燃?xì)忮仩t前煙箱絕熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究畢業(yè)論文

1、摘摘 要要 目前燃油燃?xì)忮仩t具有一個(gè)共性問題就是前煙箱溫度太高，本文首先介紹了現(xiàn)有 解決鍋爐前煙箱溫度高的措施，加裝保溫材料和利用水套降溫；其次本人利用所學(xué)知 識對 1t/h 燃?xì)忮仩t進(jìn)行了合理的傳熱計(jì)算，并設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)布置和利用 auto cad 繪畫 出結(jié)構(gòu)圖紙；而后介紹了自己設(shè)計(jì)的一種新型鍋爐前煙箱，包括其加工方法和利用 auto cad 繪畫出結(jié)構(gòu)圖紙；最后利用 fluent 軟件模擬出新設(shè)計(jì)的前煙箱和老式前煙箱 保溫效果，結(jié)果表明新設(shè)計(jì)的前煙箱對回收鍋爐前煙箱散失的熱量作出了貢獻(xiàn)。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：燃?xì)忮仩t；熱力計(jì)算；前煙箱；保溫；水套 abstract currently fuel g

2、as boiler has a common problem the temperature of front smoke box is too high, firstly the research describes the existing solutions of the problem including adding thermal insulation material and using water sets for cooling; secondly with the knowledge learned from classes, the researcher makes re

3、asonable calculations of heat transfer on 1t/h fuel gas boiler and designs its structure layout which has been shown through auto cad drawing; then the researcher introduces his new design of front smoke box including its producing process and the auto cad drawing of its structure. finally, using fl

4、uent software to compare the thermal insulation effects between the former design and the new design and it shows that the new design of front smoke box is better than the former one due to better recovery of the dissipation heat in the boiler. keywords: gas-fired boilers; thermodynamic; calculation

5、; front smoke box; insulation; water sets 目目 錄錄 摘摘 要要.i abstract.ii 1 1 文獻(xiàn)綜述文獻(xiàn)綜述.4 1.1 前言 .4 1.2 燃油燃?xì)忮仩t高溫?zé)熛浣Y(jié)構(gòu)目前發(fā)展現(xiàn)狀 .4 1.2.1 高溫前煙箱加裝水套.4 1.2.2 臥式鍋爐前煙箱.6 1.3 高溫?zé)熛淅玫哪蜏夭牧?.7 1.3.1 高溫?zé)熛淅媚突鹄w維做高溫爐襯材料.7 1.3.2 高效保溫絕熱涂料.8 1.4 本文研究方向 .8 2 2 1t/h1t/h 燃?xì)忮仩t傳熱計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)燃?xì)忮仩t傳熱計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).9 2.1 設(shè)計(jì)計(jì)算對象和已知條件 .9 2.2 理論空氣量及

6、燃燒產(chǎn)物 .10 2.3.2 爐膽的傳熱過程.15 2.3.3 對流受熱面計(jì)算.17 2.4 鍋爐煙風(fēng)阻力 .23 2.5 受壓元件強(qiáng)度 .23 2.5.1 受壓元件強(qiáng)度分析.23 2.5.2 鍋爐元件強(qiáng)度計(jì)算.25 2.6 結(jié)論 .25 3 3 前煙箱結(jié)構(gòu)的新型設(shè)計(jì)前煙箱結(jié)構(gòu)的新型設(shè)計(jì).27 3.1 本節(jié)設(shè)計(jì)研究背景 .27 3.2 三回程燃?xì)忮仩t前煙箱設(shè)計(jì)的新結(jié)構(gòu) .27 3.3 新型結(jié)構(gòu)與老式鍋爐前煙箱之間的優(yōu)缺點(diǎn) .29 4 4 新結(jié)構(gòu)前煙箱數(shù)值模擬及分析新結(jié)構(gòu)前煙箱數(shù)值模擬及分析.31 4.1 新結(jié)構(gòu)前煙箱幾何模型的邊界條件 .31 4.2 模擬結(jié)果分析及討論 .31 4.2.1 壓

7、力分布模擬分析結(jié)果.32 4.2.2 速度模擬分析結(jié)果.32 4.2.3 溫度模擬結(jié)果.33 4.3 老式前煙箱添加保溫層模擬 .35 4.3.1 老式前煙箱的幾何模型建立.35 4.3.2 溫度模擬結(jié)果.36 4.4 模擬結(jié)果討論 .36 結(jié)論結(jié)論.38 致謝致謝.39 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).40 附錄一：燃?xì)忮仩t前煙箱新型設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖附錄一：燃?xì)忮仩t前煙箱新型設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖.41 附錄二：外文翻譯附錄二：外文翻譯.44 附錄三：外文原文附錄三：外文原文.50 1 文獻(xiàn)綜述 1.1 前言 近年來,各大中城市逐步淘汰市區(qū)內(nèi)所有燃煤的小鍋爐、爐灶,改用油、氣、電等 清潔燃料或集中供熱。如河南省省會鄭州市于

8、 1999 年 12 月底前,取締了市區(qū)建成區(qū)所 有手燒燃煤鍋爐和 1 蒸噸每小時(shí)以下(含 1 蒸噸每小時(shí))機(jī)械燃煤鍋爐、茶爐和所有餐 飲業(yè)(包括學(xué)校食堂)的燃煤爐灶,又于 2000 年 12 月底前,進(jìn)一步取締了市區(qū) 10 蒸噸每 小時(shí)以下的小型燃煤鍋爐?！拔鳉鈻|輸”的戰(zhàn)略措施,為燃?xì)忮仩t的應(yīng)用提供了物質(zhì)基 礎(chǔ)。同時(shí),近年來,國外燃油燃?xì)忮仩t大量涌入國內(nèi)市場,國產(chǎn)燃油燃?xì)忮仩t也得到很大 發(fā)展。這些客觀因素促使燃油燃?xì)忮仩t應(yīng)用越來越多,且呈逐年上升的趨勢。 目前,雖然燃油燃?xì)夤岬陌l(fā)展由于天然氣和燃油的費(fèi)用比電能高而受到限制,國 家和一些城市采取了優(yōu)惠政策鼓勵(lì)使用天然氣等清潔能源。隨著“西氣東

9、輸”工程的 建設(shè),天然氣的價(jià)格將有所下降,由此將大大推動燃油燃?xì)忮仩t,尤其是燃?xì)忮仩t的快速 發(fā)展。燃油燃?xì)忮仩t就是以燃料油（簡稱燃油）或可燃?xì)怏w（簡稱燃?xì)猓┳鳛槿剂希?把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能，把水加熱成為熱水或蒸汽的機(jī)械設(shè)備。既可以燃油又可 以燃?xì)獾腻仩t稱為燃油燃?xì)忮仩t，亦稱雙燃料鍋爐，俗稱油氣爐。燃油燃?xì)忮仩t熱力 設(shè)備。鍋爐，水進(jìn)入鍋爐，鍋爐受熱面吸收熱量，加熱一定溫度和壓力熱水或蒸汽。 燃油燃?xì)忮仩t不同于燃煤鍋爐，它需要使用燃燒器將燃料噴入鍋爐爐膛，采用火 室燃燒而無須使用爐排設(shè)施由于燃油燃?xì)忮仩t燃燒后均不產(chǎn)生燃料灰渣，故燃油燃?xì)?鍋爐無須排渣設(shè)施噴入爐內(nèi)的油氣如果與空氣在一定范圍內(nèi)混合

10、或熄滅，就容易爆炸。 因此燃油燃?xì)忮仩t均需采用自動化的燃燒與控制系統(tǒng)。燃油燃?xì)忮仩t結(jié)構(gòu)緊湊，小型 的鍋爐本體及其通風(fēng)、給水、控制與輔助設(shè)備均設(shè)置在一個(gè)底盤上，大中型的也可組 裝出廠。 燃油燃?xì)獯笾驴煞譃殄仛?nèi)燃鍋爐和水管鍋爐兩種: (1)(1)鍋殼式鍋爐（又稱火管內(nèi)燃鍋爐鍋殼式鍋爐（又稱火管內(nèi)燃鍋爐 hsbhsb） 鍋殼式內(nèi)燃火管鍋爐有其自身的特點(diǎn)爐膽是該類型鍋爐的燃燒室，燃燒器噴嘴置 于爐膽前部，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庋由斓胶蟛?，離開爐膽后折返空間（回燃室），近 返后進(jìn)入第二回程（煙管），如折返一次則稱二回程鍋爐，如折返二次則稱三回程鍋 爐，以此類推，一般折返次數(shù)不超過四次，最常見的是三回程鍋爐

11、。鍋爐根據(jù)爐膽后 部煙氣折返空間的結(jié)構(gòu)型式可分為干背式鍋爐和全濕背式鍋爐。燃燒器噴出燃料燃燒 生成的高溫?zé)煔獾竭_(dá)爐膽的另一端后，爐膽內(nèi)高溫?zé)煔庵苯記_刷后煙箱蓋，后煙箱蓋 （即煙氣折返空間）溫度高達(dá) 9001100，高溫?zé)煔獾募訜岷蜎_刷,如果這種高溫 c 0 c 0 煙箱的絕熱和密封不好,將直接影響鍋爐的使用壽命,甚至導(dǎo)致鍋爐不能正常運(yùn)行。 干背式鍋爐 全濕背式鍋爐 圖 1 中心回燃式臥式內(nèi)燃鍋爐的三種形式 （2 2）水管鍋爐）水管鍋爐 水管鍋爐的受熱面布置在爐墻及爐內(nèi)空間，作為工質(zhì)的水、汽及汽水混合物在管 內(nèi)流動受熱，高溫?zé)煔庠诠芡廨椛浼皼_刷對流放熱。當(dāng)鍋爐容量30 t/h 時(shí)，水管鍋 爐的各

12、項(xiàng)指標(biāo)明顯優(yōu)于火管鍋爐，唯一需要注意的是燃油氣的燃燒特性要求微正壓通 風(fēng)，所以對爐墻的強(qiáng)度和密封要求都很高。水管鍋爐的主要型式有 d 型、a 型和 o 型。 三種型式的共同特點(diǎn)是：臥式布置，燃燒器水平安裝，操作檢修方便，寬高度尺寸較 小，長度伸縮性較大，適合于鍋筒系列化生產(chǎn)。其中 d 型鍋爐是雙鍋筒縱置式，右 （左）側(cè)為水冷壁，左（右）是上鍋筒之間的對流管束，根據(jù)需要可布置過熱器或省 煤器；o 型也是雙鍋筒縱置式，上鍋筒長，下鍋筒短，前部爐膛兩側(cè)的水冷壁管在下部 彎向?qū)Ψ讲⑴c其下集箱相連，燃燒器前部布置；a 型單鍋筒縱置式，爐膛和對流管束均 由上鍋筒和兩側(cè)下集箱之間的管子構(gòu)成，前部布置燃燒器，

13、本鍋爐尾部可設(shè)過濾器。 圖 2 水管鍋爐的三種形式 在中小型的范圍內(nèi)，水管鍋爐比鍋殼式鍋爐具有明顯的優(yōu)勢 能適應(yīng)鍋爐參數(shù)（工質(zhì)溫度和壓力）提高的要求。從工業(yè)生產(chǎn)的角度講，更高 的蒸汽溫度和壓力可降低工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械的重量和尺寸，提高生產(chǎn)效率。而以爐膽和鍋 殼為主要受壓元件的鍋殼式鍋爐當(dāng)用于較高溫度和壓力時(shí)會顯著增大受壓件的壁厚， 不僅增加鍋爐的鋼耗量，而且使鍋爐受熱面的布置和鍋爐的運(yùn)行缺乏靈活性。 各種受熱面的布置比較靈活。不僅能較方便地設(shè)置尾部的空氣預(yù)熱器和省煤器， 還可以根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的需要，設(shè)置過熱器。 有更高的安全裕度。水管鍋爐的汽包不承受直接的輻射和火焰沖擊，安全性較 高，另外如果發(fā)生爆管

14、事故，其承受直接輻射和火焰沖擊的受熱面管件也比鍋殼式鍋 爐爐膽發(fā)生破裂的危害程度小。 概況起來，燃油燃?xì)忮仩t具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）具有顯著的環(huán)境效益 燃油、天然氣在鍋爐爐膛內(nèi)燃燒迅速、完全，熱效率高。在當(dāng)前市場上的各類鍋 爐中，天然氣鍋爐的熱效率不容置疑為最高，最先進(jìn)的已高達(dá) 94%。燃燒越徹底，排放 的有害物質(zhì)也就越少。油、氣燃燒后幾乎不產(chǎn)生灰渣，二氧化硫、二氧化碳的排放量 也較少，因此被稱為清潔燃料或綠色燃料或環(huán)保燃料，燃油燃?xì)忮仩t因此被稱為環(huán)保 型鍋爐。此外，燃煤改燒燃油燃?xì)夂?，鍋爐房司爐工的工作環(huán)境大大改善，擺脫了原 來灰塵彌漫的境地。 （2）自動化程度高，安全可靠性高 燃油燃?xì)忮仩t自

15、控程度高，進(jìn)口設(shè)備還配有微電腦控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了鍋爐啟動、 停爐程序控制，燃燒、給水、油壓和油溫、氣壓的自動調(diào)節(jié)以及高低水位、熄火、超 壓和低油壓的自動保護(hù)。因此，司爐工工作強(qiáng)度大大降低，操作可靠性增加，杜絕了 鍋爐運(yùn)行重大事故發(fā)生的可能性，也為鍋爐房減員增效創(chuàng)造了有利條件。 （3）體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀。 燃油燃?xì)忮仩t不用像燃煤鍋爐那樣設(shè)置復(fù)雜龐大的破碎、輸送燃煤設(shè)施和燃燒及 除塵設(shè)備。因此在同樣的熱負(fù)荷下，燃油燃?xì)忮仩t結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、占地 面積小，可減少建筑投資。燃油燃?xì)忮仩t外形比燃煤鍋爐更新穎、美觀，可滿足現(xiàn)代 人越來越高的審美需求。 總之，燃油燃?xì)忮仩t具有高效率、結(jié)構(gòu)簡單、

16、體積小投資少、使用簡易配套的輔 機(jī)、全智能化自動控制并配有多級保護(hù)系統(tǒng)等特點(diǎn)；配備燃燒器（送風(fēng)機(jī)）和煙道消 音系統(tǒng)以降低鍋爐運(yùn)行的噪音；自動加藥裝置、軟化水處理裝置、配備其它監(jiān)測和限 制裝置，可保證鍋爐 24 小時(shí)無監(jiān)督安全運(yùn)行；對建筑的要求較低，又可減少繁瑣的報(bào) 批手續(xù)，其煙塵排放對大氣的污染也比燃煤鍋爐輕；因此，燃油燃?xì)忮仩t的應(yīng)用范圍 越來越廣泛。就近幾年的使用情況看，小型燃油燃?xì)忮仩t多用于城市里的別墅區(qū)、度 假村，或者是城市集中供熱范圍以外的地區(qū)，以及一些暫時(shí)無法設(shè)置集中供熱的新開 發(fā)區(qū)。小型燃油燃?xì)忮仩t多為常壓鍋爐，其一次性投資和日常運(yùn)行費(fèi)用均高于燃煤鍋 爐，因而其使用也理所當(dāng)然存在某

17、些局限性。我國自 20 世紀(jì) 80 年代以來,大中城市的 高層民用建筑有了較大的發(fā)展。如上海自 1998 年以來,平均每年約建一百五十幢高樓, 目前已有高層建筑二千一百余幢。各地眾多高層建筑的出現(xiàn),給與之配套的鍋爐房設(shè)置 帶來一系列新問題,而安裝靈活、操作方便的燃油燃?xì)忮仩t在這些場合顯示出極大優(yōu)越 性。 1.2 燃油燃?xì)忮仩t高溫?zé)熛浣Y(jié)構(gòu)目前發(fā)展現(xiàn)狀 1.2.1 高溫前煙箱加裝水套 在實(shí)際使用中燃油燃?xì)忮仩t運(yùn)行情況良好，但由于前煙箱內(nèi)填充的耐火材料的耐 熱性能以及散熱條件不好，時(shí)有發(fā)生前煙箱過熱燒損的問題，并且有時(shí)因種種因素這 種情況還比較嚴(yán)重，以至于外面的鋼板溫度較高，有很明顯的燒損現(xiàn)象，人一

18、靠近就 會感到灼熱的感覺，存在嚴(yán)重的事故隱患。下面針對這一問題，從改變結(jié)構(gòu)著手，摒 棄一貫采用的用耐火材料填充前煙箱的方法，采用新的措施徹底解決前煙箱燒損的問 題，提高鍋爐的運(yùn)行安全可靠性。 如何解決前、后煙箱燒損問題，可以設(shè)想保持鍋爐的其它結(jié)構(gòu)基本不變，將前煙 箱制成水夾套的型式，用水冷卻，如何實(shí)現(xiàn)水冷卻有兩個(gè)方案可以選擇。 方案一是前煙箱與鍋筒依然是分離的，前煙箱可以先制成部件再與鍋筒相連接， 采用螺栓連接或焊接皆可，前煙箱內(nèi)的冷卻水用專用管路提供，自成一個(gè)獨(dú)立的水循 環(huán)，與鍋筒內(nèi)的循環(huán)水沒有任何聯(lián)系。這一方案的優(yōu)點(diǎn)是前煙箱冷卻好，安全可靠性 高，在制造工藝上除了將前煙箱制成水夾套的型式外

19、，其它零部件結(jié)構(gòu)、制造、裝配 根本不用改變，制造工藝的復(fù)雜程度與原結(jié)構(gòu)持平。其缺點(diǎn)是需額外的專設(shè)一個(gè)循環(huán) 管路，需要專用水泵，管路變得復(fù)雜，增加了機(jī)組運(yùn)行的電耗，使整個(gè)機(jī)組的成本增 加，并且如何有效利用前煙箱內(nèi)的冷卻水也是一個(gè)問題，給用戶造成很大的不便。當(dāng) 然這一方案也可以改進(jìn)，即去掉前煙箱的專用冷卻管路，將補(bǔ)給水管或回水管接在前 煙箱上，利用循環(huán)回水冷卻，前煙箱與鍋筒之間再用大口徑的水管連接起來，不過這 時(shí)管路的結(jié)構(gòu)依然比較復(fù)雜，并且由于鍋筒和前煙箱之間有可能通水不暢，阻力增大， 反應(yīng)不靈敏，機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性降低，該方案弊端較多。 方案二從改變結(jié)構(gòu)和制造工藝出發(fā)，將前煙箱與鍋筒直接在內(nèi)部

20、連接起來，兩者 聯(lián)為一體，不需外設(shè)的專用管路相連接，這樣就簡化了整個(gè)機(jī)組的管路系統(tǒng)，同時(shí)機(jī) 組的安全性也得到了保證。具體的制造工藝流程可以這樣進(jìn)行（以外形為長方體的臥 式回焰鍋爐為例，外形為圓柱體的鍋爐與此類似）：首先在前管板上割出如圖 2 中 3 所示的冷卻水上、下通道（形狀可以變化，例如做成多個(gè)大直徑的孔），其次將除前 煙箱外的筒體零部件即前后管板之間的部分裝配好(后煙箱何時(shí)裝配隨意)，這與原結(jié) 構(gòu)鍋爐的裝配沒有任何區(qū)別，再將前煙箱水夾套的內(nèi)層 4 與前管板焊在一起，然后將 燃燒器噴口通道 8 與 4 焊在一起，最后將前煙箱水夾套的外層 7 套上，分別在與前管 板、4 的連接處焊死。為了將

21、水夾套內(nèi)可能產(chǎn)生、聚集的水蒸氣排出，防止鍋爐在運(yùn)行 中承壓，在水夾套的頂部再加一個(gè)排汽管 2（可以是圓形，也可以是其它形狀，當(dāng)量直 徑根據(jù)規(guī)定確定），這樣可以提高鍋爐機(jī)組的安全性。溫度較低的冷卻水從前管板上 的下水通道進(jìn)入水夾套，吸收熱量后上升，到水夾套上部后部分冷卻水經(jīng)前管板上的 上水通道進(jìn)入鍋筒，由于前煙箱的有效輻射受熱面積較小，冷卻水的溫升一般不會太 高，不會出現(xiàn)大量水汽化的現(xiàn)象，即使出現(xiàn)這種情況，排汽管 2 的設(shè)置也會將水夾套 內(nèi)可能產(chǎn)生的蒸汽及時(shí)排出，并且隨時(shí)可以通過前管板上的水通道得到冷卻水的補(bǔ)充， 雖然水夾套內(nèi)的水循環(huán)不是太好，但是卻能保證機(jī)組運(yùn)行時(shí)前煙箱時(shí)刻處在水浸之下， 所以

22、綜合來看方案二的冷卻方式還是比較理想的。 圖 3 水冷臥式燃油燃?xì)忮仩t前煙箱結(jié)構(gòu)簡圖 方案二采用簡單、輕便、耐用的水冷式前煙箱代替了原結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的填充耐火材 料及笨重且易損壞的前煙箱，制造工藝簡單可行，安全可靠性得到了充分保證，制造 起來并不比原結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對原結(jié)構(gòu)是一個(gè)極大的優(yōu)化。當(dāng)然，改變前煙箱結(jié)構(gòu)的方法 還有很多，通過前煙箱改造，有效降低了前煙箱溫度，保證了燃油燃?xì)忮仩t的安全可 靠運(yùn)行，同時(shí)也減少了前煙箱的熱量損失，起到了一定的節(jié)能效果。 此設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有一個(gè)很大的弊端，當(dāng)前煙箱里面煙管需要檢修的時(shí)候，很不方便， 需要將水套面板切割下來。 1.2.2 臥式鍋爐前煙箱 圖 3 是一種臥式前煙箱簡

23、圖，包括煙箱門和箱體，煙箱門內(nèi)部設(shè)有硅酸鋁纖維帶， 煙箱內(nèi)側(cè)中心向內(nèi)凹進(jìn)設(shè)置有凹臺，凹臺與硅酸纖維帶壓緊形成一道密封面。圖 3 實(shí) 用新型前煙箱采用雙密封結(jié)構(gòu)不僅能保證鍋爐的密封性，不漏性，在檢修時(shí)候前煙箱 門容易打開，解決煙箱長期漏煙問題。 臥式鍋爐前煙箱，結(jié)合下圖，包括箱體 1 和煙箱門 2，煙箱門 2 通過鉸鏈 3 鉸接在 箱體 1 門口。煙箱門 2 內(nèi)部設(shè)有硅酸鋁纖維帶 5，煙箱門 2 內(nèi)側(cè)中心向內(nèi)凹進(jìn)設(shè)置有凹 臺 8，凹臺 8 與硅酸鋁纖維帶 5 壓緊形成一道密封面。煙箱門 2 和箱體 1 接觸面采用迷 宮型設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。煙箱門 2 和箱體 1 的前面板 4 接觸處設(shè)有密封槽 6，密封槽

24、 6 內(nèi)設(shè)置扁 鋼槽 7。煙箱門 2 和箱體 1 的前面板 4 接觸面本身為一層密封，其次凹臺 8 與硅酸鋁纖 維帶 5 壓緊形成一道密封面，構(gòu)成雙密封結(jié)構(gòu)。 圖 4 臥式鍋爐前煙箱結(jié)構(gòu)示意簡圖 圖 5 臥式鍋爐前煙箱 a 局部放大圖 與之并列的還有一種臥式內(nèi)燃燃?xì)忮仩t雙密封煙箱，臥式內(nèi)燃燃?xì)忮仩t雙密封煙 箱，煙箱門通過鉸鏈裝在煙箱體上，并通過煙箱體上的螺桿用螺帽固定在煙箱體上， 煙箱門內(nèi)側(cè)設(shè)計(jì)為二級凸臺，在一級凸臺面上有煙箱門密封墊；煙箱體的高溫?zé)煔鈪^(qū) 的開口側(cè)壁設(shè)計(jì)為凹臺，在凹臺面上有煙箱體密封墊，凹臺的側(cè)壁凸出煙箱體表面構(gòu) 成凸緣，在關(guān)閉煙箱門時(shí)，煙箱門的一級凸臺面壓在煙箱體密封墊上，凹

25、臺的側(cè)壁凸 出煙箱體的凸緣壓在煙箱門密封墊上。本實(shí)用新型具有如下的有益效果，臥式內(nèi)燃燃 氣鍋爐煙箱門采用雙密封結(jié)構(gòu)，第一層密封結(jié)構(gòu)可以阻斷高溫?zé)煔鈱Φ诙用芊獠牧?的影響，阻斷煙氣熱量向外傳導(dǎo)，這種雙密封煙箱門具有良好的隔熱性能和密封性能。 1.3 高溫?zé)熛淅玫哪蜏夭牧?1.3.1 高溫?zé)熛淅媚突鹄w維做高溫爐襯材料 目前為了克服輕質(zhì)耐熱混凝土爐襯的上述缺點(diǎn),用耐火纖維板做高溫爐門襯材料, 也收到良好效果。硅酸鋁纖維的品種較多，目前國內(nèi)生產(chǎn)的有普通硅酸鋁纖維、高純 硅酸鋁纖維、高鋁纖維和含鉻硅酸鋁纖維及少量制品。耐溫 8001250。硅酸鋁纖 維具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）重量輕 耐火纖維制品的容

26、重為 130220kg/m,僅為輕質(zhì)耐熱混凝土容重的 10%15%。用耐 火纖維制品做爐襯材料重量輕,爐門開啟輕便。 （2）絕熱效果好 耐火纖維制品的導(dǎo)熱系數(shù)為 0.030.04w/(m ),輕質(zhì)耐熱混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)為 0.40.5w/(m )。根據(jù)傳熱原理,散熱量 q=,式中為導(dǎo)熱系數(shù),s 為爐襯厚 t s 度,為爐襯內(nèi)外表面溫度差。如果 q 不變,則與 s 成反比。 t （3）使用壽命長 耐火纖維氈及其它制品耐急冷急熱性好,非常適應(yīng)燃油燃?xì)忮仩t經(jīng)常停開的工作特 點(diǎn)。因此使用壽命長。 （4）隔音效果好 能減少燃燒產(chǎn)生的噪音。 （5）價(jià)格適宜 耐火纖維制品的價(jià)格雖然比輕質(zhì)耐熱混凝土貴,但由于采

27、用復(fù)合爐襯,重量輕,費(fèi)用 與輕質(zhì)耐熱混凝土接近。 1.3.2 高效保溫絕熱涂料 泡沫塑料做保溫材料，保溫效果好，容量小輕便，澆注發(fā)泡施工快捷。但有不足 之處，澆注發(fā)泡使用有機(jī)溶劑，污染環(huán)境，各類泡沫塑料均易燃燒不安全，對某些大 型異型設(shè)備進(jìn)行保溫施工不方便，此外，成本較貴。新型保溫涂料可克服這些缺點(diǎn)。 保溫隔熱涂料已獲廣泛應(yīng)用，高溫管道的保溫，如化工廠、發(fā)電廠高溫管道，鍋爐、 窯爐等的外殼，尤其適用不易施工的異型設(shè)備、管道附件等，此外用在建筑物保溫方 面，適用于內(nèi)墻的保溫隔熱。保溫隔熱涂料綜合了涂料及保溫材料的雙重特點(diǎn)，干燥 后形成一定強(qiáng)度及彈性的保溫層，其導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫效果顯著，且費(fèi)用較一

28、般保溫 材料便宜。一般保溫涂料的導(dǎo)熱系數(shù)為 0.20.07w/(m.k),現(xiàn)已研究達(dá) 0.0594w/(m.k)。 保溫絕熱涂料的組成膨脹珍珠巖、蛭石、纖維材料、增稠劑、消泡劑、復(fù)合粘結(jié) 劑。 膨脹珍珠巖具有質(zhì)輕、絕熱、吸音、無毒、不燃、無臭味、價(jià)廉和來源廣等特點(diǎn)， 是一種很好的超輕質(zhì)高效能保溫材料。蛭石其化學(xué)成分復(fù)雜多變，主要為含水鎂鋁硅 酸鹽，加熱后體積急劇增加，形成無數(shù)細(xì)小的空穴，成為導(dǎo)熱系數(shù)小、體輕、隔熱、 隔音、防火、可吸收較多水分的材料，適合作保溫絕熱涂料填料。纖維材料可加強(qiáng)各 物料之間的連接，使涂層內(nèi)部形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高韌性和抗拉抗彎等機(jī)械性能，要求 該纖維材料導(dǎo)熱系數(shù)小，強(qiáng)度高

29、，耐酸堿，選擇硅酸鋁棉或耐堿玻璃纖維。增稠劑改 善涂層的初始粘稠度，便于施工。助劑滲透劑使水分能充分滲入到硅酸鹽纖維中，使 纖維開松，進(jìn)而使纖維均勻分散在涂料中。消泡劑，在涂料配制過程中，有泡沫產(chǎn)生， 故加適量消泡劑。復(fù)合粘結(jié)劑對骨料起粘結(jié)作用，使涂層有良好的整體性能，和底材 附著力好，且賦予涂料有良好的施工性能。常用粘結(jié)劑有兩類：一類是有機(jī)基料如苯 丙乳液等；另一類是無機(jī)基料，如改性硅溶膠、水玻璃等，用于高溫場合。 1.4 本文研究方向 燃油燃?xì)忮仩t不用像燃煤鍋爐那樣設(shè)置復(fù)雜龐大的破碎、輸送燃煤設(shè)施和燃燒及 除塵設(shè)備。因此在同樣的熱負(fù)荷下,燃油燃?xì)忮仩t結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、占地面 積小,

30、可減少建筑投資。燃油燃?xì)忮仩t外形比燃煤鍋爐更新穎、美觀,可滿足現(xiàn)代人越 來越高的審美需求。 目前燃油燃?xì)忮仩t具有一個(gè)共性問題就是前煙箱溫度太高，存在嚴(yán)重的安全隱患， 為了克服這個(gè)缺點(diǎn)有加入水套和防熱材料措施，但是也引發(fā)了另外一些問題。例如加 入水套后，前煙箱內(nèi)部煙管，經(jīng)過時(shí)間的洗滌，煙管有出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象，這個(gè)時(shí)候檢 修成為一個(gè)很大的問題，因?yàn)榍盁熛涫呛杆赖?。?dāng)利用隔熱材料的時(shí)候，外表面還是 具有一定的溫度，假如只注重隔熱的話，很可能會造成前煙箱隔熱板太厚、笨重，不 符合燃油燃?xì)忮仩t結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、占地面積小的總體設(shè)計(jì)理念。 本文要研究的是利用水套和高溫絕熱材料各自的優(yōu)點(diǎn)，將高溫前煙箱

31、設(shè)計(jì)一個(gè)及 能防止其高溫危險(xiǎn)又能高效回收其熱量。達(dá)到安全、高效節(jié)能的效果。并通過計(jì)算分 析其隔熱效果，計(jì)算出其節(jié)能效果。 2 1t/h 燃?xì)忮仩t傳熱計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)計(jì)算對象和已知條件 鍋爐額定熱功率 0.7mw 鍋爐額定工作壓力 p=常壓 給水溫度 tgs=65 排污率 =5 % 冷空氣溫度 tlk=30 設(shè)計(jì)燃料 天然氣 燃燒方式 室燃 鍋爐形式 鍋殼式燃?xì)馄麧袷饺爻?鍋爐爐膽半徑 6006,排煙溫度 200，煙管選擇 513 燃料特性表燃料特性表 1：天然氣：天然氣 4 ch % 63h c % 103h c % 83h c % 2 n % kgkj q arvnet / ,

32、 980 0.40.30.3 0.0136533 2.2 理論空氣量及燃燒產(chǎn)物 理論空氣量：=6.58m3kg 0 v 理論氮?dú)馊莘e：=0.79+0.008nar=0.79*6.58=5.2 m3kg 0 2 n v 0 v 理論水蒸氣容積： =0.0124war+0.111har+0.0161=0.0124*0+0.111*0.296+0.0161*6.58=0.139 m3kg 0 2o h v 0 v ro2容積：=(1.866car+0.7sar) /100=【1.866*74.328+0.7*0】/100=1.38 m3kg 2 ro v =6.58 m3kg；=5.2m3kg；=0

33、.139m3kg；=1.38 m3kg 0 v 0 2 n v 0 2o h v 2 ro v 煙氣溫焓表煙氣溫焓表 2. 1： 溫度理論煙焓空氣焓 爐膛出口1 . 1 煙管出口1 . 1 py y i k i y i i y i i 1001598141717391739 200323528503520182835201828 300491643105347187753471877 400664458007224192772241927 500841973249152197691521976 600102408882111302023111302023 7001210010470131502

34、066131502066 8001401012090152202105152202105 9001595013740173202141173202141 10001792015410194602172194602172 11001993017090216302199216302199 12002195018800238302223238302223 13002401020510200602244260602244 14002608022240283002263283002263 15002817023980305602279305602279 1600302702573032840229432

35、8402294 17003239027480351402308351402308 18003552029250374502322374502322 19003666031030397702334397702344 20003882032820421002346421002346 21004099034610444502356444502356 220043160364204680046800 2.3.1 鍋爐熱平衡計(jì)算 燃油燃?xì)忮仩t熱力計(jì)算的主要目的是確定足夠的受熱面， 以保證鍋爐合理的出力和熱效率。油、氣燃料的燃燒過程和燃 燒后產(chǎn)生的煙氣與固體燃料相比，有許多不同之處，因而燃油 燃?xì)忮仩t的性

36、能、結(jié)構(gòu)和熱力計(jì)算與燃煤鍋爐相比，也有其特 點(diǎn)。燃油燃?xì)忮仩t的熱力計(jì)算主要包括： （1） 、鍋爐的熱平衡計(jì)算； （2） 、爐膛（爐膽）的受熱面計(jì)算； （3） 、對流受熱面計(jì)算。 鍋爐系統(tǒng)的熱平衡計(jì)算，是為了保證送入鍋爐機(jī)組的熱量 與有效利用熱及各項(xiàng)熱損失的總和相平衡，并在此基礎(chǔ)上計(jì)算 出鍋爐機(jī)組的熱效率和燃料消耗量。熱平衡計(jì)算是在鍋爐機(jī)組 處于穩(wěn)定的熱力工況下進(jìn)行的。對燃油、燃?xì)忮仩t， 一般均以標(biāo)態(tài)下 1kg 燃料油或 1m3氣體燃料為基準(zhǔn)計(jì)算。 鍋爐機(jī)組熱平衡方程的普遍形式為： kj/kg 或 kj/m3 123456 r qqqqqqq 式中 qr送入鍋爐系統(tǒng)的熱量； q1鍋爐系統(tǒng)的有效利

37、用熱； q2排煙帶走的熱量； q3氣體不完全燃燒（又稱化學(xué)不完全燃燒）損失的熱 量； q4固體不完全燃燒（又稱機(jī)械不完全燃燒）損失的熱 量； q5鍋爐系統(tǒng)向周圍空氣散失的熱量 q5 一般經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和近似計(jì)算 q6燃料中灰渣帶走的熱量。 選擇天然氣可以選擇 0 對氣體燃料，上式各熱量值均相對于 1 m3燃?xì)?，單位?kj/m3；對液體燃料， 則相對于 1 kg 燃料油， 單位為 kj/kg。 q6=0 q4=0 由于木屑的含灰量很小，q6可以忽略。同時(shí)，此天然氣燃 料時(shí)一般沒有不完全燃燒現(xiàn)象，即 q4=0。 總損失：q=q2+q3+q4+q5+q6= 所以熱平衡方程改為： kj/kg 或 kj/m

38、3 1235r qqqqq 鍋爐輸入熱量: 相對于 1kg 燃料油或 1 m3燃?xì)馑腿脲仩t系統(tǒng)的熱量 qr（kj/kg 或 kj/m3）是指鍋爐范圍以外輸入的熱量，可按下式 計(jì)： , , rnet v arrzqwl qqiqq 式中 qnet,v,ar 燃料的低位發(fā)熱量值，kj/kg 或 kj/m3； qwl用鍋爐系統(tǒng)以外的熱量加熱送入鍋爐的空氣時(shí)，相應(yīng) 于每 kg 燃料油或每 m3燃?xì)馑哂械臒崃?，kj/kg 或 kj/m3； ir 油或燃?xì)獾奈锢盹@熱，kj/kg 或 kj/m3。 qzq霧化燃油所用蒸汽帶入的熱量，kj/kg。 在燃油燃?xì)忮仩t中最主要的損失是排煙損失， 它決定于排煙溫度和

39、排煙量。對于一定的燃料，排煙量決定于 過?？諝庀禂?shù)的大小，而過?？諝庀禂?shù)又是和燃燒狀況直接有 關(guān)的。 排煙熱損失 q2可用鍋爐機(jī)組的排煙和冷空氣的焓差計(jì)算： )100( 42 q q ii q arnet o lkpypy 式中 排煙溫度設(shè)定為 200 度 ipy在排煙過?？諝?系數(shù)及排 煙溫度下， 相應(yīng)于 1 kg 燃料油或 1 m3燃?xì)獾呐艧煹撵剩?kj/kg 或 kj/m3。 ipy=3520 kj/kg py=1.1 ilk=424kj/kg q2=8.35 q30.5 py排煙的過?？諝庀禂?shù)；取 1.1 冷空氣假定為 30 度 ilk在送入鍋爐的空氣溫度下，1 kg 燃料油或 1 m

40、3燃 氣所需要的理論空氣焓，kj/kg 或 kj/m3。 氣體不完全燃燒熱損失 q3 氣體不完全燃燒熱損失 q3是指排煙中未完全燃燒或燃盡的 可燃?xì)怏w所帶走的熱量占送入鍋爐輸入熱的份額。在設(shè)計(jì)計(jì)算 時(shí)，對燃油鍋爐 q3可取 11.5，對燃用天然氣、油氣伴生 氣和焦?fàn)t煤氣的鍋爐，可取 q30.5；對燃用高爐煤氣的鍋爐， 取 q31。對運(yùn)行鍋爐，借排煙處煙氣成 份的分析，可按下述公式進(jìn)行計(jì)算： % 324 0.110.0630.225.885.5 py qcohch 氣體不完全燃燒熱損失大小主要取決于燃燒成分、爐膛過 剩空氣系數(shù)、所用燃燒器、燃燒器與爐膛匹配是否適當(dāng)以及運(yùn) 行操作是否合理。一臺運(yùn)行

41、的鍋爐。此項(xiàng)熱損失究竟多大，要 靠煙氣分析的結(jié)果確定。對天然氣鍋爐 q3可取 0.5% 散熱損失 q5 散熱損失 q5是指鍋爐圍護(hù)結(jié)構(gòu)和鍋爐機(jī)組范圍內(nèi)的氣、水 管道以及煙風(fēng)道等，受外部大氣對流冷卻和向外熱輻射所散失 的熱量。它與周圍大氣 的溫度（露天布置時(shí)的 室外溫度、室內(nèi)布置時(shí) 的室內(nèi)溫度） 、風(fēng)速、 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫情況以 及散熱表面積的大小、 形狀等有關(guān)，同時(shí)還與 鍋爐的額定容量和運(yùn)行 負(fù)荷的大小有關(guān)，一般 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和近似計(jì) 算的辦法確定。 q30.5 q5=1.5% 鍋爐有效利用熱鍋爐有效利用熱 q1 鍋爐有效利用熱 q1系指鍋爐供出工質(zhì)的總焓與給水焓的差值， 對熱水鍋爐： mw 1

42、srshs qgctt 式中 q1熱水鍋爐的輸出熱量，mw g循環(huán)水流量，kg/s； trs熱水溫度，； ths回水溫度，； cs水的比熱，mj/（kg.） ， cs=0.0041868mj/（kg.） 。 q1=0.7mw 設(shè)計(jì)給定 g=0.7*1000/0.0041868/20/1000=8.36kg/s 鍋爐的熱效率和燃料消耗量 鍋爐的熱效率為： % 23456 100qqqqq =91.63% 保熱系數(shù)： =/(+q5)= 91.63%/(91.63%+1.5%)= 0.984 鍋爐的燃量消耗量 為： 1 100 r q b q kg/s 或 m3/s =700/0.916*36533

43、= 0.0209kg/s=54.67kg/h 式中 b燃料消耗量， kg/s 或 m3/s； 燃料消耗量 bj=b*(1- q4/100)=54.67kg/h 所謂計(jì)算燃料消耗量指 的的是單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際 參加燃燒產(chǎn)生煙氣的燃 料量。在本文的熱力計(jì) 算中，空氣或煙氣的體 積是按實(shí)際參加燃燒的 燃料量來計(jì)算的，在應(yīng) 用空氣或煙氣的體積來 計(jì)算溫焓表時(shí)采用計(jì)算 燃料消耗量。 2.3.2 爐膽的傳熱 過程 =91.63% =0.984 b=54.67kg/h bj=54.67kg/h 爐膛傳熱過程是與爐內(nèi)燃燒過程煙氣流動過程同時(shí)進(jìn)行 的。爐內(nèi)既有燃燒反應(yīng)的化學(xué)過程，又有物質(zhì)交換物理過程， 因此爐膛傳熱

44、過程十分復(fù)雜。目前，我國采用的爐膛熱力計(jì)算 方法是運(yùn)用了“相似理論”分析，并通過大量試驗(yàn)而綜合得出 的半經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式。近年來，隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，很 多研究人員試圖借助于數(shù)學(xué)模型用解析法來研究和計(jì)算爐膛換 熱過程，已取得一定進(jìn) 展。 爐膛傳熱計(jì)算的任務(wù)是 確定堂輻射受熱面（水 冷壁）的吸熱量和爐膛 出口煙氣溫度。爐膛傳 熱過程主要是高溫火焰 和水冷壁之間的輻射換 熱。爐內(nèi)煙氣流速較小， 因而對流傳熱較弱，所 占爐膛換熱份額很少， 計(jì)算時(shí)可以忽略。 爐膛傳熱的基本方程爐膛傳熱的基本方程 爐膽出口過量空氣系數(shù) al選取 1.1 爐膽漏風(fēng)系數(shù)=0 l 冷空氣由設(shè)計(jì)給定 =30 冷空氣焓值查焓溫

45、表得 =424kj/kg 0 空氣帶入爐內(nèi)的熱量 q =al*=1.1*424 0 kj/kg =466.4kj/kg 爐膽入爐內(nèi)熱量 = l q q q qqq qr 4 634 100 100 =36533*（100-0.5） /100+466.4=36816.7kj/k g 由和查煙氣焓溫表求得：理論燃燒溫度=1769.6絕對 l l q ll 溫度 1999.6k 絕對燃燒溫度 c ll 0 1769.6 絕熱燃燒絕對溫度 k ll 6 . 19992731769.6 爐膽出口溫度假定的結(jié)果 cll 970 爐膽出口絕對溫度 kt ll ll1243273 =0 l al=1.1 =3

46、0 =424kj/kg 0 q =466.4kj/kg =36816.7kj/kg l q k ll 6 . 1999 ktll1243 cll 970 hy t =1432k 火焰絕對平均溫度 k tttt lllllhy 1432)1243 6 . 1999(4/11243 )(*4/1 爐膽壁溫 ctb 1759085 爐膽絕對壁溫 ktb448273175 爐膽出口煙焓查溫焓表 kgkjil/ 4 . 17382 輻射和對流換熱系數(shù) c 設(shè)計(jì)選取 )/(12 2 kmkwc 假定爐膛長度 l1=1550mm 爐膽直徑 d1=600mm 壁厚 1=6mm 輻射和對流的有效面積 2 1 9

47、2 . 2 mldh f 煙氣放熱量 kgkj iqql lrp / 4 . 19123 ) 4 . 17382 7 . 36816(984 . 0 )( 煙氣傳熱量 kgkj t t b h cq b hy j f cr / 5 . 18760 ) 100 448 () 100 8 . 1505 ( 3 . 75 92 . 2 12 ) 100 () 100 ( 44 44 計(jì)算誤差合理 %8 . 0100 4 .19123 5 . 18760 4 . 19123 100 rp crrp q qq 2.3.3 對流受熱面計(jì)算 （1）第一管束熱力計(jì)算）第一管束熱力計(jì)算 鍋爐中的對流受熱面是指鍋

48、爐管束、過熱器、省煤器、空 氣預(yù)熱器等。在這些受熱面中，高溫?zé)煔庵饕詫α鞯姆绞竭M(jìn) 行放熱，所以稱之為對流受熱面。由于煙氣中含有三原子氣體 及飛灰，他們具有一定的輻射能力，因此除對流放熱外，還要 考慮煙氣的輻射放熱。此外對布置在爐膛出口處的對流受熱面， 還需考慮來自爐膛的輻射熱量。 b t = c 175 ktb448 kgkjil/ 4 . 17382 )/(12 2 kmkwc l1=1550mmd1=600mm 1=6mm )/(12 2 kmkwc 2 92 . 2 mh f kgkjqrp/ 4 . 19123 kgkjqcr/ 5 . 18760 %8 . 0 對流受熱面的傳熱計(jì)算

49、， 都是以燃燒 1kg 或 1m3 燃料時(shí)， 煙氣的放熱量或工 質(zhì)的吸熱量為計(jì)算基礎(chǔ)。 由此可得出對流受熱面 的傳熱方程式和熱平衡 方程式。 假定設(shè)計(jì)管子內(nèi)徑 dr=51mm 壁厚 管子的根數(shù) mm3 2 n=45 光管煙氣流通面積 22 2 0919 . 0 45051 . 0 785. 0 785 . 0 m ndrfd 煙氣的總傳熱面積： 2 2 . 114555 . 1 051 . 0 14 . 3 m nldhd 入口煙溫假定的 c 970 入口煙焓查溫焓表 kgkji/ 2 . 18876 出口煙溫假定為 cll 550 出口煙焓查溫焓表 kgkji/ 2 . 10067 熱平衡方

50、程煙氣側(cè)： kgki iiqrp /8809 ) 2 . 100672 .18876(984. 0 )( 1 平均煙氣溫度 c p 0 760 2 550970 2 對數(shù)平均溫差 c t t tt t x d xd 0 1 . 665 485 885 ln 485885 ln 煙氣容積 kgm vvv dyy /34.10 ) 1(061. 1 3 0 0 平均煙氣流速 sm fd bjvy p /6.7 273 273760 0919.03600 34.102.64 273 273 3600 dr=51mm n=45 mm3 2 l=1.55m 2 0919 . 0 mhd 2 2 . 11

51、 mhd c 970 kgkji/ 2 . 18876 kgkji/2 .10067 kgkjqrp/8809 1 c p 0 760 ct 0 1 .665 kgmvy/34.10 3 由平均煙氣溫度差煙氣 物性表 pr=0.687 煙氣運(yùn)動黏性系數(shù) )./(1023. 8 02 cmkw 煙氣運(yùn)動粘性系數(shù) sm /1076.103 26 光管雷諾數(shù) 1 . 6022 1076.103 1023. 86 . 7 re 6 2 光管對流換熱系數(shù)： )./(73.33 687 . 0 1 .6022 051 . 0 1023. 8 023 . 0 prre023. 0 02 4 . 08 . 0

52、 2 4 . 08 . 0 1 cmkw d kg 受熱面?zhèn)鳠崃浚?kgkj bj tkhd qcr /6 .8545 2 . 64 1 . 6652 .1173.33 主受熱傳熱誤差：合理 9 . 2100 8809 6 . 85458809 100 2 2 qrp qcrqrp （2）第二管束結(jié)構(gòu)計(jì)算）第二管束結(jié)構(gòu)計(jì)算 還是選取內(nèi)徑為壁厚為mmdr51mm3 管子根數(shù)為 30 長度為mml1650 光管煙氣流通面積為 222 0612 . 0 30051. 0785. 0785. 0mndrfg 光管傳熱面積 2 93. 730650 . 1 051 . 0 14. 3m nldghg 入

53、口煙溫根據(jù)經(jīng)驗(yàn)出口煙溫取值c 0 550c 0 200 查溫焓表可得出口煙焓kgkji/3520 入口煙焓kgkji/ 2 . 10067 sm/6 . 7 1 .6022re )./(73.33 02 cmkwkg kgkjqcr/ 6 . 8545 9 . 2 mmdr51 mm3 mml1650 2 2 . 1 mfg 2 93 . 7 mhg c 0 550 kgkji/ 2 . 10067 c 0 200 kgkji/3520 管束熱平衡計(jì)算：煙氣 側(cè) kgkj iiqrp / 4 . 6442 )3520 2 . 10067(984 . 0 )( 2 平均煙溫c p 0 375 2

54、 對數(shù)溫度 c t t tt t x d xd 0 8 . 95 135 465 ln 135465 ln )( 平均煙氣流量 sm fd bjvy p /39.8 273 273375 0612.03600 34.103.75 273 273 3600 由平均煙氣溫度差煙氣物性表 pr=0.742 煙氣運(yùn)動黏性系數(shù))./(1053. 5 02 cmkw 煙氣運(yùn)動粘性系數(shù)sm /10 3 . 52 26 光管雷諾數(shù) 8870 10 3 . 52 1053 . 5 39 . 8 re 6 2 光管對流換熱系數(shù)： )./( 9 . 31 742 . 0 8870 051 . 0 1053 . 5

55、023 . 0 prre023 . 0 02 4 . 08 . 0 2 4 . 08 . 0 1 cmkw d kg 受熱面?zhèn)鳠崃浚?kgkj bj tkhd qcr / 5 . 6386 3 . 75 8 . 3682 .11 9 . 31 =0 l al=1.1 =20 =282.67k 0 kgkjqrp/ 4 . 6442 2 c p 0 375 sm/39.8 8870re )./(9 .31 02 cmkwkg kgkjqcr/ 5 . 6386 %87 . 0 主受熱傳熱誤差：合理 %87 . 0 100 4 . 6442 5 . 63864 .6442 100 2 2 qrp

56、qcrqrp 鍋爐總熱平衡校核匯總表鍋爐總熱平衡校核匯總表 2.22.2： 序號名稱符號單位公式結(jié)果 1 鍋爐效率 熱平衡計(jì)算 91.63 2 鍋爐輸入熱量 r q kj/kg y dwr qq 36816.7 3 鍋爐爐膽吸熱量 rp q kj/kg 爐膽熱力計(jì)算 19123.4 4 第一管束吸熱量 1rp q kj/kg 第一管束對流計(jì)算 8809 5 第二管束吸熱量 2rp q kj/kg 第二管束對流計(jì)算 6442.4 6 煙管管束總吸熱量 d q kj/kg21rprp qq 15251.4 7 總吸收熱量 0 q kj/kg + rp q d q 34374.8 鍋爐各主要結(jié)構(gòu)尺寸

57、匯總表鍋爐各主要結(jié)構(gòu)尺寸匯總表 2.32.3： 序號名稱符號單位公式結(jié)果 1爐膽換熱面積爐膽換熱面積sm2熱平衡計(jì)算熱平衡計(jì)算2.92 2爐膽長度爐膽長度l1mm設(shè)計(jì)選取設(shè)計(jì)選取1550 3爐膽直徑爐膽直徑d1mm計(jì)算計(jì)算600 4爐膽厚度爐膽厚度 1 mm應(yīng)力計(jì)算應(yīng)力計(jì)算6 5第一管束管徑第一管束管徑d2mm設(shè)計(jì)選取設(shè)計(jì)選取51 6第一管束壁厚第一管束壁厚 2 mm設(shè)計(jì)選取設(shè)計(jì)選取3 7第一管束根數(shù)第一管束根數(shù)n1 熱力計(jì)算熱力計(jì)算45 8第一管束長度第一管束長度l2mm熱力計(jì)算熱力計(jì)算1550 9第一管束傳熱面積第一管束傳熱面積 s m2計(jì)算計(jì)算11.2 9第二管束管徑第二管束管徑d3mm

58、設(shè)計(jì)選取設(shè)計(jì)選取51 11第二管束壁厚第二管束壁厚 3 mm設(shè)計(jì)選取設(shè)計(jì)選取3 12第二管束根數(shù)第二管束根數(shù)n2 熱力計(jì)算熱力計(jì)算30 13第二管束長度第二管束長度l3mm熱力計(jì)算熱力計(jì)算1650 14第二管束傳熱面積第二管束傳熱面積 s m2計(jì)算計(jì)算7.93 15鍋筒直徑鍋筒直徑d4mm根據(jù)熱力計(jì)算、加熱水量計(jì)算根據(jù)熱力計(jì)算、加熱水量計(jì)算 13001300 16鍋筒厚度鍋筒厚度 4 mm應(yīng)力計(jì)算應(yīng)力計(jì)算 6 6 17鍋筒長度鍋筒長度l4mm設(shè)計(jì)選取設(shè)計(jì)選取 25202520 18鍋爐總換熱面積鍋爐總換熱面積 s m2計(jì)算計(jì)算 22.0522.05 2.4 鍋爐煙風(fēng)阻力 鍋爐在正常運(yùn)行時(shí)，必須

59、連續(xù)不斷地將燃料燃燒所需要的空氣送入爐膛，并將燃燒 生產(chǎn)的煙氣排走，這種連續(xù)送風(fēng)和排除燃燒產(chǎn)物的過程稱為鍋爐的通風(fēng)過程。根據(jù)鍋爐 的類型和容量大小的不同，通風(fēng)方式可以采用自然通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)。 自然通風(fēng)是利用煙囪中熱煙氣和外界冷空氣的重度差所形成的自生抽風(fēng)力來克服鍋 爐及其煙風(fēng)通道的流動阻力的，一般僅使用煙風(fēng)阻力不大，無尾部受熱面的小型鍋爐， 如容量為 1t/h 一下的手燒鍋爐等。對于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的、容量較大的鍋爐，或設(shè)置尾部受 熱面和除塵裝置的工業(yè)鍋爐，由于煙風(fēng)系統(tǒng)流動阻力較大，必須采用機(jī)械通風(fēng)，借助于 風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的壓頭克服其全部阻力。 機(jī)械通風(fēng)方式有三種：平衡通風(fēng)；負(fù)壓通風(fēng)；正壓通風(fēng)。 鍋爐通

60、風(fēng)系統(tǒng)中只布置送風(fēng)機(jī)的稱為正壓通風(fēng)系統(tǒng)；只布置引風(fēng)機(jī)的稱為負(fù)壓通風(fēng) 系統(tǒng)；平衡通風(fēng)系統(tǒng)是指煙風(fēng)道系統(tǒng)中同時(shí)裝置送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)。 中小型燃油、燃?xì)忮仩t一般采用正壓通風(fēng)系統(tǒng)，由于空氣溫度低，含灰量少，對風(fēng) 機(jī)幾乎不產(chǎn)生磨損，送風(fēng)機(jī)的工作條件好。另外，正壓通風(fēng)是在鍋爐煙、風(fēng)系統(tǒng)中只裝 置送風(fēng)機(jī)，利用其壓頭來克服全部煙、風(fēng)道的阻力。爐膛處于微正壓，提高了燃燒強(qiáng)度， 消除了鍋爐的漏風(fēng)，減少排煙損失。但鍋爐的安全及衛(wèi)生條件下降，要求爐墻、爐門及 煙道嚴(yán)密。 在鍋爐煙道中同時(shí)布置送、引風(fēng)機(jī)，利用送風(fēng)機(jī)克服空氣流程至爐膛阻力，并使?fàn)t 膛保持 2030pa 的負(fù)壓，同時(shí)利用引風(fēng)機(jī)克服煙氣流程的各種阻力，這種通風(fēng)