125MW蒸汽锅炉热力计算及初步设计
目录 1 绪论 ..................................................................................................................................................... 0 课题背景 ......................................................................................................................................... 0 锅炉的发展简况 ............................................................................................................................. 1 2 基本资料及辅助计算 ......................................................................................................................... 2 设计内容（已知条件） ............................................................................................................... 2 燃料特性 ......................................................................................................................................... 2 辅助计算 ....................................................................................................................................... 3 锅炉的空气量平衡[3] ............................................................................................................ 3 燃料燃烧计算[1] ...................................................................................................................... 6 锅炉热效率及燃料消耗量的估算[3] .................................................................................... 14 3 锅炉设计方案选择与总体布置 ..................................................................................................... 19 锅炉总体布置[5] .......................................................................................................................... 19 锅炉汽温的调节[4] ...................................................................................................................... 21 锅炉范围内主要系统[12] ............................................................................................................ 22 制粉系统 ............................................................................................................................. 22 汽水系统[9] .......................................................................................................................... 22 风烟系统 ............................................................................................................................. 23 燃油及点火系统 ................................................................................................................. 23 除渣系统 ............................................................................................................................. 23 除灰系统 ............................................................................................................................. 24 减温器 ................................................................................................................................. 24 4 热力计算及校核 ............................................................................................................................... 25 炉膛热力计算及校核 ................................................................................................................... 25 炉膛出口烟气温度[3] ............................................................................................................ 25 炉膛选型设计[2] .................................................................................................................... 25 屏式受热面的计算（后屏过热器） ......................................................................................... 37 烟道对流受热面的计算 ..................................................................................................... 39 末级过热器 ......................................................................................................................... 39 蒸汽冷却管、低再垂直段以及转向室 ............................................................................... 40 省煤器 ................................................................................................................................. 41 空气预热器 ......................................................................................................................... 42 5 锅炉的校核计算 ............................................................................................................................... 45 热力计算数据的修正[5] ................................................................................................................ 45 锅炉热平衡计算误差校核 ......................................................................................................... 45 热平衡计算误差校核 ......................................................................................................... 45 6 总结 ................................................................................................................................................... 49 7 致谢 ................................................................................................................................................... 50 参考文献 ............................................................................................................................................... 51
25MW蒸汽锅炉热力计算及初步设计
25MW蒸汽锅炉热力计算及初步设计蒸汽锅炉是一种能将热能转化为机械能或电能的设备，具有广泛的应用领域，如发电、供热等。
本文将对一台25MW蒸汽锅炉进行热力计算及初步设计。
1.热力计算(1)热负荷计算：根据实际需求和设计参数，计算出蒸汽锅炉的热负荷，即锅炉需要提供的热能量。
假设需要提供的蒸汽压力为5MPa，饱和温度为400℃，蒸汽流量为60吨/小时，则热负荷为：热负荷=流量×焓差=60×(2055-237)=120,360kW(2) 燃料需求计算：根据热负荷计算得到的结果，确定燃料的需求量。
假设燃料的热值为30MJ/kg，则燃料需求量为：燃料需求量 = 热负荷 / 燃料热值 = 120,360 / 30 = 4,012 kg/小时(3)热效率计算：热效率是指锅炉输出热量与燃料输入热量之比，反映了锅炉能源利用的程度。
热效率可通过实测或经验估算。
假设热效率为85%，则燃料输入热量为：燃料输入热量=热负荷/热效率=120,360/0.85=141,659kW2.初步设计(1)锅炉类型选择：根据热负荷大小和工艺要求，选择适合的锅炉类型。
假设选择高压水管式锅炉。
(2)锅炉参数确定：根据设计要求和生产厂家的数据，确定锅炉的参数，如压力、温度、容量等。
在本设计中，假设锅炉蒸汽压力为5MPa，饱和温度为400℃。
(3) 燃料选择：根据可用燃料种类和成本等因素，选择适合的燃料。
假设选择燃煤，煤的热值为30MJ/kg。
(4)烟气处理：根据环保要求，设计合适的烟气处理设备。
(5)锅炉结构和材料选用：根据锅炉参数和工艺要求，设计合适的锅炉结构和选用适合的材料。
(6)控制系统：设计合适的锅炉控制系统，确保锅炉运行的稳定和安全。
以上为25MW蒸汽锅炉热力计算及初步设计的简要介绍，具体的设计还需要根据实际需求和设计要求进行详细的计算和设计。
开题报告----锅炉热力计算及初步设计
[4]刘弘睿主编.工业锅炉技术标准规范应用大全.中国建筑工业出版社，2005
[5]杨世铭、陶文铨主编.传热学（第四版）.高等教育出版社
[6]沈维道、蒋智敏、童均耕合编.工程热力学.高等教育出版社.2006
[7]赵翔、任有中合编.锅炉课程设计.水利水电出版社，2003
[8]吕剑明．锅炉高效清灰剂在链条炉上的应用团．应用能源技术，2000
工业锅炉节能改造技术：1.加装燃油锅炉节能器；2.安装冷凝型燃气锅炉节能器；3.采用冷凝式余热回收锅炉技术；4.锅炉尾部采用热管余热回收技术；5.采用防垢、除垢技术；6.采用燃料添加剂技术；7.采用新燃料；8.采用富氧燃烧技术；9.采用旋流燃烧锅炉技术；10.采用空气源热泵热水机组替换技术；
三、毕业设计（论文）所采用的研究方法和手段：
六、指导教师审批意见（对选题的可行性、研究方法、进度安排作出评价，对是否开题作出决定）：
指导教师： （签名）
年 月 日
在相关资料和文献的帮助下，与日常学习和实际生产相结合，通过合理的设计和计算，得出所需的具体数据，再依托AutoCAD软件绘制出设计图。
四、主要参考文献与资料获得情况：
[1] 丁立新主编.电厂锅炉原理.中国电力出版社，2006
[2]李之光、范柏樟主编.工业锅炉手册.天津科学技术出版社，2005
[3]宋贵良主编.锅炉计算手册，辽宁科学技术出版社，2006.10
最新锅炉热力计算书
序号
锅炉热力计算书
称 符号 单 位 公 式 及
编 号 共 9 页
RLJS 第 3 页
名
计
算
数
值
一、锅炉基本参数 (一): 锅炉基本参数 1 额定供热量 2 锅炉循环水量 3 给水温度 4 给水压力（绝对压力） 5 出口水温度 6 出口水压力（绝对压力） 7 冷空气温度 8 排污率 Qgr D Tgs Pgs t″ p″ tlk ρ MW t/h ℃ ℃ ℃ % 设计取定 计算公式 设计取定 查表 设计取定 设计取定 0.7 24.005 70 1 95 1 20 2
kcal/kg 查焓温表 先假定，后校核。 《标准》公式7-49 《标准》7.3.4条 《标准》公式7-14 《标准》附表9、线算图1 《标准》附表9、线算图1 《标准》附表9、线算图1 《标准》公式7-36 《标准》公式7-45 《标准》公式7-48 《标准》公式5-19 《标准》公式7-42 《标准》公式7-41 《标准》7.2.1条取定 《标准》公式7-10 Δ Q＜Δ 计算有效 《标准》7.6.2条 kcal/kg 《标准》公式7-1 % % m ℃
锅炉厂
序号
热力计算书
称 符号 Ddl ひ＇ I＇ ひ″ I″ △t Qrp ひpj Wy ν λ Pr α d s tз Kq α α f ψ K Qcr △Q Δ
kcal/(m2.h.℃) kcal/(m2.h.℃) kcal/(m2.h.℃)
编 号 共 9 页
RLJS 第 6 页
名
单 mm ℃ ℃ ℃ ℃ m/s m2/s
kcal/kg 设计燃料数据
V°H2O m3/kg V°N2 m3/kg VRO2 m3/kg
三、热平衡参数及计算 (一): 热平衡计算 1 冷空气理论热焓 2 排烟温度 Ilk Tpy kcal/kg 《标准》附表8,公式3-35 ℃ 先假定，后校核 29.064 123.577
蒸汽锅炉的计算问题
蒸汽锅炉就是把燃料中的能量转换到蒸汽中去，而且产生的蒸汽满足一定温度、一定压力。
这里主要给大家介绍蒸汽锅炉的耗煤量计算和热损失计算。
一.耗煤量计算。
比如说蒸汽锅炉铭牌上写着锅炉热功率为1.4MW，用我们平时的话来说就是这是一台2吨的锅炉，因为0.7MW=1吨。
而1吨蒸汽锅炉的意思就是蒸汽锅炉每小时能把1吨水变成蒸汽。
而至于1吨的蒸汽锅炉烧多少煤就得根据实际情况来计算了。
就比如说一台1吨蒸汽锅炉，把1吨12度的水加热成180度的蒸汽，耗煤量是多少。
设所用煤是标准煤，标准煤即是说将收到基低位发热量为29270KJ/Kg(29270KJ/Kg=7000大卡)的燃料成为标准煤。
水的比热容按4.2大卡/Kg每摄氏度计算。
12度的水焓值为50.38KJ/Kg,180度的水焓值为2777.74KJ/Kg，那么1吨12度的水加热到1吨180度的蒸汽所需要的热值就为1*1000*(2777.74-50.38)/4.2=649371.429大卡，所以需要标煤649371.429/7000000=0.093吨。
但是这是数值是不考虑做功传热过程中的热量损失所得到的，一般在粗略计算中可以把整个过程的传热效率规定为75%，则消耗标准煤量为0.093/75%=0.124吨。
通过计算得知，把1吨12摄氏度的水加热成为180度的蒸汽大概需要0.124吨标准煤。
而如果按常规煤按照5000大卡的发热量来算，大概需要0.1736吨。
而且这里的计算过程是很理想化的，蒸汽焓值为饱和值，蒸汽都不是过热蒸汽。
这里还给大家推荐一种简便经验算法，耗煤量=锅炉功率*3600/煤燃烧热/锅炉效率，比如上题也可这样计算：耗煤量=0.7*3600/29/0.65=133公斤/每小时，这个耗煤量即是说1吨锅炉每小时的耗煤量，而不是说完成某一个完整的热力过程的耗煤量。
二.热损失计算。
蒸汽锅炉热损失计算方法炉热平衡是指在稳定运行状态下，锅炉输入热量与输出热量及各项热损失之间的热量平衡。
12第十二章 锅炉热力计算及其设计布置
第十二章锅炉热力计算及其设计布置第一节电厂锅炉整体布置及其主要设计参数的选择一、电厂锅炉的整体布置电厂锅炉的整体布置是指锅炉炉膛、蒸发受热面、过热受热面（包括辐射、半辐射和对流受热面）和尾部受热面之间的相互位置关系。
随着锅炉容量、参数和燃料性质等具体条件的不同，会产生很多不同的整体布置方案。
其中比较典型的大中型锅炉的布置方案示于图12－1中。
图12－1锅炉的典型布置方案（a）Π型；(b)Г型；（c）T型；（d）塔型；(e)半塔型；（f）箱型1、Π型布置图12－1（a）是Π型布置示意图，这是大中型锅炉最广泛采用的一种布置方式。
它由垂直柱体炉膛、水平烟道和下行对流烟道三部分组成。
Π型布置方案的优点是：锅炉和厂房的高度都较低，转动机械和笨重设备，如送吸风机、除尘器和烟囱等均可作低位布置(建筑在地面上)，因此，减轻了厂房和锅炉构架的负载。
在水平烟道中，可以采用支吊方式比较简便的悬吊式受热面。
在下行对流竖井中，受热面易于布置成逆流传热方式。
这种布置方案也便于尾部受热面的检修。
Π型布置的主要缺点是占地面积较大，烟气从炉膛进入对流烟道时要改变流动方向(转弯)，从而造成烟气速度场和飞灰浓度场的不均匀性，影响受热面的传热性能，加速受热面局部磨损。
2、Г型布置这种布置方案(图12－1（b）)与Π型方案相近似，只是取消了水平烟道。
尾部受热面和炉膛一样完全采用悬吊结构。
这种布置可以节省钢材，但取消炉膛后墙与下行对流烟道前墙之间的走廊，对尾部受热面的检修和管式空气预热器的支撑都带来不便。
3、塔型布置在塔型布置(图12－1（c）)中，它的对流烟道就布置在炉膛的上方，锅炉笔直向上发展。
这种布置的优点是取消了不宜布置受热面的转弯室，锅炉炉墙的表面积和占地面积均较小；锅炉对流烟道有自身通风作用，烟气阻力有所下降；烟气在对流受热面中不改变流动方向，受热面的局部磨损可以减轻，最适合应用于燃用多灰燃料的锅炉。
但是塔型锅炉的高度高，过热器、再热器和省煤器都布置在很高处，汽、水管道较长，在这种布置中，空气预热器、送引风机、除尘器和烟囱都采用高位布置(布置在锅炉顶部)，加重了锅炉构架和厂房的负载，使锅炉造价提高。
蒸汽加热器热力计算书
16
设计总换热面积
H
m2
Σn F1=488×4.02
1961.8
17
每根翅片管截面积
f1
m2
0.0793
迎风侧
18
空气净流通截面
f
m2
4.237
三
蒸汽消耗量计算
1
空气的平均温度
Tp
℃
(t2″+t2′)/2
90
平均温度
2
空气的比热
Cв
Kcal/m3℃
查表得
0.242
平均
温度下
3
空气侧吸热量
Qb
13
裕度
η
设计选取
1.26
14
实际布置换热面积
H′
m2
1961.8
六
风侧阻力计算
1
风侧阻力
ΔP
0.66Zwm1.725/ρ2.325
183.4
设计工况下
2
管排数
设计确定
12
3
空气平均密度
ρ
Kg/m3
查表得
0.972
平均温度下
4
质量流速
wm
Kg/sm2
V2/ f
5.95
5
质量流量
V2
Kg/s
25.2
※结论：锅炉运行时，当暖风器入口温度为20℃时，可以满足出口温度160℃的工况运行要求。
558.8
9
蒸汽消耗量
Kg/h
Qb/Δi
5500.0
四
温压计算
1
过热段温压
Δtб
℃
80.2
2
饱热段温压
Δtм
℃
蒸汽加热器热力计算书
裕度
η
设计选取
1.26
14
实际布置换热面积
H′
m2
1961.8
六
风侧阻力计算
1
风侧阻力
ΔP
0.66Zwm1.725/ρ2.325
183.4
设计工况下
2
管排数
设计确定
12
3
空气平均密度
ρ
Kg/m3
查表得
0.972
平均温度下
4
质量流速
wm
Kg/sm2
V2/ f
5.95
5
质量流量
V2
Kg/s
25.2
※结论：锅炉运行时，当暖风器入口温度为20℃时，可以满足出口温度160℃的工况运行要求。
45.6
2
空气侧翅片面积与空气侧总面积之比
Hрб
/
(D/d)2-1
(D/d)2-1+2(sрб/d-δ/d)
0.9422
3
空气侧无翅片面积与总面0.05775
4
翅片表面不均匀性系数
ψρσ
0.85
5
金属翅片的导热系数
λм
Kcal/mh℃
查表得
150
6
污染系数
ε
查表得
0
7
形状系数
558.8
9
蒸汽消耗量
Kg/h
Qb/Δi
5500.0
四
温压计算
1
过热段温压
Δtб
℃
80.2
2
饱热段温压
Δtм
℃
51.0
3
几何平均温压
Δt
℃
56.3
五
传热计算
蒸汽加热器热力计算书
平均斜向相对节距
S'
mm
(S12/4+ S22)0.5
60.5
9
光管有效长度
l
mm
设计选取
2700
10
翅片数
n
l /Sp6
1080
11
每组翅片管排列数
第一排40根，第二排39根
第三排40根
12
串联组数
组
4
13
翅片管总数
艺n
根
(41+40+41)X4
488
14
沿空气流向布置管排数
Z
排
4X3
12
15
单根翅片管表面积
12
传热面积
H
2m
Qb/a'p"
1555.4
13
裕度
n
设计选取
1.26
14
头六
风侧阻力计算
1
风侧阻力
△P
Pa
a ccr1.725 ■2.325
0.66Zwm/p
183.4
设计工 况下
2
管排数
Z
排
设计确定
12
3
空气平均密度
P
K/n?
查表得
0.972
平均温
度下
4
质量流速
wm
Kcal/kg
・ ・ !i- i
558.8
9
蒸汽消耗量
D
Kg/h
Q/△i
5500.0
四
温压计算
1
过热段温压
△仁
c
80.2
2
饱热段温压
△tM
c
51.0
锅炉热力计算书
锅炉热力计算书
锅炉热力计算书是一种计算锅炉功率和热量损失的工具，常用于电厂、石油和煤气热力发电厂、化工厂、热电联产厂等火力发电项目和能源经济及环境评价，对各种锅炉的能源消耗更具有把握性，以此来提高能源使用效率，满足使用者不断提高能源效率的需求。
锅炉热力计算书可以根据不同锅炉的形状、大小、结构参数等来分析和计算锅炉的功率和热量损失，是火力发电项目的重要工作，对锅炉的投资决策、涉及费用等有重要意义。
锅炉热力计算书一般包括一系列的工作，包括：分析锅炉的能源消耗；确定锅炉的额定，效率；分析热效率以及热损失等；计算锅炉功率，热量损失；根据温度、压力等热力数据测定锅炉功率，热量损失；深入分析其他参数；最后更新计算出的锅炉容量和功率，提出节能和效率改善的建议。
在锅炉热力计算书中，一般会深入研究锅炉的运行特征、热效率、热量损失和热力学性能比率等参数，经过该项计算，可以得出锅炉本体、热交换及冷却系统的最佳结构参数和最佳运行工况，以实现更高的能源效率。
另外，锅炉热力计算书可以为实施节能政策提供科学依据，减少环境污染，实现更加可持续的发展。
因此，锅炉热力计算书的重要性不言而喻，可以有效的提高锅炉的能源效率，改善锅炉的热力性能，节约能源，改善环境状况。
此外，还可以用来评估锅炉购买、安装和维护费用，选择最佳运行工况和锅炉热力学特性，并向有关部门提出节能建议，以实现节能减排的目的。
从实际应用的角度来看，锅炉热力计算书是一项重要的工程，对于锅炉的设计、投资、安装和运行有着重要的意义，能有效的满足用户的需求，实现节能减排和节能环保的目标。
锅炉整体热力计算和壁温计算
一、锅炉整体热力计算1 计算方法本报告根据原苏联73年颁布的适合于大容量《电站锅炉机组热力计算标准方法》，进行了锅炉机组的热力计算和中温再热器及低温过热器出口垂直段管壁金属温度计算，计算报告中所选取的有关计算参数和计算式均出自该标准的相应章节。
对所基于的计算方法的主要内容简述如下。
锅炉的整体热力计算为一典型的校核热力计算，各个受热面及锅炉整体的热力计算均需经过反复迭代和校核过程，全部热力计算过程通过计算机FORTRAN5.0高级语言编程计算完成。
管壁温度计算分别通过EXCEL 和FORTRAN5.0完成。
1．1锅炉炉膛热力计算所采用的计算炉膛出口烟气温度的关联式为：式中，M —考虑燃烧条件的影响，与炉内火焰最高温度点的位置密切相关，因此，取决于燃烧器的布置形式，运行的方式和燃烧的煤种； T ll —燃煤的理论燃烧温度，K ； Bj —锅炉的计算燃煤量；kg/h 。
1．2锅炉对流受热面传热计算的基本方程为传热方程与热平衡方程除炉膛以外的其它受热面的热力校核计算均基于传热方程和工质及烟气侧的热量平衡方程。
计算对流受热面的传热量Q c 的传热方程式为：式中，CV B T F M T cpjj a ︒--+ψ⨯=2731)1067.5(6.031111111"11ϕϑKgKJ Bjt KH Q c /∆=H —受热面面积；⊿t —冷、热流体间的温压， 热平衡方程为：既：烟气放出的热量等于蒸汽、水或空气吸收的热量。
烟气侧放热量为：工质吸热量按下列各式分别计算。
a ．屏式过热器及对流过热器，扣除来自炉膛的辐射吸热量Q fb ．布置在尾部烟道中的过热器、再热器、省煤器及直流锅炉的过渡区，按下式计算：2 计算煤种与工况2.1 计算煤质表1 设计煤质数据表(应用基)2.2 计算工况本报告根据委托合同书的计算要求，分别计算了两种不同的工况。
计算工况一 —— 设计工况计算（100％负荷）根据表1中的设计煤质数据，各设计和运行参数均按《标准》推荐的数据选取。