有机热载体锅炉(燃煤导热油炉)热力计算书.xls

热工计算一览表 设计条件 1额定供热量13 958MW 2燃料山东良庄 类烟煤 3导热油流量789m3 3 h 4过剩空气系数1 6 计算结果 1理论空气量4 8098Nm3 3 kg 辐射段实际空气量7 2147Nm3 3 kg 辐射段空气量 小时25719 21Nm3 3 h 对流段实际空气量7 6957Nm3 3 kg 2实际烟气量8 1496Nm3 3 kg 炉体出口总烟气量29051 8347Nm3 3 h 3理论燃料消耗量0 9902kg s 实际燃料消耗量1 0763kg s 4热效率73 2999 含空预器 5理论燃烧温度1522 3824 6排烟温度333 0901 空预器排烟温度262 32 7辐射段出口烟温781 2574 8介质进口温度307 1 9介质出口温度335 10对流段I烟气平均流速10 0439m s 对流段II烟气平均流速10 0465m s 11介质膜温度342 8189 12介质进出口总阻力损失0 3469MPa 其中管内流动阻力0 321MPa 其中进出口位能损失0 025MPa 13炉内烟气总阻力49 1149mmH2o 序号 名称符号单位计算公式及数字来源数值 一 设计参数 1额定供热量QMW13 95 10 4kcal h 1200 2介质额定循环量Vm3 s0 2191 m3 h789 二 介质进出口温度计算 1介质出口温度t2 335 2介质进口温度t1 假设后校核307 3介质平均温度tpj tpj t1 t2 2321 05 4介质种类DOWTHERM A 5介质平均温度下比热Cpj 查表2 809 6介质平均温度下密度 1kg m3查表802 89 7介质吸热量QjkwQj Cpj m t Cpj V 1 t2 t1 14051 3 8设计额定供热量Q1kwQ1 1000 Q13958 7 0 Qj Q1 Q1 1 成立 9计算介质进口温度t1j t1j t2 Q1 Cpj V 1 307 28 三 燃料燃烧计算 燃煤种类 山东良庄 类烟煤 1燃料成分 Cy46 55 Hy3 06 Oy6 11 Sy1 94 Ny0 86 Ay32 48 Wy9 2燃料低位发热值QdwkJ kg17671 3理论空气量V0Nm3 kg V0 0 0889 Cy 0 375Sy 0 265 Hy 0 126Oy 4 809 4理论烟气量 Vco20Nm3 kgVco20 1 866Cy 1000 868 Vso20Nm3 kgVso20 0 7Sy 1000 013 VRo20Nm3 kgVRo20 VcO20 VsO200 882 VN20Nm3 kgVN20 0 79V0 0 008Ny3 806 VH2o0Nm3 kg VH2 o0 0 111Hy 0 0124Wy 0 0161V0 1 24G zq 0 528 辐射段烟气焓温表计算 5辐射段空气过剩系数 输入1 5 6实际空气量VNm3 kgV V07 214 7实际烟气量Vco2Nm3 kgVco2 Vco200 868 Vso2Nm3 kgVco2 Vso200 013 VRo2Nm3 kgVRo2 Vco2 Vso20 882 序号 名称符号单位计算公式及数字来源数值 VN2Nm3 kgVN2 VN20 0 79 1 V05 706 VH2oNm3 kgVH2o VH2o0 0 0161 1 V00 567 Vo2Nm3 kgVo2 0 21 1 V00 505 8烟气总量VyNm3 kgVy VCO2 VSO2 VN2 VH2O VO27 66 9烟气体积百分比 CO2 VCO2 VyX100 11 338 SO2 VSO2 VyX100 0 177 RO2 VRO2 VyX100 11 515 N2 N2 VyX100 74 488 H2O VH2O VyX100 7 403 O2 VO2 VyX100 6 592 RO2 N2 H2O O2 100 10辐射段烟气焓温表 对流段烟气焓温表计算 11对流段漏风系数 d 输入0 1 12对流段实际空气量VNm3 kgV d V07 695 13实际烟气量Vco2Nm3 kgVco2 Vco200 868 Vso2Nm3 kgVco2 Vso200 013 VRo2Nm3 kgVRo2 Vco2 Vso20 882 VN2Nm3 kgVN2 VN20 0 79 1 V06 086 VH2oNm3 kgVH2o VH2o0 0 0161 1 V00 574 Vo2Nm3 kgVo2 0 21 1 V00 606 14烟气总量VyNm3 kgVyd VCO2 VSO2 VN2 VH2O VO28 149 15烟气体积百分比 CO2 VCO2 VydX100 10 658 SO2 VSO2 VydX100 0 166 RO2 VRO2 VydX100 10 825 N2 N2 VydX100 74 684 H2O VH2O VydX100 7 053 O2 VO2 VydX100 7 436 RO2 N2 H2O O2 100 16对流段烟气焓温表 热力平衡计算 冷空气温度tck 20 冷空气平均比热ClkkJ Nm3 查表1 32 冷空气焓IlkkJ kgIlk V0 Clk tlk177 77 热空气温度trk 输入120 热空气平均比热CrkkJ Nm3 查表1 3256 热空气焓IrkkJ kgIrk V0 Crk trk1071 15 入炉燃料温度tm 输入20 烟煤平均比热CmkJ kg Cm 1 091 09 燃料带入的焓值ImkJ kgIm Cm tm21 8 序号 名称符号单位计算公式及数字来源数值 锅炉输入热量QrkJ kgQr Qdw Im Qwl17692 8 炉体排烟温度tpy 假设后效核333 09 炉体排烟焓IpykJ kg查焓温表3785 86 炉体排烟热损q2 q2 Ipy Ilk Ilkd Qr 10019 21 气体未完全燃烧热损q3 一般情况假设0 5 固体未完全燃烧热损q4 一般情况假设5 散热损失q5 一般情况假设1 炉渣及其它热损q6 一般情况假设1 锅炉效率 100 q2 q3 q4 q5 q673 29 实际燃料消耗量Bkg sB Q1 Qr 1 0763 计算燃料消耗量Bjkg sBj 1 q4 100 B0 9902 炉子的保温系数 q5 1 Q1ky Q1 0 974 Q1ky Qky BJ 入炉热量QLkJ kgQL Qr 100 q3 q4 q6 100 q4 Irk Qwl 18488 2 理论燃烧温度t 查 I表1522 38 五 辐射室传热计算 结构参数 辐射容积Vlm3 Vl fl1 fl2 fh fr 2 4 105 94 辐射室水冷壁附加面积Ffjm2 64 辐射室水冷壁面积Flm2 Fl fh 2 fr 2 fl1 fl2 2 fr fdyx Ffj174 03 辐射受热面 当量平面面积DLHm2 273 366 有效受热面积Hfyxm2 Hfyx s H s 1 0273 36 辐射段出口烟温tp1 先假设 后校核 校核值 782 67 辐射段出口烟焓IP1kJ kg查焓温表8876 29 烟气平均热容量VckJ kg 从tm到tp1区间内Vc l Ip1 tm tp1 12 99 烟气有效辐射层厚度SmS 3 6 Vl Fl1 9131 炉膛容积热负荷qvkw m3 qv B Qdw Vl179 52 三原子气体辐射减弱系 数 rqKq rq1 MPa m Kq 1 0 37 Tp1 1000 0 78 1 6rH20 rq P S 10 5 0 1 rq 10 1 55 其中Tp1 tp1 273 rq rRO2 rH2O P 0 1MPa 飞灰辐射减弱系数 Ufh Kfh Uf h1 MPa m Kfh Ufh 43850 py t3 2 dfh 2 1 3 ufh0 8221 碳黑粒子辐射减弱系数Kth1 MPa m Kth kj x1 x20 153 火焰发光部分黑度 fg fg 1 e kq kth kfh ufh p s0 3757 火焰黑度 h h fg 燃固体燃料 0 3757 盘管部分水冷壁有效角 系数Xp 顺排密贴排列1 炉顶部分水冷壁有效角 系数Xd 顺排有隙排列0 95 污染系数 层燃煤0 6 水冷壁平均热有效系数 x 0 5237 序号 名称符号单位计算公式及数字来源数值 炉膛黑度 l l h 1 h p 1 1 h 1 1 p 0 6051 燃烧器火焰经验系数M表6 4 锅炉手册 层燃煤0 52 炉膛辐射出口温度t3 t3 Tm M 5 67 10 11 l FZ Tm 3 Bj Vc 0 6 1 273 781 25 辐射段出口烟焓I3kJ kg查 I表8858 82 六对流段传热计算 1对流室进口烟气温度t3 t3781 25 2对流室进口烟气焓I3kJ kg查焓温表8858 82 3对流室出口烟气温度t4 查焓温表得t4333 09 4对流室出口烟气焓I4kJ kgI4 Irk Ilk Ipy3785 86 5对流I室介质进口温度tl 307 1 对流II室介质进口温度tl 307 1 6对流I室介质出口温度t2 322 3 对流II室介质出口温度t2 310 5 7对流I室逆流大温差 t1 t1 t31 t2458 94 对流I室逆流小温差 t2 t2 t41 t1109 83 8对流II室顺流大温差 t1 t1 t32 t1 106 39 对流II室顺流小温差 t2 t2 t42 t2 25 99 9对流I室平均温差 t t t1 t2 ln t1 t2 243 66 对流II室平均温差 t t t1 t2 ln t1 t2 56 93 10对流段结构参数 第一对流室热平衡计算 a 对流段蛇管排列形式顺列 b 烟气平均流通面积Fym22 56 c 管束横向相对节距 1 1 S1 d11 57 d 管束纵向相对节距 2 2 S2 d12 89 e 换热面积 有效对流换热面积系数Cyx0 85 有效对流换热面积Hm2DLDH d Ldl n Cyx310 5 11烟气有效辐射层厚度SmS 0 9 d 4 1 2 1 0 1648 12烟气平均温度 pj pj t1 t2 2 t599 09 13烟气平均流速Wym sNWy Bj Vy Fy pj 273 27310 14烟气横向冲刷 dkw m2 d h Cs Cz Cw0 0766 管束对流放热系数 15 三原子气体辐射减弱系 数 kq1 MPa kq 10 0 78 1 6rH2o sqr rq P S 10 0 1 1 0 37 Tpy 1000 rq 6 7921 Tpy t4 273 16烟气黑度 y y 1 e kq P S 0 1216 17受热面积灰层表面温度tb tb tpj th374 7 th 60 燃煤 18辐射换热系数 fkw m2 f 5 1 10 11 y T 3 1 Tb T 4 1 Tb T 0 0111 其中Tb tb 273 Tpj pj 273 序号 名称符号单位计算公式及数字来源数值 19综合传热系数kkw m2 k d f 0 057 0 55 0 65燃烟褐煤取0 6 20 第一对流室对流面吸热 量 QcrnkJ kgQcrn k t h Bj4361 98 第一 二对流室界面烟 气温度 416 9 第二对流室热平衡计算 a 对流段蛇管排列形式顺列 b 烟气平均流通面积Fym21 9 c 管束横向相对节距 1 1 S1 d11 57 d 管束纵向相对节距 2 2 S2 d12 89 e 换热面积 有效对流换热面积系数Cyx0 85 对流室有效对流换热面 积 Hm2DLDH d Ldl n Cyx228 31 21烟气有效辐射层厚度SmS 0 9 d 4 1 2 1 0 1648 第二对流室进口烟气温 度 416 9 第二对流室出口烟气温 度 333 22烟气平均温度 pj pj t1 t2 2 t375 01 23烟气平均流速Wym sWWy Bj Vy Fy pj 273 27310 04 24烟气横向冲刷 dkw m2 d h Cs Cz Cw0 078 管束对流放热系数 25 三原子气体辐射减弱系 数 kq1 MPa kq 10 0 78 1 6rH2o sqr rq P S 10 0 1 1 0 37 Tpy 1000 rq 7 2165 Tpy t4 273 26烟气黑度 y y 1 e kq P S 0 1304 27受热面积灰层表面温度tb tb tpj th368 81 th 60 燃煤 28辐射换热系数 fkw m2 f 5 1 10 11 y T 3 1 Tb T 4 1 Tb T 0 0071 其中Tb tb 273 Tpj pj 273 29综合传热系数kkw m2 k d f 0 0553 0 55 0 65燃烟褐煤取0 6 30 第二对流室对流面吸热 量 QcrwkJ kgQcrw k t h Bj726 976 31 整个对流室对流面吸热 量 QcrkJ kgQcr Qcrn Qcrw5088 96 32 换热平衡方程烟气侧放 热量 QphkJ kgQph 1 q4 100 I3 Ilkd 1 d I4 5085 65 校核 Q Q Qph Qcr Qph 100 1 因此 出口烟温tpy是合 适的 辐射室吸热量QfkwQf QL I3 Bj9295 66 序号 名称符号单位计算公式及数字来源数值 辐射段热流密度qfkw m2qf Qf Hfyx34 对流室吸热量QpkwQp Qph Bj5035 92 对流室热流密度qpkw m2qp Qp Hdyx9 34 炉子总吸热量QkwQ Qf Qp14331 6 校核整个炉子热力计算 的误差 Q kJ kg Q Qr 1 Q4 100 100 Qf Qp Bj 0 06 Q Qr 100 0 相对误差符合要求 计 算合理 炉子吸热量与设计热负 荷接近 因此 本计算结果符合 要求 炉内介质阻力计算 一 计算条件 1循环流量Vm3 s0 2191 m3 h 789 2炉管结构形式 辐射段炉管 n 8根无缝钢管并联 辐射段单根炉管长FUDLmFUDL 辐射段单圈长 圈数 顶盘管单程长140 对流段盘管区段数 2 单区段对流区盘管118根无缝钢管并联 对流段单根蛇管长DLDLm45 3辐射段炉管内径面积LGJMm2F 4 d 2c 1000 20 00769 4对流段炉管内径面积SGJMm2F 4 d 2c 1000 20 0008 5介质出口温度t2 335 6介质进口温度t1 307 28 7介质平均温度tpj tpj t1 t2 2321 141 8介质平均密度 pjkg m3查表802 897 二 炉管内介质流速计算 辐射段盘管介质流速FUDWm sFUDW V FUDGU F 3 558 对流段蛇管介质流速DLDWm sDLDW V DLDGU SGJM 2 309 无缝钢管粗糙度Kmm0 08 辐射段流体摩擦阻力系 数 1 4 lg3 7 d k 2 0 018 辐射段折算摩擦阻力系 数 0 0 d0 188 对流段流体摩擦阻力系 数 1 4 lg3 7 d k 2 0 024 对流段折算摩擦阻力系 数 0 0 d0 777 盘管急剧转弯阻力系数 1 75 盘管入口阻力系数 r0 7 盘管出口阻力系数 c2 618 序号 名称符号单位计算公式及数字来源数值 盘管折弯总阻力系数 pz3 14 蛇管折弯总阻力系数 sz9 34 1 1 0 9n 2 dg dj 4 辐射段盘管阻力 PfPa Pf 0 FUDL NV r pz c pj 9 8 1 FUDW 2 2g Mpa0 2051 对流段蛇管阻力 PsPa Ps 0 DLDL Nw r sz c pj 9 8 1 DLDW 2 2g MPa0 116 介质管内流动阻力 PMPa0 321 介质进出口位能损失 HwnMPa0 025 介质进出口总阻力损失 PMPa0 346 辐射段介质流速 国标 2 FUDWm s3 558 对流段介质流速 国标 1 5 DLDWm s2 309 介质膜温度计算 一 已知条件 1介质出口温度t2 335 2介质出口运动粘度Vcmm2 s查表0 246 3介质出口温度下的Pr数Pr查表6 05 4介质出口温度下密度 ckg m3查表788 25 5 介质出口温度下导热系 数 m2 s查表7 8E 05 6辐射受热面热流密度qfkw m2查表34 0044 7辐射段炉管介质流速Wnm s3 5589 二 膜温计算 1介质膜温度tw 假设后校核 自动迭代 342 8 2膜温下运动粘度Vwm2 s2 4E 07 3膜温下介质密度 wkg m3779 89 4辐射段管内径DnmmDn d 2c 100099 5 出口温度介质膜温度下 介质之粘度比 Vc Vw Vc c Vw w 1 0357 6管长与管内径比Ln Dn 601414 14 7雷诺数ReRe Wn Dn Vc1426470 8系数f 8f 8 1 82 lgRe 1 64 2 80 0013 9努谢尔特数Nu Nu f 8 Re Pr 1 07 12 7 f 8 0 5 Pr 2 3 1 Vc Vw 0 11 5485 69 10对流换热系数 kw m2 Nu Dn4 3636 11介质膜温度tw tw qf t2 342 79 tw 与介质膜假设温度tw相差0 02 因 此 介质膜温度可定为342 81 炉本体内烟气阻力计算 一 已知参数 1单位燃料烟气量VyNm3 kg8 1496 序号 名称符号单位计算公式及数字来源数值 2空气过剩系数 1 5 3烟气重度Vnkg Nm3 Vn 44Vco2 64Vso2 28VN2 18VH2o 32Vo2 2241 4 4计算燃料消耗量Bjkg s0 9902 5对流段烟气流通面积Fym27 6烟气平均温度 pj 599 09 7烟气平均流速Wym s10 045 8管束横向节距S1mmS1 z n 260 9横向相对节距 1 1 S1 d1 57 10管束纵向节距S2mmS2 d60 11纵向相对节距 2 2 S2 d2 89 12排列方式顺列 13 沿烟气流通方向盘管管 排数 Z48 二 对流管束烟气阻力 一 横向冲刷顺列管束阻力 1 烟气横向冲刷单根管子 的阻力A0 曲线拟 合插值 计算 0 4794 2横向冲刷管束阻力系数AA A0 Z21 4926 3横向冲刷阻力 Phx Phx A W 2 2g rA W 2 2g Vn 273 273 pj 45 3211 二 局部阻力 1辐射段出口处 流通面积F1m2F1 4 n d 1000 224 2375 速度W1m sBj Vyd F1 273 t3 2731 2857 截面变化引起的局部阻力系数 化学 工业炉设计手册 表7 2序11 0 6232 180 转弯的局部阻力系数 1 化学工业炉设计手册 表7 2序122 辐射段出口局部阻力 P1mmH2o P1 1 W1 2 2g V0 2895 2烟道入口 烟道面积Fydm2 1 6 入烟道前面积Fyqm2 Fyq F25 2 面积缩小的局部阻力系数 2 化学工业炉设计手册 表7 2序110 37 速度W3m sBj Vyd Fyd 273 t4 27311 1976 烟道入口局部阻力 P2mmH2o P3 2 W3 2 2g V 2 W3 2 2g Vn 273 273 t4 1 395 3烟道转弯阻力 90 转弯局部阻力系数 31 烟道转弯局部阻力 P3mmH2o P3 3 W1 2 2g V2 1092 炉内烟气总阻力 PmmH2o P Phx P1 P2 P349 1149 广东信达化纤 YLl 14000 1200 MAII燃煤有机热载体加热炉 热工计算书 3 h 流量789m 常州能源设备总厂有限公司 2008 1 28 对流段烟气焓温表 烟气VRO2 2 0 882 Nm3 3 kg VN2 2 6 086 Nm3 3 kg VH2 2O 0 528 Nm3 3 kg VO2 2 0 606 Nm3 3 kg hy kJ kg 温度 C RO2 2 C RO2 2 VRO2 2 C N2 2 C N2 2 VN2 2 C H2 2O C H2 2O VH2 2O C O2 2 C O2 2 VO2 2 3 5 7 9 kJ Nm3 3kJ kgkJ Nm3 3kJ kgkJ Nm3 3kJ kgkJ Nm3 3kJ kgkJ kg 12345678910 10017014913079115186132791108 20035731426015823041742671612234 30055949339223854632664072463391 40077268152732076263595513334582 50099487666440417954576994235799 6001225108080448939695578505157046 700146212899485770114966010046088328 8001705150410946658133476611607039632 90019521722124275591526877131879810957 100022041944139284721723990147889512303 1100245821681544939719251106163899213665 120027172396169710328213212251801109115042 130029772626185311278234413471964119016442 140032392857200912227255914712128128917846 150035033090216613183277915972294139019261 160037693325232514151300217252460149020692 170040363560248415118322918562629159322129 180043053797264416092345819872797169523573 190045744035280417066369021212967179825021 200048444273296518046392622563138190126478 210051154512312719032416323933309200527943 220053674734328920018440225303483211029394 辐射段烟气焓温表 烟气VRO2 2 0 882 Nm3 3 kg VN2 2 5 706 Nm3 3 kg VH2 2O 0 528 Nm3 3