DZW6.01.25A型鍋爐的設計與計算

1、吉林化工學院本科畢業(yè)設計說明書本科畢業(yè)設計說明書dzw6.0-1.25-a型鍋爐的設計與計算dzw6.0-1.25-asteam boiler design and calculation摘 要鍋爐是過程工業(yè)中不可缺少的動力設備，它所產(chǎn)生的蒸汽不僅能夠為蒸餾、化學反應、干燥、蒸發(fā)等過程提供熱源，而且還可以作為風機、壓縮機、泵類的動力源。隨著石油化學工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，生產(chǎn)設備不斷革新，作為全廠動力和熱源鍋爐亦向著大容量、高效率方向發(fā)展。當今世界對鍋爐高效利用能源仍在進行不斷研究，所以作為熱能專業(yè)的我們必須對鍋爐的構(gòu)造，蒸汽與煙氣流程這些基本知識相當熟悉。同時我們應該掌握鍋爐的設計方法以及各種

2、參數(shù)的計算，為了更好掌握這些知識，進行了此次畢業(yè)設計，這樣更有助于我們掌握專業(yè)知識。本設計說明書是以dzw6.0-1.25-a蒸汽鍋爐為對象，對整個設計計算進行的詳細的說明與計算。關(guān)鍵詞：蒸汽鍋爐；強度計算；熱力計算- i -abstractthe process of industrial boilers is an indispensable power equipment, it can not only generate steam distillation, chemical reaction, drying, evaporation and other processes to p

3、rovide heat, but also can be used as fans, compressors, pumps and power source. as the petrochemical industry expanded production scale, production equipment innovation, power and heat as the whole plant boiler also toward the high-capacity, high-efficiency direction.in the world today on boiler eff

4、icient use of energy is still ongoing research, as a professional we have to heat the structure of the boiler, steam and smoke quite familiar with the basic knowledge of these processes. at the same time we should grasp the boiler design and calculation of various parameters, in order to better gras

5、p the knowledge, carried out the graduation project, so help us to grasp more knowledge.this design statement is dzw6-1.25-a steam boiler for the object, calculation of the entire design and calculation of the detailed description.key words：steam boiler；strength calculation；thermodynamic calculation

6、- 33 -目 錄摘 要iabstractii第1章 緒論11.1我國鍋爐現(xiàn)狀11.1.1在用鍋爐的保有量11.1.2 境內(nèi)鍋爐制造廠情況21.1.3鍋爐事故情況31.2 工業(yè)鍋爐存在的問題41.2.1 制造方面存在的問題41.2.2使用中存在的問題51.3 工業(yè)鍋爐發(fā)展的期望61.3.1 加快推行清潔高效鍋爐技術(shù)的步伐。61.3.2 加大試驗研究資金的投入。61.3.3 在新的能源領(lǐng)域里加快開發(fā)新品種。61.3.4 加快層燃燃煤鍋爐自動控制的研發(fā)工作。7第2章 燃料與燃燒計算82.1 鍋爐基本特性82.2 鍋爐各受熱面的漏風系數(shù)和空氣過量系數(shù)82.3 安徽淮北類煙煤特性82.4 燃料的燃燒計

7、算92.5 各受熱面煙道中煙氣特性表92.6 煙氣溫焓表10第3章 鍋爐的熱平衡計算123.1鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算12第4章 鍋爐本體的熱力計算134.1 爐膛傳熱計算134.2 對流管束傳熱計算154.2.1 對流管束結(jié)構(gòu)特性計算154.2.2 對流管束熱力計算154.3 煙管管束傳熱計算164.4 省煤器傳熱計算184.5 熱力計算匯總20第5章 通風計算215.1 對流管束阻力215.2 煙管管束阻力計算22第6章 受壓元件強度計算246.1 鍋爐規(guī)范246.2 筒殼強度計算（材質(zhì) 20g gb713）246.3 管板強度計算（見結(jié)構(gòu)簡圖d）（材質(zhì) 20g gb713）276.4

8、集箱強度計算28總 結(jié)30參考文獻31致 謝32第1章 緒論我國鍋爐的在用保有量和制造廠數(shù)量均居世界第一。但在用鍋爐的熱效率不高，燃煤鍋爐煙塵排放污染嚴重; 制造廠的產(chǎn)品技術(shù)水平、工藝及管理落后; 國家對鍋爐行業(yè)的研發(fā)投入少，技術(shù)標準滯后。鍋爐是能源消費大戶，量大面廣，為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，國家和企業(yè)應加大研發(fā)投入，提高鍋爐產(chǎn)品的技術(shù)水平，以高效、環(huán)保的產(chǎn)品滿足市場需求1。鍋爐在國民經(jīng)濟建設以及人民生活中的重要作用是人所共知的。鍋爐是火力發(fā)電的三大設備之一,火力發(fā)電占我國現(xiàn)有發(fā)電裝機容量的75%; 鍋爐是工業(yè)生產(chǎn)中能源動力供應的主要設備，鍋爐在人民生活中也是不可或缺的設備。中國是對鍋爐設計、制造、

9、安裝、使用、修理、改造等環(huán)節(jié)實行全過程安全管理的國家。了解中國鍋爐的現(xiàn)狀以及存在的問題，有助于國家制定相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策, 提升產(chǎn)品質(zhì)量和市場競爭力, 確保鍋爐安全運行2。1.1我國鍋爐現(xiàn)狀我國鍋爐的保有量占世界第一位，鍋爐制造廠家的數(shù)量也是世界第一。1.1.1在用鍋爐的保有量表1 在用鍋爐臺數(shù)及熱功率年份200220032004總臺數(shù)（萬臺）57.2656.2457.27總熱功率（萬mw）199.49202.36181.79表2 鍋爐類別臺數(shù)及熱功率年份200220032004蒸汽鍋爐臺數(shù)（萬臺）32.3936.3838.72熱功率（萬mw）136.49143.62129.48熱水鍋爐臺數(shù)（萬臺）

10、15.1816.9415.90熱功率（萬mw）57.0949.7642.36有機熱載體鍋爐臺數(shù)（萬臺）1.331.431.73熱功率（萬mw）2.797.178.25其他鍋爐臺數(shù)（萬臺）8.591.480.92熱功率（萬mw）2.941.801.69表3 按用途分類臺數(shù)及熱功率年份200220032004生活鍋爐臺數(shù)（萬臺）30.6527.9826.99熱功率（萬mw）82.1270.9455.75生產(chǎn)鍋爐臺數(shù)（萬臺）26.1927.6729.64熱功率（萬mw）54.2863.4559.94發(fā)電鍋爐臺數(shù)（萬臺）0.600.590.63熱功率（萬mw）63.0967.9766.10表1表3數(shù)據(jù)

11、分析表明, 在用鍋爐的存有量及熱功率難以反映實際情況。在用鍋爐總臺數(shù)三年基本持平(5657萬臺)，與國民經(jīng)濟發(fā)展、能源耗量穩(wěn)定、持續(xù)增長不協(xié)調(diào), 鍋爐是能源耗量的大戶。另外鍋爐保有量與特種設備其他統(tǒng)計數(shù)字也不相吻合。2003 年經(jīng)產(chǎn)品監(jiān)督檢驗的鍋爐臺數(shù)為15萬臺，2004年為1316臺，兩項合計近29萬臺; 兩年安裝監(jiān)檢數(shù)量: 2003 年為317萬臺，2004年為412萬臺，合計近810萬臺。監(jiān)檢數(shù)量難以表明鍋爐擁有量的實際增加量, 但安裝量加除報廢量則為實際增加量，安裝量遠遠大于報廢量。 功率由2003年的202136萬mw 到2004年減少為181179萬mw，下降10%，說明2004年

12、的數(shù)字有誤。近幾年來單就我國新增發(fā)電設備裝機容量均在20000mw以上, 2004 年國家發(fā)改委公布的數(shù)字為25000mw，發(fā)電機的輸出功率不到鍋爐的輸出熱功率，火電裝機容量按占75%計算, 兩年新增發(fā)電鍋爐熱功率近8萬mw。而在用鍋爐的熱功率不增反降。蒸汽鍋爐的數(shù)量從2002年的32139萬臺到2004年增加為38172萬臺, 而熱功率(包括發(fā)電鍋爐的熱功率)卻從136149萬mw下降到129148萬mw。增加的6萬臺蒸汽鍋爐，單臺熱功率按218mw計，總的熱功率也應增加1618萬mw3。1.1.2 境內(nèi)鍋爐制造廠情況2002年至2004年持各類許可證的廠家情況見表4。表4 2002-200

13、4年持各類許可證廠家數(shù)量年份a級證b級證c級證d級證yj級證2002442082039183720036220326410014220048120326371039幾點說明:2002年a級部件證數(shù)字不詳; yj證是有機熱載體鍋爐的專用證;受電力供應緊張的影響, 近幾年a級鍋爐制造許可證及a級部件證數(shù)量增加迅速。據(jù)說近三年來幾大a級鍋爐制造廠拿到的發(fā)電鍋爐(鍋爐蒸發(fā)量一般不低于1000t/h)的合同定單近千億。這一方面刺激了一些b級廠申請a級制造許可證(據(jù)了解2004年已受理了48家申請); 另一方面，a級鍋爐廠又將大量的部件轉(zhuǎn)向外包，一些鍋爐廠家擴建廠房，增加設備，向a級部件進軍4。我國近幾年

14、電力供應緊張是一個現(xiàn)實，電站鍋爐市場火暴是一個暫時現(xiàn)象，各有關(guān)生產(chǎn)廠家不要盲目跟風，以免造成重大損失。1.1.3鍋爐事故情況表5中的鍋爐事故情況含土鍋爐事故情況，括號內(nèi)的數(shù)字即為土鍋爐事故情況。所謂土鍋爐是指未取得制造資格的單位或個人所制造的鍋爐。表5 近三年鍋爐事故情況年份事故總數(shù)特別大事故特大事故重大事故嚴重事故死亡人數(shù)受傷人數(shù)直接經(jīng)濟損失/萬元200275（40）003（2）72（38）58（30）87（55）304.8200368（45）002（2）64（41）42（30）96（58）214.45200461（26）012（0）58（26）51（14）88（47）1018.152003

15、年與2004年共發(fā)生有人員傷亡或經(jīng)濟損失超過50萬元的鍋爐事故129起，死亡93人，傷184人，直接經(jīng)濟損失1232195萬元。其中土鍋爐為71起，死亡44人，傷105人和直接經(jīng)濟損失157175萬元。事故原因，制造、安裝質(zhì)量問題為73起，占56.17%; 因違章操作為37起，占28.17%;因未按規(guī)定實施定期檢驗或無法實施定期檢驗5起，占3.18%; 因安全裝置或安全附件失效11起，占8.15%。(因缺少2002年事故原因分析資料，因而只有2002年事故基本情況)。按現(xiàn)行規(guī)定，其對事故的統(tǒng)計分類與以前有較大的區(qū)別，凡是未發(fā)生人員傷亡以及直接經(jīng)濟損失未超過50萬元的事故未在統(tǒng)計之中。對鍋爐這類

16、設備，此種事故較為多見。如因不進行水處理或水處理管理混亂而造成腐蝕、結(jié)垢發(fā)生的事故以及因缺水而造成的事故可占到鍋爐事故總數(shù)的50%以上。但這些事故造成人員傷亡情況不多， 直接經(jīng)濟損失也很少超過50萬元。但此類事故卻造成設備嚴重損壞，必須停爐修理，對生產(chǎn)和生活造成嚴重后果。特種設備安全監(jiān)察就是保證設備安全運行，針對事故原因采取措施，避免或減少同類事故的發(fā)生5。1.2 工業(yè)鍋爐存在的問題這里所講的工業(yè)鍋爐是指除發(fā)電以外的鍋爐，包括生產(chǎn)用鍋爐和生活用鍋爐，像北方冬季采暖的熱水鍋爐，賓館、寫字樓等用于供應生活熱水的鍋爐。我國工業(yè)鍋爐存在的問題可從兩個方面進行闡述：一是制造方面存在的問題，二是使用管理方

17、面存在的問題6。1.2.1 制造方面存在的問題1 、制造廠家多且生產(chǎn)能力低,難以形成規(guī)?；a(chǎn)。近三年統(tǒng)計數(shù)字顯示，我國鍋爐制造廠家維持在1300家左右，而近三年年產(chǎn)鍋爐臺數(shù)也就是13萬臺左右，平均每個鍋爐廠家年生產(chǎn)鍋爐100臺左右。許多小的廠家一年只生產(chǎn)幾十臺，全員勞動生產(chǎn)率達到或超過50萬元人民幣的廠家為數(shù)不多。由于廠家規(guī)模小，生產(chǎn)能力低，無法形成規(guī)?；a(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率難以提高，同時也是造成市場無序競爭的原因之一。目前鍋爐制造廠家多，既有計劃經(jīng)濟體制遺留的問題，也有市場經(jīng)濟體制出現(xiàn)的新問題。過去一些老廠因自身存在的問題，其產(chǎn)品數(shù)量及規(guī)格難以滿足市場需求。需求促使制造廠家的增加，但

18、這不是我們追求的目標。我們所追求的是鍋爐制造廠要形成規(guī)?；a(chǎn)，極大滿足市場對產(chǎn)品質(zhì)量、數(shù)量及規(guī)格的需求。目前的狀況采用行政手段很難達到理想的效果，只能靠完善的市場經(jīng)濟體制，按市場經(jīng)濟規(guī)律優(yōu)勝劣汰7。2 、工業(yè)鍋爐技術(shù)基礎工作比較薄弱。主要體現(xiàn)在兩個方面：一是相關(guān)標準制修訂工作滯后產(chǎn)品發(fā)展的需要。比如兩個(水管式和鍋殼式鍋爐)強度計算標準一個是1988年版，一個是1996年版，就連在鍋爐行業(yè)內(nèi)具有絕對權(quán)威的熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程和蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程也是1991年版和1996年版，都實施了近十和十幾年。近十幾年來，世界科學技術(shù)的發(fā)展，特別是信息技術(shù)的發(fā)展可以用四個字形容日新月異。同時，我

19、國工業(yè)鍋爐生產(chǎn)實踐也在發(fā)生巨大變化。然而，恰恰在鍋爐技術(shù)中起著重要作用的標準、規(guī)程卻不能及時體現(xiàn)科技成果和生產(chǎn)形勢的發(fā)展，有的至今也未能形成正式標準，如工業(yè)鍋爐熱力計算。許多鍋爐廠家對工業(yè)鍋爐不進行熱力計算，而是憑經(jīng)驗或參照同類產(chǎn)品進行結(jié)構(gòu)設計和受熱面布置。二是產(chǎn)品的開發(fā)缺少科研支持。不但各個廠家很少在科研方面進行資金投入，甚至國家或行業(yè)在資金投入方面也極為有限。上海工業(yè)鍋爐研究所原來是機械部所屬的全國行業(yè)所，機械部對其在鍋爐開發(fā)、研究中的投入?yún)s不多。有資料顯示，多年來我國用于科研經(jīng)費的支出僅占gdp的0.15 %0.17 %，用于鍋爐的科研經(jīng)費更是微乎其微。由于開發(fā)得不到科研資金的支持，再加

20、上鍋爐生產(chǎn)單位技術(shù)力量薄弱，1300家鍋爐制造廠家中真正能夠獨立進行產(chǎn)品開發(fā)設計的不過幾十家。這里所說的開發(fā)設計能力是指相應鍋爐制造許可證級別的鍋爐的開發(fā)與設計。絕大多數(shù)廠家的產(chǎn)品是引進別人的技術(shù)，做一些完善工作。無論是大量的層燃燃煤鍋爐，還是近幾年市場出現(xiàn)的內(nèi)燃燃油(氣)鍋爐的結(jié)構(gòu)型式，可用一句“似曾相識何其多”來形容。技術(shù)引進政策對發(fā)展中國家發(fā)展經(jīng)濟是不可或缺的。但也要逐漸擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，才能使自己國家興旺發(fā)達起來，才能不受制于人8。3 、管理水平、工藝水平落后。管理水平落后主要表現(xiàn)在質(zhì)量管理的內(nèi)容未能在生產(chǎn)實踐中真正運轉(zhuǎn)。雖然大多數(shù)廠家通過了is09000體系認證，而且也編制了質(zhì)量手冊

21、。有的質(zhì)量手冊內(nèi)容與本單位生產(chǎn)實際脫節(jié); 有的廠家的質(zhì)量手冊僅供各類審查、檢查之用。工藝水平落后主要表現(xiàn)在計算機技術(shù)還遠未在工廠管理、設計實施、制造工藝中得到應用，許多廠家特別是一些c、d級的小廠，其工藝加工方式仍以手工方式為主。如大量的焊接工作仍為手工焊。雖然許多廠家采用了機械控制的加工工藝，但與計算機技術(shù)的應用還有不小的差距。許多發(fā)達國家計算機技術(shù)在鍋爐行業(yè)得到了廣泛應用。鍋爐設計從傳統(tǒng)的計算機輔助設計(cad)已經(jīng)向計算機輔助工程(cae)發(fā)展。我國許多鍋爐廠家的設計采用了計算機技術(shù)，但也僅僅是cad技術(shù)。計算機控制在機加工設備、自動焊機的應用，以及計算機技術(shù)在無損檢測中的應用還相差甚遠

22、。數(shù)字化的加工程序在我國僅有少數(shù)廠家在部分工藝上開始應用9。因此,提高鍋爐制造單位的管理水平，改變我國鍋爐工藝落后局面還有相當長的路程要走。1.2.2使用中存在的問題我國鍋爐的能源仍以煤為主。我國的煤炭年消耗量在工業(yè)鍋爐和發(fā)電鍋爐上基本各占1/3。2004年我國煤炭開采量為1916億t。燃煤工業(yè)鍋爐存在兩大問題：低效率和高污染。1、熱效率低。我國的56 萬臺鍋爐中約70%為層燃爐，按行業(yè)標準規(guī)定，層燃爐的熱效率應在60%80%之間，運行時的實際熱效率要比標準規(guī)定值低10%到15%。其原因是：燃燒設備技術(shù)落后，爐膛密封存在一些問題，導致q4超過規(guī)定值l倍以上(推薦值為812%)， q2增大; 燃

23、用煤種與設計煤種相差甚遠; 燃煤的質(zhì)量差，高水分、高灰分以及煤的粒度小于6mm的含量; 運行操作人員技術(shù)素質(zhì)低，責任心不強; 燃煤自動控制水平低。2、污染嚴重。鍋爐的粉塵排放量占全國粉塵排放的50%; sox、co2的排放量分別占全國總排放量的30%和25%。當然上述排放中包括發(fā)電鍋爐的排放量，但發(fā)電鍋爐的排放情況好于工業(yè)鍋爐。工業(yè)鍋爐高排放的原因是：燃煤質(zhì)量差是鍋爐高排放的基本原因。我國工業(yè)鍋爐的燃煤基本是未經(jīng)過加工處理的原煤，有的煤種本身含灰量、含硫量高,粉煤(顆粒直徑小于6mm)比例大。其次在使用中未采取除塵、脫硫、脫氮措施,或其措施不當，除塵、脫硫、脫氮效果不佳10。1.3 工業(yè)鍋爐發(fā)

24、展的期望能源是一個國家經(jīng)濟發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源，我國主要能源仍然是煤炭，我國煤炭的保有量和可開采儲量居世界第3位。從1994年開始，我國已成為純石油進口國，近兩年每年進口石油0.70.9億t。雖然近幾年我國天然氣勘探與開發(fā)取得可喜成就,但受到資源及條件限制，允許使用天然氣這種清潔能源只能在一些重要的大都市或者旅游城市。這就是我國能源的現(xiàn)狀。工業(yè)鍋爐的發(fā)展應以此為前提，既要提高鍋爐的熱效率，也要降低排放,減少對環(huán)境的污染。1.3.1 加快推行清潔高效鍋爐技術(shù)的步伐。上個世紀90年代，全球環(huán)境基金會(gef)通過世界銀行贈款3200余萬美元，資助中國工業(yè)鍋爐改造、創(chuàng)新項目。整個項目共分9個子項目，其

25、中有6個子項目為引進國外先進技術(shù)對國內(nèi)已有的產(chǎn)品進行改造，如快裝水管鍋爐、改進型水火管鍋爐、組裝水管鍋爐、高硫煤鍋爐、快(組)裝水管熱水鍋爐和前置爐膛水火管鍋爐。有3個子項目為采用國外先進技術(shù)新開發(fā)的燃煤工業(yè)鍋爐。如熱電聯(lián)產(chǎn)拋煤機鍋爐、大容量熱水鍋爐和循環(huán)流化床鍋爐。這9個子項目如對示范鍋爐的樣品、熱工、環(huán)保品質(zhì)評價以及配套的相關(guān)標準等工作已于本世紀初全部結(jié)束。我們用了近十年的時間，許多專家、學者以及示范項目廠家的工程技術(shù)人員付出艱辛的勞動所取得的成果，卻沒有得到廣范的推廣應用。將這一成果盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，是鍋爐領(lǐng)域中權(quán)力機構(gòu)、民間組織以及生產(chǎn)廠家的責任。1.3.2 加大試驗研究資金的投入。目

26、前國家要在工業(yè)鍋爐試驗研究中投入較大資金不大現(xiàn)實，一些生產(chǎn)規(guī)模較大、經(jīng)濟效益較好的廠家是有條件進行科研試驗資金投入的。企業(yè)領(lǐng)導要有戰(zhàn)略眼光，不但要盯住國內(nèi)市場，也要瞄向國外市場。占領(lǐng)市場是靠產(chǎn)品的性能。一個廠家只有研發(fā)出獨具特色、高效、低污染的產(chǎn)品，改變“似曾相識何其多”的形象，才能贏得用戶的青睞，才能在激烈的市場競爭中占據(jù)有利的位置。1.3.3 在新的能源領(lǐng)域里加快開發(fā)新品種。隨著我國天然氣資源的勘探與開采的進展，雖然天然氣仍不是我國主要能源，但一些大都市或旅游城市使用燃氣鍋爐不斷增多。北京從2000 年開始將燃煤鍋爐改燃氣鍋爐，四環(huán)路以內(nèi)、容量20t/h以下的鍋爐不準采用燃煤鍋爐。以北京為

27、例,國內(nèi)廠家提供的燃氣鍋爐均為常規(guī)的燃氣鍋爐(即只利用燃料的顯熱)。目前國外，特別是歐洲開發(fā)出冷凝式燃氣鍋爐，不但可以吸收燃料的顯熱，同時還可以吸收一部分燃料的潛熱。但目前國內(nèi)還未見其成熟的產(chǎn)品進軍市場。燃氣鍋爐另一個新產(chǎn)品就是蒸汽燃氣聯(lián)合循環(huán)鍋爐。這種聯(lián)合循環(huán)鍋爐既可單獨發(fā)電，也可熱電聯(lián)產(chǎn)?？梢源蟠筇岣咭淮文茉蠢寐?。一些國外廠商正在瞄準中國蒸汽燃氣聯(lián)合循環(huán)鍋爐市場。我們也應加緊新產(chǎn)品的開發(fā)工作。1.3.4 加快層燃燃煤鍋爐自動控制的研發(fā)工作。目前我國燃油、燃氣鍋爐已經(jīng)實現(xiàn)了采用plc(可編程序控制器)對其進行安全保護和燃燒調(diào)節(jié)。國內(nèi)的硬件及軟件技術(shù)已經(jīng)過關(guān)。而我國有近40萬臺在用的層燃燃煤

28、鍋爐, 采用計算機的控制與調(diào)節(jié)還未有成熟的經(jīng)驗與技術(shù)。加快開發(fā)這一領(lǐng)域的技術(shù)或產(chǎn)品，無疑會對改變工業(yè)鍋爐低效率、高排放起到重要作用。在計算機技術(shù)快速發(fā)展的今天，實現(xiàn)層燃燃煤鍋爐程序化的控制與調(diào)節(jié)指日可待。新產(chǎn)品的開發(fā)不僅需要生產(chǎn)廠家的領(lǐng)導具有戰(zhàn)略眼光，還要具有開發(fā)素質(zhì)的科技人才，同時也需要鍋爐領(lǐng)域相關(guān)單位及部門的支持。希望各領(lǐng)域的同仁為改善我國工業(yè)鍋爐低效率、高排放的現(xiàn)狀再接再厲,作出新貢獻11。第2章 燃料與燃燒計算序號名稱符號單位公示及計算數(shù)值2.1 鍋爐基本特性1蒸發(fā)量dt/h給定62額定蒸汽壓力pmpa給定1.253飽和蒸汽溫度tbh189.814給水溫度tgs205給水壓力pgsmp

29、a1.356冷空氣溫度tlk207熱空氣溫度trk1508排煙溫度py1709排污率pw%510蒸汽濕度w%32.2 鍋爐各受熱面的漏風系數(shù)和空氣過量系數(shù)序號受熱面名稱入口過量系數(shù)出口過量系數(shù)漏風平均pj1爐 膛1.40.12對流管束1.41.50.11.453煙管管束1.51.60.11.554省煤器1.61.70.11.652.3 安徽淮北類煙煤特性1揮發(fā)分vdaf%查表26.472碳car%查表48.513氫har%查表2.744氧oar%查表4.215氮nar%查表0.846硫sar%查表0.327灰分aar%查表32.788水分mar%查表10.69低位發(fā)熱量qnet,arkj/kg

30、查表180902.4 燃料的燃燒計算1理論空氣量vk0m3 /kg0.089(car+0.375sar)+0.265har-0.0333oar4.90912理論氮容積v0n2m3 /kg0.79vk0+0.008nar3.88493ro2容積vro2m3 /kg0.01866(car+0.375sar)0.90744理論干煙氣容積v0gym3 /kgvro2+v0n24.79235理論水蒸汽容積v0h20m3 /kg0.111har+0.0124mar+0.0161vk00.51466飛灰份額afhm3 /kg查表0.162.5 各受熱面煙道中煙氣特性表序號名稱符號單位計算公式爐膛對流管束煙管

31、管束省煤器1平均過量空氣系數(shù)pj(+)/21.41.451.551.652實際水蒸氣體積vh2om3/kgv0h2o+0.0161*(pj-1)vk00.54620.55020.55810.5663煙氣總體積vym3/kgvro2+vh2o+v0n2+(pj-1)vk07.2717.5168.00698.49784ro2體積份額rro2vro2/vy0.1250.12070.11330.10685h2o體積份額rh2ovh2o/vy0.07510.07320.06970.06666三原子氣體體積份額rqrro2+rh2o0.20010.19390.1830.17347煙氣重量gkg/kg1-a

32、ar/100+1.306pjv09.6489.96910.6111.2518飛灰濃度fhkg/kgaarafh/（100g）0.00540.00530.00490.00472.6 煙氣溫焓表煙氣溫度煙氣焓iy0kj/kg空氣焓ik0kj/kgiy=iy0+（-1）ik0=1.4=1.5=1.6=1.7iiiiiiii100737 648 807 823 2001489 1306 2272 1182 1629 847 3002267 1978 3454 1210 2477 871 4003068 2661 4664 1238 3348 5003888 3358 5903 1272 6004730

33、 4075 6767 1230 7175 1302 7005597 4801 7997 1253 8477 1327 8006479 5542 8696 1198 9250 1273 9804 9007376 6293 9894 1216 10523 1293 10008288 7054 11110 1235 11816 1312 11009213 7830 12345 1245 13128 120010148 8606 13590 1267 130011098 9396 14857 1272 140012052 10191 16128 1282 150013014 10991 17411 1

34、295 160013987 11797 18706 1298 170014963 12602 20004 1305 180015946 13407 第3章 鍋爐的熱平衡計算3.1鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算1燃料低位發(fā)熱值qnet,arkj/kg查表180902冷空氣溫度tlk203理論冷空氣焓ilk0kj/kg查表差值計算129.64排煙溫度py1705排煙焓ipykj/kg查表差值計算1382.46固體不完全燃燒損失q4%查表87氣體不完全燃燒損失q3%查表18排煙損失q2%(ipy-pyilk0)(100-q4)/qnet,ar5.919散熱損失q5%查表2.410灰渣焓(c)hkj/kg

35、按600，由表選取56011灰渣物理熱損失q6%(c)hahzaar/qnet,ar0.8512鍋爐總熱損失q%q2+q3+q4+q5+q618.1613鍋爐熱效率%100-q81.8414飽和蒸汽焓ibqkj/kg查表2785.1715飽和水焓ibskj/kg查表806.7216給水焓igskj/kg查表85.1917鍋爐有效利用熱量qglkj/hd(ibq-igs)+p(ibs-igs)*1031641633918燃料消耗量bkg/h100q1/（qnet,ar)1108.8419計算燃料消耗量bjkg/hb（100-q4）/1001020.1320保熱系數(shù)1-q5/（+q5）0.9715

36、第4章 鍋爐本體的熱力計算4.1 爐膛傳熱計算1爐排面積rm2設計7.372爐膛周界面積flm2設計46.5433爐膛容積vlm3設計18.9294爐膛輻射受熱面積hfm2設計20.1375有效輻射層厚度sm3.6vl/fl1.4646爐膛水冷度xhf/（fl-r）0.5557火床與爐膛面積之比r/（fl-r）0.2828輸入熱量qrkj/kg給定的qnet,ar值180909熱空氣理論焓irk0kj/kg已知trk=150，由焓溫表得97710空氣帶入熱量qkkj/kg（l-l）irk0+lilk01283.0611入爐熱量qlkj/kgqr（100-q3-q4-q6）/（100-q4）+q

37、k19009.29412理論燃燒溫度0由焓溫表,按l=1.4查得1623.3413爐膛出口煙氣溫度l假設110014爐膛出口煙氣焓ilkj/kg由焓溫表,經(jīng)算術(shù)內(nèi)插法得1234515平均熱容量vckj/(kg)（ql-il）/（0-l）12.7316水蒸汽容積份額rh2o由煙氣特性表0.075117三原子氣體容積份額rq由煙氣特性表0.200118飛灰濃度fhkg/kg由煙氣特性表0.005419三原子氣體輻射減弱系數(shù) kqrq1/（mmpa）10（0.78+1.6 rh2o）/（10prqs）1/2-0.11-0.37（l+273）/1000rq1.5820飛灰輻射減弱系數(shù)kfh1/（mmp

38、a）7600fh/t2/30.33221修正系數(shù)c1/（mmpa）0.222煙氣輻射減弱系數(shù)k1/（mmpa）kq+kfh+c2.11223火焰黑度ah1-e-kps0.26624水冷壁表面黑度ab直接選定0.825爐膛黑度al1/1/ab+x（1-ah）（1-）/1-（1-ah）（1-）0.53526波爾茲曼準則b0bjvc/0hf（0+273）30.4527管外結(jié)灰層熱阻m2/kw直接選定2.628爐內(nèi)傳熱量qfkj/kg（ql-il）6474.36129輻射熱流密度qfkw/m2bjqf/hf90.98930金屬管壁溫度tgbktbh+273462.8131系數(shù)值m0（qf+tgb）4/

39、qf0.14932無因次方程b0（1/al+m）0.90833系數(shù)k查表取定0.675534系數(shù)p查表取定0.171435無因次溫度lkb0（1/al+m）p0.66436爐膛出口煙氣溫度lt0l-273986.1737爐膛出口煙氣焓ilkj/kg按焓溫表查取1094138爐內(nèi)輻射傳熱量qfkj/kg（ql-il）7838.3439實際輻射熱流密度qfkw/m2bjqf/hf110.1584.2 對流管束傳熱計算4.2.1 對流管束結(jié)構(gòu)特性計算1對流管束受熱面積hm2131.62管徑dm設計值0.0513煙氣流通截面面積fym2ab-nda1.424管間有效輻射層厚度sm0.9d4s1s2/(

40、d2)-10.464.2.2 對流管束熱力計算1入口煙氣溫度dg由上表查986.172入口煙氣焓idgkj/kg由上表查109413出口煙溫dg假設6504出口煙焓idgkj/kg由上表查73825煙氣側(cè)放熱量qrpkj/kg（idg-idg+dgilk0）34706管內(nèi)工質(zhì)溫度tbh由上表查189.817平均溫壓t(dg-tbh)-(dg-tbh)/ln(dg-tbh)/(dg-tbh)612.998煙氣平均溫度pjt+tbh802.89煙氣速度wym/sbjvy（pj+273）/(273fy)5.910橫向相對節(jié)距1s1/d2.9411縱向相對節(jié)距1s2/d2.9412水蒸汽容積份額rh2

41、o查前表0.073213三原子氣體容積份額rq查前表0.191914條件對流放熱系數(shù)0kw/(m2)查圖0.04715修正系數(shù)cs查圖1cc查圖1cw查圖0.9616對流放熱系數(shù)dkw/(m2)0cscccw0.0451217管壁積灰表面層溫度tbtbh+60249.8118條件輻射放熱系數(shù)0kw/(m2)查圖0.06119三原子氣體輻射減弱系數(shù)kq1/（mmpa10（0.78+1.6 rh2o）/（10prqs）1/2-0.11-0.37（pj+273）/1000rq3.37420氣體介質(zhì)吸收力kpskqsp0.15521煙氣黑度ay1-e-kps0.14422輻射放熱系數(shù)fkw/(m2)0

42、ay0.0087823對流放熱系數(shù)lkw/(m2)d+f0.053924有效系數(shù)取用0.625傳熱系數(shù)kkw/(m2)l0.0323426傳熱量qcrkth/bj920627相對誤差q%100%(qrp-qcr)/qrp-0.624.3 煙管管束傳熱計算1橫向節(jié)距s1mm設計852縱向節(jié)距s2mm設計853煙管外徑dmm設計644有效輻射層厚度sm0.9d4s1s2/(d2)-10.0725入口煙氣溫度yg由上表查6506入口煙氣焓iygkj/kg由上表查73827漏風系數(shù)yg由上表查0.18冷空氣理論焓ilk0kj/kg查表129.69工質(zhì)溫度tbh由上表查189.8110出口煙氣溫度yg假

43、設26011出口煙氣焓iygkj/kg查焓溫表298112煙氣側(cè)放熱量qrpkj/kg（iyg-iyg+ygilk0）428813煙氣容積vynm3/kg由上表查8.006914當量直徑(煙管內(nèi)徑)ddlm由結(jié)構(gòu)特性決定0.05715煙管計算長度ljm由結(jié)構(gòu)特性決定5.1216煙管數(shù)量n根由結(jié)構(gòu)特性決定11817煙氣流通截面積fym2ddl2n/40.30118煙管管束受熱面積hm2ddlljn108.1919平均溫壓t(yg-tbh)-(yg-tbh)/ln(yg-tbh)/(yg-tbh)207.420煙氣平均溫度pjt+tbh397.2121煙氣速度wym/sbjvy（pj+273）/(

44、273fy)18.4822橫向相對節(jié)距1s1/d1.3323縱向相對節(jié)距1s2/d1.3324水蒸汽容積份額rh2o查前表0.069725三原子氣體容積份額rq查前表0.18326條件對流放熱系數(shù)0kw/(m2)查圖0.04727修正系數(shù)cs查圖128cc查圖129cw查圖0.9630對流放熱系數(shù)dkw/(m2)0cscccw0.0451231管壁積灰表面層溫度tbtbh+60249.8132條件輻射放熱系數(shù)0kw/(m2)查圖0.06133三原子氣體輻射減弱系數(shù)kq1/（mmpa10（0.78+1.6 rh2o）/（10prqs）1/2-0.11-0.37（pj+273）/1000rq10.

45、5334氣體介質(zhì)吸收力kpskqsp0.075835煙氣黑度ay1-e-kps0.07336輻射放熱系數(shù)fkw/(m2)0ay0.004437對流放熱系數(shù)lkw/(m2)d+f0.049538有效系數(shù)取用0.839傳熱系數(shù)kkw/(m2)l0.039640傳熱量qcrkth/bj313541相對誤差q%100%(qrp-qcr)/qrp0.264.4 省煤器傳熱計算1管外徑dm設計0.082管內(nèi)徑dnm設計0.0623橫向管排數(shù)z1排設計44縱向管排數(shù)z2排設計105橫向截距s1m設計0.156縱向截距s2m設計0.157每根管受熱面積h1m22.188省煤器受熱面積hm2z1z2h187.29每根管煙氣流通截面積f1m20.1410省煤器煙氣流通截面積fgm2z1f10.5611水的流通截面積fwm2d2n/20.006