锅炉课程设计

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：1.3MPa

3．蒸汽温度t

gr ：350℃； 4．給水温度t

gs

：105℃；

5．冷空气温度t

lk ：30℃； 6．预热空气温度t

r

：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 S

ar N

ar A ar

W

51.7 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/Kg

2．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

1.75

0.10

1.85

（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 3

7

.10333.09.1265.0)80.1375.07.51(0889.00333.0265.0)375.0(0889.0⨯-⨯+⨯+⨯=-++ar ar ar ar O H S C 4.696

2

2RO 体积

2RO V

/Kg m 3

1.80)0.375+.70.01866(51

=)0.375S +0.01866(C ar ar ⨯ 0.977

3

2N 理论体积

2N

V

/Kg m 3

2.100.008+4.6960.79

=0.008N +0.79V ar 0

k ⨯⨯ 3.727

4

O H 2理论体

积

02O H V

/Kg m 3

4.696

0.0161+22.50.0124+1.90.111

=0.0161V +0.0124W +0.111H 0

k 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

)(2

1αα''+' 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 3

00)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

()0

012

22k O H N RO V V V V -+++α 7.417 7.656 7.775 8.133 8.586 9.087

2RO 体积份

额

2RO r

y

RO V V 2

0.132 0.128 0.126 0.120 0.114 0.108

O H 2体积

份额

O H r 2

y

O 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 r

O H RO r r 22+

0.213 0.206 0.204 0.195 0.186 0.176