课程设计任务书一、课程设计题目：二、课程设计任务：1.任务：2.已知条件：三、原始资料1.锅炉结构及设计参数锅炉型号为SHL10-1.3/350-WⅢ型，如图8-1所示，炉膛内前墙、后墙、炉顶及两侧墙均布置有水冷壁，炉膛后沿烟气流程布置有凝渣管、过热器、对流管束、鳍片式铸铁省煤器和管式空气预热器。

锅炉设计给水温度105℃，给水压力1.4MPa，排污率5%，冷空气温度30℃，热空气温度150℃，排烟温度180℃，炉膛出口处负压20Pa。

设计煤种为山西阳泉无烟煤，煤质资料为：C ar=65.65%，H ar=2.64%，O ar=3.19%，Q24426kJ/kg。

N ar=0.99%，S ar=0.51%，M ar=8%，A ar=19.02%，V daf=7.85%，=ar,net锅炉受热面的设计过量空气系数及漏风系数见表8-8。

设计热力计算结果见表8-9。

平均烟温 t av ℃ 952 850 516 351 309 221 进口介质温度 t ' ℃ 197 197 197 197 105 30 出口介质温度 t ''℃ 197 197 324197137 144 介质流速 w m/s 20.42 0.52 6.56 受热面积 Hm 2 51.87 11.52 H hx =28.64H zx =16.32230.194.4 169.8 温压 t ∆℃ 755 587 319 187131传热系数 K kW/m 2·℃0.0306 0.0306 0.0309 0.0227 0.0228 吸热量QkJ/kg10781.5735.22229.46289.21111.3 1409.2图8-1 SHL10-1.37/350-W Ⅲ型锅炉本体结构简图 1-炉膛；2-烟窗及凝渣管； 3-过热器；4-对流管束； 5-省煤器，6-烟道门；7-空气预热器；8-风室；9-炉排四、热力计算步骤 （一）辅助计算1．理论空气量、理论烟气量的计算名称符号单位 计算公式结果理论空气量 0k V m 3/kg 0.0889(C ar +0.375S ar )+0.265H ar -0.0333O ar 三原子气体容积 2RO Vm 3/kg 0.01866(C ar +0.375S ar )理论氮气容积 0N 2V m 3/kg 1008.079.0ar 0k N V ⨯+理论水蒸汽容积OH 2V m 3/kg0.111H ar +0.0124W ar +0.01610k V2．各受热面烟道中烟气特性表名称符号单位计算公式炉膛与凝渣管 蒸汽过热器锅炉管束 省煤器 空气预热器 进口过量空气系数 α' 给定 出口过量空气系数 α''给定 漏风系数 ∆α平均过量空气系数 αav2/)(αα''+'实际水蒸汽容积 O H 2Vm 3/kg 0k av 0OH )1(1610.02V V -+α烟气总容积V ym 3/kg0k av O H N 0RO V )1(V V V 222-+++α当netar,arfh 4190Q ≤6时，飞灰焓fh h 可忽略不计；实际烟气焓值只需要计算设备所处温度环境对应的焓值，不必全部算。

（二）炉膛热力计算 炉膛结构如图8-2所示。

图8-2 炉膛结构AB=3320mm ；BC=2280mm ；CD=3850mm ；DE=1970mm ； EF=3340mm ；FG=980mm ；GH=1470mm ；HI=640mm2.炉膛的传热计算名称符号 单位 计算公式或来源 数值前墙面积（包括炉顶） A qq m 2(0.5+0.64+0.98+1.47+3.34+1.97)×2.72 24.21 后墙面积 A hq m 2 (0.472+3.32+2.28+3.85)×2.72 26.98侧墙面积 A cq m 2要求学生计算复核 14.88炉排有效面积 R m 2(3.285+0.595+0.92+0.32)×2.30 11.78 炉膛周界总面积 A l m 2 24.21+26.98+2×14.88+11.78 92.73炉膛容积 V l m 3A cq ×2.72 40.47 水冷壁管径 d m 0.051 前墙结构尺寸管数n=16，管节距S=0.17m ，e=0.0255m ，曝光管长l 1=4.87m ，角系数 x 1=0.59，覆盖耐火材料层长l 2=3.53m ，角系数 x 2=1（角系数根据S/d=3.33，e/d=0.5及炉墙特点查取） 前墙有效辐射受热面积(包括炉顶) H qqm 2(4.87×0.59+3.53×1)×(16-1)×0.1716.36后墙结构尺寸 管数n=16，管节距S=0.17m ，e=0.0255m ，曝光管长l 1=4.63m ，角系数 x 1=0.59，覆盖耐火材料层长l 2=3.32m ，角系数 x 2=1（角系数根据S/d=3.33，e/d=0.5及炉墙特点查取） 后墙有效辐射受热面积 H hq m 2 (4.63×0.59+3.32×1)×(16-1)×0.17 15.44 烟窗结构尺寸管数n=8，管节距S=0.34m ，管长l =1.5m ，角系数 x=1， 烟窗有效辐射受热面积 H yc m 2 (8-0.5)×0.34×1.5×1 3.83 侧墙结构尺寸管数n=16，管节距S=0.105m ，e=0.065m ，曝光管炉壁面积A 1=7.98m 2，角系数 x 1=0.87，覆盖耐火材料层面积A 2=1.18 m 2，角系数 x 2=1 （角系数根据S/d=2.06，e/d=1.275及炉墙特点查取） 侧墙总有效辐射受热面积 H cq m 2 2×(7.98×0.87+1.18×1) 16.24炉膛总有效辐射受热面积 H f m 2H qq + H hq + H yc + H cq 51.87炉膛平均有效角系数 x )A /(l f R H - 炉膛有效辐射层厚度 δm l 1A /6.3V火床与炉墙面积之比ρ)A /(l R R -要求学生：在图8-2中标出与尺寸相关的结构名称，如炉膛宽度、深度等。

炉膛辐射换热量 Q f kJ/kg )h (l l ''-Q φ 炉膛有效辐射热流密度 q f kW/m 2 f f j H /B Q '炉膛容积热强度 q v kW/m 3 l r j V /B Q '，是否在合理范围内炉排面积热强度q RkW/m 2R /B r j Q '，是否在合理范围内（三）凝渣管的热力计算 凝渣管结构如图8-3所示。

图8-3 凝渣管结构1.凝渣管结构计算2.凝渣管的热力计算名称 符号单位计算公式或依据 数值 进口烟温 y t ' ℃ 炉膛出口烟温 进口烟焓 y h ' kJ/kg 炉膛出口烟焓 出口烟温 y t '' ℃ 先假定，后校核出口烟焓 yh '' kJ/kg 按凝渣管出口过量空气系数，查焓温表平均烟温av yt ℃()2/t t yy''+'名称符号单位计算公式或来源 数值第1、2排（错列部分）结构尺寸 管数n=8/排，管径d×δ=51×3mm ，横向节距1S '=0.34m ，纵向节距S 2=0.18m ，管长l =1.5m ，d /S 1'=6.67，角系数x '=0.2，管排数Z 2=2受热面积 A 'm 2 dl n π2 烟气流通截面积F 'm 2 051.05.185.185.2⨯⨯-⨯ 第3、4排（顺列部分）结构尺寸 管数n=16/排，管径d×δ=51×3mm ，横向节距1S ''=0.17m ，纵向节距2S =0.18m ，管长l =1.5m ，d /S 1''=3.33，角系数x ''=0.41 受热面积 A ''m 2 dl n π2 烟气流通截面积 F ''m 2 051.05.1165.185.2⨯⨯-⨯ 总受热面积 A m 2 A '+A ''烟气平均流通截面积 F av m 2 )F A F A /()A A (''''+''''+'凝渣管受炉膛辐射面积 A nz m 2 等于烟窗有效辐射面积凝渣管角系数x nz ()()22111x x ''-'--凝渣管有效辐射受热面积 H nz m 2 x nz A nz横向平均节距 S 1 m ()A A /A A 11''+'''''+''S S烟气有效辐射层厚度 δ m )14(9.0221-d S S d π相对横向节距 σ1 S 1/d 相对纵向节距σ2S 2/d凝渣管吸收炉膛辐射热量 f QkJ/kg j nz f /B H q ch 'η（q f 见炉膛热力计算）有效系数ψ对无烟煤和贫煤取0.6对烟煤、褐煤、烟煤的洗中煤取0.8传热系数 KkW/m 2·℃ ()ψψ-+11rpfl Q Q a传热量 cr QkJ/kg j av B /t A K '∆误差%要求：%5/)(rp cr rp <-Q Q Q说明：①横向冲刷错列管束时的对流放热系数线算图；②横向冲刷顺列管束时的对流放热系数线算图；③辐射放热系数线算图。

（四）过热器的热力计算 过热器结构如图8-4所示。

图8-4 过热器结构名称 符号单位计算公式或来源数值结构尺寸 管径d×δ=38×3.5mm ，横向节距1S '=0.068m ，1S ''=0.102m ，纵向节距S 2=0.1m ，管长l =1.57m ，横向管排数Z 1=30，纵向管排数Z 2=8 横向平均节距 S 1 m )/2S S (11''+'烟气通流截面积 横向冲刷 F hx m 2 ()l d 1Z 85.2-(这里l 为烟气横向冲刷的管长，l =1m)纵向冲刷 F zx m 2 4Z Z 85.2)051.003.1(221d π-⨯-受热面积横向冲刷 A hx m 2 dl π21Z Z (这里l 为烟气横向冲刷的管长，l =1m) 纵向冲刷A zx m 2 dl π21Z Z （这里l 为烟气纵向冲刷的管长，l =0.57m ）总受热面积 A z m 2 A hx + A zx蒸汽通流截面积逆流部分 f nl m 2 2)20035.0803.0(4162⨯-⨯⨯⨯π顺流部分f sl m 2 2)20035.0803.0(4142⨯-⨯⨯⨯π蒸汽平均通流截面积 f m 2 ()2/f f sl nl +管间有效辐射层厚度δm)14(9.0221-dS S d π要求学生：1.在图上用箭头标出工质流向；2.画出过热器区域立体布置图。