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220th高压煤粉锅炉热力计算
目录前言 第一节 锅炉课程设计任务书?????????????????????????????1 第二节 煤的元素分析数据校核和煤种判别???????????????????????2 第三节 锅炉整体布置的确定?????????????????????????????3 第四节 燃料产物和锅炉热平衡计算??????????????????????????4 第五节 炉膛设计和热力计算?????????????????????????????6 第六节 屏式过热器热力计算?????????????????????????????12 第七节 高温对流过热器的计算?????????????????????????????15 第八节 低温对流过热器的计算????????????????????????????17 第九节 转向烟室的计算????????????????????????????19 第十节 减温水量的校核???????????????????????????????21 第十一节 省煤器的计算??????????????????????????????21 第十二节 空气预热器的计算????????????????????????????23 第十三节 热力计算数据的修正和计算结果汇总??????????????????????27 第十四节 锅炉设计说明书 ??????????????????????????????29 参考文献 ?????????????????????????????? 31前1言《锅炉原理》是一门涉及基础理论面较广，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。2220t/h 高压煤粉锅炉热力计算第1章1.1 设计题目 1.2 原始资料 (1)、锅炉额定蒸发量； (2)、过热蒸汽压力： (3)、过热蒸汽温度； (4)、给水温度； (5)、给水压力； (6)、排污率； (7)、周围环境温度； (8)含湿量 d=10g/kg (9)、燃料特性 ①燃料名称：龙凤洗中煤 ②煤的收到基成分（%） ：设计任务书220t/h 高压煤粉锅炉D1 =220t/hP1=9.9MPt1 =540℃ tgs =215℃ pgs =11.3MpaPpw=1.5%tlk =20℃Car=42.9；Oar=7.5；Sar=0.5；Har=3.4；Nar=0.9； Mar=15；Aar=29.8③煤的干燥无灰基挥发份；Vdaf=47.0% ④煤的低位发热量； ⑤灰熔点：Qar,netw=16760kJ/kg DT=1380℃、ST=1400℃、FT&1400℃(13)制粉系统 中间储仓式，乏气送粉，筒式钢球磨煤机 (14)汽包工作压力 10.3Mpa（表压）第 2 章 煤的元素分析数据校核和煤种判别2.1 煤的元素各成分之和为 100%的校核Car+Oar+S ar+H ar +N ar +M ar +A ar =42.9+7.5+0.5+3.4+0.9+15+29.8=100%2.2 元素分析数据校核 （1）干燥无灰基元素成分的计算 干燥无灰基元素成分与收到基元素成分之间的转换因子为3Kdaf=100/（100―Mar―Aar）=100/（100-15-29.8）=1.816则干燥无灰基元素成分应为Cdaf=Kdaf× Car=77.6 Odafr=Kdaf× Oar=13.6 Sdaf=Kdaf× Sar=0.9（2）干燥基灰分的计算Hr=Kdaf× Hat=6.2 Ndaf=Kdaf× Nar=1.7Ad=100Aa/（100-Mar）r=15%（3）干燥无灰基低位发热量的计算Qdaf,net=(Qar,net+25×Mar)100 ? （）100/（100-15-29.8）=31042（kJ/kg） 100 ? M ar ? Aar（4）干燥无灰基低位发热量（门德雷也夫公式计算值）的计算Qdaf.net=339Cdaf+1030Hdaf-109(Odaf-Sdaf)=31308(kJ/kg) Qdaf.net-Qdaf ' .net==266(kJ/kg)因为 266KJ/kg＜800KJ/kg，(A&25%) 2.3 煤种判别； （1）煤种判别 由燃料特性得知 Vdaf=47.0%＞20%， 而且 Qar.net=16760J/kg&18840 kJ/kg， 所以属于劣质烟煤。 （2）折算成分的计算 所以元素分析是正确的。Aar,zs= Mar,zs= Sar,zs=4187? Aar (%)=7.44% Qar, net4178? War (%)=3.74% Qar, net4178? Sar (%)=0.12% Qar, net此煤属于高灰的煤。第3章3.1 炉整体的外型――选Π 型布置 选择Π 形布置的理由如下：锅炉整体布置的确定(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，4烟囱也建在地面上； (2)对流竖井中，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。 本锅炉为超高压参数，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，炉 膛出口布置半辐射式的屏式过热器。前后隔墙省煤器采用膜式水冷壁结构。设置省煤器时， 根据锅炉的参数，省煤器出口工质状态选用非沸腾式的，采用单级空气预热器。 在省煤器的烟道转弯处，设置落灰斗，由于转弯处离心力的作用，颗粒较大的灰粒顺落 灰斗下降，有利于防止回转式空气预热器的堵灰，减轻除尘设备的负担。 3.3 汽水系统 按超高压大容量锅炉热力系统的设计要求，该锅炉的汽水系统的流程设计如下： （1）过热蒸汽系统的流程 汽包――顶棚过热器进口联箱――炉顶及尾部包覆过热器管束――尾部包覆过热器后集 箱――尾部左右侧包覆过热器上集箱――一尾部左右侧包覆过热器管束（下降）――尾部左 右侧包覆过热器下前集箱――水平烟道左右侧包覆过热器管束（上升）――水平烟道左右侧 包覆过热器上集箱――低温过热器――一级减温――问焦绕鳌都跷隆呶露粤 过热器――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――省煤器进口联箱――省煤器管束――省煤器出口集箱――前、后隔墙省煤器进 口集箱及管束――后墙引出管――汽包――下降管――水冷壁下联箱――水冷壁――上联箱 ――汽包。第4章4.1 燃烧产物计算燃烧产物和锅炉热平衡计算燃烧产物计算公式略，只给出如下计算结果。 (1)理论烟气量及理论烟气容积3 理论烟气量 V = 0.089(Car ? 0.375Sar ) ? 0.265Har ? 0.0333 Oar ? 4.476Nm /kg；05理论氮气容积 V0N2= 0.8N ar ? 0.79V 0 =3.543 Nm3/kg； 100Car ? 0.7V 0 =0.804 Nm3/kg； 100三原子气体 RO2 的容积 VRO2= 1.866理论水蒸气容积 V0H2O= 11 .1H ar M ? 1.24 ar ? 0..635 Nm3/kg； 100 100理论烟气容积 V y = VRO2 +V (2)空气平衡表及烟气特性表000 3 N2+V H2O=4.982Nm /kg根据该锅炉的燃料属优质燃料， 可选取炉膛出口过量空气系数=1.15， 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=0.9，计算表 4?2 列出各项，此表为烟气特性表。炉 膛 后 屏 高 温 对 流 低温对流过 主省煤器 过 热 器 过 热 器 热 （l,hp） (dlgr) (dzr.ps) 器 (sm)空气预热器 （ky）进口α ′ 漏风Sα受 热 面 过 名 量 称 空 气 系 数1.20 Sal=0.05 Sα hp=0 1.20 1.23 表 4?1 0.031.23 0.031.26 0.021.28 0.03出口α ″1.261.281.31空气平衡表(3)烟气焓温表 计算表 4?2 列出的各项，此表为烟气焓温表。6焓温表高过出口 α ＂ =1.20 Iy温度 ℃ 100 200 300 400 500 600 700 800 900 00 00 00 理论烟焓 I?y 693 85 64 98 447
16892理论空气焓 I?k 591 26 78 23 67
13723炉膛出口 α ＂=1.17 Iy低过出口 α ＂=1.23 Iy省煤器出口 α ＂=1.25 Iy空预出口 α ＂=1.28 Iy 89712 18 53
62 76 14 60 68 771533 997项目名称 膛 器 1.26 1.28 1.27 1. 5.5 0.7 Gy μh符号 热 器 热 器单位炉 煤高温过低温过省空气预 热 器4.2 热平衡及燃料消耗量计算 α ′ 1.20 1.20 1.20 Nm3/kg 0. 5.8912 Nm3/kg Nm3/kg 0. 1.23 1.26 1.245 1.23 α ″ αpj烟道进口过量空气系数1.28 1.31 1.295 1.0烟道出口过量空气系数烟道平均过量空气系数 SV VH2O Vy rRO2 rH2O Rn Kg/kg Kg/kg过剩空气量锅炉热平衡及燃料消耗量计算，如表 4?4 所示。 0.653 6.9 0.0 7.8 7.4 0.1 0.239 7.6 0.654 6.5 0.8 8.0 0.656 6.2 0.9 8.48水蒸气容积烟气容积RO2 气体占烟气的份额水蒸气占烟气的份额三原子气体和水蒸气占烟气的份额 烟气质量飞灰无因次浓度表 4?4 锅炉热平衡及燃料消耗量计算 序号 名 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 燃料带入热量 排烟温度 排烟焓 冷空气温度 理论冷空气焓 机械不完全燃烧热损失 化学不完全燃烧热损失 排烟热损失 散热损失 灰渣物理热损失 保热系数 锅炉总热损失 锅炉热效率 过热蒸汽焓 给水焓 过热蒸汽流量 锅炉有效利用热 称 符号 Qr θpy单位 kJ/kg0计算公式或数据来源数值16760 假定 查焓温表 1―3 给定 查焓温表 1―3 取用 取用 130
118.6 2 0 6.6 查图 1―15 Ay&Qydw/419 所以忽略 1-q5/100 q2+q3+q4+q5+q6 100-∑q 查蒸汽特性表 查水特性表 已知 Dgr(h″gr-hgs) +Dzr(h″zr-h′zr) 0.45 0 0. 90.95 000 5.781x108CHpy tlk Hlk Q4 Q3 Q2 Q5 Q6 φ Σq ηglKJ/kgoCkJ/kg % % % % % % % % KJ/kg KJ/kg KJ/kg KJ/hH″gr hgs Dgr Qgl实际燃料消耗量 计算燃料消耗量B BjKg/h Kg/hQgl/(η glQr) B(1-q4/100)3.6. 第5章5.1 炉膛结构设计 炉膛结构设计列表 5?1炉膛设计和热力计算表 5?1 炉膛结构设计 序号 名 称 符号 单位 计算公式或数据来源 数值（一）炉膛尺寸确定 1 2 炉膛容积热强度 炉膛容积 qV V1 W/m3 m39按表 1―11 选取 BQydw/3.6qv160×103 1103.53 4 5 6炉膛截面热强度 炉膛截面积 炉膛截面宽深比 炉膛宽度qF Al a/b aW/m2 m2按表 1---12 选取 BQydw/3.6qF 按 a/b=1∽1.2 选取2.6×106 67.9 1.1 8.5m选 取a值 使a/b=1―1.2 7 8 9 10 11 12 炉膛深度 冷灰斗倾角 冷灰斗出口尺寸 冷灰斗容积 折烟角长度 折烟角上倾角 Vdh lz θ b θ m m3 m m A1/a 按θ ≥50?选取 按 0.6―1.4 选取 按结构尺寸计算 按=1/3b 选取 按 θ 上 =20 ? --45 ?选 取 13 折烟角下倾角 θ 按 θ 下 =20 ? --30 ?选 取 14 屏管径及壁厚 d× δ 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 屏管内工质质量流速 屏管子总流通面积 屏每根管子面积 屏总管子数 屏横向管距 屏片数 屏单片管子数 屏纵向节距 屏最小弯曲半径 屏深度 屏与前墙之间距离 炉膛出口烟气流速 炉膛出口烟气温度 炉膛出口通流面积 wy θ ″l Ach ρ w A A1 n s1 z1 n1 s2 R bqp kg/ （m2s） 选取 m2 m2 根 mm 根 mm mm mm mm mm m/s ?C m2 （D1-Djw）/3600ρ w π d2/4 A/A1 选取 选取 选取 选取 选取 s2（n1-1）×2+2R 选取 选取 按表 1--20 选取 BjVy/(3600wy+*( θ l ″ +273)/273108 50? 1.2 110.4 2.2 4030?mm取用38×4 706.5×10-6 85 800 9 9 42 80 829 0 5129 30 31 32炉膛出口高度 屏高度 水平烟道烟气流速 水平烟道高度hch hqp wsy hsym m m/s mAch/a 按 hch 选取 选取 按 BjVy/3600wyaθ ″ +273/273 选取6 5.4 12 3.233折焰角高度hzym按 hqp-hsy-lz=1.0 选 取0.834炉顶容积Vldm3按图 1-5 中 A1 和 A2 计算252.235炉膛主体高度hltm(Vl-Vld-Vhd)/Al10.91（二）水冷壁 1 前后墙水冷壁回路个 数 2 左右侧墙水冷壁回路 个数 3 4 5 6 管径及壁厚 管子节距 前后墙管子根数 左右侧墙管子数 d*δ S n1 n2 mm mm 根 根 z2 个 z1 个 8.5/2.5( 按每个回路加 热宽度≤2.5 选取 7.73/2.5( 按 每 个 回 路 加热宽度≤2.5 按 2--13 选取 按 s/d=1.3―1.35 选取 按 a/s+1=107.25 选取 按 b/s+1=97.625 选取 60×4.5 80 108 98 3 35.2 燃烧器的设计 燃烧器结构尺寸计算列于表 5?2 表 5?2 燃烧器结构尺寸计算 序号 名 1 2 3 4 5 6 7 一次风速 二次风速 一次风率 二次风率 一次风温 二次风温 燃烧器数量 称 符号 w1 w2 r1 r2 t1 t2 Z 单位 m / s m / s % % ℃ ℃ 个11计算公式或数据来源 按表 2-16 选取 按表 2-16 选取 按表 2-15 选取 按表 2-15 选取数值 35 45 30 70 190trk -10 四角布置300 48 9 10 11一次风口面积 二次风口面积 燃烧器假想切圆直径 燃烧器矩形对角线长 度A1 A2 d ljm2 m2 Mm Mm 按表 2-17 选取0.101 0.151 800 11673j12特性比值hr / br初步选定413特性比值hr/ br由式（2-7）确定21.1814燃烧器喷口宽度brMm结 构 设 计 时 定 为 br= 43056015一次风喷口高度 二次风喷口高度h1 h2Mm MmA1 / b A2 / br180 27016燃烧器高度hrMm按 A1、 A2 、 A3 的要求， 画出燃烧器喷口结构尺 寸图（ 5-3 ） ，得核 算 hr / br = 4.19,接近 原选定值，不必重算 229817最下一排燃烧器的下 边距冷灰斗上沿的距 离lM按 l = (4～5)br 选取 224018条件火炬长度lhyMl hy 的计算结果符合表 2-19 的规定，而且上排 燃烧器中心线到前屏下 边缘高度为 8.447&8 米， 所以炉膛高度设计合理 12.21&125.3 炉膛结构尺寸计算 根据炉膛的结构尺寸，计算炉膛结构尺寸数据，列于表 5?3 中。 表 5?3 炉膛结构尺寸12序号 1名 侧墙面积称符号 A1 A2单位 m2 m2计算公式或数据来源 4.23×5.4数值 28.33据图， 0.5 × (5.83+7.73) × 9.4 1.097A3 A4m2 m2据图，7.73×10.80287.28据图， 0.5 × (7.73+ 4.465 ) 12.76 ×1.946Ac 2 3 4 5 6 7 8 前墙面积 后墙面积 炉膛出口烟窗面积 炉顶包覆面积 燃烧器面积 前后墙侧水冷壁角系数 炉顶角系数 x Aq Ah Ach Ald Ar xldm2 m2 m2 m2 m2 m2A1 + A2 + A3 + A4 据图， 据图 据图 据图 8.5×4.23 据图 4×1.2×2 按膜式水冷壁选取137.77 196.52 156.31 55.07 40.13 14.4 1.0查附录三图 I（a ）4，s / d 0.98 = 40 / 38=1.05, e =09 10炉膛出口烟窗处角系数 整个炉膛的平均角系数xch x选取1.0(2Acx + Aqx + Ahx + Ach xch + Ald 0.98 xld +Aqpxqp ) / (2Ac + Aq Ah + Ach +Ald +Aqp )11 12 13 14 15炉膛容积 炉膛的辐射层有效厚度 燃烧器中心线的高度 炉膛高度 燃烧器相对高度Vl S hr Hl hr /Hlm3 m m mAc a.62据图 1-3 据图 1-3 hr / Hl5.42 17.21 0.3216火焰中心相对高度xlhr / Hl + △x ,△x 按附录 二表Ⅲ查得等于0.325.4 炉膛热力计算 炉膛的热力计算结果列于表 5?5 中。 表 5?5 炉膛热力计算13序号 名 1 2 3 4 5 6 7称符 号 单位 tlk Hork Δ al Δ azf Tlk Hlko ℃ kJ/kg ℃ KJ/kg计算公式或数据来源 给定 查焓温表 1-4 由空气平衡表 1-1 知 选用 给定 查焓温表 1-4 al& - (Δ al + Δ azf )数 值 310 .05 0.04 20 118.6 1.11热空气温度 理论热空气焓 炉膛漏风系数 制粉系统漏风系数 冷空气温度 理论冷空气焓空预器出口过量空气 β 系数ky″ kJ/kg ky&Hrk + ( Δ al+ Δ azf )Hlk 2177.98空气带入炉热攘Qk91kg 燃料带入炉热 Ql 量kJ/kgQr +Qk18937.910 11理论燃烧温度 炉膛出口烟温Θa θl℃ ℃根据 Q 查焓温表 1-4 假定0″ kJ/kg kJ/(k g ℃) 查焓温表 1-4 (Ql - hl&) / ( θ a θ l&) 查烟气特性表 1-3 查烟气特性表 1-3 Mpa prn(p 为炉膛压力， 0.098MPa) 0.11 0. 12 13炉膛出口烟焓 烟气的平均热容量Hl″ Vcpj14 15 16水蒸汽容积份额 三原子气体容积份额 三原子气体分压力rH2O rn pn17 18pn 与 S 的乘积PnSm.Mpa 1/(m. MPa)PnS0.三原子气体辐射减弱 Ky 系数19灰粒子辐射减弱系数Kh1/(m. MPa81.820焦炭粒子辐射减弱系 Kj 数1/(m. MPa)取用1021 22无因次量 无因次量x1 x214选取 选取0.5 0.123半发光火焰辐射减弱 K 系数1/(m. MPa)Kyrn+Kμ h+kjx1x23.7324 25 26 27乘积 炉膛火焰有效\度 炉墙总面积KpS ahy AlqkPs 1 - e-kpS m2 Azy +Aqp& +Apq' 查附录二表Ⅳ2.06 0.87 712.17 0.45前后侧墙水冷壁的沾 ξ 污系数28 29炉顶包覆管沾污系数ξld查附录二表Ⅳ β (β 查附录三图Ⅳ， β =0.98)0.45 0.441炉膛出口屏的沾污系 ξ 数ch30前后墙水冷壁的热有 ψ 效沾污系数0.4531炉顶包覆管热有效系 ψ ld 数0.4432炉膛出口处的屏的热 φ 有效系数chζchxch0.44133 34 35平均热有效系数 炉膛黑度ψ pj al B 、 C 查 附 录0.395 0.94 0.4与炉内最高温度有关 BCC 的系数 MxlB=0.56,C=0.5 ℃ kJ/kg kJ/kg W/m3 W/m2 查焓温表 1-3 φ (Ql - Hl&) BQydw /(3.6Vl) BQydw /(3.6Al) ×103 4.08 .3 .96×103 2.6×10636 37 38 39 40炉膛出口烟温 炉膛出口烟焓 炉膛吸热量 炉膛容积热强度 炉膛截面热强度θ l& Hl& Qfl qv qf41 42炉内平均辐射热强度qpjlldW/m2BjQfl / (3600Alp) 查附录三图Ⅶ116.5×103 0.64炉顶辐射吸热分布系 η 数43 44炉顶辐射热强度 炉顶辐射受热面积qld Ald'W/m2 m2ηldq Apq,ld74.5×103 40.13(Ald - Apq,ld)xld + xzpq1545炉顶吸热量QldWAld'qld 3.6Ald'qld /Bj3 290 0.89 102.7×103 3 547 275 246 47 48屏辐射吸热分布系数 屏辐射热强度 屏吸热量η Qp Qpp查附录三图Ⅶ β W KJ/kg β ηpqpjlQ pA p(A p=Ach) 3.6q pA p / Bj 先假定后校核 先假定后校核 先假定后校核 ∑Qfj Bj / (D -Djw1-Djw2 )49 50 51 52附加过热器总吸热量 一级减稳水量 二级减温水量 附加过热器焓增量∑Qfj Djw1 Djw2kJ/kg kg/h kg/h∑ Δ kJ/kg hfj53饱和蒸汽焓hbqkJ/kg 查 蒸 汽 特 性 表 p=10.4MPa,t=314℃2718.954 55包覆出口蒸汽焓 包覆出口蒸汽温度hbf& tbf&kJ/kg ℃hbq+∑Δ hfj查 蒸 汽 特 性 表 p=10.34MPa56炉膛出口烟温校核Sθ l& ℃θ l&―θl48＜50①dh ―灰粒的平均直径，取 dh=13μ m； ②x1、x2―考虑火焰中焦碳粒子浓度影响的无因次量。第6章6.1 屏过热器结构尺寸计算屏过热器热力计算根据屏过热器结构尺寸计算屏过热器尺寸数据，列于表 6?1 中。 表 6?1 屏式过热器结构尺寸计算 序号 名 称 符号 单位16计算公式及数据来源数值1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11管径及壁厚 屏片数 单片管子根数 屏的深度 屏的平均高度 横向节距 比值 纵向平均节距 比值 屏的角系数d*δ z1 n1 c hpj s1 s1/d spj2 spj2/d xhpmm选用38×4 10 10m m mm s1/d mm spj2/d 查表 m2 Afpq=Ach 据图可知0.829 5.4 750 21.5 42 1.1 0.96 55.07屏区接受炉膛热辐射 Afpq 面积12 13屏的对流受热面积Apm2 m2据图计算 Apxhp89.53 85.95屏的计算对流受热面 Ajsp 积14 15屏区炉顶受热面积Aldm2 m2据图计算 据图计算7.05 9.948屏两侧水冷壁受热面 Acq 积16 17屏区附加受热面积Apfjm2 m2Ald+Acq Afpq*Ajsp/(Ajsp+Apfj)17 45.98屏接受炉膛热辐射面 Afp 积18炉顶附加受热辐射面 Afld 积m2Afpq*Ald/(Ajsp+Apfj)3.7719水冷壁附加受热面辐 Afsldpfj 射面积m2Afpq*Acq/(Ajsp+Apfj)5.3220 21 22烟气进屏流通截面积 烟气出屏流通截面积 烟气平均流通截面积AP′ Ap″ Apjm2 m2 m2 2Ap ′ Ap ″ /( AP ′ + Ap″)55.45 48.72 51.8723 24蒸汽流通截面积 蒸汽质量流速Apj ρ wm2 Kg/(m2 s)17π /4d2nn1z10.25烟气辐射层有效厚度Sm0.486.2 屏过热器热力计算 屏过热器的热力计算结果列于表 6?2 中。 表 6?2 屏式过热器热力计算 序号 名 称 符号 单位 计 算 公 式 及 数 据 数值 来源 1 2 3 4 5 6 烟气进屏温度 烟气进屏焓 烟气出屏温度 烟气出屏焓 烟气平均温度 θ p′ H′p θ p″ H p″ θpj℃ kJ/kg ℃ kJ/kg ℃ kJ/kgθ p′=θ l″ H′p= H l″ 假定 查焓温表 1--3 1/2(θ p′+θ p″) 先估计后校.3
屏区附加受热面对流 Qdpfj 吸热量7 8屏的对流吸热量QdpkJ/kg kJ/kgφ (H′p+ H p″) Qfp=Qhp440 547屏入口吸受的炉膛辐 Qfp′ 射热量9三原子气体辐射减弱 Ky 系数1/(mMPa)10((0.78+1.62rH2o)/( 10pns) -0.1) (1-0.37Tpj/1000)1/23.410 11 12 13 14乘积 灰粒的辐射减弱系数 飞灰浓度 乘积Kyrn Kh μh1/(mMPa) 1/(mMPa) kg/kghKhrn 55900/(T2pjd2h)1/3 查烟气特性表 1--2 Khμh0.86 80 0.hKhμ1/(mMPa) 1/(mMPa)烟气流的辐射减弱系 K 数Kyrn+ Khμ3.7115 16 17乘积 屏区的烟气黑度Kps apKps 1-e-kpsφ p=((c/s1) +1)1/2-c/s120.18 0.17 0.49屏进口对出口的角系 φ 数18修正系数ξr按煤种选取 , 据参考 问献(1)0.519屏出口面积Afp″m218等于对流过热器进44.2口面积 20 炉膛及屏间烟气对屏 Qfp″ 后受热面的辐射热量 kJ/kgQ p ″ =Q p ′ (1-a) φ p/ β4 f f300+5.67*10 aA p ″-11fT p″ζ r*3600/Bj21屏区吸受炉膛辐射热 Qfpq 量kJ/kgQfp′- Qfp″24722屏区炉顶附加受热面 Qfldpfj 吸受的炉膛辐射热量kJ/kgQfpqAfldpfj/(Afldpfj+Afslbpfj16.87+Afp 23.8623屏区水冷壁附加受热 Qfslbpfj 面吸受炉膛辐射热量kJ/kgQfpqAfldpfj/(Afldpfj+Afslbpfj +Afp)24 25 26屏吸受的炉膛辐射热 屏所吸受的总热量 蒸汽进屏焓Qfp Qp hp′kJ/kg kJ/kg kJ/kgQfpq-Qflbpfj-Qfslbpfj Qpd+Qfd (D-Djw2-Djw1) hqp ″ + Djw1hjs/(D- Djw2)207.27 27蒸汽进屏温度tp′℃查 蒸 气 特 性 表,P=10.18MPA41028 29蒸汽出屏焓 蒸汽出屏温度hp″ tp″ ℃hp′+QpBj/(D- Djw2) 查 蒸 气 特 性 表,P=10.07MPA30 31屏内蒸汽平均温度 屏内蒸汽平均比容tpj vpj℃ m3/kg1/2(tp′+ tp″) 查 蒸 气 特 性 表 P=10.125MPA, t=455.5℃448 0.029432 33 34屏内蒸汽平均流速 管壁对蒸汽的放热数 屏间烟气平均流速w a2 wym/s w/(m2℃) m/s(D-Djw) vpj/(3600A) 查附录三图 IXBjVy( θpj24.15 +273)/(273*3600Apj)35 36 37 38烟气侧对流房若吸数 灰污系数 管壁灰污层温度 辐射放热系数ad ε thb afw/(m2℃) m2℃/w ℃ w/(m2℃)19查附录三图 XI46 0.007Tpj+(ε +1/a2)BjQp/A p*3.6js846 120查 附 录 三 图 XV 得 a0,,af=aa039 40 41利用系数 烟气对管壁放热系数 对流穿热系数ζ a1 k w/(m2℃) w/(m2℃)查附录三图 XIV ζ (adл d/2s2xhp+af) a1/(1+(1+Qfp/Qdp)( ε +1/a2)a11.0 197.8 6842 43 44较大温差 较小温差 平均温差△tD △tx Δt℃ ℃ ℃θ p′- tp′ θ p″- tp″ Δ tD/ Δ tx=1.42&1.7 Δ t=1/2(Δ tD+Δ tx)827 660 743.545 46 47屏对流穿热量 误差 屏区两侧水冷壁水温Qcrp ΔQ tbskj/kg % ℃3.6kΔ tAjsp/Bj (Qdp-Qcrp)/ Qdp*100 查蒸气特性表， P=10.18MPA 下 的 饱 和温度483 2 31348 49平均穿热温差Δt℃ kJ/kgθ pj-tbs781 51.2屏区两侧水冷壁对流 Qdpc 吸热量3.6kΔ tAcq/B50误差ΔQ%(Qslbpfj-Qdpc)/ Qslbpfj*100951 52屏区炉顶进口汽焓 屏区炉顶进口汽温hpld′ tpld′kJ/kg ℃Hbq″+QldBj/(D-Djw1-Djw2)查蒸气特性表， P=10.18MPA53屏区炉顶蒸汽焓增量Δ hpldkJ/kgBj(Qfldpfj+Qldpfj)/((DDjw1-Djw2)11.2654 55屏区炉顶出口汽焓 屏区炉顶进口汽温hpld″kJ/kghpld′+Δ hpld 查蒸气特性表， P=10.07MPAt(pld)″ ℃56 57平均穿热温差 屏区炉顶对流吸热量Δt Qp(ld)℃ kJ/kgθpjC1/2(tpld′+ t(pld) ″)724 343.6kA(ld) Δ t/Bj2058误差ΔQ%(Qldpfj - Qdp(ld))/ Qldpfj9.0① ξ 为燃料种类修正系数第7章7.1 高温对流过热器结构设计高温对流过热器设计和热力计算高温对流过热器结构设计列于表 7?1 表 7?1 序号 名 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 管径及壁厚 横向节距 纵向平均节距 每排管子根数 管子排数、布置 蒸汽流通面积 烟气进口流通面积 烟气出口流通面积 烟气平均流通面积 烟气有效辐射层厚度 计算对流受热面积 炉顶附加受热面积 水冷壁附加受热面积 称 符号 d 单位 mm mm mm 根 排 m2 m2 m2计算公式或数据来源 由结构设计知 由结构设计知 由结构设计知 由结构设计知 顺流、顺列 0.785d2n1z1 由图计算知 由图计算知 2A/A///（A/+A//） 0.9d（4s1s2/π d2―1）数 值 38×4.5 95 82 2 89 0. 34.34 37 0.2 507 18.7 38.5?1?2n1 zl A fy A/Apj S Ajs grm2 m m2π dlpjn1z1 2.1×8.5 2.687×8.5+2×2.1× 0.5(4.5+3.5)Aldfj Asldfjm2 m27.2 高温对流过热器传热器计算表 7?2 高温对流过热器传热计算 序 名 称 符号 单位21计算公式或数据来 数值号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 烟气进口温度 烟气进口焓 蒸汽进口焓 蒸汽进口温度 蒸汽出口温度 蒸汽出口焓 过热器吸热量 炉顶附加受热面吸热量 水冷壁附加吸热量 t/ t// h// Qgr Qldfj Qslbfj源? /grH“gr t/℃ KJ/kg KJ/kg ℃ ℃ KJ/kg KJ/kg KJ/kg KJ/kg KJ/kg后屏出口烟温 已知(D-Djw2)h// hp+Djw2hgs/D 7 63 164 118.3查表 已知 查表 D(h//-h/)/Bj 假定 假定 由计算知炉膛及屏 . 对流过热器 Qfp’’ 辐射吸热量11 12 13 14 15 16 17 18 19炉顶吸收辐射热量 水冷壁吸收辐射热量 过热器吸收辐射热量 过热器对流吸热量 烟气出口焓 烟气出口温度 烟气平均温度 蒸汽平均温度 烟气流速Qfldfj Qfslbfj Qfgq Qdgr H// θ θ tpj Wy//Kj/kg KJ/kg KJ/kg KJ/kg KJ/kg ℃ ℃ ℃ M/s 0.5(t/l + t//r) BjVy （ ? pj +273 ） /3600273Ay 查图 查表 DpjVpj /3600Apj 查图 查图 查表 Qfp//-Qfldfj-Qfslbfj Qgr-Qfgr10.4 24 83.9 3 991.5 485 7.2pj20 21 22 23 24烟气侧对流放热系数 蒸汽平均比容 蒸汽平均流速 灰污系数 蒸汽侧放热系数adw/m2℃ m3/kg m/s m2℃/W w/m2℃80 0. 0.? pjWΕ?225 26 27灰污壁温 乘积thb pns℃ m.Mpat pj ?( s ?prns?21 B j Qgr )647 0.三原子气体辐射减弱系 Ky1/（m.Mpa） 10((0.78+1.62rH222数o)/(10pns)1/2-0.1) (1-0.37Tpj/1000)28 29 30 31 32 33 34 35 36 37乘积 灰粒子辐射减弱系数 乘积 气流辐射减弱系数 乘积 烟气黑度 烟气侧辐射放热系数 利用系数 烟气侧放热系数 热有效系数Kyrn kh Khuh k kps a af ξ a1 ψ1/（m.Mpa） Kyrn 1/（m.Mpa） 55900/(T2pjd2h)1/3 1/（m.Mpa） Khuh 1/（m.Mpa） Kyrn+ Khuh kps 1―e-kps w/m2.C 查图 查图 w/m2℃3.34 121.5 4.1 7.5 0.147 0.137 34 1.0 102 0.65? (?d ? ? /f )查图38 39 40 41 42 43 44 45 46 47传热系数 较小温差 较大温差 平均温差 对流传热量 误差 两侧水冷壁工质温度 平均传热温差 两侧水冷壁对流吸热量 误差K? tx ? tD ?tw/m2℃ ℃ ℃ ℃ KJ/kg % ℃ ℃ KJ/Kg %??1? 2 ?1 ? ? 2θ //―t// θ /―t/63 343 670 489Qcrgr?Q3.6k ? Tajsfj/Bj 100（Qcrdp-Qddp） /Qddp 查表 θ pj―tbs 3.6k ? TAslbfj/Bj 100 （ Qslbfj―Qdsjb ） /Qslbfj 314 677.5 161 -9.7tbs?tQdslb?48炉顶过热器进口汽焓h gr（ld）/KJ/Kg已知301749 50 51 52炉顶过热器进口汽温 炉顶过热器蒸汽焓增量 炉顶过热器出口汽焓 炉顶过热器出口气温t/gr（ △hgr h//gr t//gr（ld）℃ KJ/Kg KJ/Kg ℃已知 QldfjBj/（D-Djw1-Djw2） h/gr（ld）+△hgr 查表374 7.4 2353 54 55平均汽温 炉顶过热器对流吸热量 误差 Qdld [? ]℃ KJ/Kg % 3.6k ? TAldfj/Bj 100 （Qldfj-Qdld） /Qldfj615.5 70 -9.1第8章后墙水冷壁引出管设计及热力计算8.1 后墙水冷壁引出管结构尺寸计算 根据后墙水冷壁引出管结构尺寸计算结构尺寸数据，列于表 8?1 中。 表 8?1 主省煤器尺寸计算 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 名 管径及壁厚 横向排数 纵向排数 管子横向节距 受热面积 烟气通流面积 前方气室容积 前方气室面积 烟气辐射层有效厚度 称 符号 d×δ Z1 Z2pj S1 H Fy V F1y S 单位 mm mm mm mm m2 m2 m3 m2 m 3.6*22.9/85.2 8500/9 dlπ Z2Z11计算公式或数据来源 选取数值 133×10 8 1 945 11.7 26 22.9 85.2 0.978.2 后墙水冷壁引出管热力计算 后墙水冷壁引出管热力计算结果列于表 8?2 中。 表 8?2 后墙水冷壁引出管热力计算 序号 名 称 符 号 1 2 3 4 5 6 7 8 烟气进口焓 烟气进口温度烟气出口温度单 位计算公式或数据来 数 值 源 0.28H//psm+0.72H//dzr 查表 假定后校核
8474H′ θ ′ θ//烟气出口焓 烟气对流放热量 烟气平均温度 烟气平均流速 烟气侧对流放热系数h// Qd Qpj Wy ad Kj/Kg ℃ m/sW/(m ℃)24255 0.5(θ ′-θ //) 874 9.94 查表 449 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20三原子气体辐射减弱系数 灰粒子辐射减弱系数 烟气辐射减弱系数 烟气黑度 灰污壁温 烟气辐射放热系数 烟气侧放热系数 传热系数 传热温压 对流传热量 计算误差 允许误差kq Kh K a thb Af A1 K?t1/(mMPa) 1/(mMPa) 1/(mMPa)4.06 92.3 Kq*Rn+KhUh 1- e-kps 4.3 0.33 394 62 120.4 78.26 560 50 -9.6 KJ/kg +(-)10℃W/(m ℃) W/(m ℃) W/(m ℃)2 2 2△t+thb℃ Kj/Kg% 1/(mMPa)Qcr?Kh第 9 章 低温对流过热器设计和热力计算9.1 低温对流过热器结构设计 低温对流过热器结构设计列于表 9?1 表 9?1 序号 名 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 管径及壁厚 横向排数 纵向排数 横向相对节距 纵向相对节距 蒸汽流通面积 烟气流通面积 烟气有效辐射层厚度 低温过热气受热面积 顶棚过热气受热面积 两侧过热气受热面积 附加受热面总面积 称 符号 d Z1 Z2 单位 mm 计算公式或数据来源 由结构设计知 由结构设计知 由结构设计知 由结构设计知 数 值 38×4 91 16 2.42 2.58 m2 m2 m m2 m2 m2 m2 由图计算知 0. 0.238 612 16.575 12.48 29?1 ?2F Fy S H Hdp Hcq Hfjfj2513附加受热面占主受热 rj 面分额%4.759.2 低温过热器热力计算 低温过热器的热力计算结果列于表 9-2 中。 表 9-2 低温过热器热力计算 序 号 1 2 烟气进口温度 烟气进口焓 θ H“/名称符号单位计 算 公 式 或 数 据 来 数值 源℃ KJ/kg等于高过出口温度865等 于 高 过 烟 气 出 口 8287 焓3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17蒸汽出口焓 蒸汽出口温度 蒸汽进口温度 蒸汽进口焓 蒸汽平均温度 蒸汽平均比容 低温过热器吸热量 烟气出口焓 烟气出口温度 烟气平均温度 烟气平均流速 烟气侧对流放热系数 蒸汽平均流速 蒸汽侧放热系数h// t// t/ h/ tpjKJ/kg ℃ ℃ KJ/kg ℃ m3/kg KJ/kg KJ/kg//(h/pDp-ijw1Djw1)/Dgrl 查表 假定后校核查表 .026 6 800.50.5(t/ + t//) 查表 Dgrl(h//-h/)/Bj H/- Qd/ ? +Δ ? I0lk 查表? pjQd H// θ θ Wy ad Wq℃ ℃ m/s w/m2℃ m/s Kw/m2℃ 1/pjBjV（ /273Fy 15.1 y ? pj +273） 96 DVpj /f 0.023Re0.8Pr0.4 10[(0.78+1.62rH2o)/ 8.8 ?2三原子气体辐射减弱系 Kq 数（m.Mpa） (10pns)1/2-0.1] (1-0.37Tpj/1000)18灰粒子辐射减弱系数kh1/ （m.Mpa）55900/(T2pjd2h)1/396.419烟气辐射减弱系数k1/ （m.Mpa）Kqrn+ Khuh4.520烟气黑度a261-e-kps0.12531 21 22 23 灰污壁温 烟气侧辐射放热系数 烟气侧放热系数 thb af a1 ℃ kw/m2 0C w/m2℃t pj ?(? ?1 B j Qa ) ?2 H38 114 70? (?d ? ? /f )??1? 2 ?1 ? ? 224 25传热系数 传热温压K?tw/m2℃ ℃( ? td- ? tx)/ln( ? td 402 / ? tx)26 27 28 29对流传热量 计算误差 允许误差 蒸汽质量流速Qcr?KJ/kg % % Kg/m2skH ? t/Bj 100（Qcr―Qd）/Qd1497 -2+ -[? ] ρ ω2.0wq/vpj339第 10 章10.1 结构尺寸计算烟气转向室的热力计算表 10?1 序号 名 称 符号 单位 计算公式及数据来源 数值烟气转向室 1 2 转向室容积 隔墙省煤器悬吊管角系 数 3 4 5 包覆过热器角系数 隔墙省煤器受热面积 包覆过热器受热面积 xbf Asmd Abf m2 m2 查图 2×8.5×3.7×0.54 （2×5.7×3.7＋9.4 ×8.5）0.94 6 包覆面积 Ab m2 2×8.5×3.7＋2× 3.7×5.7＋27V xsmM3计算知 查图88 0.540.94 34.4 49131.22×5.7×8.5 7 序号 辐射层有效厚度 名 称 s 符号 m 单位 3.6V/ Ab 计算公式及数据来源 （一）第二转向室 1 2 3 4 5 转向室容积 过热器悬吊管角系数 包覆过热器角系数 悬吊过热器受热面积 包覆过热器受热面积 V Xd xbf Agrd Abf m2 m2 M3 计算知 查图 查图 4×10×7.55×0.3 （4.7×2×7.55＋ 4.7×10）×0.97 6 包覆面积 Ab m26×7.55×10＋2×4.7× 7.55＋2×4.7×102.41 数值94.35 0.3 0.96 37.7 45.8136.67 8辐射层有效厚度 隔墙省煤器悬吊管受热面 积s Asmdm m23.6V/ Ab 7.55×10×0.552.5 17.3烟气转向室热力计算 表 10?2 序号 名 称 符号 单位 计算公式及数据来源 数值烟气转向室 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 烟气进口温度 烟气进口焓 包覆过热器吸热量 省煤器吸热量 烟气出口焓 烟气出口温度省煤器内工质平均温度θ ′ ℃ H′l Qbffj Qsmfj Hl″ kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg低温过热器热力计算知 低温过热器热力计算知 假定 假定 H′l- Qbffj+ Qsmfj/ψ 查表 1/2(tgs+tbs) 估计 查图 1/2（tbs+t//bf）736
.5 324.5 0.θ ″ ℃ tsmpj tsmhb ε ℃ ℃ m2℃/W ℃省煤器灰污管壁温度 包覆过热器灰污系数包覆过热器工质平均 tbfpj 温度2811包覆过热器灰污管壁 tbfhb 温℃tsmpj+ε Bj Qbffj/3.6Abf34212 13 14平均烟温 乘积 三原子辐射减弱系数θpj℃ mMPa1/(mMPa)1/2（θ ′+θ ″） prns 10((0.78+1.62rH2o)/(1 0pns)1/2-0.1) (1-0.37Tpj/1000)723 0.059pns Ky7.215 16 17 18乘积 灰粒的辐射减弱系数 乘积Kyrn Kh Khμh1/(mMPa) 1/(mMPa) 1/(mMPa) 1/(mMPa)Kyrn 55900/(T2pjd2h)1/3 Khμh1.78 101.4 3.4h烟气流的辐射减弱系 K 数Kyrn+ Khμ5.219 20 21 22乘积 烟气黑度 省煤器辐射放热系数Kps a asmf2Kps 1-e-kpsw/（m ℃） 查图 w/（m ℃） 查图21.23 0.707 80 92包覆过热器辐射放系 abff 数23 24 25 26省煤器吸热量 误差 包覆过热器吸热量 误差Qsmdfj ΔQ Qbfdfj ΔQKj/kg % kJ/kg %sm asm（ 3.6Asmd/Bj 106 f θ pj- t hb）(Qsmfj-Qsmdfj)/ Qsmfj*1003.6abff（θ pj- tbfhb） 3.6Abf/Bj 165 (Qbffj- Qbfdfj)/ Qbffj*100 3.1（二）第二转向室 1 2 3 4 5 6 7 8 烟气进口温度 烟气进口焓 隔墙省煤器吸热量 包覆过热器吸热量 烟气出口焓 烟气出口温度 平均烟温 灰污系数 θ ′ ℃ H′2 Qsmfj Qbffj H2″ kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg 第一转向室热力计算知 第一转向室热力计算知 假定 假定 H′2- Qbffj+ Qsmfj/ψ 查表 1/2（θ ′+θ ″） 查图29710
0.0043θ ″ ℃ θ εpj℃ m2℃/W9 10 11 12省煤器工质平均温度 省煤器灰污管壁温度 烟气旁通量份额tsmpj tsmhb δ℃ ℃1/2(tgs+tbs) 估计 选取214.5 325 0.72 324包覆过热器工质平均 tbfpj 温度℃1/2（tbs+t//bf）13 14 15包覆过热器管壁温 乘积 三原子辐射减弱系数tbfhb pns Ky℃ mMPa1/(mMPa)tsmpj+ε Bj Qbffj/3.6Abf prns 10((0.78+1.62rH2o)/(1 0pns)1/2-0.1)(1-0.37Tpj /1000)382 0.06 7.2316 17 18 19 20 21 22 23乘积 灰粒的辐射减弱系数 乘积 烟气流辐射减弱系数 乘积 烟气黑度 省煤器辐射放热系数Kyrn Kh Khμ K Kps a asmfh1/(mMPa) 1/(mMPa) 1/(mMPa) 1/(mMPa)Kyrn 55900/(T2pjd2h)1/3 Khμh1.79 103.5 3.5hKyrn+ Khμ Kps 1-e-kps5.25 1.29 0.72 70 81w/（m ℃） 查图2包覆过热器辐射放热 abff 系数w/（m ℃） 查图224 25 26 27 28 29隔墙省煤器吸热量 误差 包覆过热器吸热量 误差 隔墙省煤器吸热量 包覆过热器吸热量Qsmdfj ΔQ Qbfdfj ΔQ Qsj smKj/kg % kJ/kg % kJ/kg kJ/kgsm asm（ 3.6Asmd/Bj 60 f θ pj- t hb）(Qsmfj-Qsmdfj)/ Qsmfj*1001.2abff（θ pj- tbfhb） 3.6Abf/Bj 255 (Qbffj- Qbfdfj)/ Qbffj*100 δ Qsm fj2 28.8 180Qsjbfδ Qbffj第 11 章减温水量较核结果列于表 11?1 中。减温水量较核3011.1 序号 1减温水量校核 名 称 符 号 hgr″ 单 位 kJ/kg 计算公式或数据来源 数 值过热器出口蒸汽焓查 蒸 汽 特 性 表 ， 3474.1 p=10.0Mpa,t=540℃2过热器进口蒸汽焓hbqkJ/kg查 蒸 汽 特 性 表 ， 2710 p=10.34Mpa,t=373℃3给水焓hgskJ/kg查 水 特 性 表 ， 924 p=11.4Mpa, t=215℃4炉膛内炉顶过热器辐 Qfld 射吸热量kJ/kg由炉膛热力计算知2745屏过及对流过热器吸 Qfhp 收的炉膛辐射热kJ/kg由炉膛热力计算知5507 8屏对流吸热量QdhpkJ/kg kJ/kg由炉膛热力计算知 由炉膛热力计算知907 3250对流过热器对流吸热 Qddlgr 量9 10上述热量之和 减温水量ΣQ Σ DjjwkJ/kg Kg/h Bj Σ Q-D(hgr5056 ″ 5.493 × 103 Σ -9.86-hbq)/hbg″-hgs 12 误差 ΔD % (Djw1+Djw2) Djjw/(Djw1+Djw2)第 12 章12.1 省煤器结构尺寸计算省煤器设计及热力计算根据省煤器结构尺寸计算结构尺寸数据，列于表 12?1 中。 表 12?1 省煤器尺寸计算 序号 1 2 3 4 5 6 名 管径及壁厚 横向节距 纵向平均节距 管子排数布置 每排管子数 工质流通截面积 称 符号 d×δ S1 S2pj Z1 n1 A 单位 mm mm mm 排 根 m231计算公式或数据来源 选取 按 s1/d=2.5 左右选取 据图 s2/d=1.25 计算 逆流、顺列 结构设计 0.785d2n Z1 n1数值 32×4 80 66 104 3 0.197 8 9 10 11烟气流通面积 对流受热面积 防磨罩面积 计算对流受热面积 辐射层有效厚度Ay Adsm Afm Ajssm Sm2 m2 m2 m2 m据图计算 n1Z1lpjπ d25.17 2683 60Adsm- Afm 0.9d(4s1s2/π d2-1)12.2 省煤器热力计算 省煤器热力计算结果列于表 12?2 中。 表 12?2 省煤器热力计算 序号 名 称 符 号 单 位 计算公式或数 数 值 据来源 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 烟气进口焓 烟气进口温度前后隔墙省煤器总吸热量H′ θ ′ Qfjsm Δ hsmfj t/ h/ h// t// Δh Qdsm H″ θ θ tpj wy ad pns Ky Kyrn Kh//0.28H//psm+0.72H//dzr 查表 已知 QfjsmBj/(D-Djw1-Djw2) 给定 查表 h/psm-Δ hsmfj 查表前后隔墙省煤器焓增量 给水温度 给水焓 省煤器出口水焓 省煤器出口水温 水焓增量 对流吸热量 出口烟焓 出口烟温 平均烟温 平均水温 烟气流速 烟气侧对流放热系数 乘积 三原子辐射减弱系数 乘积 灰粒的辐射减弱系数215 924 KJ/kg kJ/kg ℃ ℃ ℃ m/sW/(m ℃)22686 查表 假定 1/2(θ ″+θ ′) KJ/kg ℃ KJ/Kg KJ/kg ℃ KJ/kg KJ/kg .5 260 6.9 65 0. 8.19 120pjmMPa1/(mMPa) 1/(mMPa) 1/(mMPa)3221 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35乘积 烟气流的辐射减弱系数 乘积 烟气黑度 灰污管壁温 烟气侧辐射放热系数 利用系数 烟气侧放热系数 热有效系数 传热系数 较小温差 较大温差 平均温差 对流传热量 误差Khμ K Kps a thb af ξ a1 ψ K Δ tx Δ tD Δt Qcsm ΔQh1/(mMPa) 1/(mMPa)℃ Kj/kg Kps 1-e-kps4.04 12.23 0.150 0.140 320 11.9 1.0 76.9 0.65 50 120 383 227℃W/(m ℃)2选取 查表 查表w/m2℃? (?d ? ? /f )查图w/m2℃ ℃ ℃ ℃ KJ/kg %θ //―t/ θ /―t//??1? 2 ?1 ? ? 23.6kΔ tAjssm/δ Bj 100（Qdsm-Qcsm）/Qdsm2878 2第 13 章13.1 空气预热器结构尺寸 根据结构设计列 13?1 表空气预热器热力计算表 13?1 空气预热器结构尺寸序号 名称 1 2 3 4 5 6 管子规格 横向节距 纵向节距 相对横向节距 相对纵向节距 烟道宽度符号 d×δ S1 S2 ζ ζ a1单位 mm mm mm计算公式或数据来源数值 40×1.5 72 43S1 / d S2 /d m331.8 1.075 8.527 8 9 10 11 12 13 14烟道深度 横向管数 沿空气流向排数 管子根数 管子高度 总受热面积 空气流通截面积 烟气流通截面积b Z1 Z2 n L H Fy Fkm5.7 100 116 Z1 Z2
л dpjnL [a－Z1dw－3×0.08]L nл /4 ×d2
14.57m m2 m2 m2二、空气预热器热力计算 空气预热器热力计算 表 1―26 序号 名称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 烟气入口温度 烟气入口焓 空气入口温度 空气入口焓 空气出口温度 空气出口焓 平均空气温度 平均空气焓 出口过量空气系数 符号 单位 ℃ KJ/Kg ℃ KJ/Kg ℃ KJ/Kg ℃ 0.5（t/+t//） 假定 已知 计算公式或数据来源 省煤器出口烟温 数值 335 .6 284 // ky?’I’ t‘ H0/ky t” H0//ky tpj i βa//l-Δ al-Δ azf?? 0 // )( I ? I 0 / ) 21.0810 11 12 13 14 15 16 17 18空气吸热量 烟气出口焓 烟气出口温度 平均烟温 烟气体积 烟气流速 相对管长 水蒸气容积份额 烟气侧放热系数Qdky Hky” θ θ//KJ/Kg KJ/Kg ℃ ℃( ? // ky ?查表132 270.5pjⅤy wy L/d rH2o wyW/(m ℃)2查表 m/s BjVyTpj /273Fy6.323 8.05 117.5查图 查图0.1037 673419 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33空气流速 空气侧放热系数 利用系数 传热系数 入口温压 出口温压 逆流温差 较大温差 较小温差 参数 参数 温压修正系数 温压 传热量 计算误差Wk akd ξ K Δ tx Δ tD Δ tnL TD TX P R Π akd Qcky?M/sW/(m ℃)23.6 查图 查表 91 0.85 32.80 θ /―t// θ //―t/ 1/2(Δ tx+Δ tD) 129 112 77 264//W/(m ℃)2℃ ℃℃ ℃t//―t/ θ /―θ TX/(θ TD/ TX 查表/211 0.66 1.2 0.9 71 -t/)W/(m ℃)2查图 3.6kAjs ? t / Bj 100(Qdky―Qcky)/QdkyKJ/Kg %第 14 章热力计算数据的修正和计算结果汇总14.1 热力计算数据的修正 热力计算数据的修正列于表 14?1 中。 表 14?1 热力计算数据的修正 序号 名 称 符 号 单 位 来源 （一）排烟热损失修正 1 2 3 排烟温度 排烟焓 排烟热损失 θ Hpy q2py计算公式或数据 数 值℃ kJ/kg %由预热器热力计算知 查焓温表 3-3 (Hpy-apyHlk°) (1-q4/100)/Qr*100132 （二）锅炉热效率修正 1 2 锅炉总热损失 锅炉热效率 Σq ηgl% %35q2+q3+q4+q5+q6 100-Σ q9.05 90.95（三）锅炉燃料消耗量修正 1 2 锅炉实际燃料消耗量 计算燃料消耗量 B Bj Kg/h Kg/h Qgl(η glQr) B(1-q4/100) （四）锅炉吸热量修正 1 2 3 热空气温度 理论热空气焓 空气带入炉内的热量 trk Hrk° Qk ℃ kJ/kg kJ/kg 由预热器热力计算知 查焓温表 3-3 βky284 ″ Hrk ° +( Δ al+ Δazf)Hlk° 4 1kg 燃料带入炉内热量 Ql kJ/kg Qr(100-q3-q4-q6)/(100 -q4)+Qr 5 炉膛吸热量 Qfl kJ/kg φ (Ql-Hl″) 6014.2 排烟温度较核 由空气预热器热力计算知排烟温度为 132℃，与排烟温度假定值 130℃相差 2℃，符合要求。 14.3 热空气温度较核 由空气预热器热力计算知热空气温度为 284℃，与假定值 280℃相差 4℃，符合要求。 14.4 热平衡计算误差较核 （1） 燃料支配热量 （2） 锅炉热效率 （3） 机械不完全燃烧热损失 （4） 炉膛吸热量 （5） 屏过热器对流吸热量 （6） 屏过热器附加吸热量Qr=Qar.net=16760kJ/kg ηgl=0.% Qfl=7994.5 kJ/kg Qdhp=440 kJ/kg Qfjhp=103kJ/kg Qdgr=1709 kJ/kg Qfjdlgr=285 kJ/kg Qddl=1527kJ/kg（7） 高温对流过热器对流吸热量 （8） 高温对流过热器附加吸热量 （9） 低温对流过热器对流吸热量 （10）后墙引出管对流吸热量 （11）省煤器对流吸热量 Q （11）上述吸热量之和 （12）热平衡计算绝对误差 （13）热平衡计算相对误差dQdhy=50kJ/kgsm=2686KJ/kgΣ Q=14794 kJ/kg SQ=Qrηgl-ΣQ(1-q4/100)=-69 kJ/kg δ Q=|Q/Qr|×100%=0.463%因为δ Q〈±0.5%，所以符合要求；3614.5 热力计算结果汇总 热力计算结果汇总列表 14?2 中。37序 炉 膛 屏 位 L 60*4.5 38*4 38*435 38*4 38*4 38*4 133*10 32*4 第 一 转 向 室 主 省 煤 器 第 二 转 向 室 后 墙 引 出 管名符单号称号高 温 对 流 过 热 器 低 温 对 流 过 热 器 空 预 器 热 端 44*1.51管径及壁厚2 0 540 12 420 430 368
710 883 865计算受热面d × ζ A O 709.5 507 612 31.4 31.5 11.7 85.9 5 1148 215 203进口烟温4出口烟温5 486 11.1 8.8工质进口温度θ ℃ ′ θ ℃ ″ t′ ℃第 15 章 锅炉设计说明书9.94姓名：陈晓芸学号：班级：动本 2002 级(1)班日期：2005 年 7 月 12 日单位：内蒙古工业大学电力学院能动系386 m/s m/s ℃1工质出口温度 6.19 17.9 402 70
8t″ ℃305 6.9284 8.05 3.6 560 78 227507烟气流速wy8 489 63 工质流速w9传热温压St78.5 32.8 106 180 50 610 9 103传热系数k24.1 5 743. 5 6811 kj/k g kg/h吸热量/附加吸 Qxy/ 热量 Qfjw/( O . kj/k ℃) g12焓增量Sh13喷水量Djw15.1 设计参数及煤种 锅炉主要设计参数为 (1)锅炉蒸发量D1=220t/h p1=9.9Mpa,t1=540℃(2)过热蒸汽出口压力及温度 (3)给水温度 tgs=215℃ (4)冷空气温度 tlk=20℃ (5)排烟温度 tpy=132℃设计煤种为徐州烟煤，燃料收到基成分为（%）Car=42.9； Oar=7.5； Sar=0.5； Har=3.4； Nar=0.9； Mar=15.0； Aar=29.8干燥无灰基挥发分 Vdaf=47% 煤的低位发热量；Qar,netw=16760kJ/kg 灰熔点：DT ? 1380℃、ST＞1400℃.FT&140015.2 锅炉总体概况 锅炉为单汽包，自然循环煤粉炉，呈∏形布置。汽包中心标高为 32840mm，布置在炉前 距水冷壁中心线 27600 mm 处。采用 4 根φ 419×36 mm 大直径下降管。炉膛由密封良好的Ф 60×4.5 鳍片管膜式水冷壁组成，炉膛截面深×宽=
mm，宽深比为 1,为正方形。燃 烧器呈四角切圆布置。炉膛上部出口处，沿炉膛宽度方向布置 9 片前屏过热器，横向节距为 750mm，其后布置 9 片后屏过热器，横向节距为 750mm。高温对流过热器布置在后屏过热器之 后，位于折焰角的斜坡之上，低温过热器由侧墙包覆管、后墙包覆管及炉顶包覆管组成。 。全 部受热面采用悬吊和支承相结合的方式。竖井深 6680mm，其上部由隔墙省煤器管分隔成二个 烟道，主烟道和旁路烟道，相应设置低温再热器和旁路省煤器。低温再热器受热面载荷通过 悬吊管由炉顶刚架承重，受热面向下膨胀。省煤器由旁路省煤器、隔墙省煤器和主省煤器三 部分组成。旁路省煤器及隔墙省煤器为悬吊式，主省煤器则由三组刚架支承，搁置在水泥构 架梁上。两台回转空预器直接安置在 9m 运转层上，由水平烟道连接，置于尾部竖井的后侧。 锅炉烟井周围有管子包覆，采用重力载荷小，厚度薄的敷管炉墙，除尾部空预器、烟风道、 灰斗及主省煤器外，锅炉的全部受热面载荷均悬吊在炉顶刚梁上，受热面均做向下自由膨胀， 炉顶刚架通过 K1、K2、K3、K4 混凝土构架把负荷传递到锅炉基础上。 锅炉汽温调节，主蒸汽采用一、二级喷水减温，再热蒸汽采用烟气挡板，作升温调节， 挡板布置在旁路省煤器下方的倾斜 450 管上。此外，在高温再热器进口处设有事故喷水装置， 作为不得已时的降温调节措施。当锅炉负荷在 75％―100%内运行时，调温装置可以维持过热 蒸汽温度及再热汽温在额定值。另外，在低温再热器出口还设有微量喷水调节，以配合烟气 挡板的调温。本锅炉按固态除渣设计，采用带有粗破碎机的刮板式机械除渣装置。3915.3 水冷系统 炉膛四周水冷壁管全部采用Φ 60 × 4.5mm 的鳍片管制成密闭的膜式水冷壁 。 水冷系统主要是由大直径下降管、分配集箱及其支管、水冷壁、上升管、汽水引出管、 上下集箱、汽包组成的循环回路。炉水由汽包经 4 根Φ 419 × 36mm 大直径下降管及其下端 的分配集箱，以及 44 根分配支管均匀地进入 14 只下集箱，然后分 14 个循环回路上升，经上 集箱和 46 根汽水引出管进入汽包； 在汽包中汽水混合物经内部装置分离清洗， 干净蒸汽被引 入到过热器具，分离下来的水和省煤器来给水混合一起，再进入大直径下降管，进行周而复 始的循环。 整个水冷壁管，以及敷设其上的炉墙，均通过上集箱上的吊杆，悬吊在炉顶钢架上，受 热面作向下自由膨胀。水冷壁上有人孔、看火孔、吹灰孔、打焦孔、防爆孔、点火孔、测量 孔等。后墙水冷壁上部由分叉管分为两路，一路折向炉膛，形成折焰角，另一路垂直上升， 起悬吊管作用。为使两路水量的全合理分配，以保证均能安全可靠地工作，在垂直悬吊管的 集箱管孔处设置了带有短管的Φ 10mm 节流孔而引起的阻塞。 燃烧时为了防止由于炉膛负压波动所引起的水冷壁及炉墙薄壁结构振动而造成的损坏， 在水冷壁 外面布置了由工字钢组成的刚性梁， 刚性梁在上下方向和水冷壁一起膨胀， 沿刚性 梁长度方向，在结构上保证可以自由膨胀，刚性梁直接支承于炉膛水冷壁管上。 15.4 燃烧器 燃烧器为正四角大小切圆布置，假想小切圆φ 200、大切圆Φ 400mm，一次风喷口分 3 层 布置，带满负荷共 12 个一次风喷口。燃烧器的一、二、次风喷口的布置，自上至下为（二） （一） （二） （一） （二） （一） ，一次风喷口与二次风喷口均匀布置。为了适应煤种变化和调整 燃烧工况，煤粉喷燃器各喷嘴做成可调节器的。为了调整燃烧工况和控制炉膛出口烟温，可 根据燃料特性或运行人员的实践经验来摆动喷嘴倾角，当一个喷嘴在水平位置时，相邻喷嘴 只能摆动 10°左右， 若所有喷嘴一起同向摆动时可摆动约 20°。 整个燃烧器通过连接体焊于 水冷壁管上，与水冷壁一起膨胀。点火轻油枪采用机械压力雾化方式。该燃烧器之重油枪也 采用机械压力雾化方式，最大燃油量按锅炉额定蒸发量的 40%计算，装于中、下二次风喷口 内，共 8 只油枪。15.5 过热器 采用辐射、半辐射和对流形式。蒸汽在过热器中的流程为；在汽包中经分离后的干净蒸 汽，经炉顶及尾部后包覆过热器，继而进入低再悬吊管过热器及尾部烟道左右侧包覆管过热 器，再经过水平烟道左右侧包覆管过热器，依次进入前屏过热器、一级喷水减温器、后屏过 热器、二级喷水减温器，最后进入高温过热器，汇集到出口集箱。过热蒸汽由出口集箱两端 引入到汽轮机高压缸。屏过热器共 9 屏，为半辐射过热器，高温对流过热器共 89 片，作顺流40布置。在后屏过热器前后布置有一、二级喷水减温器，其中一级喷水减温器主要用于保护后 屏过热器，而二级喷水减温则为调节主蒸汽出口温度，使之维持额定蒸汽参数。 15.7 省煤器 省煤器由主省煤器、隔墙省煤器和旁路省煤器三部分组成 。给水由炉前三通管进入后，分左 右两侧引至主省煤器进口集箱的二端，主省煤器管系为 2 排蛇形管圈，顺列逆流布置，保持 较低烟速，以改善磨损，便于检修。主省煤器出来的工质，由出口集箱左右二端φ 108×10mm 的连接管引出，连接管共 12 根，每端 6 根，并进入旁路烟道的前、后隔墙管，工质并联向上 流动，到炉顶汇集进入隔墙省煤器出口集箱。前、后隔墙采用宽鳍片管，前隔墙宽鳍片管外 敷设炉墙，作为尾部竖井烟道后墙，后隔墙宽鳍片管作为旁路烟道的分隔墙，管外不再敷设 炉墙。由隔墙省煤器出口集箱二端引出工质，经炉外φ 219×26mm 管道下降至旁路省煤器进 口集箱。旁路省煤器管系为 2 排蛇形管圈，顺列逆流布置。旁路省煤器在进口端的弯管倾斜 450，以组成烟道挡板的框架，旁路省煤器管延伸至斜烟道包覆管，接旁路省煤器出口集箱。 斜烟道部位的包覆省煤器管为敷管炉墙，节距由旁路省煤器的 95mm 变为 50mm。最后经旁路 省煤器出来的工质由 12 根 15.7 空气预热器 空气预热器主要特性数据如下； 受热面高度 5900mm， 受热面积为 8274m ； 预热器漏风系数 0.03 腐蚀和积灰是目前预热器存在的一个主要问题， 它直接影响到预热器传热元件的使用效 果和寿命，因此 还考虑了吹灰和冲洗装置的设计。 φ 108×10mm 的后墙引出管引入汽包，作为给水。215.9 锅炉构架及平台布置 锅炉构架采用炉顶钢结构大梁和水泥柱的混合结构，这种结构可以减小钢材耗量和节约 工程投资。 锅炉宽度方向采用 220t/h 锅炉的标准柱距为 14000mm， 炉前柱 K1 和 K2 之间柱距为 4500mm， K2 和 K3 之间为 10800mm，K4 和 K3 之间为 11700mm，K4 和 K5 之间为 8000mm，自 K1 至 K5 柱均系单 排柱列布置，为了保证单排柱的稳定性，在锅炉的宽度及深度方向每隔一定高度布置有联系 横梁，组成空间多层建筑结构。 为保证锅炉各受热面的自由膨胀，所有吊架上部均采用球面垫圈支承。 为了提高梁的稳定性，在梁容易失去稳定的区域设置有加强筋。另外将主梁、次梁和小 梁布置成纵横交错相连的梁格，从而保证了梁的稳定性。41为了保证锅炉炉墙、膜式水冷壁、包覆管等高温受压件免受因锅炉燃烧面产生的负压波 动所引起的水冷壁振动而造成的损坏，设计中采用了刚性梁加固。 锅炉平台采用炉顶钢梁悬吊及水泥柱预埋托架相结合的支承方式。步道平台一般采用宽 度为 850mm,经常需操作检修处平台适当加宽到 mm。为了满足锅炉露天布置不积水 的要求,一般平台采用拉网板制成,但对经常需维修处平台,为了防止工具零件下落,保证安全 起见,采用花纹钢板制成.对于花纹钢板制成的平台 (包括刚性梁等),在可能易积水的地方应 根据需要由现场钻泄水孔. 扶梯宽度一般为 800mm(个别地方为 600mm),扶梯的倾斜角度为 50o,所有平台\扶梯周围 均设置有安全栏杆,栏杆下部加装有高度为 100mm 的护板，以防工具和杂物外坠。 15.10 炉墙密封 该锅炉炉膛部分为全焊模式水冷壁结构,因而保证了炉墙的严密性,烟气不会直接冲刷炉 墙使炉墙的内壁的温度接近于水冷壁的温度,因此炉墙可以采用轻质岩棉板的保温材料,外面 涂上 20 毫米厚的抹面材料.该锅炉炉墙外壁温度均小于 50℃.为满足锅炉露天布置的需要,在 炉墙外装置金属护板. 负压锅炉炉顶密封设计过去一般仅考虑炉墙本身的严密性,但运行多年来发现电厂的燃 煤锅炉普遍存在着炉顶漏烟灰现象 ,这不仅增加了锅炉热损失和对周围环境的污染而且炉顶 罩壳内的温度升高,大量吊杆处于高温条件下工作而影响了其使用寿命 .为了加强炉顶密封, 本锅炉的炉顶密封采用了微正压结构,并用金属板进行二次密封.同时在炉顶管与水冷壁管及 侧包覆管接触处用密封垫块密封使其成为一个平面 ,并在所有穿过炉顶的管系处采用梳型板 密封.炉顶除采用二次密封外,尚有炉顶罩壳、炉顶盖板等。炉顶盖板部分采用拉板，以加强 通风降低吊杆温度。 15.11 运行工况和气温调节 锅炉运行与气温调节有密切关系，运行工况的变动会影响到气温的调节。该锅炉的气温 调节是按定压运行设计的。在负荷为 75%――100%时，定压运行，过热蒸汽采用喷水调节， 一级喷水量为 4.8t/h， 二级喷水量为 4t/h， 按额定负荷设计的过热器受热面已经考虑了一二 级喷水减温所需要增加的过热器受热面。由于采用了辐射与对流混合形式的过热器布置，所 以过热蒸汽温度在负荷 75%――100%变动时，能维持稳定的蒸汽温度。 过热蒸汽的喷水水源来自经高压加热器的给水母管，再热蒸汽的喷水水源来自给水泵中 间抽头。 当锅炉负荷从 100％降低到 75％时烟道挡板的位置从开到关， 烟气旁通量降到 30％， 因而 75％负荷时再热汽温仍能保持额定值。 由于喷水减温器的水源为锅炉给水，而喷水与蒸汽直接混合，因而要求电厂运行时严格 保证锅炉给水品质，否则会使出口蒸汽品质恶化。42参考文献[1].容銮恩等、 〈 〈电站锅炉原理〉 〉 、1997 年 11 月、第一版、中国电力出版社 [2].赵翔、任有中、 〈 〈锅炉课题设计〉 〉 、1991 年 5 月、第一版、水利电力出版社 [3].冯俊凯、沈幼庭、&&锅炉原理及计算&&、1992 年、第二版、科学出版社43
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