锅炉课程设计计算表

锅炉课程设计表格Tomorrow Will Be Better, February 3, 2021
注意事项：
1.此表格适用于220t/h锅炉220t/h的屏式过热器表格为120t/h凝渣管表格
2.此表格仅供参考,行高为0.8cm,可以根据自己字体大小修改行高,调整列宽
3.表格需要根据自己所计算的项目增减行数
4.特别注意每一项表格需顶格打印,不能接连打印每个项目之前需要自己插入各个小块的示意图及相关文字说明
焓温表
锅炉热平衡及燃料消耗量计算
炉膛结构设计
水冷壁
炉膛热力计算
屏式过热器的结构尺寸计算
屏式过热器热力计算
高温过热器结构尺寸计算
高温过热器传热计算
低温过热器结构尺寸计算
低温过热器热力计算
减温水量校核。

锅炉原理课程设计一、热力计算（一）燃料燃烧计算1.锅炉参数（1）锅炉蒸发量 D 30t/h（2）蒸汽压力 P 0.13MPa（3）蒸汽温度 tgr 350℃（4）给水温度 tgs 105℃（5）冷空气温度 tlk 30℃（6）锅炉排污率 P 5%2．设计燃料与特性：3.锅炉各受热面的漏风系数和过量空气系数4.理论空气量、理论烟气容积的计算5.各受热面烟道中烟气特性表（三）炉膛的热力计算1.炉膛结构特性（1）标高计算炉膛结构个点标高示意图（2）炉膛包覆面积1）侧墙A=[(7.300-3.956)+(7.809-3.956)]*0.5*1.900=6.84㎡B=[1.305*(3.956-2.092)]*0.5=1.22㎡C=[(1.572-1.100)+(2.092-1.100)]*0.5*3.285=2.4㎡D=0.595*(3.956-1.100)=1.70㎡E=[(3.956-1.100)+(3.621-1.100)]*0.5*0.920=2.47㎡F=[(2.154-1.100)+(1.600-1.100)]*0.5*0.32=0.25㎡Fcq=6.84+1.22+2.4+1.70+2.47+0.25=14.882）后墙1.572-1.100=0.472mAB=(2.092-1.572)/sin9°=3.32mBC=1.305/sin35°=2.28mCD=7.809-3.956=3.85mFhq=(0.47+3.32+2.28+3.85)*2.72=26.98㎡3）前、顶墙1.600-1.100=0.50mHI=0.32/cos60°=0.64mFG=0.92/cos20°=0.98mGH=3.621-2.154=1.47mEF=7.30-3.956=3.34mED=1.90/cos15°=1.97mFqq=(0.50+0.64+0.98+1.47+3.34+1.97)*2.72=24.21㎡4）炉壁总面积Fbz=2*14.88+26.98+24.21=80.95㎡(3)炉排有效面积（2.092-1.572）/tg9°=3.28m0.595+0.92+0.32=1.84mR=(3.28+1.84)*2.3=11.78㎡(4)炉膛容积Fcq*2.72=14.88*2.72=40.47㎡(5)炉膛有效辐射受热面1）前顶后水冷壁示意图DE+EF-(4.40-3.956)=1.97+3.34-0.44=4.87m(曝光)（0.64+0.98+1.47+3.34+1.97）-4.87=3.53m（覆盖耐火涂料层）S=170,d=51,e=25.5,n=16(根)，S/d=3.33,e/d=0.5查线算图7-5得x1=0.59，x2=1Hq1=(16-1)*0.17*4.87*0.59=7.33㎡Hq2=(16-1)*0.17*3.53*1=9.03㎡由表7-1查得：§1=0.6，§2=0.2所以，§Hq=0.6*7.33+0.2*9.33=6.2㎡2）后墙DC+CB-1.5(烟窗高度)=3.85+2.28-1.5=4.63mAB=3.32mS=170,d=51,e=25.5,n=16根，S/d=3.33,e/d=0.5查图7-5得x1=0.59，x2=1所以，Hh1=(16-1)*0.17*4.63*0.59=6.97㎡Hh2=(16-1)*0.17*3.32*1=8.47㎡由表7-1查得：§1=0.6，§2=0.2所以，§Hh=0.6*6.97+0.2*8.47=5.88㎡3)烟窗S=340,d=51,l=1.5m,x=1,n=8,§=0.6所以，Hch=(n-0.5)slx=(8-0.5)*0.34*1.5*1=3.83㎡§Hch=0.6*3.83=2.3㎡4)侧墙水冷壁A=[(7.300-2.300)+(7.587-2.300)]*0.5*1.050-0.08(后拱遮盖面积) =5.40-0.08=5.32㎡B=[(7.640-3.956)+(7.809-3.956)]*0.5*0.630+0.5*0.63*0.9=2.374+0.284=2.66㎡C=(2.300-1.100)*1.05-0.08(后拱遮盖面积)=1.18㎡S=105,d=51,e=65,S/d=2.06,e/d=65/51=1.275得x1=0.87,x2=1所以，Hc1=(5.32+2.66)*0.87=6.94㎡Hc2=1.18*1=1.18㎡§Hc=0.6*6.94+0.2*1.18=4.17+0.24=4.4㎡∑§H=6.20+5.88+2.3+2*4.4=23.18㎡(6)炉膛平均热有效系数∮l= ∑§H/Fbz=23.18/80.95=0.286(7)炉膛有效辐射层厚度S=3.6Vl/Fl=3.6*40.47/(80.95+11.78)=1.57m(8)燃烧面与炉墙面积之比ρ=R/Fbz=11.78/80.95=0.1462炉膛的热力计算（四）凝渣管的热力计算1.凝渣管结构计算（1）第1/2排（错列部分）Sl’=340,d=51,n=8根/排，S1’/d=340/51=6.67,查图7-5，x’=0.21)受热面积H’=πdl*2n=3.14*0.051*1.5*2*8=3.84㎡2)烟气流通截面积F’=2.85*1.5-8*1.5*0.051=3.66㎡(2)第3、4排（顺列部分）S1’’=170,d=51,n=16根/排,S1’’/d=170/51=3.33,查图7-5，x’’=0.411)受热面面积H’’=πdl*2n=3.14*0.051*1.5*2*16=7.68㎡2)烟气流通截面积F’’=2.85*1.5-16*1.5*0.051=3.05㎡(3)凝渣管1）总受热面积H=H’+H’’=3.84+7.68=11.52㎡2)烟气平均流通截面积（H’+H’’）/(H’/F’+H’’/F’’)=(3.84+7.68)/(3.84/3.66+7.68/3.05)=3.23㎡3)凝渣管受炉膛辐射面积Hfz=3.83㎡4)凝渣管角系数Xnz=1-（1-x’）^2*(1-x’’)^2=1-(1-0.2)^2*(1-0.41)^2=0.775)凝渣管有效辐射受热面积Hnzf=Xfz*Hfx=0.77*3.83=2.95㎡6)横向平均节距S1=(S1’*H’+S1’’*H’’)+H’’=(0.34*3.84+0.17*7.68)/11.52=0.2 27m7)纵向节距S2=0.180m8）烟气有效辐射层厚度S=0.9d(S1S2/d2^2*4/π-1)=0.9*0.051(0.227*0.18/0.051^2*4/3.14-1)=0.873m9）比值σ1=S1/d=0.227/0.051=4.45; σ2=S2/d=0.18/0.051=3.532.凝渣管的热力计算（表）（五）蒸汽过热器的热力计算1.蒸汽过热器的结构计算（1）结构尺寸管径 d=0.038/0.031m横向平均节距S1=(S1’+S1’’)/2=(0.068+0.102)/2=0.085m纵向节距S2=0.1m;横向排数z1=30排；纵向排数z2=8排（2）横向冲刷烟气流通截面积Fhx=(2.85-30*0.038)*1=1.71㎡纵向冲刷烟气流通截面积Fzx=a*b-z1*z2πd^2/4=(1.03-0.051)*2.85-30*8π*0.038^2/4=2.52㎡(3)横向冲刷受热面积Hhx=z1*z2*π*d*l=30*8*3.14*0.038*1=28.64㎡(4)纵向冲刷受热面面积Hzx=z1*z2*π*dl=30*8*3.14*0.038*0.57=16.32㎡（5）总受热面面积H=Hzx+Hhx=28.64+16.32=44.96㎡（6）逆流部分蒸汽流通截面积fnl=32*π/4*0.031^2=0.0241㎡(7)顺流部分蒸汽流通截面积fsl=28*π*0.031^2=0.0211㎡(8)蒸汽平均流通截面积f=1/2(fnl+fsl)=1/2*(0.0241+0.0211)=0.0226㎡(9)管间有效辐射层厚度S=0.9d(4S1*S2/πd^2-1)=0.9*0.038*(4*0.085*0.1/π*0.038^2-1)=0.222m(10)纵向冲刷当量直径ddl=4F/U=4(2.85*0.979-8*30*π/4*0.038^2)/(2*（2.85+0.979）+8*30*π*0.038)=0.227m(11)比值σ1=S1/d=0.085/0.038=2.24;σ2=S2/d=0.1/0.038=2.632.蒸汽过热器的热力计算（表）。

《电厂锅炉原理》课程设计指导书1能源与动力工程系目录第一章锅炉设计的任务及热力计算的作用和分类 ................. 错误!未定义书签。

第二章锅炉的设计计算 ............................................................. 错误!未定义书签。

第一节设计计算的步骤 ...................................................... 错误!未定义书签。

第二节辅助计算和热平衡计算 .......................................... 错误!未定义书签。

第三节炉膛计算 .................................................................. 错误!未定义书签。

第四节屏式受热面的计算 .................................................. 错误!未定义书签。

第五节烟道对流受热面的计算 .......................................... 错误!未定义书签。

第三章锅炉的校核计算 ............................................................. 错误!未定义书签。

第四章符号与参考文献 ............................................................. 错误!未定义书签。

A. 符号比较 ............................................................................ 错误!未定义书签。

B. 参考文献 ............................................................................ 错误!未定义书签。

注意事项：
1.此表格适用于220t/h锅炉（220t/h的屏式过热器表格为120t/h凝渣管表格）
2.此表格仅供参考，行高为0.8cm，可以根据自己字体大小修改行高，调整列宽
3.表格需要根据自己所计算的项目增减行数
4.特别注意每一项表格需顶格打印，不能接连打印（每个项目之前需要自己插入各个小块的示意图及相关文字说明）
烟气特性表
焓温表
锅炉热平衡及燃料消耗量计算
炉膛结构设计
水冷壁
燃烧器结构尺寸计算
炉膛结构尺寸计算
炉膛热力计算
屏式过热器的结构尺寸计算
屏式过热器热力计算
高温过热器结构尺寸计算
高温过热器传热计算
低温过热器结构尺寸计算
低温过热器热力计算
减温水量校核
上级省煤器结构尺寸计算
上级空气预热器结构尺寸计算
上级空气预热器热力计算
下级省煤器结构尺寸计算
下级空气预热器结构尺寸计算
下级空气预热器热力计算。

锅炉原理课程设计计算说明书学生姓名：班级：学号：指导教师：2011 年6月目录一、锅炉课程设计计算任务总述------------------------------------------------------2二、锅炉燃煤元素分析中各种基准的换算------------------------------------------2三、锅炉燃烧过程的物质平衡及燃烧产物的计算----------------------------------6四、锅炉运行中的热平衡计算----------------------------------------------------------8五、参考文献-------------------------------------------------------------------------------10一、 锅炉课程设计计算任务总述:1. 锅炉燃煤元素分析中各种基准的换算2. 锅炉燃烧过程的物质平衡及燃烧产物的计算3. 锅炉运行中的热平衡计算已知量：煤的成分组成 低位发热量Q netar /(MJ/Kg) 序号 挥发分V def /% 碳C ar /% 氢H ar /% 氧O ar /% 氮N ar /% 硫S ar /% 灰分A ar /% 水分M ar /% 3 30.67 43.23 2.81 5.11 0.72 0.94 39.13 8.0616.23二、任务一：锅炉燃煤元素分析中各种基准的换算 1 . 以收到基为原基准：（1）C ar +H ar +O ar +N ar +S ar +A ar =100%-M ar 以空气干燥基为新基准：C ad +H ad +O ad +N ad +S ad +A ad =100%-M ad∴ar arM C -%100=adad M C -%100∴ar ad C C =aradM M --%100%100 即：ar ad X X =aradM M --%100%100 （2）以干燥基为新基准：C d +H d +O d +N d +S d +A d =100%∴C d =MarCar-%100∴ar d C C =arM -%1001即：ar d X X =arM -%1001（3）以干燥无灰基为新基准：C daf +H daf +O daf +N daf +S daf =100%C daf =ar ar arM A C --%100∴ardaf C C =arar M A --%1001即：ardaf X X =arar M A --%10012．以空气干燥基为原基准：（1）C ad +H ad +O ad +N ad +S ad +A ad =100%-M ad 以收到基为新基准：C ar +H ar +O ar +N ar +S ar +A ar =100%-M ar∴ad ad M C -%100=ar arM C -%100∴ad ar C C =ad arM M --%100%100 即ad ar X X =adarM M --%100%100 (2)以干燥基为新基准：C d +H d +O d +N d +S d +A d =100%∴Mad Cad-%100=%100CdC a d Cd =Mad -%100%100即Xad Xd =Mad-%100%100(3)以干燥无灰基为新基准：C daf +H daf +O daf +N daf +S daf =100%∴C daf =Mad Aad Cad--%100C a d C d a f =Mad Aad --%1001即Xad Xdaf =MadAad --%10013.以干燥基为原基准：（1）C d +H d +O d +N d +S d +A d =100% 以收到基为新基准：C ar +H ar +O ar +N ar +S ar +A ar =100%-M ar∴Cd=Mar Car-%100Cd Car =%100%100Mar-即Xd Xar =%100%100Mar-(2) 以空气干燥基为新基准：C ad +H ad +O ad +N ad +S ad +A ad =100%-M ad∴d C =Mad Cad-%100Cd Cad =%100%100Mad-即Xd Xad =%100%100Mad-(3) 以干燥无灰基为新基准：C daf +H daf +O daf +N daf +S daf =100%∴Ad Cd-%100=%100CdafCd Cdaf =Ad -%100%100即Xd Xdaf =Ad-%100%1004．以干燥无灰基为原基准：（1）C daf +H daf +O daf +N daf +S daf =100% 以收到基为新基准：C ar +H ar +O ar +N ar +S ar =100%-M ar- A ar ∴%100Cdaf =AarMar Car--%100C d a fC a r =%100%100AarMar --即XdafXar =%100%100Aar Mar --（2）以空气干燥基为新基准：C ad +H ad +O ad +N ad +S ad =100%-M ad- A ad ∴%100Cdaf =Mad Aad Cad--%100C d a fC a d =%100%100MadAad --即XdafXad =%100%100MadAad --（3）以干燥基为新基准：C d +H d +O d +N d +S d =100%- A d ∴%100Cdaf =Ad Cd-%100C d a f Cd =%100%100Ad -即XdafXd =%100%100Ad-已知：M ad =0收到基空气干燥基 干燥基 干燥无灰基收到基 1aradM M --%100%100Mad-%100%100arar M A --%1001空气干燥基 adarM M --%100%1001Mad -%100%100 MadAad --%1001干燥基%100%100Mar - %100%100Mad -1Ad -%100%100干燥无灰基%100%100Aar Mar -- %100%100Mad Aad -- %100%100Ad-11. x —干燥基 x 0—收到基∴K=ar M -%1001=6.08%1001-=1.09C d =K* C ar =1.09*43.23=47.12 H d =K*H ar =1.09*2.81=3.06 O d =K*O ar =1.09*5.11=5.57 N d =K*N ar =1.09*0.72=0.78 S d =K*S ar =1.09*0.94=1.02 A d =K*A ar =1.09*39.13=42.652. x —干燥无灰基 x 0—收到基 ∴K=ar ar M A --%1001=06.83.139100100--=1.89C daf = K* C ar =1.89*43.23=81.70 H daf = K*H ar =1.89*2.81=5.31 O daf = K*O ar =1.89*5.11=9.66 N daf = K*N ar =1.89*0.72=1.36 S daf = K*S ar =1.89*0.94=1.783. x —空气干燥基 x 0—收到基XK X∴K=ar ad M M --%100%100=06.8100100-=1.09C ad = K* C ar =1.09*43.23=47.12 H ad = K*H ar =1.09*2.81=3.06 O ad = K*O ar =1.09*5.11=5.57 N ad = K*N ar =1.09*0.72=0.78 S ad = K*S ar =1.09*0.94=1.02 A ad = K*A ar =1.09*39.13=42.65所有根据以上计算可得下列表格：煤的成分组成收到基 C ar /% H ar /% O ar /% N ar /% S ar /% A ar /% M ar /% 数值 43.23 2.81 5.11 0.72 0.94 39.13 8.06 空气干燥基 C d /% H d /% O d /% N d /% S d /% A ar /% M ad /% 数值 47.12 3.06 5.57 0.78 1.02 42.65 0.00 干燥基 C daf /% H daf /% O daf /% N daf /% S daf /% A ad /% 数值 47.12 3.06 5.57 0.78 1.02 42.65 干燥无灰基 C ad /% H ad /% O ad /% N ad /% S ad /% 数值 81.70 5.31 9.66 1.36 1.78三、任务二：锅炉燃烧过程的物质平衡及燃烧产物的计算 计算内容：理论空气量 实际空气量 理论烟气量 实际烟气量 1. 理论空气量的计算：碳的分子量为12，1kg 碳燃烧所需的O 2的量22.4/12Nm 3 1kg 燃料中含碳量为C ar /100kg 则燃烧需氧量为124.22 ⨯ 100ar C =1.866100ar C=0.81, Nm 3 同样，可知在1kg 燃料中含氢量为H ar /100kg, 则燃烧需氧量为008.144.22⨯ ⨯100ar H =5.55100ar H=0.16, Nm 3 同样，可知在1kg 燃料中含硫量为S ar /100kg, 则燃烧需氧量为324.22 ⨯ 100ar S =0.7100ar S=0.00658Nm 3 而1kg 燃料中本身的含氧量为O ar /100kg ，相当于324.22 ⨯ 100ar O =0.7100ar O=0.04 Nm 3 则1kg 燃料燃烧所需的氧量为1.866100ar C + 5.55100ar H+0.7100ar S -0.7100ar O , Nm 3 按空气中O 2的溶剂百分数为21%计算，则1kg 燃料燃烧所需的理论空气量V 0为V 0=(1/0.21)[1.866100ar C + 5.55100ar H+0.7100ar S -0.7100ar O ]= 4.46Nm 3/kg2.实际空气量的计算：取过量空气系数α=1则实际空气量 V k =αV 0=4.46Nm 3/kg 3.理论烟气量：（1）理论CO 2 、SO 2的体积 根据燃烧前后C S 的质量不变V CO2=124.22⨯100ar C = 1.866100ar C =0.81 Nm 3/kg V SO2=324.22 ⨯ 100ar S = 0.7100ar S =0.00658 Nm 3/kgV RO2=V CO2+V SO2 =0.81658 Nm 3/kg（2） 理论氮气体积（02N V ） 02N V 由两部分组成：燃料中的氮所占的体积和理论空气量中氮所占的体积即 02N V =079.0100284.22V N ar+⨯=0.8100ar N +0.79V 0=3.53Nm 3/kg （2.5）（3） 理论水蒸气体积02oH V 由以下3部分组成： （1）燃料中的氢完全燃烧生成的水蒸气体积由式（2-2），1kgH 2完全燃烧产生016.224.222⨯⨯Nm 3的水蒸气，1kg 燃料中含有100arH kg 的氢，产生的水蒸气的体积为： ⨯⨯⨯016.224.222100ar H =11.1100ar H=0.31，Nm 3/kg（2） 燃料中的水汽化生成的水蒸气的体积：⨯184.22100ar M =1.24100ar M=0.1，Nm 3/kg （3） 理论空气量带入的水蒸气的体积： 设1kg 干空气中含有的水蒸气为d （g/kg ），干空气的密度为1.293kg/m 3，水蒸气的密度为804.04.2218= kg/ Nm 3，则每m 3干空气所含水蒸气的体积为：d d00161.0804.01000293.1=⨯理论空气量V 0带入的水蒸气体积为d 00161.0 V 0。

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%，Q24426kJ/kg。

N ar=0.99%，S ar=0.51%，M ar=8%，A ar=19.02%，V daf=7.85%，=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。

平均烟温 t av ℃ 952 850 516 351 309 221 进口介质温度 t ' ℃ 197 197 197 197 105 30 出口介质温度 t ''℃ 197 197 324197137 144 介质流速 w m/s 20.42 0.52 6.56 受热面积 Hm 2 51.87 11.52 H hx =28.64H zx =16.32230.194.4 169.8 温压 t ∆℃ 755 587 319 187131传热系数 K kW/m 2·℃0.0306 0.0306 0.0309 0.0227 0.0228 吸热量QkJ/kg10781.5735.22229.46289.21111.3 1409.2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1．理论空气量、理论烟气量的计算名称符号单位 计算公式结果理论空气量 0k V m 3/kg 0.0889(C ar +0.375S ar )+0.265H ar -0.0333O ar 三原子气体容积 2RO Vm 3/kg 0.01866(C ar +0.375S ar )理论氮气容积 0N 2V m 3/kg 1008.079.0ar 0k N V ⨯+理论水蒸汽容积OH 2V m 3/kg0.111H ar +0.0124W ar +0.01610k V2．各受热面烟道中烟气特性表名称符号单位计算公式炉膛与凝渣管 蒸汽过热器锅炉管束 省煤器 空气预热器 进口过量空气系数 α' 给定 出口过量空气系数 α''给定 漏风系数 ∆α平均过量空气系数 αav2/)(αα''+'实际水蒸汽容积 O H 2Vm 3/kg 0k av 0OH )1(1610.02V V -+α烟气总容积V ym 3/kg0k av O H N 0RO V )1(V V V 222-+++α当netar,arfh 4190Q ≤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。