鍋爐原理任務(wù)書指導(dǎo)書

1、環(huán)境與市政工程學(xué)院熱能與動(dòng)力工程專業(yè)課程 設(shè)計(jì)任 務(wù)書與 指導(dǎo)書（鍋爐原理）熱能與動(dòng)力工程教研室2011年10月14鍋爐原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)目的培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用鍋爐原理課程學(xué)習(xí)時(shí)所掌握的理論和技術(shù)知識解決實(shí)際工程問題，進(jìn)一步提 高設(shè)計(jì)計(jì)算、制圖和使用參考資料能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力。通過課程設(shè)計(jì)，掌握鍋爐本體的設(shè)計(jì) 內(nèi)容、程序和基本原則，鞏固所學(xué)理論知識，并運(yùn)用這些知識解決實(shí)際問題。、設(shè)計(jì)題目：SZL10-xx-xx 鍋爐設(shè)計(jì)三、原始資料:1 鍋爐規(guī)范（1 班）D =10t/h;P =1.25MPa （表壓）；t=193C （飽和）；P gs=1.4MPa （表壓）;tgs =60C;Ppw

2、=5%；t|k =30CoD =10t/h;P =1.6MPa （表壓）;t=204C （飽和）；Pgs=1.8MPa （表壓）；tgs =105C；P pw =5%；tlk =30Co鍋爐蒸發(fā)量額定出口蒸汽壓力 額定出口蒸汽溫度 給水壓力 給水溫度排污率冷空氣溫度（2班）鍋爐蒸發(fā)量額定出口蒸汽壓力 額定出口蒸汽溫度 給水壓力 給水溫度排污率冷空氣溫度2 燃料特性收到基成份（%）CarHarOarNarSarA arM ar煤的灰熔 點(diǎn)（C）DTSTHTFT煤的可磨系數(shù)K干燥無灰基揮發(fā)份Vdaf=%收到基低位發(fā)熱量Qnet,ar=KJ/Kg（共給出40種煤的燃料特性，每個(gè)班內(nèi)部數(shù)據(jù)不重復(fù)，按學(xué)

3、號順序選?。┧?、設(shè)計(jì)任務(wù)（一）確定鍋爐整體結(jié)構(gòu)參考已有的同類型鍋爐進(jìn)行整體布置，確定鍋爐整體布置形式，水冷壁形式，省煤器和空氣預(yù)熱器的形式，空氣溫度。在說明書上繪出鍋爐總布置簡圖。（二）輔助計(jì)算進(jìn)行空氣平衡計(jì)算、空氣量煙氣量計(jì)算、煙氣特性計(jì)算、空氣煙氣焓的計(jì)算，編制焓溫表。確 定排煙溫度與各項(xiàng)熱損失，進(jìn)行熱平衡計(jì)算。（三）爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和傳熱計(jì)算決定鏈條爐排型式和長、寬，決定爐膛基本尺寸，進(jìn)行水冷壁布置，畫出爐膛結(jié)構(gòu)計(jì)算用草圖, 標(biāo)出關(guān)鍵尺寸，進(jìn)行爐膛結(jié)構(gòu)和傳熱計(jì)算。（四）對流受熱面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和傳熱計(jì)算按照煙氣流過的順序依次進(jìn)行冷卻室、對流管束、省煤器、空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和傳熱計(jì)算。 每一處受熱

4、面都要畫出結(jié)構(gòu)草圖，視圖方向、數(shù)量、詳細(xì)程度、尺寸標(biāo)注都以滿足熱力計(jì)算所需為 度。最后一個(gè)受熱面計(jì)算完成后，校核誤差，進(jìn)行結(jié)束熱力計(jì)算的工作。（五）熱力計(jì)算結(jié)果匯總把各處受熱面的關(guān)鍵計(jì)算數(shù)據(jù)列成熱力計(jì)算結(jié)果匯總表。（六）編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)說明書按上述設(shè)計(jì)內(nèi)容依次編寫，逐頁編號，要求文字與草圖內(nèi)容完整、層次清晰、闡 述清楚、計(jì)算正確、字跡工整。計(jì)算內(nèi)容參照計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)中的例題列成表格形式。設(shè)計(jì)說明書的撰寫和裝訂必須符合環(huán)境與市政工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)教學(xué)工作規(guī)范的要求。（七）繪制鍋爐本體總圖1 鍋爐本體總圖鍋爐主視圖，A1 一張。2 設(shè)計(jì)說明圖上應(yīng)列出設(shè)計(jì)條件、設(shè)計(jì)依據(jù)、鍋爐基本參數(shù)等內(nèi)容。圖紙繪制要

5、求圖面清潔，圖中各項(xiàng)內(nèi)容符合制圖規(guī)范要求。五、進(jìn)度安排確定鍋爐整體結(jié)構(gòu)和輔助計(jì)算 1 天 爐膛設(shè)計(jì)與計(jì)算 1 天 對流受熱面設(shè)計(jì)與計(jì)算 2 天 繪圖 3 天鍋爐原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書本指導(dǎo)書根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書提出的設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求指出了設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的原則和應(yīng)注意的問題， 對其中某些問題作了必要的說明，為一般的設(shè)計(jì)原理、方法及參考數(shù)據(jù)指明了參考資料。第一部分：鍋爐本體熱力計(jì)算關(guān)于計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的說明： 我國非引進(jìn)技術(shù)的國產(chǎn)層燃爐和煤粉爐， 至今仍采用前蘇聯(lián)1973年出版 的鍋爐機(jī)組熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方法計(jì)算。此方法由北京鍋爐廠和清華大學(xué)翻譯審校，于1976年由機(jī)械工業(yè)出版社出版。本課程設(shè)計(jì)采用此方法進(jìn)行。下文簡稱標(biāo)準(zhǔn)

6、。在參考標(biāo)準(zhǔn)時(shí)注意，我們進(jìn)行的是設(shè)計(jì)性熱力計(jì)算，不是校核性熱力計(jì)算。一、確定鍋爐整體結(jié)構(gòu)參考已有的同類型鍋爐進(jìn)行整體布置，確定鍋爐整體布置形式，水冷壁形式，省煤器和空氣預(yù) 熱器的形式，空氣溫度。在說明書上繪出鍋爐總布置簡圖。1 鍋爐整體布置形式，對于低壓鍋爐，含義是指幾個(gè)鍋筒？橫置式還是縱置式？本體受熱面布置采用哪種形式？女口 M型、n型、A型、D型、0型等。是否設(shè)置空氣預(yù)熱器？ （10t/h的鍋爐，如果燃燒沒有很大的困難，從經(jīng)濟(jì)性考慮一般不設(shè)空氣預(yù)熱器）。依次用文字說明爐膛、冷卻室、對流管束、省煤器的位置。2 確定水冷壁形式（光管水冷壁還是膜式水冷壁？），管子類型（管徑、壁厚），冷卻室組成。

7、低壓鍋爐的光管水冷壁和對流管束常用 51 X 3,57X 3.5 ,60X 3.5,63.5 X 3.5的無縫鍋爐鋼管 組成。為使管材規(guī)格簡化，水冷壁和對流管束一般用同規(guī)格的管子。3 確定對流管束上下兩端的連接方式。4 確定省煤器的受熱面類型，如鑄鐵省煤器還是鋼管省煤器？如果是鋼管的，那么是光管的還是 鰭片管的？確定空氣預(yù)熱器的受熱面類型，如采用管式空預(yù)器還是再生式空預(yù)器？5 確定鏈條爐排的型式。如輕型鏈帶式、鱗片式、橫梁式等。6 根據(jù)燃料特性和燃燒設(shè)備特點(diǎn)給出采用的熱風(fēng)溫度或空氣溫度。以上6條都用文字說明。到此，鍋爐的尺寸還定不下來，但基本結(jié)構(gòu)已有了，在說明書上畫出整個(gè)鍋爐（包含對流受熱面）

8、的兩個(gè)視圖方向的簡圖。二、輔助計(jì)算進(jìn)行空氣平衡計(jì)算、空氣量煙氣量計(jì)算、煙氣特性計(jì)算、空氣煙氣焓的計(jì)算，編制焓溫表。確 定排煙溫度與各項(xiàng)熱損失，進(jìn)行熱平衡計(jì)算。公式采用課本上的形式，表格形式如下（表格中的具體項(xiàng)目根據(jù)每人設(shè)計(jì)內(nèi)容的不同進(jìn)行調(diào)整） 漏風(fēng)系數(shù)和過量空氣系數(shù)序號受熱面名稱入口 a 漏風(fēng) a出口 a 1爐膛2冷卻室3對流管束4省煤器理論空氣量、理論煙氣量計(jì)算序號名稱符號單位計(jì)算公式數(shù)值1理論空氣量V03Nm /kg2RO2容積V RO23Nm /kg3理論N2體積Nm3/kg4理論H 20體積VH2O3Nm /kg5理論煙氣量V0V yNm3/kg煙氣特性表序號名稱符號單位計(jì)算公式爐膛出

9、口對流管束省煤器1平均過量空氣系數(shù)a pj一2實(shí)際水蒸汽體積V H2O3Nm /kg3實(shí)際煙氣量Vy3Nm /kg4R02容積份額rRO2一5水蒸汽容積份額rH2O一6二原子氣體容積份額rq一7無因次飛灰濃度3 fh一焓溫表（查標(biāo)準(zhǔn) P231表XM）?C)I0y(KJ/Kg)I0k(KJ/Kg)Ifh(KJ/Kg)ly=兒 +( a 1) lk+ Ifha =a =a =Iy IyIy 1 IyIy Iy100200300400一直算到1800熱平衡計(jì)算表序 號名稱符號單位計(jì)算公式或數(shù)據(jù)來源結(jié)果1收到基低位發(fā)熱量Qet,arKJ/Kg2機(jī)械不完全燃燒熱損失q4%3化學(xué)不完全燃燒熱損失q3%4散

10、熱損失q5%5灰渣焓(C?)hzKJ/Kg溫度600 C,標(biāo)準(zhǔn)P231表XM6灰渣物理熱損失q6%7排煙溫度? pyC按照經(jīng)濟(jì)排煙溫度決定8排煙焓1 pyKj/Kg查焓溫表9冷空氣溫度t|kC鍋爐規(guī)范已知10冷空氣焓11 lkKj/Kg查焓溫表11排煙熱損失q2%12反平衡熱效率n%13干飽和蒸汽焓iKj/Kg14蒸汽濕度W%15汽化潛熱rKJ/Kg16給水焓igsKj/Kg17排污焓1 pwKj/Kg18鍋爐有效吸熱量QKj/h19燃煤量BKg/h20計(jì)算燃煤量BjKg/h21保熱系數(shù)?n /( n +q5)在空氣平衡計(jì)算中，確定爐膛出口過量空氣系數(shù)時(shí)，以及熱平衡計(jì)算中，確定q3、q4,確定

11、排煙溫度時(shí)，既要考慮其節(jié)能的先進(jìn)性和能夠?qū)崿F(xiàn)的可能性，又要考慮到運(yùn)行費(fèi)用與初投資的平衡， 參考上課筆記。三、爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和傳熱計(jì)算決定鏈條爐排型式和長、寬，決定爐膛基本尺寸，進(jìn)行水冷壁布置，畫出爐膛結(jié)構(gòu)計(jì)算用草圖，標(biāo)出關(guān)鍵尺寸，進(jìn)行爐膛結(jié)構(gòu)和傳熱計(jì)算。先進(jìn)行爐膛結(jié)構(gòu)計(jì)算，再進(jìn)行爐膛傳熱計(jì)算。布置要點(diǎn)可參考講課內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)P93100。計(jì)算方法參見標(biāo)準(zhǔn)P2838,所用符號的含義在 P8993。決定爐膛容積和爐排面積時(shí)要求進(jìn)行容積熱負(fù)荷和爐排面積熱負(fù)荷的核算，由此可以對參考爐 型的爐膛高度、深度、爐排的長度作出設(shè)計(jì)上的改變。但是爐膛高度不宜減小，以保證循環(huán)的可靠。 爐排寬度和爐膛寬度也不宜改變，以降

12、低設(shè)計(jì)難度。可根據(jù)燃料特點(diǎn)重新設(shè)計(jì)爐拱尺寸?？紤]燃料 的性質(zhì)決定是否設(shè)置衛(wèi)燃帶，衛(wèi)燃帶的尺寸通過爐膛傳熱計(jì)算決定。序 號名稱符號單位公式或數(shù)據(jù)來源結(jié)果1前墻總面積Fq2 m2前墻曝光水冷壁面積Fq12 m3前墻水冷壁角系數(shù)Xq1s/d =; e/d =標(biāo)準(zhǔn)P293線算圖14前墻覆蓋耐火涂料的水 冷壁面積Fq22 m5爐頂總面積Fdm26爐頂曝光水冷壁面積Fd12 m7爐頂水冷壁角系數(shù)Xd1s/d =; e/d =標(biāo)準(zhǔn)P293線算圖14爐頂覆蓋耐火涂料的鍋 筒面積Fd22 m8側(cè)墻總面積Fc2 m9側(cè)墻上部曝光水冷壁面 積Fcs12 m10側(cè)墻上部水冷壁角系數(shù)Xcs1s/d =; e/d =標(biāo)準(zhǔn)

13、P293線算圖19側(cè)墻下部曝光水冷壁面 積Fcx12 m10側(cè)墻下部水冷壁角系數(shù)Xcx1s/d =; e/d =標(biāo)準(zhǔn)P293線算圖111側(cè)墻覆蓋耐火涂料的水 冷壁面積Fc22 m12后墻總面積Fh2 m（含煙窗）13后墻曝光水冷壁面積Fh12 m（不含煙窗）14后墻水冷壁角系數(shù)Xh1s/d =; e/d =標(biāo)準(zhǔn)P293線算圖116爐膛出口煙窗面積1Fck2 m出口煙窗咼度X出口煙窗寬度=17爐排面積Rm2此處核對爐排面積熱負(fù)荷18爐膛容積Vi3 m此處核對爐膛容積熱負(fù)荷19爐墻總面積Fi2 mFq+ Fd+ 2X Fc+ Fh =20爐膛輻射受熱面積Hf2 m工 FiXi = (Fq1Xq1

14、+ Fq2)+ ( Fd1Xd1 + Fd2)+ 2( Fcs1Xcs1 + Fcx1 Xcx1 + Fc2)+ Fh1Xh1 + Fck =21曝光水冷壁污染系數(shù)Z 1標(biāo)準(zhǔn)P38表6-222覆蓋耐火涂料的水冷壁 污染系數(shù)Z 2標(biāo)準(zhǔn)P38表6-223覆蓋耐火磚的水冷壁污 染系數(shù)Z 3標(biāo)準(zhǔn)P38表6-224乘積2 F|“ Fl2 m工 FiXi Z i = (Fq1Xq1 Z 1 + Fq2 Z 2)+ (Fd1Xd1 Z 1 + Fd2 Z 2) + 2( Fcs1Xcs1 + Fcx1Xcx1)Z 1 + Fc2 Z 2) + Fh1Xh1 Z 1 + Fck Z 1 =25爐膛平均熱有效系

15、數(shù)(工 FiXi Z i)/Fl =26有效輻射層厚度sm3.6 X Vl/( F|+ R)=27爐排與爐墻面積比pR/Fl =序 號名稱符號單位公式或數(shù)據(jù)來源結(jié)果1燃料輸入熱QrKJ/Kg2空氣帶入爐內(nèi)的 熱量QkKJ/Kg(兀A%)* +2lll03爐膛有效放熱量QiKJ/Kg100 q3 q4 q6 =100-q44理論燃燒溫度?aC按Qi查焓溫表5理論燃燒溫度TaK?a+ 273 =6爐膛出口煙溫? ”C先假設(shè)，再校核7爐膛出口煙溫T”K? ” + 273=8爐膛出口煙氣焓l”lKJ/Kg按?”查焓溫表9煙氣平均熱容量VCpKJ/KgK(Ql l”l)/( Ta T”l)=10二原子氣

16、體輻射 減弱系數(shù)kqrq1/(mMPa)10(0.78好2。.側(cè) _0：00)冷10 prqs100011灰粒輻射減弱系數(shù)kh 3 h1/(mMPa)12焦炭粒子輻射減弱系數(shù)10C1C21/(mMPa)13火焰輻射減弱系數(shù)k1/(mMPa)kqq+ kh 3 h + 10C1C2 =14爐膛絕對壓力PMPa15火焰黑度ahy1 e kps =16爐膛黑度aiahy * (1 - ahy)卩=1-(1-ahy)(1-W)(1p)=17爐膛出口煙溫? ”CTa于3273 =2.0 1:15、1:20、1:25、1:50、1:100?？勺孕羞x用。（3）線型用粗實(shí)線表示設(shè)備和零件的輪廓線。尺寸、標(biāo)高、

17、角度等標(biāo)注線及引出線均用細(xì)線表示。（4）管道按照制圖規(guī)定采用中心點(diǎn)劃線或輪廓線加中心點(diǎn)劃線繪制，同時(shí)標(biāo)注管子節(jié)距。（5）各種材料的剖切斷面的表達(dá)，按照制圖標(biāo)準(zhǔn)中的剖面線繪制。（6）鍋爐外部管線（如從省煤器出來去鍋筒的管子）和外部風(fēng)道、煙道不畫。（7）包括標(biāo)高在內(nèi)的尺寸標(biāo)注以毫米為單位。、設(shè)計(jì)說明通常包括以下內(nèi)容：鍋爐規(guī)范；燃料性質(zhì)；鍋爐效率；主要受熱面面積；水壓試驗(yàn)要求；應(yīng)遵 守的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。本次課程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)說明可與鍋爐本體總圖共用一張圖紙。設(shè)計(jì)說明的書寫內(nèi)容應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)需 要，參照例圖中的格式書寫。部分內(nèi)容作如下修改：1“鍋爐規(guī)格和主要性能”表格中的數(shù)據(jù)按照自己實(shí)際設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)填寫。參考圖中填寫了的內(nèi)容， 我們也盡量填寫完整。2“試驗(yàn)工作壓力”一項(xiàng)，按照“鍋筒飽和壓力+0.4MPa ”自己計(jì)算出結(jié)果來填上。3“技術(shù)要求及說明”第 2條，最新標(biāo)準(zhǔn)是 GB1576-2008工業(yè)鍋爐水質(zhì)