Transcript 锅炉课设_华中科技大学
锅炉课程设计 设计题目 1 给定条件 2 设计任务 3 参考资料 4 5 设计步骤 1 设计题目 设计题目：220t/h煤粉锅炉校核辅助热力计算 锅炉热力计算方法：根据计算任务的不同，可分 为设计热力计算和校核热力计算两类。本次课程 设计属于校核计算。 校核计算主要内容：锅炉辅助设计计算，受热面 热力计算，计算数据的分析。 给定条件 2 锅 1. 额定蒸发量：De = 220t/h 2. 给水温度：tgs = 215℃ 炉 3. 给水压力：pgs = 11.57MPa 规 4. 过热蒸汽温度：tgr = 540℃ 范 5. 过热蒸汽压力：pgr = 9.8MPa 6. 周围环境温度：tlk = 20℃ 给定条件 2 7. 制粉系统：钢球磨，中储式，热 锅 风送粉 炉 8. 燃烧方式：四角切圆 规 9. 排渣方式：固态排渣 范 10. 汽水系统：见汽水系统和受热面 布置示意图 11. 烟气流程图：见锅炉结构示意图 2 给定条件 2 给定条件 给定条件 2 燃 料 特 性 1. 元素成分：Mar, Aar, Car, Har, Oar, Nar, Sar 2. 挥发分Vdaf 3. 收到基低位发热量Qar,net 4. 灰熔点：DT, ST, FT 3 设计任务 （1）燃料的燃烧计算 （2）锅炉热平衡计算 （3）炉膛传热计算 （4）计算结果分析 （5）绘制该锅炉的汽水系统图 （6）编写220t/h煤粉锅炉辅助热力计算书 4 参考资料 1. 周强泰，周克毅. 锅炉原理. 北京: 中国电力出版社， 2009. 2. 李家护，闫顺林. 锅炉课程设计指导书. 北京: 中国 电力出版社, 2007. 3. 水和水蒸汽性质表. 4. 220t/h煤粉锅炉炉膛结构尺寸示意图.（P25） 5 设计步骤 锅炉辅助热力计算过程包括原始数据整理、空气量平 衡计算、理论工况燃烧计算、烟气特性计算、锅炉热效率 及燃料消耗量估算、炉膛热力计算等步骤。 锅炉热力计算采用渐次逼近法。在计算过程中，不仅 烟气和工质在锅炉流程中的参数未知，而且如排烟温度、 热风温度等终端参数也是未知的。在具体计算过程中会同 时出现多个未知量，则需要先假定一些参数，然后再通过 计算去校准这些参数。 1. 燃料数据的分析与整理： ① 根据任务书列出锅炉参数； ② 根据任务书列出煤质分析数据。 2. 空气量平衡计算：选取并计算烟道各处的过量空气系数和 漏风系数。由于机组在运行时处于负压状态，因此沿烟气 流程存在冷空气漏入，过量空气系数逐步增大。对炉膛和 烟道各处实际空气量的计算称为锅炉的空气量平衡计算。 ① 炉膛出口过量空气系数：由燃料性质和燃烧方法决定。 表1-2 炉膛出口过量空气系数 ② 烟道漏风系数：根据表1-3 额定负荷下烟道漏风系数选取。 ③ 空气量平衡计算：选取炉膛出口过量空气系数及沿程烟道 漏风系数后，分段计算各段烟道出口过量空气系数，将结 果填入表1-5 漏风系数和过量空气系数表格中。 ④ 给定参数： 0.05； zf 0.1； pn 0 gg dg 0.025； ss xs 0.02； sk xk 0.05 3. 燃料燃烧计算：以单位质量的燃料为计算基础。包括燃烧 计算、烟气特性计算、烟气焓计算。 ① 燃烧计算：需计算出理论空气量、理论氮容积、RO2容积、 理论干烟气容积、理论水蒸气容积等，将结果填入表2-8 燃烧计算表。 ② 烟气特性计算：需计算各受热面的烟道平均过量空气系数 （即该受热面进出口过量空气系数的平均值）、干烟气容 积、水蒸气容积、烟气总容积、RO2容积份额、水蒸气容 积份额、容积飞灰浓度、烟气质量、质量飞灰浓度等。计 算结果填入表2-9。 ③ 烟气焓的计算：计算烟气焓，绘制烟气焓温表。在锅炉烟 道中，沿着烟气流程，不同部位的过量空气系数和烟温均 不同，因此烟气焓也不同。在烟气焓的计算应分段进行， 分别计算炉膛、屏式过热器、高温过热器、低温过热器、 高温省煤器、高温空预器、低温省煤器、低温空预器区段 烟气在不同温度下的焓，列成表格，作成焓温表。为了减 少计算工作量，允许只计算受热面工作烟温范围内的烟气 焓。各受热面工作的烟温区段见表2-3。 烟气焓温表 ④ 给定参数： fh 0.95 ⑤ 燃烧计算框图： 计算RO2容积 已知：燃料的种类及其元素分析成分 计算理论氮容积VN20 计算理论空气量 已知：各受热面出口过量空气系数 计算理论干烟气容积Vgy0 计算各受热面烟道平均过量空气系数αpj 计算各受热面实际干烟气容积Vgy 计算各受热面理论水蒸气容积VH2O0 计算各受热面水蒸气容积VH2O 计算各受热面实际烟气容积Vy 计算各受热面三原子气体和水蒸气容积总份额r=rRO2+rH2O 根据经验选取飞灰份额αfh 计算质量飞灰浓度μy 4. 锅炉热效率及燃料消耗量估算： ① 计算锅炉输入热量：本次设计对象为燃煤锅炉，且燃料与 空气都未采用外界热量进行预热，可认为 Qr Qar ,net ② 根据燃料与燃烧设备估取化学不完全燃烧热损失q3和机械 不完全燃烧热损失q4。设计中给定：q3 0.5%，q4 1.5% ③ 假定排烟温度，计算锅炉排烟热损失q2：由于排烟温度未 知，因此可先按表2-7假定排烟温度。推荐排烟温度：120 ~ 140℃（注意：给水温度为215℃）。根据假定排烟温度计 算q2。 ④ 选取锅炉散热损失：设计中给定：q5 0.5% 计算灰渣物理热损失：Azs<10%时忽略q6，否则按计算式 2-12和2-13计算。 ⑤ 用反平衡法计算锅炉热效率： 100 q2 q3 q4 q5 q6 ⑥ 计算锅炉燃料消耗量：由于计算时的排烟温度为假定值， 所以计算出的燃料消耗量为估算值。将上述计算结果填入 表2-14。 ⑦ 给定参数： tlk 20℃，tgs 215℃ q3 0.5%，q4 1.5%，q5 0.5% 高温过热器出口参数：p 9.9 MPa，t 540℃ 低温省煤器入口参数：p 11.57 MPa，t 215℃ ⑧ 热平衡及燃料消耗量计算框图： 5. 炉膛热力计算： ① 计算炉膛结构尺寸及烟气有效辐射层厚度：炉膛结构尺寸 示意图见图3-2，炉膛结构数据见表3-1。 ② 选取热风温度：依据燃烧方式估取热风温度，应保证燃料 的迅速点燃和稳定燃烧。依据表3-3选取，热风送粉系统选 取较高的热风温度。 ③ 计算随每千克燃料进入炉膛的有效热量Q1 ④ 计算理论燃烧温度：绝热燃烧过程中，燃料所放出的全部 热量用于加热烟气，此时烟气所能达到的温度称为理论燃 烧温度。即Q1全部转变为实际烟气焓时对应的烟气温度即 为理论燃烧温度。 ⑤ 计算火焰中心位置系数M：M=A-BX，系数A、B与燃料种 类、燃烧设备形式和布置方式有关，按表3-5开式炉膛选取。 ⑥ 估取炉膛出口烟温，计算炉膛烟气平均热容量：按表3-2选 取，且 '' 要比ST低100℃，无灰熔点数据时炉膛出口烟温 l 的选取要低于1050℃。 ⑦ 计算炉膛受热面辐射换热特性参数。 ⑧ 计算炉膛出口烟温，并核对炉膛出口烟温误差：要使炉膛 出口烟温的计算值与估计值的差值在±100℃内。 ⑨ 计算炉膛热力参数：如炉膛容积热负荷和截面热负荷等。 将上述计算结果填入表3-9。 ⑩ 炉膛校核热力计算框图： 6. 结果分析： ① 分析锅炉热效率及各项热损失的相对大小，分析各项热损 失产生原因及减少各项热损失可采取的措施。 ② 叙述热风温度和炉膛出口烟温选取的依据。比较炉膛出口 烟温计算值与估取值的误差是否在允许范围内。 7. 编写220t/h煤粉锅炉辅助热力计算书： 计算书中应包括如下内容： 目录 一、设计参数 二、任务与要求 三、空气量平衡计算 四、燃料燃烧计算 1. 燃烧计算 2. 烟气特性计算 3. 烟气焓计算 五、锅炉热效率及燃料消耗量估算 1. 锅炉输入热量 2. 各项热损失的确定 3. 锅炉热效率 4. 工质有效利用热 5. 计算燃料消耗量 六、炉膛校核热力计算 1. 炉膛结构尺寸及烟气有效辐射层厚度计算 2. 理论燃烧温度计算 3. 火焰中心位置修正系数M计算 4. 炉膛出口烟温估算 5. 炉膛受热面辐射换热特性参数计算 6. 炉膛出口烟温校对 7. 炉膛热力参数计算 七、计算结果分析 八、参考文献 九、附图：锅炉汽水系统图 主要结果一栏需要填写： 1.计算空气量平衡时：zf ，l，l'' 2.燃烧计算表2-8中的：V 0， 0.95 fh 3.锅炉热平衡及燃料消耗量计算表2-14中的： Qr，py，tlk，q2，q6，，，B，B j 4.炉膛校核热力计算表3-9中的： '' '' trk，Q1，0，（估计值）， （计算值）， l l 分组情况： 夏雨淳组：抚顺烟煤 韦世昌组：阜新烟煤 袁帅组：新汶烟煤 邢广成组：徐州烟煤 周湖组：淮南烟煤 陈军组：义马烟煤 陈小莉组：平顶山烟煤 袁清飞组：开滦烟煤 宋辉组：大同烟煤 童高组：京西无烟煤 罗诚组：阳泉无烟煤 倪继承组：焦作无烟煤 王磊组：萍乡无烟煤 申奥组：金竹山无烟煤 金达组：西山贫煤 廖星东组：淄博贫煤 Thank you!