SHL20-1.6-A型鍋爐設計

1、青島理工大學學士學位論文論文題目-SHL20-1.6-A 型鍋爐設計摘要鍋爐作為一種能源轉換設備，在工業(yè)生產中得到了廣泛的應用。它通過煤、石油或天然氣的燃燒放出的化學能，并通過傳熱把熱量傳遞給水，使水加熱（或變成蒸氣），熱水直供給工業(yè)生產和民用生活、供暖，所以鍋爐的主要任務是： 把燃料中的化學能最有效的轉變?yōu)闊崮?。本次的畢業(yè)設計的題目是 SHL20-1.6-A，屬于蒸汽鍋爐。設計本著鍋爐運行 的安全性和可靠性為首要設計特性的準則。綜合考慮燃燒，傳熱，煙氣和空氣以及工質的動力特性以及磨損和腐蝕。在鍋爐設計的過程中，主要考慮的因素是保 證爐內著火，爐膛內有足夠的輻射熱量，煤的燃盡程度以及合理的煙氣

2、速度和排 煙溫度。同時，還要確保有一定的氣密性以保證爐膛內進行負壓燃燒。在整個設計過程中作為技術支持進行了熱力計算、強度計算和煙風阻力計 算。其中熱力計算包括爐膛、凝渣管、鍋爐管束、省煤器。為了使小型鍋爐的結 構緊湊，大部分受熱面都布置在爐膛內。 根據結構，鍋爐出口布置凝渣管達到飛 灰和降塵作用；由于工作壓力低，容易產生煙氣側的酸腐蝕和鍋內的氧腐蝕，所以采用鋼管省煤器，來達到降低排煙溫度的要求。利用CAD完成了鍋爐總圖、爐墻圖、上鍋筒展開圖、本體圖。關鍵詞 熱力計算,強度計算,煙風阻力計算，水動力計算-2 -Design of SHL20-1.6-A boilerAbstractBoilers

3、 as an en ergy conv ersi on equipme nt, in in dustrial producti on has been widely used. It does this by coal, oil or natural gas combustion release of chemical energy, and heat the heat transfer through the water, the water heati ng (or in to steam), hot water directsupply to thein dustrialproduct

4、ion and civil life,heat ing, so the main boiler man date:to fuel the chemical en ergy into heat en ergy the most effective.The graduation project topic is shl20-1.6-a,belonging to the naturalcirculation water tube boiler. Boiler design in line with the safety and reliability of the primary design fe

5、atures of the guidelines. Considering combustion, heat transfer, gas and air as well as dynamic properties of work ing fluids and wear and corrosi on. In the boiler desig nprocess, themain consideration is to ensure that the furnace fire, furnace heat radiati on sufficie nt coal burnout degree and a

6、 reas on able speedandexhaust gas temperature. At the same time, make sure there is a certa in degree of air tight ness to en sure n egative pressure with in the combusti on chamber.Throughout the design process as a technical support for the thermodynamic calculation,calculationof strength . Therma

7、l calculationwhich includes the furnace, burn room, boiler tubes, the provincialgas.For small boilers, compact structure, most of the heati ng surface are arranged in the furnace. According to the structure, boilers burn room layout export to the role of fly ash and dust; Due to the low pressure, pr

8、one to corrosion and acid gas side of the pot of oxygen erosion, so cast iron econo mizer, reduci ng the exhaust gas temperature requireme nts.Use of CAD, to complete the total Figure boiler, furnace wallchart,青島理工大學學士學位論文the drum expa nsion pla n, body pla n.Keywords thermod yn amic calculati on, s

9、tre ngth calculati on, smoke wi nd resista nee calculati on-iii -青島理工大學學士學位論文摘要 IAbstract II前言 1第1章鍋爐方案設計及結構簡介 21.1 方案論證 21.2設計鍋爐結構及特性 31.2.1鍋爐各部分結構特點 31.2.2鍋爐特性 5第2章熱力計算 72.1鍋爐規(guī)范、輔助計算及熱平衡計算 72.1.1 設計參數 72.1.2燃料特性 72.1.3輔助計算 72.2各部分熱力計算 112.2.1爐膛計算 112.2.2凝渣管計算 152.2.3鍋爐管束計算 172.2.4省煤器計算 202.3熱力計算的誤

10、差校核 222.4熱力計算結果匯總表 222.5本章小結 22第3章強度計算 243.1上鍋筒強度計算 243.1.1 筒節(jié)壁厚計算 243.1.2上鍋筒有孔封頭的強度設計 253.2安全閥排放能力計算 263.3本章小結 26第4章水動力計算 274.1 熱工基本數據 274.2 回路結構特性 284.3 上升管分段 284.4回路產氣量計算 294.5下降管阻力計算 294.6開始沸騰點位置與含汽管段高度的確定 設計參數 304.7各管段產氣量與汽水兩相流體含汽率的確定 304.8上升管阻力計算 314.9流動壓頭與有效壓頭計算 334.10確定工作點 344.11循環(huán)可靠性檢驗 354.

11、11.1 檢驗停滯 174.11.2 檢驗倒流 364.12 本章小結 38第5章鍋爐煙風阻力計算 395.1 煙道阻力計算 395.2 煙道自生通風力計算 405.3 爐排進風管阻力計算 405.4 本章小結 41結論 42致謝 43參考文獻 44附錄A 44附錄B 51-V -青島理工大學學士學位論文蒸汽鍋爐在人們的日常生活中不可缺少的熱力設備。又因為其分布的部門 廣，數量多，在國民經濟中占有重要的地位。它通過煤，石油等燃料的燃燒釋放 出的化學能，并通過傳熱把熱量傳給水， 使水加熱，熱水直接供給工業(yè)生產和民 用生活。隨著高科技的飛速發(fā)展，鍋爐的設計和應用技術也得到了很大的提高，現在 燃燒機

12、械化，給水自動化都已經得到實現。然而，在我國東北，華北，西北地區(qū), 冬天寒冷，利用蒸汽鍋爐采暖，熱量損失巨大，與蒸汽鍋爐采暖相比，熱水系統(tǒng) 的熱量損失要小的多。因為他使用的是單相介質 一熱水作為系統(tǒng)，無蒸汽產生， 漏水量很少，管道的散熱損失也少，同時，熱水鍋爐連續(xù)供給溫度不很高的熱水， 室內溫度比較穩(wěn)定，系統(tǒng)比較安全，維修費用比較低。因此，熱水采暖正逐步取 代原有的蒸汽采暖。本次的設計方案完成SHL-1.6-A的設計。鍋爐的燃燒設備采用機械化的鏈條 爐排，采用分段送風，出灰有灰渣井。鍋爐的爐膛內設有前后拱，燃燒后的煙氣 從爐室出來后在對流受熱面中多次繞行， 然后進入尾部的煙道，在尾部的煙道設

13、有省煤器，用來加熱給水。本次設計設計方案過程中，本著可靠性，經濟性，簡 單易行的原則，使個結構的布置盡量首尾相顧，渾然一體。由于理論知識以及實際經驗的欠缺，希望通過本次畢業(yè)設計，對鍋爐的設計 和設計有更進一步的了解和掌握， 并鞏固了基礎知識，設計中難免存在一些缺點 和錯誤，懇請老師給予幫助和指正。-56 -第1章 鍋爐方案設計及結構簡介1.1方案論證對于鍋爐的設計，可以采用局部設計方案，也可以采用整體設計方案。本次 設計的任務是鍋爐進行設計，一般來說，不適合采用局部的設計。整體設計是為 了保證鍋爐出力和參數的條件下， 盡量的使用原有的設備，對鍋爐進行大規(guī)模的 徹底的設計。整體設計可能夠滿足鍋爐

14、的額定出力，滿足鍋爐的負荷要求，但是整體設計的改動較大，工期較長，而且設計后的和原有的設備的壽命不同。整體的設計就是保持原有的燃燒受熱面和對流受熱面不變， 只是對相關的差 異性的地方進行設計，這可以說是合條件的適當的設計。 本次設計主要應用了局 部的設計方案。本次設計的課題為SHL201.6 A,該鍋爐屬于低壓小型工業(yè)鍋爐，受到應 用條件的限制，需要停爐和起爐，負荷經濟變化，采用雙鍋筒，正是基于此。因 雙鍋筒水容量較大，并且有較大的蓄熱能力， 所以適應負荷變化能力強，且氣壓 穩(wěn)定，運行特性好，自然循環(huán)特性條件好，對于低壓鍋爐單靠輻射受熱面是不夠 的，而雙鍋筒可以布置較多的對流受熱面。 采用橫置

15、式可以使鍋爐結構緊湊， 尺 寸小，便于安裝。蒸汽鍋爐采用自然循環(huán)。由于熱水所載帶的只是物理顯熱，不 存在蒸發(fā)潛熱，蒸汽的載熱量要比熱水大得多，蒸汽鍋爐鍋水濃縮，水質變化大， 因此對補給水硬度要求略高點。為了減少不完全燃燒損失，以便提高熱效率，在爐膛和鍋爐管束之間布置燃 盡室，燃盡室既可以調節(jié)合理煙速，煙氣中的飛灰在其中起飛灰沉淀作用，也承 擔部分的換熱，使得未燃物得到充分的燃燒， 同時，也起了保護后面管束免受磨 損的作用。而三個煙道的流通截面積逐漸減小，保證了煙速的均勻性，換熱效果好。同時每一流程都設置了吹灰器。管束在節(jié)距的選擇上主要考慮以下因素：第一， 相鄰兩 根管子焊接時，熱影響區(qū)不重合；

16、第二，焊縫及熱影響區(qū)內，不可開孔；第三， 保證煙速合理性?！?”鍋爐管束中煙氣作混合沖刷。煙道呈倒 S形，可以降低鋼耗，減少總體尺 寸。對于錯列的管束，傳熱的效果好，但煙氣的流動阻力大，對于管的磨損較大， 所以管束采用順列布置，目的是為了減少阻力，降低電耗，提高效率，同時也使 加工工藝簡化。因為煙氣流程中有沖刷死角，可以采用較小的熱有效系數來補償，煙氣溫度的選取重點是爐膛出口煙溫 9 1和排煙溫度9 py的選取。由于9 1 直接影響鍋爐的經濟性和安全性，所以9 1”的選擇一定要合理：若 91”過低，不經濟且爐膛溫度水平降低，對燃燒不利，使固體和氣體不完全燃燒損失增加； 若9 1”過高，將引起受

17、熱面結渣，影響鍋爐的安全可靠運行。所以對一般煤種， 在蒸汽鍋爐中，9 1 ”應選擇在900E-1050 C范圍內。同樣對排煙溫度的選擇， 也應根據技術經濟性分析來選?。喝?9 py降低，鍋爐排煙熱損失減少，效率提高 從而節(jié)約燃料，降低鍋爐運行費用。 但9 py過低時，傳熱不良從而使尾部受熱面 增加，體積增大，金屬耗量增加，投資增加，同時 9 py太低時尾部受熱面易發(fā)生 低溫腐蝕或堵灰，影響運行可靠性。 所以9 py在D6t/h的鍋爐中，根據所用煤 種水分和硫分的大小，不宜低于 150C，通常新設計鍋爐取為160-180 C。熱空氣溫度trk的選擇同樣重要。原則是：“保證燃料在鍋爐爐膛中迅速著

18、火”根據這一要求，trk應該高一些，但選高些將會使空氣預熱器的體積增大， 安裝困難，投資大，因此，對于一般工業(yè)鍋爐只要燃燒穩(wěn)定，熱空氣溫度不必太 高，在上述的排煙溫度條件下，trk也不可能太高，對火床爐trk在80 E160C。為了降低9 py,鍋爐尾部設有尾部受熱面：省煤器。省煤器除了可以降低排 煙溫度，還可以利用尾部煙氣的熱量加熱鍋爐給水，提高鍋爐熱效率減少燃料耗量。為了避免省煤器中的水速過高，發(fā)生水沖擊，把省煤器改成并列式，以減小水 的流速.此外,在省煤器的給水進口加一條直通鍋爐的給水管，以備省煤器損壞的 時候，由此管直接供水給鍋爐，防止影響鍋爐給水，并且,還要給省煤器定期吹灰， 保證其

19、傳熱的最佳效果而采用省煤器降低9 py時省煤器的工質一一鍋爐給水比 這一飽和溫度低得多，因此傳熱溫壓較大，這樣在降低同樣數值的煙氣溫度時， 所需省煤器受熱面積比蒸發(fā)受熱面少很多， 降低了生產成本。由于本鍋爐壓力低， 所以采用耐腐蝕的鑄鐵省煤器，為了安全，設置煙氣和給水旁通系統(tǒng)。1.2 設計鍋爐結構及特性:鍋爐本體大致可分為：水冷壁、鍋爐管束、省煤器，它們都是各種類型的受 熱面，煙氣的熱能通過這些受熱面?zhèn)鬟f給工質。鍋爐本體一側處在高溫煙氣條件 下，因而要求它們的結構和材料要能夠承受高溫和抵抗煙氣的腐蝕；鍋爐的另一側工質是水和空氣，水和空氣工作時具有很高的壓力，所以鍋爐本體主要部件還 要具有一定的

20、承受能力；另外，鍋爐本體還要有良好的傳熱性能。燃燒設備：煤斗、煤閘門、鏈條爐排、風室和爐拱等。燃燒設備要能適應不 同煤種的燃燒，保證燃料的及時著火和燃盡， 還應有一定的燃燒強度，能給鍋爐 提供足夠的可利用熱能。鍋爐爐墻：金屬框架和磚結構。金屬框架起支撐、穩(wěn)定作用，要具有一定的 強度和穩(wěn)定性；磚結構起耐熱、絕熱、保溫、密封作用。本次設計任務是設計 SHL20-1.6- A,即雙鍋筒橫置式鏈條爐，蒸汽鍋爐， 額定工作壓力為1.6Mp,設計煤種為煙煤，它包括以上三大部分，其結構特點如 下：1. 據鍋爐行業(yè)長期對雙鍋筒鍋爐運行經驗，水管系列采用 51的碳素鋼 管，管束彎頭半徑 R160mm2. 燃燒方

21、式采用加煤斗正轉鏈條爐排。3. 鍋爐爐膛采用前后拱配合方式。后拱低而長，傾角為12，覆蓋率為 54%通過前后拱的配合可以使燃料迅速著火，減少了固體不完全燃燒損失。4. 爐排有效寬度為3350mm長度為6743mm有效面積為22.59吊。5. 采用雙側進風，分段送風。1.2.1鍋爐各部分結構特點：本鍋爐是按燃用煙煤設計的，但也適用于其它煤種近似的燃料。鍋爐構造僅考慮承受鍋爐本體的載荷在六級地震情況下安全運行。因此當屬于鍋爐以外的煙、風、汽水管道要支撐在鍋爐構架上時，必須按負荷的大小及負 荷著力點的位置校核構架強度，必要時另行加固。設計后的鍋爐為雙鍋筒橫置式自然循環(huán)蒸汽鍋爐，燃料從加煤斗落至爐排上

22、轉動爐排，把煤送到爐膛點燃燃燒，空氣由爐排先分段進入爐膛后端，煤燃成灰渣 后經擋渣板落入灰斗，燃燒產生的煙氣，從爐膛上部通過燃盡室，對流管束后，流 向尾部受熱面，最后由引風機排入煙囪。水循環(huán)的路線：上鍋筒中的水，從鍋筒后部對流管束下降到下鍋筒，經過各個 連接器進入集箱，在從各水冷壁管上升，進入上鍋筒另一個循環(huán)回路是由鍋筒的 后部的下降管送入下鍋筒，然后由前方的上升管進入上集箱，完成鍋爐本體的水 循環(huán)鍋爐各部分特點如下：1鍋筒及爐內設備：鍋筒是容納水和蒸汽的筒形受壓容器， 采用雙鍋筒結構，既經濟易安裝，檢 修固定方便。a. 上鍋筒：內徑1400mm壁厚21 mm，筒身長5030 mm，包括兩側圭

23、寸頭一起 為5995mm上鍋筒筒身用20g鋼板熱卷冷校而成，封頭為20g鋼沖壓而成的橢 圓形封頭，為了焊接方便，封頭和筒身壁厚都采用一致即 21 mm上鍋筒中的設 備有：在鍋筒內安放了進水管和出水管，還有均勻分水系統(tǒng).b. 下鍋筒：下鍋筒內徑 Dn =1000mm壁厚S =18mm筒身長5070 mm包括兩 側封頭一起為5787mm筒身及封頭都為20g鋼板制成。下鍋筒底部有定期排污管， 以便排出雜質和沉淀物。上下鍋筒之間有管束。2. 水冷壁在鍋爐爐膛內經常布置大量水冷壁，一方面可以充分發(fā)揮輻射受熱面熱強度 的特點，同時它用來保護爐墻免受高溫破壞使灰渣不易粘結在爐墻上，防止爐膛被沖刷磨損，過熱破

24、壞。它是鍋爐構成水循環(huán)回路不可缺少的重要部件。本鍋爐爐膛內四壁都布置有水冷壁其中前墻由38根51 X 3的碳素鋼管節(jié)距為90mnffl成，前墻水冷壁管組下部焊在 219X 6的集箱上，上部直接與鍋筒 焊在一起，后墻與前墻相同由28根51 X 3的碳素無縫鋼管組成，無縫鋼管錯 列布置節(jié)距為120mm組成。兩側水冷壁分別由27根51 X3的碳素無縫鋼管節(jié) 距為90mrtS成，上下部分別與上下集箱連接，集箱規(guī)格為219X 6,由6根108X 4,的鋼管，所有下降管均從上鍋筒中引出。3. 燃燒設備：燃燒由煤斗和正轉鏈條爐排及其傳動裝置組成，爐排有效燃燒面積為222.59m .4. 鍋爐管束：上下鍋筒中

25、心距為4600mm中間由420根51 X 3碳素無縫鋼管焊在上下鍋 筒而組成，管子順列布置，橫向15根，縱向28根，橫向節(jié)距為120 mm，縱向 節(jié)距為120 mm同時隔板把它分隔成倒“ S”型煙道，流通面積逐漸減小，以利 于傳熱和煙道煙速均勻。上下鍋筒及管束通過上鍋筒支撐在鍋爐鋼架上。5. 省煤器：本鍋爐為小型低壓鍋爐，采用單級耐腐蝕鑄鐵式省煤器。省煤器規(guī)格為76X 8,安裝有3排12列省煤器管，受熱面積為268吊，煙氣流通截面積為0.704卅,6. 鋼架、平臺和扶梯：為了支撐鍋筒、集箱、管子及爐墻，設置了鋼架，鍋爐本體重量由鋼架傳至基礎，為安裝、檢查和維修，設置了平臺，各平臺之間由扶梯連接

26、。7. 爐墻爐膛爐墻的負荷作用在鋼架和基礎，分三層。內層為耐火材料，中間層為硅藻 土保溫磚,外層為紅磚。在側墻上分別在前拱下方，鍋爐管束中部，燃盡室,省煤器 上方,空氣預熱器上方，以及后拱上方均開有人孔，以便安裝維修，清除灰渣。8. 鍋爐范圍內的閥門儀表鍋爐產生的熱水由熱水引出管供給用戶。 為了保證 鍋爐安全，裝有兩個的安全閥，同時在上鍋筒裝有兩個丫200的壓力表以便觀察壓 力，有緊急排氣閥一個，水壓表兩個。為了省煤器檢修時鍋爐安全運行 ，設有旁通 煙道和旁通水道。1.2.2鍋爐特性：1. 鍋爐規(guī)范：見鍋爐參數表1-1表1-1鍋爐參數型號額定壓力熱水溫度給水溫度SHL20-1.6A1.6Mpa

27、95 C105C2燃料特性：見燃料特性表2-2 表1-2燃料特性收到基 成份(%)CarHarOarNarSarAarMar44.53.05.90.70.234.711.0干燥無灰基扌車發(fā)份Vdaf=37.0 %收到基低位發(fā)熱量Qnet,ar=17390 KJ/Kg3 管子特性：管子特性見表1-3表1-3管子特性名稱管徑X厚度節(jié)距排列及氣流流向符號Dw X S橫向縱向管子排列 方式煙氣沖刷 方式煙氣與工質 流向單位MmMmMm水冷壁051 X 390凝渣管051 X 3240:370錯列:橫向鍋爐管束051 X 3120151順列橫向交叉流省煤器78X 89445順列橫向逆流下降管 108X

28、4.5導水管 108X 44.主要經濟技術指標：主要經濟技術指標見表2-4表1-4主要經濟技術指標鍋爐效率n (%排煙溫9 pyC )燃料耗B(kg/s)給水溫度tgs( C )80.51701.011055.鍋爐基本尺寸：鍋爐基本尺寸見表2-5表1-5 鍋爐基本尺寸爐膛寬度爐膛深度上下鍋筒中 心距鍋爐外形尺寸長寬高單位MmMmMmMmMmMm數值35402800471712740828512535第2章熱力計算2.1鍋爐規(guī)范、輔助計算及熱平衡計算2.1.1設計參數本次設計的任務是設計 SHL20-1.6-A.主要參數如下:1 鍋爐額定壓力：p=1.6MPa3 給水溫度：tgs=105C4.冷

29、空氣溫度tik =30 C5 熱水溫度 tcs=194C2.1.2燃料特性 War1. 燃料名稱：煙煤；2. 燃料工作基（應用基）成分碳氫氧氮硫灰分低位發(fā)熱量:符號CarHarOarNarSarAarQnet,ar數值44.53.15.90.70.234.717390KJ/Kg2.1.3輔助計算1 .空氣平衡煙道各處過量空氣系數，各受熱面的漏風系數，列于表 3-1中。爐膛 出口過量空氣系數按文獻1表3-1取。煙道中各受熱面的漏風系數按 表3-3取。表2-1煙道中各處過量空氣系數及各受熱面的漏風系數煙道名稱過量空氣系數漏風系數!affa a爐膛1.450.1凝渣管1.451.550.05鍋爐管束

30、1.551.600.1省煤器1.601.750.15空氣預熱器1.751.850.12.燒產物的容積及焓的計算1)理論空氣量及a =1時的燃燒產物容積的計算理論空氣量V=0.0889 ( Car+0.375 Sar) +0.265 Har-0.0333 Oar =4.58Nm3/kgRO理論容積VRo=0.01866 ( Car+0.375 Sar) =0.832 Nmkg2理論容積VON2=0.79V+0.8 Nar/100=3.807NmVkgH20理論容積V3H2O=0.111Hy+0.0124Wy+0.0161V =0.529 Nm3/kg2)不同過量空氣系數下燃燒產物的容積及成分見表

31、3-2表2-2 煙氣特性表序號名稱符號單位計算公式及來源爐膛凝渣管鍋爐管 束省煤器1入口過 量空氣 系數!a1.451.501.602出口過 量空氣 系數fta1.451.501.601.753平均空 氣系數a pj(a，+ a)/21.451.4751.551.6754水蒸汽容積Vh2ONr3/kgVh2o +0.0161(apj-1)/0).5638).56580.57160.58135煙氣總容積VzNr3/kgVro2 +Vh2o +VN)2 +(apj - 1)/07.382.57.50287.86358.46486RO容積份額r RO2VRQ / Vy0.1195 ().11760.

32、11220.10427HO容積份額r H2OV/Vy).071().07050.06730.06258三原子 氣體容 積 份額rqrRQ +rH2O0.0.19010.188(0.17950.16679煙氣重 量Gkg / kg1 - Ay/100 +1.036V0 a . VPJ9.7849.94110.41211.41210飛灰濃 度1 fhkk / kkAyafh/(100G)0.0066).00650.00620.0059注：飛灰份額afh按表3-1取0.2。3）不同過量空氣系數下燃燒產物的焓溫表見表3-3表表2-3不同過量空氣系數下燃燒產物的焓溫表煙氣VRo=1.047 (m3)標準

33、 /kgVN2=4.4068(m3 )標準/kgVh2o =0.4619 (m3)標準 /kgV=5.57(m3)標準/kg溫度UCCo2 UkJ/( m3) 標準I RO= V RO：XCCo2ukJ/kg Cn2 UkJ/(m3)標準I N2= Vn2XCN2ukJ/kgkgCH2OUkJ/(m3)標準I H2O=Vh2OXCH2OUkJ/kgCkUkJ/(m3)標 準I k=VX CkUkJ/k g100170.0149.94129.6494.91150.579.88132.4634.92357.993.61279.42005315.32259.93304.5161.35266.4655

34、8.1492.1938.43008493.04392.062462.7244.93402.73771.2006.2607.04009680.90526.529626.2331.15541.82500994877.71663.82527794.9420.50684.23290 0485412241080.43060.600.75804.183968.9512.55829.73992.370014611289.4947.53609.1148.607.72978.34704.1.9804888001704.91503.811093.64164.861334.705.691129.15430.4949

35、0019521721.61241.4728.1526.807.251282.6166.4.36629032100：22031943.9M391.5299.1722.911.471437.6902.30.5373463511024582168.91543.5978.1925.1018.31594.7671.90.46701139512027162396.31697.6460.2132.1127.81753.8431.90.69248334313029762625.11852.7054.2343.1239.91914.9206.30.77837683414032392856.82008.7648.

36、2559.1353.72076.9986.50.00726212615035033089.62166.8245.2779.1470.02238.10769.0.150961991116037683324.22324.8851.3001.1588.02402.11557.0.865288699517040363559.724849456.3229.1708.12567.12348.0.355934371續(xù)表2-31 。= 1 RO2+I N2+I H2OIy= Iy +( a -1) I koKJ/Kga=1.45arj =1.50g=1.60Sm=1.75=1.85kJ/kgIIIII722.

37、941264.411465.732238.422430.342558.282230.593393.453684.413878.263018.344582.64947.445224.163825.125799.17549.134653.885506.347858.436374.369089.617257.2011027.0910034.048154.7411260.8011605.929064.3012516.689984.3013779.0710920.0615062.9111858.7716352.2712805.7017652.0113763.6018964.8914724.9119664

38、.393 鍋爐熱平衡及燃料耗量計算見表2-4表2-4熱平衡及燃料消耗量計算序 號名稱符號單位計算公式或來源數值1燃料低位發(fā)熱量QdwKJ/ kg由給定燃料定17390.002冷空氣溫度:t lk廠給定30.003理論冷空氣焓I OlkKJ/ kgV(ct)k =4.81 X26.78127.084排煙溫度0 pyC假設180.005排煙焓I pyKJ/ kgapy = ay =1.8 (表 i -3)2077.046固體不完全燃燒損 失q4%1表 3-1127氣體不完全燃燒q3%1表 3-11.08排煙損失q2%(py - apy 1 Ik JX(100-q4)/QdW8.919散熱損失q5%

39、 11表 3-62.0510飛灰份額afh1表 3-60.2011灰渣焓C 0 hzKJ/ kg按附表?。?00C）56012灰渣物理熱損失qs%(c 0hz 3hz A / QdW0.89413鍋爐總熱損失刀q%q2 +q3 +q4 +q5+q624.8514鍋爐熱效率 1n%100 -馬75.14515給水溫度t gsC給定105.0016給水焓 i gsKJ/查未飽和水性質表440.817排污率P pw%給定0.0018熱水焓i bqKJ/ k查水和蒸汽性質表398.7919鍋爐輸出熱量QKW :給定一7000.0020燃料消耗量Bkk /sQ1 /(QdW j1.0121計算燃料消耗量

40、Bkk /sB(100-q4)/1000.8922熱風溫度t rkc :取定10.2723理論熱空氣焓I 0rkKJ/ kg查表I -31.3024保熱系數1 q6/(n+q6/1+Qky/Q1)0.982.2各部分熱力計算2.2.1爐膛計算2.2.1.1爐膛周界計算爐排面積熱負荷qR=800KW/m2爐排面積 R=BQ/q r =22.59m2取爐排長度L=6.74m鍋爐爐膛草圖a. 前、頂墻面積Fq光管面積：Fqi=8.252X 3.54=29.21 m2覆蓋耐火磚面積：Fq2=3.54X 3.45=12.21 m 前、頂墻總面積：Fq= Fql+ Fq2 =41.42 flfb. 后墻面

41、積Fh光管面積：Fh1=7.506X 3.54=26.57 m覆蓋耐火磚面積：Fh2=4.08X 3.54=14.44 m2 后墻總面積：Fh=Fh1+Fh2 =41.01 mC.左側墻面積Fzc軟件計算左側墻總面積：Fzc= 26.1 md. 右側墻面積Fyc右側墻面積：Fyc= Fzc=26.1 me. 頂棚面積Fd頂棚面積：Fd=2.95X 3.54=10.44 mf. 出口窗面積Fch出口窗面積：Fch=3.54 X 2.644=9.28 m2g. 爐排面積R=22.59 m周界面積：F| = Fq + Fh+Fzc+Fyc+ Fch +R=166.45 m22. 爐膛容積計算Vi爐膛

42、容積 Vi=3.54X Fzc=3.54X 26.1=92.3933. 輻射受熱面的計算a. 前、頂墻輻射受熱面積H光管：s/d=90/5仁1.76,e/d=0.8,x=0.91Hqi=xFqi=0.91X 29.21=26.58 m耐火材料：Hq2=0.15X Fq2=0.15X 12.21=1.831 m 前、頂墻總輻射受熱面積：Hq= Hq1+ Hq2=28.41 mb. 后墻輻射受熱面積H.光管：s/d=120/51=2.35,e/d=0.5,x=0.735HH1=XFh1=0.735X 26.57=19.53 m耐火材料：Hh2=0.15X Fh2=0.15X 14.44=2.17

43、m 后墻總輻射受熱面積：Hh=Hh1+Hh2=21.7 mc. 左側墻輻射受熱面積Hzc左側墻光管：s/d=90/51=1.74,e/d=0.8,x=0.92 左側墻總輻射受熱面積 Hzc=xFzc=0.92X 26.1=24.012 md. 右側墻輻射受熱面積Hyc右側墻輻射受熱面積：Hyc=Hzc=24.012 me. 出口窗輻射受熱面積Hh錯列布置 x=0.52出口窗輻射受熱面積：Hch=0.52X 9.28=4.826 m總輻射受熱面積HfHf=Hq+Hh+Hzc+Hyc+Hd+Hch=102.96 m4. 射層厚度SS=3.6X Vi/Fi=1.998m5. 膛水冷度xx=Hf/ (

44、Fi-R) =0.726. 火床與爐墻面積比pp =R/(Fi-R) =0.1572.2.1.2爐膛傳熱計算表2-5爐膛傳熱計算序 號名稱符號單位計算公式來源或數值1輸入熱量QkJ/kg由表3-4173902冷空氣理論焓I ik kJ/kg由表3-4127.343爐膛出口過量空氣 系數a由表3-11.454爐膛漏風系數 a i由表3-10.15熱空氣溫度 :t rkc先假定冉校核1206熱空氣焓I rk kJ/kgV0(ct)k763.837空氣帶入熱量QkJ/kg(a,-A aI ork + aOlk1043.938入爐熱量QkJ/kgQr -(100-q3- q4-q6) /(100-q4

45、)17015.79理論燃燒溫度0uc由表3-3按a i =1.4查得1552.1410爐膛出口煙氣溫度uc假設100011爐膛出口煙氣焓llkJ/kg按表3-3查取12516.6812煙氣平均熱容量VCkJ/kg c(Q1-h 1)/(T a-Ti)10.52613水蒸氣容積份額r H2O由表3-20.071714三原子氣體容積份 額rq由表3-20.19115飛灰濃度fhkg/kg由表3-20.006616三原子氣體輻射減 弱系數kq1/m MpK0.78+1.6rH2O)/(10prqs)M 0.37 1 +273/1000rq51.61317飛灰輻射減弱系數kfh1/m Mp2/3印 7

46、600 剛/ 1 +2730.4318系數c1/m Mp才1表5-70.1519煙氣輻射減弱系數k1/m Mp印Kq+Kfh+c2.2220火焰黑度ah1-e kps0.308 :21水冷壁表面黑度ab0.823計算燃料耗量Bjkg/s由表3-40.8924保熱系數巾由表3-40.9802：25波爾茨曼準則B0Bca|VCav/3.6/HrTad0.4726管外結灰層熱阻m c/kW取定2.627爐內傳熱量QkJ/kg Q-I 15763.9828輻射熱流密度qf2kW/ mBg /H f85.9229金屬管壁溫度TgbKtbh +273355.530系數值m0f +Tgb / / q f0.

47、0731無因次方程:B0(1/ a + m)0.948832系數k1表 5-40.6711：33系數p1表 5-40.214434無因次溫度 i kB0(1/a+m)p0.663535爐膛出口煙氣溫度UTo 9 l 273950.99：36爐膛出口煙氣焓11kJ/kg按表I -3查取10645.8737r爐內輻射傳熱量QkJ/kg巾(Ql Il )7589.2938輻射熱流密度qfkJ/kgBj Qf / Hf110.50與假設爐膛出口煙氣溫度相差49.01 C,小于土 100C，因此不用重新計算222凝渣管計算表2-6凝渣管計算防渣管的結構計算序號項目符號單位公式或數據來源結果1管徑dmm51.002管長lm2.503橫向節(jié)距S1mm240.004管根數n根/排7.005有效角系數xc1查標準p164圖C20.486受熱面積Hchm23 n dln8.417煙氣流通截面積fchm22.82 X |-n X l X d6.168防渣管的有效輻射 受熱面He,om2Xc1X Fe,o4.459防渣管受爐膛輻射 面積Fe,om2等于爐膛出口煙窗 面積9.2810縱向節(jié)距S2mm370.0011煙氣有效輻射層厚 度Sm0.9(4S1 X S2/d n-1