130吨锅炉设计说明书1.doc

0 目目 录录 目目 录录 1 第一章第一章 设计任务书设计任务书 3 1 1 设计任务 3 1 2 燃料特性 3 第二章第二章 确定锅炉的基本结构确定锅炉的基本结构 5 第三章第三章 辅助计算辅助计算 6 3 1 燃烧产物燃烧计算 6 3 1 2 空气平衡计算 6 3 1 3 不同空气过量系数下燃烧产物的焓温表 8 3 1 4 炉热平衡及其燃料消耗量计算见下表 10 3 2 燃烧室设计及传热算 12 3 2 1 燃烧室尺寸的决定 12 3 2 2 煤粉燃烧器的型式及布置 15 3 2 3 燃烧室水冷壁的布置 18 3 2 4 室的传热计算 19 3 2 5 烧室辐射吸热量分配 22 3 3 凝渣管的计算 23 3 3 1 凝渣管结构的特性计算 23 3 3 2 凝渣管的传热计算 24 3 4 过热器的传热计算 27 3 4 1 第二级 高温 过热器结构 27 3 4 2 第二级 高温 过热器传热计算 30 3 4 3 第一级 低温 过热器结构 35 3 4 4 第一级 低温 过热器传热计算 36 3 5 炉膛传热量的分配 39 1 3 6 省煤器和空气预热器传热计算 40 3 6 1 上级 高温 省煤器结构 40 3 6 2 上级 高温 省煤器传热计算 42 3 6 3 下级 低温 省煤器结构 44 3 6 4 下级 低温 省煤器传热计算 46 3 6 5 上级 高温 空气预热器的结构 48 3 6 6 上级 高温 空气预热器传热计算 50 3 6 7 下级 低温 空气预热器结构 40 3 6 8 下级 低温 空气预热器传热计算 53 3 7 计算结果汇总 56 第四章第四章 附附 表表 58 第五章 附 图 80 2 设计任务书设计任务书 1 1 设计任务设计任务 1 锅炉额定蒸汽量 36 1 130 kgsht 2 蒸汽参数 额定蒸汽压力 3 82MPa 额定蒸汽温度 450 oC 3 给水温度 150 oC 4 排烟温度 130 py 5 热空气温度 360 rk t 6 冷空气温度 30 lk t 1 2 燃料特性燃料特性 1 燃料名称 京西无烟煤 2 煤的收到基成分 1 碳 53 ar C 2 氢 1 2 ar H 3 氧 3 3 ar O 4 氮 1 35 ar N 5 硫 1 5 ar S 6 灰分 32 15 ar A 7 水分 7 5 ar M 3 煤的干燥无灰基挥发分 5 5 adf V 3 4 灰熔点特性 DT 1260 ST 1370oC FT 1430 oC 5 煤的收到基低位发热量 18840 kJ kg ar net p Q 4 第二章第二章 确定锅炉的基本结构确定锅炉的基本结构 采用单锅筒 型布置 上升烟道为燃烧室和凝渣管 水平烟道为两级悬挂对 流过热器 垂直下降烟道布置为两级省煤器和两级管式空气预热器 整个炉膛四周全部布满水冷壁 炉膛出口凝渣管簇由锅炉后墙水冷壁延伸而 成 在炉膛出口处采用由后墙水冷壁延伸构成的折焰角 以使烟气更好的充满 炉膛 采用光管水冷壁 对流过热器分两级布置 有悬挂式蛇形管组成 在两级遇 热器之间有锅炉自制冷凝水喷水减温装置 由进入锅炉的给水来冷却饱和蒸汽 制成的凝结水 回收凝结放热量后再进入省煤器 省煤器和空气预热器采用两 级配合布置 以节省受热面 减少钢材耗费量 锅炉采用 4 根集中下降管 分 别供水给 12 组水冷壁系统 燃烧方式采用四角布置的直线燃烧器 根据煤的特性选择中速磨煤机中间储 仓式负压直吹制粉系统 热风做干燥剂 钢球筒式磨煤机 锅炉本体结构见如 下图 1 1 5 图 1 1 锅炉本体结构简图 6 第三章第三章 辅助计算辅助计算 3 1 燃烧产物燃烧计算燃烧产物燃烧计算 3 1 13 1 1 煤完全燃烧 煤完全燃烧 a 1a 1 时理论空气量及燃烧产物容积计算 时理论空气量及燃烧产物容积计算 3 1 23 1 2 制粉系统和各受热面漏风系数和进出口过量空气系数制粉系统和各受热面漏风系数和进出口过量空气系数 漏风系数燃烧产物过量空气系数空气的过量空气系数 入口 出口 进口 出口 制粉系统 0 1 炉膛 0 071 131 2 凝渣管 01 21 2 低温过热器 0 031 21 23 高温过热器 0 031 231 26 二级省煤器 0 021 261 28 二级空气预热器 0 031 281 311 061 03 一级省煤器 0 021 311 33 一级空气预热器 0 031 331 361 091 06 序 号 名称符号单位公式及计算结果 1 理论空气容积 o k V 3 mkg 0 0889 0 375 0 265 0 0333 ar C ar S ar H ar O 4 970 2 三原子气体容积 2 RO V 3 mkg 0 01866 Car 0 375Sar 0 999 3 理论氮气容积 2 N V 3 mkg 0 79 0 8 100 o k V ar N 3 937 4 理论水蒸气容积 2 o H O V 3 mkg 0 111 0 124 0 0161 ar H ar M o k V 0 306 7 3 1 33 1 3 烟气容积及有关特性计算烟气容积及有关特性计算 表表 1 31 3 烟气焓温表烟气焓温表 名称炉膛和凝渣 管 低温过热 器 高温过热 器 二级省煤 器 二级空预 器 一级省煤器一级空预 器 平均过量空气系 数 1 2000 1 2150 1 2450 1 27001 2950 1 3200 1 3450 实际水蒸气容积 0 3222 0 3234 0 3258 0 3278 0 3298 0 3318 0 3338 烟气容积 6 2526 6 3284 6 4799 6 6061 6 7323 6 8586 6 9848 RO2容积份额 0 1598 0 1579 0 1542 0 1513 0 1485 0 1457 0 1431 H2O容积份额 0 0515 0 0511 0 0503 0 0496 0 0490 0 0484 0 0478 三原子气体容积 份额 0 2114 0 2090 0 2045 0 2009 0 1974 0 1941 0 1909 烟气质量 8 4672 8 5646 8 7593 8 9215 9 0838 9 2461 9 4083 烟气灰粒浓度 0 0342 0 0338 0 0330 0 0324 0 0319 0 0313 0 0308 8 3 1 4 炉热平衡及其燃料消耗量计算见下表炉热平衡及其燃料消耗量计算见下表 表表 1 1 4 4 序号名称符号单位公式及计算结果 1 固体未完全燃烧 热损失 gt q 00 查附表 8 39 4 2 气体未完全燃烧 热损失 qt q 00 查附表 8 39 0 3 外部冷却损失 lq q00 由图 1 1 得 D 36 11有尾skg 部受热面 0 64 4 灰渣物理热损失 hz q 00 不 Ar Q pnetar 8 22 88 44 420 18840 420 计算 0 5 排烟过量空气系 数 py 查表 1 2 1 36 6 排烟温度 py 由任务书得 130 7 排烟焓 py I kJ kg 查表 1 3 1281 85 8 冷空气温度 lk t 见任务书 30 9 冷空气焓 lk h kJ kg 查表 1 3 197 445 10 排烟热损失 py q 00 100 gt pypy lk ar net p Q q II 5 16 11 锅炉效率 gl 00 100 lqhz qq py qtgt qqq 89 749 9 12 锅炉蒸发量 Dt h 见任务书 36 11 13 过热蒸汽出口焓 gr h kJ kg P 3 92MP t 450 查水蒸气表 3331 8 14 给水温度 gs t 见任务书 150 15 给水焓 gs i kJ kg P 4 9MP t 170 查水蒸气表 634 7 16 锅炉总吸热量 gl Q kw grgs D ii pwgs bh pD ii 97392 17 燃料消耗量B kg s 100 gl ar net p Q glQ 5 731 18 计算燃料消耗量 j B kg s 1 100 gt B q 5 502 19 制粉系统漏风系数 f 查附表 4 5 0 1 20 空气预热器出口空 气温度 rk t 见任务书 360 23 空气预热器 出口空气焓 rk h kJ kg 表 1 3 2415 99 25 空气预热器吸热量 与燃料热量的百分 比 ky q00 100 ky ar net p Q Q 14 003 26 保热系数 gl gllq q 0 9927 10 3 2 燃烧室设计及传热算燃烧室设计及传热算 3 2 13 2 1 燃烧室尺寸的决定燃烧室尺寸的决定 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 查附表 8 39 取炉膛界面 热负荷 2560 炉膛截面 F 39 51 宽 a 6 272 膛深 b 6 272 置 F q 60 3 的水冷壁管 管间距 s 64mm 侧面墙的管数为 100 根 前后墙的管数为 98 2 燃烧室炉墙面积的决定 表 1 5 炉膛结构尺寸 序号名称符号单位公式及计算结果 1 炉膛截面热负荷 F q 2 kw m 附录表 8 39 2560 2 炉膛截面积 F 2 m 2 F ar net p j Q q Ba 39 51 3 炉膛宽度am 取整 64 的倍数F6 272 4 第一根凝渣管高m设定 4 21 11 续表 1 5 5 顶棚宽度m a cos zy l x l x y 3 728 6 折焰角前到第一排凝 渣管斜段高度 x l m设定 0 732 7 折焰角宽度 zy l m设定 1 91 8 折焰角上倾角度 s y 设定45 9 折焰角下倾角度 x y 设定30 10 顶棚倾角 d y 设定8 11 凝渣管与炉墙距离 nz l m a tlp h 2 544 12 顶棚高度 tlp h m tan nl h tlp h d y 4 734 13 折焰角高度 zy h m tan zy l x y 1 103 14 n zy h m tan nz l x y 1 469 15 冷灰斗底口宽度 hd l m 设定 1 065 16 冷灰斗倾角 hd y 设定 55 17 冷灰斗中部宽度 dt l m 2 hd la 3 669 12 续表 1 5 18 冷灰斗高度 hd h m2 tan bdhd yla 3 718 19 冷灰斗斜边长度的一 半 hx l m hd hd y h sin2 2 269 20 炉膛容积热负荷 v q 3 k m J 选定 169 21 炉膛容积 l V 3 m Bj v pnetar q Q 598 19 5 22 侧墙面积 c F 2 m a Vl 95 423 23 炉膛中部高度 lz h m a hla hallhhF hddz zydpdpdpnlc 4 2 2 10 325 24 出口窗中心到灰斗中 心距离 ck h m 22 sin hd lzzy xxnl h hh ylh 15 575 25 前墙面积 q F 2 m a dp h n zy h lz h hx l 2 dz l 129 4 26 后墙面积 h F 2 m a 2cos dz hxlz x zy l lh y l 104 32 8 27 出口窗面积 ch F 2 m a x zynz nl y ll h cos 30 997 28 顶棚面积 d F 2 m d dp y al cos 23 612 13 续表 1 5 29 炉膛总面积 l F 2 m 2 c F q F h F ch F d F 479 183 30 炉膛高度 l H m dp h n zy h lz h 2 hd h 18 387 3 2 23 2 2 煤粉燃烧器的型式及布置煤粉燃烧器的型式及布置 采用角置直流煤粉燃烧器 分布于炉膛四角 燃烧器的中心距冷灰斗上沿 为 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 燃 烧器的结构计算见表 表 1 6 燃烧器结构 序号名称符号单位公式及计算结果 1 计算燃料消耗量 BjKg s 表 1 4 4 39 2 燃料收到基低位发 热量 pnetar Q kJ kg 见任务书 23040 3 燃料干燥无灰基挥 发分 daf V 见任务书 6 0 4 理论空气量 0 V N kg 3 m 表 1 1 6 4269 5 炉膛出口过量空气 系数 1 a 表 1 2 1 23 6 炉膛漏风系数 1 a 表 1 2 0 1 7 空气预热器出口风 温 ky t C 见任务书 390 8 一次风率 1 r 参考表 8 4 选取 0 25 9 磨煤废气 三次风 率 r3 由制粉系统得 0 22 14 10 磨煤废气及煤粉温 度 t f 由制粉系统得 150 11 二次风及送粉热风 温度 2 t C 10 ky t 380 12 一次风中煤粉浓度 Kg kg 101 11 11 1 2931 293VVraa 0 391 13 热风比热 2k c kJ kg c 查下的空气比热表 2 t 1 036 14 一次风温 1 t C 先假设 后校核 350 01 15 一次风温下的空气 比热 1k c kJ kg c 查下空气比热 1 t 1 033 16 燃烧器前的一次风 温 1 t C B 100 100 MF t mf mf cc 100 水干煤 1 t r f1 迭 11220 1 tctcBV kkj 代求 1 t 342 126 17 炉膛漏风率 f r1 1 a 1 a 0 081 18 二次风率 2 r 13 1 lf rr r 0 45 19 二次风量 2 V s 3 m 10 2 2 1 273 j VBa t r 37 354 20 一次风量 1 V s 3 m 10 1 1 1 273 j VBa t r 19 799 21 磨煤废气量 f V s m3 273 1 0 1 3 f j t BVr 11 83 15 22 一次风速 1 w m s 查附表 8 27 21 23 二次风速 2 w m s 查附表 8 27 47 5 24 磨煤废气 三次风 风速 3 m s 查附表 8 27 50 25 燃烧器数量 Z 四角切圆燃烧方式 4 26 每个燃烧器的标准 煤出力 r B t h 3600 29300 1000 Z QB pnetarj 3 11 27 一次风口面积 1 f 2 m z 1 V 1 w 0 471 28 二次风口面积 2 f 2 m z 2 V 2 w 0 3932 29 废气 三次风 喷 口面积 3 f 2 m 3 3 Z V 0 1183 30 炉膛宽度 am 查表 1 5 6 272 31 炉膛深度 bm 查表 1 5 6 272 32 燃烧器间距离 b m 6 272 33 炉膛高度 1 H m 查表 1 5 18 387 34 下二次风口下沿到 冷灰斗转角的距离 Hm 选定 0 60 35 燃烧器假想切圆直 径 j d m 参考选定 8 j b d 0 784 36 燃烧器矩形对角线 长度 j l 2 m 参考选定 22 2 j lab 8 87 b a b a 1 00 b a b a 1 00 37 特性比值 r r b h 初步选定 8 00 16 2 r j b l 附录图 8 84 31 75 38 燃烧器喷口宽度 r b m2 2 j j r l l b 0 28 39 燃烧器喷口高度 r h m按 要求画图所得 1 f 2 f r h 2 26 40 燃烧器面积 R F 2 m 1 41420 030 034 rr bh 4 0406 3 2 33 2 3 燃烧室水冷壁的布置燃烧室水冷壁的布置 水冷壁采用单排光管水冷壁 光管直径 d 为 60mm 管节距 s 64mm 管子悬 挂炉墙 管子中心和炉墙距 e 0 每面墙宽 6272 mm 侧墙布置 100 前后布置 98 根水冷壁管子在折角处有叉管 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 凝渣管有根管子 72324 折焰角上有 22 根管子 另有 4 根与联箱相连 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 燃烧室结构特性计算见表 7 表 1 7 炉膛受热面 结 果 序号名称符号单位公式及计算 前 后 侧顶棚出口窗 1 水冷壁管规 格 d mm 603 603 603 2 管节距 Smm 6484 5 3 相对值 s d 1 0671 408 17 4 管中心与炉 墙距离 emm 030 5 相对值 e d 00 5 6 角系数 附录图 11 10 0 990 941 7 炉墙面积 1 F 2 m 424 57423 61230 997 8 水冷壁有效 辐射面积 s H 2 m 除去燃烧器占有 面积 416 41921 31530 997 9 总冷壁有效 辐射面积 H 2 m s H 468 731 10 灰污系数 附录表 11 2 0 45 11 水冷壁受热 面平均热有 效性系数 pj 1 F H 0 44 12 烟气辐射层 有效厚度 sm 3 6 1 1 F V 4 496 13 燃烧器中心 高度 r h m 0 5 0 5 r h H hd h 3 589 14 燃烧器相对 高度 r 1 H hr 0 1952 15 火焰中心相 对高度修正 x 附录表 11 3 0 16 火焰中心相 对高度 h r x 0 2047 18 3 2 43 2 4 室的传热计算室的传热计算 燃烧室的传热计算如下表 1 8 表 1 8 炉膛传热计算 序号名 称符号单位公 式 及 计 算结果 1 热空气温度 rk t C 0 见表 1 4 390 2 热空气焓 rk I kJ kg 见表 1 4 3386 8 3 冷空气温度 lk t C 0 见表 1 4 30 4 冷空气焓 lk I kJ kg 见表 1 4 254 4 5 炉膛漏风系数 1 a 查表 1 2 0 1 6 煤粉系数漏入风 系数 f a 查表 1 4 0 1 7 空气预热器热空 气份额 ky 见表 1 4 1 03 8 空气进入炉膛的 热量 k Q kJ kg ky rk I 1 a f a lk I 3539 284 9 燃料有效放热量 a Q kJ kg qt gtqt pnetar q qq Q 100 100 24785 8 a C 0 查表 1 3 23 1 1800 1 10 理论燃烧温度 a T K 273 a 2073 1 1 C 0 先假定 在校核 1060 11 炉膛出口烟温 1 T K 273 1 13655 6 12 炉膛出口烟焓 1 I kJ kg查表 1 3 23 1 13652 74 13 烟气平均热容量 C V KJ kg C 0 1 1 a a IQ 15 043 19 14 容积份额 水蒸汽 三原子气体 r r OH2 查表 1 2 23 1 0 23 15 烟气密度 y p Kg N 3 m y Y V G 1 3525 16 飞灰浓度 fh kg kg 查表 1 2 23 1 0 0195 17 飞灰颗粒平均直 径 fh dm 查附表 11 4 用钢球滚筒磨煤 机 13 18 三原子气体分压p MPa 0 1013 r pr 0 0203 19 三原子气体辐射 减弱系数 q k r 1 a MPm 2 0 5 0 78 1 6 10 20 1 10 2 h o r p s 1 0 37 1 1000 T 0 8143 20 灰粒辐射减弱系 数 fhfh k 1 a MPm 3 2 1 43850 fh fhy dT p 1 727 1 x 无烟煤 1 2 x 悬浮燃烧 0 1 j k 经验数据 10 2 21 焦炭辐射减弱系 数 Jt k 1 a MPm 12J k x x 1 02 22 火焰辐射减弱系 数 k 1MPam qfhfhJt k rkk 3 561 23 火焰辐射吸收率kps kps 1 6 24 火焰黑度 h a 1 kps e 0 798 20 25 炉膛黑度 t a 1 h hhpj a aa 0 90 26 火焰中心高度系 数 查附表 12 得0 590 5 h Mx 0 4577 1 T K 0 6 3 1 111 5 67 101 a pja jc T FaT M B V 1333 2 27 炉膛出口烟温 1 1 273T 1060 2 28 炉膛出口烟焓 1 I kJ kg 查表 1 3 23 1 13655 61 29 炉内辐射热量 1 Q kJ kg 1 a Q 11048 94 30 辐射受热面热负 荷 f q 2 kW m 1 j Q B H 103 48 3 2 53 2 5 烧室辐射吸热量分配烧室辐射吸热量分配 燃烧室辐射吸热量中有部分由凝渣管和高温过热器吸收凝渣管直接吸收 燃烧室的辐射热量 辐射受热面是燃烧室的出口窗 凝渣管吸收的热量与凝渣管束的角系数有 关 由 d 4 267 x 0 32 现凝渣管有三排 总的角系数 1 1 s nz X 1 0 6856 3 x 1 3 32 0 1 凝渣管辐射受热面为 ck nznz HXF 252 21997 306856 0 2 m 由于出口窗位于燃烧室上部 热负荷比较小 需要计算沿高度的热负荷不均匀 系数 出口窗中心的高度为 从冷灰斗中心到炉顶的高度为 根据 ck h 1 H 和燃烧器中心相对高度 查图 15 4 的 2 线 1 H hck 847 0 387 18 575 15 2 0 r x 查得 0 7 rh h 凝渣管吸收的辐射热量为 21 0 7 103 48 21 252 1539 41 NZf f rh nz QHhq kJ kg 高温过热器直接吸收燃烧室的辐射热量 0 7 103 48 9 745 705 89 252 21997 30 frh f gr qhQkJ kg 3水冷壁的平均辐射受热面热负荷 78 105 734 437 1 89 70541 1539 390 4 94 11048 315 21419 416 1 2 1 mKw QQBQq f gr f nzjs 3 33 3 凝渣管的传热计算凝渣管的传热计算 凝渣管是错列布置 由后墙水冷壁延伸而成 没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 64 mm 3 3 13 3 1 凝渣管结构的特性计算凝渣管结构的特性计算 表 1 9 凝渣管结构 序号名 称符号单位公式及计算结果 1 管子规格 d mm 360 横向管子节距 1 s 263 2 纵向管子节距 2 s mm 257 横向相对节距 1 1 s d 4 38 3 纵向相对节距 2 2 s d 4 28 4 每排管子数目 n 根设定 24 5 第一排凝渣管高度 1 h m 查表 1 5 4 22 6 第三排凝渣管与折焰 角距离 3 s m 2 2 nzzy llS 0 124 7 前两排凝渣管间低斜 边长 1 m m 2 cos x s 0 3037 8 第三排凝渣管低斜边 长 3 m m 3 cos x s 0 297 9 第二排凝渣管高度 2 h m 12 tantan xd hs 4 1092 10 第三排凝渣管高度 3 h m 21 2hh 4 2184 11 凝渣管出口高度 c h m 1 tan0 18 nzzyx hll 4 540 第一排 1 l 5 32 第二排 1 l 4 98 12 每根 管算 长 第三排 3 l m 4 63 13 凝渣管受热面面积 H 2 m 123 n llld 67 528 14 侧墙水冷壁附加受热 面面积 fj H 2 m 12 642 nzzy ll hh d 7 844 15 计算受热面面积 j H 2 mfj H H 75 372 16 烟气辐射层有效厚度 s m 12 0 941d 1 168 17 烟气流通截面 y F 2 m 2213 0 18tan d hsmm and 23 05 23 3 3 23 3 2 凝渣管的传热计算凝渣管的传热计算 表 1 10 凝渣管的传热计算 序号名称符号单位公式及计算结果 1 入口烟温 查表 1 8 1060 2 2 入口烟焓 I kj kg 查表 1 8 13655 6 3 出口烟温 先假定 后校核 995 4 4 出口烟焓 I kj kg 查表 1 3 1 20 12737 7 5 烟气热平衡放热量 y Q kj kg II 915 73 6 平均烟温 2 1027 8 7 烟气容积 y V 3 Nm kg 查表 1 2 1 20 8 2042 8 水蒸汽容积份额 2 H o r 查表 1 2 1 20 0 0461 9 三原子气体容积份额r 查表 1 2 1 20 0 2007 10 烟气重度 y 3 kg Nm y y G V 1 352 11 飞灰浓度 fh kg kg 查表 1 2 1 20 0 0195 12 飞灰颗粒平均直径 fh dm 查表 1 8 13 13 烟气流速 y w m s 273 273 jy y B V F 7 32 14 烟气对流放热系数 d 2 W mC 0s wz c c c 49 43 24 15 三原子气体辐射减弱 系数 q k r 1 m Mpa 2 0 5 0 78 1 6 10 20 1 10 2 h o r p s 1 0 37 1 1000 T r 0 826 16 飞灰辐射减弱系数 q k r 1 m Mpa 2 3 43850 yfh fh Td 1 755 17 烟气辐射吸引力kps qfhfh k rkps 0 301 18 烟气黑度a 1 kps e 0 26 19 管内工质温度 t 饱和温度 P 11 02MP 254 7 20 管壁灰污层温度 b t 80t 334 7 b y T T 273 273 b t 0 467 21 烟气辐射放热系数 f 2 cmW o 式 12 47 65 45 22 烟气总放热 系数 f 2 W mC df 114 88 23 热有效性 系数 1 2 W mC 附录表 12 0 6 24 传热系数 1 68 96 25 平均温压 K 2 W mC t 773 1 25 26 传热量 c Q 1000 j j H K t B 915 33 27 误差e 100 yc y QQ Q 0 044 3 43 4 过热器的传热计算过热器的传热计算 从锅筒出来的饱和蒸汽先到凝渣管上方的蒸汽联箱 经过顶棚管到第一级 对流过热器的入口联箱 蒸汽通过悬挂的蛇形管逆流至出口联箱 最后两圈管 束是顺流布置 这样可以避免出口管和顶棚管的交叉 并使过热蒸汽出口在烟 气温度较低处 以避免蒸汽管壁温过高而烧坏 从第一级过热器出口联箱出来的蒸汽进入喷水减温器 该喷水由锅筒引出 的饱和蒸汽冷凝而得 冷却水采用进入省煤器前的给水 蒸汽经过减温后进入 第二级过热器的入口联箱 蒸汽在第二级过热器中先逆流后顺流 此处第一圈 管束是逆流 其余均顺流 同样可以使过热器出口的高温蒸汽处在较低温的烟 气流中 第二级过热器的第一 二排管组成四排错列管 使节距增大 防止堵灰 其余均为顺列布置 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 因此传热系数也要按整组受热面的平均值 此时采 用加权平均法横向节距 纵向节距 烟气流通截面 对流放热系数 灰污系数 最后算出传热系数 第二级过热器的结构特性计算见表 1 11 传热计算见表 1 12 第一级过热器的结构特性计算见表 1 13 传热计算见表 1 14 计算中假定减温水量为 1 25kg s 可使减温幅度 相应减温幅Ct 0 8 27 度 kgkji 06 70 26 3 4 13 4 1 第二级第二级 高温高温 过热器结构过热器结构 表 1 11 第二级 高温 过热器结构计算 序号名 称符号单位公 式 及 计 算结果 1 管子规格d mm 5 342 2 折焰角前端距顶棚高 度 cq h m 等于凝渣管出口高 4 540 横向节距 1c s mm 1 2 s s 222 3 纵向节距 2c s mm 设定 150 横向相对节 距 1c 1c s d 5 268 4 纵向相对节 距 2c 2c s d 3 571 5 横向管排数 1c z排 按取值 边 1 21 2 c a s 边距 距 115 28 6 纵向管排数 2c z排 44 7 错列管 束 前排管距折 焰角前端距 离 cq l mm 自选 580 8 前排管截面 高度 cqj l mmcqcqs hl tg 3960 9 前排管高度 r h mm 222 16010 5 cqjccs lzss 大 tan s 3270 10 后排管高 c h mm 2 60 cos s h 3100 3 11 平均管长 c l mm 2 rc hh 3185 2 27 12 受热面 c H 2 m 12cc c dz z l 47 05 13 横向节距 1s s设定 111 设定 160 设定 6014 纵向节距 2s s mm 平均 110 15 横向相对节 距 1s 1s s d 2 643 16 纵向相对节 距 2s 2s s d 2 619 17 横向管排数 1s z排 56 18 纵向管排数 2s z排 6 19 悬挂吊管宽 度 sh l mm2222 1 zycqccss llzsz s 均110 20 管 束 顺 列 每排管高度 sh h m 22 22 1601 2 ss cqcc z s lzs 均 tan s 3 02 21 倾斜管段长 qx l m 平均值 包括错列区 0 9428 22 每根管平均 长度 sh l mshqx hl 3 9628 23 受热面 sh H 2 m 12ss sh dz z l 175 60 24 错列 顺列受热面 H 2 m csh HH 222 65 25 加权平均横向节距 1 s mm 11ccssh csh s Hs H HH 134 46 28 26 加权平均纵向节距 2 s mm 22ccshs csh s HsH HH 均 118 453 27 横向相对节距 1 1 s d 3 201 28 纵向相对节距 2 2 s d 2 820 29 辐射层有效厚度 sm 12 4 0 91 0 397 30 蒸汽流通截面f 2 m 2 1 4 n d n 0 108 31 错列区烟气流通截面 c F 2 m 22 1 2 1 tan 2 cqjccs alzs 1 1 2 crc z d hh 19 680 32 顺列区烟气流通截面 sh F 2 m 222 1 2 cqjccs a lzss 大2s小 1 5s 1 tan sssh z dl 10 123 33 平均烟气流通截面 y F 2 m csh csh csh HH HH FF 11 31 34 两侧水冷壁附加受热 面 1 H 2 m 1 1 0 5 64 zyzysc ld hl tg 凝渣 20 932 35 折焰角倾斜长度 zy l m 设定 1 787 36 折焰角处水管根数 zy n 根134 0 064 a n 凝渣 21 37 折焰角附加受热面 2 H 2 m 1 1 2 zy zy d n l 3 203 38 顶棚管附加受热面 3 H 2 m 1 1 2 grdp zy dn l 7 213 39 辐射空间 kj l m 凝渣管 3cq sl 0 704 40 管簇深度 gz l m 2222 1 ccss zsz s 均 1 11 29 41 最后排高度 m 2 897 42 悬吊管处高度 m 2 847 3 4 23 4 2 第二级 高温 过热器传热计算第二级 高温 过热器传热计算 表 1 12 第二级 高温 过热器传热计算 序号名 称符号单位公 式 及 计 算结果 1 凝渣管的横向相对节距 1 d S 查表 1 9 4 38 2 单排管的角系数x 查附图 3 得 0 32 3 凝渣管总角系数 nz X 3 11x 0 686 4 出口窗面积 ck F 2 m 查表 1 5 29 607 5 凝渣管辐射受热面 nz H 2 mnz X ck F 20 31 6 出口窗中心高度 ck h m查表 1 5 15 9685 7 冷灰斗中心到炉顶距离 l Hm查表 1 5 18 6895 8 出口窗相对高度 ck h h ck l h H 0 8544 9 燃烧器中心相对距离 r x 查表 1 7 0 205 10 炉膛高度热负荷不均匀 系数 h r 查附图 2 0 7 11 辐射受热面热负荷 f q 查表 1 8 104 04 12 直接吸收炉膛辐射热 f gr Q kJ kg h cknz rf j F H q B 177 3 13 入口烟温 查表 1 10 995 4 14 入口烟焓 I kJ kg 查表 1 10 12737 3 15 蒸汽出口温度 t 任务书 450 30 16 蒸汽出口焓 i kJ kg 见表 1 4 3332 4 17 蒸汽入口温度 t 假定 338 18 蒸汽入口焓 i kJ kg p 10 3MPa 查蒸汽表 3062 19 19 蒸汽吸热量 q Q kJ kg j ii D B 2221 02 20 附加受热面吸热量 1 3 Q kJ kg 假定 其中顶棚为 100 水冷 壁为 340 405 21 烟气放热量 y Q kJ kg 1 3 f qgr QQQ 2448 72 22 烟气出口焓 I kJ kg 1 3 y Q I 10285 5 23 烟气出口温度 查表 1 3 1 23 812 1 24 平均温度 2 903 75 25 烟气容积 y V 3 Nm kg 查表 1 2 1 23 8 253 26 水蒸气容积份额 2 H o r 查表 1 2 1 23 0 0461 27 三原子气体容积份额r 查表 1 2 1 23 0 1995 28 烟气密度 y kg kg y y G V 1 352 29 飞灰浓度 fh kg kg 查表 1 2 1 23 0 0194 30 飞灰颗粒平均直径 fh d m 查表 1 8 13 31 烟气流速 y w m s 273 273 jy y B V F 13 81 32 错列区对流放热系数 dc 2 W m C 查附图 4 83 418 31 33 顺列区对流放热系数 dfh 2 W m C 查附图 6 75 867 34 烟气平均对流放热系数 d 2 W m C dccdshsh HH H 77 463 35 蒸汽平均温度t 2 tt 394 36 蒸汽比容 3 m kg 查水蒸汽表 0 0726 37 蒸汽流速 q w m s Dv f 24 321 38 蒸汽放热系数 2 2 W m C 查附图 11 1296 39 三原子三气体辐射减弱 系数 q k r 1 m MPaA 2 0 5 0 78 1 6 10 20 1 10 2 h o r p s 1 0 37 1 1000 T r 3 314 40 飞灰辐射减弱系数 fhfh k 1 m MPaA 2 3 1 43850 yfh fh T d 1 866 41 烟气辐射吸收力kps qfhfh k rkps 0 2056 42 烟气黑度 a 1 kps e 0 1858 c 2 m C W 查附图 0 00711 43 灰 污 系 数 sh 2 m C W 选 用 0 0043 44 平均灰污系数 2 m C W csh csh H HH 0 0047 45 管壁灰污层温度 b t 2 1 1000 jq B Q t H 633 612 32 46 辐射放热系数 f 2 W m C 查附录图 10 42 176 47 修正后辐射放热系数 f 2 W m C 0 07 0 25 10 4 1000 kj gz f l T l 59 568 48 烟气总放热系数 f 2 W m C df 137 031 49 热有效系数 查附录表 9 0 6 50 传热系数 K 2 W m C 12 12 75 242 纯逆流温差 1n t ln dx d x tt t t 529 684 修正系数 t 查附图 7 0 98 51 平均温差 t 1nt t 519 09 52 传热量 Q kJ kg 12 1000 j K t HH B 1980 892 冷壁附加受热面 12 H H 2 m 12 HH 24 135 平均温压 t 1 t 871 06 传热系数 K 2 W m C 取主受热面的 K 75 242 53 传热量 1 Q kJ kg 21 1000 j K t HH B 360 324 顶棚附加受热面 3 H 2 m 查表 1 10 7 213 平均温压t 3 t 808 3554 传热系数 K 2 W m C 取主受热面的 K 75 242 33 传热量 3 Q kJ kg 3 1000 j K tH B 99 934 55 总传热量Q 2 W m C 13 QQQ 2441 15 56 误 差e 100 y y QQ Q 0 309 57 主过热器热量误差e 13 1 100 y y QQQQ QQQ 0 381 58 汽包出口蒸汽焓i kJ kg 查水蒸气表 2798 9 59 减温水量D kg s 先假设 后校核 1 25 60 顶棚受热面出口蒸汽焓 d i kJ kg 3j Q B i DD 2811 49 61 顶棚受热面出口蒸汽温 度 d t 查水蒸气表 258 3 3 4 33 4 3 第一级 低温 过热器结构第一级 低温 过热器结构 表 1 13 第一级 低温 过热器结构 序号名 称符号单位公 式 及 计 算结果 1 管子规格d mm 5 338 2 横向管子节距 1 smm设定 90 5 3 纵向管子节距 2 smm设定 78 4 横向相对节距 1 1 s d 2 3816 5 纵向相对节距 2 2 s d 2 0526 6 横向管排数 1 z排 1 2 1 90 5 a mm s 边距 边距取整 67 34 7 纵向管排数 2 z排设定 24 8 管排至悬吊管 距离 q l mm设定 690 9 烟道宽度 h m设定 2 600 10 每排管高度 g h m h 上下总空隙此处设定为0 4 2 2 11 每根管子平均 长度 lm 222 0 4 21 g z hsz 28 994 12 顶棚管子长度 d lm 22 1 q zsl 2 4840 13 受热面 H 2 m 11 2 d zdlzdl 483 68 14 辐射层有效厚 度 s m 12 4 0 91d 0 1787 15 蒸汽流通截面f 2 m 2 1 2 4 n z d 0 1011 16 烟气流通截面 y F 2 m 1 2 g ahhd dz 10 679 17 辐射空间 kj l m shq ll 0 9 18 管簇深度 gz l m 22 1zs 1 794 19 下底宽度 d lm gzq ll 2 484 3 4 43 4 4 第一级 低温 过热器传热计算第一级 低温 过热器传热计算 表 1 14 第一级 低温 过热器传热计算 序号名 称符号单位公 式 及 计 算结果 1 入口烟温 C 查表 1 12 812 1 2 入口烟焓 I kJ kg见表 1 12 10285 5 3 蒸汽入口温度 tC 见表 1 12 258 3 35 4 蒸汽入口焓 i kJ kg见表 1 12 2811 49 5 减温水量 D kg s见表 1 12 1 25 36 续表 1 14 6 减温水焓 bh ikJ kg查表 1 4 1108 5 7 高温过热器入口 蒸汽焓 i kJ kg查表 1 12 3062 4 8 低温过热器出口 蒸汽焓 i kJ kg DD DiDi bh C 3132 45 9 低温过热器出口 蒸汽温度 tC 由 p 4 1MPa 查蒸汽表 365 8 10 蒸汽吸收量 q QkJ kg j DD ii B 2548 7 11 烟气出口焓 I kJ kg q lk Q II 7733 46 12 烟气出口温度 C 查表 1 3 26 1 619 16 13 平均烟温 C 2 715 63 14 烟气容积 y V 3 Nm kg 查表 1 2 26 1 8 351 15 水蒸气容积份额 2 H o r 查表 1 2 26 1 0 0455 16 三原子气体容积 份额 r 查表 1 2 26 1 0 1973 17 烟气密度 y 3 kg Nm y y V G 1 351 18 飞灰浓度 fh kg kg 查表 1 2 26 1 0 0192 19 烟气流速 y m s 273 273 jy y B V F 12 628 20 烟气对流放热系 数 d a 2 WmC 查附图 12 6 82 23 37 21 蒸汽平均温度tC 2 tt 312 05 22 蒸汽比容 3 m kg由 p 4 2MPa 查蒸汽表 0 05744 23 蒸汽流速 q W 3 ms f Dv 20 51 24 蒸汽放热系数 2 a 3 WmC 查附图 12 6 1440 25 三原子气体辐射 减弱系数 q k r 1 mMPa 2 0 5 0 78 1 6 0 1 10 2 H o r p s 10 2 1 0 37 1000 T r 5 473 26 飞灰辐射减弱系 数 fhfh k 1 mMPa 2 3 43850 yfh fh Td 2 073 27 烟气辐射吸收力kps qfhfh k rkps 0 135 28 烟气黑度a 1 kps e 0 126 29 灰污系数 0 0043 30 管壁灰污层温度 h t C 2 1 1000 jq B Q a t H 428 03 31 辐射放热系数 f a 2 WmC 查图 12 15 15 81 32 修正后辐射放热 系数 f a 2 WmC 0 07 0 25 10 4 1000 kj gz f l T l 22 73 33 烟气总放热系数 1 a 2 WmC df aa 110 31 34 有热效性系数 查附表 12 5 0 6 35 传热系数K 2 WmC 12 12 a a aa 57 86 36 平均温压计算t C ln dx d x tt t t 399 66 38 续表 1 15 37 传热量QkJ kg 1000 j H K t B 2547 8 38 误差e q q Q QQ 100 0 035 3 5 炉膛传热量的分配炉膛传热量的分配 炉膛总有效吸热量为 94554KW 见表 1 4 gl Q 炉膛总传热量为 KW 见表 1 8 J B j Q26 5623731 1281039 4 凝渣管区域传热量为 KW 见表 1 10 J B nz Q43 401836 91539 4 4二级过热器传热量为 KW 见表 1 12 J B 2gr Q65 1071615 244139 4 5一级过热器传热量为 KW 见表