煤粉鍋爐課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、<p>　　一、鍋爐課程設(shè)計(jì)的目的</p><p>　　鍋爐課程設(shè)計(jì)是“鍋爐原理”課程的重要教學(xué)實(shí)踐性環(huán)節(jié)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到以下目的：對(duì)鍋爐原理課程的知識(shí)得以鞏固、充實(shí)和提高；掌握鍋爐機(jī)組的熱力計(jì)算方法，學(xué)會(huì)使用《鍋爐機(jī)組熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方法》，并具有綜合考慮鍋爐機(jī)組設(shè)計(jì)與布置的初步能力；培養(yǎng)學(xué)生查閱資料、合理選擇和分析數(shù)據(jù)的能力；培養(yǎng)學(xué)生對(duì)工程技術(shù)問(wèn)題的嚴(yán)肅認(rèn)真和負(fù)責(zé)的態(tài)度。</p>&l

2、t;p>　　二、鍋爐課程設(shè)計(jì)熱力計(jì)算方法</p><p>　　根據(jù)計(jì)算任務(wù)的不同，可分為設(shè)計(jì)(結(jié)構(gòu))熱力計(jì)算和校核熱力計(jì)算兩種。</p><p>　　設(shè)計(jì)熱力計(jì)算：進(jìn)行設(shè)計(jì)新鍋爐時(shí)的熱力計(jì)算稱為設(shè)計(jì)熱力計(jì)算，簡(jiǎn)稱設(shè)計(jì)計(jì)算。設(shè)計(jì)熱力計(jì)算的任務(wù)是，在鍋爐容量和參數(shù)、燃料性質(zhì)以及某些受熱面邊界處的水、汽、風(fēng)、煙溫度給定的情況下，選定合理的爐子結(jié)構(gòu)和尺寸，并計(jì)算出各個(gè)受熱面積的數(shù)值，同時(shí)也為

3、鍋爐其他一些計(jì)算提供必要的原始資料。</p><p>　　校核熱力計(jì)算：校核熱力計(jì)算的任務(wù)是在鍋爐容量和參數(shù)、燃料性質(zhì)、鍋爐各部結(jié)構(gòu)和尺寸已知的情況下，確定各受熱面邊界處的水、汽、風(fēng)、煙溫度以及風(fēng)、煙流經(jīng)各受熱面時(shí)的速度和鍋爐效率、燃料消耗量等。校核熱力計(jì)算可幫助人們正確制定出提高鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平和改造鍋爐的合理措施，同時(shí)也為鍋爐的其他計(jì)算，如鍋爐通風(fēng)計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算以及水動(dòng)力計(jì)算等提供有關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。<

4、/p><p>　　設(shè)計(jì)計(jì)算與校核計(jì)算在計(jì)算方法上是相同的，計(jì)算時(shí)所依據(jù)的傳熱原理、公式和圖表也都是相同的，僅計(jì)算任務(wù)和所求數(shù)據(jù)不同。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)已有的鍋爐進(jìn)行改造估算時(shí)常用校核熱力計(jì)算，設(shè)計(jì)制造新鍋爐時(shí)用設(shè)計(jì)熱力計(jì)算。但隨著人們對(duì)鍋爐認(rèn)識(shí)的不斷加深，已積累了相當(dāng)多的成熟經(jīng)驗(yàn)。因此，在設(shè)計(jì)制造新鍋爐時(shí)，也多是先將鍋爐結(jié)構(gòu)等初步布置好，然后以校核熱力計(jì)算方法來(lái)進(jìn)行修正，并不直接采用設(shè)計(jì)熱力計(jì)算了。所以，掌握好校核熱力計(jì)算

5、方法是非常重要的。</p><p>　　三、校核熱力計(jì)算主要內(nèi)容</p><p>　　1．鍋爐輔助設(shè)計(jì)計(jì)算：這部分計(jì)算的目的是為后面受熱面的熱力計(jì)算提供必要的基本計(jì)算數(shù)據(jù)或圖表。</p><p>　　2．受熱面熱力計(jì)算：其中包含為熱力計(jì)算提供結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的各受熱面的結(jié)構(gòu)計(jì)算。</p><p>　　3．計(jì)算數(shù)據(jù)的分析：這部分內(nèi)容往往是鑒定設(shè)計(jì)質(zhì)量、

6、考核學(xué)生專業(yè)知識(shí)水平的主要依據(jù)．</p><p><b>　　四、熱力計(jì)算方法</b></p><p>　　鍋爐熱力計(jì)算采用漸次逼近法。在計(jì)算中，不僅煙氣和工質(zhì)在鍋爐流程中的參數(shù)是未知數(shù)，而且如排煙溫度等也是未知數(shù)。在具體的計(jì)算中往往會(huì)出現(xiàn)多個(gè)未知數(shù)，這就需要先假定一些量，然后通過(guò)計(jì)算去校準(zhǔn)它。</p><p>　　鍋爐熱力計(jì)算在確定一些主要參

7、數(shù)時(shí)，應(yīng)保證有足夠的準(zhǔn)確性。鍋爐熱力計(jì)算允許計(jì)算誤差如下表所示。</p><p><b>　　五、基本資料</b></p><p><b>　?。?）鍋爐規(guī)范</b></p><p>　　鍋爐額定蒸發(fā)量：14t/h</p><p>　　給水溫度：t=160℃</p><p>

8、　　過(guò)熱蒸汽溫度：350℃</p><p>　　制粉系統(tǒng)：中間儲(chǔ)倉(cāng)式</p><p><b>　　燃燒方式：四角切圓</b></p><p><b>　　排渣方式：固態(tài)</b></p><p><b>　　環(huán)境溫度：25℃</b></p><p><

9、;b>　　蒸汽流程</b></p><p><b>　　煙氣流程</b></p><p>　　爐膛——屏式過(guò)熱器——高溫對(duì)流過(guò)熱器——低溫對(duì)流過(guò)熱器——高溫省煤器——高溫空氣預(yù)熱器——低溫省煤器——低溫空氣預(yù)熱器</p><p>　?。?）過(guò)量空氣系數(shù)和漏風(fēng)系數(shù)</p><p>　　爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)

10、是由燃料和燃燒方法決定的，其值在1.1—1.5的范圍內(nèi)變化。</p><p>　　鍋爐空氣量平衡的計(jì)算見下表</p><p>　　漏風(fēng)系數(shù)和過(guò)量空氣系數(shù)</p><p><b>　　六、輔助計(jì)算</b></p><p>　?。?）輔助計(jì)算包括以下內(nèi)容：</p><p>　　1、燃料數(shù)據(jù)的分析和整理

11、；</p><p>　　2、鍋爐漏風(fēng)系數(shù)的確定和空氣量平衡；</p><p>　　3、燃料的燃燒計(jì)算及煙氣特性參數(shù)的確定；</p><p>　　4、鍋爐熱平衡及鍋爐熱效率、燃料消耗量的估算。</p><p>　　（2）鍋爐熱效率及燃料消耗量計(jì)算步驟</p><p>　　1、計(jì)算鍋爐輸入熱量；</p>&

12、lt;p>　　2、依照燃料及燃燒設(shè)備估計(jì)機(jī)械不完全燃燒熱損失和化學(xué)不完全燃燒熱</p><p><b>　　損失； </b></p><p>　　3、假定鍋爐排煙溫度并計(jì)算鍋爐、排煙熱損失；</p><p>　　4、確定鍋爐散熱損失和灰渣物理熱損失； </p><p>　　5、用反平衡法計(jì)算鍋爐熱效率；&l

13、t;/p><p>　　6、計(jì)算鍋爐工質(zhì)有效利用熱量；</p><p>　　7、計(jì)算鍋爐燃料消耗量。</p><p>　　鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算方框圖</p><p><b>　　燃燒計(jì)算表</b></p><p><b>　　煙氣特性表</b></p><

14、p><b>　　煙氣焓溫表</b></p><p>　　鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算</p><p><b>　　七、爐膛熱力計(jì)算</b></p><p>　?。?）爐膛校核熱力計(jì)算可按以下步驟進(jìn)行：</p><p>　　1、計(jì)算爐膛結(jié)構(gòu)尺寸及煙氣有效輻射層厚度;</p><

15、p>　　2、選取熱風(fēng)溫度，并依據(jù)有關(guān)條件計(jì)算隨每千克燃料進(jìn)人爐膛的有效熱量熱量；</p><p>　　3、根據(jù)燃料種類、燃燒設(shè)備的形式和布置方式，計(jì)算火焰中心位置的系數(shù)M；</p><p>　　4、估計(jì)爐膛出口煙溫，計(jì)算爐膛煙氣平均熱容量；</p><p>　　5、計(jì)算爐膛受熱面輻射換熱特性參數(shù)，如水冷壁的灰污系數(shù)ζ、輻射角系數(shù)x、熱有效系數(shù)等；</p&

16、gt;<p>　　6、根據(jù)燃料和燃燒方式計(jì)算火焰黑度和爐膛黑度；</p><p>　　7、計(jì)算爐膛出口煙溫；</p><p>　　8、核對(duì)爐膛出口煙溫誤差；</p><p>　　9、計(jì)算爐膛熱力參數(shù)，如爐膛容積熱強(qiáng)度等； ．</p><p>　　10、爐膛內(nèi)其他輻射受熱面的換熱計(jì)算，如屏式過(guò)熱器等。</p>

17、<p>　　爐膛校核熱力計(jì)算過(guò)程圖</p><p>　　（2）爐膛幾何特征的計(jì)算</p><p>　　1、爐膛結(jié)構(gòu)的幾何特征參數(shù)及其影響因素</p><p>　　爐膛結(jié)構(gòu)的幾何特征主要包括：</p><p><b>　　爐膛容積；</b></p><p><b>　　爐膛內(nèi)爐墻

18、總面積；</b></p><p>　　爐膛有效輻射受熱面的面積；</p><p>　　爐膛火焰有效輻射層厚度；</p><p><b>　　爐膛水冷程度。</b></p><p>　　爐膛結(jié)構(gòu)的幾何特征參數(shù)與鍋爐的設(shè)計(jì)容量、燃料特性、爐膛容積熱負(fù)荷、爐膛截面熱負(fù)荷、燃燒區(qū)域受熱面熱負(fù)荷、爐膛輻射受熱面熱負(fù)荷、

19、爐膛出口煙氣溫度等設(shè)計(jì)參數(shù)密切相關(guān)。鍋爐爐膛設(shè)計(jì)中，參照設(shè)計(jì)規(guī)范中推薦的取值范圍和選取原則，再結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)來(lái)決定這些參數(shù)的合理取值。</p><p>　　2、確定爐膛容積邊界的一般原則</p><p>　　(1)貼墻水冷壁管中心線所在的平面；</p><p>　　(2)絕熱保護(hù)層的向火表面，未敷設(shè)水冷壁的地方為爐墻內(nèi)壁面；</p><p>　

20、　(3)爐膛出口斷面：通過(guò)后屏過(guò)熱器或凝渣對(duì)流管束的第一排管子中心線的所在平面；</p><p>　　(4)爐膛底部：冷灰斗高度一半處的水平面；當(dāng)采用平爐底時(shí)的爐底平面；</p><p>　　(5)當(dāng)屏式過(guò)熱器占據(jù)整個(gè)爐膛頂部或布置于爐膛出口煙窗處而占據(jù)部分爐膛容積時(shí)，</p><p>　　則為屏式過(guò)熱器與爐膛的交界面</p><p>　　(

21、6)對(duì)于爐膛中狹長(zhǎng)容積的部分，取深度為0．5m處的截面。</p><p><b>　　爐膛結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　?。?）爐膛熱力計(jì)算</b></p><p>　　爐膛出口煙氣溫度：中小型鍋爐指凝渣管前的溫度，大容量鍋爐通常指屏式過(guò)熱器前煙溫。</p><p>　　熱空氣溫度：熱

22、風(fēng)溫度主要依據(jù)方式的要求確定。</p><p>　　灰污系數(shù)：灰污系數(shù)是考慮受熱面反向輻射對(duì)換熱影響的系數(shù)，其數(shù)值的物理單方表示火焰輻射到受熱面上的熱量最終為受熱面所吸收的份額。</p><p>　　火焰中心位置修正系數(shù)</p><p>　　爐膛容積熱負(fù)荷：爐膛窖和尺寸的確定，根據(jù)燃料特性及燃燒方法等工況條件來(lái)確定所需要的爐膛容積。</p><p

23、><b>　　爐膛截面熱負(fù)荷</b></p><p><b>　　爐膛校核熱力計(jì)算</b></p><p>　　八、對(duì)流受熱面的熱力計(jì)算</p><p>　　1、對(duì)流受熱面計(jì)算方法</p><p>　　位于出口處的半輻射受熱面，如屏式過(guò)熱器、凝渣管等，其熱力計(jì)算采用對(duì)流換熱的計(jì)算原理進(jìn)行。&l

24、t;/p><p>　　2、對(duì)流受熱面計(jì)算步驟</p><p>　　(1)假設(shè)受熱面出口煙氣溫度，查取相應(yīng)焓值</p><p>　　(2)計(jì)算對(duì)流傳熱量</p><p>　　(3)求取工質(zhì)出口焓和相應(yīng)溫度</p><p>　　(4)計(jì)算平均對(duì)流傳熱溫度</p><p>　　(5)計(jì)算煙氣側(cè)對(duì)流放熱系數(shù)

25、及管壁灰污系數(shù)</p><p>　　(6)計(jì)算工質(zhì)側(cè)對(duì)流放熱系數(shù)</p><p>　　(7)計(jì)算管壁灰污溫度</p><p><b>　　(8)計(jì)算煙氣黑度</b></p><p>　　(9)計(jì)算對(duì)流系數(shù)K</p><p>　　(10)計(jì)算對(duì)流傳熱量</p><p><

26、;b>　　3、屏式過(guò)熱器</b></p><p>　　屏式過(guò)熱器．在熱力計(jì)算方面具有以下特點(diǎn)：</p><p>　　(1)在換熱方式上，既受煙氣沖刷，又吸收爐膛及屏間高溫?zé)煔獾臒彷椛洌?lt;/p><p>　　(2)屏式過(guò)熱器多屬于中間過(guò)熱器，其進(jìn)出口處的工質(zhì)參數(shù)．在進(jìn)行屏的計(jì)算時(shí)，往往為未知數(shù)；</p><p>　　(3)屏與

27、屏之間橫向節(jié)距大，煙氣流速低，且沖刷不完善。所以．某些交換參數(shù)，如利用系數(shù)、傳熱系數(shù)等的計(jì)算方法，不同于一般對(duì)流受熱面：</p><p>　　(4)若屏進(jìn)出口工質(zhì)參數(shù)均為未知數(shù)，需先在過(guò)熱器系統(tǒng)中分級(jí)定溫，然后計(jì)算另一端的工質(zhì)參數(shù)口霞設(shè)的參數(shù)是否準(zhǔn)確，需在相應(yīng)的受熱面熱力計(jì)算之后校準(zhǔn)；</p><p>　　(5)進(jìn)行屏的熱力計(jì)算時(shí)，應(yīng)注意混合式減溫器對(duì)屏入口工質(zhì)參數(shù)的影響。</p&g

28、t;<p><b>　　九、心得體會(huì)</b></p><p>　　大四的課程設(shè)計(jì)時(shí)間特別急，一邊為工作的事關(guān)鍵，一邊在加班加點(diǎn)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。</p><p>　　在為期兩周的課程設(shè)計(jì)中我學(xué)到了很多東西，知識(shí)得以鞏固、充實(shí)和提高；掌握鍋爐機(jī)組的熱力計(jì)算方法，學(xué)會(huì)使用《鍋爐機(jī)組熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方法》，并具有綜合考慮鍋爐機(jī)組設(shè)計(jì)與布置的初步能力；增強(qiáng)了查閱資料、合

29、理選擇和分析數(shù)據(jù)的能力。</p><p><b>　　十、主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、李加護(hù)、劉彥豐主編。 《鍋爐課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》，中國(guó)電力出版社2007</p><p>　　2、丁立新主編。 《電廠鍋爐原理》，中國(guó)電力出版社2006</p><p>　　3、沈幼庭、楊瑞昌主編。 《鍋爐原理及計(jì)算》科