220th超高壓燃煤鍋爐課程設(shè)計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、鍋爐課程設(shè)計的目的…………………………………………3</p><p>　　二、鍋爐設(shè)計計算主要內(nèi)容……………………………………….3</p><p>　　三、整體設(shè)計熱力計算過程順序………………………………....3</p><p>　　四、熱力設(shè)計計

2、算基本資參數(shù)………………………………….....3</p><p>　　五、鍋爐整體布置的確定</p><p>　　1、鍋爐整體的外型---選型布置…………………………………3</p><p>　　2、受熱面的布置…………………………………………………….4</p><p>　　3、汽水系統(tǒng)…………………………………………………………..4&

3、lt;/p><p><b>　　六、燃料特性</b></p><p>　　1、燃料特性及名稱…………………………………………………..4</p><p>　　2、燃料燃燒計算..................................................................................4</

4、p><p>　　3、漏風(fēng)系數(shù)和過量空氣系數(shù)………………………………………….5</p><p><b>　　七、輔助計算</b></p><p>　　1、煙氣特性表…………………………………………………………6</p><p>　　2、煙氣焓溫表——用于爐膛、屏、高過的計算…………………….6</p><

5、p>　　3、煙氣焓溫表——用于低溫過熱器、高溫省煤器的計算………….7</p><p>　　4、煙氣焓溫表——用于高溫空預(yù)器、低溫省煤器的計算………….7</p><p>　　5、煙氣焓溫表—用于低溫空預(yù)器的計算…………………………….8</p><p>　　6、鍋爐熱平衡及燃料消耗量的計算…………………………………9</p><p>

6、　　八、爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計及熱力計算</p><p>　　1、爐膛結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計…………………………………………………9</p><p>　　2、水冷壁設(shè)計………………………………….……………………..10</p><p>　　3、燃燒器結(jié)構(gòu)尺寸計算……………….…………………………11</p><p>　　4、爐膛校核熱力計算…………………………

7、……………………11</p><p>　　5、 爐膛頂棚輻射受熱面吸熱量及工質(zhì)焓增的計算…………..13</p><p>　　九、對流受熱面的熱力計算</p><p>　　1、對流受熱面計算步驟…………………………………………….14</p><p>　　2、屏式過熱器熱力計算……………………….……………………14</p>&

8、lt;p>　　3、凝渣管（或懸吊管）…………………………..…………………..18</p><p>　　4、高溫過熱器的設(shè)計及熱力計算……………..……………………..19</p><p>　　5、低溫過熱器的熱力計算……………….………………………….24</p><p>　　6、省煤器和空氣預(yù)熱器……..……………….……….………………..26</

9、p><p>　?。?）、高溫省煤器設(shè)計及熱力計算………….……………………..26</p><p>　　（2）、高溫空氣預(yù)熱器設(shè)計及熱力計算………………………29</p><p>　?。?）、低溫省煤器的設(shè)計及熱力計算…………………………33</p><p>　?。?）、低溫空氣預(yù)熱器的設(shè)計及熱力計算……………………35</p>&

10、lt;p>　　十、鍋爐熱力計算誤差檢查</p><p>　　1、尾部受熱面熱力計算誤差檢查……….……………………..37</p><p>　　2、整體熱力計算誤差檢查……………….……………………..37</p><p>　　3、排煙溫度校核……………………….………………………..38</p><p>　　4、熱空氣溫度校核…………

11、…………….……………………..38</p><p>　　參考書目……………………………………………………39</p><p>　　心得與體會 ………………………………………………… 40</p><p><b>　　鍋爐課程設(shè)計說明書</b></p><p>　　設(shè)計題目：220t/h超高壓燃煤鍋爐課程設(shè)計</

12、p><p>　　一、鍋爐課程設(shè)計的目的</p><p>　　鍋爐課程設(shè)計是《鍋爐原理》課程的重要教學(xué)實踐環(huán)節(jié)。通過課程設(shè)計來達(dá)到以下目的：對電廠鍋爐原理課程的知識得以鞏固、充實和提高；掌握鍋爐機(jī)組的熱力計算方法，學(xué)會使用熱力計算標(biāo)準(zhǔn)方法,并具有綜合考慮鍋爐機(jī)組設(shè)計與布置的初步能力</p><p>　　二、鍋爐設(shè)計計算主要內(nèi)容</p><p>　　

13、1、鍋爐輔助設(shè)計：這部分計算的目的是為后面受熱面的熱力計算提供必要的基本計算數(shù)據(jù)或圖表。</p><p>　　2、受熱面熱力計算：其中包含為熱力計算提供結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的各受熱面的結(jié)構(gòu)計算。</p><p>　　3、計算數(shù)據(jù)的分析：這部分內(nèi)容往往是鑒定設(shè)計質(zhì)量等的主要數(shù)據(jù)。</p><p>　　三、整體設(shè)計熱力計算過程順序</p><p>　　1、列

14、出熱力計算的主要原始數(shù)據(jù)，包括鍋爐的主要參數(shù)和燃料特性參數(shù)。</p><p>　　2、根據(jù)燃料、燃燒方式及鍋爐結(jié)構(gòu)布置特點，進(jìn)行鍋爐通道空氣量平衡計算。</p><p>　　3、理論工況下（a＝1）的燃燒計算。</p><p>　　4、計算鍋爐通道內(nèi)煙氣的特性參數(shù)。</p><p>　　5、繪制煙氣溫焓表。</p><p&

15、gt;　　6、鍋爐熱平衡計算和燃料消耗量的估算。</p><p>　　7、鍋爐爐膛熱力計算。</p><p>　　8、按煙氣流向?qū)Ω鱾€受熱面依次進(jìn)行熱力計算。</p><p>　　9、鍋爐整體計算誤差的校驗。</p><p>　　10、編制主要計算誤差的校驗。</p><p>　　11、設(shè)計分析及結(jié)論。</p&g

16、t;<p>　　四、熱力設(shè)計計算基本資料</p><p>　?、?、鍋爐蒸發(fā)量： De=220t/h</p><p>　?、?、給水溫度： tgs=215℃ </p><p>　?、恰⑦^熱蒸汽溫度： tgr=540℃</p><p>　?、?、過熱蒸汽壓力： Pgr=9.8MPa</p>&l

17、t;p>　?、?、制粉系統(tǒng)：中間儲藏室（熱空氣作干燥劑、鋼球筒式磨煤機(jī)，煙煤、褐煤為乏氣送粉；貧煤無煙煤為熱風(fēng)送粉）</p><p>　?、?、燃燒方式：四角切圓燃燒</p><p><b>　　⑺、排渣方式：固態(tài)</b></p><p>　　⑻、環(huán)境溫度： tlk=20℃</p><p>　　五 鍋爐整體

18、布置的確定</p><p>　　1．鍋爐整體的外型---選型布置</p><p>　　選擇型布置的理由如下</p><p>　　(1)鍋爐的排煙口在下方送，引風(fēng)機(jī)及除塵器等設(shè)備均可布置在地面，鍋爐結(jié)構(gòu)和廠房</p><p>　　較低，煙囪也建在地面上。</p><p>　　(2)對流豎井中，煙氣下行流動便于清灰，具有自

19、身除塵的能力</p><p>　?。?）各受熱面易于布置成逆流的方式，以加強對流換熱</p><p><b>　　2．受熱面的布置</b></p><p>　　在爐膛內(nèi)壁面，全部布置水冷壁受熱面，其他受熱面的布置主要受蒸汽參數(shù)、鍋爐容量和燃料性質(zhì)的影響</p><p>　　本鍋爐為高壓參數(shù)，汽化吸熱較少，加熱吸熱和過熱吸

20、熱較多，為使?fàn)t膛出口煙溫降到要求的值，保護(hù)水平煙道的對流受熱面，除在水平煙道內(nèi)布置高、低溫對流過熱器外，爐膛內(nèi)布置全輻射式的屏式過熱器，前會隔墻省煤器采用光管式水冷壁結(jié)構(gòu)；設(shè)置省煤器時，根據(jù)鍋爐的參數(shù)，省煤器出口工質(zhì)狀態(tài)選用非沸騰式，采用雙級空氣預(yù)熱器。</p><p><b>　　3．汽水系統(tǒng)</b></p><p>　　按高壓煤粉鍋爐熱力系統(tǒng)的設(shè)計要求，該鍋爐的汽

21、水系統(tǒng)的流程設(shè)計如下；</p><p><b>　　過熱蒸汽系統(tǒng)的流程</b></p><p>　　一次噴水減溫 二次噴水減溫</p><p>　　↓ ↓</p><p>　　汽包→頂棚管→低溫對流過熱器→屏式過熱器→高溫對流

22、過熱器冷段→高溫對流過熱器</p><p><b>　　熱段→汽輪機(jī)</b></p><p>　?。?）煙氣系統(tǒng)流程 ：</p><p>　　爐膛→屏式過熱器→高溫對流過熱器→低溫對流過熱器→高溫省煤器→高溫空預(yù)器→低溫省煤器→低溫空預(yù)器</p><p><b>　?。?）水系統(tǒng)的流程</b><

23、;/p><p>　　給水----低溫省煤器-----高溫省煤器-----后墻引出管------汽包------下降管----水冷壁下聯(lián)箱-----水冷壁------水冷壁上聯(lián)箱---汽包</p><p><b>　　六、燃料特性：</b></p><p>　　1. 燃料特性及名稱</p><p><b>　　燃料名

24、稱：大同煙煤</b></p><p>　　煤的收到基成分（%）：Car=70.8; Oar=7.1; Sar=2.2; Aar=11.7; Har=4.5; Nar=0.7; Mar=3;</p><p>　　煤的空氣干燥基水分：Mad=24.7%</p><p>　　煤的收到基成分低位發(fā)熱量：27800 KJ/kg</p&

25、gt;<p>　　可磨性系數(shù)： 1.05</p><p>　　灰熔點：變形溫度1350℃</p><p><b>　　2.燃料燃燒計算</b></p><p>　　1） 燃燒計算：需計算出理論空氣量、理論氮容積、RO2容積、理論干煙氣容積、理論水蒸汽容積等。計算結(jié)果見表</p><p>　　表1 燃

26、燒計算表</p><p>　　3.漏風(fēng)系數(shù)和過量空氣系數(shù) 表2</p><p><b>　　七、輔助計算：</b></p><p>　　需要計算出各受熱面的煙道平均過量空氣系數(shù)。干煙氣容積、水蒸汽容積，煙氣總?cè)莘e、RO2容積份額、三原子氣體和水蒸汽容積總份額、容積飛灰濃度、煙氣質(zhì)量、質(zhì)量飛灰濃度等。具體計算見</p><p&

27、gt;　　表3 煙氣特性表</p><p>　　3） 煙氣焓、空氣焓、蒸汽焓的計算：</p><p>　　爐膛、屏式過熱器、高溫過熱器、低溫過熱器、高溫省煤器、高溫空氣預(yù)熱器、低溫省煤器、低溫空氣預(yù)熱器等所在煙氣區(qū)域的煙氣在不同溫度下的焓，并列成表格作為溫焓表。具體見表4、5、6、7.對在鍋爐受熱面的各個部位的蒸汽或者空氣的焓值進(jìn)行計算，列成表格，作為溫焓表。具體見表</p>

28、;<p>　　表4 煙氣焓溫表——用于爐膛、屏、高過的計算</p><p>　　表5 煙氣焓溫表——用于低溫過熱器、高溫省煤器的計算</p><p>　　表6 煙氣焓溫表——用于高溫空預(yù)器、低溫省煤器的計算</p><p>　　表7 煙氣焓溫表—用于低溫空預(yù)器的計算</p><p>　　4） 鍋爐熱效率及燃料

29、熱消耗量計算：</p><p>　　1、計算鍋爐輸入熱量，包括燃料的收到基低位發(fā)熱量，燃料物理顯熱、外來熱源加熱空氣時帶入的熱量。</p><p>　　2、各項熱損失，包括化學(xué)不完全燃燒熱損失q3和機(jī)械不完全燃燒熱損失q4，鍋爐散熱損失q5，灰渣熱物理損失q6，排煙熱損失q2。具體數(shù)據(jù)見鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算見表8.</p><p>　　表8 鍋爐熱平衡及

30、燃料消耗量的計算</p><p>　　八、爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計及熱力計算</p><p>　　1．爐膛結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計</p><p>　　表#1 爐膛的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)</p><p><b>　　2．水冷壁設(shè)計</b></p><p>　　水冷壁采用涂鉻礦的水冷壁，管節(jié)距S=64mm,管子具有掛爐墻管子中心

31、和爐墻e=0,每面墻寬6533mm，側(cè)墻布置98根，前后墻布置108根，后墻水冷壁管子有折焰角處有叉管，直叉管垂直向上連接聯(lián)箱，可以承受后墻管子和爐墻的重量。</p><p>　　3．燃燒器結(jié)構(gòu)尺寸計算</p><p>　　采用角置直流式煤粉燃燒器，分布于爐膛四角。燃燒器的中心距冷灰斗為2m，每組燃燒器有兩個一次風(fēng)口，兩個二次風(fēng)口，燃燒器的設(shè)計見表。</p><p>

32、;　　4、爐膛校核熱力計算</p><p>　　5 爐膛頂棚輻射受熱面吸熱量及工質(zhì)焓增的計算</p><p>　　表#3 爐膛頂棚輻射受熱面吸熱量及工質(zhì)焓增的計算</p><p>　　九、對流受熱面的熱力計算</p><p>　　1.對流受熱面計算步驟：</p><p>　　(1)、假設(shè)受熱面出口煙氣溫度，查取相

33、應(yīng)焓值。</p><p>　　(2)、根據(jù)出口煙焓，通過Qd=φ(I’-I’’+△aIoLF)計算對流傳熱量。</p><p>　　(3)、依據(jù)煙氣側(cè)放熱量等于工質(zhì)側(cè)吸熱量原理，求取工質(zhì)出口焓和相應(yīng)溫度。</p><p>　　(4)、計算平均對流傳熱溫差。</p><p>　　(5)、計算煙氣側(cè)對流放熱系數(shù)及管壁污染系數(shù)。</p>

34、<p>　　(6)、計算工質(zhì)側(cè)對流放熱系數(shù)。</p><p>　　(7)、計算管壁污染層溫度。</p><p>　　(8)、計算煙氣黑度，及確定煙氣側(cè)輻射放熱系數(shù)。</p><p>　　(9)、計算對流放熱系數(shù)K。</p><p>　　(10)、計算對流傳熱量。與計算結(jié)果相比較，其差值應(yīng)在允許范圍之內(nèi)。否則重新假設(shè)受熱面出口煙溫

35、，重復(fù)上述計算。</p><p>　　2.屏式過熱器熱力計算：</p><p>　　屏式過熱器在熱力計算方面具有以下特點：</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)屏式過熱器屬于中間過熱器，其進(jìn)出口處的工質(zhì)參數(shù)在進(jìn)行屏的計算時往往是未知數(shù)；</p>&l

36、t;p>　　(3)屏與屏之間橫向節(jié)距大，煙氣流速低，且沖刷不完善。所以某些交換參數(shù)不同于一般對流受熱面。</p><p>　　屏的具體熱力計算見表#5</p><p>　　表#4 屏的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)計算表</p><p><b>　　2、屏的熱力計算</b></p><p>　　表#5 屏的熱力計算&l

37、t;/p><p>　　3.凝渣管（或懸吊管）</p><p><b>　　計算主要特點為：</b></p><p>　?。?）和后屏過熱器類似，也直接吸收爐膛輻射熱。當(dāng)管排少于5排時，將有部分爐膛輻射熱落在其后的受熱面上。</p><p>　?。?）凝渣管區(qū)域都布有其他附加受熱面。</p><p>　

38、　（3）凝渣管內(nèi)為汽水混合物，在沸騰狀態(tài)下進(jìn)行換熱，工質(zhì)溫度始終為飽和溫度，不可求解工質(zhì)側(cè)熱平衡式。</p><p>　?。?）凝渣管總吸熱量包含對流吸熱量和輻射吸熱量。</p><p>　　凝渣管結(jié)構(gòu)及計算見表。</p><p><b>　　凝渣管結(jié)構(gòu)及計算</b></p><p>　　4.高溫過熱器的設(shè)計及熱力計算：

39、</p><p>　　高溫過熱器分冷段和熱段兩部分。蒸汽從屏出來后，先進(jìn)入高溫對流過熱器冷段，經(jīng)過二次噴水減溫后進(jìn)入高溫對流過熱器熱段。冷段在煙道兩側(cè)為逆流，熱段在中間為順流。根據(jù)高溫過熱器結(jié)構(gòu)尺寸對高溫過熱器進(jìn)行熱力計算，具體見表4-5</p><p>　　表#7 高溫過熱器的結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　表#8 高溫過熱器的熱力計算</p&g

40、t;<p>　　5.低溫過熱器的熱力計算：</p><p>　　低溫過熱器的頂棚管在其上面，與低溫過熱器平行受熱，與低溫過熱器相比面積很小，所以把頂棚管和低溫過熱器的面積相加，當(dāng)作低溫過熱器的受熱面積。此時，低溫過熱器的蒸汽進(jìn)口是頂棚管的入口。具體熱力計算見表4-7。</p><p>　　表#9 低溫過熱器的結(jié)構(gòu)</p><p>　　表#10

41、 低溫過熱器的熱力計算</p><p>　　6.省煤器和空氣預(yù)熱器</p><p>　　省煤器和空氣預(yù)熱器為雙級布置，然煙氣流的布置順序為；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，傳熱計算順序同布置順序。</p><p>　　省煤器布置兩級受熱面，采用水平蛇形管束受熱面。采用單面進(jìn)水的方式，考慮到煤中的灰分，采用防磨措施。在管組煙氣入口處的第一、

42、第二排管、管子彎頭部分及靠前、后墻的兩排管子都裝防磨蓋板。</p><p>　　低溫省煤器的受熱面尺寸比高溫省煤器大，這是為了使高溫空氣預(yù)熱器有足夠的傳熱溫差。由于低溫省煤器的受熱面大，為了檢修方便，在受熱面中間留有0.6m的空間，相當(dāng)于有兩個管組，在每個管組煙氣入口處都裝有防磨蓋板。</p><p>　　表#11 高溫省煤器結(jié)構(gòu)尺寸計算</p><p>　　

43、表4—9高溫省煤器的熱力計算</p><p>　　表#12 高溫空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　表#13 高溫空氣預(yù)熱器的熱力計算</p><p>　　表#14 低溫省煤器的結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　表#15 低溫省煤器熱力計算</p><p>　　表#16 低

44、溫空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　表#17 低溫空氣預(yù)熱器熱力計算</p><p>　　十、鍋爐熱力計算誤差檢查</p><p>　　一 鍋爐機(jī)組各受熱面計算完成，依據(jù)最終計算的排煙溫度值取校準(zhǔn)鍋爐排煙熱損失、鍋爐機(jī)組熱效率以及鍋爐計算燃料消耗量。同時，以高溫空氣預(yù)熱器出口風(fēng)溫，校準(zhǔn)爐膛輻射吸熱量。具體熱力計算誤差檢查見表5-1、表5-2</

45、p><p>　　表*1尾部受熱面熱力計算誤差檢查</p><p>　　表*2整體熱力計算誤差檢查</p><p><b>　　二、排煙溫度校核</b></p><p>　　由空氣預(yù)熱器熱力計算知排煙溫度為154.38℃，與排煙溫度假定值145℃相差，符合要求。</p><p><b>　　三

46、、熱空氣溫度校核</b></p><p>　　有空預(yù)器熱力計算知熱空氣溫度為270℃，與假定值280℃相差10℃，符合要求。</p><p>　　表*3整體熱力計算匯總表</p><p><b>　　參考書目</b></p><p>　　1.李加護(hù)主編. 鍋爐課程設(shè)計指導(dǎo)書. 北京：中國電力出版社 2007&

47、lt;/p><p>　　2.樊泉桂主編.鍋爐原理. 北京：中國電力出版社 2007</p><p>　　3.馮俊凱,沈幼庭主編.鍋爐原理及計算.第三版.北京:科學(xué)出版社,2003.7</p><p>　　心得與體會：通過本次的鍋爐設(shè)計，讓我對整個鍋爐的流程有了一定的理解和認(rèn)識，同時，對不同換熱面的溫度變化是不相同的，以及角系數(shù)也有所不同。在設(shè)計過程我們也遇到了不少的難題

48、和阻礙，比如，在進(jìn)行校核的時候，出現(xiàn)了很多次的不在適宜范圍內(nèi)，導(dǎo)致我們又進(jìn)一步校核，此過程特別的繁瑣，但是，在我們團(tuán)隊的合作之下，我們克服了不種不同的困難與問題。我們這次的實際理念基本與鍋爐課程設(shè)計指導(dǎo)書的原則是一致的，只是在它的基礎(chǔ)上有了修改與修正。選煤上有所出別，以及過量空氣系數(shù)與汽水側(cè)壓降有所區(qū)別。在進(jìn)行各種熱損失校核的結(jié)合了實際情況。煙氣焓溫對于低溫過熱器，高溫省煤氣，以及高溫空氣預(yù)熱器等的不同。在進(jìn)行鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算