锅炉课程设计王俊博.doc

锅炉热力计算课程设计说明书华中科技大学能源与动力工程学院 设计题目： F200/100-W煤粉锅炉热力计算姓 名： 王 俊 博学 号： U200911645班 级： 热动0910指导老师： 张 小 平2012-12-23目录锅炉课程设计任务书2燃料特性6烟气特性表7烟气焓温表8锅炉热平衡及燃料消耗量计算9炉膛传热计算10屏区热力计算14防渣管（后墙水冷壁悬吊管）热力计算19高温级过热器热段热力计算21高温级过热器冷段热力计算24低温过热器热力计算26省煤器吸热量（出口工质焓）计算29高温级省煤器热力计算30高温级空气预热器热力计算32低温级省煤器热力计算35低温级空气预热器热力计算38计算结果校核40计算数据修正42热力计算结果汇总表43锅炉课程设计任务书一、 设计题目F220/100-W煤粉锅炉热力校核计算二、 原始资料1. 锅炉规范 四角布置直流式燃烧器，固态排渣，自然循环锅炉额定负荷过热蒸汽压力过热蒸汽温度给水温度给水压力汽包工作压力排污率周围环境温度 2. 燃料特性无烟煤 3. 制粉系统 滚筒式钢球磨煤机，中间储仓式热风送粉制粉系统4. 汽水系统和受热面布置见结构计算三、 F220/100-W结构特性1. 炉膛 d=605mm； 炉墙面积732.15；S=64mm； =1112.13； e=0炉膛侧墙629.75燃烧器6.82门孔 1卫燃带 68.2烟窗70.06炉顶32.342. 屏（12片） 屏区屏管屏顶管e=0屏区受热面积屏本身464.6屏顶管24.4屏区水冷壁51屏区平均烟气通流截面积屏区蒸汽通流截面积屏区出口截面积屏区辐射层有效厚度3. 防渣管管表面积节距烟气包围容积高度烟气空间容积烟气通流截面4. 高温过热器 （1）热段（38片）受热面积烟气容积深度受热面深度烟气通流截面蒸汽通流截面积 （2）冷段（每侧各20片）受热面积；蒸汽通流截面积，其余同热段5. 低温过热器（78片）受热面积烟气容积深度受热面深度烟气通流截面蒸汽通流截面积6. 高温省煤器受热面积烟气容积深度受热面深度烟气通流截面蒸汽通流截面积7. 高温级空气预热器受热面积烟气容积深度受热面深度烟气通流截面8. 低温省煤器受热面积烟气容积深度受热面深度烟气通流截面9. 低温级空气预热器受热面积流动交叉数烟气通流截面四、 锅炉课程设计完成的内容1. 写完整的F220/100-W锅炉热力计算书一份2. 根据计算结果提出该锅炉的改进意见3. 画出该锅炉汽水系统图燃料种类：无烟煤燃料特性%碳氢氧氮硫灰水份挥发物631.9382.160.5550.6222.0179.717低位发热值 kJ/kg22550名称符号单位算式或依据结果燃料完全燃烧所需理论空气量6.063容积1.180理论容积4.794理论容积0.433烟气特性表名称及公式符号单位炉膛屏防渣管高温级过热器低温级过热器高温级省煤器高温级空预器低温级省煤器低温级空预器烟道出口处过剩空气系数1.251.2751.31.321.371.391.44烟道平均过剩空气系数1.251.2631.2881.311.3451.381.415过剩空气量1.5161.5921.7431.8802.0922.3042.516水蒸气体积0.4580.4590.4610.4630.4670.4710.474烟气总容积7.9478.0248.1788.3178.5338.7488.964RO2容积比0.1480.1470.1440.1420.1380.1350.132H2O容积比0.0580.0570.0560.0560.0550.0540.053三原子气体容积比0.2060.2040.2010.1980.1930.1890.184飞灰浓度0.02020.02010.01970.01930.01890.01840.0179烟气焓温表温度理论烟气焓理论空气晗屏式过热器炉膛高温过热器低温过热器高温省煤器高温空预器低温省煤器低温空预器100886.68802.441087.291107.351127.411143.461183.581199.631239.752001799.421614.222202.982243.332283.692315.972396.682428.972509.683002739.412440.603349.563410.583471.593520.403642.433691.243813.274003706.873284.644528.034610.154692.264757.954922.194987.885152.115004701.194147.715738.125841.815945.506028.466235.846318.806526.186005721.015029.876978.487104.227229.977330.577582.067682.667934.157006764.685930.238247.248395.498543.758662.358958.879077.479373.988007830.166847.329541.999713.179884.3610021.3010363.6710500.6110842.989008915.317779.2110860.1111054.5911249.0711404.6611793.6211949.2012338.16100010017.818723.8812198.7812416.8812634.9712809.4513245.6513420.1213856.32110011135.709679.4213555.5613797.5414039.5314233.1114717.0914910.6715394.64120012266.8110643.9814927.8115193.9015460.0015672.8816205.0816417.9616950.16130013409.4911616.1216313.5216603.9216894.3317126.6517707.4517939.7818520.58140014562.1012594.7517710.7918025.6618340.5318592.4219222.1619474.0520103.79150015723.4213579.1419118.2119457.6819797.1620068.7420747.7021019.2821698.24160016892.4114568.9320534.6420898.8721263.0921554.4722282.9122574.2923302.74170018068.2415564.0521959.2522348.3522737.4623048.7423826.9424138.2224916.42180019251.6316563.5423392.5223806.6024220.6924551.9625380.1425711.4126539.59190020438.9317575.4624832.8025272.1825711.5726063.0826941.8527293.36281722618581.3126276.5926741.1227205.6527577.2828506.3428877.9729807.04210022832.2719606.5727733.9128224.0828714.2429106.3730086.7030478.8331459.16220024031.5120623.9429187.5029703.0930218.6930631.1731662.3732074.8533106.04锅炉热平衡及燃料消耗量计算名称符号单位算式或依据结果燃料带入热量22550排烟温度先假定，后校核135排烟热焓查焓温表1684冷空气温度取用30冷空气理论焓查焓温表241机械未完全燃烧热损失%3.5化学未完全燃烧热损失%0排烟热损失%5.72散热热损失%取用0.52锅炉总热损失%9.74锅炉热效率%90.26过热蒸汽焓查蒸汽表（t=540,P=9.8MPa）3481给水焓查蒸汽表（t=215,P=11.57MPa）924锅炉有效利用热量燃料消耗量计算燃料消耗量保温系数0.994炉膛传热计算名称符号单位算式或依据结果炉墙总面积结构特性732.15共中孔门燃烧器面积结构特性7.82炉顶面积结构特性32.34烟窗（即屏区入口）面积结构特性（）70.06水冷壁和炉顶面积654.27沾污系数书P2090.45水冷壁和炉顶角系数书P2140.98水冷壁和炉顶热有效系数0.44烟窗角系数1炉子和屏热交换修正系数查图10-1，书P2080.98烟窗沾污系数0.44烟窗热有效系数0.44门孔燃烧器角系数0门孔燃烧器热有效系数0炉膛平均热有效系数0.435炉膛容积结构特性1112.13辐射层厚度5.47炉膛（出口）过剩空气系数按实际选用1.25炉膛漏风系数按实际选用0.05炉膛传热计算名称符号单位算式或依据结果制粉系统漏风系数按实际选用0.10热空气温度先假定，后校核400热空气理论焓查焓温表3284.64空气带入炉内热量3649.25炉内每kg燃料带入热量26199.25绝热燃烧温度查焓温表1996.65炉膛出口温度先假定，后校核1140炉膛出口烟气焓查焓温表（）14104.5烟气平均热容14.12烟气中H2O容积份额查烟气特性表0.058烟气中三原子气体容积份额查烟气特性表0.206辐射层有效厚度结构特性5.47乘积(炉膛压力P=0.1MPa)0.113三原子气体减弱系数3.44灰粒减弱系数80.3碳粒减弱系数12.9飞灰浓度烟气特性表0.0202无因次参数取用1炉膛传热计算名称符号单位算式或依据结果无因次参数取用0.1燃烧产物总吸收力1.98火焰黑度0.862炉膛黑度书P2120.9燃烧器相对高度结构特性0.28最高火焰温度区相对高度0.28系数0.45炉膛出口烟气温度（计算值）1106.65炉膛出口烟气焓查焓温表（）13646.8辐射放热量12477炉顶辐射受热面面积31.5水冷壁辐射受热面面积609.5烟窗（屏区）辐射折算受热面面积68.66炉膛传热计算名称符号单位算式或依据结果辐射受热面总面积709.66单位辐射受热面平均吸热量炉膛容积热负荷烟窗（屏区）相对高度1屏区沿炉膛高度热负荷分配系数查图10-60.67屏进口吸收炉内辐射热809.3炉顶相对高度1热负荷分布系数0.6炉顶吸热332.3第一级减温用喷水量先假定，后校核第二级减温用喷水量先假定，后校核炉顶管蒸汽流量炉顶蒸汽焓增42.98屏区热力计算名称符号单位算式或依据结果屏管布置顺列，顺流屏管径壁厚结构特性425屏管横向节距结构特性581屏管纵向节距结构特性46屏管纵向相对节距1.1屏管角系数书P2140.98屏受热面积结构特性464.6屏辐射受热面积455.3屏顶管径壁厚结构特性425屏顶管横向节距结构特性47.5屏顶管横向相对节距1.13屏顶管角系数书P2140.98屏顶管受热面积结构特性24.4屏顶管辐射受热面积23.912屏侧水冷壁管径壁厚结构特性605屏侧水冷壁角系数书P2140.98屏侧水冷壁受热面积结构特性51屏侧水冷壁辐射受热面积49.98屏区进口烟温炉膛传热计算结果1106.65屏区进口烟焓查焓温表13646.8屏区热力计算名称符号单位算式或依据结果屏区出口烟温先假定940屏区出口烟焓查焓温表（）11395.6平均烟温1023辐射层有效厚度结构特性0.813烟气中三原子气体容积份额烟气特性表0.206乘积0.0167烟气中H20容积份额烟气特性表0.058三原子气体减弱系数11.12灰粒减弱系数84燃烧产物总吸收能力0.324屏区烟气黑度0.28屏区出口截面积结构特性50.5燃料种类辐射修正系数书P1270.5屏区高温烟气对其后受热面的辐射热152屏区热负荷不均匀系数P2150.65屏入口烟窗面积结构特性70.06投射到屏入口烟窗的炉膛辐射热784.6屏区角系数0.86屏区穿透角系数0.14炉膛透过屏区向屏后受热面直接辐射热79屏区热力计算名称符号单位算式或依据结果炉膛与屏相互热交换影响系数书P2080.98屏区从炉膛直接辐射中吸收的热量690屏出口截面对其后受热面的辐射热量231防渣管角系数书P2140.27防渣管吸收屏出口断面的辐射热62.4高温过热器吸收屏出口截面的总辐射热168.63高温过热器热段吸收屏出口截面的总辐射热84.3高温过热器冷段吸收屏出口截面的总辐射热84.3烟气在屏区的放热量2230屏区对流吸热量2085.7屏区总的吸热量2775.7屏区总辐射受热面529.192屏本身吸收的辐射热594屏顶管吸收的辐射热25.2屏侧水冷壁吸收的辐射热65.2屏侧水冷壁对流吸热量先假定，后校核245屏顶管对流吸热量先假定，后校核100屏本身对流吸热量1740.7屏区热力计算名称符号单位算式或依据结果屏本身总的吸热量2334屏出口汽温先假定，后校核460屏出口蒸汽焓查蒸汽表（P=10.2MPa）3264.68屏内蒸汽流量215000屏内蒸汽焓增290屏进口蒸汽焓2974.6屏进口汽温查蒸汽表（P=10.49MPa）367.3屏内平均蒸汽温度414蒸汽平均比容查蒸汽表0.0259蒸汽流通截面结构特性0.0965蒸汽流速16.1管壁对蒸汽的放热系数，书P233-2342.6屏内平均烟道截面积结构特性59.5烟气流速4.7烟气对管壁的对流放热系数26灰污系数书P2358.8灰污壁面温度750.9辐射放热系数94.5利用系数取用0.85烟气放热系数117.2屏的传热系数48屏区热力计算名称符号单位算式或依据结果屏对流吸热量其中1771屏侧水冷壁工质温度查蒸汽表（P=10.98MPa，饱和水）318屏侧水冷壁传热温差705屏侧水冷壁的对流吸热量232饱和蒸汽焓查蒸汽表（P=10.98MPa，饱和蒸汽）2706屏顶管进口蒸汽焓（炉内顶棚管焓增）2750屏顶管蒸汽焓增先按假定吸热量计算15.6屏顶管出口蒸汽焓2765.6屏顶管内蒸汽平均焓值2757.8屏顶管内平均蒸汽温度查蒸汽表（P=10.98Mpa，）320屏顶管对流传热温差620屏顶管对流吸热量97.6误差：屏本身%1.75误差：屏侧水冷壁%-5.6误差：屏顶管%-2.46误差：屏区%0.74允许误差：屏本身%2允许误差：屏侧水冷壁%10允许误差：屏顶管%10屏区热力计算名称符号单位算式或依据结果允许误差：屏区%2计算误差在允许范围内防渣管（后墙水冷壁悬吊管）热力计算名称符号单位算式或依据结果进口烟温屏区计算结果940进口烟气焓11395.6出口烟温先假定，后校核930出口烟气焓查焓温表（）11262平均烟温935管径给定13310横向节距给定686横向相对节距5.16角系数见屏区0.27吸收屏出口总辐射热见屏区62.4吸收烟气放热量132.8烟气通道截面结构特性41.7烟气流速6.3烟气中容积份额烟气特性表0.058烟气对管壁对流放热系数24.1烟气空间容积结构特性58.2管表面积结构特性28烟气空间包围面积结构特性118.6辐射层有效厚度1.43烟气中三原子气体容积份额烟气特性表0.206防渣管（后墙水冷壁悬吊管）热力计算名称符号单位算式或依据结果乘积0.0295三原子气体减弱系数8.34灰粒减弱系数89.2飞灰浓度烟气特性表0.0202燃烧产物总吸收能力0.503烟气黑度0.395灰污系数按实际选用4.4灰污壁面温度或546.2辐射放热系数75.6利用系数取用1热有效系数书P2350.6传热系数59.82传热温压617对流吸热量138.9误差%4.4误差小于5%，计算认可高温级过热器热段热力计算名称符号单位算式或依据结果管子布置顺列 顺流 三管圈管径结构特性425横向排数结构特性39纵向排数结构特性2横向相对节距2.26纵向相对节距2.06出口汽温给定540出口蒸汽焓查蒸汽表（P=9.8MPa）3481进口汽温先假定，后校核490进口蒸汽焓查蒸汽表（P=10.1MPa）3346平均汽温515蒸汽平均比容查蒸汽表0.034蒸汽流通截面结构特性0.0916蒸汽流速22.7管壁对蒸汽放热系数2.668吸收屏出口总辐射热84.3工质对流吸热量1025进口烟温防渣管计算结果930进口烟气焓11262出口烟气焓9205.7高温级过热器热段热力计算名称符号单位算式或依据结果出口烟温查焓温表761.5平均烟温845.7烟气中容积份额烟气特性表0.057烟气流速10烟气对管壁对流放热系数71.5辐射层有效厚度S0.186烟气中三原子气体容积份额烟气特性表0.204乘积0.0038三原子气体减弱系数25.61飞灰浓度烟气特性表0.0201灰粒减弱系数93.8燃烧产物总吸收能力0.132烟气黑度0.124灰污系数书P234-2354.5灰污壁面温度614.2高温级过热器热段热力计算名称符号单位算式或依据结果辐射放热系数36.1考虑受热面前烟气容积修正后的辐射放热系数受热面深度烟气容积深度50热有效系数书P2360.6利用系数取用1传热系数69.7传热温压330.7对流传热量1044.2误差1.8允许误差2高温级过热器冷段热力计算名称符号单位算式或依据结果管子布置顺列 逆流 三管圈第二级减温水量先假定，后校核蒸汽流量（l-冷段）减温水焓查蒸汽表（P=10.88MPa,饱和水）1449.5喷水后蒸汽焓即高温过热器热段进口蒸汽焓3346喷水后蒸汽量给定，即额定蒸发量喷水前蒸汽焓（冷段出口蒸汽焓）3385.6冷段出口汽温查蒸汽表（P=10.1MPa）505.1吸收屏出口总辐射热同热段84.3进口蒸汽焓屏出口焓3240.68进口汽温屏出口汽温460工质对流吸热量1081平均汽温482.55进口烟温防渣管出口烟温930进口烟气焓11262出口烟气焓9310.2出口烟温查焓温表769平均烟温849.5传热温压367高温级过热器冷段热力计算名称符号单位算式或依据结果蒸汽平均比容查蒸汽表0.031蒸汽流通面积结构特性0.0963蒸汽流速19.4管壁对蒸汽放热系数，见书P2342.47烟气对管壁对流放热系数同热段71.5灰污系数同热段4.5灰污外表温度587辐射放热系数（同热段）27.7考虑受热面前烟气容积修正后的辐射放热系数38.3热有效系数书P2350.6利用系数取用1.0传热系数63对流传热量1103.4误差%1.9允许误差%2低温过热器热力计算名称符号单位算式或依据结果管子布置顺列 逆流 双管圈进口蒸汽焓即屏区顶部出口蒸汽焓2765.6进口汽温查蒸汽表（P=10.88MPa）325.7蒸汽流量屏进口蒸汽焓屏区计算结果2974.6第一级减温水量预先已假定第一级减温水焓查蒸汽表（P=10.98MPa，饱和水）1449.5低温过热器出口蒸汽焓（即喷水减温前蒸汽焓）3033.4出口汽温查蒸汽表（P=10.49MPa）384平均汽温355工质焓增267.8对流吸热量2070进口烟温高温过热器计算结果765.3进口烟气焓高温过热器计算结果9419.3出口烟气焓7337.8出口烟温查焓温表601平均烟温683.2传热温压325.4蒸汽比容查蒸汽表（t=354，P=10.69MPa）0.022蒸汽流通截面结构特性0.0626低温过热器热力计算名称符号单位算式或依据结果蒸汽流速20.3管壁对蒸汽放热系数2.944烟气流通截面结构特性19.9烟气流速10.7烟气中水蒸气容积比烟气特性表0.056烟气对管壁对流放热系数65.61辐射层有效厚度S0.188烟气中三原子气体容积份额烟气特性表0.201飞灰浓度烟气特性表0.0197考虑受热面前烟气容积对辐射的修正系数Y其中：A=0.4烟气容积深度受热面深度1.385乘积0.0038三原子气体减弱系数28.18飞灰减弱系数104.2低温过热器热力计算名称符号单位算式或依据结果燃烧产物总吸收能力0.145烟气黑度0.135灰污系数取用4.5灰污壁面温度447.2辐射放热系数25.2修正后辐射放热系数35.28利用系数取用1烟气对管壁放热系数100.89热有效系数书P235表11-30.6传热系数58.5传热量2073.8误差%-0.06允许误差%2计算合格省煤器吸热量（出口工质焓）计算名称符号单位算式或依据结果炉膛内工质热量炉膛计算结果12477屏区工质吸热量屏区计算结果2237.7防渣管（悬吊管）内工质吸热量防渣管计算结果132.8高温过热器区工质吸热量高温过热器计算结果2106.9其中：热段高温过热器热段计算结果1025冷段高温过热器冷段计算结果1081.9低温过热器区工质吸热量低温过热器计算结果2075省煤器内工质应吸热量2062饱和水焓查蒸汽表（P=10.98MPa，饱和水）1449.5饱和蒸汽焓查蒸汽表（P=10.98MPa，饱和蒸汽）2062给水在减温水冷凝器内焓增71.4给水温度给定215给水焓由热平衡计算（P=11.57Mpa）924高温省煤器出口水焓1169.5高温级省煤器热力计算名称符号单位算式或依据结果管子布置错列 逆流进口烟温低温级过热器计算结果601进口烟气焓查焓温表7337.8出口工质焓省煤器吸热量计算结果1169.5出口工质温度查蒸汽表（P=10.98MPa）267.3出口烟温同时假定两个烟温480490出口烟气焓查焓温表（）5774.45901.4平均烟温540.5545.5烟气放热量1558.81432.6工质焓增189.75174.39进口水焓979.75995.11进口水温查蒸汽表（P=11.27MPa）227.3230.7平均水温247.3249传热温压280.2284.8烟气流速8.25烟气中容积份额烟气特性表0.056横向相对节距结构特性2.34纵向相对节距结构特性1.41烟气对管壁对流放热系数100辐射层有效厚度S0.092高温级省煤器热力计算名称符号单位算式或依据结果烟气中三原子气体容积份额烟气特性表0.198飞灰浓度烟气特性表0.0193乘积0.00182灰粒减弱系数128三原子气体减弱系数46.9燃烧产物总吸收能力0.12烟气黑度0.12灰污壁面温度298300辐射放热系数11.76修正系数Y1.325修正后辐射放热系数15.6利用系数取用1烟气放热系数115.6灰污系数0.00462传热系数75.35传热量1640.51667.4高温级省煤器热力计算名称符号单位算式或依据结果出口烟温图解法475烟气出口焓查焓温表5710.8烟气放热量1620工质焓增197.4进口水焓972.05进口水温查蒸汽表（P=11.27MPa）225.7给水在减温水冷凝器内的焓增省煤器热量计算结果71.4低温级省煤器后工质焓（冷凝器前）957.1低温级省煤器后工质温度查蒸汽表（P=11.27MPa）222.4高温级空气预热器热力计算名称符号单位算式或依据结果管子布置错列 交叉流动进口烟温高温级省煤器出口烟温475烟气进口焓5710.8出口空气温度炉膛计算预先假定400出口理论空气焓查焓温表3284.64高温级空气预热器热力计算名称符号单位算式或依据结果进口空气温度先假定，后校核268进口理论空气焓查焓温表2176.2出口过剩空气系数1.1空气吸热量1247空气平均温度334理论空气平均焓2730.42出口烟气焓4444.2出口烟温查焓温表（）363平均烟温419烟气流速13.1水蒸气容积份额烟气特性表0.055预热器壁温376.5烟气侧放热系数55.08空气流速5.76空气侧放热系数56辐射层有效厚度S0.036烟气中三原子气体容积份额烟气特性表0.193乘积0.0007高温级空气预热器热力计算名称符号单位算式或依据结果飞灰浓度烟气特性表0.0189灰粒减弱系数129.2三原子气体减弱系数76燃烧产物总吸收能力0.0616烟气黑度0.060辐射放热系数4.2修正后辐射放热系数5.65利用系数P2360.75传热系数21.92参数p0.54参数R1.2温压修正系数查图11-40.90传热温压76.1传热量1237.3误差%-0.8允许误差%2计算合格低温级省煤器热力计算名称符号单位算式或依据结果管子布置错列 逆流进口烟气温度高温级空气预热器计算结果363进口烟气焓高温级空气预热器计算结果4444.2辐射层有效厚度0.092进口水温给定215进口水焓查蒸汽表（P=11.57MPa）923.6出口水温同时假定两个数值225228出口水焓查蒸汽表（P=11.27MPa）969.1982.9工质焓增45.559.3烟气放热量373.8487.2出口烟气焓40733959出口烟温查焓温表329.4321平均烟温346.2342平均水温220221.5灰污壁面温度245246.5传热温压134.6131.0低温级省煤器热力计算名称符号单位算式或依据结果水蒸汽容积份额烟气特性表0.054三原子气体容积份额烟气特性表0.189飞灰浓度烟气特性表0.0184乘积0.00174三原子气体减弱系数49.9灰粒减弱系数139燃烧产物总吸收能力0.11烟气黑度0.104辐射放热系数4.16受热面前烟气容积深度结构特性1140受热面本身深度（高度）结构特性855修正系数Y1.364修正后的辐射放热系数5.68烟气流速8.4灰污系数0.7烟气侧对流放热系数29低温级省煤器热力计算名称符号单位算式或依据结果利用系数取用1.0烟气侧放热系数34.48传热系数32.5传热量646.9629.6出口烟温图解法312出口烟气焓查焓