WNS1-1.0锅炉燃气热力计算教程文件
工业锅炉热力计算
工业锅炉热力计算提纲1、锅炉热力计算简介2、热力计算模型介绍3、软件的功能及特点4、软件的使用锅炉热力计算简介热力计算在锅炉设计、改造及经济性预测方面有着极为重要的作用，是锅炉设计中最重要、也是最复杂的技术环节。
热力计算一般需要完成每个受热面部分的迭代循环和锅炉整体的迭代循环。
受热面循环是为了达到应有的精度而进行的迭代计算，锅炉整体循环是当假设的排烟温度与实际计算温度相差较大时，在假设排烟温度调整后重新进行计算。
传统手工运算方式对设计人员经验要求很高，如果计算时对一些参数假设不合理，为达到计算要求就必须进行多次反复运算，造成运算量过大。
目前，锅炉热力计算通常都通过编制锅炉热力计算软件进行。
2锅炉热力计算简介锅炉热力计算具有通用性差，计算模型复杂，计算过程复杂等特点，现阶段各研究机构和锅炉厂家自行开发的热力计算软件都有一定的局限性：缺乏高度抽象和统一的热力计算模型；开发技术比较落后，扩展性不强；软件操作界面不够人性化；工业锅炉具有炉型更加多样化，受热面布置形式更加灵活等特点，开发一款具有一定通用性的工业锅炉热力计算软件就具有十分显著的社会效益和经济效益。
3锅炉热力计算简介热力计算简介热力计算分为设计计算和校核计算设计计算设计计算是设计新锅炉时常用的计算方法计算任务：在给定的给水温度和燃料特性的前提下确定保证达4锅炉热力计算简介热力计算简介校核计算校核计算是估计已有锅炉在非设计工况条件下的运行指标或者改造后锅炉热力性能计算计算任务：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形式在锅炉参数，燃料种类或局部受热面面积发生变化时，通过传热性能计算确定各个受热面交界处的水温、汽温、烟温及空气温度的值，确定锅炉的热效率和燃料消耗量等。
5锅炉热力计算简介设计计算和校核计算设计计算和校核计算依据相同的传热原理，区别仅在于计算任务和所求数据不同。
遵循的传热原理为：热平衡方程0Qh,bIIIl,a传热方程Qh,tKHt/Bcal6锅炉热力计算简介单个部件设计计算步骤：吸热量假定烟气温度指定受热工质温度温压传热系数传热面积7锅炉热力计算简介单个部件校核计算步骤工质的终温假定烟气的终温温压传热系数+否判断二者之差绝对值是否在合理范围受热面面积吸热量Qh,b是计算结束温度和吸热量以热平衡方程为准吸热量Qh,t8锅炉热力计算简介层燃炉炉膛热力计算方法：采用校核计算的方法，先确定炉膛几何结构参数，然后迭代求出炉膛的出口烟气温度；主要计算方程Qr0afurHrBcalT4av4Twal100q3q4q6QfurQinQaQfo100q49锅炉热力计算简介层燃炉炉膛热力计算TavTadiTfurn1n抛煤机炉取n=0.6,其它层燃炉取n=0.7TfurfurTadi1furkB0mafurp10锅炉热力计算简介燃尽室热力计算方法：采用校核计算的方法，先确定燃尽室几何结构参数，然后求出燃尽室出口烟气温度；主要计算方程0ab,cHr44QrBcalTavTwal0Qb,cIb,cl,aIb,cIb,cTavTb,cTcb,11锅炉热力计算简介燃油燃气锅炉炉胆热力计算方法：采用校核计算方法；主要计算方程CHrQrBcalTav4Twal4100100Tav0.9TadiTl12锅炉热力计算简介对流受热面热力计算锅炉中的对流受热面主要有锅炉管束、对流过热器、省煤器、空预器等，在这些受热面中，高温烟气主要以对流的方式进行放热。
锅炉热力计算课件
通过热力计算，可以预测和评估锅炉在各种工况下 的性能表现和安全风险，及时发现和解决潜在问题 ，提高设备的安全性和可靠性。
锅炉热力计算的基本原理
能量守恒原理
能量守恒是热力计算的基本原理，即能量不能凭空产生也不能凭空消失，只能从一种形式 转化为另一种形式。在锅炉热力计算中，通过能量守恒原理可以建立各种能量平衡方程式 ，用于求解各种参数。
加强锅炉保温，减少热量散失 ，提高热效率。同时，定期维 护和检查锅炉及管道的保温层 ，确保其完好有效。
THANK YOU
感谢聆听
根据传热面积和锅炉结构，合理布置 各受热面。
根据传热面积，确定各受热面的结构尺寸
材料选择
根据受热面的工作温度、压力和腐蚀条件，选择合适的材料 。
结构尺寸设计
根据传热面积、材料属性和制造工艺，设计各受热面的结构 尺寸。
04
锅炉热力计算的实例分析
实例一：工业锅炉的热力计算
总结词
工业锅炉热力计算涉及燃料燃烧、热量传递和工质加热等过程， 需要综合考虑燃烧效率、热效率和经济性等因素。
详细描述
工业锅炉通常采用固体、液体或气体燃料，通过燃烧产生热量， 加热给水或蒸汽。热力计算的主要目的是确定锅炉各部分受热面 的传热面积、传热系数、热流量等参数，从而优化锅炉设计，提 高运行效率。
实例二：电站锅炉的热力计算
总结词
电站锅炉热力计算涉及高温、高压和高效率的工况，需要精确控制燃烧过程和蒸汽参数，以满足电网和汽轮机的 需求。
根据使用需求，确定锅炉的蒸汽量或供热量。
确定锅炉的热效率
热效率计算
根据锅炉的实际运行数据，采用合适 的公式计算热效率。
热效率标准
参考国家和行业标准，确定锅炉应达 到的热效率指标。
锅炉热力计算
式中： 为保热系数，考虑炉膛向外部环境散热的系数
1 q5 (14 4) gq5
4/12
炉内烟气放热量
VC pj 为温度Ta 至 T 之间燃烧产物的平均热容量
式中：I
0 rk
、I 0lk
分别为理论热空气、冷空气的焓，KJ/Kg。
5/12
炉膛出口烟气温度及 辐射传热量计算式
高温烟气和管壁间辐射换热量应等于炉内烟气的放热量，由此可得 炉内辐射传热基本方程式
a 0 p F jT h 4 y B jV p(C T ja T ）
根据相似理论将上述方程变换为无因次相似准则方程可得到炉膛出
Q d f ( I I I 0 f ) ， k / k J （ 1 g 4 ） 5
I I 0 y ( 1 )I k 0,k/k Jg I I 0 y ( 1 ) I k 0 ,k /k J
对于空气预热器以外的各
对流受热面，漏风焓值
I
0 f
取冷空气温度（20～30℃） 计算
对管式空气预热器，I
0 f
按该段空气预热器进、出口 空气温度的平均值计算
1/22
工质对流吸热量Qdx
过热器和省煤器：
Q dxB D j(ii)k , /J k g(1 57)
屏式过热器及吸收炉内辐射热的 对流过热器：
Q dx B D j(ii)Q f,k/J k g(1 5 6) Q f Q f Q f ,k / k J ( 1 g 9 ) 5
口烟气温度计算式
T
Ta
MaB0j VFC pTaj3
,K （ 144） 3 0.61
锅炉热力计算方法
锅炉热力计算方法一、热力计算的任务开发一台新型锅炉产品时首先要做好设计工作，设计中要对锅炉的性能、结构、经济性和可靠性等各方面进行各种计算，以有定量的了解。
这些计算包括锅炉热力计算、水循环或水动力计算、空气动力计算、烟气阻力计算、管子金属壁温计算、强度计算、炉墙和构架计算等，而热力计算则是这些计算中最主要和基础的计算，并为其他计算提供所需的数据资料。
设计新锅炉时的热力计算称为设计热力计算（也称设计计算）。
其任务是在给定的给水温度和燃料特性的前提下，为达到额定蒸发量和蒸汽参数以及选定的经济指标，计算、确定锅炉机组的炉膛尺寸及各个受热面的结构和尺寸，并确定锅炉的热效率和燃料消耗量、各受热面进出口处的烟温和工质温度、吸热量以及烟速和工质流速等，为选择辅机设备和进行上述其他各项计算提供原始资料。
设计计算是在锅炉的额定负荷下进行的，为了预计锅炉在其他负荷下的工作特性，以及锅炉在燃用非设计燃料时的热力特性，都要重新进行热力计算，称之为校核热力计算（也称校核计算）。
其任务是在已定的锅炉结构和受热面积条件下，对锅炉负荷、燃料、运行工况或某些结构变化时，求取各受热面进出口处的工质温度和速度、烟气温度和速度、锅炉热效率、燃料消耗量、空气和烟气量等。
目的是为了得到锅炉在非设计工况条件下运行的经济指标，为锅炉结构改进、选择辅机设备和其他各项计算提供原始数据和资料。
设计计算和校核计算所用的计算方法基本相同，即计算时所依据的传热原理、计算公式和图表都是相同的，其差别仅仅是计算任务和所求数据不同。
但做校核计算时，不仅烟气的中间温度和内部介质温度是未知数，而且排烟温度、预热空气温度，甚至有时连过热蒸汽出口温度都是未知数，因此，校核计算时要预先假定这些未知数，然后用逐步逼近法去最后确定之。
二、热力计算的顺序设计计算和校核计算的目的不同，而在进行具体计算时都采用校核计算的方法。
即使对新锅炉做设计计算时，也是预先布置好受热面，然后用校核计算的方法计算。
锅炉原理锅炉热力计算PPT教案
20
第三节 对流受热面传热计算
2. 基本公式
（1）烟气对流放热量
Qcre (I ' I '' Ic0a )
I’：受热面前烟气焓 I”：受热面前烟气焓 Ica0：漏入空气焓
（2）工质对流吸热量
Qcab
D Bcal
(i''
i' )
（3）传热方程
Qctr
KH T Bcal
第19页/共41页
i’：受热面进口工质焓 i”：受热面出口工质焓 D：受热面内工质流量
第16页/共41页
第二节 炉膛传热计算
8. 炉内热负荷分布规律
炉膛平均热负荷
h
qaf v
Q H
h
hf
hf
kW/m2
i
i
1
1
18
第17页/共41页
19
第三节 对流受热面传热计算 1. 基本任务
受热面吸热量 ↓
需要布置的受热面积
设计计算
已知的受热面积 ↓
受热面吸热量，工质和烟气进出口温度
校核计算
第18页/共41页
烟气和工质
对流放热系数 辐射放热系数
进出口温度 第27页/共41页
t'' t '
过热器
θ''
29
第三节 对流受热面传热计算
5. 特殊问题
（1）带喷水减温的过热器
能量平衡 D1i1'' Dis D2i2'
物质平衡 D1 D D2
i1''
D2i2' D2
Dis D
i2'
D1i1''＋Dis D1＋D
WNS1-1.0-Y(Q)锅炉燃气稳定保温计算
2 3 4 5
炉墙绝对温度 炉墙内表面温度 炉墙内表面最高温度 炉墙外表面温度
T3
tn tmax tw
K
℃ ℃ ℃
=T1
T3-273=741-273 无水冷壁,tn即为内表面最高温度 设计给定
序号 6 7 8 9
符号 炉墙外表面绝对温度 Tw
耐火混凝土层厚度 耐火层外壁温度 耐火混凝土导热率
名
称
单位 K m
热力计算 热力计算 热力计算
后烟箱内烟气温度
后烟箱内烟气绝对温度
K
℃ K ℃
常压节能器出口烟温
冷凝器出口烟气绝对温度
t sm
T lnq
锅筒保温层 tw 保温层外表面绝对温度 Tw 空气温度 tk 空气绝对温度 Tk 岩棉层厚度 δ 3 岩棉导热率 λ 3 耐火层热阻 R3 保温层内壁温度 tn
保温层外表面温度 （Tw/100） （Tk/100）
4 4
K
℃
设计给定 tk+273=50+273 计算规定 tk+273=25+273 设计给定 查岩棉性表 δ 3/λ 3=0.040÷0.05 设计给定
K m
W/(m.℃) m2.℃/W
℃
保温层外表辐射系数
C
W/(m2.℃)
按公式9.1-20，标注选取，金属护板
2 .8 4 t w t k Tk T C ( w ) 4 ( )4 100 100 tw tk
数
值 10.48
12 保温层外表面放热系数 as 13 保温层总热阻 14 保温层热损失 ∑R q5
m2.℃/W
2
2
3 1 3 as
=0.060÷0.05＋1÷10.48
wns型燃气锅炉使用说明
WNS型燃气锅炉使用说明一、使用1操作前的准备工作：1.1 检查燃烧系统各天然气管道、接口，蒸汽管道，给水管道，排污管道是否正常。
1.2 检查烟道门的烟气调节门开关是否灵活。
1.3 检查给水设备是否正常。
1.4 检查各密封面是否严密，烟气通道是否畅通。
1.5 检查水位是否在极限低水位以上。
1.6 检查进气调节阀开度及送风档板开度是否在低负荷位置。
1.7 检查程序控制器是否在零位。
2以上检查均正常后，合上控制电源，按下启动按钮，锅炉自动进入程序点火启动。
3升火与供汽：3.1 锅炉升火前应进行全面检查，未进水前必须关闭排污阀，开启一只安全阀让锅筒内空气可以排出。
3.2 将已处理的水注入锅炉内，进水温度一般不高于40℃，当锅内水位升至水位表最低水位时，即关闭给水阀门，待锅内水位稳定，观察水位有否降低。
3.2 升火后应随时注意锅内水位，因为加热后水位线会上升，如超过最高水位线可进行排污。
3.3 当开启的一只安全阀内冒蒸汽时，应及时关闭安全阀，当汽压升到2-3个表大气压时，检查人孔及手孔是否泄漏，如有渗漏现象，应拧紧人孔及手孔盖螺栓，同时检查排污阀是否严密无漏。
3.4 当锅炉内汽压逐渐升高时，应注意锅炉内各部件有无特别响声，如有应立即检查，必要时应立即停炉检查，解除故障后方可继续运行。
3.5 当锅炉内汽压接近工作压力，可准备向外供汽，供汽同时应将主汽阀微微开启，让微量蒸汽进行暖管，同时将管路上的泄水阀开启，泄出冷凝水，暖管时间根据管道长度、直径、蒸汽温度等情况决定，一般不少于10分钟。
暖管时应注意管道的膨胀和管道支架的情况，如发现不正常的情况应停止暖管并消除故障和缺陷。
3.6 待管路已热，管路上冷凝水逐步减少后，方可全开主汽阀，开启时应缓缓进行，同时注意锅炉各部件有否特殊响声，如有应立即检查，必要时停炉检查。
3.7 主汽阀完全开启后，应将主汽阀手轮推回半圈，以防热膨胀后不能转动等现象；为了防止吊水（蒸汽带水），主汽阀也不应开得过大，一般控制在11/2～2圈之间，在燃烧工况正常下，即可达到额定压力。
WNS1-1.0-Y(Q)吨燃气蒸汽锅炉清单参数-
WNS1-1.0-Y（Q）燃油气蒸汽锅炉单台配套辅机清单
序号
货物名称
规格型号
单位
数量
产地
备注
1
锅炉主机
WNS1-1.0-Y（Q）
台
1
热丰
不含
尾部受热面
2
全自动控制柜
RF-II
台
1
热丰
组件
3
烟囱
φ350
米
8
热丰
4
燃气燃烧机
BGN 60 P
台
1
利雅路
1.1KW
5
节能器
台
1
厂配
6
全自动水处理
套
1
厂配
7
补水泵
台
1
河北
11
阀门与仪表
⑴
全启式弹簧安全阀
A48Y-1.6C
只
2
郑州
PN1.6 DN40
⑵
出汽阀
J41H-1.6
只1Leabharlann 郑州PN1.6 DN50
⑶
给水阀
J41H-1.6/ H41H-1.6
只
1
郑州
PN1.6 DN25
⑷
排污阀
P48H-1.6Q/Z41H-1.6Q
只
1
郑州
PN1.6 DN40
⑸
板式水位计
X49F-1.6
套
2
郑州
PN1.6 DN25
⑹
水位控制报警器
UDZ-453A-G
只
1
郑州
PN1.6 DN25
⑺
压力表
Y100
只
1
郑州
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( I py-α py I l k) / Q r (100- q 4)=﹙ 2619.551×248.5﹚×﹙100－0﹚÷
35588
10 散热损失 11 灰渣物理热损失
12 锅炉总热损失
13 锅炉热效率 14 额定蒸汽温度 15 额定蒸汽焓 16 给水温度 17 给水焓 18 排污率 19 锅炉有效利用热
1
0.0476
2
CO
1 2
H2
4.2 10 4
H2S
2CH 4
(m
n 4 )Cm H n
7 105 S
O2
=0.0476×﹙0.5×0.1+0.5×1+4.2×400÷
1000000÷100000＋2×95＋3×2.4＋7×100÷
100000÷1000000－0﹚
2 N2 理论容积
VN20 m3/m3
结果 9.4129
7.4462 0.9800 2.1095
Ⅳ.各受热面烟道中烟气特性表：
序号
名称
符号 单位
1 出口过量空气系数 α
2 漏风系数
△α
计算公式或来源 给定 给定
3 实际水蒸气容积
VH2O
m3/m3
VH 2O VHo2O 0.0161 ( 1)VKO =2.1095＋ 0.0161×﹙1.1－1﹚×7.4462
14
空气带入炉内 热量
△α tl k Il k tr k I rk
℃ KJ/m3
℃ KJ/m3
设计给定 设计给定 设计给定冷空气温度决定 先按没有空气预热器 先按没有空气预热器
Qk
KJ/m3
(α ′′-△ α) I r k+△α ×I l k=(1.10.1)×248.5+0.1×248.5
15 炉膛入炉热量
序号 名 称 符号 单位
计算公式或来源
1 炉膛容积
Vl
m3
πd12h1/4=3.14×0.6×0.6×2.1/4
2 炉墙面积
Fl
3 辐射层有效厚度 S
4
炉墙水冷壁有效 角系数
x
5 水冷壁灰污系数 ζ
6 热有效系数
Ψ
7 炉膛辐射受热面 H f
积
炉膛出口过量空 8 气系数
α′ ′
πd1h1+2πd21/4=3.14×0.6×2.1+2 m2 ×3.14×0.6×0.6/4
设计给定 设计给定
20 燃料消耗量
B
m3/h 100Q 1/ (Q net.q﹒η )=100×3600×700÷
(89.24×35588)
21 计算燃料消耗量 B j m3/h
B (1- q 4/100)=79.35×(1-0÷100)
22 保热系数 Ⅵ.炉膛热力计算
ψ
/ 1- q 5 / (η + q 5)=1-3.6÷(89.24+3.6)
m
3.6 V l / F l=3.6×0.593÷4.52
查计算标准6－04，线算图1
查计算标准6－20，表6－2
xζ=1×0.55
m2
πd1h1+πd21/4=3.14×0.6×2.1+× 3.14×0.6×0.6/4
设计给定
数值 35588.00 20.0 248.5 165.00 2619.55 0.00
q
VH 2O VH 2O / Vy= 2.1247÷11.4770 rRO2+ rH2O=0.0854+0.1851
数值 1.1 0.1
2.1247
11.4770 0.0854 0.1851 0.2705
Ⅴ.锅炉热平衡及燃料消耗量计算
序号 名 称
1 燃料低位发热值
2 冷空气温度
3 冷空气理论热焓
4 烟气总容积
Vy
m3/m3
Vy VRo2O VNo2 VH 2O ( 1)VKO =0.9800+7.4462 +2.1095=﹙1.1-1﹚×9.4129
5 RO2容积份额
rRO2
VRO2
Vo RO 2
/Vy
=0.9800÷11.4770
6 H2O容积份额
rH2O
r 7 三原子气体容积份额 Nhomakorabea4 排烟温度
5 排烟热焓
6
固体不完全燃烧 热损失
7
气体不完全燃烧 热损失
8
排烟过量空气系 数
符号 Qnet.
q tl k
单位
KJ/m3
℃
I l k KJ/m3
θ l〞 ℃
I l〞 KJ/m3
q4
%
q3
%
α py
9 排烟热损失
q2
%
计算公式或来源 设计给定 设计给定 查焓温表 设计给定
根据θ l〞及α pj查烟气焓温表 查计算标准5-02
0.50 1.00
6.66
3.60 0.00 10.76 89.24 184.00 2780.20 20.00 84.10 2.0 700.00 79.35
79.35 0.96
数值
0.593
4.52
0.47 1.00 0.55 0.55 4.24
1.10
9 炉膛漏风系数 10 冷空气温度 11 冷空气焓 12 热空气温度 13 热空气焓
20 20
CH4 %
95
CmHn %
2.4
H2
%
1
应用基成分 %
CO %
0.1
CO2 %
0.5
N2
%
1
O2
%
0
H2S mg/m3
400
S mg/m3
100
H2O mg/m3
1
QNet.q KJ/m3
Ⅲ.理论空气量，烟气理论容积的计算：
35588
序号
名称
1 理论空气重量
符号 单位 V0 m3/m3
计算公式
q5
%
q6
%
∑q %
η%
t
℃
I KJ/kg
t gs
℃
i 1 KJ/kg
ρ%
Q 1 kj/s
查计算标准5-01
∑q = q 2 +q 3 +q 4 +q 5 +q 6=6.66+0.5+0+3.6+0 100-∑ q=﹙1-10.76÷100﹚×100
设计给定 查附录Ⅱ，一 常压节能器出口温度 常压节能器出口焓值
WNS1-1.0-Y(Q)型
全自动燃油（气）蒸汽锅炉
热力计算书
(燃气)
计 算： 校 核： 审 核：
二○一三年三月
Ⅰ.锅炉规范：
1 额定蒸发量
D kg
2 额定蒸汽压力
P MPa
3 额定蒸汽温度
t1
℃
4
常压节能器出口 温度
t2
℃
5 给水温度
t３ ℃
6 冷空气温度
tl k
℃
Ⅱ.燃料特性：
1000 1.00 184.00 90.4
16 理论燃烧温度 17 绝对燃烧温度 18 炉膛出口烟温 19 炉膛出口烟焓 20 炉膛出口绝对温度
21 烟气平均热容量
N 2 0.79V 0 0.01×1＋0.79×9.4129 100
3 RO2理论容积
VRO2 m3/m3 0.01(CO2 CO CmHn) =0.01×（0.5+0.1+95+2.4﹚
4 H2O理论容积
VH2O0
m3/m3
0.01(H 2
n 2
CmHn)
0.0161VK0
0.01
×﹙1＋2×95＋2×2.4＋0.0161×9.4129