某锅炉本体热力工程计算书

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资料等级:某锅炉本体热力工程计算书
发布时间:2018-4-18
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某锅炉本体热力工程计算书
第1章 概 述
锅炉的作用是将燃料燃烧产生的热量通过受热面传递给工质,将水加热成蒸汽。在锅炉内进行着燃烧、传热、水循环、通风和汽水分离等工作过程。锅炉本体的设计即是指锅炉受热面的设计。锅炉本体通常由炉膛、对流管束、辅助受热面、锅筒及构架和炉墙等组成。对锅炉本体的基本要求为:
(1)必须达到所要求的蒸发量和蒸汽参数,工作安全可靠,受热面元件必须具有足够的强度;受热面的布置和结构应使锅炉具有稳定的、良好的水循环;不发生严重的蒸汽带水现象;能适应较频繁的符合变化;受热面不产生严重结垢并具有清垢的可能性;受热面外部不产生严重的积灰、腐蚀和磨损等。
(2)提高效率,节省燃料。受热面的布置和结构,尤其是炉膛设计应和燃料及燃烧设备紧密配合,以利着火和燃尽。合理选取排烟温度,降低排烟热损失,提高锅炉效率。
(3)节约钢材和非金属材料。应综合考虑受压元件的金属耗量、一般结构件金属耗量、砖工和绝热材料耗量以及锅炉房容积和造价诸因素。
(4)提高机械化、自动化程度,改善劳动条件。
(5)制造工艺简单,便于整装或组装,便于操作和维修等。
锅炉热力计算是锅炉设计最主要的计算,它根据给定的燃料特性、给水温度和其他技术条件与预期达到的额定蒸发量、蒸汽参数和各项技术经济指标,确定锅炉各受热面所必须的结构尺寸,同时为其他各种计算提供原始数据。
锅炉热力计算按照已知的条件和计算目的的不同可以分为设计计算和校核计算两大类型。
设计计算的已知条件是:锅炉的额定参数,从锅筒中抽取的饱和蒸汽流量,锅炉排污率,燃料特性,燃烧设备的形式,煤粉制备系统的计算数据(制粉系统的漏风系数、一次风量、干燥方式及干燥风量和温度、磨煤机的型式等)以及锅炉安装地区的地质、气象资料等。进行设计计算之前还要预先选定锅炉的整体布置型式、 排烟温度和热空气温度。设计计算的目的是在额定负荷下确定锅炉各受热面的结构特性及传热面积。
校核计算则是根据已有的锅炉各受热面结构参数及传热面积和热力系统的型式,在锅炉参数、燃料种类或局部受热面面积发生变化时,通过热力计算确定各个受热面交界处的水温、气温、烟温及空气温度的值,确定锅炉的热效率和燃料消耗量等。进行校核计算可以获得非设计工况下锅炉运行的经济指标以及检验改进锅炉结构参数后的效果。
设计计算和校核计算都依据相同的传热原理、公式和资料。在设计计算时,为了计算程序上的方便,对于各个受热面也往往采用校核计算的程序,即预先根据经验布置好受热面的结构尺寸和传热面积,通过校核计算的结果校验受热面的布置是否合理和正确,如果不妥则修正受热面的布置,再进行校核。因此,对于锅炉各个受热面的热力计算在方法上可以看作是校核计算。
热力计算是沿烟气的流通方向对各受热面依次进行的。在进行各受热面的热力计算前首先要进行一些辅助计算。下面按照锅炉热力计算的一般程序分别介绍各个步骤地计算特点和要求
第2章 确定锅炉基本结构和辅助计算
2.1确定锅炉基本结构
采用单锅筒П型布置,上升烟道为燃烧室及凝渣管,水平烟道布置立式对流过热器,竖井布置两级省煤器和空气预热器。
整个炉膛全部布满水冷壁,炉膛出口凝渣管束由炉膛后墙水冷壁延伸而成,在炉膛出口处采用由后墙水冷壁构成的折焰角,以使烟气更好地充满炉膛,采用膜式水冷壁。
对流过热器分两级布置,由悬挂式蛇行管束组成,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。燃烧方式采用四角布置的直流燃烧器。选用中速磨煤机的负压直吹系统。
锅炉本体结构简图见图1。
2.2燃料数据的分析和整理
由煤的可燃挥发分 =26.64%,查文献1表2-2知所用燃料为低挥发性烟煤。
查文献2式2-11   
 =339 +1030 -109( )-25 =22264.33  kJ/kg        (2-1)
因为 =27.96%,根据文献2式2-11
22264.33-22260=4.33 <800     (2-2)
所以发热量与元素成分相等。
2.3空气平衡
炉膛出口处过量空气系数按文献1表4-2取得 =1.2,查文献1中表4-3得到烟道各处过量空气系数及各受热面漏风系数,见表2-1。
表2-1  烟道中各受热面的过量空气系数及漏风系数
2.4燃料的燃烧计算
2.4.1理论空气量和理论烟气量的计算
理论空气量的计算:
(m3/kg)(2-4)
理论水蒸气体积 的计算: 
理论水蒸气体积 包括以下三个部分:
(1)燃料中氢完全燃烧生成的水蒸气
0.111 =0.111×3.15=0.35 (m3/kg)(2-5)
(2)燃料中水分形成的水蒸气
0.0124 =0.0124×7=0.0868 (m3/kg)         (2-6)
(3)理论空气量 带入的水蒸气
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