生物质锅炉设计用表

1、锅 炉 原 理课 程 设 计 示 例 说 明课程设计示例1. 设计任务书2. 原始资料锅炉型式：带有屏式过热器的汽包锅炉额定蒸发量：D220t/h过热器温度：t540过热器压力：pgr100kgf/cm2（表压）给水温度：tgs215热空气温度：trk400排烟温度：130冷空气温度：tlk30设计煤种：某无烟煤，成分如下， Cy=63%，Hy1.938%，Oy2.16%，Ny0.555%，Sy0.62%，Ay22.017%，Wy9.71%，Qyd22558kJ/kg制粉系统：本锅炉采用钢球磨煤机中间贮仓式热风送粉系统锅炉给定参数： 给水温度：tgs215， 锅炉负荷：D220t/h，过热蒸汽

2、压力：pgr100kgf/cm2（表压）， 过热蒸汽温度：tgr540 汽包工作压力：p=112 kgf/cm2（绝对）3. 改烧煤种的元素分析数据校核和煤种判别3.1改烧煤种数据 Cy=66.70%，Hy3.20%，Oy2.10%，Ny1.25%，Sy2.47%，Ay=17.97%，Wy6.31%，Vr=9.41%，Qyd25191kJ/kgt1=1190，t2=1340，t3=1450，Kkm=1.63.2 元素成分校核CyHyOyNySyAyWy66.73.22.11.252.4717.976.31=100.00%，元素分析正确。 3.3发热量计算应用基低位发热量Qydw339Cy103

3、0Hy-109（Oy-Sy-25Wy3.4 煤种判别Vr=？Wy=6.31, 不计显热，无外部热源加热空气，取Qydw2排烟温度py假定3排烟焓IpykJ/kg由焓温表计算4冷空气温度tlk给定5理论冷空气焓IlkkJ/kg焓温表6机械不完全燃烧热损失q4%锅炉原理-周P1527化学不完全燃烧热损失q3%锅炉原理-周P1538排烟热损失q2%100Q2/Qr=100(Ipy- Ilk)(1- q4/100)/ Qr 9散热损失q5%锅炉原理-周P153图8-3 10灰渣热物理损失q6%Ay=17.9712%28卫燃带热有效系数w/锅炉原理-周P173表9-329炉顶管热有效系数ld/给定30烟

4、窗热有效系数ch/给定31门孔热有效系数k/锅炉原理-周P17432燃烧器热有效系数r/锅炉原理-周P17433平均热有效系数pj/(iFi)/FL=(0.446(736-68.25-32.34-70.06-1-6.82)+68.250.2+32.340.441+70.060.441+0+0)/73634炉膛黑度al/锅炉原理-周P174（9-96）a/(a+(1-a) pj)=0.803/(0.803+(1-0.803)0.418) 35系数MM/结构计算书36炉膛出口温度lj-273=-27337误差ll-lj=1130-1113.438允许误差给定39炉膛出口烟焓Il烟气焓温表40炉膛吸

5、热量QflkJ/kg(Ql- Il)=0.995(29228.7-15000.5)41炉内平均辐射热强度qfkW/m2Bj Qfl/(3600HfL)= 23.8710314157.1/(3600721.27)42炉顶辐射吸热分布系数ld/锅炉原理-周P175图9-8，按炉顶相对高度大于1外推43炉顶辐射热强度qldldqf =0.6127.5444炉顶辐射受热面积Hldm2结构计算书45炉顶吸热量QldkJ/kgqld Hld/Bj=360076.5231.69/(23.87103)46烟窗辐射吸热分布系数ch/锅炉原理-周P175图9-8，按烟窗相对高度等于147系数/附页P178图VI

6、48烟窗辐射热强度qchkW/m2ch qf=0.980.65127.5449烟窗受热面积Hpqm2结构计算书50屏区吸收炉膛辐射热QchkJ/kgqch Hpq/ Bj=360081.2470.06/(23.87103)51一级减温水量Djw1kg/h先假定52二级减温水量Djw2kg/h先假定53炉顶过热器焓增ikJ/kgQldBj/(D- Djw1- Djw2)= 365.7223.87103/(-200-200)54饱和蒸汽焓ibhkJ/kg蒸汽特性表，汽包压力1120.098=10.976MPa，317.955炉顶出口蒸汽焓ildkJ/kgibh+i=2705.48+39.7556炉

7、顶出口蒸汽温度tld由1120.098=10.976MPa， (320)2720.4，(340)2837.0插入8. 屏式过热器热力计算序号项目名称符号单位计算公式或数据来源结果1烟气进屏温度P炉膛计算结果2烟气进屏焓IPkJ/kg炉膛计算结果3烟气出屏温度P假定4烟气出屏焓IPkJ/kg烟气焓温表5烟气平均温度pj(P+P)/2=(1113.4+965)/26烟气在屏区放热量QpqkJ/kg(IP -IP)=0.995(15000.5-12811.6)7水蒸汽容积份额rH2O/烟气特性表8三原子气体和水蒸气容积份额rn/烟气特性表9三原子气体分压力pnMPap rn=0.0980.21310

8、辐射层有效厚度Sm结构计算书11三原子气体辐射减弱系数ky1/(m MPa)=12灰粒子辐射减弱系数kh1/(m MPa)55900/=55900/13飞灰浓度hkg/kg烟气特性表14烟气辐射减弱系数k1/(m MPa)kyrn+khh=11.330.213+84.350.014915烟气黑度a/1-e-kpS=1-e-3.670.0980.7716屏区穿透角系数pq结构计算书17屏出口面积Fm2结构计算书18修正系数r/锅炉原理P21419炉膛向屏区的辐射热QchkJ/kg炉膛计算结果20炉膛向屏后的辐射热QfphkJ/kgQch(1-a)pq =858.4(1-0.24)0.13721屏

9、区吸收的炉膛辐射热量QfpqkJ/kgQch- Qfph=858.4-89.3822屏区出口截面积Hpqm2结构计算书23屏间烟气向后辐射热量QhpqkJ/kg36005.6710-11a Hpq(Pj+273)4r/Bj=36005.6710-110.2450.6(1039.2+273)40.5/(23.87103)24屏间烟气在屏区对流放热量QdpqkJ/kg(IP- IP)- Qhpq =0.995(15000.5-12811.6)- 153.94=2178-153.9425屏区附加受热面吸热量QfjpqkJ/kg假定Qdpd=121 kJ/kg，Qdpc=260.5 kJ/kg，Qfj

10、pq=Qpd+ Qpc=121+260.526屏本身对流吸热QdpkJ/kgQdpq- Qfjpq=2024.1-381.527屏顶辐受热面积Hpdm2结构计算书28屏侧受热面积Hpcm2结构计算书29 屏本身受热面积Hpm2结构计算书30屏顶吸收的炉膛辐射热QfpdkJ/kgQfpqHpd/(Hpd+Hpc+Hp)=769.0223.9/(23.9+52.5+352.8)31屏侧吸收的炉膛辐射热QfpckJ/kgQfpqHpc/(Hpd+Hpc+Hp)= 769.0252.5/(23.9+52.5+352.8)32屏本身吸收的炉膛辐射热QfpkJ/kgQfpq- Qfpd Qfpc=769.

11、02-43.01-94.4833屏本身吸收的总热量QpkJ/kgQdp+ Qfp=1642.6+631.534蒸汽进屏温度tp假定(调整结果)35蒸汽进屏焓ipkJ/kg水蒸气表，按压力1080.098MPa=10.584 MPa，(360)2939.9，(380)3012.836蒸汽出屏焓ipkJ/kgip+ QpBj/(D-Djw2)= 2968.5+2274.123.87103/(-200)37蒸汽出屏温度tp水蒸气表，按压力1050.098MPa=10.29 MPa，(420)3148.5 ，(440)3206.1, (460)3261.438屏内蒸汽平均温度tpj(tp+ tp)/2

12、=(367.9.3+443.4)/239屏内蒸汽平均比容vm3/ kg水蒸气表，按压力106.50.098MPa=10.437 MPa，(400)0.02519 ，(420)0.0265440屏蒸汽流动截面积fpm2结构计算书41屏内蒸汽平均流速wm/s(D-Djw2) v/(3600 fp )=(-200)0.02557/(36000.0965)42管壁对蒸汽对放热系数2W/(m2)锅炉课程设计P179，图IX，dn=32mm，Cd=0.99，Cd0=0.992791.2锅炉原理P202，图10-943烟气平均流通截面积Fpm2结构计算书44烟气容积Vym3/ kg烟气特性表45屏间烟气流速

13、wym/sBj Vy(Pj +273)/(2733600 Fp)23.871038.559(1039.2+273)/(273360059.45)46烟气侧对流放热系数dW/(m2)锅炉课程设计P182-183，图XI，管排数10，Cz=1；1=13.8，2=1.1，Cs=0.605；Pj=1039.2，rH2O=0.066，Ct=0.9；管径d=42mm，0 Cz Cs Ct=44.1910.6050.9锅炉原理P198，图10-647灰污系数m2/W锅炉课程设计P186，图XIV，2线锅炉原理P209，图10-15，2线48管壁灰污层温度thbtpj+(+1/2)BjQp/(3600Hp)=

14、 405.7+(0.007+1/2763.3)23.871032274.1103/(3600352.8)49辐射放热系数fW/(m2)锅炉课程设计P187，f=a0=0.24325.6锅炉原理P207，图10-1250利用系数/锅炉课程设计P186，图XIV锅炉原理P209，图10-1551屏角系数xp/结构计算书52纵向节距s2m结构计算书53烟气对管壁的放热系数1W/(m2)(dd/(2s2xp)+f)=0.86(24.0642/(2460.98)+78.15)54对流传热系数KW/(m2)1/1+(1+Qfp/Qdp)( +1/2) 1=97.5/1+(1+634.94/1621.4)(

15、0.007+1/2763.3)97.555传热温差tP -t=1113.4-367.9=745.5，P-t=965-443.4=521.6，(P-t)/( P-t)=745.5/521.6=1.434，Cs=0.7；Pj=958.5，rH2O=0.066，Ct=0.92；管径d=133mm，0 Cz Cs Ct=41.870.80.70.92锅炉原理P199，图10-7按120mm，2422利用系数/锅炉原理P19523烟气侧总放热系数1W/(m2)(d+f)=1(73.24+21.57)24热有效系数/锅炉原理P209，表10-425传热系数KW/(m2)1=0.694.8126传热温压tn

16、zpj-tbh=959.8-317.927传热面积Hnzm2结构计算书28对流吸热量QchnzkJ/kg3.6 KtnzHnz/Bj=3.656.89641.928/(23.87103)29误差Q (Qdnz -Qchnz)/ Qdnz=(153.3-154.2)/153.330允许误差给定31炉膛和屏区辐射出的热量QfnzkJ/kg屏区结果Qfph+ Qhpq=89.38+153.9432凝渣管角系数xnz/锅炉课程设计P174，图I，a线5，1，1=5.16锅炉原理P177，图95，线533凝渣管吸收附加辐射热量QfjnzkJ/kgxnz Qfnz=0.28243.3234穿过凝渣管的辐射

17、热QfjnzkJ/kg(1-xnz) Qfnz=(1-0.28)243.3210. 高温过热器热段序号项目名称符号单位计算公式或数据来源结果1烟气进口温度gr凝渣管计算结果2烟气进口焓IgrkJ/kg凝渣管计算结果3烟气出口温度gr假定4烟气出口焓IgrkJ/kg烟气焓温表5烟气平均温度Pj(gr+gr)/2=(954.5+800)/26烟气放热量QdgrkJ/kg(Igr-Igr+Ilk)=0.995(12657.5-10645+0.03265)7热段接收炉膛屏区辐射热QfgrkJ/kg凝渣管结果Qfjnz/2=175.2/28高温过热器热段总吸热量QgrkJ/kgQdgr+ Qfgr=10

18、10.2+87.69水蒸汽容积份额rH2O/烟气特性表10三原子气体和水蒸气容积份额rn/烟气特性表11三原子气体分压力pnMPap rn=0.0980.21112辐射层有效厚度Sm结构计算书13三原子气体辐射减弱系数ky1/(m MPa)=14灰粒子辐射减弱系数kh1/(m MPa)55900/=55900/15飞灰浓度hkg/kg烟气特性表16烟气辐射减弱系数k1/(m MPa)kyrn+khh=25.690.211+92.100.014717烟气黑度a/1-e-kpS=1-e-6.770.0980.18618烟气平均流通截面积Fgm2结构计算书19烟气容积Vym3/ kg烟气特性表20烟

19、气流速wym/sBj Vy(Pj +273)/(2733600 F)23.871038.662(877.3+273)/(273360025.16)21烟气侧对流放热系数dW/(m2)锅炉课程设计P182-183，图XI，管排数12，Cz=1；1=2.26，2=2.06，Cs=1；Pj=877.3，rH2O=0.065，Ct=0.92；管径d=42mm，0 Cz Cs Ct=70.94110.92锅炉原理P198，图10-622灰污系数m2/W锅炉课程设计P186 锅炉原理P20623蒸汽出口温度tgr锅炉给定参数24蒸汽出口焓igrkJ/kg水蒸汽表1010.98=9.898MPa，54025

20、蒸汽进口焓igrkJ/kgigr- QgrBj/D= 3475.1-1097.823.87103/26蒸汽进口温度tgr水蒸汽表，按压力1030.098MPa=10.094 MPa，(480)3318.59 ，(500)3370.8727蒸汽平均温度tpj(tgr+ tgr)/2=(494.3+540)/228蒸汽平均比容vm3/ kg水蒸汽表，按压力1020.098MPa=9.996 MPa，(500)0.03283，(520)0.0339929 蒸汽流动截面积fgrm2结构计算书30蒸汽平均流速wm/sDv/(3600 fgr )=0.03383/(36000.0917)31管壁对蒸汽对流

21、放热系数2W/(m2)锅炉课程设计P179，图IX，dn=32mm，Cd=0.99，Cd0=0.992558.6锅炉原理P202，图10-932热段受热面积Hgrm2结构计算书33管壁灰污层温度thbtpj+(+1/2)BjQgr/(3600Hgr)= 517.2+(0.0043+1/2533)23.871031097.8103/(3600337.5) 锅炉原理P20634辐射放热系数fW/(m2)锅炉课程设计P187，Pj=877.3，f=a0=0.116226.8锅炉原理P207，图10-1235受热面前烟室深度lysmm结构计算书36受热面深度lmm结构计算书37受热面前烟温TysKnz

22、+273=945.5+27338修正后的辐射放热系数ff1+0.4(Tys/1000)0.25(lys/l)0.07=26.31+0.4(1218.5/1000)0.25(470/950)0.07 锅炉原理P20739利用系数/锅炉原理P21040烟气对管壁的放热系数1W/(m2)(d+f)=1(65.27+36.82) 锅炉原理P19541热有效系数/锅炉原理P20942对流传热系数KW/(m2)/(1/1+1/2)=0.6/(1/102.09+1/2553) 锅炉原理P19343传热温差tgr -t=954.5-494.3=460.2，gr-t=800-540=260，(gr-t)/( g

23、r-t)= 460.2/260=1.771.7，(gr-t)- ( gr-t)/ln(gr-t)/ ( gr-t)=( 460.2-260)/ln(460.2/260)44对流传热量QchgrkJ/kg3.6 KtHgr/Bj=3.655.9350.6337.5/(23.87103)45误差Q%(Qdgr-Qchgr)/ Qdgr=(1010.2-997.5) /1010.246允许误差%给定11. 高温过热器冷段序号项目名称符号单位计算公式或数据来源结果1烟气进口温度gl凝渣管计算结果2烟气进口焓IglkJ/kg凝渣管计算结果3烟气出口温度gl假定4烟气出口焓IglkJ/kg烟气焓温表5烟气

24、平均温度Pj(gl+gl)/2=(954.5+770)/26烟气放热量QdglkJ/kg(Igl -Igl+Ilk)=0.995(12657.5-10209.4+0.03265)7冷段接收炉膛屏区辐射热QfglkJ/kg凝渣管结果Qfjnz/2=175.2/28高温过热器冷段总吸热QglQdgl+ Qfgl=1221.9+87.69水蒸汽容积份额rH2O/烟气特性表10三原子气体和水蒸气容积份额rn/烟气特性表11三原子气体分压力pnMPap rn=0.0980.21112辐射层有效厚度Sm结构计算书13三原子气体辐射减弱系数ky1/(m MPa)=14灰粒子辐射减弱系数kh1/(m MPa)

25、55900/=55900/15飞灰浓度hkg/kg烟气特性表16烟气辐射减弱系数k1/(m MPa)kyrn+khh=25.940.211+92.910.014717烟气黑度a/1-e-kpS=1-e-6.840.0980.18618烟气平均流通截面积Fgm2结构计算书19烟气容积Vym3/ kg烟气特性表20烟气流速wym/sBj Vy(Pj +273)/(2733600 F)23.871038.662(862.2+273)/(273360025.16)21烟气侧对流放热系数dW/(m2)锅炉课程设计P182-183，图XI，管排数12，Cz=1；1=2.26，2=2.06，Cs=1；Pj=

26、862.2，rH2O=0.065，Ct=0.92；管径d=42mm，0 Cz Cs Ct=70.94110.92锅炉原理P198，图10-622灰污系数m2/W锅炉课程设计P186， 锅炉原理P206，23减温水焓ijwkJ/kg按压力1120.098=10.976MPa，饱和水24蒸汽出口焓iglkJ/kg(Digr- Djw2ijw)/(D- Djw2)=(2203355.99-0.21449.18)/(220-0.2)25蒸汽出口温度tgl水蒸汽表，按压力1030.098MPa=10.094 MPa，(480)3318.59，(500)3370.8726蒸汽进口焓iglkJ/kgigl-

27、 QglBj/(D- Djw2)= 3357.7-1309.523.87103/(-200) 27蒸汽进口温度tgl水蒸汽表，按压力1050.098MPa=10.29 MPa，(420)3148.5 ，(440)3206.1, (460)3261.4应与屏出口吻合442.1，3212kJ/kg28蒸汽平均温度tpj(tgl+ tgl)/2=(495.3+443.7)/229 蒸汽平均比容vm3/ kg水蒸汽表，按压力1040.098MPa=10.192 MPa，(460)0.02982，(480)0.0310230蒸汽流动截面积fglm2结构计算书31蒸汽平均流速wm/s(D-Djw2)v/(

28、3600fgl)=(-300)0.03039/(36000.0965)32管壁对蒸汽对流放热系数2W/(m2)锅炉课程设计P179，图IX，dn=32mm，Cd=0.99，Cd0=0.992442.3锅炉原理P202，图10-933冷段受热面积Hglm2结构计算书34管壁灰污层温度thbtpj+(+1/2)BjQgl/(3600Hgl)= 469.5+(0.0043+1/2417.9)23.871031309.5103/(3600355)35辐射放热系数fW/(m2)锅炉课程设计P187，Pj=862.2，f=a0=0.116212.8锅炉原理P207，图10-1236受热面前烟室深度lysm

29、m结构计算书37受热面深度lmm结构计算书38受热面前烟温TysKnz+273=945.5+27339修正后的辐射放热系数fW/(m2)f1+0.4(Tys/1000)0.25(lys/l)0.07=24.71+0.4(1218.5/1000)0.25(470/950)0.0740利用系数/锅炉原理P21041烟气对管壁的放热系数1W/(m2)(d+f)=1(65.27+34.58)42热有效系数/锅炉原理P20943对流传热系数KW/(m2)/(1/1+1/2)=0.6/(1/99.85+1/2417.9)44传热温差tgl t=954.5-495.3=459.2，gl-t=770-443.7=326.3，(gl-t)/( gl-t)= 459.2 /326.3=1.41.7，(gr-t)+( gr-t)/2 =(459.2 +326.3)/245对流传热量QchglkJ/kg3.6 KtHgr/Bj=3.657.5392.8355/(23.87103)46误差Q%(Qdgr-Qchgr)/ Qd