锅炉设计说明书

140t/h中压燃煤锅炉的热力计算目录Ⅰ－1设计资料及参数........................2Ⅰ－2燃料特性.............................2Ⅰ—3确定锅炉的基本结构.....................3Ⅰ－4辅助计算.............................3（1）燃烧产物容积计算.....................3（2）空气平衡及焓温表..........................4（3）锅炉热平衡及燃料消耗量计算................9Ⅰ－5燃烧室设计及传热计算...................9（1）燃烧室尺寸的决定..........................9（2）煤粉燃烧器的型式及布置...................12（3）炉膛的热力计算............错误!未定义书签。Ⅰ－6参考文献..................................152Ⅰ－1设计资料及参数1）锅炉额定蒸汽量：Dsh''=402）蒸汽参数：①汽包工作压力：4.3MPa。②过热蒸汽压力：psh''=3.9MP③过热蒸汽温度：tsh''=450℃④给水温度：tfw=170℃3）给水压力：pfw=4.9MP4）排污率：2%pwP5）排烟温度假定值：ϑexg=126℃6）冷空气温度：tca=20℃Ⅰ－2燃料特性1）燃料名称：神府东胜煤2）煤的收到基成分：①碳arC57.33%②氢arH33.62%③氧arO9.94%④氮arN0.70%⑤硫arS0.41%⑥灰分arA15.00%⑦水分arM13.00%3）煤的干燥无灰基挥发分dafV33.64%4）煤的收到基低位发热量：Qnet,ar=21805kj、kg3Ⅰ—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。Ⅰ－4辅助计算（1）燃烧产物容积计算煤完全燃烧（=1）时理论空气量及燃烧产物容积计算见表Ⅰ－1表Ⅰ－1初始数据序号名称符号单位公式及计算结果1理论空气容积0kv3m/kg0.0889(Car+0.375Sar)+0.265Har-0.0333Oar5.73942三原子气体容积2ROv3m/kg0.01866(Car+0.375Sar)1.0733理论氮气容积20Nv3m/kg0.008Nar+0.79V4.5394理论水蒸汽容积20HOv3m/kg0.111Har+0.0124Mar+0.0161V0.6555理论烟气容积0yv3m/kg2ROv+20Nv+20HOv6.2676飞灰中纯灰份额fha0.957烟气中飞灰质量浓度fhGKg/kg100arfhAa0.14258煤的折算灰分zhAg/MJ,,10000ararnetpAQ6.879（2）空气平衡及焓温表1）烟道各处过量空气系数、各受热面的漏风系数及不同过量空气系数下燃烧产物的容积列于表Ⅰ－2中，炉膛出口处过量空气系数按表4－2取。表Ⅰ－2烟气特性表1-4烟气特性表序号名称及公式符号单位前屏至省煤器空预器热段空预器冷段1烟道进口过量空气系数（查表3-3）a'—1.201.201.242烟道出口过量空气系数（查表3-4）a—1.201.241.283烟道平均过量空气系数aav—1.201.221.265(α'+α)/24过剩空气量(αav-1)Vo⊿VNm3/kg1.1481.2621.4925水蒸汽容积VoH2O+0.0161ΔVVH2ONm3/kg0.6740.676.06796烟气总容积Vgo+1.0161(αav-1)VoVgNm3/kg7.4337.5507.7837RO2占烟气容积份额VRO2/VgrRO2—0.14430.14210.13788H2O占烟气容积份额VH2O/VgrH2O—0.09070.08950.08739RO2+H2O的容积份额rRO2+rH2Org—0.23500.23160.225110烟气质量1-Aar/100+1.306αavVoGgkg/kg9.8449.99310.29311飞灰浓度，αfa取0.95αfaAar/(100Gg)μashkg/kg0.01450.01430.013862)不同过量空气系数下燃烧产物的焓温表见表Ⅰ－3。0表Ⅰ－3烟气焓温表（见下表）1m3空气、各种气体及1kg灰的焓温度空气焓CO2N2O2H2O灰焓2026—————3039—————10013216913013215181200266357260267304169300403559392407463264400542772527551626360500684996664699794459600830122280485096756070097914619461005114766380011301704109311601335767900128119511243131915248741000143622021394147817259841100159524571545163719261096120017542717169518002131120613001913297618501963234413601400207632402009212725581571150022393504216422942779175816002403376723232461300118307170025664035248226293227206618002729430326422796345821841900289745712805296836882385200030644843296431393926251221003232511531273307416126402200339953873290348343992760烟气焓温表序号温度(℃)理论烟气焓I0g(kJ/kg)理论空气焓I0a(kJ/kg)飞灰的焓Ifa(kJ/kg)烟气的焓Ig=I0g+(α-1)I0a+Ifa(kJ/kg)α=1.2α=1.24α=1.28IgΔIgIgΔIgIgΔIg1100870.3757.511.5——1063.61089.21093.91119.922001762.31526.524.1——2152.81122.22213.9—33002682.42312.737.63182.51121.33275.0———44003630.53310.351.34303.81149.3————55004602.73925.265.35453.11173.3————66005594.04763.079.86626.41204.6————77006612.95618.194.57831.01239.2————88007664.06484.6109.39070.21258.2————99008733.77351.2124.510328.51279.9————1010009820.18240.6140.211608.41289.1————11110010910.79153.1156.212897.51292.3————12120012004.810065.5171.914189.81325.4————813130013125.810977.9193.815515.21362.3————14140014271.011913.3223.916877.51345.3————15150015402.512848.7250.518222.81347.8————16160016551.913789.9260.819570.61378.0————17170017709.214725.3294.420948.61369.0————18180018874.315660.6331.222317.71399.5————19190020052.416624.7339.923717.21379.2————20200021221.917583.1358.025.96.41396.7————21210022407.518547.2376.226493.11396.4————22220023595.119505.5393.327889.5—————93）锅炉热平衡及燃料消耗量计算Ⅰ－4锅炉热平衡及燃料消耗量序号名称符号单位计算公式或数据来源结果1燃料带入的热量QfkJ/kg≈Qnet.ar218052排烟温度ϑexg℃给定1263排烟的焓IexgkJ/kg调用函数1385.14冷空气温度tcaoC给定205理论冷空气焓IcaokJ/kg调用函数149.26机械不完全燃烧热损失q4%取用0.67化学不完全燃烧热损失q3%取用0.008排烟热损失q2%(Iexg-αexgI0ca)·(1-q4/100)/Qf×1005.449散热损失q5%取用0.2010灰渣热损失q6%取用0.0611总热损失∑q%q2+q3+q4+q5+q66.3012锅炉热效率ηb%100-∑q93.7014保热系数φ—1-q5/(ηb+q5)0.997915过热蒸汽的焓ishkJ/kg调用函数，psh=3.9MPa注3332.3116给水的焓ifwkJ/kg调用函数，pfw=4.9MPa722.1517过热蒸汽流量Dsht/h给定4018锅炉有效利用热量Q1kJ/hDsh(ish-ifw)104406.419锅炉实际燃料消耗量Bkg/hQ1/(ηbQf/100)5.1120锅炉计算燃料消耗量Bcalkg/hB(1-q4/100)/36005.08Ⅰ－5燃烧室设计及传热计算1.燃烧室尺寸的决定（1）因采用角置直流式燃烧器，炉膛采用正方形截面。按表8－39取炉膛截面热负荷Fq=2350KW/2m。炉膛截面F=42.012m，取炉膛宽a=6800mm，炉膛深b=6800mm，布置Φ60*3的水冷壁，管间距s=68mm，侧面墙的管数为101根，前后墙的管数为99根。（2）燃烧室炉墙面积的决定10Ⅰ－5炉膛结构尺寸序号名称符号单位公式及计算结果1炉膛截面热负荷FqKw/2m查表3－823502炉膛截面积F2m,,2arnetpjFQaBq47.13炉膛宽度am0.5F取整6.8004第一根凝渣管高nlhm设定5.15顶棚宽度dplma-zyl-xlcosxy4.286折焰角前端到第一排凝渣管斜管段长xlm设定0.7347折焰角宽度zylm设定1.888折焰角上倾角sy设定459折焰角下倾角xy设定3010顶棚倾角dy设定811凝渣管与炉墙距离nzlmdpal2.52012顶棚高度dphmnlh+dphtandy5.64513折焰角高度zyhmzyltanxy1.0914——nzyhmnzltanxy1.4515冷灰斗底口宽度hdlm设定1.06216冷灰斗倾角hdy设定5517冷灰斗中部宽度dtlm2hdla3.40018冷灰斗高度hdhm2tan)(bdhdyla3.8101119冷灰斗斜边长度的一半hxlmhdhdyhsin22.3320炉膛容积热负荷vqkJ/3m选定表3－716521炉膛容积lV3mjBvpnetarqQ,,671.322侧墙面积cF2maVl104.8923炉膛中部高度lzhmahlahallhhFchddzzydpdpdpnl4)(2)(2)(,,