DZW10-1.25-M锅炉设计毕业论文

1、锅炉设计摘要我国废木材资源比较丰富，特别是近年来，随着我国经济的发展及对外开放，日本和东南亚地区的一些木材加工企业进入我国市场和国内木材加工业的发展，许多以木材为加工原料的企业常常产生大量的木材废料，诸如锯末粉屑、碎木片等。原来废弃木材主要作为炊事燃料，热效率一般低于30% ，只有极少部分利用层燃燃烧方式加以利用，但燃烧效率仍偏低，因此造成废木材资源的极大浪费。目前国内部分锅炉制造厂家生产的锅炉，在燃烧废木材(尤其是含细末较多的废木材)时，主要存在以下两个问题：(1)燃烧效率低；(2)水份高时，运行不稳定。主要是由于燃料中水分和挥发分较高，影响着火和燃尽。因此在考虑燃料特性的基础上选用往复炉排

2、炉燃烧，优化一次风二次风配置及炉拱设计，设计出10t/h 燃用木屑蒸汽锅炉。本设计采用单锅筒纵置式往复炉排炉型。采用低而长的后拱和高而长的前拱，保证着火区的辐射热和烟气回流。大块料由料斗送入，细屑由送料风于送入，优化燃烧。关键词：往复炉排炉；单锅筒；生物燃料；木屑The design of boilerAbstractChina is rich waste timber resources, especially in recent years, as China's economic development and opening up, Japan and Southeast As

3、ia some of the wood processing enterprises to enter China's market and the development of domestic wood processing industry, and many wood-processing enterprises of raw materials often produce large amounts of wood waste such as sawdust Fen Xie, wood chips and so on. The original waste

4、 timber mainly as cooking fuel, thermal efficiency is usually less than 30%, only a very small part of the use of layers to use fuel combustion, but combustion efficiency is still low, thus causing great waste of timber resources waste. Currently part of the boiler manufacturers produce boilers

5、, burning waste wood (especially with more go-waste wood), the principal of the following two questions: (1) combustion efficiency is low; (2) water is high, run instability. Mainly due to the moisture and volatile fuel higher impact on fire and burn. Therefore, in considering the use

6、 of fuel properties on the basis of reciprocating grate furnace combustion, secondary air allocation optimization of a wind and the furnace arch design, design a 10t / h steam boiler burning wood chips. The design of single drum longitudinal reciprocating grate furnace. After a long low an

7、d high arches and long before the arch, to ensure fire zone radiant heat and smoke back. Material from the hopper into the large, fine dust from the feed air to send, optimize combustion.Key words:reciprocating grate;one transverse drums;biofuel;wood不要删除行尾的分节符，此行不会被打印目录摘要IAbstractII第1章 绪论1 课题背景

8、1 课题研究的意和国内外研究现状11.3 发展现状及存在问题1第2章 方案论证3 设计任务3 锅炉规范3 设计燃料3 设计构想4 设计特点5 本章小结6第3章 热力计算7 辅助计算7 空气平衡7 空气和烟气量7 烟气特性8 锅炉热平衡。10 炉膛的尺寸设计及传热计算11 炉膛结构特性计算11 炉膛传热计算14 锅炉管束传热计算16 锅炉管束结构特性计算16 锅炉管束传热计算17 烟管管束传热计算19 烟管结构特性计算19 烟管热平衡20 空气预热器传热计算22 误差校核25 本章小结26第4章 强度计算27 锅壳筒体厚度计算27 烟管区平板厚度计算28 凸型部分厚度计算28 上集箱厚度计算29

9、 下集箱厚度计算30 人孔盖厚度计算30 烟管厚度计算31 锅壳筒体上人孔的加强计算31 安全阀校核计算32 本章小结32第5章 烟风阻力计算33 炉膛负压33 八字烟道阻力33 烟管阻力计算33 烟囱阻力计算34 烟气通道总压降35 烟道自生通风力35 风道阻力35 锅炉送、引风机的选择36 送风机的计算36 引风机的计算36 送、引风机及电动机的功率37 风机选择38 本章小结38结论39致谢40参考文献41附录A英文原文42附录B中文原文48千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行

10、第1章 绪论1.1 课题背景在人类历史上相当长的时间之内，木柴燃烧都是供热的主要方式。直到20世纪50年代，石油开始普及并在很大程度上代替木柴成为供热的主要来源。没过多久，这种状况就开始发生变化。20世纪70年代的石油危机使这种对石油的狂热开始降温。从那时开始人们对于石油燃烧的兴趣随着石油价格的上涨及环境问题的加剧而一路下降。清洁的可再生能源将成为21世纪保证经济可持续发展的能源利用方向。生物燃料（例如木柴）重新开始受到关注。化石燃料正在逐步被生物燃料所代替，以减少导致温室效应的罪魁祸首二氧化碳的排放。1.2 课题研究的意和国内外研究现状大气中的二氧化碳（CO2）浓度在以每年0.5%的速度增加

11、，世界范围内控制温室气体（CO2）的排放量已越来越受到重视。燃料燃烧过程是产生二氧化碳的主要来源，而燃烧生物质燃料（森林、农业的副产品）产生的二氧化碳被植物所吸收利用，合成新的生物燃料，因此有二氧化碳零排放的美称。在加上每年都有大量的森林、农业的副产品（秸秆、树枝等）被白白地烧掉，浪费了大量的资源。研制高效的燃生物质燃料锅炉，不仅是发展一种新的锅炉产品，而且对于节约能源，保护地球生态环境，减少温室气体的排放也有着重要的意义。1.3 发展现状及存在问题目前世界上发达国家对废弃木材的利用仍然以燃烧为主，以美国为例主要用由德国引进的链条炉排锅炉为主，以采伐业的枝桠、不能成材的树木、造纸和木材加工厂的

12、废弃物为主要燃料，用来产生蒸汽或发电。目前约1000 家以木材为燃料的电厂投入运行，装机容量达650OMW。美国在2000 年以前生物质能(废木材、木屑、稻谷壳和甘蔗渣等可燃生物燃料)发电总装机容量达12000MW。80 年代末期，90 年代初美国利用流化床燃烧技术开发大型燃废木料循环流化床发电锅炉。例如，由美国CE 公司利用鲁奇技术设计生产的两台循环流化床锅炉，分别安装于Fresno 和Rocklin，出力为l00t/h，蒸汽压力为，过热蒸汽温度515，热功率78MW 的机组分别于l988年、l989年投运，另外两台热功率为71MW的循环流化床燃废木料锅炉装在Mecca，于1992年投运。瑞

13、典也是以树枝、树叶、森林废弃物、树皮、锯木屑等作为大型流化床锅炉的燃料加以利用的。尽管这些燃料的含水率有时高达50%60%，但锅炉的热效率仍可达到80%。在1999年时，丹麦政府为降低大气中CO2含量而发出号召,号召丹麦的各热电厂到2000 年要利用120万t秸秆和20万t木屑作为电厂的燃料。丹麦各电力组织为此进行了规划,筛选了一批研究项目,并重点对下述项目进行了研究:煤粉锅炉和循环流化床锅炉中的混合燃料的燃烧,即煤、秸秆和木屑等的混合燃烧;燃烧秸秆和木屑的锅炉与大型燃煤锅炉并联运行发电供热的研究。部分国家使用成型技术将废弃木材加 工成成型颗粒作为燃料，取得了很好的效果。瑞典20家企业每年制造

14、将近100万吨成型木材颗粒，一定程度上缓解了能源紧张的状况。我国废木材资源比较丰富，特别是近年来，随着我国经济的发展及对外开放，日本和东南亚地区的一些木材加工企业进入我国市场和国内木材加工业的发展，许多以木材为加工原料的企业常常产生大量的木材废料，诸如锯末粉屑、碎木片等。原来废弃木材主要作为炊事燃料，热效率一般低于30% ，只有极少部分利用层燃燃烧方式加以利用，但燃烧效率仍偏低，因此造成废木材资源的极大浪费。燃烧木材产生热能有许多优点：(1)安全、清洁。由于废木材富含碳水化合物，含硫量很少甚至没有，含氮量也不高，所以燃烧后硫的氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx)排放量很低，从而减少酸雨对农作物

15、的侵蚀和NOx 对大气的污染 (2)低灰份。可最大限度地降低排灰及由此造成的场地占用和对地下水的污染；(3)可再生。目前国内部分锅炉制造厂家生产的一般层燃炉或改造炉，在燃烧废木材尤其是含细末较多的废木材)时，主要存在以下两个问题：(1)燃烧效率低；(2)水份高时，运行不稳定。其主要原因是：炉排上燃料分布不均匀，空气分布就不均匀，由于木材挥发份很高，在燃烧的开始阶段，挥发份大量析出时，需要大量空气用于燃烧，如这时空气不足，会造成气体不完全燃烧损失急剧增加，从而降低燃烧效率。另外，当木材含水率很高时，水份蒸发需要大量热量，湿木材在床层表面很难着火或着火推迟，不能及时燃尽，使燃烧不稳，固体不完全燃烧

16、损失增加，也导致燃烧效率降低。第2章 方案论证2.1 设计任务2.1.1 锅炉规范锅炉规范见表2-1。表2-1 锅炉规范锅炉型号额定蒸发量10t/h给水温度20工作压力1.25MPa给水压力排烟温度165冷空气温度302.1.2 设计燃料设计燃料见表2-2。表2-2 设计燃料序号名称符 号单 位数 值1收到基碳量Car%32收到基氢量Har%3收到基氧量Oar%4收到基氮量Nar%0.45收到基硫量Sar%06收到基水份Mar%7收到基灰份Aar%8干燥无灰基挥发分Vdaf%9收到基低位发热值Qnet，arkJ/kg2.2 设计构想比较各种形式锅炉优缺点。（1）单锅筒纵置式锅炉最常使用的一种单

17、锅筒纵置式锅炉是“A”字型锅炉。锅筒位于炉膛的中央上部，沿锅炉（炉排）的纵向中心线布置，下面左右两侧各有一个纵置大直径集箱，左右两组对流管束在上部与锅筒相连，下部则分别与左右两侧集箱相连。这种锅炉本体的型式最适用于烟气作二回程流动，故常用于抛煤机倒转链条炉排的燃烧，但也可采用其他燃烧装置。烟气在炉膛在自后向前流动，流至前墙附近时，分左右两股经两侧的狭长烟窗进入对流管束，然后由前向后流动，横向冲刷管束。蒸汽过热器布置在右侧前半部对流管束烟道中，成为第二回程对流受热面的一部分。烟气流至锅炉后部后，左右两股分别向上，汇合于锅炉顶部，然后转弯向下，依次流过铸铁省煤器和空气预热器，经除尘器后由引风机抽出

18、排入烟囱。型锅炉的突出优点有：结构紧凑，对称，容易制成快装，金属耗量小。其缺点是锅炉管束布置受结构限制，其制造和维修也较麻烦。（2）单锅筒横置式锅炉这种单筒锅炉的结构特点在于其锅炉管束不是直接由上部锅筒和下部大直径集箱连成，而是采用组合式。即先在较小直径的上，下两集箱之间安装上数排管子构成一个组件，然后将若干组件的上集箱沿锅筒长度与锅筒垂直连接，各组件的下集箱则通过连接管与一个在锅筒下方、并与之平行的汇合集箱垂直地相连，汇合信木箱则通过若干下降管与锅筒相连。锅炉采用链条炉排及组合长后拱，燃用劣质烟煤。这种锅炉金属耗量较小，但占面积较大，且锅炉管束水循环阻力大，清洗不便，因而对水质要求高。（3）

19、双锅筒纵置式锅炉在这种锅炉中，上下平行布置的两个锅筒之间装置着锅炉管束。两个锅筒的纵向中心线与锅炉的纵向中心线相平行。根据锅炉管束相对于炉膛的布置位置的不同，双锅筒纵置式锅炉又可以分为锅炉管束旁置，即所谓“D”字形锅炉；和锅炉管束后置，即所“O”字形锅炉。锅炉的燃烧设备多采用抛煤机手摇炉排，链条炉排或振动炉排，近年来广泛用于沸腾炉。这种锅炉的结构特点为烟气横向冲刷管束，传热好，紧凑，对称，宜用于整装或迭装。（4）双锅筒横置式锅炉双锅筒横式锅炉在较大的工业锅炉中使用最广。上下锅筒及其间的管束被横向悬置在炉膛之后。燃烧所生成的烟气从炉膛后部上方烟窗流出，经凝渣管后进入管束中的过热器烟道。然后向下，

20、从管束下部，对管束作前后三次曲折向上冲刷绕行。再从上部出口窗向后流至尾部烟道，依次流过省煤器和空气预热器后排出锅炉。这种锅炉已具有中，大型锅炉的特点：燃烧设备机械化程度高，受热面积高效齐全，锅炉效率高；但锅炉整体性差，构架和炉墙复杂。金属耗量较大。由于本题中锅炉容量不大，燃料热值低，燃烧风量大，如果炉型较小则风速较大，易磨损且对辅机要求较高，且考虑到效率及连续运行能力，选择结构紧凑，对称，容易制成快装，金属耗量小的单锅筒纵置式炉是较为合适的。链条炉和往复炉排炉机械化程度都比较高。链条炉日常应用较多，燃烧效率高，污染小，但存在着火困难，无自动拨火的缺点。往复炉排结构简单，金属耗量小，消烟除尘好，

21、可认为是双面着火（只有开始部分单面着火，其余双面着火），自身拨火性能好，但炉排片头部易烧坏，漏风漏煤量大。流化床燃烧对于燃料适应性好，但对于燃料颗粒有要求，且自身耗电严重。综合考虑各种炉型的优缺点，又考虑到本题中燃料挥发分高，水分高，热值低，且颗粒不均匀的特点，选用往复炉排炉型是较为合适的。2.3 设计特点锅炉由锅炉本体和往复炉排两部分组成，具有结构紧凑、体积小、制造安装周期短、成本低等优点。炉拱采用了较高前拱和低长后拱配合的形式，前拱倾斜角约50°，前拱对炉排的覆盖率为25 % ，后拱倾斜角约为30°，后拱对炉排的覆盖率为60 % ，后拱出口处烟气流速约为8m/s，前后拱

22、喉口处烟气流速约为7m/s，具体的结构和尺寸参见第三章热力计算节。该炉拱有以下作用：1. 较高的炉拱覆盖率降低了燃烧空间的水冷度，燃烧几乎处于绝热状态，使得燃烧得到了强化。2. 前拱选择适当的倾角，有利于火焰的充满，使得前拱的辐射和火焰的辐射都达到了最佳效果。3. 较低的后拱尾部减少了后部冷风的漏入，降低了炉膛对除渣坑的辐射。4. 低长的后拱使得火焰紧贴后拱向前流动，后拱呈赤红状态，提高了后拱的温度，加强了对燃烧区的保温和燃尽区的燃尽，同时，向前流动的火焰中心较低，也使火焰对煤层的辐射加大。5. 低长的后拱将火焰以及拱自身的辐射热尽可能地引向了前部，使各燃烧段提前，燃烧较为稳定，灰渣有了充分的

23、时间完成燃尽。6. 由于后拱出口烟速较大，烟气流中携带的炽热炭粒散落在新进的煤层上，有利于新燃料着火。7. 由于后拱烟气流出时的速度较高，使得各不同燃烧段的烟气在喉口处充分混合，尾部空气过剩系数较大的烟气与炉排前部析出的挥发分充分混合燃烧，降低了气体不完全燃烧热损失q3。8. 由于低长后拱将烟气向前部导引，致使燃烧区提前，燃料的预热干燥区缩短，但不能过短以致于着火过早，造成煤闸门烧坏。因而，在前拱的前端，设一较低的直段，以降低该段新燃料受到的辐射热，推迟着火，并起到屏蔽煤闸板的作用。控制预热干燥段长度在 左右为宜（本设计取）。9. 由于烟气在炉拱喉口处旋转喷出，其中部分炭粒及飞灰分离散落在前拱

24、下部，原来烟气流程较短易于飞灰携带，而改造后烟气从喉口喷出后，烟气扩散烟速降低，加上烟气流程加长，便于飞灰的分离沉降，烟管积灰明显降低，提高了传热效果，降低了排烟热损失q2。2.4 本章小结经过以上论证，确定方案为：选用往复炉型，加装螺纹烟管，炉排选用小鳞片炉排，两侧送风，炉拱采用较高前拱和低长后拱配合的形式。具体的结构和计算详见下面的章节。第3章 热力计算锅炉规范见表2-1，燃料特性见表2-2。3.1 辅助计算3.1.1 空气平衡烟道中各处过量空气系数及各受热面的漏风系数见表3-1。表3-1 烟道中各处过量空气系数及各受热面的漏风系数序号锅炉受热面入口过量空气系数a'漏 风 系 数a

25、出口过量空气系数a"1炉 膛2八字烟道0.13螺纹烟管0.11.63.1.2 空气和烟气量空气和烟气量见表3-2。表3-2 空气和烟气量序号名称符 号单 位计算公式或来源数 值1理论空气量V0kNm3/kg 3.1622理论氮体积V0Nm3/kg3三原子气体体积V0Nm3/kg0.664理论水蒸气体积V0Nm3/kg0.855理论烟气量V0yNm3/kg43.1.3 烟气特性烟气特性表见表3-3。表3-3 烟气特性表名称符号单位计算公式及数据来源炉膛八字烟道烟管入口过量空气系数表3-1出口过量空气系数表3-11.6平均过量空气系数5水蒸汽容积Nm3/kg0.870.870.88烟气总

26、容积Nm3/kg5.29RO2容积份额H2O容积份额0.16430.15990.1519三原子气体容积份额+8860.28050.2658烟气重量kg/kg飞灰浓度kg/kg020202不同过量空气系数下燃烧产物的焓温表烟气温度烟气焓Iy0kJ/kg空气焓Ik0kJ/kgIy=Iy0+（-1）Ik0ldgygkyIIIIIIII100200300400500600919700328980050083796690690010001100120010222130011178963140012141150010102131131600108621409317001162915081180012398

27、16072烟气焓温表见表3-4。表3-4烟气焓温表3.1.4 锅炉热平衡。表3-5锅炉热平衡及燃料耗量计算序号名 称符 号计 算 公 式数 值单位1燃料低位发热值Qdw给 定kJ/kg2冷空气温度tlk给 定303冷空气理论热焓I0lkV0k(ct)lkkJ/kg4排烟温度qpy假 定1655排烟热焓Ipy查烟气焓温表91kJ/kg6固体不完全燃烧热损失q4表2-13.0%7气体不完全燃烧热损失q3表2-1%8排烟热损失q2%9散热损失q51%10灰渣热焓(cq)hz0kJ/kg11飞灰份额afh12灰渣物理热损失q6ahz×(cq)hz×Ay/Qydw%13锅炉总热损失S

28、qq2+q3+q4+q5+q61%14锅炉热效率h100-Sq% 15饱和蒸汽焓ibq水和水蒸气图表9kJ/kg 16饱和水焓 ibs水和水蒸气图表9kJ/kg17给水温度 tgs给定2018给水焓 igs水和水蒸气图表9kJ/kg19蒸汽湿度 W给定3%20汽化潜热 r水和水蒸气图表9kJ/kg21保热系数j1-q5/(h+q5)8422排污率p给定5% 23锅炉输出热量设计值0kw24燃料消耗量Bkg/s25计算燃料消耗量BjB(1-q4/100)kg/s3.2 炉膛的尺寸设计及传热计算3.2.1 炉膛结构特性计算1.炉排有效面积： m2;其中 qR5501100 kW/m2 取qR880

29、 kW/m2。2.确定炉膛结构（见图3-1、图3-2）：图3-1 炉膛结构尺寸（主视图）图3-2 炉膛结构尺寸（侧视图）前拱50°，覆盖率25后拱15°，覆盖率60炉排有效长度：5000mm；有效宽度：2000mm。 炉膛宽度：2200mm1.确定炉膛容积： m3;炉膛高度： m;2.炉膛周界面积计算： 前墙总面积：m2;后墙总面积： m2后拱总面积：m2;左侧墙总面积：;右侧墙总面积：同左侧墙。顶棚面积（含出口窗）：=;炉排面积：R10 m2;炉膛周界总面积： m2;炉膛容积：m3;3.炉膛辐射受热面积：水冷壁辐射受热面积：光管：s/d=135/51；;水冷壁面积：m2;

30、辐射受热面积：m2;顶棚管辐射受热面积：m2;总辐射受热面积：m2;有效辐射层厚度：m;炉膛水冷度： ;火床与炉墙面积之比：;4.炉膛几何参数汇总：炉膛几何尺寸汇总见表3-6。表3-6 炉膛几何尺寸汇总序号名称符号单位计算公式及数据来源数值1炉膛辐射受热面积Hlm2结构布置32炉膛容积Vlm3结构布置3炉膛周界面积Flm2结构布置144炉排面积Rm2结构布置105辐射层厚度Sm1.66炉膛出口烟窗流通面积Am23.2.2 炉膛传热计算炉膛传热计算见表3-7。表3-7 炉膛传热计算序号名称符号单位计算公式及来源数值1 输入热量QrkJ/kg表2-2 2 冷空气焓IlkkJ/kg表3-5 3 炉膛

31、出口过量空气系数-表3-11.4 4 空气带入热量QkkJ/kg 5 入炉热量QlkJ/kg13408 6 理论燃烧温度表3-4 7 炉膛出口烟温假设980 8 炉膛 出口焓kJ/kg表3-4 9 平均 热容量 kJ/(kg)10 水蒸气容积份额-表3-3 11 三原子 气体容积份额-表3-3 12 飞灰浓度kg/kg表3-302 13 三原子 气体减弱系数2.22014 飞灰减弱系数 15 系数c表5-7616 烟气辐射减弱系数k2.3861 17 火焰黑度- 18 水冷壁表面黑度-估取0.8000 19 炉膛的 系统黑度-0.5733 20 计算燃料耗量kg/s表3-521 保热系数-表3

32、-584 22 菠尔茨曼准则-0.5823 管外结灰热阻2.6000 24 炉膛辐射传热量kJ/kg 25 辐射热流密度kw/m2126 金属管壁温度K27 系数值m-0.16 28 无因次方程-1.106 29 系数k-表5-4655 30 系数p-表5-460.1714 31 无因次温度-0.69 32 炉膛出口烟温9633 炉膛出口烟焓kJ/kg表3-380 与假设的炉膛出口烟气温度相差，小于±100，不必重新计算。a.1.2.3.3.3 锅炉管束传热计算3.3.1 锅炉管束结构特性计算1.锅炉管束结构尺寸:考虑到烟道内管束不多,所以忽略对流的影响按燃尽室计算. 锅炉管束结构尺

33、寸见图3-3图3-3锅炉管束结构2.锅炉管束辐射受热面积计算:对流面积1：辐射受热面积：H1=dl1n/2=m²对流面积2：辐射受热面积：H2=dl2n=4.81m²总辐射受热面积：H=2×(H1+H2)= m²3.3.2 锅炉管束传热计算锅炉管束传热计算见表3-8。表3-8 锅炉管束传热计算对流管束传热计算一锅炉管束结构特性计算对流管束（51×3）结构数据见下表对流管序号123管子根数,n303030管长l,m126010001260序 号名 称符 号单 位公 式 或 来 源数 值1对流管受热面积计算1号对流受热面积H1m2dl1n/23.0

34、3 2号对流受热面积H2m2dl2n4.81 对流管束受热面积Hm22×(H1+H2)15.67 2对流烟道截面积Fdm2由CAD图得出1.000 3烟道截面对流管的面积Fgm2D(l1+l2+l3)/10000.180 4烟气流通截面积Fym2Fd-Fg0.820 5有效辐射层厚度sm0.9d4s1s2/(d2)-10.359 二锅炉对流管束传热计算1入口烟气温度dg由上表查966.31 2入口烟气焓IdgkJ/kg由上表查8037.26 3漏风系数dg由前表查4冷空气理论焓Ilk0kJ/kg由前表查83.72 5工质温度tbh给定193.35 6出口烟气温度dg假设785 7出口

35、烟气焓IdgkJ/kg查焓温表6749.30 8烟气侧放热量QrpkJ/kg（Idg-Idg+dgIlk0）1281.24 9烟气容积VyNm3/kg由前表查34 10烟气流通截面积Fym2由结构特性计算决定0.769 11平均温压t(dg-tbh)-(dg-tbh)/ln(dg-tbh)/(dg-tbh)678.27 12烟气平均温度pjt+tbh871.62 13烟气速度Wym/sBjVy(pj+273)/(273Fy)20.0 14横向节距s1mm给定13515横向相对节距1s1/d2.65 16纵向节距s2mm给定12017纵向相对节距2s2/d2.35 19沿气流方向管束排数的修正系

36、数cz直接选取120管束几何布置方式的修正系数cs直接选取120烟气平均温度下的导热系数kW/(m2·)查附表360.0000978 21烟气平均温度下的运动粘度m2/s查附表3622烟气平均温度下的普朗特准则Pr查附表360.5828 23对流换热系数dkW/(m2·)scz/d(Wyd/)Pr0.1042 24水蒸汽容积份额 rH2O查前表0.1599 25三原子气体容积份额rq查前表0.2805 26飞灰浓度fhkg/kg查前表0.0002 27三原子气体辐射减弱系数kq1/(md·MPa)10(0.78+1.6 rH2O)/(10prqs)1/2-(pj+

37、273)/1000rq5.1206 28飞灰辐射减弱系数kfh1/(md·MPa)7600fh/（pj+273）2/30.016 29烟气辐射减弱系数k1/(md·MPa)kq+kfh5.1367 30烟气黑度ay1-e-kps0.1682 31管壁温度tbtbh+60253.35 32管壁黑度ab直接选取33辐射换热系数fkW/(m2·)0(ab+1)ayTy3/21-(Tb/Ty)4/(1-Tb/Ty)34热有效系数表6-30.65 35传热系数KkW/(m2·)(d+f)0.08 36传热量QcrkJ/kgKtH/Bj1303.45 37相对误差Q

38、%100(Qrp-Qcr)/Qrp-1.7 3.4 烟管管束传热计算3.4.1 烟管结构特性计算 图3-4螺纹烟管示意图在锅筒中错列布置螺纹烟管见图3-4，取s185mm，s285mm，烟管直径70mm，壁厚3mm，共147根，筒长单管截面积：烟气流通截面积：辐射受热面积：有效辐射层厚度：3.4.2 烟管热平衡烟管管束传热计算见表3-9。表3-9 烟管管束传热计算序 号名 称符 号单 位公 式 或 来 源数 值1横向节距s1mm给定852纵向节距s2mm给定853烟管外径dmm给定4有效辐射层厚度sm0.9d4s1s2/(d2)-10.073 5入口烟气温度yg由上表查785 6入口烟气焓Iy

39、gkJ/kg由上表查6749.30 7漏风系数yg由前表查0.1 8冷空气理论焓Ilk0kJ/kg由前表查83.72 9工质温度tbh给定10出口烟气温度yg假设25511出口烟气焓IygkJ/kg查焓温表2283.06 12烟气侧放热量QrpkJ/kg（Iyg-Iyg+ygIlk0）4422.48 13烟气容积VyNm3/kg由前表查5.775 14当量直径(烟管内径)ddlm由结构特性决定0.0565 15烟管计算长度ljm由结构特性决定5.580 16烟管数量n根由结构特性决定147 17烟气流通截面积Fym2ddl2n/40.37 18烟管管束受热面积Hm2ddlljn145.60 1

40、9平均温压t(yg-tbh)-(yg-tbh)/ln(yg-tbh)/(yg-tbh)234.36 20烟气平均温度pjt+tbh427.71 21烟气速度Wym/sBjVy（pj+273）/(273Fy)17.1 22相对长度的修正系数cllj/dn=4668/56.5=82.6501 23由于温度变化影响传热的修正系数ct烟管管束内属于烟气被冷却1 24烟气平均温度下的导热系数kW/(m2·)查附表360.0000594 25烟气平均温度下的运动粘度m2/s查附表3626烟气平均温度下的普朗特准则Pr查附表360.6145 27纵向冲刷光管的对流换热系数dkW/(m2·

41、)lct/ddl(Wyddl/)Pr0.0649 28纵向冲刷螺纹管的对流换热系数dkW/(m2·)d0.0973 29水蒸汽容积份额 rH2O查前表0.1519 30三原子气体容积份额rq查前表0.2658 31飞灰浓度fhkg/kg查前表0.0002 32三原子气体辐射减弱系数kq1/(m·MPa)10(0.78+1.6 rH2O)/(10prqs)1/2/(pj+273)/1000rq14.2407 33飞灰辐射减弱系数kfh1/(m·MPa)7600fh/(pj+273)2/30.040 34烟气辐射减弱系数k1/(m·MPa)kq+kfh14.

42、2802 35烟气黑度ay1-e-kps0.0993 36管壁温度tbtbh+60253.35 37管壁黑度ab直接选取38辐射换热系数fkW/(m2·)0(ab+1)ayTy3/21-(Tb/Ty)4/(1-Tb/Ty)39热有效系数表6-3640传热系数KkW/(m2·)(d+f)0.0868 41传热量QcrkJ/kgKtH/Bj4402.58 42相对误差Q%100(Qrp-Qcr)/Qrp0.4 3.5 空气预热器传热计算空气预热器结构图见图3-5图3-5 空气预热器结构示意图空气预热器结构及传热计算见表3-10。表3-10 空气预热器传热计算一空气预热器结构计算

43、序 号名 称符 号单 位公 式 或 来 源数 值1管外径dmm选定40 2管壁厚mm选定1.5 3管内径dnmmd-237 4管子当量直径ddlmmdn+38.5 5管长lm选定3.40 6横向节距s1mm选定64 7纵向节距s2mm选定45 8横向排数z1m选定14 9纵向排数z2m选定30 10管子根数n根z1z2420 11空气预热器工作面净宽am选定0.660 12受热面面积Hm2nddll172.72 13空气流通截面积Fym2ndn2/40.4516 14烟气流通截面积Fkm2(a-z1d)(l-0.008)/20.1696 15横向相对节距1s1/d 16纵向相对节距2s2/d1

44、.125 17平均斜向相对节距2(12/4+22)1.3804 二空气预热器传热计算1入口烟气温度ky由上表查255 2入口烟气焓IkykJ/kg由上表查2283.06 3漏风系数ky由前表查4冷空气理论焓Ilk0kJ/kg由前表查83.72 5冷空气温度tlk给定30 6出口烟气温度ky假设167 7出口烟气焓IkykJ/kg查焓温表61473.04 8空气侧出口处过量系数l-l1.3 9空气侧入口处过量系数+ky1.4 10平均过量空气系数pj（+）/21.35 11热空气出口焓IrkkJ/kg(Iky-Iky)+Ilk0(pj+ky/2)/(pj-ky/2)705.64 12热空气出口温

45、度trk查焓温表6157.83 13烟气侧放热量QrpkJ/kgIky-Iky+ky(Irk0+Ilk0)/2839.59 14平均烟气温度pj(ky-ky)/ln(ky/ky)207.9 15烟气流速Wym/sBjVy(pj+273)/(273Fy)16.0 18相对长度的修正系数cll/ddl>501 19由于温度变化影响传热的修正系数ct烟气被冷却1 20烟气平均温度下的导热系数kW/(m2·)查附表360.0000408 21烟气平均温度下的运动粘度m2/s查附表3622烟气平均温度下的普朗特准则Pr查附表360.6684 23烟气侧对流换热系数d,ykW/(m2·)lct/dn(Wydn/)Pr0.0551 24平均空气温度tpj(trk-tlk)/ln(trk/tlk)76.99 25空气流速Wkm/spjBjV0(tpj