220th高压煤粉锅炉热力计算
目录
前言
第一节
锅炉课程设计任务书 (1)
第二节
煤的元素分析数据校核和煤种判别 (2)
第三节
锅炉整体布置的确定 (3)
第四节
燃料产物和锅炉热平衡计算 (4)
第五节
炉膛设计和热力计算 (6)
第六节
屏式过热器热力计算 (12)
第七节
高温对流过热器的计算 (15)
第八节
低温对流过热器的计算 (17)
第九节
转向烟室的计算 (19)
第十节
减温水量的校核 (21)
第十一节
省煤器的计算 (21)
第十二节
空气预热器的计算 (23)
第十三节
热力计算数据的修正和计算结果汇总 (27)
第十四节
锅炉设计说明书 (29)
参考文献 (31)
前言
《锅炉原理》是一门涉及基础理论面较广，而专业实践性较强的课程。该
课程的教学必须有相应的实践教学环节相配合，而课程设计就是让学生全面运用所学的锅炉原理知识设计一台锅炉，因此，它是《锅炉原理》课程理论联系实际的重要教学环节。它对加强学生的能力培养起着重要的作用。
本设计说明书详细的记录了锅炉本体各受热面的结构特征和工作过程，内容包括锅炉受热面，锅炉炉膛的辐射传热及计算。对流受热面的传热及计算，锅炉受热面的布置原理和热力计算，受热面外部工作过程，锅炉蒸汽参数的变化特性与调节空气动力计算等。
由于知识掌握程度有限以及三周的设计时间对于我们难免有些仓促，此次设计一定存在一些错误和遗漏。
220t/h高压煤粉锅炉热力计算
第1章设计任务书
1.1设计题目 220t/h高压煤粉锅炉
1.2原始资料
(1)、锅炉额定蒸发量；D1=220t/h
(2)、过热蒸汽压力： P1=9.9MP
(3)、过热蒸汽温度；t1=540℃
(4)、给水温度；t gs=215℃
(5)、给水压力；p gs=11.3Mpa
=1.5%
(6)、排污率； P
pw
(7)、周围环境温度；t lk=20℃
(8)含湿量d=10g/kg
(9)、燃料特性
①燃料名称：龙凤洗中煤
②煤的收到基成分（%）：C ar=42.9；O ar=7.5；S ar=0.5；H ar=3.4；N ar=0.9；
M ar=15；A ar=29.8
③煤的干燥无灰基挥发份；V daf=47.0%
④煤的低位发热量；Q ar,netw=16760kJ/kg
⑤灰熔点：DT=1380℃、ST=1400℃、FT>1400℃
(13)制粉系统中间储仓式，乏气送粉，筒式钢球磨煤机
(14)汽包工作压力10.3Mpa（表压）
第2章煤的元素分析数据校核和煤种判别
2.1煤的元素各成分之和为100%的校核
C ar+O ar+S ar+H ar +N ar +M ar +A ar =42.9+7.5+0.5+3.4+0.9+15+29.8=100%
2.2元素分析数据校核
（1）干燥无灰基元素成分的计算
干燥无灰基元素成分与收到基元素成分之间的转换因子为
K daf =100/（100—M ar —A ar ）=100/（100-15-29.8）=1.816
则干燥无灰基元素成分应为
C daf =K daf ×C ar =77.6 H r =K daf ×H at =6.2 O daf r =K daf ×O ar =13.6 N daf =K daf ×N ar =1.7 S daf =K daf ×S ar =0.9
（2）干燥基灰分的计算
A d =100A a /（100-M ar ）r =15%
（3）干燥无灰基低位发热量的计算
Q daf,net =(Q ar,net +25×M ar )
=--ar
ar A M 100100
（16760+375）100/（100-15-29.8）=31042（kJ/kg ）
（4）干燥无灰基低位发热量（门德雷也夫公式计算值）的计算
Q https://www.wendangku.net/doc/754450421.html, =339C daf +1030H daf -109(O daf -S daf )=31308(kJ/kg) Q https://www.wendangku.net/doc/754450421.html, -Q daf '.net =31308-31042=266(kJ/kg)
因为266KJ/kg ＜800KJ/kg ，(A>25%) 所以元素分析是正确的。 2.3煤种判别； （1）煤种判别
由燃料特性得知V daf =47.0%＞20%，而且Q https://www.wendangku.net/doc/754450421.html, =16760J/kg<18840 kJ/kg ，所以属于劣质烟煤。 （2）折算成分的计算
A ar,zs =net
Qar Aar
,4187?(%)=7.44%
M ar,zs =net
Qar War
,4178?(%)=3.74%
S ar,zs =
net
Qar Sar
,4178?(%)=0.12%
此煤属于高灰的煤。
第3章 锅炉整体布置的确定
3.1 炉整体的外型——选Π型布置 选择Π形布置的理由如下：
(1)锅炉排烟口在下方送、引风机及除尘器等设备均可布置在地面，锅炉结构和厂房较低，
烟囱也建在地面上；
(2)对流竖井中，烟气下行流动便于清灰，具有自身除尘的能力； (3)各受热面易于布置成逆流的方式，以加强对流换热； (4)机炉之间的连接不长。 3.2受热面的布置
在炉膛内壁面，全部布置水冷壁受热面，其他受热面的布置主要受蒸汽参数、锅炉容量和燃料性质的影响。
本锅炉为超高压参数，汽化吸热较少，加热吸热和过热吸热较多。为使炉膛出口烟温降到要求的值，保护水平烟道的对流受热面，除在水平烟道内布置高、低温对流过热器外，炉膛出口布置半辐射式的屏式过热器。前后隔墙省煤器采用膜式水冷壁结构。设置省煤器时，根据锅炉的参数，省煤器出口工质状态选用非沸腾式的，采用单级空气预热器。
在省煤器的烟道转弯处，设置落灰斗，由于转弯处离心力的作用，颗粒较大的灰粒顺落灰斗下降，有利于防止回转式空气预热器的堵灰，减轻除尘设备的负担。 3.3汽水系统
按超高压大容量锅炉热力系统的设计要求，该锅炉的汽水系统的流程设计如下： （1）过热蒸汽系统的流程
汽包——顶棚过热器进口联箱——炉顶及尾部包覆过热器管束——尾部包覆过热器后集箱——尾部左右侧包覆过热器上集箱——一尾部左右侧包覆过热器管束（下降）——尾部左右侧包覆过热器下前集箱——水平烟道左右侧包覆过热器管束（上升）——水平烟道左右侧包覆过热器上集箱——低温过热器——一级减温——屛式过热器——二级减温——高温对流过热器——对流过热器管束——对流过热器出口集箱——集汽集箱——汽轮机。
（2）水系统的流程
给水——省煤器进口联箱——省煤器管束——省煤器出口集箱——前、后隔墙省煤器进口集箱及管束——后墙引出管——汽包——下降管——水冷壁下联箱——水冷壁——上联箱——汽包。
第4章 燃烧产物和锅炉热平衡计算
4.1燃烧产物计算
燃烧产物计算公式略，只给出如下计算结果。 (1)理论烟气量及理论烟气容积
理论烟气量V 0
==-++ar ar ar ar O H S C 0333.0265.0)375.0(089.0 4.476Nm 3
/kg ；
理论氮气容积V
N2=079.0100
8
.0V N ar
+=3.543 Nm 3/kg ； 三原子气体RO 2的容积V RO2=07.0100
866
.1V C ar
+=0.804 Nm 3/kg ； 理论水蒸气容积V
H2O =00161.0100
24.11001
.11V M
H ar ar ++=0.635 Nm 3/kg ； 理论烟气容积V 0y = V RO2 +V 0
N2+V 0H2O =4.982Nm 3
/kg
(2)空气平衡表及烟气特性表
根据该锅炉的燃料属优质燃料，可选取炉膛出口过量空气系数=1.15，选取各受热面烟道的漏风系数，然后列出空气平衡表，如表4?1。根据上述计算出的数据，又选取炉渣份额后计算得飞灰份额=0.9，计算表4?2列出各项，此表为烟气特性表。
表4?1 空气平衡表
(3)烟气焓温表
计算表4?2列出的各项，此表为烟气焓温表。
4.2热平衡及燃料消耗量计算
锅炉热平衡及燃料消耗量计算，如表4?4所示。
表4?4锅炉热平衡及燃料消耗量计算
第5章炉膛设计和热力计算
5.1炉膛结构设计
炉膛结构设计列表5?1
表5?1炉膛结构设计
5.2燃烧器的设计
燃烧器结构尺寸计算列于表5?2
表5?2燃烧器结构尺寸计算
5.3炉膛结构尺寸计算
根据炉膛的结构尺寸，计算炉膛结构尺寸数据，列于表5?3中。
表5?3炉膛结构尺寸
5.4炉膛热力计算
炉膛的热力计算结果列于表5?5中。
表5?5炉膛热力计算
①d h —灰粒的平均直径，取d h=13μm；
②x1、x2—考虑火焰中焦碳粒子浓度影响的无因次量。
第6章屏过热器热力计算
6.1屏过热器结构尺寸计算
根据屏过热器结构尺寸计算屏过热器尺寸数据，列于表6?1中。
表6?1屏式过热器结构尺寸计算
6.2屏过热器热力计算
屏过热器的热力计算结果列于表6?2中。
锅炉本体设计热力计算部分
一．题目SHL35-1.6-A 二、锅炉规范 锅炉额定蒸发量 35t/h 额定蒸汽压力 1.6MPa 额定蒸汽温度 204.3℃(饱和温度) 给水温度 105℃ 冷空气温度 30℃ 排污率 5% 给水压力 1.8MPa 三．燃料资料 烟煤（AⅡ） 收到基成份（%） C ar H ar O ar N ar S ar A ar M ar 48.3 3.4 5.6 0.9 3.0 28.8 10.0 干燥无灰基挥发份V daf= 40.0 % 收到基低位发热量Q net,ar= 18920 kJ/kg 收到基成份校核： C ar+H ar+O ar+N ar+S ar+A ar+M ar=48.3+3.4+5.6+0.9+3.0+28.8+10.0=100 根据门捷列夫经验公式:Q net,ar=339C ar+1031H ar-109（O ar-S ar）-25.1M ar =339×48.3+1031×3.4-109×（5.6-3.0）-25.1×10.0 =19344.7kJ/kg 与所给收到基低位发热量误差为: 19344.7-18920=424.7kJ/kg<836.32kJ/kg（在A d=32%>25%下，合理）。 四．锅炉各受热面的漏风系数和过量空气系数 序号受热面名称入口'α漏风Δɑ出口''α 1 炉膛 1.3 0.1 1.4 2 凝渣管 1.4 0 1.4 3 对流管束 1. 4 0.1 1.5 4 省煤器 1. 5 0.1 1.6 5 空气预热器 1. 6 0.1 1.7
（工业锅炉设计计算P134表B3~P135表B4）由于AⅡ是较好烧的煤，因此'' 在1.3~1.5取值1.4。 五.理论空气量及烟气理论容积计算 以下未作说明的m3均指在标准状况0℃，101.325kPa的情况下体积。 序号名称 符 号 单位计算公式结果 1 理论空气 量 V0m3/kg V0=0.0889(C ar ＋0.375S ar )＋0.265H ar －0.0333O ar =0.0889（48.3+0.375×3）+0.265×3.4-0.0333 ×5.6 5.10 8 2 RO2容积V RO2m3/kg V RO2 =0.01866(C ar ＋0.375S ar ) =0.01866（48.3+0.375×3） 0.92 2 3 N2理论容 积 2 N V m3/kg V0 N2 =0.79V0＋0.008N ar =0.79×5.108+0.008×0.9 4.04 3 4 H2O理论 容积 2 O H V m3/kg V0 H2O =0.111H ar ＋0.0124M ar ＋0.0161V0 =0.111×3.4+0.0124×10+0.0161×5.108 0.58 4 5 理论烟气 量 y V m3/kg V0 y =V RO2 ＋V0 N2 ＋V0 H2O =0.922+4.043+0.584 5.54 9 (工业锅炉设计计算 P187) 六．各受热面烟道中烟气特性计算 序号名称 符 号 单位计算公式炉膛 对流 管束 省煤 器 空气 预热 器 1 平均过 量空气 系数 αav－（α’+α”）／２ 1.4 1.45 1.55 1.65 2 实际水 蒸气容 积 V H2O m 3/k g 2 O H V+0.0161（αav-1） V0 0.617 0.621 0.629 0.637 3 实际烟 气量 V y m 3/k g Vg=V RO2 +0 2 N V+V H2O+（αav -1）V0 7.625 7.885 8.404 8.923 4 ＲＯ２ 容积份 额 r RO2－ g RO V V 2 0.120 9 0.116 9 0.109 7 0.103 3 5 Ｈ２Ｏ 容积份 额 r H2O－ g H V V 2 O0.080 9 0.078 8 0.074 9 0.071 4 6 三原子 气体容 积份额 r q－r RO2+r H2O0.201 8 0.195 7 0.184 6 0.174 7
燃气工业炉的热工过程及热力计算
燃气工业炉的热工过程及热力计算 热工过程是工业炉内一个重要的物理、化学过程。燃气工业炉的热工过程是指炉内燃气燃烧、气体流动及热交换过程的总和。显然，它是直接影响工业炉生产的产品数量、质量及经济指标的关键。燃气工业炉的热工过程的好坏，炉膛部位是核心。因为物料的加热、熔炼及干燥等都主要是在炉膛内完成的，而炉膛热工过程又受炉子砌体各部位热工特性影响。一、炉体的热工特性工业炉炉子砌体的结构与材料，决定砌体的基本热工特性，进而对于工业炉热工状态造成重大影响。(一)不同炉子砌体的热工特性工业炉的炉墙、炉顶、炉底由不同材质的多层材料砌筑而成，而各层材料的导热系数与厚度都不一样，因而温度变化也各有差异。图3—9—6所示炉墙，从内到外分别为粘土砖、绝热层和普通红砖。炉膛内高温焰气的热量通过辐射与对流向炉墙内表面传递；内表面再通过传导，把热量传到外表面；而外表面再通过辐射、对流向周围空间散热。 图3-9-6 炉墙厚度上的温度分布1-普通红砖层；2-绝热层；3-粘土砖层；4-炉膛空间；tin-内壁温度；tout-外壁温度一般砌体的作用是保证炉子空间达到工作温度，炉衬不被破坏，而加绝热层是为了减小损失。从加热经济观点看，砌体蓄热能力差，炉子开停温度升降快，但是炉子砌体墙壁太薄，将导致外表面散热损失增加。因此，应在对炉子进行严格的热工分析后，确定砌体的厚度与材质。一般说，长期运行的大型工业炉，砌休可选厚些，反之选薄些。为了节约能源，越来越多的工业炉采用轻质、热导率小的材料作为砌体的绝热层。表3—9—3给出了采用不同轻质绝热材料及组合时的节能效果。对连续式和间歇式加热炉，不同砌体组合的节能效果均为ⅢⅡⅠ。 表3—9—3 采用轻质耐火材料对砌体散热及蓄热的影响炉子工作特点砌筑类型筑炉材料名称厚度/mm热损失散热量/kJ·(m-2·h-1)蓄热量/kJ·m-2连续式炉Ⅰ粘土砖2326926 轻质粘土砖116Ⅱ粘土砖2325074 轻质粘土砖232Ⅲ耐火纤维毡753720 粘土砖232轻质粘土砖232间歇式炉Ⅰ粘土砖2323184381101轻质粘土砖116Ⅱ粘土砖2322157147698硅藻土砖116Ⅲ耐火纤维毡75160910768矿渣纤维100(二)不同砌体对炉子热工状态的影响图3—9—7表示炉子供热量不同对炉内热状态的影响。当供给一定热量使炉子升温时，起初由于
锅炉热力计算参数符号
锅炉热力计算参数符号
D ------- 锅炉的额定蒸发量（t/h）ed T gs------- 给水温度（℃） P gs------- 出口蒸汽压力（绝对压力MPa） t lk---- 冷空气温度(℃) α------- 过量空气系数 ρ----- 排污率（%） h0CO2------ CO2的显焓（1atm，25℃为参考状态）（KJ/mol） h0H20----- H2O的显焓（1atm，25℃为参考状态）（KJ/Nm3） h0O2------ O2的显焓（1atm，25℃为参考状态）（KJ/mol） h0N2------ N2的显焓（1atm，25℃为参考状态）（KJ/mol） H CO2------ 燃烧1Nm3DME生成的CO2的焓（KJ/Nm3） H H20------ 燃烧1Nm3DME生成的H2O的焓（KJ/Nm3） H O2------- 燃烧1Nm3DME生成的O2的焓（KJ/Nm3） H N2------ 燃烧1Nm3DME生成的N2的焓
（KJ/Nm3） I yx-------- 燃烧1Nm3DME生成的烟气焓（KJ/mol） h0f，DME ------ DME生成热kJ/mol C p，DME ----- DME的比热kJ/mol·K Q xr ------ DME的低位发热量KJ/Nm3 V0 - ----- 理论空气量m3/Nm3 V ------ 实际空气量m3/Nm3 V O2------ 实际O2量m3/Nm3 V N2 ----- 实际N2量m3/Nm3 V CO2 -------实际CO2量m3/Nm3 V H2O ----- 实际H2O量m3/Nm3 V r------- 实际烟气量m3/Nm3 r RO2 ------- RO2的容积份额 r H2O ----- H2O的容积份额 r n---------三原子气体容积份额 三、热平衡参数及计算 T lk ------- 冷空气温度℃ C p，B-------冷空气比热KJ/mol·K I0B------冷空气理论热焓（以25℃为参考）
工业锅炉原理与设计
一、单选题【本题型共21道题】 1.在锅炉炉膛设计时，保证一定炉膛出口温度避免受热面结焦主要考虑煤种的（）。 A．灰熔点 B．热值 C．挥发分 D．水分 正确答案：[A] 2.锅炉性能优劣主要取决于（）。 A．燃料的选取 B．锅炉排烟温度 C．锅炉结构布置 D．锅内过程和炉内过程能否良好配合 正确答案：[D] 3.下面（）不属于层燃的一般特点。 A．燃烧充分 B．煤种适应性较广 C．结构简单 D．适于间断运行 正确答案：[A] 4.下面不属于按照燃烧方式分类的锅炉为（）。 A．层燃锅炉 B．流化床锅炉 C．室燃锅炉 D．火管锅炉 用户答案：[D] 得分：4.80
5.立式烟火管锅炉一般采用的通风方式为（）。 A．平衡通风 B．自然通风 C．机械通风 D．正压通风 正确答案：[B] 6.沸腾燃烧的突出优点为（）。 A．不易导致磨损 B．结构简单 C．燃烧强度大，适用于劣质煤 D．电耗低 正确答案：[C] 7.煤粉锅炉各部件吸热以辐射换热为主要传热模式的部件为（）。 A．炉膛 B．省煤器 C．过热器 D．再热器 正确答案：[A] 8.下面（）不属于室燃的一般特点。 A．燃烧迅速 B．煤种适应性较广 C．结构简单 D．低负荷运行的稳定性和经济性较差 正确答案：[C]
9.冷凝锅炉的热效率计算值达到103%，原因为（）。 A．不可能 B．采用燃料的高温发热量计算 C．采用燃料的低位发热量计算 D．燃烧充分 正确答案：[D] 10.燃气锅炉燃烧器，相对于扩散型燃烧，预混燃烧的特点为（）。 A．火焰温度均匀 B．火焰短 C．低NOx排放 D．以上都是 正确答案：[D] 11.进行水循环计算的主要目的为（）。 A．保证受热面可靠冷却 B．保证水动力的稳定性 C．得出各部件的流动阻力 D．以上都是 正确答案：[D] 12.炉膛过冷段水冷壁受热面由于局部热负荷过高容易发生的传热恶化现象称为（）。 A．蒸干 B．膜态沸腾 C．汽水共腾 D．汽塞
开题报告----锅炉热力计算及初步设计
本科毕业设计（论文）开题报告 题目名称SHL10-1.25/250-AⅢ型锅炉热力计算及初步设计 学生姓名专业班级学号 一、选题的目的和意义： 工业锅炉目前是中国主要的热能动力设备，工业锅炉多于层燃链条炉排锅炉，近年来，中国燃煤电站锅炉行业取得了快速的发展。其一，产量大幅增长，行业产能快速提升。目前，整个行业的产能已经超过8000万千瓦，不仅能满足国内电力工业建设的需要，而且还进入了国际市场。对于目前仍采用的手烧加煤、间歇燃烧方式的小型固定炉排锅炉，必将淘汰，取而代之以新开发的新型锅炉。 然而随着锅炉行业的快速发展，能源匮乏的危机也越发显现出来。在当今世界，能源的发展、能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。为了实现能源的可持续发展，一方面必须“开源”，即开发核电、风电等新能源和可再生能源，另一方面还要“节流”，即调整能源结构，大力实施节能减排。而对锅炉的节能设计显得尤为重要。 二、国内外研究现状简述： 随着工业的发展，科学技术水平的不断提高，提高锅炉的效率在对改善劳动环境条件、节约能源、增加生产、提高产品质量、降低生产成本等方面起着越来越大的作用，自六十年代以来，世界各国工业锅炉节能技术发展很快，但我国目前的技术现状与世界先进水平的差距还很大，大部分能源尚未得到充分利用，因此在当前能源供应日趋紧张的总趋势下，采用清洁燃料和洁净燃烧技术的高效、节能、低污染工业锅炉将是产品发展的趋势。 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；
锅炉热力计算
锅炉热力计算 ●计算依据 燃煤热值按4500千卡/公斤、醇基燃料热值按6500千卡/公斤、柴油热值按10200千卡/公斤，燃煤价格按750元/吨、醇基燃料按3500元/吨、柴油价格按7500元/吨，煤锅炉的效率按45%、油气锅炉的效率按95%计算： ●4吨燃油蒸汽锅炉 4吨燃油蒸汽锅炉的热功率为248万大卡/小时， * 使用燃煤蒸汽锅炉，使用成本为： 248×104÷4500÷45%=1225公斤/小时×0.75=919元/小时*换装燃醇蒸汽锅炉使用醇基燃料使用成本为： 248×104÷6500÷95%=401公斤/小时×3.5=1404元/小时*换装油气蒸汽锅炉使用柴油作为燃料的使用成本为： 248×104÷10200÷95%=256公斤/小时×7.5=1920元/小时 ●300万大卡导热油锅炉 *使用燃煤导热油锅炉，使用成本为：
300×104÷4500÷45%=1482公斤/小时×0.75=1112元/小时*换装燃醇导热油锅炉使用醇基燃料使用成本为： 300×104÷6500÷95%=486公斤/小时×3.5=1700元/小时*换装油气导热油锅炉使用柴油作为燃料的使用成本为： 300×104÷10200÷95%=310公斤/小时×7.5=2325元/小时 三、综合效益计算 1、设备成本 ●4吨蒸汽锅炉 沿用现有的燃煤锅炉使用醇基燃料，每小时使用成本为： 248×104÷6500÷95%×3.5=1404元/小时 每天按8小时计算，则每天为11232元。 若更换同等功率的燃油燃气蒸汽锅炉约需55万元，每小时使用成本为1920元，每天按8小时计算，则每天为15360元，每天节省燃料费3984元，约130天即可收回设备投入。 ●300万大卡导热油锅炉
热力计算
1.水冷壁、锅炉管束、省煤器、过热器、再热器、凝渣管、空气预热器的作用是什么？ 水冷壁：（1）吸收炉膛内火焰的热量，是主要蒸发受热面，将烟气冷却到合适的炉膛出口温度。（2）保护炉墙。（3）悬吊敷设炉墙、防止炉壁结渣。 凝渣管：是蒸发受热面，进一步降低烟气温度，保护烟气下游密集的过热受热面不结渣堵塞。锅炉管束：是蒸发受热面。过热器：是过热受热面。将锅炉的饱和蒸汽进一步加热到所需过热蒸汽的温度。省煤器：（1）降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。（2）充当部分加热受热面或蒸发受热面。空气预热器：（1）降低排烟温度提高锅炉效率。（2）改善燃料着火条件和燃烧过程，降低燃烧不完全损失，进一步提高锅炉效率。（3）提高理论燃烧温度，强化炉膛的辐射传热。（4）热空气用作煤粉锅炉制粉系统的干燥剂和输粉介质。 2.水冷壁、省煤器、过热器、空气预热器可分为哪几类？各有什么优缺点？ 水冷壁可分为光管水冷壁和膜式水冷壁。光管水冷壁优点：制造、安装简单。缺点：保护炉墙的作用小，炉膛漏风严重。膜式水冷壁：优点：对炉墙的保护好，炉墙的重量、厚度大为减少。炉墙只需要保温材料，不用耐火材料，可采用轻型炉墙。水冷壁的金属耗量增加不多。气密性好，大大减少了炉膛漏风，甚至也可采用微正压燃烧，提高锅炉热效率。蓄热能力小，炉膛燃烧室升温快，冷却亦快，可缩短启动和停炉时间。厂内预先组装好才出厂，可缩短安装周期，保证质量。缺点：制造工艺复杂。不允许两相邻管子的金属温度差超过50度，因要把水冷壁系统制成整体焊接的悬吊框式结构，设计膜式水冷壁时必须保证有足够的膨胀延伸自由，还应保证人孔、检查孔、看火孔以及管子横穿水冷壁等处有绝对的密封性。 省煤器：铸铁式省煤器：优点：耐腐蚀、耐磨损。耐内部氧腐蚀、耐外部酸腐蚀。缺点：承压能力低，铸铁省煤器的强度不高，即承压能力低。不能做成沸腾式，否则易发生水击，损坏省煤器；易积灰，表面粗糙，胁制片间易积灰、堵灰；易渗漏，弯头多，法兰连接，易渗
燃生物质锅炉结构与热力计算方法
燃生物质锅炉结构设计与热力计算方法 湖南省特种设备检验检测研究院 汪斌 工程师 关键词：生物质锅炉 热力计算 摘要：根据生物质燃料挥发分高，热值低，着火快的特点，设计一种新的锅炉结构，此结构不同于以往的燃煤链条炉排锅炉，针对此新的锅炉结构，给出热力计算方法。为了方便工程应用，简化繁琐的计算过程。本文在吸收现有热力计算标准的核心思想的基础上，根据最基本的传热学理论，将大量的经验公式，图、表、结构系数等化简合并。对于合并后的系数取值，结合半经验公式计算和实际运行效果给出一个参考值。 1. 锅炉的设计目标：排烟处过量空气系数py ，排烟温度py T ，热效率q ，蒸发量D 。以上设计目标在锅炉热力计算时预先给定，作为已知条件使用。 2. 计算的目的：根据以上给定的设计目标，确定锅炉结构各部分的尺寸，比如炉膛尺寸小了，锅炉蒸发量达不到，尺寸大了过量空气系数增加，效率下降。 设计计算过程：先假定一个锅炉结构，如图所示为经过修改后的燃生物质锅炉结构，它分为三部分：1.炉膛；2对流管束；3尾部对流受热面。取消了燃煤锅炉的链条炉排和前后炉拱，用一个不设水冷壁的耐火浇筑燃烧室引燃新加入的燃料。
3. 炉膛传热计算： 炉膛传热计算的内容：根据假定的炉膛尺寸，确定炉膛的出口烟温，和辐射传热量。若出口烟温和传热量不合理，则须修改炉膛尺寸。炉膛容积的大小可以先参考炉膛容积热负荷假定。 炉膛传热计算的理论模型：将火焰看作紧贴水冷壁的一个表面。 则炉膛传热计算可以简化为两个灰体表面之间的辐射传热计算：传热方程 )(6.3Q 440r w a l av cal fur T T B A a -=σ KJ/Kg （1）
工业蒸汽锅炉热力计算中英文对照外文翻译文献
中英文对照翻译 配煤方法对燃煤锅炉中粉尘和氮氧化物排放的影响 亮点：说明了混合方法对粉尘和氮氧化物排放有很大影响。 说明了粉尘主要产生于炉的中间燃烧器。 说明了炉内混合方法可以排放最少量的氮氧化物和粉尘。 摘要：本文介绍了的混合方法对于500 MW切向燃烧煤粉锅炉燃烧特性和氮氧化物排放的影响的数值模拟。在同一个记重标准上模拟混合了60%沥青的煤和混合了40%亚烟煤的煤的炉内和炉外混合。模拟显示了混合方法对粉尘排放有很大影响，但对氮氧化物排放的影响不大。在下层燃烧器中燃烧烟煤和在上层燃烧器中燃烧亚烟煤的炉内混合方法排放的粉尘最少。两种混合方法中的粉尘均主要来自于炉内的中层燃烧器。500 MW燃煤电厂的现场试验表明炉内混合方法相比炉外混合方法可以大大减少氮氧化物和粉尘的排放。 关键字：粉尘氮氧化物煤混合锅炉点火损失 一、说明 近年来，许多国家的燃煤电厂在燃烧混合不同类型的煤种正变得越来越普遍。燃煤电厂利用混合煤有许多优势。煤混合由于许多不同的原因，包括:节约成本，减少SO2的排放，扩大优质煤的供应限制，提高燃料灵活性，控制煤炭的矿物含量，提供更好的燃烧，帮助解决现有问题，等[1]。但是，混合燃烧也可能在锅炉运行中产生意想不到的问题，比如效率、腐蚀、侵蚀，火焰稳定，结渣，污垢，吸附热炉等等。 在发电厂中，不同类型的煤可以在料箱，储煤器，输送带中混合，煤层堆积在一起按照所需的成分给出理想的混合比例。有时，不同煤种堆积在单独的料箱，然后按照预定比例混合再使用填料器从每个料箱中输出。料箱中待掺合煤按照要求的比例添加，不同煤种顺序添加到储煤器中。在输送带
上混合时，两种或更多种不同的煤在移动的皮带输送机上按体积或重量比例混合。不同料箱的煤通过改变它们排出到皮带输送机上的速度进行混合。通过改变单独的进料器的煤炭传递到输送机上的速度从而得到共混物的理想比例，然后在送到到原煤斗[2]。 按照Ikeda和Lee等人的定义，这三个混合方法可归类为炉外混合方法[3-5]。在该方法中，不同类型的煤先被混合在一起后，同时喷入炉内。这种方法在发电厂是很常见的，因为两个或两个以上的煤可方便融入了料箱，储煤器或在上述传送带。这有时被称为线混合或原煤斗混合方法。在炉内混合方法中各煤没有预先混合，而是从单独的燃烧器喷入锅炉。这种方法在电厂不受欢迎，因为在煤仓分开运送和分发两种煤很困难。 关于混合煤的燃烧，排放和粉尘特性已经出现了[4-11]的许多实验室研究及关于中试炉[12-14]，和满量程电站锅炉[15-21]的研究。然而，只有少数的研究发现在其中混合方法对于燃烧效率和污染物排放的的影响[3-5]。Ikeda等人通过试点炉三阶段燃烧器（煤燃烧速度：0.3吨/日）调查了粉煤灰炉内混合方法对NO x排放和未燃碳的影响[3]。Lee等人通过沉降炉计算和实验研究了混合方法对NO x和未燃碳的影响[4]和[5]。但是，具有满量程电站锅炉的研究却一直没有找到。 本论文描述了在500兆瓦切向燃煤锅炉中混合方法对燃烧特性和NO x 排放影响的数值研究。在CFD模拟中用60％沥青和40％亚烟煤的以重量为基础的共混物对三例不同的混合方法进行了研究。粉尘和氮氧化物排放是目前的CFD模拟的重点工作，另外对一氧化碳，氧气和在锅炉中的烟气的温度分布也进行了研究。最后，在500兆瓦的燃煤锅炉炉内和外炉混合方法的试验中，分别对粉尘和NO x排放数据评论。 二、模拟 2.1 500 MW四角切圆燃煤锅炉 目前500兆瓦的燃煤锅炉组由一个切向燃煤炉，超临界，一次通过，一次中间再热锅炉，换热器，如过热器（SH），再热器（RH），和燃烧器口组成。安排示于图1。节能器安装在锅炉的后部通道。锅炉的高度为约86.3米，截面宽度和炉的深度均为16.5米[22]。
循环流化床锅炉热力计算
循环流化床锅炉热力计算
循环流化床锅炉热效率计算 我公司75t/h循环流化床锅炉，型号为UG75/3.82-M35，它的热效率计算为： 一、煤种情况： 分析项目单位#1炉 低位发热量KJ/Kg 12127 全水分% 7 挥发份% 11.55 灰份% 57.03 含碳量% 42.97 含硫量% 0.34 二、锅炉运行技术指标 分析项目单位#1炉 统计时间H(2008.10.14—10.20) 120 锅炉蒸发量t 7726 平均蒸发量t/h 64.4 给水温度℃105 主蒸汽压力MPa 3.3 主蒸汽温度℃440 排烟温度℃135 飞灰含碳量% 2.4 炉渣含碳量% 2.4
烟气含氧量% 8 锅炉排污量t/h 1 原煤消耗t/h 20.125 标煤消耗t/h 8.483 吨汽标煤耗t/t 0.132 排渣量t/h 15 放灰量t/h 7 三、锅炉在稳定状态下，相对于1Kg燃煤的热平衡方程式如下： Q r=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 (KJ/Kg),相应的百分比热平衡方程式为： 100%=q1+q2+q3+q4+q5+q6 (%) 其中 1、Q r是伴随1Kg燃煤输入锅炉的总热量，KJ/Kg。 Q r= Q ar+h rm+h rs+Q wl 式中Q ar--燃煤的低位发热量，KJ/Kg；是输入锅炉中热量的主要来源。Q ar=12127 KJ/KgJ h rm--燃煤的物理显热量，KJ/Kg；燃煤温度一般低于30℃，这一项热量相对较小。 h rs--相对于1Kg燃煤的入炉石灰石的物理显热量，KJ/Kg；这一项热量相对更小。 Q wl--伴随1Kg燃煤输入锅炉的空气在炉外被加热的热量，KJ/Kg；如果一、二次风入口暖风器未投入，这一部分热量也可不计算在内。
循环流化床锅炉热力计算.
循环流化床锅炉热效率计算 我公司75t/h循环流化床锅炉，型号为UG75/3.82-M35，它的热效率计算为：
2、Q1是锅炉的有效利用热量，KJ/Kg；在反平衡热效率计算中，是利用其它热损失来求出它的。 3、Q4是机械不完全燃烧热损失量，KJ/Kg。 Q4= Q cc(M hz C hz+M fh C fh+M dh C dh)/M coal 式中Q cc--灰渣中残余碳的发热量，为622 KJ/Kg。 M hz、M fh、M dh--分别为每小时锅炉冷渣器的排渣量、飞灰量和底灰量，分别为15、7、2t/h。 C hz、C fh、C dh--分别每小时锅炉冷渣器的排渣、飞灰和底灰中残余碳含量占冷渣器的排渣、飞灰和底灰量的质量百分比，按2.4%左右。 M coal--锅炉每小时的入炉煤量，为20.125t/h。 所以Q4= Q cc(M hz C hz+M fh C fh+M dh C dh)/M coal =622（15*2.4+7*2+3.5*2.4）/20.125 =1694 KJ/Kg q4= 100Q4/Q r（%） =100*1694/12127=13.9% 4、Q2是排烟热损失量，KJ/Kg。 Q2=(H py-H lk)(1-q4/100) 式中H py--排烟焓值，由排烟温度θpy (135℃)、排烟处的过量空气系数αpy（αpy =21.0/(21.0 - O2py)）=1.24和排烟容积比热容C py=1.33 (KJ/(Nm3℃))计算得出，KJ/Kg。 H py=αpy (V gy C gy+ V H2O C H2O)θpy+I fh 由于I fh比较小可忽略不计 =1.24*( 5.05*1.33+0.615*1.51) *135
工业锅炉热力计算程序
毕业设计说明书＿工业锅炉程序设计毕业设计（论文）开题报告 题目：工业锅炉热力计算程序 学院：电力工程学院 专业：热能与动力工程 学生姓名：胡川 指导教师：齐晓波 日期：2005年6月 随着我国经济和工业的快速发展，每年有大量的工业锅炉被设计生产出来。锅炉的设计过程是非常规范的程序化设计，即在设计过程中要遵循锅炉设计的各种规程和标准。锅炉设计方法分为设计计算和校核计算，在实际设计中我们大量用到的是校核计算，所谓校核计算就是在给定条件下（如：排烟温度、给水温度、锅炉效率、煤种、产汽量，进口烟温，出口烟温等）先假设出炉型、各部收热面的结构，然后计算出各部受热面的烟气进口温度、出口温度、工质温度等，用在些计算值与给定值进行比较，如果误差在要求范围内则可结束计算，如果
误差不在范围内则应重新调整假设的结构再进行计算得出计算值，然后与假定值比较，直到误差满足要求。 由以上对锅炉设计特点的叙述可得出这样一个结论：锅炉设计是一个需要大量反复计算的过程，在这过程中所有的计算都是非常有规律的程序化设计过程。 锅炉的热力计算是锅炉设计的基础，是其他锅炉设计的依据。由此可见锅炉热力计算的重要性。为保证其计算的精度要求，在热力计算中常常是大量反复的计算，花费了大量的精力和时间。随着计算机应用的普及和锅炉热力计算的特点许多锅炉厂家和科技人员开发了一些锅炉热力计算的计算机程序，但是这些程序却都是针对某一具体锅炉而编制的，因此，当设计新的锅炉或对其它锅炉进行计算时，就需要编制新的计算程序，或者对相近炉型的计算程序进行修改，这样不但费时费力，而且易出差错。此外，以往的热力计算程序通常仅采用Fortran、Basic或C语言编制。这些语言具有强大的计算功能，并且使用也十分简单。但受其语言本生的限制，程序的输入和输出界面上却很难做得美观、易用。 MATLAB 是一种高效的工程计算语言，它在数值计算、自动控制、图象处理、神经网络等方面有着广泛的应用。利用MATLAB可制作出友好的图形界面，它能提供直观的交互入口。基于MATLAB 的优点，用MATLAB编制锅炉热力计算程序可提高编程的效率和完成许多其它程序无法完成的功能，如：与Excel 的连接、图形的输出等。MATLAB 友好的编程界面和用户界面提高了程序的可读性，在些其它程序是无法完成的 用MATLAB编制的工业锅炉热力计算程序目的在于完成工业锅炉的热力计算，既在给定工业锅炉的初始条件（额定蒸发量，锅筒压力，排烟温度，给水压力、温度，预热器出口空气温度，冷风温度，效率等）下通过热力计算确定工业锅炉的结构各尾部受热面的结构。然后用MATLAB把计算结果和中间计算参数输入到Excel中，并把炉子结构和各受热面结构用图形表示出来。 程序的结构和设计原则： 锅炉热力计算可分为计算入口、燃料计算、热平衡计算、炉膛结构计算、炉膛传热计算、捕渣管束计算、锅炉管束传热计算、省煤器计算、空气预热器计算、程序10大部分。基于热力计算的特点将程序也分为基本的10部分和一个放置供主计算程序调用的自己编写的函数库，它们为：0head程序说明、1fuel燃料计算程序、2balance热平衡计算程序、3structure 炉膛结构计算、4furnace炉膛传热计算程序、5catch捕渣管束计算程序、6drum锅炉管束传热计算程序、7economizres省煤器计算程序、8airheater空气预热器计算程序、8自用函数、9end。 为使计算程序清晰明了，在设计中应使程序尽可能的独立化和功能单一化，如：如果在程序中遇到某个参数，而在一个参数的计算比较复杂，这时应将它编写为一独立函数，然后由主函数来调用。 由于计算程序主函数都是以M文件的形式编写的，这样就使所有的热力计算程序中的变量公用工作空间“workspace”,这样计算程序级易由于变量重名而出错，所以如何有效的防止变量重名成为设计的程序是否可靠的关键。为防止变量重名在每一块计算程序中的变量均以一
锅炉热力计算参数符号
D ed------- 锅炉的额定蒸发量（t/h） T gs------- 给水温度（℃） P gs------- 出口蒸汽压力（绝对压力MPa） t lk---- 冷空气温度(℃) α------- 过量空气系数 ρ----- 排污率（%） h0CO2------ CO2的显焓（1atm，25℃为参考状态）（KJ/mol） h0H20----- H2O的显焓（1atm，25℃为参考状态）（KJ/Nm3）h0O2 ------ O2的显焓（1atm，25℃为参考状态）（KJ/mol）h0N2------ N2的显焓（1atm，25℃为参考状态）（KJ/mol） H CO2------ 燃烧1Nm3DME生成的CO2的焓（KJ/Nm3） H H20 ------ 燃烧1Nm3DME生成的H2O的焓（KJ/Nm3）H O2------- 燃烧1Nm3DME生成的O2的焓（KJ/Nm3） H N2------ 燃烧1Nm3DME生成的N2的焓（KJ/Nm3） I yx-------- 燃烧1Nm3DME生成的烟气焓（KJ/mol） h0f，DME ------ DME生成热kJ/mol C p，DME ----- DME的比热kJ/mol·K Q xr ------ DME的低位发热量KJ/Nm3 V0 - ----- 理论空气量m3/Nm3 V ------ 实际空气量m3/Nm3 V O2------ 实际O2量m3/Nm3 V N2 ----- 实际N2量m3/Nm3 V CO2 -------实际CO2量m3/Nm3 V H2O ----- 实际H2O量m3/Nm3 V r------- 实际烟气量m3/Nm3 r RO2 ------- RO2的容积份额 r H2O ----- H2O的容积份额 r n---------三原子气体容积份额 三、热平衡参数及计算 T lk ------- 冷空气温度℃ C p，B-------冷空气比热KJ/mol·K I0B------冷空气理论热焓（以25℃为参考）KJ/Nm3 T yx-----排烟温度℃ 排烟温度＞饱和蒸汽温度，继续计算 I yx------排烟热焓KJ/Nm3 Q B,BH-----冷空气携带的热量KJ/Nm3 tηл------燃料温度℃ iηл-------燃料的物理显热KJ/Nm3 Q pp------进入锅炉机组的热量KJ/Nm3 q2--- -----排烟热损失% q3-------气体不完全燃烧热损失%
锅炉热力计算及选型
锅炉选型说明 锅炉选型范围为：宾馆客房数量为150间，总的采暖面积为10000平方米，12个热水龙头，14个浴室龙头，300个餐位，详细选型如下： 1、宾馆卫生用水：房间数量为150间，按照定额，每人每次用热 水量为150L/次，水温为45℃，同时使用率为31%，用水高峰 期为晚上7-10时（持续3个小时），故每次同时用水的量为： Q=150*150*31%=6975L J=6975 *45=313875Kcal≈31*104 Kcal 水箱的水温一般设置在65℃左右，根据卫生用水规范，必须配 置一只水箱。一般情况下当锅炉从开启到能够产热水，一般需 要的时间为30分钟，故水箱的容积可以配置能够满足30分钟 内单独供用水设备的水量。 水箱的体积V=150*150*31%*（45/65）*（30/60）≈2.5m3 故建议水箱的体积配置 3m3 2、宾馆采暖：总的采暖面积为为10000m2，采暖负荷按照60Kcal/ m2计算，同时使用率为100%，故总的采暖负荷为： J=10000*60=600000 Kcal=60*104 Kcal 综合选型配置： 卫生用水的热负荷为30*104 Kcal，采暖热负荷为60*104 Kcal，总热负荷为90*104 Kcal。故锅炉可配置一台双效真空热水锅炉，即TFZ90(卫生用水30*104 Kcal，采暖热负荷为60*104 Kcal)
注：如果配置一台TFZ90真空锅炉，在冬季可能为满负荷运行，建议配置一台TFZ30单效真空作为备用（供卫生热水）。 蒸汽锅炉与正空锅炉的能效对照 1、锅炉热效率： 蒸汽锅炉的热效率一般为89%，真空锅炉的热效率一般为91%. 2、换热设备的热效率： 蒸汽锅炉用于采暖及提供卫生用水，都必须通过换热设备进行二次换热，换热设备的一般换热效率98%； 真空锅炉可直接供采暖及卫生用水，不需要换热。 3、余热损耗 蒸汽锅炉通过换热设备换热后，都有冷却水产生，冷却水的温度一般情况为70℃-80℃左右，如果不进行余热回收，将会造成大量的热量损耗；如一台一吨的蒸汽锅炉通过换热设备后，产生的冷却水的总热量为：7-8*104 Kcal； 真空锅炉无需换热设备，无冷却水产生。 4、运行费用： 蒸汽锅炉属于特种设备，在运行过程中需要进行水质化验、使用安全检验、还需要专职司炉人员； 真空锅炉为负压运行，可省除蒸汽锅炉的费用。 总之：真空锅炉较蒸汽锅炉的运行费用（蒸汽锅炉不进行余热回收）可节约10%左右的费用。