锅炉课程设计

锅炉课程设计 学年第 学期 院院 系系 机电动力与信息工程系 专专 业业 热能与动力工程 学学 生生 姓姓 名名 学学 号 号 课程设计题课程设计题 目 目 汽轮机课程设计 起起 迄迄 日日 期期 9 月 1 日 9 月 30 日 指指 导导 教教 师师 目录目录 第一章 绪论 1 1 锅炉课程设计的目的和意义 1 第二章 低温省煤器设计 1 2 1 低温省煤器设计参数 1 2 2 锅炉结构示意图 2 2 3 低温省煤器的结构计算 3 2 3 1 低温省煤器作用 3 2 3 2 低温省煤器的结构计算 3 第三章 低温省煤器 9 3 1 低温省煤器基本尺寸汇总 9 3 2 低温省煤器热力计算汇总 10 参考文献 16 第一章 绪论 1 1 锅炉课程设计的目的和意义 锅炉课程设计是锅炉原理课程的重要教学实践环节 通过课程设计 使我 对锅炉原理课程的知识得以巩固 充实和提高 提高感性认识 增强动手能力 为以后的毕业设计打下夯实的基础 并使我掌握锅炉机组的热力计算方法 初 步具有综合考虑锅炉机组整体设计与布置的能力 并培养了我们对工程技术问 题的严肃认真 踏实负责的态度 锅炉课程设计将我们在课堂里面学习到的知 识 提升到了另一个层次 将零散的知识链接到了一起 第二章 低温省煤器设计 2 1 低温省煤器设计参数 表 2 1 1 进口烟气温度 366 2 进口烟气焓 4561 13kJ kg 3 出口烟气温度 315 4 出口烟气焓 3898 64kJ kg 5 吸热量 666 861kJ kg 6 出口水焓 994 386kJ kg 7 出口水温度 230 48 8 进口水温度 215 9 计算燃料量 26591 95kJ h 10 理论空气量 6 0611 3 m kg 11 灰粒平均直径 13 12 保热系数 0 9945 2 2 锅炉结构示意图 图 2 1 锅炉结构示意图 A 炉膛 B 水平烟道 C 尾部烟道 1 屏式过热器 2 高温过热器 3 低温过热器 4 高温省煤器 5 高温空气预热器 6 低温省煤器 7 低温空气预热器 本课程设计的对象是 6 低温省煤器 2 3 低温省煤器的结构计算 2 3 1 低温省煤器作用 1 节省燃料 在现在锅炉中 燃料燃烧生成的高温烟气 将热量传递给 水冷壁 过热器和再热器后 烟气温度还很高 如不设法利用 将造成很大的 热损失 在锅炉尾部装设省煤器 可降低烟气温度 减少排烟热损失 因而节 省燃料 2 改善汽包的工作条件 由于采用省煤器 提高了进入汽包的给水温度 减少了汽包壁与给水之间的温度差而引起的热应力 从而改善了汽包的工作条 件 延长了使用寿命 3 降低锅炉造价 由于水的加热是在省煤器中进行的 用省煤器这样的低 温材料代替价格昂贵的高温水冷壁材料 从而可降低锅炉造价 2 3 2 低温省煤器的结构计算 1 横向节距比 2 1 81 2 32 90 1 1 d S 2 纵向节距比 5 1 32 48 2 2 d S 3 受热面积 2 2 cm251 765268 7032 014 3 2 1615 32 xs A 4 烟气流通面积 m2 46 1448 7 032 0 1668 7 44 1 2 y A 5 水流通面积 m2 112 022 4 024 0 14 3 16152 2 s A 6 烟气有效辐射层厚度 S 0 9d 1 2 3 m 注 d 单位为 m 126 01 4 9 0 21 ds 2 4 低温省煤器的热力计算 1 进口烟气温度 366 2 进口烟气温焓 kJ kg13 4561 yxs h 3 出口烟气温度 315 4 出口烟气焓 查焓温图知 见参 1 kJ kg73 3876 yxs h 5 低温省煤器对流吸热量 kJ kg861 666 xsdl Q 6 进口给水焓 查附录 B 6 B 7 按低温省煤器入口压力 p 11 57MPa 查得 见参 2 kJ kg7 992 xs h 7 出口水焓 kJ kg 3 1073 7 992 1000220 95 26591 86 666 xs j xsdl xs h D B Qh 8 出口水温度 48 230 xs t 9 烟气流速 2 4 340 5 m s 712 9 2733600 273 y pjyj y A VB w 10 烟气侧对流放热系数 查得W m2 见参 2 wsz0 d xs CCCaa 76 0 a 0 93 0 9 0 93 s C z C W m2 16 5993 0 9 093 076 d xs a 11 烟气压力 0 1MPa p 12 水蒸气容积份额 查烟气特性表得 见参 3 07398 0 2 OH r 13 三原子气体和水蒸气容积总份额 查烟气特性表得 0 2024 见参 3 r 14 三原子气体辐射减弱系数 2 5 74 222 2 21548 230 pj T 1000 74 222 37 0 11 0 1260 10 2024 2 10 0 073986 178 0 2 10 q R 4 3591 m 15 灰粒的辐射减弱系数 140 0361 1 m MPa 3 2 h 2 pj h 273T 55900 d R 16 烟气质量飞灰浓度 查烟气特性表得 见参 3 3 y kg m021 0 17 烟气的辐射减弱系数 1 m MPa 83 3021 0 0361 14002024 0395 4 r yhq RRR 18 烟气黑度 0 047e1e1a 0 1260 13 83Rps 19 管壁灰污层温度 75 24725 2 49 230215 25 2 ss ss hbxs tt t 20 烟气侧辐射放热系数 W 572 3 047 0 76 0 f xs aaa 21 修正后的烟气侧放热系数 1000 37 0 11 rps 2 10 r6 178 0 2 10 pjH q 2 T R O 07 0 gs qs 25 0 pjf xs 1000 273 4 01 L L a 4 834 W 07 025 0 f xs 44 1 4 1 1000 273 5 340 4 01572 3 a 22 烟气侧放热系数 查附录 B 5 取 0 8 见参 2 d xs xsxsl aaa 194 51159 59834 4 8 0 xsl a W 23 污染系数 2 6 0 sfdC C 为修正系数取 1 及查附录 A 13 得 18 W 见参 2 sf C 0 d C 0 0 46 d C 28 8 18146 0 24 平均传热温差 2 7 366 230 49 135 51 2 8 315 215 10 857 116 100 51 135 ln 10051 135 ln x d xd xs t t tt t 25 传热系数 W 12 0 194 5128 8 1 159 51 1 xsl xsl xs a a K 26 低温省煤器对流吸热量 2 9 kJ kg232 5 100095 26591 360051 765857 11612 06 3 xsd2 Q 27 计算误差 10 6 308 23448 230 ss xs ttt 28 低温省煤器性能保证 10 ss xs ttt 低温省煤器出口水温度与高温省煤器进口水温度差值小于正负10 图 2 2 第三章 低温省煤器 3 1 低温省煤器基本尺寸汇总 表 3 1 低温省煤器结构尺寸 序号名称符号单位公式结果 1布置 错列 逆流 双面进水 双层管圈 2 管子尺 寸 dmm 给定 32 4 3 横向节 距 1 Smm 给定90 4 横向节 距比 1 dS1 2 81 5 纵向节 距 2 Smm 给定 48 6 纵向节 距比 2 dS21 50 7 横向排 数 1 n 给定62 8 纵向排 数 2 n 给定32 9 受热面 积 xs A 268 7 032 0 14 3 2 1615 32 pj12 dlnn 765 51 10 烟气流 通面积 y A 48 7 032 0 1668 7 44 1 2 14 46 11 水流通 面积 s A 22 4 024 0 14 3 16152 2 0 112 12 烟气有 效辐射 厚度 sm 1 4 9 0 21 d 注 d 单位为 m 0 126 续表 3 1 13 管束前及 管束间气 室深度 qs L m 给定1 4 14管束深度 gs L m 给定1 44 3 2 低温省煤器热力计算汇总 表 3 2 序号名称符号单位公式结果 1 进口烟气 温度 高温空气预热器出口烟温366 2 进口烟气 焓 yxs h kJ kg 高温空气预热器出口烟气焓4561 13 3 出口烟气 温度 给定315 4 出口烟气 焓 yxs h 见参 1 3898 64 5 低温省煤 器对流吸 xsdl Q kJ kg 0 lk yxs yxs hhh 666 861 热量 6 进口给水 温度 xs t 给定215 7 进口给水 焓 xs hkJ kg见参 2 按入口压力 p 11 57MPa992 7 8出口水焓 xs hkJ kg xs j xsdl xs h D B Qh 1073 3 9 出口水温 度 xs t 见参 3 按出口压力 p 11 20Mpa230 49 10烟气流速 y w m s y pjyj y 2733600 273 A VB w 9 712 续表 3 2 11 烟气有效辐射 层厚度 s m查低温省煤器结构0 126 12烟气侧对流放 热系数 d xs a W m2 见参 2 wsz0 CCCa 59 159 13 烟气压力pMPa给定0 1 14 水蒸气容积份 额 OH r 2 查烟气特性表0 07398 15 三原子气体和 水蒸气容积总 份额 r查烟气特性表0 2024 16 三原子气体辐 射减弱系数 q R 1 m MPa 1000 37 011 rps 2 10 r6 178 0 2 10 pjH q 2 T R O 4 395 续表 3 2 17 灰粒的辐射减 弱系数 q R 1 m MPa 3 2 h 2 pj h 273 55900 d R 140 0361 18 烟气质量飞灰 浓度 y 3 kg m查烟气特性表0 021 19 烟气的辐射减 弱系数 R1 m MPa yhqr RRR 3 830 20烟气黑度 a Rps e1 0 047 21 管壁灰污层温 度 hbxs t 25 2 xs xs hbxs tt t 247 75 22 烟气侧辐射放 热系数 f xs a W m2 aa0 3 572 23 修正后的烟气 侧辐射放热系 数 f xs a W m2 07 0 gs qs 25 0 pjf xs 1000 273 4 01 L L a 4 834 24平均传热温差 x d xd xs ln t t tt t 116 57 25 烟气侧放热系 数 xsl a W m2 其中为利用系 d xs xsxsl aaa 数查附录 B 5 得 0 8 51 1944 26污染系数 0 sfdC C 8 28 27传热系数s xs K xsl xsl xs 1a a K 0 12 28 低温省煤器对 流吸热量 xsd2 Q kJ kg j xsxsxs xsd2 6 3