锅炉原理课程设计

1.3 焓温表 不同过量空气系数下燃烧产物的容积。
1.4 锅炉热平衡及燃料消耗量
2. 燃烧室设计及传热计算
2.1 燃烧室尺寸 (1) 炉膛宽度及深度
因采用角置直流式燃烧器，炉膛采用正方形截面。 具体尺寸见表1。 (2) 燃烧室炉墙面积的决定
燃烧室侧面尺寸见图1。
序号 1 2
3
4 5 6 7 8 9
(1) 凝渣管直接吸收燃烧室的辐射热量； (2) 一级(高温)过热器直接吸收燃烧室的辐射热量； (3) 水冷壁的平均辐射受热面热负荷。
3. 凝渣管的传热计算
凝渣管束是错列布置，有后墙水冷壁延伸而成，每 四根相邻的管子组成第一、二、三排和折焰角，所以凝 渣管的横向节距为4×64mm。凝渣管的结构简图见图2。 结构尺寸见表3。
在设计凝渣管束与对流管束时，一般采用校核计算 的方法，先假定管束后的烟温，然后再校验和校准。由 于工质侧是沸腾的汽水混合物，工质温度不变，因此计 算时不用工质侧热平衡方程式。由已知的进口烟温和假 定的出口烟温，根据烟气侧热平衡方程式求得的管束吸 热量与传热方程式求得的吸热量的差值，如果对凝渣管 束不超过5％，对对流管束不超过2％，则计算即告完成。
第一级过热器俯视图
图2 凝渣管、过热器结构简图
序号
名称
1
管子规格
2
横向管子节距
3
纵向管子节距
4 平均每排管子数目
表3 凝渣管结构
符号 d δ s1 s2 lzy
单位 mm mm mm mm 根
公式及计算 － － － － 设定
结果 60 3 256 250 24
4. 过热器的传热计算
由于一组受热面内有错列、顺列布置，而计算时的平 均温压是按整组受热面计算的，因此传热系数也要用整组 受热面的平均值，此时采用加权平均法来计算以下参数： 横向节距、纵向节距、烟气流通截面、对流放热系数、灰 污系数，加权平均是用错列、顺列的受热面来加权的。
侧墙水冷壁向上延伸，在折焰角区域和凝渣管区域形 成附加受热面，具体见表2。
序 号
名称
1 水冷壁规格
2 Leabharlann Baidu节距
3
管中心与炉 墙距
符号
d δ s
e
表2 炉膛受热面
单位
mm mm m
公式及 计算
－ － －
前、后、侧 60 3 64
m
－
0
结果 顶棚 60 3 84.5
30
出口窗 60 3 －
0
2.4 燃烧室辐射吸热量的分配 燃烧室辐射吸热量中有部分由凝渣管及高温过热器吸收。
(2) 图标绘制在图纸右下角，图标格式如下：
大致为：
(1)按计算任务书列出原始数据。
(2)燃烧所需的空气量及燃烧产物的容积和焓的计算， 建立烟气特性表及烟气烟温表。
(3)热平衡计算，确定各项热损失，计算锅炉效率和燃 料消耗量。
(4)按烟气流动方向对烟道内的各个部件，自炉膛至第 一级空气预热器依次进行计算。
z1s
6管 束
纵向管排数
z2s
前排管距折焰角前端
7
距离
lcq
m 等于凝渣管出口高
mm
－
设定
mm
设定
平均
排
－
排
－
mm
2s1s
mm
设定
排
－
排
－
mm
－
结果 42 3.5 4.747 111 160 60 110 56 6 222 150 28 4
580
序号
1
2 3 4 5 6 7
表5 二级过热器结构
名称
《锅炉原理》 课程设计
2011年6月
提交时间：2011年7月9日前
要求： (1) 采用表格的计算方式； (2) 锅炉本体图A3，需用ACAD绘制。 (3) 打印装订(使用蓝色封面)；
参考书：《锅炉原理及计算》科学出版社 马俊凯、沈幼庭主编
计算过程表格形式
锅炉本体总图绘制要求
(1) 总图中必须示出锅炉的主要部分，包括：水冷壁系统、 过热器、 再热器、省煤器、空气预热器、 炉膛、燃烧装 置、构架及平台扶梯、炉墙、主要附件及管制件、汽水 分离设备及锅炉各部件连接的管道。
名称 炉膛宽度 第一根凝渣管高度 折焰角前端到第一 排凝渣管斜管段长 折焰角宽度 折焰角上倾角度 折焰角下倾角度 顶棚倾角 冷灰斗底口宽度 冷灰斗倾角
表1 炉膛结构尺寸
符号 a hn1
单位 m m
lx
m
lzy
m
γs
o
γx
o
γd
o
lhd
m
γ hd
o
公式及计算
设定
设定 设定 设定 设定 设定 设定 设定
管子规格
第一、二级过热器的结构简图见图2。第一级过热器结 构尺寸见表4。第二级过热器结构尺寸见表5。
计算中假定减温水量为1.25kg/s，可使减温幅Δt=27.8℃， 相应降焓幅度Δi=70.06kJ/kg。
计算完后，如按传热方程式计算的吸热量与按热平衡方程 式计算的相差不超过2%，在无减温器时不超过3%，则计算即 告完成。如超过上值，则应重算，而烟气终温变化不大于 50℃时，传热系数不必重算。
(5)编制整台锅炉主要计算数据的汇总表。
计算一般都用表格的方式进行。为了计算方便，在热 力计算标准中，已把各个主要公式绘制成线算图，在 实际计算时可由这些线算图方便地求出。
1. 辅助计算
1.1 燃烧产物容积计算 煤完全燃烧(α =1)时理论空气量及燃烧产物容积。
1.2 空气平衡
烟道各处过量空气系数、 受热面的漏风系数。空气预 热器出口热空气的过量空气系数：βlk=α1-Δα1-Δαf
过热器计算完后，还要校核管壁温度，如壁温不合理，则 应重新布置与计算。
表4 一级过热器结构
序号
名称
符号 单位
公式及计算
1
管子规格
d mm
－
δ mm
－
2 折焰角前端距顶棚高度 heq
3
横向节距
s1s
顺
4列
纵向节距
s2s
管
束 5
横向管排数
z1s
6
纵向管排数
z2s
3
横向节距
s1c
4错
纵向节距
s2s
5列
横向管排数
结果 6.336 4.2
0.734
1.9 45 30 8 1.062 55
图1 炉墙尺寸(侧面)
2.2 粉煤燃烧器的型式与布置 采用角置直流式粉煤燃烧器，分布于炉膛四角。
燃烧器中心距冷灰斗上沿1.73m。每组燃烧器有两个一次 风口、两个二次风口和两个废气燃烧器。 2.3 燃烧室水冷壁布置
水冷壁采用φ 60的光管，管节距s=64mm，管子悬挂 炉墙，管子中心和炉墙距e=0。没面墙宽6336mm，侧墙 布置100根，前、后墙布置98根。后墙水冷壁管子在折焰 角处有叉管，直叉管垂直向上连接联箱，可以承受后墙 管子和炉墙的重量，斜叉管组成凝渣管和折焰角，凝渣 管有24×3=72根，折焰角上有22根管子，另4根管直接与 联箱相连。