锅炉课程设计说明书

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锅炉课程设计说明书

姓名：孙海龙

班级：热动06-2班

学号：

指导教师：魏祥瑞

锅炉课程设计说明书

目录

锅炉课程设计说明书

设计题目：220t/h燃煤锅炉

绪论

一、锅炉课程设计的目的

锅炉课程设计《锅炉原理》课程的重要教学实践环节。通过课程设计来达到以下目的：对锅炉原理课程的知识得以巩固、充实和提高；掌握锅炉机组的热力计算方法，学会使用热力计算标准方法,并具有综合考虑锅炉机组设计与布置的初步能力；培养对工程技术问题的严肃认真和负责的态度。

二、锅炉校核计算主要内容

1、锅炉辅助设计：这部分计算的目的是为后面受热面的热力计算提供必要的基本计算数据或图表。

2、受热面热力计算：其中包含为热力计算提供结构数据的各受热面的结构计算。

3、计算数据的分析：这部分内容往往是鉴定设计质量等的主要数据。

三、整体校核热力计算过程顺序

1、列出热力计算的主要原始数据，包括锅炉的主要参数和燃料特性参数。

2、根据燃料、燃烧方式及锅炉结构布置特点，进行锅炉通道空气量平衡计算。

3、理论工况下（a＝1）的燃烧计算。

4、计算锅炉通道内烟气的特性参数。

5、绘制烟气温焓表。

6、锅炉热平衡计算和燃料消耗量的估算。

7、锅炉炉膛热力计算。

8、按烟气流向对各个受热面依次进行热力计算。

9、锅炉整体计算误差的校验。

10、编制主要计算误差的校验。

11、设计分析及结论。

四、热力校核计算基本资参数

1)锅炉额定蒸汽量De=220t/h

2)给水温度：tGS=215℃

3）过热蒸汽温度：tGR=540℃

4）过热蒸汽压力（表压）PGR=9.8MPa

5)制粉系统：中间储仓式（热空气作干燥剂、钢球筒式磨煤机）

6）燃烧方式：四角切圆燃烧

7）排渣方式：固态

8）环境温度：20℃

9）蒸汽流程：一次喷水减温二次喷水减温

↓↓

汽包→顶棚管→低温对流过热器→屏式过热器→高温对流过热器冷段→高温对流过热器热段→汽轮机

10）烟气流程：炉膛→屏式过热器→高温对流过热器→低温对流过热器→高

温省煤器→高温空预器→低温省煤器→低温空预器

五、燃料特性：

（1）燃料名称：平顶山烟煤

（2）煤的收到基成分

水分

灰分

碳

氢

氧

氮

硫

收到基低位

发热量

干燥无灰

基挥发分

空气干燥

基水分

可磨性

系数

变形温度

软

化

温

度

融化温度

15.0

23

48.3

3.3

8.6

0．8

1.0

18645

41

3.1

1.6

1230

1280

1340

漏风系数和过量空气系数

序号

名称

漏风系数

符号

出口过量空气系数

符号

结果

1

制粉系统

0．1

△

2

炉膛

0．05

△

1．2

3

屏、凝渣管

0

△

1．2

4

高温过热器

0．0025

△

1.225

5

低温过热器

0．025

△

1.250

6

高温省煤器

0．02

△

1.270

7

高温空气预热器

0．05

△

1.320

8

低温省煤器

0．02

△

1.340

9

低温预热器

05

△

1.390

（3）确定锅炉的基本结构

采用单锅筒∏型布置，上升烟道为燃烧室及凝渣管。水平烟道布置两级悬挂对流过热器。布置两级省煤器及两级管式空气预热器。

整个炉膛全部布满水冷壁，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，由悬挂式蛇形管束组成，在两级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，减少钢材消耗量。

锅炉采用四根集中下降管，分别供水给12组水冷壁系统。

燃烧方式采用四角布置的直流燃烧器。

根据煤的特性选用中速磨煤机的负压直吹系统次风

图1.1锅炉本体结构简图

第一章、辅助计算

1、1锅炉的空气量计算

在负压下工作的锅炉机组，炉外的冷空气不断漏入炉膛和烟道内，致使炉膛和烟道各处的空气量、烟气量、温度和焓值相应的发生变化。

对于炉膛和烟道各处实际空气量的计算称为锅炉的空气平衡量、在锅炉热力计算中，常用过量空气系数来说明炉膛和烟道的实际空气量。

锅炉空气量平衡见表1

1、2燃料燃烧计算

1）燃烧计算：

需计算出理论空气量、理论氮容积、RO2容积、理论干烟气容积、理论水蒸汽容积等。计算结果见表

表1-1燃烧计算表

序号

项目名称

符号

数值

单位（标准状况下）

计算公式及数据

结果

1

理论空气量

V0

6.0346

m3/kg

0.0889(Car+0.375Sar)+0.265Har-0.0333Oar

6.

2

理论氮容积

V0N2

4.7746

m3/kg

0.8*Nar/100+0.79V0

4.

3

R02容积

VRO2

1.0895

m3/kg

1.866*Car/100+0.7*Sar/100

1.09511

4

理论干烟气容积

V0gy

5.8641

m3/kg

V0N2+VRO2

5.

5

理论水蒸气容积

V0H2O

0.5955

m3/kg

11.1*Har/100+1.24*Mar/100+1.61dkV0

0.

6

飞灰份额

αfh

查表2-4

0.92

dk

0.01

kg/kg

2）烟气特性计算：

需要计算出各受热面的烟道平均过量空气系数。干烟气容积、水蒸汽容积，烟气总容积、RO2容积份额、三原子气体和水蒸汽容积总份额、容积飞灰浓度、烟

气质量、质量飞灰浓度等。具体计算见表1-2

烟气特性表

序号

项目名称

符号

单位（标准状况下）

炉膛，屏凝渣管

高过

低过

高温省煤器

高温空预器

低温省煤器

低温空预器

1

受热面出口过量空气系数（查表1-5）

α"

_

1.2

1.225

1.25

1.27

1.32

1.34

1.39

2

烟道平均过量空气系数

αpj

_

1.2

1.2125

1.2375

1.26

1.295

1.33

1.365

3

干烟气容积V0gy+(αpj-1)v0

Vgy

m3/kg

7.0714

7.1468

7.2973

7.4334

7.6447

7.8908

8.0671

4

水蒸气容积V0H2O+0.0161(αpj-1)V0

VH2O

m3/kg

0.6149

0.6161

0.6186

0.6207

0.62415

0.6275

0.6309

5

烟气总容积Vgy+VH2O

Vy

m3/kg

7.6863

7.7629

7.9159

8.0545

8.2688

8.4834

8.6926

6

RO2容积份额VRO2/VY

rRO2

_

0.1418

0.1404

0.1376

0.1353

0.1318

0.1290

0.12054

7

水蒸气容积份额VH2O/Vy

rH2O

_

0.0801

0.0793

0.0782

0.0771

0.0755

0.0739

0.0726

8

三原子气体和水蒸汽溶剂总份额rRO2+rH20

r

_

0.2218

0.2198

0.2158

0.2124

0.2073

0.2024

0.1979

9

容积飞灰浓度10Aarαfh/Vy

μν

g/m3

30.64

30.34

29.75

29.24

28.48

27.763

27.075

10

烟气质量1-Aar/100+1.306αpjV0

my

kg/kg

10.201

10.301

10.492

10.67

10.95

11.226

11.502

11

质量飞灰浓度αfhAar/(100my)

μy

kg/kg

0.0231

0.0229

0.0224

0.0221

0.02156

0.021

0.0205

续表

12

煤的

折算

灰分

g/MJ

4178(αfhAar/Qar,net)

4.34

3）烟气焓、空气焓、蒸汽焓的计算：

炉膛、屏式过热器、高温过热器、低温过热器、高温省煤器、高温空气预热器、低温省煤器、低温空气预热器等所在烟气区域的烟气在不同温度下的焓，并列成表格作为温焓表。具体见表1-3、1-4、1-5、1-6

对在锅炉受热面的各个部位的蒸汽或者空气的焓值进行计算，列成表格，作为温焓表。具体见下表

1-3烟气焓温表—用于炉膛、屏、高过的计算

烟气或空气温度

（℃）

理论烟气焓（kj/kg）

理论空气焓（kj/kg）

理论烟气焓增(kj/kg)

炉膛、屏，凝渣管

高温过热器

=1.20

=1.225

hy

△hy

400

3727.764

3269.305

4381.625

3771.5552

4463.358

500

4726.057

4128.572

998.293

5551.771

4779.5054

5654.986

1191.628

600

5750.586

5007.149

1024.529

6752.016

5813.5861

6877.195

1222.209

700

6800.881

5903.77

1050.295

7981.635

6873.2318

8129.23

1252.035

800

7873.605

6813.788

1072.723

9236.362

7954.767

9406.707

1277.477

900

8963.671

7738.288

1090.066

10511.33

9054.2612

10704.79

1298.079

1000

10071.51

8673.531

1107.841

11806.22

10171.215

12023.06

1318.27

1100

11195.56

9624.523

1124.049

13120.46

11305.285

13361.08

1338.022

1200

12332.72

10581.31

1137.165

14448.99

12452.047

14713.52

1352.442

1300

13484.98

11551.73

1152.259

15795.33

13614.365

16084.12

1370.604

1400

14643.77

12529.04

1158.788

17149.58

14784.035

17462.81

1378.682

1500

15813.34

13510.87

1169.563

18515.51

15964.079

18853.28

1390.475

1600

16992.12

14500.42

1178.783

19892.2

17153.581

20254.71

1401.432

1700

18180.92

15492.87

1188.799

21279.49

18352.634

21666.81

1412.101

1800

19371.83

16485.68

1190.914

22668.97

19553.751

23081.11

1414.297

1900

20570.03

17493.28

1198.204

24068.69

20764.041

24506.02

1424.913

2000

21772.14

18499.67

1202.105

25472.07

21977.836

25934.57

1428.543

2100

22985.14

19514.63

1212.998

26888.06

23202.509

27375.93

1441.364

2200

24194.66

20527.54

1209.521

28300.17

24424.144

28813.35

1437.426

1-4烟气焓温表—用于低温过热器、高温省煤器的计算

烟气或空气温度

（℃）

理论烟气焓（kj/kg）

理论空气焓

()

理论烟气焓增

(kj/kg)

低温过热器

高温省煤器

=1.25

=1.27

300

2756.064

2430.073

3363.582

3412.184

400

3727.764

3269.305

971.6997

4545.09

1181.508

4610.476

1198.292

500

4726.057

4128.572

998.293

5758.2

1213.11

5840.771

1230.295

600

5750.586

5007.149

1024.529

7002.374

1244.174

7102.517

1261.745

700

6800.881

5903.77

1050.295

8276.824

1274.45

8394.899

1292.383

800

7873.605

6813.788

1072.723

9577.051

1300.227

9713.327

1318.428

1-5烟气焓温表—用于高温空预器、低温省煤器的计算

烟气或空气温度

（℃）

理论烟气焓（kj/kg）

理论空气焓()

理论烟气焓增

(kj/kg)

高温空预器

低温省煤器

=1.32

=1.34

100

893.575

799.1621

1149.307

1165.29

200

1811.773

1607.376

918.1976

2326.133

1176.826

2358.28

1192.99

300

2756.064

2430.073

944.2916

3533.688

1207.555

3582.289

1224.009

400

3727.764

3269.305

971.6997

4773.941

1240.254

4839.328

1257.039

500

4726.057

4128.572

998.293

6047.2

1273.258

6129.771

1290.444

1-6烟气焓温表—用于低温空预器的计算

烟气或空气温度

（℃）

理论烟气焓（kj/kg）

理论空气焓

()

理论烟气焓增

(kj/kg)

低温空预器

=1.39

100

893.575

799.1621

1205.248

200

1811.773

1607.376

918.1976

2438.649

1233.401

300

2756.064

2430.073

944.2916

3703.793

1265.143

400

3727.764

3269.305

971.6997

5002.793

1299

500

4726.057

4128.572

998.293

6336.2

1333.407

600

5750.586

5007.149

1024.529

7703.375

1367.175

(3）锅炉热平衡及燃料消耗量见表1-7

1-7热平衡及燃料消耗量计算

序号

名称

符号

单位

公式

结果

1

锅炉输入热量

Qr

kJ/kg

式（2-8）Qr≌Q

22625

2

排烟温度

Θpy

℃

先估后算

130

3

排烟焓

hpy

kJ/kg

查焓温表用插值法求

1572.27

4

冷空气温度

tlk

℃

取用

20

5

理论冷空气焓

h0lk

kJ/kg

h0lk=(ct)kV0

159.83

6

化学未完全燃烧损失

q3

%

取用

0.5

7

机械未完全燃烧损失

q4

%

取用

1.5

8

排烟处过量空气系数

αpy

查表2-9即低温空预器出口过量空气过量系数

1.39

9

排烟损失

q2

%

（100-q4)(hpy-αpyh0lk)/Qr

5.98

10

散热损失

q5

%

取用

0.5

11

灰渣损失

q6

%

式（2-13）

0.0633

12

锅炉总损失

∑q

%

q2+q3+q4+q5+q6

8.043

13

锅炉热效率

η

%

100-∑q

91.957

14

保热系数

φ

1-q5/(η+q5)

0.9945

15

过热蒸汽焓

h"gg

kJ/kg

查附录B-6、B-7，高温过热器出口参数p=9.9Mpa(查表1-6），t=540℃

3476.45

16

给水温度

tgs

℃

给定

215

17

给水焓

hgs

kJ/kg

查附录B-6、B-7，低温省煤器入口参数p=10.78Mpa(查表1-6），t=215℃

923.5025

18

锅炉有效利用热

Q

kJ/h

Dgr(h"gg-hgs)

5.61E+08

19

实际燃料消耗量

B

kg/h

100*Q/(ηQr)

26996.9

20

计算燃料消耗量

Bj

kg/h

B(1-q4/100)

26591.9465

第二章、炉膛校核热力计算

2、1校核热力计算步骤：

1、计算炉膛结构尺寸及烟气有效辐射层。

2、选取热风温度、并依据有关条件计算随每kg燃料进入炉膛的有效热量。

3、根据燃料种类、燃烧设备的形式和布置方式，计算火焰中心位置的系数M。

4、估计炉膛出口烟温，计算炉膛烟气平均热容量。

5、计算炉膛受热面辐射换热特性参数。

6、根据燃料和燃烧方式计算火焰黑度和炉膛黑度。

7、计算炉膛出口烟温。

8、核对炉膛出口烟温误差。

9、计算炉膛热力参数。

10、炉膛内其他辐射受热面的换热计算。具体见表3-9

表3-1炉膛的结构数据

序号

名称

符号

单位

结果

1

前墙总面积

Aq

m²

219.62

2

侧墙总面积

2Ac

m²

218.48

3

后墙总面积

Ah

m²

157.74

4

喷燃气及门孔面积

Ayc

m²

6

5

炉顶面积

Ald

m²

32.11

6

炉膛与屏交界面积

A2

m²

65.61

7

炉墙总面积

A1

m²

693.56

8

炉膛截面面积

AA

m²

51.479

9

水冷壁管外径

d

mm

60

10

水冷壁管节距

S

mm

64

11

管子至墙中心距

e

mm

0

12

水冷壁角系数

Xsl

0.98

13

炉顶角系数

Xld

0.98

14

出口烟囱角系数

Xyc

1

15

炉膛容积

V1

m³

1052.6

16

冷灰二等分平面到出口烟囱中心线的距离

H1

m

19.846

17

冷灰二等分平面到炉的距离

H0

m

23.938

18

冷灰二等分平面到燃烧器中心线距离

Hr

m

4.962

19

炉膛总有效辐射受热面

Alz

m²

675.12

20

炉膛水冷程度

X

0.97

炉膛热力校核计算

序号

名称

符号

单位

公式

结果

1

炉膛出口过量空气系数

α"1

查表1-5漏风系数和过量空气系数

1.2

2

炉膛漏风系数

Δα1

查表1-5漏风系数和过量空气系数

0.05

3

制粉系统漏风系数

Δαzf

查表1-5漏风系数和过量空气系数

0.1

4

热风温度

trk

℃

先估后算

340

5

理论热风焓

h0rk

kJ/kg

查温焓表

2765.765

6

理论冷风焓

h0lk

kJ/kg

查表2-14锅炉热平衡及燃料消耗量计算

159.83

7

空气带入炉膛热量

Qk

kJ/kg

(α"1-Δα1-Δαzf)h0rh+(Δα1+Δαzf)*h0lk

2928.028

8

对应于每千克燃料送入炉膛的热量

Ql

kJ/kg

Qr*(1-((q3+q6)/(100-q4)))+Qk

25423.64

9

理论燃烧温度

φ0

℃

查温焓表

1963

10

理论燃烧绝对温度

T0

K

φ0+273

2236

11

火焰中心相对高度系数

X

hr/Hl+Δx(其中hr=4962,hl=22176-4092+1762,Δx=0)

0.2492

12

系数M

M

A-BX

注：A，B取值查表3-5，表3-6

0.465

13

炉膛出口烟气温度

φ"1

℃

先估后算注：T"1=φ"1+273

1127

炉膛出口烟气绝对温度

T"1

kJ/kg

1400

14

炉膛出口烟气焓

h"gl

kJ/(kg℃)

查温焓表

13478.98

15

烟气平均热容量

Vc

kJ/(kg℃)

（Q1-h"gl)/(φ0-φ"1)

14.288

16

水冷壁污染系数

ξsl

查表3-4水冷壁灰污系数

0.441

17

水冷壁角系数

Xsl

查表3-1炉膛结构数据

0.98

18

水冷壁热有效系数

ψsl

ξsl*Xsl

0.441

19

屏、炉交界面的污染系数

ξyc

βξsl（β取0.98）

0.441

20

屏、炉交界面的角系数

Xyc

取用

1

21

屏、炉交界面的热有效系数

ψyc

ξyc*Xyc

0.441

22

燃烧器及门孔的热有效系数

ψr

未敷设水冷壁

0

23

平均热有效系数

ψpj

（ψsl*A+ψyc*A2+ψr*Ayc)/A1其中A=Aq+2*Ac+Ah+Ald-Ayc

0.437

24

炉膛有效辐射层厚度

s

m

查表3-1炉膛结构数据

5.466

25

炉膛内压力

p

Mpa

0.1

26

水蒸气容积份额

rH20

查表2-9烟气特征表

0.0801

27

三原子气体和水蒸气容积总份额

r

查表2-9烟气特征表

0.2218

28

三原子气体辐射减弱系数

kq

1/(m·Mpa)

10.2*（（0.78+1.6*rH20）/sqrt(10.2*γ*ps)-0.1)*(1-0.37*T"1/1000)

3.523

29

烟气质量飞灰浓度

μy

kg/m³

查表2-9烟气特征表

0.0231

30

灰粒平均直径

dh

μm

查附录B-1筒式钢球磨球机（通常取13μm)

13

31

灰粒辐射减弱系数

kh

1/(m·Mpa)

55900/POUWER(T"1²*dh²,1/3)注：dh单位为μm

80.791

32

燃料种类修正系数

x1

对低反应的燃料（无烟煤、半无烟煤、贫煤等）x1=1;

对高反应的燃料（烟煤、褐煤、泥煤、页岩、木柴等）x1=0.5

0.5

33

燃烧方法修正系数

x2

对室燃炉x2=0.1对层燃炉x2=0.03

0.1

34

煤粉火焰辐射减弱系数

k

1/(m·Mpa)

kq*r+kh*μy+10*x1*x2

3.148

35

火焰黑度

αh

1-e-kps

0.821

36

炉膛黑度

αl

αh/(αh+(1-αh)*ψsl)

0.912

37

炉膛出口烟气温度(计算值)

φ"1

℃

TO/(M*(3600*σ0α1ψpj*A1*T30/φ*Bj*Vc)^0.6+1)-273

注：σ0=5.67*10-11W/(m2·k4)Bj单位为kg/h

1096.695

38

计算误差

Δφ

℃

φ"1-φ"1（估）（允许误差±100℃）

-30.30

39

炉膛出口烟气焓

h"y1

kJ/kg

查焓温表，φ"1按计算值

13075.49

40

炉膛有效热辐射放热量

Qfl

kJ/kg

Φ（Q1-h"yl)

12281.47

41

辐射受热面平均热负荷

qs

W/m²

Bj*Qfl/(3.6*ALZ)

.9

42

炉膛截面热强度

qA

W/m²

Bj*Qr/(3.6*AA)

43

炉膛容积热强度

qV

W/m²

Bj*Qr/(3.6*V1)

.3

2、2炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增的计算

炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增的计算

序号

名称

符号

单位

公式

结果

1

顶棚管径

d

㎜

38

2

节距

S

㎜

47.5

3

排数

n

158

4

顶棚管角系数

x

查《标准》线算图1（即附录A-1)

0.98

5

顶棚面积

Ald

㎡

32.11

6

蒸汽流通面积

Alt

㎡

120*(3.14*0.032²)/4

0.0964

7

炉膛顶棚热负荷分配不均系数

ηh

查《标准》线算图11（即附录A-6)

(对本炉型：x=h/H0=H0/H0=23938/23938)

0.58

8

炉膛顶棚总辐射吸热量

Qld

kj/h

3.6*ηh*qs*Ald

.4

9

减温水总量

Djw

kg/h

先估后校

2280

10

炉膛顶棚蒸汽流量

Dld

kg/h

D-Djw

11

炉膛顶棚蒸汽焓增

Δhld

kj/kg

Qld/Dld

41.378

12

炉膛顶棚进口蒸汽焓

h'ld

kj/kg

查附录B-6、B-7

注：蒸汽参数——汽包压力对应的干饱和蒸汽

2708.84

13

炉膛顶棚出口蒸汽焓

h"ld

kj/kg

h'ld+Δhld

2750.21

14

t"ld

℃

查附录B-6、B-7

323.62

第三章、对流受热面的热力计算

3、1对流受热面计算步骤：

1、假设受热面出口烟气温度，查取相应焓值。

2、根据出口烟焓，通过Qd=φ(I’-I’’+△aIoLF)计算对流传热量。

3、依据烟气侧放热量等于工质侧吸热量原理，求取工质出口焓和相应温度。

4、计算平均对流传热温差。

5、计算烟气侧对流放热系数及管壁污染系数。

6、计算工质侧对流放热系数。

7、计算管壁污染层温度。

8、计算烟气黑度，及确定烟气侧辐射放热系数。

9、计算对流放热系数K。

10、计算对流传热量。与计算结果相比较，其差值应在允许范围之内。否则重新假设受热面出口烟温，重复上述计算。

3、2屏式过热器热力计算：

屏式过热器在热力计算方面具有以下特点：

在换热方式上，既受烟气冲刷，又吸收炉膛及屏间高温烟气的热辐射；

屏式过热器属于中间过热器，其进出口处的工质参数在进行屏的计算时往往是未知数；

屏与屏之间横向节距大，烟气流速低，且冲刷不完善。所以某些交换参数不同于一般对流受热面。

屏的具体热力计算见下表

屏的结构数据计算表

序号

名称

符号

单位

结果

1

管子外径

d

mm

Φ42*5

2

屏的片数

Z

12

3

每片屏的管子排数

n

40

4

屏的深度

L

m

2.076

5

屏的平均高度

h

m

7.4

6

一片屏的平面面积

Ap

m²

13.5

7

屏的横向节距

S1

mm

591

8

比值

σ1

14.1

9

屏的纵向节距

S2

mm

46

10

比值

σ2

1.09

11

屏的角系数

X1

0.98

12

屏的计算受热面积

Apj

m²

317

13

屏区顶棚面积

Adp

m²

15.6

14

屏区两侧水冷壁面积

Asl

m²

30.1

15

屏区附加受热面面积

Apfj

m²

45.7

16

烟气进屏流通面积

A'p

m²

58.8

17

烟气出屏流通面积

A"p

m²

50

18

烟气平均流通面积

Ay

m²

54

19

蒸汽流通面积

Ah

m²

0.097

20

烟气有效辐射层厚度

s

m

0.779

21

屏区进口烟窗面积

A'ch

m²

65.61

22

屏区出口烟窗面积

A"ch

m²

49.34

屏的热力计算

序号

名称

符号

单位

公式

结果

1

烟气进屏温度

θ'p

℃

查表3-9炉膛校核热力计算

即炉膛出口烟气温度Θ"1

1096.6957

2

烟气进屏焓

h'yp

kJ/kg

查表3-9炉膛校核热力计算

即炉膛出口烟气焓h"y1

13077.03788

3

烟气出屏温度

θ"p

℃

先估后算

930

4

烟气出屏焓

h"yp

kJ/kg

查焓温表

10898.62

5

烟气平均温度

Θpj

℃

(Θ'p+Θ"p)/2

1013.34785

6

屏区附加受热面对流吸热量

Qdpfj

kJ/kg

先估后算

300

7

屏的对流吸热量

Qdp

kJ/kg

φ*（h'yp-h"yp+Δα*h0lk)-Qdpfj

1120

8

炉膛与屏相互换热系数

β

查附录A-15

0.99

9

炉膛出口烟囱的沿高度热负荷分配系数

ηyc

查《标准》线算图11（即附录A-6）

（x=h/H0=H1/H0=19845/23938)

0.7

10

炉膛出口烟囱射入屏区的炉膛辐射热量

Q'fp

kJ/kg

β*ηyc*φ*(Q1-h'yp)*A'ch/Slz

827.

11

屏间烟气有效辐射层厚度

s

m

查表4-5屏的结构数据表

0.779

12

屏间烟气压力

p

Mpa

0.1

13

水蒸气容积份额

ΥH2O

查表2-9烟气特性表

0.0801

14

三原子气体辐射减弱系数

kq

1/(m·Mpa)

10.2*（(（0.78+1.6*ΥH2O）/sqrt(10.2*Υ*p*s))-0.1)*(1-0.37*Tpj/1000)

11.

15

三原子气体和水蒸气容积总份额

r

kg/m³

查表2-9烟气特性表

0.2218

16

灰粒的辐射减弱系数

kh

1/(m·Mpa)

55900/power((Θpj+273)^2*dh^2,1/3)

注：dh单位为μm

85.

17

烟气质量飞灰浓度

μy

kg/m³

查表2-9烟气特性表

0.0231

18

烟气的辐射减弱系数

k

1/(m·Mpa)

kq*r+kh*μy

4.

19

屏区烟气黑度

α

1-e-kps

0.

20

屏进口对出口的角系数

x

sqrt((L/s1)^2+1)-L/s1

注：s1单位为m

0.

21

燃料种类修正系数

ξτ

取用

0.5

22

屏出口烟囱面积

A"p

m²

查表4-5屏的结构数据计算

50

23

炉膛及屏间烟气向屏后受热面的辐射热量

Q"fp

kJ/kg

(Q'fp*(1-α)*x)/β+(б0*α*Ach*T4pj*ξr)/(Bj/3600)

注：σ0=5.67*10-11W/(M²·K4)

218.

24

屏区吸收的炉膛辐射热

Qfpq

kJ/kg

Q'fp-Q"fp

608.

25

屏区附加受热面吸收额辐射热量

Qfpfj

kJ/kg

Qfpq*(Apfj/(Apj+Apfj))

76.

26

屏区水冷壁吸收的辐射热量

Qfpsl

kJ/kg

Qfpq*(Asl/(Apj+Apfj))

50.

27

屏区顶棚吸收的辐射热量

Qfpld

kJ/kg

Qfpq*(Adp/(Apj+Apfj))

26.

28

屏吸收的辐射热量

Qfp

kJ/kg

Qfpq-Qfpfj

532.

29

屏吸收的总热量

Qp

kJ/kg

Qdp+Qfp

1652.

第一级减温水喷水焓

hjw

kJ/kg

查焓温表130摄氏度

1041.

30

第一级减温水喷水量

Djw1

kg/h

取用

1480

31

第二级减温水喷水量

Djw2

kg/h

取用

800

32

屏中蒸汽流量

Dp

kg/h

D-Djw2

33

蒸汽进屏温度

t'p

℃

先估后算

405

34

蒸汽进屏焓

h'p

kJ/kg

查附录B-6、B-7,按计算负荷下进屏p=10.49Mpa

3104.8848

35

蒸汽出屏焓

h"p

kJ/kg

h'p+Bj*Qp/Dp

3231.

36

蒸汽出屏温度

t"p

℃

查附录B-6、B-7,按计算负荷下出屏p=10.20Mpa

457.62

37

屏内蒸汽平均温度

tpj

℃

(t'p+t"p)/2

431.31

38

平均传热温差

Δt1

℃

Θpj-tpj

582.03785

39

屏内蒸汽平均比体积

m³/kg

查附录B-6、B-7,按计算负荷下进出口压力平均值ppj=10.345Mpa

(查表1-6）及tpj

0.

40

屏内蒸汽流速

ωq

m/s

(Dp*ν)/(3600*Alt)

23.

41

管壁对蒸汽的放热系数

α2

W/(m²·℃)

α2=Cdα0

查《标准》线算图15（附录A-10）

2619

42

烟气流速

ωy

m/s

(Bj*Vj/(3600*Ay))*(1+Θpj/273)(其中Vy见表2-9）

4.

43

烟气侧对流放热系数

αd

W/(m²·℃)

αd=α0CzCsCw

查《标准》线算图12（附录A-7）

26.37

44

灰污系数

ε

(m²·℃)/W

查附录A-14曲线2（吹灰）

0.007

45

管壁灰污层温度

tbb

℃

tpj+(（ε+1/α2）*Bj*Qp)/(3.6*Apj)

715.

46

辐射放热系数

αf

W/(m²·℃)

αf=aα0

查《标准》线算图19（附录A-11）

84.26

47

利用系数

ξ

查附录A-14曲线2（吹灰）

0.84

48

烟气侧放热系数

α1

W/(m²·℃)

ξ*（αd*π*d/2*s2*x+αf)x-屏的角系数

查《标准》线算图1（附录A-1)

90.48

49

对流传热系数

k

W/(m²·℃)

α1/(1+(1+Qfpq/Qdp)*(ε+1/α2)*α1)

44.

50

屏的对流传热量

Qdp

kJ/kg

3.6*Apj*Δt1*k/Bj

1112.75775

51

计算误差

%

(Qdp(估）-Qdp)/Qdp

0.

52

屏区水冷壁的水温

ts

℃

查计算负荷下汽包p=10.45Mpa的饱和温度

317.67

53

平均传热温差

Δt2

℃

Θpj-ts

695.67785

54

屏区水冷壁对流吸热量

Qdpsl

kJ/kg

3.6*k*Δt2*Asl/Bj

126.

55

屏区顶棚进口蒸汽温度

t'pld

℃

查表3-10炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增的计算表

323.62

56

屏区顶棚进口蒸汽焓

h'pld

kJ/kg

查表3-10炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增的计算表

2750.56

57

屏区顶棚蒸汽焓增

Δhpld

kJ/kg

先估后算

26

58

屏区顶棚出口蒸汽焓

h"pld

kJ/kg

h'pld+Δhpld

2776.56

59

屏区顶棚出口蒸汽温度

t"pld

℃

查附录B-6、B-7按汽包压力p=10.45Mpa(查表1-6）

325.86

60

屏区顶棚平均气温

tpldpj

℃

（t'pld+t"pld）/2

324.74

61

平均传热温差

Δt3

℃

Θpj-tpldpj

688.60785

62

屏区顶棚对流吸热量

Qdpld

kJ/kg

3.6*k*Δt3*Apfj/Bj

189.

63

屏区顶棚总吸热量

Qpld

kJ/kg

Qdpld+Qfpld

215.

64

屏区顶棚蒸汽流量

Dpld

kg/h

等于表3-10中Dld

65

屏区顶棚焓增

Δhpld

kJ/kg

Qpld*Bj/Dpld

26.

66

计算误差检查

%

(Δhpld(估）-Δhpld)/Δhpld

允许误差±2%

-1.

67

屏区附加受热面对流吸热量

Qdpfj

kJ/kg

Qdpsl+Qdpld

316.

68

计算误差

%

(Qdpfj(估）-Qdpfj)/Qdpfj

允许误差±10%

-5.

69

屏区受热面总对流吸热量

Qdpq

kJ/kg

Qdpfj+Qdp

2428.84

第四章、凝渣管的热力计算：

4、1凝渣管结构及其计算主要特点：

1、和后屏过热器类似，也直接吸收炉膛辐射热。当管少于5排时，将有部分炉膛辐射热落在其后受热面上。

2、凝渣管区域都布置其它附加受热面。

3、凝渣管内为汽水混合物，在沸腾状态下进行换热，工质温度始终为饱和温度。

4、2凝渣管结构及计算：

凝渣管总吸热量包含对流吸热量和辐射吸热量。具体见下表

凝渣管结构及计算

序号

名称

符号

单位

公式

结果

1

管子尺寸

d

mm

133*10

2

管子排列方式及根数

n

根

横排一排

10

3

管子节距

S1

mm

7680/（10+1）

700

4

受热面积

Hnz

m²

πdlpjn=3.14*0.133*6.424*10

26.8

5

烟道流通截面积

Ay

m²

6.424*(7.68-10*0.133)

48.4

6

烟道容积

V

m³

7.68*6.424*0.55

27.2

7

烟道表面积

A

m²

2*(7.68*6.424+6.424*0.55+7.68*0.55)

114.1

8

烟气辐射层厚度

s

m

3.6*V/A

0.865

9

烟气进凝渣管温度

Θ'nz

℃

等于屏出口烟气温度

976

10

烟气进凝渣管焓

h'ynz

kJ/kg

等于屏出口烟气焓

11493.3

11

烟气出凝渣管温度

Θ"nz

℃

Θ'nz-5

971

12

烟气出凝渣管焓

h"ynz

kJ/kg

查焓温表

11428.39

13

凝渣管对流吸热量

Qdnz

kJ/kg

φ*（h'ynz-h"ynz)

64.559

14

凝渣管角系数

Xnz

查《标准》线算图1（附录A-1）(a)曲线5

0.28

15

来自炉膛及屏的辐射热

Q'fnz

kJ/kg

查表4-6屏的热力计算第20项，即等于Q"fp

213.527

16

凝渣管吸收的辐射热

Qfnz

kJ/kg

Q'fnz*xnz

59.787

17

凝渣管总吸收热量

Qnz

kJ/kg

Qdnz+Qfnz

124.347

18

通过凝渣管的辐射热

Q"fnz

kJ/kg

Q'fnz*(1-xnz)

153.739

第五章、高温过热器的热力计算：

5.1高温过热器结构及传热计算：

高温过热器分冷段和热段两部分。蒸汽从屏出来后，先进入高温对流过热器冷段，经过二次喷水减温后进入高温对流过热器热段。冷段在烟道两侧为逆流，热段在中间为顺流。根据高温过热器结构尺寸对高温过热器进行热力计算，具体见下表

高温过热器的结构尺寸

序号

名称

符号

单位

结果

1

管子尺寸

d

mm

Φ42*5

2

冷端横向节距及布置

n1

40

3

热端横向节距及布置

nr

39

4

横向节距

S1

mm

95

5

横向节距比

σ1

2.626

6

纵向节距

S2

mm

87

7

纵向节距比

σ2

2.07

8

管子纵向排管

n2

8

9

冷端蒸汽流通面积

Alit

m²

0.0642

10

热端蒸汽流通面积

Arlt

m²

0.0628

11

平均流通截面积

Apj

m²

0.0634

12

烟气流通面积

Ay

m²

23.3

13

冷段受热面积

Al

m²

237

14

热段受热面积

Ar

m²

231

15

顶棚受热面积

Ald

m²

10.06

16

管束前烟室深度

lys

m

0.7

17

管束深度

lgs

m

0.61

18

有效辐射层厚度

s

m

0.188

高温过热器的热力计算

名称

符号

单位

公式

结果

进口烟气温度

θ'gg

℃

查表4-7凝渣管结构及计算第11项

930

进口烟气焓

h'ygg

kJ/kg

查表4-7凝渣管结构及计算第12项

10898.37

进冷段蒸汽温度

t'ggl

℃

即屏出口蒸汽温度，查表4-6屏的热力计算

457.62

进冷段蒸汽焓

h'ggl

kJ/kg

即屏出口蒸汽焓，表4-6屏的热力计算

3231.622

总辐射吸热量

Q'fgg

kJ/kg

等于Q"fnz

153.739

冷段辐射吸热量

Qfggl

kJ/kg

Q'fgg·Al/(Al+Ar+Fld)

76.216

热段辐射吸热量

Qfggr

kJ/kg

Q'fgg·Ar/(Al+Ar+Fld)

74.287

顶棚辐射吸热量

Qfggld

kJ/kg

Q'fgg·Fld/(Al+Ar+Fld)

3.235

出热段蒸汽温度

t"ggr

℃

建议取额定值540℃

540

出热段蒸汽焓

h"ggr

kJ/kg

查附录B-6、B-7，按计算负荷

下高温过热段出口压力p=9.9MPa(查表1-6)

3476.101

出冷段蒸汽温度

t"ggl

℃

先估后校

493

出冷段蒸汽焓

h"ggl

kJ/kg

查附录B-6、B-7，按计算负荷

下高温过冷段出口压力p=10.09MPa(查表1-6)

3355.448

第二次减温水量

Djw2

kg/h

取用

800

减温水焓

hjw

kJ/kg

就是给水焓，按p=10.98MPa减温水温130℃

553.597

进热段蒸汽焓

h'ggr

kJ/kg

(h"ggl(D-Djw2)+hjwDjw2)/D

3345.259

进热段蒸汽温度

t'ggr

℃

查附录B-6、B-7，按计算负荷

下高温过冷段出口压力p=10.09MPa(查表1-6)

488.99

冷段吸热量

Qggldl

kJ/kg

(D-Djw2)(h"ggl-h'ggl)/Bj

1020.707

热段吸热量

Qggrdl

kJ/kg

D(h"ggr-h'ggr)/Bj

1082.478

高温过热器吸热量

Qgg

kJ/kg

Qggldl+Qggrdl

2103.184

高温过热器对流吸热量

Qdgg

kJ/kg

Qgg-Q'fgg

1949.445

顶棚对流吸热量

Qgglddl

kJ/kg

先估后校

60

高温过热器出口烟焓

h"ygg

kJ/kg

h'ygg-Qdgg/ψ+Δαh0lk

8941.967

高过出口烟气温度

θ"gg

℃

查焓温表

725.37

烟气平均温度

θpj

℃

(θ"gg+θ'gg)/2

827.685

烟气流速

ωy

m/s

(BjVy(θpj+273))/(3600×Ay×273)

9.922

烟气侧放热系数

αd

W/(m2·℃)

α0CzCsCω

查《标准》线算图12（即附录A-7）

63.259

冷段蒸汽平均温度

tgglpj

℃

（t'ggl+t"ggl）/2

475.31

冷段蒸汽平均比体积

νggl

m3/kg

查附录B-6、B-7，按冷段进出口

压力平均值ppj=10.09MPa(查表1-6)

0.0304

冷段蒸汽平均流速

ωgglpj

m/s

(（D-Djw2）×νggl)/(3600×Alit)

28.858

冷段蒸汽放热系数

αggl

W/(m2·℃)

α0Cd查《标准》线算图15（即附录A-10）

3675

热段蒸汽平均温度

tggrpj

℃

(t"ggr+t'ggr)/2

514.495

热段蒸汽平均比体积

νggr

m3/kg

查附录B-6、B-7，按热段进出口

压力平均值ppj=10.1MPa(查表1-6)

0.0331

热段蒸汽平均流速

ωggrpj

m/s

Dνggr/(3600×Arlt)

32.260

热段蒸汽放热系数

αggr

W/(m2·℃)

α0Cd查《标准》线算图15（即附录A-10）

3234

高过烟气有效辐射厚度

s

m

查表4-5高温对流过热器结构尺寸

0.779

烟气压力

p

Mpa

0.1

水蒸气容积份额

rH2O

查表2-9烟气特性表

0.0793

三原子气体和蒸汽

容积总份额

r

查表2-9烟气特性表

0.2198

三原子气体

辐射减弱系数

kq

1/(m·MPa)

10.2*（(（0.78+1.6*ΥH2O）/sqrt(10.2*Υ*p*s))-0.1)*(1-0.37*Tpj/1000)

7.0749

灰粒的辐射减弱系数

kh

1/(m·MPa)

55900/power((Θpj+273)^2*dh^2,1/3)

注：dh单位为μm

94.843

烟气质量飞灰浓度

μy

kg/m3

查表2-9烟气特性表

0.0229

烟气的辐射减弱系数

k

1/(m·MPa)

kq*r+kh*μy

3.726

烟气黑度

a

1-e-kps

0.2519

冷段管壁灰污层温度

tbbggl

℃

tgglpj+BjQgg(ε+1/αggl)/(3.6Al)

其中：ε=0.0043

775.0144

热段管壁灰污层温度

tbbggr

℃

tggrpj+BjQgg(ε+1/αggr)/(3.6Ar)

其中：ε=0.0043

824.4794

冷段辐射放热系数

αfggl

W/(m2·℃)

αα0查《标准》线算图19（附录A-11）

54.01

热段辐射放热系数

αfggr

W/(m2·℃)

αα0查《标准》线算图19（附录A-12）

67.21

修正后冷段

辐射放热系数

αflggl

W/(m2·℃)

αfggl*(1+0.4*((tgglpj+273)/1000)^0.25*(lys/lgs)^0.07)

74.29796

修正后热段

辐射放热系数

αflggr

W/(m2·℃)

αfggr*(1+0.4*((tggrpj+273)/1000)^0.25*(lys/lgs)^0.07)

92.78052

冷段传热系数

Kggl

W/(m2·℃)

ψα1αggl/(αl+αggl)(其中ψ-热有效系数，查附录B-4，αl=αd+αflggl)

86.18652

热段传热系数

Kggr

W/(m2·℃)

ψα1αggr/(αl+αggr);(αl=αd+αflggr)

96.75766

冷段平均温差

Δtggl

℃

(Δtd-Δtx)/ln(Δtd/Δtx)(其中Δtd=θ'gg-t"ggl,

Δtx=θ"gg-t'ggl)

345.4931

热段平均温度

Δtggr

℃

(Δtd-Δtx)/ln(Δtd/Δtx)(其中Δtd=θ'gg-t'ggr,

Δtx=θ"gg-t"ggr)

338.303

冷段对流吸热量

Qggld2

kJ/kg

3.6KgglΔtgglAl/Bj

955.3874

计算误差

［(Qggldl-Qfggl)-Qggld2］/Qggld2,

允许误差±2%

-1.14064

热段对流吸热量

Qggrd2

kJ/kg

3.6KggrΔtggrAr/Bj

1023.659

计算误差

［(Qggrdl-Qfggr)-Qggrd2］/Qggrd2,

允许误差±2%

-1.51118

顶棚入口汽温

t'ggld

℃

即屏顶棚出口汽温

325.86

顶棚入口汽焓

h'ggld

kJ/kg

即屏顶棚出口汽焓

2776.56

顶棚出口汽焓

h"ggld

kJ/kg

h'ggld+Qgglddl

2836.56

顶棚出口汽温

t"ggld

℃

查附录B-6、B-7，

p=10.00MPa

329.9

顶棚对流吸热量

Qggldd2

kJ/kg

3.6·K·Δt·Ald/Bj

（其中K=(Kggl+Kggr)/2,Δt=θpj-t"ggld）

62.01272

计算误差

允许误差±10%

3.

高温过热器区域

总对流吸热量

Qdgg

kJ/kg

Qggld2+Qggrd2+Qggldd2

3046.06

5、2低温过热器的结构及热力计算：

低温过热器的顶棚管在其上面，与低温过热器平行受热，与低温过热器相比面积很小，所以把顶棚管和低温过热器的面积相加，当作低温过热器的受热面积。此时，低温过热器的蒸汽进口是顶棚管的入口。具体热力计算见下表

低温过热器的结构

符号

单位

公式

结果

顺流、逆流、双管圈

d

mm

φ38×4

n1

79

n2

20

S1

mm

95

σ1

S1/d

2.5

S2

mm

80.7

σ2

S2/d

2.12

Ay

m2

h(a-n1d)=4×(7.68-79×0.038)

18.7

Alt

m2

2n1πd2n/4=2×79×3.14×0.032/4

0.112

Adg

m2

n1n2πdlpj+xdbaldb

（包括凝渣管后各项顶棚管，xdb为顶棚管角系数，

℃xdb=0.95；ldb位顶棚管长度，ldb=3.744mm，

lpj=3.93m，a=7.68m，d单位为m）

768

Lqs

m

0.9

Lgs

m

1.533

s

m

0.9d(4σ1σ2/π-1)(注：d单位为m)

0.198

低温过热器的热力计算

符号

单位

公式

结果

θ'dg

℃

即高温过热器出口烟气温度

725

h'ydg

kJ/kg

即高温过热器出口烟气焓

8941.37

t'dg

℃

即高温过热器顶棚出口蒸汽温度

329.9

h'dg

kJ/kg

即高温过热器顶棚出口蒸汽焓

2836.56

t"dg

℃

先估后校

409.87

h"dg

kJ/kg

查附录B-6、B-7，按计算负荷

下低温过热器出口压力p=10.49Mpa（查表1-6）

3119.892

Qdgdl

kJ/kg

（D-Djw）(h"dg-h'dg)/Bj

2319.764

h"ydg

kJ/kg

h'ydg-Qdgdl/ψ+Δα·h0lk

6613.007

θ"dg

℃

查焓温表

620

θpj

℃

（θ'dg+θ"dg）/2

672.5

ωy

m/s

BjVy(θpj+273)/（3600×Ay×273）(其中Vy见表2-9)

10.82942

αddg

W/(m2·℃)

α0CzCsCw查《标准》线算图12（附录A-7）

79.04

tpj

℃

（t'dg+t"dg）/2

369.885

vpj

m3/kg

查附录B-6、B-7，按计算负荷

下低温过热器进出口压力平均值

ppj=10.49Mpa（查表1-6）

0.02159

ωq

m/s

（D-Djw）vpj/(3600×Alt)

11.658

α2

W/(m2·℃)

α0Cd查《标准》线算图15（即附录A-10）

2600

s

m

查表4-10低温过热器的尺寸

0.198

p

Mpa

0.1

rH2O

查表2-9烟气特性表

0.07821

r

查表2-9烟气特性表

0.2158

kq

l/(m·MPa)

10.2*（(（0.78+1.6*ΥH2O）/sqrt(10.2*Υ*p*s))-0.1)*(1-0.37*Tpj/1000)

32.926

kh

l/(m·MPa)

55900/power((Θpj+273)^2*dh^2,1/3)

注：dh单位为μm

104.95

μy

kg/m3

查表2-9烟气特性表

0.0224

k

l/(m·MPa)

kqr+khμy

9.456

ay

1-e-kps

0.1707

thbdg

℃

tpj+(Bj*Qdgdl*(ε+(1/α2)))/(3.6*Adg)

其中：ε=0.0043

474.41

αfdg

W/(m2·℃)

α0a（含灰气流，其中a为烟气黑度）

查《标准》线算图19（即附录A-11）

29.575

αfldg

W/(m2·℃)

αfdg*(1+0.4*((Θpj+273)/1000)^0.25*(lqs/lgs)^0.07)

40.813

αl

W/(m2·℃)

ξ*(αf1dg+αddg)其中ξ=1

119.85

Kdg

W/(m2·℃)

Ψ*α1*α2/(α1+α2)

（ψ为热有效系数，查附录B-4）

74.472

Δtdg

℃

(Δtd-Δtx)/ln(Δtd/Δtx)

（其中Δtd=θ'dg-t"dg,Δtg=θ"dg-t'dg）

302.4424

Qdgd2

kJ/kg

3.6*Kdg*Δtdg*Adg/Bj

2341.792

允许误差±2%

-0.9406

Djwl

kg/h

原来假定数据

1480

hplj

kJ/kg

[Djw1hjw+(D-Djw)h"dg]/(D-Djw2)

3105.86

tplj

℃

查附录表B-6、B-7，按低温过热器出口压力

p=10.49Mpa(查表1-6)

405.31

Δt

℃

允许误差±1℃

0.31

第六章、省煤器和空气预热器

6.1高温省煤器结构及传热计算

双级布置的省煤器应该分级计算

对于管式空气预热器，按级单独进行热力计算。双级布置时，高温空气预热器的出口风温可采用炉膛计算时的热风温度值，然后按一般对流受热面的计算步骤进行计算。低温空气预热器在进行热力计算时，其入口的烟气温度和风温均为已知数，可用逐步逼近法确定排烟温度及其出口处风温。具体热力计算见表6-13，6-15，6-17，6-19。

高温省煤器结构尺寸计算

序号

名称

符号

单位

公式

结果

1

布置

见图4-6错列，逆流，双面进水

2

管子尺寸

d

mm

Φ32*4

3

横向节距

S1ss

mm

86

4

纵向节距

S2ss

mm

60

5

横向节距比

σ1

S1ss/d

2.68

6

纵向节距比

σ2

S2ss/d

1.87

7

横向排数

n1ss

109

8

纵向排数

n2ss

24

9

高温省煤器受热面积

Ass

m2

2*n1ss/2*π*d*n2ss*l(注：l为有效长度，取3.84m；d单位为m）

1011

10

烟气流通面积

Ay

m2

7.68*4.724-55*0.032*7.84

23.2

11

水流通面积

As

m2

2*n1ss*3.14*(0.032-2*0.004)2/4

0.099

12

有效辐射层厚度

s

m

0.9d(4σ1σ2/π-1)（注：d单位为m)

0.156

13

管束前气室深度

Lq

m

3.2

14

管束深度

Lg

m

1.32

表6-13高温省煤器热力计算

序号

名称

符号

单位

公式

结果

1

进口烟气温度

Θ'ss0

℃

即低温过热器出口烟气温度

620

2

进口烟气焓

h'yss

kJ/kg

即低温过热器出口烟气焓

7360.99

3

出口烟气温度

Θ"ss

℃

先估后校

600

4

出口烟气焓

h"yss

kJ/kg

查焓温表

7102.51

1～4通用，5～18低温省煤器未计算时采用

5

高温省煤器吸热量

Qssd1

kJ/kg

φ*（h'yss-h"yss+△a*holk)(其中△a为漏风系数，h0lkφ*（h'yss-h"yss+△a*holk)(其中△a为漏风系数，h0lk为冷空气焓

260.26

6

减温水量

Djw

kg/h

Djw1+Djw2

2280

7

高温省煤器水流量

Dss

kg/h

D-Djw

8

炉膛有效辐射放热量

Qfl

kJ/kg

见表3-9

12281.47

9

屏区受热面总对流吸热量

Qdpq

kJ/kg

见表4-6

2428.84

10

凝渣管对流吸热量

Qdnz

kJ/kg

见表4-7

64.55

11

高温过热器区域总对流吸热量

Qdgg

kJ/kg

见表4-9

3046.06

12

低温过热器对流吸热量

Qdgdl

kJ/kg

见表4-11

2319.76

13

省煤器后工质总吸热量

∑Q

kJ/kg

Qfl+Qdpq+Qdnz+Qdgg+Qdgdl

20140.69

14

锅炉出口蒸汽焓

h"ggr

kJ/kg

查表4-9，第10项

3476.10

15

高温省煤器出口水焓

h"ss

kJ/kg

(D/Dss)*(h"ggr-Bj(D/Dss)*(h"ggr-Bj*∑Q/Dss)

1043.65

16

高温省煤器出口水温度

t"ss

℃

查附录B-6、B-7，按高温省煤器出口压力p=11.08Mpa（查表1-6）

241.18

17

高温省煤器进口水焓

h'ss

kJ/kg

h"ss-Qssdl*Bj/Dss

1011.86

18

高温省煤器进口水温度

t'ss

℃

查附录B-6、B-7，按高温省煤器进口压力p=11.28Mpa（查表1-6）

234.08

19～22计算完低温省煤器后（低温省煤器器的出口水温-高温省煤器入口水焓<±100C），校核计算时采用

19

高温省煤器进口水温度

t'ss

℃

即低温省煤器出口水温度，查表4-17

230.49

20

高温省煤器进口水焓

h'ss

kJ/kg

即低温省煤器出口水焓，查表4-17

994.386

21

高温省煤器出口水焓

h"ss

kJ/kg

h'ss+Qssdl*Bj/Dss

1026.17

22

高温省煤器出口水温度

t"ss

℃

查附录B-6,B-7,按高温省煤器出口压力p=11.08Mpa（查表1-6）

234

23～44通用

23

平均水温

tpj

℃

（t"ss+t'ss)/2

232.245

24

平均烟气温度

Θpj

℃

(Θ'ss+Θ"ss)/2

610

25

高省烟气有效辐射层厚度

s

m

查表4-12高温省煤器的结构尺寸

0.156

26

烟气压力

p

Mpa

0.1

27

水蒸气容积份额

rH2O

查表2-9烟气特性表

0.07713

28

三原子气体和水蒸气容积总份额

r

查表2-9烟气特性表

0.2124

29

三原子气体辐射减弱系数

kq

1/(m.Mpa)

10.2*((0.78+1.6*rH2O)/(10.2*r*p*s)1/2-0.1)*(1-0.37*Tpj/1000)

33.061

30

灰粒的辐射减弱系数

kh

1/(m.Mpa)

55900/((Θpj+273)2*dh2)1/3

109.852

31

烟气质量飞灰浓度

μy

kg/m3

查表2-9烟气特性表

0.0221

32

烟气的辐射减弱系数

k

1/(m.Mpa)

kq*r+kh*μy

9.449

33

烟气黑度

αy

1-e-(k*p*s)

0.1371

34

管壁灰污层温度

thb

℃

tpj+60

292.245

35

烟气侧辐射放热系数

αfss

W/(m2.℃)

α0αyα0αy查《标准》线算图19（附录A-11)α

10.21

36

修正后辐射放热系数

αflss

W/(m2.℃)

αfss*(1+0.4*((Θpj+273)/1000)0.25*(lq/lg)0.07)

14.422

37

烟气流速

wy

m/s

Bj/3600*Vy*(Θpj+273)/(273*Ay)

8.294

38

烟气侧对流放热系数

αd

W/(m2.℃)

α0*Cz*Cw*Cl《标注》线算图13（即附录A-8)

60.91

39

污染系数

ε

ε0*Csf*Cd+Δε（其中Csf为修正系数，对烟煤取1；ε0、Cd查附录A-13(a)、(b),Δε查附录B-2）

0.182

40

烟气侧放热系数

α1

W/(m2.℃)

ξ*（αd+αf1ss)(ξ为利用系数，取1）

75.332

41

传热系数

Kss

W/(m2.℃)

α1/(1+ε*α1)

5.121

42

平均传热温差

Δtss

℃

(Δtd-Δtx)/ln(Δtd/Δtx)(其中Δtd=Θ'ss-t"ss,Δtx=Θ"ss-t'ss)

372.332

43

高温省煤器对流吸热量

Qssd2

kJ/kg

3.6*Kss*Δtss*Ass/Bj

260.969

44

计算误差

允许误差±2%

-0.2716

6.2高温空气预热器结构及传热计算

高温空气预热器的结构尺寸

序号

名称

符号

单位

公式

结果

1

布置

错列、交叉流动、双面进风

2

管子尺寸

d

mm

φ40*1.5

3

横向节距

S1

mm

70

4

横向节距比

σ1

S1/d

1.75

5

纵向节距

S2

mm

42

6

纵向节距比

σ2

S2/d

1.05

7

纵向排数

n

44

8

受热面积

Ask

m2

4πdlN(其中l=2.564m,N=(28+27)/2*44*2*4=9680)

3000

9

烟气流通面积

Ay

m2

Nπdn2/4(注：dn单位为m)

10.4

10

空气流通面积

Ak

m2

2*4*2.564*（1.98-（4*28*0.04））

15.6

11

行程数

nxc

1

12

烟气有效辐射层厚度

s

m

0.9*d*((4σ1σ2)/π-1)(注：d单位为m)

0.0333

表6-15高温空气预热器热力计算

序号

名称

符号

单位

公式

结果

1

进口烟气温度

φ'sk

℃

即高温省煤器出口烟气温度

600

2

进口烟气焓

h'ysk

kJ/kg

即高温省煤器出口烟气焓

7102.517

1~2通用，3~12低温空气预热器未计算时采用

3

出口空气温度

t"sk

℃

查表3-9炉膛热力计算

340

4

出口理论空气焓

h"sk

kJ/kg

查焓温表

2765.766

5

进口空气温度

t'sk

℃

先估后校

206

6

进口理论空气焓

h'sk

kJ/kg

查焓温表

799.162

7

空气侧出口处过量空气系数

β"sk

β"sk=α"1-△α1-△αzf

1.05

8

高温空气预热器对流吸热量

Qskdl

kJ/kg

(β"sk+△αsk/2)*(h"sk-h'sk)

2114.099

9

空气平均温度

tpj

℃

(t"sk+t'sk)/2

273

10

漏风的理论空气焓

h0sk

kJ/kg

查焓温表

2206.491

11

出口烟气焓

h"ysk

kJ/kg

h'ysk-Qskdl/φ+△αhsk0

5087.264

12

出口烟气温度

φ"sk

℃

查焓温表

366

13~19计算完低温空气预热器后（低温空气预热器的出口空气温度-高温空气预热器的入口空气温度<±10℃），校核计算时采用

13

进口空气温度

t'sk

℃

即低温空气预热器出口空气温度，查表4-19

213.6

14

进口理论空气焓

h'sk

kJ/kg

即低温空气预热器出口空气焓，查表4-19

2426.271

15

假设出口烟气温度

φ"sk

℃

先估后校

420

16

出口烟气焓

h"ysk

kJ/kg

查焓温表

5028.593

17

高温空气预热器对流吸热量

Qskdl

kJ/kg

φ*（h'ysk-h"ysk+△αhlk0）

2070.673

18

出口空气焓

h"sk

kJ/kg

（Qskdl/(β"sk+△αsk/2)）+h'sk

4352.478

19

出口空气温度

t"sk

℃

查焓温表

366.898

20~42通用

20

烟气平均温度

φpj

℃

(φ"sk+φ'sk)/2算术平均值

483

21

烟气流速

wy

m/s

Bj*Vy*（φpj+273）/(3600*Ay*273)

16.263

22

烟气侧对流放热系数

αskd

W/(m2*℃)

α0ClCw《标准》线算图14（即附录A-9）

44.2

23

高空烟气有效辐射层厚度

s

m

查表4-14高温空气预热器的结构尺寸

0.0333

24

烟气压力

p

Mpa

0.1

25

水蒸汽容积份额

rH2O

查表2-9烟气特性表

0.0755

26

三原子气体和水蒸汽容积总份额

r

查表2-9烟气特性表

0.2073

27

三原子气体辐射减弱系数

kq

1/(m*MPa)

10.2*((0.78+1.6*rH2O)/((10.2*r*p*s)0.5)-0.1)*(1-0.37*Tpj/1000)

78.134

28

灰粒的辐射减弱系数

kh

1/(m*MPa)

55900/((φpj+273)2*dh2)1/3)

121.834

29