一．题目SHL35-1.6-A 二、锅炉规范 锅炉额定蒸发量 35t/h 额定蒸汽压力 1.6MPa 额定蒸汽温度 204.3℃(饱和温度) 给水温度 105℃ 冷空气温度 30℃ 排污率 5% 给水压力 1.8MPa 三．燃料资料 烟煤（AⅡ） 收到基成份（%） C ar H ar O ar N ar S ar A ar M ar 48.3 3.4 5.6 0.9 3.0 28.8 10.0 干燥无灰基挥发份V daf= 40.0 % 收到基低位发热量Q net,ar= 18920 kJ/kg 收到基成份校核： C ar+H ar+O ar+N ar+S ar+A ar+M ar=48.3+3.4+5.6+0.9+3.0+28.8+10.0=100 根据门捷列夫经验公式:Q net,ar=339C ar+1031H ar-109（O ar-S ar）-25.1M ar =339×48.3+1031×3.4-109×（5.6-3.0）-25.1×10.0 =19344.7kJ/kg 与所给收到基低位发热量误差为: 19344.7-18920=424.7kJ/kg<836.32kJ/kg（在A d=32%>25%下，合理）。 四．锅炉各受热面的漏风系数和过量空气系数 序号受热面名称入口'α漏风Δɑ出口''α 1 炉膛 1.3 0.1 1.4 2 凝渣管 1.4 0 1.4 3 对流管束 1. 4 0.1 1.5 4 省煤器 1. 5 0.1 1.6 5 空气预热器 1. 6 0.1 1.7
（工业锅炉设计计算P134表B3~P135表B4）由于AⅡ是较好烧的煤，因此'' 在1.3~1.5取值1.4。 五.理论空气量及烟气理论容积计算 以下未作说明的m3均指在标准状况0℃，101.325kPa的情况下体积。 序号名称 符 号 单位计算公式结果 1 理论空气 量 V0m3/kg V0=0.0889(C ar ＋0.375S ar )＋0.265H ar －0.0333O ar =0.0889（48.3+0.375×3）+0.265×3.4-0.0333 ×5.6 5.10 8 2 RO2容积V RO2m3/kg V RO2 =0.01866(C ar ＋0.375S ar ) =0.01866（48.3+0.375×3） 0.92 2 3 N2理论容 积 2 N V m3/kg V0 N2 =0.79V0＋0.008N ar =0.79×5.108+0.008×0.9 4.04 3 4 H2O理论 容积 2 O H V m3/kg V0 H2O =0.111H ar ＋0.0124M ar ＋0.0161V0 =0.111×3.4+0.0124×10+0.0161×5.108 0.58 4 5 理论烟气 量 y V m3/kg V0 y =V RO2 ＋V0 N2 ＋V0 H2O =0.922+4.043+0.584 5.54 9 (工业锅炉设计计算 P187) 六．各受热面烟道中烟气特性计算 序号名称 符 号 单位计算公式炉膛 对流 管束 省煤 器 空气 预热 器 1 平均过 量空气 系数 αav－（α’+α”）／２ 1.4 1.45 1.55 1.65 2 实际水 蒸气容 积 V H2O m 3/k g 2 O H V+0.0161（αav-1） V0 0.617 0.621 0.629 0.637 3 实际烟 气量 V y m 3/k g Vg=V RO2 +0 2 N V+V H2O+（αav -1）V0 7.625 7.885 8.404 8.923 4 ＲＯ２ 容积份 额 r RO2－ g RO V V 2 0.120 9 0.116 9 0.109 7 0.103 3 5 Ｈ２Ｏ 容积份 额 r H2O－ g H V V 2 O0.080 9 0.078 8 0.074 9 0.071 4 6 三原子 气体容 积份额 r q－r RO2+r H2O0.201 8 0.195 7 0.184 6 0.174 7
热力发电厂课程设计 1.1 设计目的 1. 学习电厂热力系统规划、设计的一般途径和方案论证、优选的原则 2. 学习全面性热力系统计算和发电厂主要热经济指标计算的内容、方法 3. 提高计算机绘图、制表、数据处理的能力 1.2 原始资料 西安 某地区新建热电工程的热负荷包括： 1）工业生产用汽负荷； 2）冬季厂房采暖用汽负荷。 西安 地区采暖期 101 天，室外采暖计算温度 –5℃，采暖期室外平均温度 1.0℃，工业用汽 和采暖用汽热负荷参数均为 0.8MPa 、230℃。通过调查统计得到的近期工业热负荷和采暖热 负荷如下表所示： 1.3 计算原始资料 （1）锅炉效率根据锅炉类别可取下述数值： 锅炉类别 链条炉 煤粉炉 沸腾炉 旋风炉 循环流化床锅炉 锅炉效率 0.72～0.85 0.85～0.90 0.65～ 0.70 0.85 0.85～ 0.90 （2）汽轮机相对内效率、机械效率及发电机效率的常见数值如下： 汽轮机额定功率 750～ 6000 12000 ～ 25000 5000 汽轮机相对内效率 0.7～0.8 0.75～ 0.85 0.85～0.87 汽轮机机械效率 0.95～0.98 0.97～ 0.99 ～ 0.99 发电机效率 0.93～0.96 0.96～ 0.97 0.98～0.985 3）热电厂内管道效率，取为 0.96。 4）各种热交换器效率，包括高、低压加热器、除氧器，一般取 0.96～0.98。
5）热交换器端温差，取3～7℃。 2%
6）锅炉排污率，一般不超过下列数值： 以化学除盐水或蒸馏水为补给水的供热式电厂 以化学软化水为补给水的供热式电厂5% 7）厂内汽水损失，取锅炉蒸发量的3%。 8）主汽门至调节汽门间的压降损失，取蒸汽初压的3%～7%。 9）各种抽汽管道的压降，一般取该级抽汽压力的4%～8%。 10）生水水温，一般取5～20℃。 11）进入凝汽器的蒸汽干度，取0.88～0.95。 12）凝汽器出口凝结水温度，可近似取凝汽器压力下的饱和水温度。 2、原则性热力系统 2.1 设计热负荷和年持续热负荷曲线 根据各个用户的用汽参数和汽机供汽参数，逐一将用户负荷折算到热电厂供汽出口，见 表2-1 。用户处工业用汽符合总量：采暖期最大为175 t/h, 折算汇总到电厂出口处为166.65 t/h 。 2-1 折算到热电厂出口的工业热负荷，再乘以0.9 的折算系数，得到热电厂设计工业热负荷，再按供热比焓和回水比焓（回水率为零，补水比焓62.8 kJ/kg）计算出供热量，见表2-2。根据设计热负荷，绘制采暖负荷持续曲线和年热负荷持续曲线图，见图2-1 、图2-2。 表2-2 热电厂设计热负荷
燃气工业炉的热工过程及热力计算 热工过程是工业炉内一个重要的物理、化学过程。燃气工业炉的热工过程是指炉内燃气燃烧、气体流动及热交换过程的总和。显然，它是直接影响工业炉生产的产品数量、质量及经济指标的关键。燃气工业炉的热工过程的好坏，炉膛部位是核心。因为物料的加热、熔炼及干燥等都主要是在炉膛内完成的，而炉膛热工过程又受炉子砌体各部位热工特性影响。一、炉体的热工特性工业炉炉子砌体的结构与材料，决定砌体的基本热工特性，进而对于工业炉热工状态造成重大影响。(一)不同炉子砌体的热工特性工业炉的炉墙、炉顶、炉底由不同材质的多层材料砌筑而成，而各层材料的导热系数与厚度都不一样，因而温度变化也各有差异。图3—9—6所示炉墙，从内到外分别为粘土砖、绝热层和普通红砖。炉膛内高温焰气的热量通过辐射与对流向炉墙内表面传递；内表面再通过传导，把热量传到外表面；而外表面再通过辐射、对流向周围空间散热。 图3-9-6 炉墙厚度上的温度分布1-普通红砖层；2-绝热层；3-粘土砖层；4-炉膛空间；tin-内壁温度；tout-外壁温度一般砌体的作用是保证炉子空间达到工作温度，炉衬不被破坏，而加绝热层是为了减小损失。从加热经济观点看，砌体蓄热能力差，炉子开停温度升降快，但是炉子砌体墙壁太薄，将导致外表面散热损失增加。因此，应在对炉子进行严格的热工分析后，确定砌体的厚度与材质。一般说，长期运行的大型工业炉，砌休可选厚些，反之选薄些。为了节约能源，越来越多的工业炉采用轻质、热导率小的材料作为砌体的绝热层。表3—9—3给出了采用不同轻质绝热材料及组合时的节能效果。对连续式和间歇式加热炉，不同砌体组合的节能效果均为ⅢⅡⅠ。 表3—9—3 采用轻质耐火材料对砌体散热及蓄热的影响炉子工作特点砌筑类型筑炉材料名称厚度/mm热损失散热量/kJ·(m-2·h-1)蓄热量/kJ·m-2连续式炉Ⅰ粘土砖2326926 轻质粘土砖116Ⅱ粘土砖2325074 轻质粘土砖232Ⅲ耐火纤维毡753720 粘土砖232轻质粘土砖232间歇式炉Ⅰ粘土砖2323184381101轻质粘土砖116Ⅱ粘土砖2322157147698硅藻土砖116Ⅲ耐火纤维毡75160910768矿渣纤维100(二)不同砌体对炉子热工状态的影响图3—9—7表示炉子供热量不同对炉内热状态的影响。当供给一定热量使炉子升温时，起初由于
六、焓温表 V RO2 = 0.720691185 V0N2 = 2.809849761 V0H2O = 0.669867 A ar=，a f.a= I0g V0= 3.55245793 I=I0g+(α-1)*I0a (с?)co2 kJ/m3( 标） V RO2(с?)CO2(с?)N2 kJ/m3 （标） V0N2(с?)N2 (с?)H2 O kJ/m3 （标） V0H2O(с?)H2 (с?) kJ/kg ∑(3)+(5)+( 7) (с?)a kJ/m3 （标） I0a I I I I I V0(с?)a 1.3 1.3 1.335 1.39 1.42 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 温度CO2 N2 H2O O2 100 170 122.5175015 130 365.2804689 151 101.15 80 588.9479 132 468.924446 729.6253 729.6253 746.0376331 771.8285 785.8962 200 358 258.0074442 260 730.5609378 305 204.3095 168 1192.878 267 948.506266 1477.43 1477.43 1510.62753 1562.795 1591.251 300 559 402.8663724 392 1101.461106 463 310.1486 260 1814.476 407 1445.85038 2248.231 2248.231 2298.835948 2378.358 2421.733
锅炉房用水量设计计算 1、锅炉房用水的组成 通常来说，锅炉房用水主要分为生产用水、生活用水及煤加湿水三类，其中生产用水以循环水为主，主要为锅炉热力网循环系统补水、引风机轴承冷却补水、脱硫除尘用水、离子交换器树脂再生用水、定期排污冷却用水和冲渣用水等。 2、生产用水的核算 ①锅炉热力网循环系统补水 锅炉分为蒸汽锅炉和热水锅炉两种。 蒸汽锅炉的热力网补水很好理解。如：1t/h的蒸汽锅炉，就是1t/h的水产生1t/h的蒸汽，所以用水量很容易计算。环评中，我认为可以忽略“锅炉排污量并扣除凝结水量”这部分水量，直接用产汽量来估算。 这里主要说一下热水锅炉的循环系统补水计算方法。 要知道补水量，先要知道循环用水的量。热水锅炉循环水量计算公式采用《工业锅炉房设计手册》中的经验公式 循环水量=1000×0.86kcal/MW×吸热量（MW）/一次网温度差（℃）热水锅炉补水率较低，通常为1%~2%，主要为热力网损失。根据循环水量和补水率，可以核算出补水量。 ②引风机轴承冷却补水 引风机轴承在运转过程中会发热，因此需要冷却水进行冷却。在有循环水箱时，引风机轴承冷却补水量可按0.5m3/h箱核算。
如果是抛煤机炉，抛煤机及炉排轴的冷却补水量也可按每台锅炉 0.5m3/h计算。 ③脱硫除尘用水 如锅炉房采用的是湿法脱硫，则涉及脱硫除尘用水，此部分用水分为两部分：配制碱液用水和脱硫装置补水。脱硫装置的补水比较复杂，实际工作中，猫姐使用类比法比较多。《烟气脱硫脱硝技术手册》中有很多案例，大家可以根据项目的实际脱硫法与案例进行类比，从而得出用水量。 在此，猫姐举一个例子：某集中供热锅炉房，使用石灰—石膏湿法脱硫工艺，设计脱硫效率85%，脱硫剂石灰用量4t/h。 手册中的“南宁化工集团公司石灰—石膏湿法烟气脱硫工程” 运行试验结果如下： 根据案例中的石灰和用水实测消耗量，类比出本项目的脱硫除尘用水量，见下表1。 表1 南宁化工集团公司与本项目脱硫除尘用水量类比分析表 序号项目南宁化工集团公司本项目 1 脱硫除尘法石灰—石膏法石灰—石膏法 2 除尘效率91%~91.7% ≥98%
锅炉热力计算参数符号
D ------- 锅炉的额定蒸发量（t/h）ed T gs------- 给水温度（℃） P gs------- 出口蒸汽压力（绝对压力MPa） t lk---- 冷空气温度(℃) α------- 过量空气系数 ρ----- 排污率（%） h0CO2------ CO2的显焓（1atm，25℃为参考状态）（KJ/mol） h0H20----- H2O的显焓（1atm，25℃为参考状态）（KJ/Nm3） h0O2------ O2的显焓（1atm，25℃为参考状态）（KJ/mol） h0N2------ N2的显焓（1atm，25℃为参考状态）（KJ/mol） H CO2------ 燃烧1Nm3DME生成的CO2的焓（KJ/Nm3） H H20------ 燃烧1Nm3DME生成的H2O的焓（KJ/Nm3） H O2------- 燃烧1Nm3DME生成的O2的焓（KJ/Nm3） H N2------ 燃烧1Nm3DME生成的N2的焓
（KJ/Nm3） I yx-------- 燃烧1Nm3DME生成的烟气焓（KJ/mol） h0f，DME ------ DME生成热kJ/mol C p，DME ----- DME的比热kJ/mol·K Q xr ------ DME的低位发热量KJ/Nm3 V0 - ----- 理论空气量m3/Nm3 V ------ 实际空气量m3/Nm3 V O2------ 实际O2量m3/Nm3 V N2 ----- 实际N2量m3/Nm3 V CO2 -------实际CO2量m3/Nm3 V H2O ----- 实际H2O量m3/Nm3 V r------- 实际烟气量m3/Nm3 r RO2 ------- RO2的容积份额 r H2O ----- H2O的容积份额 r n---------三原子气体容积份额 三、热平衡参数及计算 T lk ------- 冷空气温度℃ C p，B-------冷空气比热KJ/mol·K I0B------冷空气理论热焓（以25℃为参考）
热 力 发 电 厂 课 程 设 计 指导老师:连佳 姓名:陈阔 班级:12-1
600MW 凝汽式机组原则性热力系统热经济性计算 计算数据选择为A3，B2，C1 1.整理原始数据的计算点汽水焓值 已知高压缸汽轮机高压缸进汽节流损失：δp 1=4%，中低压连通管压损δp 3=2%, 则 ）（MPa 232.232.24)04.01('p 0=?-=; p ’4=(1-0.02)x0.9405=0.92169; 由主蒸汽参数：p 0=24.2MPa ，t 0=566℃，可得h0=3367.6kJ/kg; 由再热蒸汽参数：热段： p rh =3.602MPa ，t rh =556℃， 冷段：p 'rh =4.002MPa ，t 'rh =301.9℃， 可知h rh =3577.6kJ/kg ，h'rh =2966.9kJ/kg ，q rh =610.7kJ/kg 。 1.2编制汽轮机组各计算点的汽水参数（如表4所示）
1.1绘制汽轮机的汽态线，如图2所示。 1.假设给水泵加压过程为等熵过程； 2.给水泵入口处水的温度和密度与除氧器的出 口水的温度和密度相等； 3.给水泵入口压力为除氧器出口压力与高度差 产生的静压之和。 2.全厂物质平衡计算 已知全厂汽水损失：D l=0.015D b（锅炉蒸发量），锅炉为直流锅炉，无汽包排污。 则计算结果如下表：（表5）
3.计算汽轮机各级回热抽汽量 假设加热器的效率η=1 （1）高压加热器组的计算 由H1，H2，H3的热平衡求α1，α2，α3 063788.0) 3.11068.3051() 10791.1203(111fw 1=--?== ητααq 09067 .06 .9044.2967)6.9043.1106(063788.0/1)1.8791079(1h h -2 12fw 22 1 =--?--?= -= q d w d w ）（αηταα154458 .009067.0063788.0212=+=+=αααs 045924 .02 .7825.3375) 2.7826.904(154458.0/1)1.7411.879(h h -3 32s23fw 3=--?--= -= q d d w w ）（αηταα200382.0154458.0045924.02s 33=+=+=αααs （2）除氧器H4的计算 进除氧器的份额为α4’； 176 404.0587.4 3187.6) 587.4782.2(200382.0/1)587.4741.3(h h -4 53s34fw 4=--?--= -= q w w d ）（’αηταα 进小汽机的份额为 αt 根据水泵的能量平衡计算小汽机的用汽份额αt 1 .31)(4t =-pu mx t h h ηηα 即 056938 .09 .099.0)8.25716.3187(1 .31=??-=t α 0.1011140.0569380.044173t 44=+=+=ααα’ 根据除氧器的物质平衡，求αc4 αc4+α’4+αs3=αfw 则αc4=1-α’4-αs3=0.755442 表6 小汽机参数表
一、单选题【本题型共21道题】 1.在锅炉炉膛设计时，保证一定炉膛出口温度避免受热面结焦主要考虑煤种的（）。 A．灰熔点 B．热值 C．挥发分 D．水分 正确答案：[A] 2.锅炉性能优劣主要取决于（）。 A．燃料的选取 B．锅炉排烟温度 C．锅炉结构布置 D．锅内过程和炉内过程能否良好配合 正确答案：[D] 3.下面（）不属于层燃的一般特点。 A．燃烧充分 B．煤种适应性较广 C．结构简单 D．适于间断运行 正确答案：[A] 4.下面不属于按照燃烧方式分类的锅炉为（）。 A．层燃锅炉 B．流化床锅炉 C．室燃锅炉 D．火管锅炉 用户答案：[D] 得分：4.80
5.立式烟火管锅炉一般采用的通风方式为（）。 A．平衡通风 B．自然通风 C．机械通风 D．正压通风 正确答案：[B] 6.沸腾燃烧的突出优点为（）。 A．不易导致磨损 B．结构简单 C．燃烧强度大，适用于劣质煤 D．电耗低 正确答案：[C] 7.煤粉锅炉各部件吸热以辐射换热为主要传热模式的部件为（）。 A．炉膛 B．省煤器 C．过热器 D．再热器 正确答案：[A] 8.下面（）不属于室燃的一般特点。 A．燃烧迅速 B．煤种适应性较广 C．结构简单 D．低负荷运行的稳定性和经济性较差 正确答案：[C]
9.冷凝锅炉的热效率计算值达到103%，原因为（）。 A．不可能 B．采用燃料的高温发热量计算 C．采用燃料的低位发热量计算 D．燃烧充分 正确答案：[D] 10.燃气锅炉燃烧器，相对于扩散型燃烧，预混燃烧的特点为（）。 A．火焰温度均匀 B．火焰短 C．低NOx排放 D．以上都是 正确答案：[D] 11.进行水循环计算的主要目的为（）。 A．保证受热面可靠冷却 B．保证水动力的稳定性 C．得出各部件的流动阻力 D．以上都是 正确答案：[D] 12.炉膛过冷段水冷壁受热面由于局部热负荷过高容易发生的传热恶化现象称为（）。 A．蒸干 B．膜态沸腾 C．汽水共腾 D．汽塞
循环流化床锅炉热力计算
循环流化床锅炉热效率计算 我公司75t/h循环流化床锅炉，型号为UG75/3.82-M35，它的热效率计算为：
三、锅炉在稳定状态下，相对于1Kg燃煤的热平衡方程式如下： Q r=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 (KJ/Kg),相应的百分比热平衡方程式为： 100%=q1+q2+q3+q4+q5+q6 (%) 其中 1、Q r是伴随1Kg燃煤输入锅炉的总热量，KJ/Kg。 Q r= Q ar+h rm+h rs+Q wl 式中Q ar--燃煤的低位发热量，KJ/Kg；是输入锅炉中热量的主要来源。Q ar=12127 KJ/KgJ h rm--燃煤的物理显热量，KJ/Kg；燃煤温度一般低于30℃，这一项热量相对较小。 h rs--相对于1Kg燃煤的入炉石灰石的物理显热量，KJ/Kg；这一项热量相对更小。 Q wl--伴随1Kg燃煤输入锅炉的空气在炉外被加热的热量，KJ/Kg；如果一、二次风入口暖风器未投入，这一部分热量也可不计算在内。
2、Q1是锅炉的有效利用热量，KJ/Kg；在反平衡热效率计算中，是利用其它热损失来求出它的。 3、Q4是机械不完全燃烧热损失量，KJ/Kg。 Q4= Q cc(M hz C hz+M fh C fh+M dh C dh)/M coal 式中Q cc--灰渣中残余碳的发热量，为622 KJ/Kg。 M hz、M fh、M dh--分别为每小时锅炉冷渣器的排渣量、飞灰量和底灰量，分别为15、7、2t/h。 C hz、C fh、C dh--分别每小时锅炉冷渣器的排渣、飞灰和底灰中残余碳含量占冷渣器的排渣、飞灰和底灰量的质量百分比，按2.4%左右。 M coal--锅炉每小时的入炉煤量，为20.125t/h。 所以Q4= Q cc(M hz C hz+M fh C fh+M dh C dh)/M coal =622（15*2.4+7*2+3.5*2.4）/20.125 =1694 KJ/Kg q4= 100Q4/Q r（%） =100*1694/12127=13.9% 4、Q2是排烟热损失量，KJ/Kg。 Q2=(H py-H lk)(1-q4/100) 式中H py--排烟焓值，由排烟温度θpy (135℃)、排烟处的过量空气系数αpy（αpy =21.0/(21.0 - O2py)）=1.24和排烟容积比热容C py=1.33 (KJ/(Nm3℃))计算得出，KJ/Kg。 H py=αpy (V gy C gy+ V H2O C H2O)θpy+I fh 由于I fh比较小可忽略不计 =1.24*( 5.05*1.33+0.615*1.51) *135 =1229
本科毕业设计（论文）开题报告 题目名称SHL10-1.25/250-AⅢ型锅炉热力计算及初步设计 学生姓名专业班级学号 一、选题的目的和意义： 工业锅炉目前是中国主要的热能动力设备，工业锅炉多于层燃链条炉排锅炉，近年来，中国燃煤电站锅炉行业取得了快速的发展。其一，产量大幅增长，行业产能快速提升。目前，整个行业的产能已经超过8000万千瓦，不仅能满足国内电力工业建设的需要，而且还进入了国际市场。对于目前仍采用的手烧加煤、间歇燃烧方式的小型固定炉排锅炉，必将淘汰，取而代之以新开发的新型锅炉。 然而随着锅炉行业的快速发展，能源匮乏的危机也越发显现出来。在当今世界，能源的发展、能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。为了实现能源的可持续发展，一方面必须“开源”，即开发核电、风电等新能源和可再生能源，另一方面还要“节流”，即调整能源结构，大力实施节能减排。而对锅炉的节能设计显得尤为重要。 二、国内外研究现状简述： 随着工业的发展，科学技术水平的不断提高，提高锅炉的效率在对改善劳动环境条件、节约能源、增加生产、提高产品质量、降低生产成本等方面起着越来越大的作用，自六十年代以来，世界各国工业锅炉节能技术发展很快，但我国目前的技术现状与世界先进水平的差距还很大，大部分能源尚未得到充分利用，因此在当前能源供应日趋紧张的总趋势下，采用清洁燃料和洁净燃烧技术的高效、节能、低污染工业锅炉将是产品发展的趋势。 工业锅炉节能改造技术：1.加装燃油锅炉节能器；2.安装冷凝型燃气锅炉节能器；3.采用冷凝式余热回收锅炉技术；4.锅炉尾部采用热管余热回收技术； 5.采用防垢、除垢技术； 6.采用燃料添加剂技术； 7.采用新燃料； 8.采用富氧燃烧技术； 9.采用旋流燃烧锅炉技术；10.采用空气源热泵热水机组替换技术；
第18卷第1期现 代 电 力 Vo l.18 N o.1 2001年2月 M ODER N EL ECT R IC PO WER Feb .2001 文章编号:1007-2322(2001)01-0008-07 关于电站锅炉几种热力计算标准的研究 李 伟 王雅勤 (华北电力大学(北京)动能工程系,北京 102206) 摘 要:简要分析了原苏联1957年热力计算标准、1973年热力计算标准和美国CE 锅炉性能设计标准的区别,依据三种标准编制了计算程序,对HG -410/100-9型、HG-670/140-9型和DG-1025/177-2型锅炉分别进行计算,通过对计算结果的比较,初步总结了三种标准对锅炉不同容量的适用性,该项研究对锅炉工程技术人员有一定的参考价值。 关键词:锅炉;热力计算;计算标准;比较;适用性分类号:T K223.21 文献标识码:A 收稿日期:2000-12-20 作者简介:李伟,1977年生,女,硕士,主要从事世界各国电站锅炉热力计算方法的研究;王雅勤,1938年生,女,教授,主要从事锅炉整体CA D 系统的开发与应用。 锅炉热力计算是锅炉整体计算的核心。锅炉水动力计算、受压元件强度计算、通风阻力计算、炉墙热力计算、管壁温度计算、制粉系统热力计算、空气动力计算都要在锅炉热力计算的基础上才能进行。在锅炉设计、运行、技术改造的各个阶段,也都要用到热力计算的数据。然而,我国目前尚没有自己的电站锅炉行业的热力计算标准,锅炉的设计和校核计算大多采用原苏联的标准,其中包括1957年标准和1973年标准。近年来,引进了一些国外的标准,如哈尔滨锅炉厂引进CE 技术、北京锅炉厂引进巴威公司的技术等。 由于时间及技术背景的差异,这些标准的热力计算方法不尽相同,尤其是美国CE 标准和苏联标准的差别较大。作者根据苏联1957年标准、1973年标准及美国CE 标准编制了计算程序,对H G-410/100-9型、HG-670/140-9型、DG-1025/177-2型锅炉分别进行计算,通过对计算结果的比较,初步总结了这三种标准对不同的锅炉容量的适用性,这对于锅炉工程技术人员选用标准有一定的参考价值。 1 前苏联1957年与1973年标准的区别 1.1 炉内传热计算 (1)炉膛出口烟温
1.水冷壁、锅炉管束、省煤器、过热器、再热器、凝渣管、空气预热器的作用是什么？ 水冷壁：（1）吸收炉膛内火焰的热量，是主要蒸发受热面，将烟气冷却到合适的炉膛出口温度。（2）保护炉墙。（3）悬吊敷设炉墙、防止炉壁结渣。 凝渣管：是蒸发受热面，进一步降低烟气温度，保护烟气下游密集的过热受热面不结渣堵塞。锅炉管束：是蒸发受热面。过热器：是过热受热面。将锅炉的饱和蒸汽进一步加热到所需过热蒸汽的温度。省煤器：（1）降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。（2）充当部分加热受热面或蒸发受热面。空气预热器：（1）降低排烟温度提高锅炉效率。（2）改善燃料着火条件和燃烧过程，降低燃烧不完全损失，进一步提高锅炉效率。（3）提高理论燃烧温度，强化炉膛的辐射传热。（4）热空气用作煤粉锅炉制粉系统的干燥剂和输粉介质。 2.水冷壁、省煤器、过热器、空气预热器可分为哪几类？各有什么优缺点？ 水冷壁可分为光管水冷壁和膜式水冷壁。光管水冷壁优点：制造、安装简单。缺点：保护炉墙的作用小，炉膛漏风严重。膜式水冷壁：优点：对炉墙的保护好，炉墙的重量、厚度大为减少。炉墙只需要保温材料，不用耐火材料，可采用轻型炉墙。水冷壁的金属耗量增加不多。气密性好，大大减少了炉膛漏风，甚至也可采用微正压燃烧，提高锅炉热效率。蓄热能力小，炉膛燃烧室升温快，冷却亦快，可缩短启动和停炉时间。厂内预先组装好才出厂，可缩短安装周期，保证质量。缺点：制造工艺复杂。不允许两相邻管子的金属温度差超过50度，因要把水冷壁系统制成整体焊接的悬吊框式结构，设计膜式水冷壁时必须保证有足够的膨胀延伸自由，还应保证人孔、检查孔、看火孔以及管子横穿水冷壁等处有绝对的密封性。 省煤器：铸铁式省煤器：优点：耐腐蚀、耐磨损。耐内部氧腐蚀、耐外部酸腐蚀。缺点：承压能力低，铸铁省煤器的强度不高，即承压能力低。不能做成沸腾式，否则易发生水击，损坏省煤器；易积灰，表面粗糙，胁制片间易积灰、堵灰；易渗漏，弯头多，法兰连接，易渗
课程设计任务书 一、课程设计题目： 二、课程设计任务： 1.任务： 2.已知条件： 三、原始资料 1.锅炉结构及设计参数 锅炉型号为SHL10-1.3/350-WⅢ型，如图8-1所示，炉膛内前墙、后墙、炉顶及两侧墙均布置有水冷壁，炉膛后沿烟气流程布置有凝渣管、过热器、对流管束、鳍片式铸铁省煤器和管式空气预热器。锅炉设计给水温度105℃，给水压力1.4MPa，排污率5%，冷空气温度30℃，热空气温度150℃，排烟温度180℃，炉膛出口处负压20Pa。 设计煤种为山西阳泉无烟煤，煤质资料为：C ar=65.65%，H ar=2.64%，O ar=3.19%，N ar=0.99%，S ar=0.51%，M ar=8%，A ar=19.02%，V daf=7.85%，= Q24426kJ/kg。 ar, net 锅炉受热面的设计过量空气系数及漏风系数见表8-8。设计热力计算结果见表8-9。
kJ/kg 10781.5 735.2 2229.4 图8-1 SHL10-1.37/350-W Ⅲ型锅炉本体结构简图 1-炉膛；2-烟窗及凝渣管； 3-过热器；4-对流管束； 5-省煤器，6-烟道门；7-空气预热器；8-风室；9-炉排 四、热力计算步骤 （一）辅助计算
当net ar,ar fh A a 4190 Q ≤6时，飞灰焓fh h 可忽略不计；实际烟气焓值只需要计算设备所处温度环境对应的焓值，不必全部算。
（二）炉膛热力计算 炉膛结构如图8-2所示。 图8-2 炉膛结构 AB=3320mm；BC=2280mm；CD=3850mm；DE=1970mm； EF=3340mm；FG=980mm；GH=1470mm；HI=640mm 要求学生：在图8-2中标出与尺寸相关的结构名称，如炉膛宽度、深度等。 2.炉膛的传热计算
锅炉热力计算 ●计算依据 燃煤热值按4500千卡/公斤、醇基燃料热值按6500千卡/公斤、柴油热值按10200千卡/公斤，燃煤价格按750元/吨、醇基燃料按3500元/吨、柴油价格按7500元/吨，煤锅炉的效率按45%、油气锅炉的效率按95%计算： ●4吨燃油蒸汽锅炉 4吨燃油蒸汽锅炉的热功率为248万大卡/小时， * 使用燃煤蒸汽锅炉，使用成本为： 248×104÷4500÷45%=1225公斤/小时×0.75=919元/小时*换装燃醇蒸汽锅炉使用醇基燃料使用成本为： 248×104÷6500÷95%=401公斤/小时×3.5=1404元/小时*换装油气蒸汽锅炉使用柴油作为燃料的使用成本为： 248×104÷10200÷95%=256公斤/小时×7.5=1920元/小时 ●300万大卡导热油锅炉 *使用燃煤导热油锅炉，使用成本为：
300×104÷4500÷45%=1482公斤/小时×0.75=1112元/小时*换装燃醇导热油锅炉使用醇基燃料使用成本为： 300×104÷6500÷95%=486公斤/小时×3.5=1700元/小时*换装油气导热油锅炉使用柴油作为燃料的使用成本为： 300×104÷10200÷95%=310公斤/小时×7.5=2325元/小时 三、综合效益计算 1、设备成本 ●4吨蒸汽锅炉 沿用现有的燃煤锅炉使用醇基燃料，每小时使用成本为： 248×104÷6500÷95%×3.5=1404元/小时 每天按8小时计算，则每天为11232元。 若更换同等功率的燃油燃气蒸汽锅炉约需55万元，每小时使用成本为1920元，每天按8小时计算，则每天为15360元，每天节省燃料费3984元，约130天即可收回设备投入。 ●300万大卡导热油锅炉
燃生物质锅炉结构设计与热力计算方法 湖南省特种设备检验检测研究院 汪斌 工程师 关键词：生物质锅炉 热力计算 摘要：根据生物质燃料挥发分高，热值低，着火快的特点，设计一种新的锅炉结构，此结构不同于以往的燃煤链条炉排锅炉，针对此新的锅炉结构，给出热力计算方法。为了方便工程应用，简化繁琐的计算过程。本文在吸收现有热力计算标准的核心思想的基础上，根据最基本的传热学理论，将大量的经验公式，图、表、结构系数等化简合并。对于合并后的系数取值，结合半经验公式计算和实际运行效果给出一个参考值。 1. 锅炉的设计目标：排烟处过量空气系数py ，排烟温度py T ，热效率q ，蒸发量D 。以上设计目标在锅炉热力计算时预先给定，作为已知条件使用。 2. 计算的目的：根据以上给定的设计目标，确定锅炉结构各部分的尺寸，比如炉膛尺寸小了，锅炉蒸发量达不到，尺寸大了过量空气系数增加，效率下降。 设计计算过程：先假定一个锅炉结构，如图所示为经过修改后的燃生物质锅炉结构，它分为三部分：1.炉膛；2对流管束；3尾部对流受热面。取消了燃煤锅炉的链条炉排和前后炉拱，用一个不设水冷壁的耐火浇筑燃烧室引燃新加入的燃料。
3. 炉膛传热计算： 炉膛传热计算的内容：根据假定的炉膛尺寸，确定炉膛的出口烟温，和辐射传热量。若出口烟温和传热量不合理，则须修改炉膛尺寸。炉膛容积的大小可以先参考炉膛容积热负荷假定。 炉膛传热计算的理论模型：将火焰看作紧贴水冷壁的一个表面。 则炉膛传热计算可以简化为两个灰体表面之间的辐射传热计算：传热方程 )(6.3Q 440r w a l av cal fur T T B A a -=σ KJ/Kg （1）
中英文对照翻译 配煤方法对燃煤锅炉中粉尘和氮氧化物排放的影响 亮点：说明了混合方法对粉尘和氮氧化物排放有很大影响。 说明了粉尘主要产生于炉的中间燃烧器。 说明了炉内混合方法可以排放最少量的氮氧化物和粉尘。 摘要：本文介绍了的混合方法对于500 MW切向燃烧煤粉锅炉燃烧特性和氮氧化物排放的影响的数值模拟。在同一个记重标准上模拟混合了60%沥青的煤和混合了40%亚烟煤的煤的炉内和炉外混合。模拟显示了混合方法对粉尘排放有很大影响，但对氮氧化物排放的影响不大。在下层燃烧器中燃烧烟煤和在上层燃烧器中燃烧亚烟煤的炉内混合方法排放的粉尘最少。两种混合方法中的粉尘均主要来自于炉内的中层燃烧器。500 MW燃煤电厂的现场试验表明炉内混合方法相比炉外混合方法可以大大减少氮氧化物和粉尘的排放。 关键字：粉尘氮氧化物煤混合锅炉点火损失 一、说明 近年来，许多国家的燃煤电厂在燃烧混合不同类型的煤种正变得越来越普遍。燃煤电厂利用混合煤有许多优势。煤混合由于许多不同的原因，包括:节约成本，减少SO2的排放，扩大优质煤的供应限制，提高燃料灵活性，控制煤炭的矿物含量，提供更好的燃烧，帮助解决现有问题，等[1]。但是，混合燃烧也可能在锅炉运行中产生意想不到的问题，比如效率、腐蚀、侵蚀，火焰稳定，结渣，污垢，吸附热炉等等。 在发电厂中，不同类型的煤可以在料箱，储煤器，输送带中混合，煤层堆积在一起按照所需的成分给出理想的混合比例。有时，不同煤种堆积在单独的料箱，然后按照预定比例混合再使用填料器从每个料箱中输出。料箱中待掺合煤按照要求的比例添加，不同煤种顺序添加到储煤器中。在输送带
上混合时，两种或更多种不同的煤在移动的皮带输送机上按体积或重量比例混合。不同料箱的煤通过改变它们排出到皮带输送机上的速度进行混合。通过改变单独的进料器的煤炭传递到输送机上的速度从而得到共混物的理想比例，然后在送到到原煤斗[2]。 按照Ikeda和Lee等人的定义，这三个混合方法可归类为炉外混合方法[3-5]。在该方法中，不同类型的煤先被混合在一起后，同时喷入炉内。这种方法在发电厂是很常见的，因为两个或两个以上的煤可方便融入了料箱，储煤器或在上述传送带。这有时被称为线混合或原煤斗混合方法。在炉内混合方法中各煤没有预先混合，而是从单独的燃烧器喷入锅炉。这种方法在电厂不受欢迎，因为在煤仓分开运送和分发两种煤很困难。 关于混合煤的燃烧，排放和粉尘特性已经出现了[4-11]的许多实验室研究及关于中试炉[12-14]，和满量程电站锅炉[15-21]的研究。然而，只有少数的研究发现在其中混合方法对于燃烧效率和污染物排放的的影响[3-5]。Ikeda等人通过试点炉三阶段燃烧器（煤燃烧速度：0.3吨/日）调查了粉煤灰炉内混合方法对NO x排放和未燃碳的影响[3]。Lee等人通过沉降炉计算和实验研究了混合方法对NO x和未燃碳的影响[4]和[5]。但是，具有满量程电站锅炉的研究却一直没有找到。 本论文描述了在500兆瓦切向燃煤锅炉中混合方法对燃烧特性和NO x 排放影响的数值研究。在CFD模拟中用60％沥青和40％亚烟煤的以重量为基础的共混物对三例不同的混合方法进行了研究。粉尘和氮氧化物排放是目前的CFD模拟的重点工作，另外对一氧化碳，氧气和在锅炉中的烟气的温度分布也进行了研究。最后，在500兆瓦的燃煤锅炉炉内和外炉混合方法的试验中，分别对粉尘和NO x排放数据评论。 二、模拟 2.1 500 MW四角切圆燃煤锅炉 目前500兆瓦的燃煤锅炉组由一个切向燃煤炉，超临界，一次通过，一次中间再热锅炉，换热器，如过热器（SH），再热器（RH），和燃烧器口组成。安排示于图1。节能器安装在锅炉的后部通道。锅炉的高度为约86.3米，截面宽度和炉的深度均为16.5米[22]。
1. 水冷壁、锅炉管束、省煤器、过热器、再热器、凝渣管、空气预热器的作用是什么？ 水冷壁：（1）吸收炉膛内火焰的热量，是主要蒸发受热面，将烟气冷却到合适的炉膛出口温度。（2）保护炉墙。（3）悬吊敷设炉墙、防止炉壁结渣。凝渣管：是蒸发受热面，进一步降低烟气温度，保护烟气下游密集的过热受热面不结渣堵塞。锅炉管束：是蒸发受热面。过热器：是过热受热面。将锅炉的饱和蒸汽进一步加热到所需过热蒸汽的温度。省煤器：（1）降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。（2）充当部分加热受热面或蒸发受热面。空气预热器：（1）降低排烟温度提高锅炉效率。（2）改善燃料着火条件和燃烧过程，降低燃烧不完全损失，进一步提高锅炉效率。（3）提高理论燃烧温度，强化炉膛的辐射传热。（4）热空气用作煤粉锅炉制粉系统的干燥剂和输粉介质。 2. 水冷壁、省煤器、过热器、空气预热器可分为哪几类？各有什么优缺点？ 水冷壁可分为光管水冷壁和膜式水冷壁。光管水冷壁优点：制造、安装简单。缺点：保护炉墙的作用小，炉膛漏风严重。膜式水冷壁：优点：对炉墙的保护好，炉墙的重量、厚度大为减少。炉墙只需要保温材料，不用耐火材料，可采用轻型炉墙。水冷壁的金属耗量增加不多。气密性好，大大减少了炉膛漏风，甚至也可采用微正压燃烧，提高锅炉热效率。蓄热能力小，炉膛燃烧室升温快，冷却亦快，可缩短启动和停炉时间。厂内预先组装好才出厂，可缩短安装周期，保证质量。缺点：制造工艺复杂。不允许两相邻管子的金属温度差超过50 度，因要把水冷壁系统制成整体焊接的悬吊框式结构，设计膜式水冷壁时必须保证有足够的膨胀延伸自由，还应保证人孔、检查孔、看火孔以及管子横穿水冷壁等处有绝对的密封性。省煤器：铸铁式省煤器：优点：耐腐蚀、耐磨损。耐内部氧腐蚀、耐外部酸腐蚀。缺点：承压能力低，铸铁省煤器的强度不高，即承压能力低。不能做成沸腾式，否则易发生水击，损坏省煤器；易积灰，表面粗糙，胁制片间易积灰、堵灰；易渗漏，弯头多，法兰连接，易渗水漏水。体积大，重量重，价格贵，铸铁省煤器管壁较厚，笨重。钢管式省煤器：优点：钢管式省煤器可用于任何压力和容量的锅炉，置于不同形状的烟道中。体积小，重量轻，价格低廉。过热器：水平过热器：疏水容易，固定困难。立式放置时刚好相反。空气预热
循环流化床锅炉热效率计算 我公司75t/h循环流化床锅炉，型号为UG75/3.82-M35，它的热效率计算为：
2、Q1是锅炉的有效利用热量，KJ/Kg；在反平衡热效率计算中，是利用其它热损失来求出它的。 3、Q4是机械不完全燃烧热损失量，KJ/Kg。 Q4= Q cc(M hz C hz+M fh C fh+M dh C dh)/M coal 式中Q cc--灰渣中残余碳的发热量，为622 KJ/Kg。 M hz、M fh、M dh--分别为每小时锅炉冷渣器的排渣量、飞灰量和底灰量，分别为15、7、2t/h。 C hz、C fh、C dh--分别每小时锅炉冷渣器的排渣、飞灰和底灰中残余碳含量占冷渣器的排渣、飞灰和底灰量的质量百分比，按2.4%左右。 M coal--锅炉每小时的入炉煤量，为20.125t/h。 所以Q4= Q cc(M hz C hz+M fh C fh+M dh C dh)/M coal =622（15*2.4+7*2+3.5*2.4）/20.125 =1694 KJ/Kg q4= 100Q4/Q r（%） =100*1694/12127=13.9% 4、Q2是排烟热损失量，KJ/Kg。 Q2=(H py-H lk)(1-q4/100) 式中H py--排烟焓值，由排烟温度θpy (135℃)、排烟处的过量空气系数αpy（αpy =21.0/(21.0 - O2py)）=1.24和排烟容积比热容C py=1.33 (KJ/(Nm3℃))计算得出，KJ/Kg。 H py=αpy (V gy C gy+ V H2O C H2O)θpy+I fh 由于I fh比较小可忽略不计 =1.24*( 5.05*1.33+0.615*1.51) *135
毕业设计说明书＿工业锅炉程序设计毕业设计（论文）开题报告 题目：工业锅炉热力计算程序 学院：电力工程学院 专业：热能与动力工程 学生姓名：胡川 指导教师：齐晓波 日期：2005年6月 随着我国经济和工业的快速发展，每年有大量的工业锅炉被设计生产出来。锅炉的设计过程是非常规范的程序化设计，即在设计过程中要遵循锅炉设计的各种规程和标准。锅炉设计方法分为设计计算和校核计算，在实际设计中我们大量用到的是校核计算，所谓校核计算就是在给定条件下（如：排烟温度、给水温度、锅炉效率、煤种、产汽量，进口烟温，出口烟温等）先假设出炉型、各部收热面的结构，然后计算出各部受热面的烟气进口温度、出口温度、工质温度等，用在些计算值与给定值进行比较，如果误差在要求范围内则可结束计算，如果
误差不在范围内则应重新调整假设的结构再进行计算得出计算值，然后与假定值比较，直到误差满足要求。 由以上对锅炉设计特点的叙述可得出这样一个结论：锅炉设计是一个需要大量反复计算的过程，在这过程中所有的计算都是非常有规律的程序化设计过程。 锅炉的热力计算是锅炉设计的基础，是其他锅炉设计的依据。由此可见锅炉热力计算的重要性。为保证其计算的精度要求，在热力计算中常常是大量反复的计算，花费了大量的精力和时间。随着计算机应用的普及和锅炉热力计算的特点许多锅炉厂家和科技人员开发了一些锅炉热力计算的计算机程序，但是这些程序却都是针对某一具体锅炉而编制的，因此，当设计新的锅炉或对其它锅炉进行计算时，就需要编制新的计算程序，或者对相近炉型的计算程序进行修改，这样不但费时费力，而且易出差错。此外，以往的热力计算程序通常仅采用Fortran、Basic或C语言编制。这些语言具有强大的计算功能，并且使用也十分简单。但受其语言本生的限制，程序的输入和输出界面上却很难做得美观、易用。 MATLAB 是一种高效的工程计算语言，它在数值计算、自动控制、图象处理、神经网络等方面有着广泛的应用。利用MATLAB可制作出友好的图形界面，它能提供直观的交互入口。基于MATLAB 的优点，用MATLAB编制锅炉热力计算程序可提高编程的效率和完成许多其它程序无法完成的功能，如：与Excel 的连接、图形的输出等。MATLAB 友好的编程界面和用户界面提高了程序的可读性，在些其它程序是无法完成的 用MATLAB编制的工业锅炉热力计算程序目的在于完成工业锅炉的热力计算，既在给定工业锅炉的初始条件（额定蒸发量，锅筒压力，排烟温度，给水压力、温度，预热器出口空气温度，冷风温度，效率等）下通过热力计算确定工业锅炉的结构各尾部受热面的结构。然后用MATLAB把计算结果和中间计算参数输入到Excel中，并把炉子结构和各受热面结构用图形表示出来。 程序的结构和设计原则： 锅炉热力计算可分为计算入口、燃料计算、热平衡计算、炉膛结构计算、炉膛传热计算、捕渣管束计算、锅炉管束传热计算、省煤器计算、空气预热器计算、程序10大部分。基于热力计算的特点将程序也分为基本的10部分和一个放置供主计算程序调用的自己编写的函数库，它们为：0head程序说明、1fuel燃料计算程序、2balance热平衡计算程序、3structure 炉膛结构计算、4furnace炉膛传热计算程序、5catch捕渣管束计算程序、6drum锅炉管束传热计算程序、7economizres省煤器计算程序、8airheater空气预热器计算程序、8自用函数、9end。 为使计算程序清晰明了，在设计中应使程序尽可能的独立化和功能单一化，如：如果在程序中遇到某个参数，而在一个参数的计算比较复杂，这时应将它编写为一独立函数，然后由主函数来调用。 由于计算程序主函数都是以M文件的形式编写的，这样就使所有的热力计算程序中的变量公用工作空间“workspace”,这样计算程序级易由于变量重名而出错，所以如何有效的防止变量重名成为设计的程序是否可靠的关键。为防止变量重名在每一块计算程序中的变量均以一