课程设计姓名：学号：xxxxxxxx 时间：地点：教学楼指导老师：热能与动力工程系目录第一节设计任务书 3 - 第二节煤的元素分析数据校核和煤种判别3- 第三节锅炉整体布置的确定5- 第四节燃烧产物和锅炉热平衡计算 5 第五节炉膛设计和热力计算55555555555555555555555555135 第六节后屏过热器热力计算55555555555555555555555555235 第七节对流过热器设计和热力计算55555555555555555555555275 第八节高温再热器设计和热力计算55555555555555555555555335 第九节第一、二、三转向室及低温再热器引出管的热力计算55555555555555555555555 3585 第十节低温再热器热力计算55555555555555555555555555465 第十一节旁路省煤器热力计算55555555555555555555555555495 第十二节减温水量校核55555555555555555555555555 5535 第十三节主省煤器设计和热力计算555555555555555555555555553 第十四节空气预热器热力计算55555555555555555555555555575 第十五节热力计算数据的修正和计算结果汇总555555555555555555651 第十六节锅炉设计说明书555555555555555555555555555654 5第一节设计任务书设计题目400t/h再热煤粉锅炉原始材料1。

锅炉蒸发量D1 40t/h2。

再热蒸汽流量D2 350t/h3。

给水温度t gs 235 C4。

给水压力p gs 15.6MPa(表压)5。

过热蒸汽温度t1 540 C6。

过热蒸汽压力p1 13.7M Pa(表)7。

再热蒸汽进入锅炉机组时温度F t2330 C&再热蒸汽离开锅炉机组时温度rrt 2 540 C9。

再热蒸汽进入锅炉机组时压力FP22.5M Pa（表压）10。

再热蒸汽离开锅炉机组时压力rrP22.3M Pa 表压）11。

周围环境温度t lk 20C12。

燃料特性(1)燃料名称：阜新烟煤(2) 煤的应用基成分( %): C y= 48.3 : O y= 8.6 ; S y= 1 ; H y= 3.3 N y= 0.8 : W y= 15 : A y= 23 _____(3) 煤的可燃基挥发分V r= . 4J ________ %(4) 煤的低位发热量Q dw= 18645 kJ/kg(5) 灰融点：t1、t2、t3>1500 C13。

制粉系统中间贮仓式，闭式热风送粉，筒式钢球磨煤机14。

汽包工作压力15.2MPa(表压)提示数据：排烟温度假定值0 py=135 C;热空气温度假定值t rk=320 C第二节煤的元素分析数据校核和煤种判别、煤的元素各成分之和为100%的校核C y + O y + S y + H y + N y W y +A y =48.3+8.6+1+3.3+0.8+15+23 =100%+ --------------------------------------------------------------------二、元素分析数据校核（一）可燃基元素成分的计算可燃基元素成分与应用基元素成分之间的换算因子为则可燃基元素成分应为（％）ryC 二 K r C 1.613 冻8.3=77.9 H r = K r H y = 1.613 &3=5.3 ryO K r O 1.613 &6=13.9 r yN =KrN 1.613 0.8=1.3 ryS =K r S y = 1.613 1=1.6（二）干燥基灰分的计算（三）可燃基低位发热量（试验值）的计算（四）可燃基低位发热量（门德雷也夫公式计算值）的计算Q dw =339C 「1030H r-109（0「-S 「）=339 77.9 1030 5.3 -109（13.9 -1.6） =30526.4KJ / KgQ ； _Q ；W =30526.4 -30679.26 = -152.86KJ/Kg :: 800KJ / Kg因为-152.86KJ / Kg < 800KJ /Kg （Ag - 25%） 所以元素成分是正确的 三、煤种判别 （一） 煤种判别由燃料特性得知 Vr=41 %>20%,但是 Q dw =18645KJ/Kg<18840KJ/Kg ，所以属于: 劣质烟煤。

（二） 折算成分的计算4182 Aar, zs23 =5.16,%18645100 100 - M y - A y100 100 -15 -23= 1.613A g100 100 -W yA y23 二 27.06100—15100100 -W y - A y=（18645 25 15）100 100 -15 -23二 30679.26KJ / Kgy dw25W y）4182Mar, zs 15 =3.364%186454182Sar,zs 1.0 =0.224,%18645因此Aar,zs=5.16, %>4 , %，属于高灰分煤。

第三节锅炉整体布置的确定一、锅炉整体的外型一选n形布置选择n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，烟囱也可以建筑在地面上；（2｝在对流竖井中，烟气下行流动，便于清灰，具有自身除灰的能力；（3）各受热面易于布置成逆流方式，以加强对流换热；（4）机炉之间连接管道不长。

二、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，汽化吸热较小，加热吸热和过热吸热相应较大。

为使炉膛出口烟温降低到要求的数值，保护水平烟道内的对流受热面，除在水平烟道内布置对流过热器外，还在炉内布置全辐射式的前屏过热器，炉膛出口布置半辐射式的后屏过热器。

为使前屏、后屏过热器中的传热温差不致过大，在炉顶及水平烟道的两侧墙，竖井烟道的两侧墙和后墙均布置包覆过热器。

为了减小热偏差，节省金属用量，采用二级再热方式，其中高温再热器置于对流过热器后的烟温较高区域，低温再热器设置在尾部竖井烟道中。

但是，为了再热汽温的调节，使负荷在100%~75%之间变化时，再热器出口汽温保持不变，在低温再热器旁边（竖井烟道的前部）设置旁路省煤器，前后隔墙省煤器采用膜式水冷壁结构。

在低温再热器及旁路省煤器的下面设置主省煤器。

根据锅炉的参数，省煤器出口工质状态选用非沸腾式的。

热风温度要求较高（t rk=320°），理应采用二级布置空气预热器，但在主省煤器后已布置不下二级空气预热器，加之回转式空气预热器结构紧凑、材料省、维修也方便，因此采用单级的回转式空气预热器，并移至炉外布置。

在主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。

锅炉整体布置如图3-1所示三、锅炉汽水系统按超高压大容量锅炉热力系统设计的要求.该锅炉汽水系统的流程设计如下：（一）过热蒸汽系统的流程汽包T顶棚过热器进口集箱T炉顶及尾部包覆过热器管束T尾部包覆过热器后悬吊管过热器管束悬吊管过热器出口集箱 ---------------------------- .尾部左右侧包覆过热器下后集箱T尾部左右侧包覆过热器管束（上升）尾部左右侧包覆过热器上集箱T尾部左右侧包覆过热器管束（下降）T尾部左右侧包覆过热器下前集箱T水平烟道左右侧包覆过热器管束（上升）T水平烟道左右侧包覆过热器上集箱T前屏过热器一一级喷水减温器t后屏过热器一二级喷水减温器T对流过热器进口集箱T对流过热器管束T对流过热器出口集箱T集汽集箱T汽轮机3 1 h再然畢炉如St丿一何包丄水祎T 一第莠疋鸣帮；L 一后并时火殊；5 -ft* 丘由*鹑■诅笑耳「帀一沪HC 看傀■计無齐I7—承Fifl道左右■強僮iSZirti E —冉iH时询盗恥丽：T—慎诅內蚪冲匸M—育it再Hi爲；1】一上听理莘；it—fijfi 确＜S沖虧Kv IS—*»* ffWWi M —单中卜障耳H —fltitfl IK--空*t薄州祥・rz—u（二）水系统的流程给水T主省煤器进口集箱T主省煤器管束T主省煤器出口集前隔墙省煤器进口集箱T 前隔墙省煤器管束 箱｛后隔墙省煤器进口集箱T 后隔墙省煤器管束隔墙省煤器出口集箱T 旁路省煤器进口集箱T 旁路省煤器及斜烟道包覆管束T 旁路省煤器左右侧墙水冷壁｝上联箱T 汽包。

前后墙水冷壁(三) 再热蒸汽系统的流程热器进口集箱T 高温再热器管束T 高温再热器出口集箱T 再热器集汽集箱T 汽轮机。

下面介绍该锅炉各受热面的结构设计和热力计算的详细内容。

结构设计部分，属于同 一类型的受热面，只选其中一个介绍。

第四节燃烧产物和锅炉热平衡计算一、燃烧产物计算燃烧产物计算公式略，只给出如下计算结果。

(一)理论空气量及理论烟气容积(二)空气平衡表及烟气特性表根据该锅炉的燃料属劣质烟煤，可按表 2-7选取炉膛出口过量空气系数 a 1' =1.2又按 表2-9选取各受热面烟道的漏风系数，然后列出空气平衡表，如表3-1。

根据上述计算出的数据，又按表 2-10选取份炉渣份额后计算得飞灰份额a 巾=0.9，计算表3-2列出的各项，此表为烟气特性表。

(三) 烟气焓温表计算表3-3列出的各项，此表为烟气焓温表。

出口集箱T 后墙引出管T 汽包T 下降管T 下联箱｛ 汽轮机事故喷水低温再热器进口集箱T 低温再热器管束T 低温再热器出口集箱微量喷水 > 高温再表3-2 烟气特性表表3-3 烟气焓温度表表3-3 烟气焓温度表二、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3-4所示。

表3-4 锅炉热平衡及燃料消耗量计算第五节炉膛设计和热力计算一、炉膛结构设计（带前屏过热器）炉膛结构设计（带前屏过热器）列表于3-54 管子节距s mm80.55 前后墙管子根数根1206 左右侧墙管子根数%根117 用分叉管，即有38根上升管在折焰角处呈三叉管结构，考虑到流动阻力的影响，在38根上升叉管上方装有$ 10的节流孔，使有足够的汽水混合物流过折焰角处的上升管，以免烧坏，如图3-2所示。

二、燃烧器的设计本锅炉燃烧器是根据煤的V r大小，按表2- 14选用的四角布置的直流燃烧器。

因为是劣质烟煤，所以配风方式选用分级配风，并采用双切圆（大小切圆直径选取$ 800和$ 200）燃烧方式。

这样有利于加强炉内气流扰动，使燃料在炉内的停留时间增长。