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1、电站锅炉原理课程设计说明书 1 目 录 前言2 第一章 锅炉课程设计任务书3 第二章 煤的元素分析数据校核和煤种判别5 第三章 锅炉整体布置的确定7 第四章 燃料产物和锅炉热平衡计算8 第五章 炉膛设计和热力计算12 第六章 屏式过热器热力计算21 第七章 高温过热器设计热力计算26 第八章 低温过热器设计和热力计算31 第九章 第一、二转向室的热力计算34 第十章 减温水量较核39 第十一章 省煤器设计和热力计算40 第十二章 空气预热器热力计算 48 第十三章 热力计算数据的修正和计算结果汇总53 参考文献56 电站锅炉原理课程设计说明书 2 前前 言言 锅炉原理是一门涉及基础理论面较广，
2、而专业实践性较强的课程。该课程的教学必须有相应的实践教学环节相配合，而课程设计就是让学生全面运用所学的锅炉原理知识设计一台锅炉，因此，它是锅炉原理课程理论联系实际的重要教学环节。它对加强学生的能力培养起着重要的作用。 本设计说明书详细的记录了锅炉本体各受热面的结构特征和工作过程，内容包括锅炉受热面，锅炉炉膛的辐射传热及计算。对流受热面的传热及计算，锅炉受热面的布置原理和热力计算，受热面外部工作过程，锅炉蒸汽参数的变化特性与调节空气动力计算等。 由于知识掌握程度有限以及三周的设计时间对于我们难免有些仓促，此次设计一定存在一些错误和遗漏，希望指导老师给予指正。 电站锅炉原理课程设计说明书 3 23
3、0t/h 高压煤粉锅炉热力计算高压煤粉锅炉热力计算 第一章 设计任务书 1.1 设计任务： 在给定的给水温度和燃料特性的前提下，确定保证达到额定蒸发量。选定的经济指标及给定的蒸汽参数所必须的各个受热面的结构尺寸， 并为选择辅助设备和进行空气动力计算， 水动力计算， 管壁温度计算， 强度计算， 其他可靠性计算提供原始资料。 1.2 原始资料： 1. 锅炉蒸发量 D=230T/H 2. 过热蒸气压力 P1=9.9Mpa 3. 过热蒸气温度 t1=540 4. 给水温度 tgs=225 5. 给水压力 Pgs=11.3Mpa 6. 连续排污率 Ppw=1.4% 7. 周围环境温度 tlk=30 8.
4、 汽包工作压力 Pqb=10.3Mpa 9. 空气湿度: d=10g/kg 10. 燃料特性 燃料名称： 煤的成分 （%） ： Car=33.57%；Har=2.22%；Oar=10.17%；Nar=0.57%；Sar=0.33%；Aar=23.49%；Mar=29.65%；Mad=14.47%； 煤的可燃基挥发分；Vdaf =48.37% 煤的低位发热量：Qnet=12053KJ/Kg 灰熔点；DT =1150，ST =1300，FT=1450 可磨系数：60 1.3 设计内容： 1 确定锅炉的整体布置，并绘制锅炉结构图。 2 锅炉炉膛及主要受热面的热力计算。 电站锅炉原理课程设计说明书 4
5、 3 额定负荷下锅炉的热力计算。 4 编写课程设计书。 1.4 设计要求： 1完成设计说明书一份。 2.完成锅炉纵剖面图一张。 3 在每个受热面的结构设计中，应该附受热面结构简图。 4计算一般都采用表格的方式进行。 5绘制锅炉总图。 电站锅炉原理课程设计说明书 5 第二章 煤的元素分析数据校核和煤种判别 2.1 元素分析数据校核： （一）煤的元素各成分之和为 100%的校核 Car+Har+Oar+Nar+Sar+Mar+Aar=33.57+2.2+10.17+0.57+0.33+29.65+23.49 =100% （二）可燃基元素成分的计算： 转换因子:Kr=100/（100MarAar）=
6、100/（100-29.65-23.49）=2.134 则干燥无灰基元素成分应为 Cdaf=KrCar=2.13433.57=71.64 Hdaf=KrHar =2.1342.22=4.74 Odaf=KrOar=2.13410.17=21.70 Ndaf=KrNar =2.1340.57=1.22 Sdaf=KrSar =2.1340.33=0.70 2.2 元素分析数据校核元素分析数据校核 （一）干燥基灰分的计算 A d= Aar100/（100Mar）=23.49100/（10029.65）=33.39% （二）干燥无灰基低位发热量的计算 Qdaf,net=(Qar,net+25 Mar
7、) =ararAM100100（ 12053+25 29.65 ） 100/（100-29.65-23.49） （kJ/kg）=27302.9（kJ/kg） （三）干燥无灰基低位发热量（门德雷也夫公式计算值）的计算 Q=339Cdaf+1030Hdaf-109(Odaf-Sdaf)=26879.2(kJ/kg) Q-Q=31725.62-30372.65= 423.7(kJ/kg)。 因为A d25%,且 423.75kJ/kg20%，而且Q=12053kJ/kg(1000021000) 电站锅炉原理课程设计说明书 6 kJ/kg，且Q=12053kJ/kg11000 kJ/kg 所以属于优质
8、褐煤。 （二）折算成分的计算 Aar,zs=netQarAar ,4182(%)=418223.49/12053(%)=8.15% Mar,zs=netQarMar ,4182(%)=418229.65/12053(% (%)=10.29% Sar,zs=netQarSar ,4182(%)=41820.33/12053(% (%)=0.11% 此煤属于高灰分高水分的煤。 电站锅炉原理课程设计说明书 7 第三章 锅炉整体布置的确定 3.1 炉整体的外型选型布置 选择形布置的理由如下： 1锅炉排烟口在下方送、引风机及除尘器等设备均可布置在地面，锅炉结构和厂房较低，烟囱也建在地面上； 2对流竖井中
9、，烟气下行流动便于清灰，具有自身除尘的能力； 3各受热面易于布置成逆流的方式，以加强对流换热； 4机炉之间的连接管道不长。 3.2 受热面的布置 在炉膛内壁面，全部布置水冷壁受热面，其他受热面的布置主要受蒸汽参数、锅炉容量和燃料性质的影响。 本锅炉为高压参数，汽化吸热较少，加热吸热和过热吸热较多。为使炉膛出口烟温降到要求的值，保护水平烟道的对流受热面，除在水平烟道内布置高、低温对流过热器外，还在炉膛出口布置半辐射式的屏式过热器。为使后屏过热器中的传热温差不致过大，在炉顶及水平烟道的两侧墙，竖井烟道的两侧墙和后墙均布置包覆过热器。 热风温度（Trk=380），高尾部受热适采用双级布置。 3.3
10、汽水系统 1过热蒸汽系统的流程 汽包顶棚过热器进口集箱炉顶及尾部包覆过热器管束尾部包覆过热器后集箱 （悬吊管过热器管束悬吊管过热器出口集箱）尾部左右侧包覆过热器上集箱尾部上下侧包覆过热器管束尾部上下侧包覆过热器下前集箱水平烟道左右侧包覆过热器管束水平烟道左右侧包覆过热器上集箱屏式过热器对流过热器进口集箱对流过热器管束对流过热器出口集箱集汽集箱汽轮机。 2水系统的流程 给水省煤器进口集箱省煤器管束省煤器出口集箱后墙引出管汽包下降管下联箱水冷壁上联箱汽包。 电站锅炉原理课程设计说明书 8 第四章 燃烧产物和锅炉热平衡计算 4.1 燃烧产物计算 燃烧产物计算公式略，只给出如下计算结果。 (1)理论烟
11、气量及理论烟气容积 理论烟气量 V0=3.2450Nm3/kg； 理论氮气容积 V0N2=2.5681 Nm3/kg； 三原子气体 RO2的容积 VRO2=0.6287 Nm3/kg； 理论水蒸气容积 V0H2O=0.666 Nm3/kg； 理论烟气容积V0Y=3.8628 Nm3/kg (2)空气平衡表及烟气特性表： 根据该锅炉的燃料，可选取炉膛出口过量空气系数=1.22，选取各受热面烟道的漏风系数，然后列出空气平衡表，如表 4-1。根据上述计算出的数据，又选取炉渣份额后计算得飞灰份额fh=0.9，计算表 4-2 列出各项数据，此表为烟气特性表。 表 4-1 空气平衡表 受热面 名称 过量
12、空气 系数 炉膛、屏式过热器（l,ps） 高温过热器(gwgr) 低温过热器 (dwgr) 高温省煤器(gsm) 高温空气预热器(gky) 低温省煤器（sm） 低温空气预热器 (ky) 进口 1.22 1.25 1.28 1.30 1.33 1.35 漏风 al=0.05 aps=0 0.03 0.03 0.02 0.03 0.02 0.03 出口 1.22 1.25 1.28 1.30 1.33 1.35 1.38 电站锅炉原理课程设计说明书 9 (3)烟气特性表及焓温表 下级空预 1.35 1.38 1.365 1.1844 0.6851 50663 0.1241 0.1352 0.259
13、3 65500 0.0323 下级省煤器 1.33 1.35 1.34 1.1033 0.6838 49839 0.1261 0.1372 0.2633 64440 0.0328 上级空预 1.30 1.33 1.315 1.0222 0.6825 49002 0.1283 0.1393 0.2676 63381 0.0334 上级省煤器 1.28 1.30 1.29 0.9411 0.6812 48191 0.1303 0.1414 0.2717 62321 0.0339 低过 1.25 1.28 1.265 08599 06798 47365 0.1327 0.1435 0.2762 61
14、262 0.0345 高过 1.22 1.25 1.235 0 7626 0.6783 4 6377 0.1356 0.1451 0.2807 5 9990 0.0352 炉 膛 1.22 1.22 1.22 0.7139 0.6775 45882 0.1370 0.1477 0.2847 59355 0.0356 单位 Nm3/kNm3/kNm3/kKg/kg Kg/kg 符号 pj V VH2O Vy RRO2 RH2O Rn Gy fu 名称及公式 烟道进口过量空气系数 烟道出口过量空气系数 烟道平均过量空气系数 过剩空气量 水蒸气容积 烟气容积 RO2气体占烟气的份额 H2O 占烟气的份额 三原子气体占烟气的份额 烟气质量 飞灰无因次浓度 表 4-2 烟气特性表 电站锅炉原理课程设计说明书 10表 4-3 焓温表 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3
