SHL20-1.6-A型锅炉设计

1、青岛理工大学学士学位论文论文题目-SHL20-1.6-A 型锅炉设计摘 要锅炉作为一种能源转换设备，在工业生产中得到了广泛的应用。它通过煤、石油或天然气的燃烧放出的化学能，并通过传热把热量传递给水，使水加热（或变成蒸气），热水直供给工业生产和民用生活、供暖，所以锅炉的主要任务是：把燃料中的化学能最有效的转变为热能。本次的毕业设计的题目是SHL20-1.6-A，属于蒸汽锅炉。设计本着锅炉运行的安全性和可靠性为首要设计特性的准则。综合考虑燃烧，传热，烟气和空气以及工质的动力特性以及磨损和腐蚀。在锅炉设计的过程中，主要考虑的因素是保证炉内着火，炉膛内有足够的辐射热量，煤的燃尽程度以及合理的烟气速度和

2、排烟温度。同时，还要确保有一定的气密性以保证炉膛内进行负压燃烧。在整个设计过程中作为技术支持进行了热力计算、强度计算和烟风阻力计算。其中热力计算包括炉膛、凝渣管、锅炉管束、省煤器。为了使小型锅炉的结构紧凑，大部分受热面都布置在炉膛内。根据结构，锅炉出口布置凝渣管达到飞灰和降尘作用；由于工作压力低，容易产生烟气侧的酸腐蚀和锅内的氧腐蚀，所以采用钢管省煤器，来达到降低排烟温度的要求。利用CAD,完成了锅炉总图、 炉墙图、上锅筒展开图、本体图。关键词热力计算,强度计算,烟风阻力计算,水动力计算Design of SHL20-1.6-A boilerAbstractBoilers as an ener

3、gy conversion equipment, in industrial production has been widely used. It does this by coal, oil or natural gas combustion release of chemical energy, and heat the heat transfer through the water, the water heating (or into steam), hot water direct supply to the industrial production and civil life

4、, heating, so the main boiler mandate: to fuel the chemical energy into heat energy the most effective. The graduation project topic is shl20-1.6-a, belonging to the natural circulation water tube boiler. Boiler design in line with the safety and reliability of the primary design features of the gui

5、delines. Considering combustion, heat transfer, gas and air as well as dynamic properties of working fluids and wear and corrosion. In the boiler design process, the main consideration is to ensure that the furnace fire, furnace heat radiation sufficient coal burnout degree and a reasonable speed an

6、d exhaust gas temperature. At the same time, make sure there is a certain degree of air tightness to ensure negative pressure within the combustion chamber. Throughout the design process as a technical support for the thermodynamic calculation, calculation of strength . Thermal calculation which inc

7、ludes the furnace, burn room, boiler tubes, the provincial gas. For small boilers, compact structure, most of the heating surface are arranged in the furnace. According to the structure, boilers burn room layout export to the role of fly ash and dust; Due to the low pressure, prone to corrosion and

8、acid gas side of the pot of oxygen erosion, so cast iron economizer, reducing the exhaust gas temperature requirements. Use of CAD, to complete the total Figure boiler, furnace wall chart, the drum expansion plan, body plan.Keywords thermodynamic calculation, strength calculation, smoke wind resista

9、nce calculation目 录摘要IAbstractII前言1第1章 锅炉方案设计及结构简介21.1 方案论证21.2 设计锅炉结构及特性31.2.1 锅炉各部分结构特点31.2.2 锅炉特性5第2章 热力计算72.1 锅炉规范、辅助计算及热平衡计算72.1.1 设计参数72.1.2 燃料特性72.1.3 辅助计算72.2 各部分热力计算112.2.1炉膛计算112.2.2凝渣管计算152.2.3锅炉管束计算172.2.4省煤器计算202.3 热力计算的误差校核222.4 热力计算结果汇总表222.5 本章小结23第3章 强度计算243.1 上锅筒强度计算243.1.1 筒节壁厚计算24

10、3.1.2 上锅筒有孔封头的强度设计253.2 安全阀排放能力计算263.3 本章小结26第4章 水动力计算27 4.1 热工基本数据27 4.2 回路结构特性28 4.3 上升管分段284.4 回路产气量计算29 4.5 下降管阻力计算294.6 开始沸腾点位置与含汽管段高度的确定 设计参数304.7 各管段产气量与汽水两相流体含汽率的确定304.8 上升管阻力计算314.9 流动压头与有效压头计算334.10 确定工作点344.11 循环可靠性检验35 4.11.1 检验停滞35 4.11.2 检验倒流36 4.12 本章小结38第5章 锅炉烟风阻力计算39 5.1 烟道阻力计算39 5.

11、2 烟道自生通风力计算40 5.3 炉排进风管阻力计算40 5.4 本章小结41结论42致谢43参考文献44附录A44附录B51- V - 前 言蒸汽锅炉在人们的日常生活中不可缺少的热力设备。又因为其分布的部门广，数量多，在国民经济中占有重要的地位。它通过煤，石油等燃料的燃烧释放出的化学能，并通过传热把热量传给水，使水加热，热水直接供给工业生产和民用生活。随着高科技的飞速发展，锅炉的设计和应用技术也得到了很大的提高，现在燃烧机械化，给水自动化都已经得到实现。然而，在我国东北，华北，西北地区，冬天寒冷，利用蒸汽锅炉采暖，热量损失巨大，与蒸汽锅炉采暖相比，热水系统的热量损失要小的多。因为他使用的是

12、单相介质热水作为系统，无蒸汽产生，漏水量很少，管道的散热损失也少，同时，热水锅炉连续供给温度不很高的热水，室内温度比较稳定，系统比较安全，维修费用比较低。因此，热水采暖正逐步取代原有的蒸汽采暖。本次的设计方案完成SHL-1.6-A的设计。锅炉的燃烧设备采用机械化的链条炉排，采用分段送风，出灰有灰渣井。锅炉的炉膛内设有前后拱，燃烧后的烟气从炉室出来后在对流受热面中多次绕行，然后进入尾部的烟道，在尾部的烟道设有省煤器，用来加热给水。本次设计设计方案过程中，本着可靠性，经济性，简单易行的原则，使个结构的布置尽量首尾相顾，浑然一体。由于理论知识以及实际经验的欠缺，希望通过本次毕业设计，对锅炉的设计和设

13、计有更进一步的了解和掌握，并巩固了基础知识，设计中难免存在一些缺点和错误，恳请老师给予帮助和指正。第1章 锅炉方案设计及结构简介1.1 方案论证对于锅炉的设计，可以采用局部设计方案，也可以采用整体设计方案。本次设计的任务是锅炉进行设计，一般来说，不适合采用局部的设计。整体设计是为了保证锅炉出力和参数的条件下，尽量的使用原有的设备，对锅炉进行大规模的彻底的设计。整体设计可能够满足锅炉的额定出力，满足锅炉的负荷要求，但是整体设计的改动较大，工期较长，而且设计后的和原有的设备的寿命不同。整体的设计就是保持原有的燃烧受热面和对流受热面不变，只是对相关的差异性的地方进行设计，这可以说是合条件的适当的设计

14、。本次设计主要应用了局部的设计方案。本次设计的课题为SHL201.6A，该锅炉属于低压小型工业锅炉，受到应用条件的限制，需要停炉和起炉，负荷经济变化，采用双锅筒，正是基于此。因双锅筒水容量较大，并且有较大的蓄热能力，所以适应负荷变化能力强，且气压稳定，运行特性好，自然循环特性条件好，对于低压锅炉单靠辐射受热面是不够的，而双锅筒可以布置较多的对流受热面。采用横置式可以使锅炉结构紧凑，尺寸小，便于安装。蒸汽锅炉采用自然循环。由于热水所载带的只是物理显热，不存在蒸发潜热，蒸汽的载热量要比热水大得多，蒸汽锅炉锅水浓缩，水质变化大，因此对补给水硬度要求略高点。为了减少不完全燃烧损失，以便提高热效率，在炉

15、膛和锅炉管束之间布置燃尽室，燃尽室既可以调节合理烟速，烟气中的飞灰在其中起飞灰沉淀作用，也承担部分的换热，使得未燃物得到充分的燃烧，同时，也起了保护后面管束免受磨损的作用。锅炉管束中烟气作混合冲刷。烟道呈倒S形，可以降低钢耗，减少总体尺寸。对于错列的管束，传热的效果好，但烟气的流动阻力大，对于管的磨损较大，所以管束采用顺列布置，目的是为了减少阻力，降低电耗，提高效率，同时也使加工工艺简化。因为烟气流程中有冲刷死角，可以采用较小的热有效系数来补偿，而三个烟道的流通截面积逐渐减小，保证了烟速的均匀性，换热效果好。同时每一流程都设置了吹灰器。管束在节距的选择上主要考虑以下因素：第一，相邻两根管子焊接

16、时，热影响区不重合；第二，焊缝及热影响区内，不可开孔；第三，保证烟速合理性。烟气温度的选取重点是炉膛出口烟温l”和排烟温度py的选取。由于l” 直接影响锅炉的经济性和安全性，所以l” 的选择一定要合理：若l” 过低，不经济且炉膛温度水平降低，对燃烧不利，使固体和气体不完全燃烧损失增加；若l” 过高，将引起受热面结渣，影响锅炉的安全可靠运行。所以对一般煤种，在蒸汽锅炉中，l” 应选择在900-1050范围内。同样对排烟温度的选择，也应根据技术经济性分析来选取：若py降低，锅炉排烟热损失减少，效率提高从而节约燃料，降低锅炉运行费用。但py 过低时，传热不良从而使尾部受热面增加，体积增大，金属耗量增

17、加，投资增加，同时py 太低时尾部受热面易发生低温腐蚀或堵灰，影响运行可靠性。所以py 在D6t/h的锅炉中，根据所用煤种水分和硫分的大小，不宜低于150，通常新设计锅炉取为160-180。热空气温度trk的选择同样重要。原则是：“保证燃料在锅炉炉膛中迅速着火”，根据这一要求，trk 应该高一些，但选高些将会使空气预热器的体积增大，安装困难，投资大，因此，对于一般工业锅炉只要燃烧稳定，热空气温度不必太高，在上述的排烟温度条件下，trk也不可能太高，对火床炉trk在80160。为了降低py，锅炉尾部设有尾部受热面：省煤器。省煤器除了可以降低排烟温度，还可以利用尾部烟气的热量加热锅炉给水，提高锅炉

18、热效率减少燃料耗量。为了避免省煤器中的水速过高,发生水冲击,把省煤器改成并列式,以减小水的流速.此外,在省煤器的给水进口加一条直通锅炉的给水管,以备省煤器损坏的时候,由此管直接供水给锅炉,防止影响锅炉给水,并且,还要给省煤器定期吹灰,保证其传热的最佳效果.而采用省煤器降低py时省煤器的工质锅炉给水比这一饱和温度低得多，因此传热温压较大，这样在降低同样数值的烟气温度时，所需省煤器受热面积比蒸发受热面少很多，降低了生产成本。由于本锅炉压力低，所以采用耐腐蚀的铸铁省煤器，为了安全，设置烟气和给水旁通系统。1.2 设计锅炉结构及特性：锅炉本体大致可分为：水冷壁、锅炉管束、省煤器，它们都是各种类型的受热

19、面，烟气的热能通过这些受热面传递给工质。锅炉本体一侧处在高温烟气条件下，因而要求它们的结构和材料要能够承受高温和抵抗烟气的腐蚀；锅炉的另一侧工质是水和空气，水和空气工作时具有很高的压力，所以锅炉本体主要部件还要具有一定的承受能力；另外，锅炉本体还要有良好的传热性能。燃烧设备：煤斗、煤闸门、链条炉排、风室和炉拱等。燃烧设备要能适应不同煤种的燃烧，保证燃料的及时着火和燃尽，还应有一定的燃烧强度，能给锅炉提供足够的可利用热能。锅炉炉墙：金属框架和砖结构。金属框架起支撑、稳定作用，要具有一定的强度和稳定性；砖结构起耐热、绝热、保温、密封作用。本次设计任务是设计SHL201.6- A,即双锅筒横置式链条

20、炉，蒸汽锅炉，额定工作压力为1.6Mp,设计煤种为烟煤，它包括以上三大部分，其结构特点如下:1 据锅炉行业长期对双锅筒锅炉运行经验，水管系列采用51的碳素钢管，管束弯头半径R160mm。2 燃烧方式采用加煤斗正转链条炉排。3 锅炉炉膛采用前后拱配合方式。后拱低而长，倾角为12°，覆盖率为54%，通过前后拱的配合可以使燃料迅速着火，减少了固体不完全燃烧损失。4 炉排有效宽度为3350mm,长度为6743mm，有效面积为22.59m2。 5 采用双侧进风,分段送风。1.2.1 锅炉各部分结构特点:本锅炉是按燃用烟煤设计的，但也适用于其它煤种近似的燃料。锅炉构造仅考虑承受锅炉本体的载荷在六

21、级地震情况下安全运行。因此当属于锅炉以外的烟、风、汽水管道要支撑在锅炉构架上时，必须按负荷的大小及负荷着力点的位置校核构架强度，必要时另行加固。设计后的锅炉为双锅筒横置式自然循环蒸汽锅炉,燃料从加煤斗落至炉排上,转动炉排,把煤送到炉膛点燃燃烧,空气由炉排先分段进入炉膛后端,煤燃成灰渣后经挡渣板落入灰斗,燃烧产生的烟气,从炉膛上部通过燃尽室,对流管束后,流向尾部受热面,最后由引风机排入烟囱。水循环的路线:上锅筒中的水,从锅筒后部对流管束下降到下锅筒,经过各个连接器进入集箱,在从各水冷壁管上升,进入上锅筒.另一个循环回路是由锅筒的后部的下降管送入下锅筒,然后由前方的上升管进入上集箱,完成锅炉本体的

22、水循环.锅炉各部分特点如下：1. 锅筒及炉内设备：锅筒是容纳水和蒸汽的筒形受压容器，采用双锅筒结构，既经济易安装，检修固定方便。a.上锅筒：内径1400mm，壁厚21 mm，筒身长5030 mm，包括两侧封头一起为5995mm。上锅筒筒身用20g钢板热卷冷校而成，封头为20g钢冲压而成的椭圆形封头，为了焊接方便，封头和筒身壁厚都采用一致即21 mm，上锅筒中的设备有：在锅筒内安放了进水管和出水管,还有均匀分水系统.b.下锅筒：下锅筒内径Dn=1000mm,壁厚=18mm，筒身长 5070 mm，包括两侧封头一起为5787mm,筒身及封头都为20g钢板制成。下锅筒底部有定期排污管，以便排出杂质和

23、沉淀物。上下锅筒之间有管束。2. 水冷壁在锅炉炉膛内经常布置大量水冷壁，一方面可以充分发挥辐射受热面热强度的特点，同时它用来保护炉墙免受高温破坏使灰渣不易粘结在炉墙上，防止炉膛被冲刷磨损，过热破坏。它是锅炉构成水循环回路不可缺少的重要部件。本锅炉炉膛内四壁都布置有水冷壁其中前墙由38根51×3的碳素钢管节距为90mm组成，前墙水冷壁管组下部焊在219×6的集箱上，上部直接与锅筒焊在一起，后墙与前墙相同由 28根51×3的碳素无缝钢管组成，无缝钢管错列布置节距为120mm组成。两侧水冷壁分别由27根51×3的碳素无缝钢管节距为90mm组成，上下部分别与上下

24、集箱连接，集箱规格为219×6，由6根108×4,的钢管，所有下降管均从上锅筒中引出。3. 燃烧设备：燃烧由煤斗和正转链条炉排及其传动装置组成，炉排有效燃烧面积为22.59m2 . 4. 锅炉管束：上下锅筒中心距为4600mm，中间由420根51×3碳素无缝钢管焊在上下锅筒而组成，管子顺列布置，横向15根，纵向28根，横向节距为120 mm，纵向节距为120 mm，同时隔板把它分隔成倒“S”型烟道，流通面积逐渐减小，以利于传热和烟道烟速均匀。上下锅筒及管束通过上锅筒支撑在锅炉钢架上。 5. 省煤器：本锅炉为小型低压锅炉，采用单级耐腐蚀铸铁式省煤器。省煤器规格为76

25、×8，安装有3排12列省煤器管，受热面积为268 m2，烟气流通截面积为0.704 m2， 6. 钢架、平台和扶梯：为了支撑锅筒、集箱、管子及炉墙，设置了钢架，锅炉本体重量由钢架传至基础，为安装、检查和维修，设置了平台,各平台之间由扶梯连接。7.炉墙炉膛炉墙的负荷作用在钢架和基础,分三层。内层为耐火材料,中间层为硅藻土保温砖,外层为红砖。在侧墙上分别在前拱下方,锅炉管束中部,燃尽室,省煤器上方,空气预热器上方,以及后拱上方均开有人孔,以便安装维修,清除灰渣。8. 锅炉范围内的阀门仪表锅炉产生的热水由热水引出管供给用户。为了保证锅炉安全,装有两个的安全阀,同时在上锅筒装有两个Y200的

26、压力表以便观察压力,有紧急排气阀一个,水压表两个。为了省煤器检修时锅炉安全运行,设有旁通烟道和旁通水道。1.2.2 锅炉特性:1.锅炉规范：见锅炉参数表1-1表1-1锅炉参数型号额定压力热水温度给水温度SHL20-1.6A1.6Mpa95105 2.燃料特性：见燃料特性表 2-2表1-2 燃料特性收到基成份（%）CarHarOarNarSarAarMar44.53.05.90.70.234.711.0干燥无灰基挥发份Vdaf= 37.0 %收到基低位发热量Qnet,ar= 17390 KJ/Kg 3管子特性：管子特性见表1-3表1-3 管子特性名称管径×厚度节距排列及气流流向符号Dw

27、×横向纵向管子排列方式烟气冲刷方式烟气与工质流向单位MmMmMm水冷壁51×390凝渣管51×3240370错列横向锅炉管束51×3120151顺列横向交叉流省煤器78×89445顺列横向逆流下降管108×4.5导水管108×44.主要经济技术指标：主要经济技术指标见表2-4表1-4 主要经济技术指标锅炉效率（%）排烟温py()燃料耗B(kg/s)给水温度tgs()80.51701.01105 5.锅炉基本尺寸：锅炉基本尺寸见表2-5表1-5 锅炉基本尺寸炉膛宽度炉膛深度上下锅筒中心距锅炉外形尺寸长宽高单位MmMmMmMmM

28、mMm数值35402800471712740828512535第2章 热力计算2.1 锅炉规范、辅助计算及热平衡计算2.1.1 设计参数本次设计的任务是设计SHL20-1.6-A.主要参数如下： 1锅炉额定压力：p=1.6MPa 3给水温度：tgs=105 4冷空气温度 tlk =30 5热水温度 tcs=1942.1.2 燃料特性War1 燃料名称：烟煤； 2 燃料工作基（应用基）成分碳氢氧氮硫灰分低位发热量符号CarHarOarNarSarAarQnet,ar数值44.53.15.90.70.234.717390KJ/Kg2.1.3 辅助计算1空气平衡烟道各处过量空气系数，各受热面的漏风系

29、数，列于表3-1中。炉膛出口过量空气系数按文献1表3-1取。烟道中各受热面的漏风系数按表3-3取。表2-1烟道中各处过量空气系数及各受热面的漏风系数烟道名称过量空气系数漏风系数 炉 膛1.450.1凝 渣 管1.451.550.05锅 炉 管 束1.551.600.1省 煤 器1.601.750.15空 气 预 热 器1.751.850.12 烧产物的容积及焓的计算1)理论空气量及=1时的燃烧产物容积的计算理论空气量Vo=0.0889（+0.375）+0.265-0.0333 =4.58Nm3/kgRO2理论容积VRO2=0.01866（+0.375）=0.832 Nm3kgN2理论容积VoN

30、2=0.79Vo+0.8/100=3.807Nm3/kgH2O理论容积VoH2O=0.111Hy+0.0124Wy+0.0161Vo=0.529 Nm3/kg2)不同过量空气系数下燃烧产物的容积及成分见表3-2 表2-2 烟 气 特 性 表序号名称符号单位计算公式及来源炉 膛凝渣管锅炉管束省煤器1入口过量空气系数1.451.501.602出口过量空气系数1.451.501.601.753平均空气系数pj1.451.4751.551.6754水蒸汽容积VH2ONm³/ 0.56380.56580.57160.58135烟气总容积VyNm³/ 7.38257.50287.863

31、58.46486RO2容积份额rRO2/0.11950.11760.11220.10427H2O容积份额rH2O /0.07170.07050.06730.06258三原子气体容积份额rq 0.0.19010.1880.17950.16679烟气重量G/ 9.7849.94110.41211.41210飞灰浓度fh/ 0.00660.00650.00620.0059注：飞灰份额afh按表3-1取0.2。3)不同过量空气系数下燃烧产物的焓温表见表3-3表 表2-3 不同过量空气系数下燃烧产物的焓温表烟气温度VRO2=1.047 (m3)标准/kgVoN2=4.4068(m3)标准/kgVoH2O

32、 =0.4619 (m3)标准/kgV°=5.57 (m3)标准/kgCco2kJ/(m3)标准IRO2= VRO2× Cco2kJ/kgCN2kJ/(m3)标准IN2= VN2 × CN2kJ/kgCH2OkJ/(m3)标准IH2O= VH2O× CH2OkJ/kgCkkJ/(m3)标准Iko=Vo× CkkJ/kg100170.0149.94129.6494.91150.579.88132.4634.92200357.5315.32259.9993.63304.5161.35266.41279.46300558.8493.04392.014

33、92.62462.7244.93402.71938.43400771.9680.90526.52006.29626.2331.15541.82607.02500994.4877.71663.82527.85794.9420.50684.23290.046001224.71080.45804.13060.83968.9512.55829.73992.37001461.91289.48947.53609.041148.8607.72978.34704.188001704.91503.811093.64164.861334.4705.691129.15430.499001952.31721.6612

34、41.64728.291526.0807.251282.36166.4210002203.51943.931391.75299.341722.6911.471437.36902.3511002458.42168.961543.75978.011925.11018.331594.97671.9512002716.62396.391697.26460.482132.31127.831753.48431.9313002976.72625.171852.87054.372343.61239.981914.39206.3414003239.02856.802008.77648.262559.21353.

35、712076.29986.5615003503.13089.652166.08245.962779.11470.092238.910769.1116003768.83324.262324.58851.283001.81588.062402.911557.9517004036.33559.7524849456.593229.31708.142567.312348.71续表2-3Iyo=IRO2+IN2+IH2OIy= Iy°+(-1) Iko KJ/Kg=1.45=1.50=1.60=1.75=1.85kJ/kgIIIII722.941264.411465.732238.422430.

36、342558.282230.593393.453684.413878.263018.344582.64947.445224.163825.125799.17549.134653.885506.347858.436374.369089.617257.2011027.0910034.048154.7411260.8011605.929064.3012516.689984.3013779.0710920.0615062.9111858.7716352.2712805.7017652.0113763.6018964.8914724.9119664.393锅炉热平衡及燃料耗量计算见表2-4表2-4 热平

37、衡及燃料消耗量计算序号名称符号单位计算公式或来源数值1燃料低位发热量KJ/由给定燃料定17390.00 2冷空气温度tlk给定30.00 3理论冷空气焓IºlkKJ/127.08 4排烟温度py假设180.00 5排烟焓IpyKJ/（表-3）2077.04 6固体不完全燃烧损失q4%1表3-1127气体不完全燃烧q3%1表3-11.08排烟损失q2%8.919散热损失q5%1表3-62.0510飞灰份额afh1表3-60.20 11灰渣焓chzKJ/按附表取（600）560 12灰渣物理热损失q6%0.894 13锅炉总热损失q%24.85 14锅炉热效率%75.145 15给水温度

38、tgs给定105.00 16给水焓igsKJ/查未饱和水性质表440.8 17排污率pw%给定0.00 18热水焓ibqKJ/查水和蒸汽性质表398.79 19锅炉输出热量QlKW给定7000.00 20燃料消耗量B/s1.01 21计算燃料消耗量Bj/s0.89 22热风温度trk取定10.27 23理论热空气焓I0rkKJ/查表-31.30 24保热系数0.982.2 各部分热力计算2.2.1炉膛计算2.2.1.1炉膛周界计算炉排面积热负荷qR=800KW/m2炉排面积R=BQyd/qR =22.59m2取炉排长度L=6.74m 炉排宽S=R/L=3.35m 锅炉炉膛草图a.前、顶墙面积F

39、q光管面积：Fq1=8.252×3.54=29.21覆盖耐火砖面积：Fq2=3.54×3.45=12.21前、顶墙总面积：Fq= Fq1Fq2 =41.42b.后墙面积Fh光管面积：Fh1=7.506×3.54=26.57覆盖耐火砖面积：Fh2=4.08×3.54=14.44后墙总面积：FH=FH1+FH2 =41.01c.左侧墙面积Fzc 软件计算 左侧墙总面积：Fzc= 26.1 d.右侧墙面积Fyc 右侧墙面积：Fyc= Fzc=26.1 e.顶棚面积Fd 顶棚面积 ： Fd=2.95×3.54=10.44 f.出口窗面积Fch 出口窗面

40、积：Fch=3.54×2.644=9.28 g.炉排面积R=22.59 周界面积：Fl=Fq+Fh+Fzc+Fyc+ Fch +R=166.452. 炉膛容积计算Vl 炉膛容积Vl=3.54×Fzc=3.54×26.1=92.39m33. 辐射受热面的计算a.前、顶墙辐射受热面积Hq光管：s/d=90/51=1.76,e/d=0.8,x=0.91 Hq1=xFq1=0.91×29.21=26.58耐火材料：Hq2=0.15×Fq2=0.15×12.21=1.831前、顶墙总辐射受热面积：Hq= Hq1Hq2=28.41b.后墙辐射受热

41、面积Hh光管: s/d=120/51=2.35,e/d=0.5,x=0.735 HH1=XFh1=0.735×26.57=19.53耐火材料：Hh2=0.15×Fh2=0.15×14.44=2.17后墙总辐射受热面积：Hh=Hh1+Hh2=21.7c.左侧墙辐射受热面积Hzc左侧墙光管：s/d=90/51=1.74,e/d=0.8,x=0.92 左侧墙总辐射受热面积Hzc=xFzc=0.92×26.1=24.012 d.右侧墙辐射受热面积Hyc 右侧墙辐射受热面积：Hyc=Hzc=24.012e.出口窗辐射受热面积Hch 错列布置 x=0.52 出口窗辐

42、射受热面积：Hch=0.52×9.28=4.826 总辐射受热面积Hf Hf=Hq+Hh+Hzc+Hyc+Hd+Hch=102.964. 射层厚度S S=3.6×Vl/Fl=1.998m5. 膛水冷度xx=Hf/（Fl-R）=0.726. 火床与炉墙面积比=R/（Fl-R）=0.1572.2.1.2 炉膛传热计算表2-5 炉膛传热计算序号名 称符号单 位计 算 公 式 或 来 源数 值1输入热量QrkJ/kg由表3-4173902冷空气理论焓Ilk°kJ/kg由表3-4127.343炉膛出口过量空气系数l由表3-11.454炉膛漏风系数l由表3-10.15热空气温

43、度trk先假定再校核1206热空气焓Irk°kJ/kg763.837空气带入热量QkkJ/kg1043.938入炉热量QlkJ/kg17015.79理论燃烧温度°由表3-3按l=1.4查得1552.1410炉膛出口烟气温度l假设100011炉膛出口烟气焓IlkJ/kg按表3-3查取12516.6812烟气平均热容量VckJ/kg·(Q1-h1")/(Ta-Tl)10.52613水蒸气容积份额rH2O由表3-20.071714三原子气体容积份额rq由表3-20.19115飞灰浓度fhkg/kg由表3-20.006616三原子气体辐射减弱系数kq1/m

44、83;Mpa1.61317飞灰辐射减弱系数kfh1/m·Mpa0.4318系数c1/m·Mpa1表5-70.1519烟气辐射减弱系数k1/m·Mpa2.2220火焰黑度ah0.30821水冷壁表面黑度ab0.823计算燃料耗量Bjkg/s由表3-40.8924保热系数由表3-40.980225波尔茨曼准则B00.4726管外结灰层热阻m2·/kW取定2.627炉内传热量QfkJ/kgQ1-I15763.9828辐射热流密度qfkW/ m285.9229金属管壁温度TgbK+273355.530系数值m0.0731无因次方程0.948832系数k1表5-4

45、0.671133系数p1表5-40.214434无因次温度lkp0.663535炉膛出口烟气温度lT0l273950.9936炉膛出口烟气焓IlkJ/kg按表-3查取10645.8737炉内辐射传热量QfkJ/kg(QlIl)7589.2938辐射热流密度qfkJ/kgBj Qf / Hf110.50与假设炉膛出口烟气温度相差49.01，小于±100，因此不用重新计算。2.2.2凝渣管计算表2-6 凝渣管计算防渣管的结构计算序号项目符号单位公式或数据来源结果1管径dmm51.00 2管长lm2.50 3横向节距S1mm240.00 4管根数n根/排7.00 5有效角系数xc1查标准p

46、164图C20.48 6受热面积Hchm23dln8.41 7烟气流通截面积fchm22.82×l-n×l×d6.16 8防渣管的有效辐射受热面He,om2Xc1×Fe,o4.45 9防渣管受炉膛辐射面积Fe,om2等于炉膛出口烟窗面积9.28 10纵向节距S2mm370.00 11烟气有效辐射层厚度Sm0.9(4S1×S2/d-1)1.10 12比值1mS1/d4.71 13比值2mS2/d7.25 防渣管的热力计算1进口烟温'等于炉膛出口烟温950.99 2进口烟焓I'KJ/Kg查焓温表10645.87 3出口烟温'

47、'先假定，在校核918.00 4出口烟焓I"KJ/Kg查焓温表10316.98 5烟气侧对流放热量Qh.bKJ/Kg（I'-I''）321.33 6平均烟温av1/2('+'')934.50 7管内工质温度t按p=1.6MPa查水蒸汽表201.37 8最大温压tmax'-t749.62 9最小温压tmin''-t716.63 10平均温压t(tmax+tmin)/2733.13 11烟气流速m/sBj×Vy×(pj+273)/Fy/273/36006.55 12烟气中水蒸气容积份额rH

48、2O0.07 13三原子气体容积份额rRO20.19 14条件对流放热系数0w/(m2×)查图C14a60.00 15修正系数Cz查图C14b0.88 16修正系数Cw查图14b 0.80 17修正系数Cs同上0.60 18管壁积灰层表面温度twal201.37+80281.37 19条件辐射放热系数0w/(m2×)查图C18135.00 20三原子气体总分压力pNO2MParRO2×0.10.17 21三原子气体辐射力KNO2MPamp×rq0.15 22三原子气体辐射减弱系数KNO2(mMPa)-110(0.78+1.6×rH20)/sqrt(10×p×rq×s)-0.1)(1-0.37×''/1000)rq1.61 23气体介质吸收力kpSKNO2Sp0.18 24烟气黑度g1-exp-kps0.16 25辐射放热系数rw/(m2×)aoag21.88 26烟囱处炉膛辐射热负荷分布系数ye.o0.60 27防渣管吸收炉膛辐射热量QrKJ/Kg3.6Ye.oqrFe.oxe.o/Bcal49.77