课程设计说明书学生姓名:学号：学院:班级:题目:指导教师：职称: 指导教师：职称:年月日绪论一、锅炉课程设计的目的锅炉课程设计《锅炉原理》课程的重要教学实践环节。

通过课程设计来达到以下目的：对锅炉原理课程的知识得以巩固、充实和提高；掌握锅炉机组的热力计算方法，学会使用热力计算标准方法,并具有综合考虑锅炉机组设计与布置的初步能力；培养对工程技术问题的严肃认真和负责的态度。

二、锅炉校核计算主要内容1、锅炉辅助设计：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等的主要数据。

三、整体校核热力计算过程顺序1、列出热力计算的主要原始数据，包括锅炉的主要参数和燃料特性参数。

2、根据燃料、燃烧方式及锅炉结构布置特点，进行锅炉通道空气量平衡计算。

3、理论工况下（a＝1）的燃烧计算。

4、计算锅炉通道内烟气的特性参数。

5、绘制烟气温焓表。

6、锅炉热平衡计算和燃料消耗量的估算。

7、锅炉炉膛热力计算。

8、按烟气流向对各个受热面依次进行热力计算。

9、锅炉整体计算误差的校验。

10、编制主要计算误差的校验。

11、设计分析及结论。

四、热力校核计算基本资参数1) 锅炉额定蒸汽量De=220t/h2)给水温度：t GS=215℃3）过热蒸汽温度：t GR=540℃4）过热蒸汽压力（表压）P GR=5)制粉系统：中间储仓式（热空气作干燥剂、钢球筒式磨煤机）6）燃烧方式：四角切圆燃烧7）排渣方式：固态8）环境温度：20℃9）蒸汽流程：一次喷水减温二次喷水减温↓↓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10）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、燃料特性：（1）燃料名称： （2）煤的收到基成分漏风系数和过量空气系数采用单锅筒∏型布置，上升烟道为燃烧室及凝渣管。

水平烟道布置两级悬挂对流过热器。

布置两级省煤器及两级管式空气预热器。

水分 灰分 碳 氢 氧 氮 硫 收到基低位发热量干燥无灰 基挥发分 空气干燥 基水分可磨性 系数 变形温度 软 化 温 度融化温度MarAarCarHarOarNarSarQpnet ar .. VdafMadKkmt 1t2t3序号 名称 漏风系数符号出口过量空气系数 符号 结果1 制粉系统 0．1 △a ZF2 炉膛 0．05 △a L a L''3 屏、凝渣管 0 △a PN a PN'' 4 高温过热器 0．0025 △a GG a GG'' 5 低温过热器 0．025 △a DG a DG'' 6高温省煤器0．02 △a SS a SS'' 7 高温空气预热器 0．05 △a SK a SK'' 8低温省煤器0．02 △a XS a XS''整个炉膛全部布满水冷壁，炉膛出口凝渣管簇由锅炉后墙水冷壁延伸而成，在炉膛出口处采用由后墙水冷壁延伸构成的折焰角，以使烟气更好的充满炉膛。

采用光管水冷壁。

对流过热器分两级布置，由悬挂式蛇形管束组成，在两级之间有锅炉自制冷凝水喷水减温装置，由进入锅炉的给水来冷却饱和蒸汽制成凝结水，回收凝结放热量后再进入省煤器。

省煤器和空气预热器采用两级配合布置，以节省受热面，减少钢材消耗量。

锅炉采用四根集中下降管，分别供水给12组水冷壁系统。

燃烧方式采用四角布置的直流燃烧器。

根据煤的特性选用中间储仓式（热空气作干燥剂、钢球筒式磨煤机）图锅炉本体结构简图第一章、辅助计算1、1锅炉的空气量计算在负压下工作的锅炉机组，炉外的冷空气不断漏入炉膛和烟道内，致使炉膛和烟道各处的空气量、烟气量、温度和焓值相应的发生变化。

对于炉膛和烟道各处实际空气量的计算称为锅炉的空气平衡量、在锅炉热力计算中，常用过量空气系数来说明炉膛和烟道的实际空气量。

锅炉空气量平衡见表11、2燃料燃烧计算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、理论水蒸汽容积等。

计算结果见表序号项目名称符号数值单位（标准状况下）计算公式及数据结果1 理论空气量V0m3/kg (Car++ 理论氮容积V0N2m3/kg *Nar/100+3 R02容积VRO2m3/kg*Car/100+*Sar/1004 理论干烟气容积V0gym3/kg V0N2+VRO25 理论水蒸气容积V0H2Om3/kg*Har/100+*Mar/100+6 飞灰份额αfh查表2-42）烟气特性计算：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、RO2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。

具体计算见表1-2序号项目名称符号单位（标准状况下）炉膛，屏凝渣管高过低过高温省煤器高温空预器低温省煤器低温空预器1 受热面出口过量空气系数α" _1-5）2 烟道平均过量空气系数αpj_3 干烟气容积V0gy+(αpj-1)v0Vgym3/kg4 水蒸气容积V0H2O+(αpj-1)V0VH2Om3/kg5 烟气总容积Vgy+VH2OVym3/kg6 RO2容积份额VRO2/VYrRO2_7 水蒸气容积份额VH2O/VyrH2O_8 三原子气体和水蒸汽溶剂总份额rRO2+rH20r _9 容积飞灰浓度10Aarαfh/Vyμνg/m310 烟气质量1-Aar/100+αpjV0mykg/kg11 灰浓度αfhAar/(100my)μykg/kg3）烟气焓、空气焓、蒸汽焓的计算：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。

具体见表1-3、1-4、1-5、1-6对在锅炉受热面的各个部位的蒸汽或者空气的焓值进行计算，列成表格，作为温焓表。

具体见下表1-3烟气焓温表—用于炉膛、屏、高过的计算烟气或空气温度ϑ（℃）理论烟气焓I Y0（kj/kg）理论空气焓I K0理论烟气焓增I Y∆0(kj/kg)低温过热器高温省煤器a''= a''=I Y I Y∆I Y I Y∆烟气或空气温度ϑ（℃）理论烟气焓I Y0（kj/kg）理论空气焓I Y0（kj/kg）理论烟气焓增I Y∆0(kj/kg)炉膛、屏，凝渣管高温过热器a''=a''=I Y h y△h y I Y∆400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200(kgkj/) 300400500600700800烟气或空气温度ϑ（℃）理论烟气焓I Y0（kj/kg）理论空气焓I K0(kgkj/)理论烟气焓增I Y∆0(kj/kg)高温空预器低温省煤器a''= a''=I Y I Y∆I Y I Y∆100 200 300 400 500 600烟气或空气温度ϑ（℃）理论烟气焓IY（kj/kg）理论空气焓IK(kgkj/)理论烟气焓增I Y∆0(kj/kg)低温空预器a''=I Y I Y∆100200300400500600(3）锅炉热平衡及燃料消耗量见表1-71-7热平衡及燃料消耗量计算序号名称符号单位公式结果1 锅炉输入热量QrkJ/kg 式（2-8）Qr≌2 排烟温度Θpy℃先估后算3 排烟焓hpykJ/kg 查焓温表用插值法求4 冷空气温度tlk℃取用5 理论冷空气焓h0lk kJ/kg h0lk=(ct)kV06 化学未完全燃烧损失q3% 取用7 机械未完全燃烧损失q4% 取用8 排烟处过量空气系数αpy 查表2-9即低温空预器出口过量空气过量系数9 排烟损失q2%（100-q4)(hpy-αpyh0lk)/Qr10 散热损失q5% 取用11 灰渣损失q6% 式（2-13）12 锅炉总损失∑q % q2+q3+q4+q5+q613 锅炉热效率η% 100-∑q14 保热系数φ1-q5/(η+q5)15 过热蒸汽焓h"gg kJ/kg查附录B-6、B-7，高温过热器出口参数p=(查表1-6），t=540℃16 给水温度tgs℃给定17 给水焓hgs kJ/kg查附录B-6、B-7，低温省煤器入口参数p=(查表1-6），t=215℃18 锅炉有效利用热Q kJ/h Dgr (h"gg-hgs)19 实际燃料消耗量 B kg/h 100*Q/(ηQr)20 计算燃料消耗量Bj kg/h B(1-q4/100)第二章、炉膛校核热力计算2、1 校核热力计算步骤：1、计算炉膛结构尺寸及烟气有效辐射层。

2、选取热风温度、并依据有关条件计算随每kg燃料进入炉膛的有效热量。

3、根据燃料种类、燃烧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。

6、根据燃料和燃烧方式计算火焰黑度和炉膛黑度。

7、计算炉膛出口烟温。

8、核对炉膛出口烟温误差。

9、计算炉膛热力参数。

10、炉膛内其他辐射受热面的换热计算。

具体见表3-9序号名称符号单位结果1 前墙总面积A q m²2 侧墙总面积2A c m²3 后墙总面积A h m²4 喷燃气及门孔面积A yc m² 65 炉顶面积A ld m²6 炉膛与屏交界面积A2m²7 炉墙总面积A1m²8 炉膛截面面积A A m²9 水冷壁管外径 d mm 6010 水冷壁管节距S mm 6411 管子至墙中心距 e mm 012 水冷壁角系数X sl13 炉顶角系数X ld14 出口烟囱角系数X yc 115 炉膛容积V1m³16 冷灰二等分平面到出口烟囱中心线的距离H1m17 冷灰二等分平面到炉的距离H0m18 冷灰二等分平面到燃烧器中心线距离H r m19 炉膛总有效辐射受热面A lz m²20 炉膛水冷程度X21 炉膛有效辐射层厚度S M炉膛热力校核计算序名称符号单位公式结果号1 炉膛出口过量空气系数α"1查表1-5漏风系数和过量空气系数2 炉膛漏风系数Δα1查表1-5漏风系数和过量空气系数3 制粉系统漏风系数Δαzf 查表1-5漏风系数和过量空气系数4 热风温度trk℃先估后算5 理论热风焓h0rkkJ/kg 查温焓表6 理论冷风焓h0lk kJ/kg查表2-14锅炉热平衡及燃料消耗量计算7 空气带入炉膛热量Qk kJ/kg(α"1-Δα1-Δαzf)h0rh+(Δα1+Δαzf)*h0lk8 对应于每千克燃料送入炉膛的热量QlkJ/kgQr*(1-((q3+q6)/(100-q4)))+Qk9 理论燃烧温度φ℃查温焓表10 理论燃烧绝对温度T0K φ+27311 火焰中心相对高度系数Xhr/Hl+Δx(其中hr=4962,hl=22176-4092 +1762,Δx=0)12 系数M MA-BX注：A，B取值查表3-5，表3-613 炉膛出口烟气温度φ"1℃先估后算注：T"1=φ"1+273炉膛出口烟气绝对温度T"1kJ/kg14 炉膛出口烟气焓h"gl kJ/(kg℃)查温焓表15 烟气平均热容量Vc kJ/(kg℃)（Q1-h"gl)/(φ-φ"1)16 水冷壁污染系数ξsl 查表3-4水冷壁灰污系数17 水冷壁角系数Xsl查表3-1炉膛结构数据18 水冷壁热有效系数ψsl ξsl*Xsl19 屏、炉交界面的污染系数ξycβξsl（β取）20 屏、炉交界面的角系数Xyc取用21 屏、炉交界面的热有效系数ψycξyc*Xyc22 燃烧器及门孔的热有效系数ψr 未敷设水冷壁23 平均热有效系数ψpj （ψsl*A+ψyc*A2+ψr*Ayc)/A1其中A=Aq+2*Ac+Ah+Ald-Ayc24 炉膛有效辐射层厚度s m 查表3-1炉膛结构数据25 炉膛内压力p Mpa26 水蒸气容积份额rH20查表2-9烟气特征表27 三原子气体和水蒸气容积总份额r 查表2-9烟气特征表28 三原子气体辐射减弱系数kq1/(m·Mpa)*（（+*rH20）/sqrt*γ*ps)**T"1/1000)29 烟气质量飞灰浓度μykg/m³查表2-9烟气特征表30 灰粒平均直径dh μm查附录B-1筒式钢球磨球机（通常取13μm)31 灰粒辐射减弱系数kh1/(m·Mpa)55900/POUWER(T"1²*dh²,1/3) 注：dh单位为μm32 燃料种类修正系数x1对低反应的燃料（无烟煤、半无烟煤、贫煤等）x1=1;对高反应的燃料（烟煤、褐煤、泥煤、页岩、木柴等）x1=33 燃烧方法修正系数x2对室燃炉x2= 对层燃炉x2=34 煤粉火焰辐射减弱系数k1/(m·Mpa)kq*r+kh*μy+10*x1*x235 火焰黑度αh1-e-kps36 炉膛黑度αl αh/(αh+(1-αh)*ψsl)37 炉膛出口烟气温度(计算值)φ"1℃TO/(M*(3600*σα1ψpj*A1*T3/φ*Bj*Vc)^+1)-273注：σ=*10-11W/(m2·k4)Bj单位为kg/h38 计算误差Δφ℃φ"1-φ"1（估）（允许误差±100℃）39 炉膛出口烟气焓h"y1kJ/kg查焓温表，φ"1按计算值40 炉膛有效热辐射放热量Q fl kJ/kg Φ（Q1-h"yl)41 辐射受热面平均热负荷qs W/m²Bj*Q fl/*ALZ)42 炉膛截面热强度qA W/m²Bj*Qr/*AA)43 炉膛容积热强度qV W/m²Bj*Qr/*V1)序号名称符号单位公式结果1 顶棚管径 d ㎜382 节距S ㎜3 排数n 1584 顶棚管角系数x查《标准》线算图1（即附录A-1)5 顶棚面积Ald㎡6 蒸汽流通面积Alt㎡1580**²)/47炉膛顶棚热负荷分配不均系数ηh查《标准》线算图11（即附录A-6)(对本炉型：x=h/H=H/H=23938/23938)8 炉膛顶棚总辐射吸热量Qldkj/h *ηh*qs*Ald9 减温水总量Djwkg/h 先估后校10 炉膛顶棚蒸汽流量Dld kg/h D-Djw11 炉膛顶棚蒸汽焓增Δhldkj/kgQld/Dld12 炉膛顶棚进口蒸汽焓h'ld kj/kg查附录B-6、B-7注：蒸汽参数——汽包压力对应的干饱和蒸汽13 炉膛顶棚出口蒸汽焓h"ld kj/kgh'ld+Δhld14 炉膛顶棚出口蒸汽温度t"ld℃查附录B-6、B-7第三章、对流受热面的热力计算3、1 对流受热面计算步骤：1、假设受热面出口烟气温度，查取相应焓值。