锅炉毕业设计说明书 - 图文(5)

锅炉炉膛草图

炉膛设计需要充分考虑使用燃料的特性。每台锅炉应尽量燃用原设计的燃料。燃用特性差别较大的燃料时锅炉运行的经济性和可靠性都可能降低。在锅炉设计中，我们在确定燃烧室尺寸时，我们是遵循先假定后校核的原则，所以假定炉膛宽度d、炉排宽度d1如下：

d=4.553m d1=4.40m

上锅筒中心标高： 10800mm 锅炉最高点标高： 11200mm 锅炉长度： 14435mm 炉排前后轴中心距： 8500 mm 炉顶长度： 4450mm 侧墙长度： 2500mm

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上图为 锅炉炉排

炉膛周界面积计算表 序号 1 2 3 4 5 6 名 称 前墙总面积 前墙曝光水冷壁面积 管径 管子根数 管子节距 前墙水冷壁角系数 xq1 7 8 9 10 11 12 前墙覆盖耐火涂料的水冷壁面积 炉顶总面积 炉顶曝光水冷壁面积 管径 管子根数 管子节距 炉顶水冷壁角系数 13 14 15 侧墙总面积 侧墙曝光水冷壁面积 xd1 Fc Fc1 m2 m - 18 -

2符号 单位 Fq Fq1 d n1 s m2 m mm 根 mm 2公 式 或 数 据 来 源 4.553×(0.41+2.936+6.832) xq1*Fq s/d＝ 3.43 e/d＝ 0.5 结果 46.34 31.74 51 28 175 《锅炉》P194 m2 m2 m mm 根 mm s/d＝ 20.578 13.9 20.26 13.87 51 28 175.00 Fq2 Fd Fd1 d s 0.3×Fq 4.45×4.553 xd1*Fd 3.43 e/d＝ 0.5 《锅炉》P174 xc1*Fc 0.578 58.63 45.72

16 17 18 管径 管子根数 管子节距 d s mm 根 mm s/d＝ 2.75 e/d＝ 0.5 51 21 140.00 19 20 21 22 侧墙水冷壁角系数 侧墙覆盖耐火涂料的水冷壁面积 后墙总面积 后墙曝光水冷壁面积 xc1 Fc2 Fh Fh1 m2 m2 m2 《标准》P293线算图1 炉膛宽度×后墙延伸高度 s/d＝ 2.35 e/d＝ 0.5 0.685 13.72 58.8 40.278 23 24 25 26 后墙水冷壁角系数 后墙覆盖耐火砖的水冷壁面积 炉膛出口烟窗面积 炉排面积 xh1 Fh3 Fck R m2 m2 m 2《标准》P293线算图1 出口烟窗高度×出口烟窗宽度 长 8.5 宽 4.553 0.735 17.64 6.829 38.7 此处核对炉排面积热负荷(《锅炉课件》第四章有具体要求) qR=BQar,net/3600R 27 炉膛容积 Vl m 3504.24 133.47 146.2 Fq＋Fd＋2×Fc＋Fh 242.66 182.41 0.6 0.2 0.1 此处核对炉膛容积热负荷(《锅炉课件》第四章有具体要求) qv=BQar,net/3600V1 28 29 30 31 32 炉墙总面积 炉膛辐射受热面积 曝光水冷壁污染系数 覆盖耐火涂料的水冷壁污染系数 覆盖耐火砖的水冷壁污染系数 Fl Hf ζ1 ζ2 ζ3 m m2 2ΣFixi＝(Fq1xq1＋Fq2)＋Fd1xd1＋2(Fc1xc1＋Fc2)＋(Fh1xh1＋Fh3)＋Fck 上表2.2.1 上表2.2.1 上表2.2.1 ΣFixiζi＝(Fq1xq1ζ1＋Fq2ζ2)＋Fd1xd1ζ1＋2(Fc1xc1ζ1＋Fc2ζ2)＋(Fh1xh1ζ1＋Fh3ζ3)＋Fckζ1 (ΣFixiζi)/Fl 3.6×Vl/(Fl＋R) R/Fl 33 34 35 36 乘积ψFl 炉膛平均热有效系数 有效辐射层厚度 炉排与炉墙面积比 ψFl ψ s ρ m2 m 84.09 0.347 1.708 0.159

b 炉膛传热计算

炉膛传热计算的步骤

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炉膛传热计算按照计算的目的可分为设计计算和校核计算两种。设计计算是先选定炉膛出口烟气温度θ\l ，然后计算需要布置的辐射受热面Hf 。但是，通常遇到的是校核计算，即在已布置好辐射受热面的情况下，校核炉膛出口烟气温度θ\l 看其是否在合理的范围内。如θ\l 据经验预先布置好辐射受热面，然后进行校核计算。炉膛传热计算是在燃烧计算和热平衡计算之后进行的，炉膛传热计算（校核计算）的步骤如下： （1）根据已有炉膛的结构尺寸或者根据预先拟定好的炉子大致尺寸的布置草图确定炉膛的结构特性。计算炉膛各面炉壁的总面积Fb、炉膛包覆面积Fl和炉膛容积Vl ；确定水冷壁的结构特性并计算炉内有效辐射受热面积Hf 、炉膛的平均热有效系数ψf以及炉膛容积Vl ；确定水冷壁的结构特性并计算炉内有效辐射受热面积Hf 、炉膛的平均热有效系数ψf以及炉膛的有效辐射层厚度S。

（2）计算燃料在炉内的有效放热量Ql ，在选定炉子过量空气系数α\l和△αl的情况下，由焓温表求得理想燃烧温度θll。

（3）先假定一个炉膛出口温度θ\l ,在温焓表中求得相应的I\l ，从而可求得烟气的平均热容VyCpj 。

（4）计算火焰黑度αhy和炉膛黑度αl 。

（5）计算炉膛出口温度θ\l ，其结果应当与求烟气平均热容时所假定的温度值基本相同。如误差不大于100 ℃，则计算可以认为满足要求；如误差大于100 ℃则须再假定θ\l 并重新计算，直至误差小于100 ℃为止，最后以计算所得θ\l为准。

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 符号 单位 KJ/K燃料输入热 Qr g KJ/K空气带入炉内的热量 Qk g KJ/K炉膛有效放热量 Ql g 理论燃烧温度 理论燃烧温度 炉膛出口烟温 炉膛出口烟温 炉膛出口烟气焓 烟气平均热容量 ?a名 称 公 式 或 数 据 来 源 近似等于燃料收到基低位发热量 (α\△αl)h0rk+△αlh0lk=α\lh0lk Qr*(100-q3-q4-q6)/(100-q4)+Qk 按Ql查焓温表 结果 17180 125.35 16963.2 1427.8 1700.8 950 1223 10912.5 13.00

℃ K Ta ?a＋273＝ 先假设，再校核 ?”l ℃ T”l h”l VCp K KJ/Kg KJ/KgK ?”l＋273＝ 按?”l查焓温表 (Ql－h”l)/(Ta－T”l)＝ - 20 -

10 11 三原子气体辐射减弱系数 灰粒辐射减弱系数 焦炭粒子辐射减弱系数 火焰辐射减弱系数 炉膛绝对压力 火焰黑度 炉膛黑度 炉膛出口烟温 辐射受热面热流密度 炉膛出口烟气焓 炉膛辐射换热量 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1/(m10((0.78+1.6*rH20)/sqrt(10*p*rqkqrq MPa) *s)-0.1)(1-0.37*T”l/1000)rq 1/(m10*4300*1.3*μh/ power（（T”22khμh MPa) ，1/3） l*dh）层燃10C1C1/(m烟煤炉 MPa) 类C1 0.5 C2 0.03 2 1/(mk MPa) kqrq＋khμh＋10C1C2＝ p ahy al MPa 1－e－kps＝ (ahy+(1-ahy)*ρ)/(1-(1-ahy)*(1-ψ)(1-ρ)) 32.006 0.463 0.15 2.619 0.1 0.234 0.593 ??/?M（???Fb?TH/?B1VCpj）?1??2730.6?”l ℃ qr h”l Qf W/m3 KJ/Kg KJ/Kg BcalQf/3.6Hr 按?”l查焓温表 ?(Ql-hl\900.77 4.097E+04 10281.21 6711.54

2.2.2 对流受热面传热计算方法

a. 设计计算

对流受热面设计计算的目的是：根据已知的受热面吸热量，工质的入出口温度，确定受热面的面积。但是要预先选定受热面管径及节距等结构尺寸。 具体步骤如下：

1、根据烟气和工质的入、出口温度，以及他们的相对流向，计算烟气和工质的平均温度，以及受热面的平均温压，然后求的烟气和工质的平均流速。 2、计算对流换热系数和辐射换热系数

3、确定烟气侧的换热系数，对于过热器及空气预热器还需确定管壁对工质的换热系数： 4、根据不同情况选取热有效系数，并确定传热系数； 5、根据传热方程式确定受热面面积

6、根据计算求得受热面面积进行布置，如果实际布置的受热面面积和计算值有出入，应根据实际布置的受热面面积校核受热面吸热量、烟气和工质的出口温度。

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