锅炉课程设计

50MW等级高压煤粉锅炉锅炉课程设计学院：交通学院******专业：能源与动力工程学号：**********指导老师：***时间：2015年12月锅炉课程设计任务书1、 锅炉额定蒸发量：题目一220/e D t h2、 给水温度：o 215C gst3、 过热蒸汽温度：o 540C grt4、 过热蒸汽压力（表压）：9.8MPa grp5、 制粉系统：中间储仓式（热空气做干燥剂、钢球筒式磨煤机；无烟煤为热风送粉） 6、 燃烧方式：四角切圆燃烧 7、 排渣方式：固态 8、 环境温度：o 20C 9、 燃料种类：淄博贫煤 10、 设计内容时间分配表：11、 形成排版规范，计算公式、计算结果和设计内容基本正确，锅炉结构合理的设计书面报告。

目录第一章锅炉课程设计任务书 (3)第一节概述 (4)第二节基本资料 (4)第二章辅助计算 (6)第一节燃料数据的分析和整理 (6)第二节锅炉的空气量平衡 (6)第三节燃料燃烧计算 (7)第三章炉膛热力计算 (133)第一节炉膛校核热力计算的步骤 (133)第二节炉膛几何特征的计算 (133)第三节炉膛热力计算 (155)第四节炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增的计算表188 第四章对流受热面的热力计算 (19)第一节屏的热力计算 (19)第二节凝结管结构及计算 (255)第三节高温过热器的热力计算 (266)第四节低温过热器的热力计算 (311)第五节省煤器和空气预热器的热力计算 (344)4.5.1. 高温省煤器计算 (344)4.5.2.高温空气预热器的热力计算 (378)4.5.3.低温省煤器的热力计算 (39)4.5.4.低温空气预热器的热力计算 (412)第五章锅炉热力计算汇总............... 错误!未定义书签。

5 总结 (466)参考文献 (477)第一章锅炉课程设计任务书第一节概述一、锅炉课程设计的目的1.对锅炉原理课程的知识得以巩固、充实和提高；2.掌握锅炉机组的热力计算方法，学会使用《锅炉机组热力计算标准方法》；3.应具有综合考虑锅炉机组设计与布置的初步能力；4.培养主动查阅资料、合理选择和分析数据的能力；5.培养对工程技术问题的严肃认真和负责的态度。

二、锅炉课程设计热力计算方法根据计算任务书不同，可分为设计（结构）热力计算和校核热力计算两种。

三、校核热力计算的主要内容1.锅炉辅助设计计算：为后面受热面的热力计算提供必要的基本计算数据或图表。

2.受热面热力计算：其中包括为热力计算提供结构数据的各受热面的结构计算。

3.计算数据的分析四、锅炉课程设计应提供的必要资料1.课程设计任务书及其要求；2.给定的燃料及其特性；3.锅炉主要参数，如锅炉蒸发量、给水的压力和温度、过热蒸汽和再热蒸汽的主要参数等；4.锅炉概况，如锅炉结构的基本特点、制粉设备及其系统、燃烧及排渣方式以及连续排污量等；5.锅炉结构简图、烟气和水汽系统流程简图、受热面和烟道的主要尺寸等。

五、整体校核热力计算过程的顺序1.列出热力计算的主要原始数据，包括锅炉主要参数和燃料特性参数；2.根据燃料、燃烧方式及锅炉结构布置特点，进行锅炉通道空气量平衡计算；α=）的燃烧计算；3.理论工况下（14.计算锅炉通道内烟气的特性参数；5.绘制烟气温焓表（图）；6.锅炉热平衡计算和燃料消耗量的估算；7.锅炉炉膛热力计算；8.按烟气流向对各受热面依次进行热力计算； 9.锅炉整体计算误差的校验； 10.编制主要计算误差的校验； 11.设计分析及结论。

第二节 基本资料一、锅炉规范1.锅炉额定蒸发量：3220/22010/e D t h kg h ==⨯2.给水温度：215gs t C =︒3.过热蒸汽温度：540gr t C ︒=4.过热蒸汽压力（表压）：9.8gr P MPa =5.制粉系统：中间储仓式（热空气做干燥剂、钢球筒式磨煤机，烟煤、褐煤为乏气送粉；贫煤无烟煤为热风送粉）6.燃烧方式：四角切圆燃烧7.排渣方式：固态8.环境温度：20C ︒9.蒸汽流程：一次喷水减温 二次喷水减温 ↓ ↓10.烟气流程：炉膛→屏式过热器→高温对流过热器→低温对流过热器→高温省煤器→高温空气预热器→低温省煤器→低温空气预热器二、过量空气系数和漏风系数炉膛出口过量空气系数是由燃料性质和燃烧方法决定的，其值一般在1.1～1.5的范围内变化，选出，过量空气系数为： 1.2α=不同的受热面由于结构不同，漏风系数也不同，可选出，额定负荷下烟道漏风系数0.05α∆=， 制粉系统的漏风系数0.1zf α=∆三、锅炉的空气量平衡在负压下工作的锅炉机组，炉外的冷空气不断的漏入炉膛和烟道内，致使炉膛和烟道各处的空气量、烟气量、温度和焓值相应的发生变化。

对于炉膛和烟道各处实际空气量的计算称为锅炉的空气量平衡。

在锅炉热力计算中，常用过量空气系数来说明锅炉炉膛和烟道的实际空气量。

锅炉的空气量平衡见表1-1。

表1-1 漏风系数和过量空气系数第二章 辅助计算第一节 燃料数据的分析和整理燃料数据应符合锅炉热力计算的规定和要求。

对燃煤来说，要求提供以下原始资料： 1.煤种：淄博贫煤2.元素成分（%）①水分 4.3M ar = ②灰分22.6A ar = ③碳64.8C ar = ④氢3.1H ar = ⑤氧 1.6O ar = ⑥1N ar = ⑦硫 2.6S ar =3.收到基低位发热量13280/,,kJ kg Q ar net p =4.干燥无灰基挥发分（%）13V daf =5.空气干燥基水分（%）0.8M ad =6.BTH 法可磨性系数 1.5K km =7.灰熔点①变形温度DT=1410℃ ②软化温度ST=1430℃ ③熔化温度FT=1440℃ 如果提供的资料不符合热力计算的要求，则应进行必要的数据换算。

对于不同机制间元素成分的换算，其换算系数可从表2-1中查取。

第二节 锅炉的空气量平衡在负压下工作的锅炉机组，炉外的冷空气不断的漏入炉膛和烟道内，致使炉膛和烟道各处的空气量、烟气量、温度和焓值相应的发生变化。

对于炉膛和烟道各处实际空气量的计算称为锅炉的空气量平衡。

在锅炉热力计算中，常用过量空气系数来说明锅炉炉膛和烟道的实际空气量。

锅炉的空气量平衡见表1-1。

第三节燃料燃烧计算一、计算内容燃料燃烧计算以单位质量（或体积）的燃量为基础。

燃料燃烧计算包括：燃烧计算、烟气特性计算、烟气焓计算。

1.燃烧计算需计算出：理论空气量、理论氮容积、理论干烟气容积、理论水蒸气容积等，见下表2-2。

2.烟气特性计算需要计算出：各受热面的烟道平均过量空气系数、干烟气容积、水蒸气容积、烟气总容积、水蒸气容积份额、三原子气体和水蒸气容积总份额、容积飞灰浓度、烟气质量、质量飞灰浓度等，见下表2-3。

注：烟道平均过量空气系数，指该受热面进出口过量空气系数的算术平均值。

3.烟气焓的计算需要分别计算出炉膛、屏式过热器、高温过热器、低温过热器、高温省煤器、高温空气预热器、低温省煤器、低温空气预热器等所在烟气区域的烟气在不同温度下的焓，并做成焓温表（见表2-4至2-7），以备后续计算查用。

计算过程中用到受热面出口过量空气系数见表1-5。

表2-2 燃烧计算表表2-3 烟气特性表2-4 烟气焓温表（用于炉膛、屏式过热器、高温过热器的计算）表2-5烟气焓温表（用于低温过热器、高温省煤器的计算）表2-6烟气焓温表（用于高温空预器、低温省煤器的计算）表2-7 烟气焓温表（用于低温空预器的计算）第三章炉膛热力计算第一节炉膛校核热力计算的步骤炉膛校核热力计算可按以下步骤进行：（1）计算炉膛结构结构尺寸及烟气有效辐射层厚度；（2）选取热风温度，并依据有关条件计算随每千克燃料进入炉膛的有效热量；（3）根据燃料种类、燃烧热备的形式和布置方式，计算火焰中心位置的系数M；（4）估计炉膛出口烟温，计算炉膛烟气平均热容量；（5）计算炉膛受热面辐射换热特性参数；（6）根据燃料和燃烧方式计算火焰黑度和炉膛黑度；（7）计算炉膛出口烟温；（8）核对炉膛出口烟温误差；（9）计算炉膛热力参数，如炉膛容积热强度等；（10）炉膛内辐射受热面的换热计算，如屏式过热器等。

第二节炉膛几何特征的计算炉膛结构的几何特征主要包括：①炉膛容积；②炉膛内炉墙总面积；③炉膛有效辐射受热面的面积；④炉膛火焰有效辐射层厚度；⑤炉膛水冷程度。

根据炉膛结构尺寸，计算出炉膛结构数据列于表3-1中。

第三节炉膛热力计算炉膛校核热力计算见表3-2ϑ'' 1ϑ'' 1ϑ∆第四节炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增的计算表第四章对流受热面的热力计算第一节屏的热力计算表4-1 屏的结构数据计算表pj-t s第二节凝结管结构及计算计算主要特点为:(1)和后屏过热器类似，也直接吸收炉膛辐射热。

(2)凝渣管区域都布有其他辐射受热面。

(3)凝渣管内为其水混合物，在沸腾状态下进行换热，工质温度始终为饱和温度。

(4)凝渣管总吸热量包含对流吸热量和辐射吸热量。

凝渣管结构及计算见表4-3。

(h´ynz-h"ynz)第三节高温过热器的热力计算高温对流过热器分冷段和热段两部分。

蒸汽从屏出来后，先进高温对流过热器冷段，进过二级喷水减温后进入高温对流过热器热段。

冷段在烟道两侧为逆流，热段在中间为顺流。

根据高温过热器结构的尺寸图，计算高温过热器结构数据列于表4-4中，热力计算见表4-5。

/j ld B D、B-7，p=10.00MPa)t ϑ''=-第四节低温过热器的热力计算低温过热器的顶棚管在其上面，与低温过热器平行受热，与低温过热器相比面积很小，所以把顶棚管和低温过热器的面积相加，当做低温过热器的受热面积是可以的，误差极小。

这样低温过热器的蒸汽进口是顶棚管的入口。

根据低温过热器的结构尺寸，计算低温过热器结构数据列于表4-6中，热力计算见表4-7。

"dgpj(´dg+"dg)/2第五节省煤器和空气预热器的热力计算1.高温省煤器计算根据高温省煤器结构尺寸计算高温省煤器结构数据列于表4-7，热力计算见表4-8"ss(h´yss-h"yss+Δαh0lk)(其中Δα为漏风系数，h0lk为理论冷空气焓pj(´ss+"ss)/22.高温空气预热器的热力计算´sk"sk(h´ysk-h"ysk+Δαh0sk)pj(t pj+pj)/23.低温省煤器的热力计算根据低温省煤器结构尺寸计算低温省煤器结构数据列于表4-10，热力计算见表4-11"xsh´yxs-h"yxs+Δαh0lk)B j V y(pj+273)/3600×273×Ay (V y见表2-9）4.低温空气预热器的热力计算根据低温空气预热结构尺寸计算低温空气预热器结构数据列于表4-12，热力计算见表4-13h´yxk-Q xkd1/+Δαh0lk "xkpj第五章锅炉热力计算汇总热力计算汇总表45总结本次设计是为220t/h的锅炉做校核工作，通过这次设计，让我更进一步理解了锅炉原理及其设备的基本作用和操作原理，也使我在思维上对锅炉的运作过程有了比较具体的掌握。