辽宁工程技术大学课程设计说明书课程名称锅炉及锅炉房设备设计院（系）建筑工程学院专业建筑环境与能源应用工程姓名王宇鹏学号1323020123起讫日期2016年 5月23日至2016年6月3日指导教师刘成丹2016 年月日题目：SHL20-1.0/350-WI型锅炉热力计算一、锅炉课程设计的目的锅炉课程设计是“锅炉原理”课程的重要教学实践环节。

通过课程设计应达到一下目的：对锅炉原理课程的知识得以巩固、充实提高：掌握锅炉机组的热力计算方法，学会使用《锅炉机组热力计算标准方法》，并具有综合考虑锅炉机组设计与布置的初步能力；培养学生查阅资料、合理选择和分析数据的能力；培养学生对工程技术问题的严肃认真和负责的态度。

二、锅炉课程设计热力计算方法根据计算任务的不同，可分为计算（结构）热力计算和校核热力计算两种。

设计热力计算：设计热力计算的任务是在锅炉容量和参数、燃料性质及某些受热面边界处的水、汽、风、烟温度给定的情况下，选择合理的炉子结构和尺寸，并计算出各个受热面上的数值，同时也为锅炉其他一些热力计算提供必要的原始资料。

三、校核热力计算主要内容1.锅炉辅助设计计算；这部分计算的目的是为后面受热面的热力计算提供必要的基本计算数据或图表。

2.受热面热力计算：其中包含为热力计算提供结构数据的各受热面的结构计算。

3.计算数据的分析：这部分内容往往是鉴定设计质量、考核学生专业知识水平的主要依据。

四、锅炉课程设计应提供的必备资料1.课程设计任务及其要求；2.给定的燃料及其特性；3.锅炉的主要参数，如锅炉蒸发量、给谁的压力和温度、过热蒸汽和再热蒸汽的主要参数等；4.锅炉概况，如锅炉结构的基本特点、制粉设备及其系统、燃烧及排渣方式以及连续排污量等；5.锅炉结构简图、烟气和汽水系统流程简图、受热面和烟道的主要尺寸等。

6.蒸汽流程：汽包→顶棚管→低温对流过热器→屏式过热器→高温对流过热器冷段→高温对流过热器热段→汽轮机7.烟气流程：炉膛→屏式过热器→高温对流过热器→低温对流过热器→高温省煤器→高温空预器→低温省煤器→低温空预器五、锅炉的辅助计算（一）锅炉参数1．额定蒸发量D：20t/h； 2．蒸汽压力P：1.3MPa3．蒸汽温度tgr ：350℃； 4．給水温度tgs：105℃；5．冷空气温度tlk ：30℃； 6．预热空气温度tr：150℃；7．排烟温度t py ：180℃； 8．锅炉排污率：5﹪。

（二）锅炉燃料与燃烧计算1．锅炉燃料：I 类无烟煤，元素分析成分如表一表一 元素分析收到基成分（﹪）ar C ar H ar O ar Sar Nar A arW51.7 1.9 1.70 1.80 2.10 18.30 22.5无灰干燥基挥发分V r =6.18﹪ 收到基低位发热量Q,ar net=18500KJ/Kg2．燃料的燃烧计算（1）锅炉受热面的过量空气系数及漏风系数（表二）表二 锅炉受热面的过量空气系数及漏风系数序号 锅炉受热面 入口空气过量系数 漏风系数 出口空气过量系数α'⊿α α" 1 炉堂 1.40 0.10 1.50 2 防渣管 1.50 0 1.50 3 蒸汽过热器 1.50 0.05 1.55 4 锅炉管束 1.55 0.10 1.65 5 省煤器 1.65 0.10 1.74 6空气预热器1.750.101.85（2）理论空气量、理论烟气容积的计算序号 名称 符号 单位 计算公式 结论1 理论空气量0k V/Kg m 37.10333.09.1265.0)80.1375.07.51(0889.00333.0265.0)375.0(0889.0⨯-⨯+⨯+⨯=-++ar ar ar ar O H S C 4.69622RO 体积2RO V/Kg m 31.80)0.375+.70.01866(51=)0.375S +0.01866(C ar ar ⨯ 0.97732N 理论体积2NV/Kg m 32.100.008+4.6960.79=0.008N +0.79V ar 0k ⨯⨯ 3.7274O H 2理论体积02O H V/Kg m 34.6960.0161+22.50.0124+1.90.111=0.0161V +0.0124W +0.111H 0k ar ar ⨯⨯⨯0.566（3）各受热面烟道中烟气特性表：烟气特性需要计算出各受热面的烟道平均过量空气系数。

干烟气容积、水蒸汽容积，烟气总容积、RO 2容积份额、三原子气体和水蒸汽容积总份额、容积飞灰浓度、烟气质量、质量飞灰浓度等。

名称 符号 单位 计算公式 炉膛 防渣管 蒸汽过热器 锅炉管束 省煤器空气预热器平均过量空气系数 pj α)(21αα''+' 1.45 1.5 1.525 1.6 1.695 1.8 实际水蒸气体积 O H V 2 /Kg m 300)1(0161.02k O H V V -+α 0.6 0.604 0.606 0.611 0.619 0.626 烟气总体积y V/Kg m 3()001222k O H N RO V V V V -+++α 7.417 7.656 7.775 8.133 8.586 9.0872RO 体积份额2RO ryRO V V 20.132 0.128 0.126 0.120 0.114 0.108O H 2体积份额O H r 2yO H V V 2 0.081 0.079 0.078 0.075 0.072 0.069三原子气体体积份额 q rO H RO r r 22+0.213 0.206 0.204 0.195 0.186 0.176（4）烟气的温焓表烟气焓的计算需要分别计算出：炉膛、屏式过热器、高温过热器、低温过热器、高温省煤器、高温空气预热器、低温省煤器、低温空气预热器等所在烟气区域的烟气在不同温度下的焓，并列成表格作为温焓表。

烟气温度 977.02=RO V /Kg)(m 3 727.302=N V /Kg)(m 3 566.002=O H V /Kg)(m 3 )/(0Kg KJ H y696.40=k V /Kg)(m 3)/()1(00Kg KJ H H H k y y -+=αϑ)(C o)/()(32m KJ c CO ϑ 22)(RO CO V c ∙ϑ)/(Kg KJ )/()(32m KJ c N ϑ 022)(N N V c ∙ϑ)/(Kg KJ )/()(32m KJ c OH ϑ 022)(O H O H V c ∙ϑ)/(Kg KJ )753(++∑ )/()(3m KJ c kϑ00)(kkkV c H ϑ=)/(Kg KJ 45.1=α 5.1=α 55.1=α 65.1=α 8.1=α H H ∆ H H ∆ H H ∆ H H ∆ H H ∆ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 100 170 166 130 485 151 85 736 132 620 1015 1046 1077 1139 1232200 357 349 260 969 304 172 1490 266 1249 2052 1037 2114 1068 2177 1100 2302 1163 2489 1257 300 559 546 392 1461 463 262 2269 403 1892 31211069 3215 1101 3310 1133 3499 1197 3783 1294 400 772 754 527 1964 626 354 3073 542 2545 42181097 4345 1130 4473 1163 4727 1228 5109 1326 500 994971 6642475 795 450 3896 684 3212 53411123 5502 1157 5662 1190 5984 1257 6465 1357 600 1225 1197 804 2997 969548 4742880 4132 66011260 6808 1306 7015 1352 7428 1444 8048 1582 700 1462 1428 9483533 1149 650 5612978459376791077 7908 1100 8138 1123 8597 1169 9286 1238 8001705 1666 1094 4077 1334 755 6498 1129 530288841205914912419414 1276 9944 134710740145490019521907 12424629 152**** **** 12826020 1010912251041126110711 1297113131369122161476100022042153 13925188 1723975 8317 14376748 11353124411691128112028 1317127031390137151499110024582401 15445754 19251090 9246 15957490 1261612631299113013365 1337141141411152381523（三）锅炉热平衡及燃料消耗量计算项目符号单位 计算公式或数值来源数值 燃料低位发热量 Q net ，ar KJ/Kg给定 18500 排烟温度 py ϑC o先假定，后校核180 排烟焓 H py KJ/Kg根据py ϑ及8.1=pyα查烟气温焓表2237 冷空气温度 t lkC o给定30 冷空气理论焓 0lkH KJ/Kg 6.39696.4)(0⨯=lk k ct V 186 固体不完全燃烧热损失 q 4 % 由教科书P70表3-4选取 10 气体不完全燃烧热损失 q 3 % 由教科书P70表3-4选取 0.5 散热损失q 5%由教科书P74表3-6查得1.3排烟热损失 q 2 %100100101185001868.1223710010014,0⨯⎪⎭⎫⎝⎛-⨯-=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--q Q I I ar net lk py py α9.25炉渣及漏煤比 a hz +a lm 取用0.8 炉渣焓()hz c ϑKJ/Kg由教科书P38表2-14查得，C o hz 600=ϑ560炉渣物理热损失 q 6 %()()185003.185608.0,⨯⨯=+ar net ar hzlm hz Q A c a a ϑ0.44锅炉总的热损失 q ∑% 44.03.1105.025.965432++++=++++q q q q q21.49 锅炉热效率 gl η% 100-q ∑=100-21.4978.51 过热蒸汽比焓 h gq KJ/Kg 按P=1.3MPa,t gq =350C o ,查水蒸气性质表3149 饱和水比焓 h ps KJ/Kg 按P=1.3MPa,查水蒸气性质表 826 给水比焓h gsKJ/Kg按P=1.3MPa,t gs =105C o ,查水蒸气性质表440（四）炉膛热力计算1.炉膛校核热力计算的步骤炉膛校核热力计算可按以下步骤进行计算：（1）计算炉膛结构尺寸及烟气有效辐射层厚度；（2）选取热风温度，并依据有关条件计算随每千克燃料进入炉膛的有效热量； （3）根基燃料种类、然手设备的形式和布置方式，计算火焰中心位置的系数M ； （4）估计炉膛出口烟温，计算炉膛烟气平均热容量；（5）计算炉膛受热面辐射换热特性参数，如水冷壁的灰污系数ς、辐射角系数x 、热有效系数1s ϕ。