锅炉课程设计报告

锅炉课程设计

学年第学期

院系：机电动力与信息工程系

专业：热能与动力工程

学生姓名：学号：

课程设计题目：汽轮机课程设计

起迄日期:9月1日~9 月30日指导教师:

第一章绪论 (3)

1锅炉课程设计的目的和意义 (3)

第二章低温省煤器设计 (4)

2.1低温省煤器设计参数 (4)

2.2锅炉结构示意图 (5)

2.3低温省煤器的结构计算 (5)

2.3.1 低温省煤器作用 (5)

2.3.2 低温省煤器的结构计算 (6)

第三章低温省煤器 (13)

3.1 低温省煤器基本尺寸汇总 (13)

3.2低温省煤器热力计算汇总 (14)

参考文献 (19)

第一章绪论

1.1锅炉课程设计的目的和意义

锅炉课程设计是锅炉原理课程的重要教学实践环节，通过课程设计，使我对锅炉原理课程的知识得以巩固、充实和提高，提高感性认识，增强动手能力，为以后的毕业设计打下夯实的基础。并使我掌握锅炉机组的热力计算方法，初步具有综合考虑锅炉机组整体设计与布置的能力。并培养了我们对工程技术问题的严肃认真，踏实负责的态度。锅炉课程设计将我们在课堂里面学习到的知识，提升到了另一个层次，将零散的知识链接到了一起。

第二章低温省煤器设计2.1低温省煤器设计参数

表2-1

1.进口烟气温度=366℃

2.进口烟气焓=4561.13kJ/kg

3.出口烟气温度=315℃

4.出口烟气焓=3898.64kJ/kg

5.吸热量=66

6.861kJ/kg

6.出口水焓=994.386kJ/kg

7.出口水温度=230.48℃

8.进口水温度=215℃

9.计算燃料量=26591.95kJ/h

10.理论空气量=6.06113m/kg

11.灰粒平均直径=13

12.保热系数 =0.9945

2.2锅炉结构示意图

图2-1锅炉结构示意图

A-炉膛；B-水平烟道；C-尾部烟道；

1-屏式过热器；2-高温过热器；3-低温过热器；4-高温省煤器；5-高温空气预热器；6-低温省煤器；7-低温空气预热器

本课程设计的对象是6-低温省煤器

2.3低温省煤器的结构计算

2.3.1 低温省煤器作用

（1）节省燃料。在现在锅炉中，燃料燃烧生成的高温烟气，将热量传递给水冷壁、过热器和再热器后，烟气温度还很高，如不设法利用，将造成很大的热损失。在锅炉尾部装设省煤器，可降低烟气温度，减少排烟热损失，因而节省燃料。

（2）改善汽包的工作条件。由于采用省煤器，提高了进入汽包的给水温度，减少了汽包壁与给水之间的温度差而引起的热应力，从而改善了汽包的工作条件，延长了使用寿命。

(3)降低锅炉造价。由于水的加热是在省煤器中进行的，用省煤器这样的低温材料代替价格昂贵的高温水冷壁材料，从而可降低锅炉造价。

2.3.2 低温省煤器的结构计算

1.横向节距比

(2-1)

81.232

9011===

d S σ 2.纵向节距比

5.132

4822===

d S σ 3.受热面积

= (2-2)

51.765268.7032.014.32161532xs =???????

??+?=A cm 2 4.烟气流通面积

()46.1448.7032.01668.744.12y =??-??=A m 2

5.水流通面积

()112.0224024.014.3161522

s =????+?=A m 2

6.烟气有效辐射层厚度

S=0.9d （-1）（2-3）

126.0149.021=???

??-=πσσd s m （注：d 单位为m ）

2.4 低温省煤器的热力计算 1.进口烟气温度

=366℃ 2.进口烟气温焓

kJ/kg 13.4561'

yxs =h

3.出口烟气温度

=315℃ 4.出口烟气焓

查焓温图知 kJ/kg 73.3876'

'yxs

=h 见参[1]

5.低温省煤器对流吸热量

kJ/kg 861.666xsdl =Q 6.进口给水焓

查附录B-6、B-7按低温省煤器入口压力p=11.57MPa 查得见参[2]

kJ/kg 7.992'xs =h

7.出口水焓

kJ/kg 3.10737.9921000

22095

.2659186

.666'

xs j xsdl

''xs =+?=+=h D

B Q h

8.出口水温度

48.230''xs =t ℃

9.烟气流速

（2-4）

= =340.5℃

()712.92733600273y

pj y j y =??+=

A V

B w ?m/s

10.烟气侧对流放热系数

w s z 0d xs C C C a a = 查得760=a W/(m 2·℃) 见参

[2]

=s C 0.93，,=z C 0.9，,0.93

16.5993.09.093.076d xs =???=a W/(m 2·℃)

11.烟气压力

=p 0.1MPa

12.水蒸气容积份额

查烟气特性表得 07398.02=O H r 见参[3] 13.三原子气体和水蒸气容积总份额

查烟气特性表得 =r 0.2024 见参[3] 14.三原子气体辐射减弱系数

= (2-5)

74.2222

215

48.230pj =+=

T ℃

?? ??

-??? ??-????+=100074.22237.0110.1260.10.20242.100.073986.178.02.10q R =4.3591（m ）

15.灰粒的辐射减弱系数

()3

h 2

h 273T

55900

d R +=

=140.0361 1/(m ·MPa ）

16.烟气质量飞灰浓度

查烟气特性表得 3y kg/m 021.0=μ 见参[3] 17.烟气的辐射减弱系数

83.3021.00361.14002024.0395.4r y h q =?+?=+=μR R R 1/(m ·MPa ） 18.烟气黑度

0.047e 1e 1a 0.1260.13.83Rps =-=-=??--

19.管壁灰污层温度

()

75.24725249.230215252'ss ''ss hbxs

=++=+?

????+=t t t ℃ 20.烟气侧辐射放热系数

572.3047.0760f

xs =?==a a a W/（㎡·℃）

21.修正后的烟气侧放热系数

????

?-???? ??-?+=100037.011rps 2.10r 6.178.02.10pj H q 2T R O ???

????????? ?????? ??++=07.0gs qs 25.0pj f 'xs 10002734.01L L a ?

???

???????? ????? ??++=07

.025.0f

'xs 44.14.110002735.3404.01572.3a =4.834 W/（㎡·℃）

22.烟气侧放热系数

()

xs 'xs xsl a a a +=ξ 查附录B-5 取ξ=0.8 见参[2]

()194.51159.59834.48.0xsl =+=a W/（㎡·℃） 23.污染系数

εεε?+=0

sf d C C (2-6)

sf C 为修正系数取1 0ε及d C 查附录A-13得0ε=18（㎡·℃）/W 见参[2]

d C =0.46

28.818146.0=??=ε

24.平均传热温差

=- （2-7）

=366-230.49=135.51℃

=- （2-8）

=315-215=10℃

857.11610051

.135

ln 100

51.135ln

d x d xs =-=???-?=

?t t t t t ℃ 25.传热系数

12.0194

.5128.81159

.511xsl xsl xs =?+=+=

a a K ε W/（㎡·℃）

26.低温省煤器对流吸热量

= (2-9)

kJ/kg 232.51000

95.265913600

51.765857.11612.06.3xsd2=?????=

27.计算误差

6.308.23448.230'

ss ''xs =-=-=?t t t ℃<10℃

28. 低温省煤器性能保证 10'ss ''xs ±

低温省煤器出口水温度与高温省煤器进口水温度差值小于正负±10℃

图2-2

第三章低温省煤器3.1 低温省煤器基本尺寸汇总

表3-1低温省煤器结构尺寸

续表3-1

3.2低温省煤器热力计算汇总表3-2

续表3-2

参考文献

[1] 李加护闫顺林李彦丰.《锅炉课程设计指导书》.北京：中国电力出版社，2007

[2] 叶江明.《电厂锅炉原理及设备》.北京：中国电力出版社，2004

[3] 范从震主编.《锅炉原理》.北京：水利电力出版社，1986

[4] 冯俊凯沈幼庭主编.《锅炉原理及计算》.第2版.北京：科学出版社，1992

[5] 李恩辰徐合曼合编.《锅炉设备及运行》.北京:水利电力出版社，1991