shù) x 查標準線圖 0.98 5 頂棚面積 Ahd m2 32.11 6 蒸汽流通面積 Alt m2 158*（3.14*0.332）/4 0.112 7 爐膛頂棚熱負荷分配不均勻系數(shù) 查標準線圖 0.68 8 爐膛頂棚總輻射吸熱量 Ql

43、d KJ/h 3.6qsAld 397.50 9 減溫水總流量 Djw kg/h 先估后校 8000 10 爐膛頂棚蒸汽流量 Dld kg/h D-Djw 141600 11 爐膛頂棚蒸汽焓增 △hld kJ/kg Qld/Dld 41.37 12 爐膛頂棚進口蒸汽焓 hld′ kJ/kg 查表B6，B7 2720 13 爐膛頂棚出口蒸汽焓 hld″ kJ/kg hld′+△hld 2761.37 14 爐膛頂棚出口蒸汽溫度 tld″ ℃ 查附錄B6，B7 313.70 九、對流受熱面的熱力計算 1.對流受熱面計

44、算步驟： (1)、假設受熱面出口煙氣溫度，查取相應焓值。 (2)、根據(jù)出口煙焓，通過Qd=φ(I’-I’’+△aIoLF)計算對流傳熱量。 (3)、依據(jù)煙氣側放熱量等于工質側吸熱量原理，求取工質出口焓和相應溫度。 (4)、計算平均對流傳熱溫差。 (5)、計算煙氣側對流放熱系數(shù)及管壁污染系數(shù)。 (6)、計算工質側對流放熱系數(shù)。 (7)、計算管壁污染層溫度。 (8)、計算煙氣黑度，及確定煙氣側輻射放熱系數(shù)。 (9)、計算對流放熱系數(shù)K。 (10)、計算對流傳熱量。與計算結果相比較，其差值應在允許范圍之內。否則重新假設受熱面出口煙溫，重復上述計算。 2.屏式過熱器熱力計算：

45、屏式過熱器在熱力計算方面具有以下特點： (1)在換熱方式上，既受煙氣沖刷，又吸收爐膛及屏間高溫煙氣的熱輻射； (2)屏式過熱器屬于中間過熱器，其進出口處的工質參數(shù)在進行屏的計算時往往是未知數(shù)； (3)屏與屏之間橫向節(jié)距大，煙氣流速低，且沖刷不完善。所以某些交換參數(shù)不同于一般對流受熱面。 屏的具體熱力計算見表#5 表#4 屏的結構數(shù)據(jù)計算表 序號 名稱 符號 單位 公式 結果 1 管子外徑 d mm φ42×5 2 屏的片數(shù) z 12 3 每片屏的管子排數(shù) n 4×10 40 4 屏的深度 L m 2.076

46、 5 屏的平均高度 h m 7.4 6 一片屏的平均高度 Ap m2 13.5 7 屏的橫向節(jié)距 S1 mm 屏的間距 591 8 比值 σ1 S1/d 14.1 9 屏的縱向節(jié)距 S2 mm 46 10 比值 σ2 S2/d 1.09 11 屏的角系數(shù) xp 見附錄A-1曲線5 0.98 12 屏的計算受熱面積 Apj m2 2ApxpZ 317 13 屏區(qū)頂棚面積 Adp m2 寬×深角×系數(shù) 30.1 14 屏區(qū)兩側水冷壁面積 Asl m2 高×深角×系數(shù)×2

47、 15.6 15 屏區(qū)附加受熱面面積 Apfj m2 Adp+Asl 45.7 16 煙氣進屏流通面積 Ap′ m2 （6.424+1.760）-12×0.042×（6.424+1.760） 58.8 17 煙氣出屏流通面積 m2 （6.424+0.550）-12×0.042×（6.424+0.550） 50 18 煙氣平均流通面積 Ay m2 2×(Ap′·Ap")/(Ap′+Ap") 54 19 蒸汽流通面積 Alt m2 1.8/(1/h+1/L+1/S1)(S1單位為m) 0.097 20 煙氣有效輻射層厚度 s

48、m 12×10×∏×dn2/4 0.729 21 屏區(qū)進口煙窗面積 m2 見表3-1中A2 66 22 屏區(qū)出口煙窗面積 m2 7.68×6.424 49.34 2、屏的熱力計算 表#5 屏的熱力計算 名稱 符號 單位 公式 結果 1煙氣進屏溫度 θp′ ℃ 查表3-9爐膛校核熱力計 1257.46 2煙氣進屏焓 h yp′ kJ/kg 查表3-9爐膛校核熱力計 18326.4 3煙氣出屏溫度 θp〞 ℃ 先估后校 1050 4煙氣出屏焓 h yp〞 kJ/kg 查焓溫表 15587.43 5煙氣

49、平均溫度 θpj ℃ （θp′-θp〞）/2 1153.72 6屏區(qū)附加受熱面對流吸熱量 θd pfj kJ/kg 先估后校 430 7屏的對流吸熱量 Qdp kJ/kg ψ（h yp′- h yp〞+△αh0lk）-θd pfj 2303.78 8爐膛與屏互相換熱系數(shù) β 附錄A-15 0.96 9 爐膛出口窗的沿高度 的熱負荷分配系數(shù) ηyc 附錄A-6 0.81 10爐膛出口煙窗輻射屏區(qū)的爐膛輻射熱量 kJ/kg βηycψ（Q1- h yp′）Aˊ/Alz 931.77 11屏間煙氣有效負荷層厚度 s m 查

50、表4-5屏的結構數(shù)據(jù)表 0.779 12屏間煙氣壓力 p MPa 0.1 13水蒸氣容積份額 rH2o 表2-9煙氣特性表 0.073 14三原子氣體輻射減弱系數(shù) kq 1/（m·MPa） 10.2r（）*(1-0.37) 0.213 15三原子氣體和水蒸氣容積總份額 r 表2-9煙氣特性表 0.29 16灰粒的輻射較弱系數(shù) kh 1/（m·MPa） 0.063 17 煙氣質量飛灰濃度 μy kg/m3 表2-9煙氣特性表 0.008 18煙氣的輻射減弱系數(shù) k 1/（m·MPa） kqr+khμy 0.062

51、19屏區(qū)煙氣黑度 α 1-e-kps 0.194 20屏進口出口的角系數(shù) x S1單位為m 0.14 21燃料種類修正系數(shù) 取用 0.5 22屏出口煙窗面積 AP〞 表4-5屏的結構數(shù)據(jù)計算 50 23爐膛及屏間煙氣向后屏受熱面輻射熱量 kJ/kg 486.83 24屏區(qū)吸收的爐膛輻射熱 Qfpq kJ/kg Qˊfp- Q〞fp 1127.014 25屏區(qū)附加受熱面吸收的輻射熱量 Qfpfj kJ/kg 142.00 26屏區(qū)水冷壁吸收的輻射熱量 Qfpsl kJ/kg Q 93.53 27屏

52、區(qū)頂棚吸收的輻射熱 Qfpld kJ/kg Q 48.47 28屏息收到輻射熱量 QP kJ/kg Qfpq- Qfpfj 958.014 29屏吸收的總熱量 Qfp kJ/kg Qpd+Qfp 3261.794 30第一級減溫水噴水量 Djw1 kg/h 取用 4000 31第二級減溫水噴水量 Djw2 kg/h 取用 4000 32屏中蒸汽流量 Dp kJ/h D-Djw2 145600 33蒸汽進屏溫度 ℃ 先估后校 380 34蒸汽進屏焓 hp′ kJ/kg 附錄B-6，B-7按計算負荷下進屏 3032.3

53、46 35蒸汽出屏焓 hp〞 kJ/kg hp′+BjQp/Dp 3379.498 36蒸汽出屏溫度 tp〞 ℃ 附錄B-6，B-7按計算負荷下進屏 502.606 37屏內蒸汽平均溫度 tpj ℃ (tp′+tp″)/2 441.303 38平均傳熱溫差 △t1 ℃ θpj- tpj 721.417 39瓶內蒸汽平均比體積 vˉ m3/kg 附錄B-6，B-7按計算負荷下屏進出口壓力平均值Ppj=10.14MPa查表1-6及tpj 0.0278 40屏內蒸汽流速 ωq m/s 12.071 41管壁對蒸汽的放熱系數(shù) α2 W

54、/(m2.℃) α2=Cda0查標準線算圖 1815.675 42煙氣流速 wy m/s 3.082 43煙氣側對流放熱系數(shù) αd W/(m2.℃) αd=α0CzCsCw 19.356 44灰污系數(shù) ε （m2.℃）/W 附錄A-14曲線2 0.008 45管壁灰污層溫度 thb ℃ 820.029 46輻射放熱系數(shù) αf W/(m2.℃) αf =aα0 80.671 47利用系數(shù) 附錄A-14曲線2 0.85 48煙氣側放熱系數(shù) α1 W/(m2.℃) x屏的角系數(shù) 92.884 49對流傳熱系數(shù)

55、k W/(m2.℃) Error! No bookmark name given. 42.55 50屏的對流傳熱量 Qdp KJ/kg 2348.27 51計算誤差 ﹪ -1.94 52屏區(qū)水冷壁的水溫 ts ℃ 查計算負荷下p=10.14 MPa的飽和溫度 311.85 53平均傳熱溫差 △t2 ℃ θpj- ts 841.87 54屏區(qū)水冷壁對流吸熱量 Qdpsl KJ/kg 263.49 55屏區(qū)頂棚進口蒸汽溫度 ℃ 表3-10爐膛頂棚輻射受熱面吸熱量及及工質焓增計算表 313.7 56屏區(qū)頂棚進口蒸汽焓

56、 KJ/kg 表3-10爐膛頂棚輻射受熱面吸熱量及及工質焓增計算表 2761.37 57屏區(qū)頂棚蒸汽焓增 △hpld KJ/kg 先估后校 13 58屏區(qū)頂棚出口蒸汽焓 KJ/kg h′pld+△h′pld 2774.37 59屏區(qū)頂棚出口蒸汽溫度 ℃ 附錄b-6，b-7按汽包壓力P= 10.14 MPa 344.8 60屏區(qū)頂棚平均溫度 tpldpj ℃ （t′pld-）/2 329.25 61平均傳熱溫差 △t3 ℃ θpj- tpldpj 823.87 62屏區(qū)頂棚對流吸熱量 KJ/kg 79.84 63屏區(qū)頂棚總

57、吸熱量 Qpld KJ/kg + Qdpsl 128.31 64屏區(qū)頂棚蒸汽流量 Dpld kg/h 等于Dhl 141600 65屏區(qū)頂棚焓增 △hpld kg/h QpldBj/ Dpld 14.26 66計算誤差檢查 % （△hpld（估計）-△hpld）/△hpld -8.84 67屏區(qū)附加受熱面對流吸熱量 KJ/kg + Qdpsl 397.22 68計算誤差 % （（估計）-）/ -7.63 69屏區(qū)受熱面總對流吸熱量 KJ/kg + Qdp 3430.794 3.凝渣管（或懸吊管） 計算主要特點為：

58、 （1）和后屏過熱器類似，也直接吸收爐膛輻射熱。當管排少于5排時，將有部分爐膛輻射熱落在其后的受熱面上。 （2）凝渣管區(qū)域都布有其他附加受熱面。 （3）凝渣管內為汽水混合物，在沸騰狀態(tài)下進行換熱，工質溫度始終為飽和溫度，不可求解工質側熱平衡式。 （4）凝渣管總吸熱量包含對流吸熱量和輻射吸熱量。 凝渣管結構及計算見表。 凝渣管結構及計算 序號 名稱 符號 單位 公式 結果 1 管子尺寸 d mm 133×10 2 管子排列方式及根數(shù) n 根 橫列一排 10 3 管子節(jié)距 Sl mm 700 4 受熱面積 Hnz m2 2

59、6.8 5 煙道流通截面積 Ay m2 48.4 6 煙道容積 V m3 27.2 7 煙道表面積 A m2 114.1 8 煙道輻射層厚度 s m 0.865 9 煙氣進凝渣管溫度 ℃ 等于屏出口煙氣溫度 1050 10 煙氣進凝渣管焓 kJ/kg 等于屏出口煙氣焓 15143.52 11 煙氣出凝渣管溫度 ℃ 1045 12 煙氣出凝渣管焓 kJ/kg 查焓溫表 15068.18 13 凝渣管對流吸熱量 kJ/kg 74.96 14 凝渣管角系數(shù) xnz

60、 查附錄A-1（a）曲線5 0.27 15 來自爐膛及屏的輻射熱 kJ/kg 489.379 16 凝渣管吸收的輻射熱 kJ/kg 132.13 17 凝渣管總吸收熱量 kJ/kg 207.09 18 通過凝渣管的輻射熱 kJ/kg 357.24 4.高溫過熱器的設計及熱力計算： 高溫過熱器分冷段和熱段兩部分。蒸汽從屏出來后，先進入高溫對流過熱器冷段，經(jīng)過二次噴水減溫后進入高溫對流過熱器熱段。冷段在煙道兩側為逆流，熱段在中間為順流。根據(jù)高溫過熱器結構尺寸對高溫過熱器進行熱力計算，具體見表4-5 表#7 高溫過熱器

61、的結構尺寸 序號 名稱 符號 單位 公式 結果 1 管子尺寸 d mm 42×5 2 冷段橫向節(jié)距及布置 n1 順列，逆流，雙管圈 40 3 熱段橫向節(jié)距及布置 nr 順列，順流，雙管圈 39 4 橫向節(jié)距 S1 mm 95 5 橫向節(jié)距比 1 S1/d 2.262 6 縱向節(jié)距比 S2 mm 87 7 縱向節(jié)距比 2 S2/d 2.07 8 管子縱向排數(shù) n2 8 9 冷段蒸汽流通面積 Allt m2 2n1 0.0642 10 熱段蒸汽流通面積 A

62、rlt m2 2nr 0.0628 11 平均流通面積 Apj (Allt +Arlt)/2 0.0634 12 煙氣流通面積 Ay m2 (7.68-79×0.042)×5.43 23.3 13 冷段受熱面積 A1 m2 n1n2πdlpj（lpj=5.6m） 237 14 熱段受熱面積 Ar m2 nrn2πdlpj(lpj=5.6m) 231 15 頂棚受熱面積 Ald m2 7.68×(0.7+0.61) 10.06 16 管束前煙室深度 lys m 0.7 17 管束深度 lgs m 0.

63、61 18 有效輻射層厚度 s m 0.9d(-1) 0.188 表#8 高溫過熱器的熱力計算 序號 名稱 符號 單位 公式 結果 1 進口煙氣溫度 ℃ 查表4-7凝渣管結構及計算11項 1045 2 進口煙氣焓 kJ/kg 查表4-7凝渣管結構及計算12項 15068.18 3 進冷段蒸汽溫度 ℃ 查表4-6屏熱力計算 502.6 4 進冷段蒸汽焓 kJ/kg 查表4-6屏熱力計算 3379.48 5 總輻射熱量 kJ/kg 等于 357.24 6 冷段輻射吸熱量 kJ/kg

64、 177.1 7 熱段輻射吸熱量 kJ/kg 172.61 8 頂棚輻射吸熱量 kJ/kg 7.52 9 出熱段蒸汽溫度 ℃ 建議取額定值540℃ 565.57 10 出熱段蒸汽焓 查附錄B-6，B-7，按計算負荷下高溫過熱段出口壓p=9.68 MPa 3541.29 11 出冷段蒸汽溫度 ℃ 先估后校 551.78 12 出冷段蒸汽焓 kJ/kg 查附錄B-6，B-7，按計算負荷下高溫過冷段出口壓p= MPa 3502.8 13 第二次減溫水量 kg/h 取用 4000 14

65、 減溫水焓 kJ/kg 即給水焓，按p=10.64MPa 923.52 15 進熱段蒸汽焓 kJ/kg 3433.83 16 進熱段蒸汽溫度 ℃ 查附錄B-6，B-7，按計算負荷下高溫過冷段出口壓p= MPa 524.1 17 冷段吸熱量 kJ/kg 1218.72 18 熱段吸熱量 kJ/kg 1091.18 19 高溫過熱器吸熱量 kJ/kg + 2309.9 20 高溫過熱器對流吸熱量 kJ/kg - 1952.66 21 頂棚對流吸熱量 kJ/kg 先估后校 92

66、 22 高溫過熱器出口煙焓 kJ/kg -+ 13042.13 23 高過出口煙氣溫度 ℃ 查焓溫表 905 24 煙氣平均溫度 ℃ （+）/2 975 25 煙氣流速 m/s 7.387 26 煙氣側放熱系數(shù) W/(m2·℃) 查附錄A-7 96.314 27 冷段蒸汽平均溫度 ℃ (+)/2 527.19 28 冷段蒸汽平均比體積 m3/kg 查附錄B-6，B-7，冷段進出口壓力 平均值ppj=10.14 MPa 0.03435 29 冷段蒸汽平均流速 m/s 21.64 30 冷段蒸汽放熱系數(shù) W/(m2·℃) 查附錄A-10 2443.12 31 熱段蒸汽平均溫度 ℃ (+)/2 544.835 32 熱段蒸汽平均比體積 m3/kg 查附錄B-6，B-7，熱段進出口壓力 平均值ppj= 10 MPa 0.03532 33 熱段蒸汽平均流速 m/s 22.86 34 熱段蒸汽放熱系數(shù) W/(m2·