锅炉课程设计计算表

符号 单位
Qr kJ/kg
ϑ py
℃
hpy kJ/kg
tlk
℃
h0 lk
kJ/kg
q3
%
q4
%
αpy
q2
%
结果
20 0.5 1.5
7
10
散热损失
q5
%
0.5
11
灰渣损失
q6
%
12
锅炉总损失
∑q
%
13
锅炉热效率
η
%
14
保热系数
φ
15
过热蒸汽焓
h"gg kJ/kg
16
给水温度
tgs
℃
215
17
给水焓
hgs kJ/kg
（℃） （kj/kg）
理论空气
I 焓 0 Y
（kj/kg）
理论烟气 焓增
I
0 Y
(kj/kg)
400
炉膛、屏，凝渣管 a =
IY
hy
高温过热器
a =
△hy
I Y
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
5
1900 2000 2100 2200
h'ld kj/kg
13 炉膛顶棚出口蒸汽焓
h"ld kj/kg
14
t"ld ℃
12
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。 2、根据出口烟焓，通过 Qd=φ(I’-I’’+△aIoLF)计算对流传热量。 3、依据烟气侧放热量等于工质侧吸热量原理，求取工质出口焓和相应温度。 4、计算平均对流传热温差。 5、计算烟气侧对流放热系数及管壁污染系数。 6、计算工质侧对流放热系数。 7、计算管壁污染层温度。 8、计算烟气黑度，及确定烟气侧辐射放热系数。 9、计算对流放热系数 K。 10、计算对流传热量。与计算结果相比较，其差值应在允许范围之内。否则重新 假设受热面出口烟温，重复上述计算。 3、2 屏式过热器热力计算：
冷灰二等分平面到出口烟囱中心线的距离
冷灰二等分平面到炉的距离
冷灰二等分平面到燃烧器中心线距离
炉膛总有效辐射受热面 炉膛水冷程度
符号 Aq 2Ac Ah Ayc Ald A2 A1 AA d S e Xsl Xld Xyc V1
H1
H0
Hr
Alz X
单位 m² m² m² m² m² m² m² m² mm mm mm
8
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
16
17
18
19 20
表 3-1 炉膛的结构数据
名称 前墙总面积 侧墙总面积 后墙总面积 喷燃气及门孔面积 炉顶面积 炉膛与屏交界面积 炉墙总面积 炉膛截面面积 水冷壁管外径 水冷壁管节距 管子至墙中心距 水冷壁角系数 炉顶角系数 出口烟囱角系数 炉膛容积
14 炉膛出口烟气焓 15 烟气平均热容量
φ"1 T"1 h"gl Vc
16 水冷壁污染系数
17 水冷壁角系数
18 水冷壁热有效系数
19 屏、炉交界面的污染系数
20 屏、炉交界面的角系数
21 屏、炉交界面的热有效系数
22
燃烧器及门孔的热有效系 数
23 平均热有效系数
24 炉膛有效辐射层厚度
ξsl Xsl ψsl ξyc Xyc ψyc ψr ψpj s
漏风系数和过量空气系数
序 名称 号
漏风系数
1 制粉系统
0．1
2
炉膛
0．05
3 屏、凝渣管
0
5 低温过热器 0．025
6 高温省煤器
7
高温空气预热 器
8 低温省煤器
9
低温预热器
0．02 0．05 0．02
0. 05
符号
出口过量空气系数
a △ ZF
符号
△ aL aL
a △ PN
aPN
a a △ DG
DG
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
烟气特性表
序 项目名 号称
受热面
出口过
1
量空气 系数
（查表
1-5）
烟道平
2
均过量 空气系
数
干烟气
3 容积
V0gy+α
符号 α" αpj Vgy
单位 （标 准状 况 下）
_
_
m3/kg
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 理论烟气
I 空气温
度
焓0 Y
容积飞
9
灰浓度 10Aarα
fh/Vy
烟气质
量
10
1-Aar/1 00+1.3
06α
V0
pj
质量飞
灰浓度
11 α
fhAar/(1
00my)
煤的
12 折算
灰分
VH2O Vy r RO2 r H2O r
μν my μy Azh
m3/kg m3/kg
_ _
_
g/m3
kg/k g
kg/k g
g/MJ
4
3） 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
a △ SS
aSS
a △ SK
aSK
a △ XS
aXS
a △ XK
aXK
计算公式
aL △ aPN
a a △
GG
DG
aDG aSS
aSS △ aSK
aSK △ aXS
aXS △ aXK
（3）确定锅炉的基本结构 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。 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，
2
表 1-1 燃烧计算表
序号 项目名称
1
理论空气 量
2
理论氮容 积
3
R02 容积
4
理论干烟 气容积
5
理论水蒸 气容积
6 飞灰份额
符号 V0 V0
N2
VRO2 V0
gy
V0 H2O
αfh
单位
（标
准状况下）
m3/kg
m3/kg
m3/kg
m3/kg
m3/kg
结果
2） 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，
rH20 r
kq
1/(m·M pa)
μy
kg/m³
dh
μm
kh
1/(m·M pa)
x1
33 燃烧方法修正系数 34 煤粉火焰辐射减弱系数 35 火焰黑度 36 炉膛黑度
37
炉膛出口烟气温度(计算 值)
38 计算误差 39 炉膛出口烟气焓 40 炉膛有效热辐射放热量 41 辐射受热面平均热负荷 42 炉膛截面热强度 43 炉膛容积热强度
屏式过热器在热力计算方面具有以下特点： 1、 在换热方式上，既受烟气冲刷，又吸收炉膛及屏间高温烟气的热辐射； 2、 屏式过热器属于中间过热器，其进出口处的工质参数在进行屏的计算时
往往是未知数； 3、 屏与屏之间横向节距大，烟气流速低，且冲刷不完善。所以某些交换参
数不同于一般对流受热面。 屏的具体热力计算见下表
烟气或 理论烟气
空气温 度
I 焓 0 Y
（℃） （kj/kg）
100
理论空气 焓
I
0 K
(
k
j
/
k
g
)
理论烟气
焓增
I
0 Y
(kj/kg)
200
300
400
500
高温空预器 a =
IY
I Y
低温省煤器 a =
IY
IY
6
1-6 烟气焓温表—用于低温空预器的计算
烟气或空气 温度
（℃）
100
理论烟气
焓
1-4 烟气焓温表—用于低温过热器、高温省煤器的计算
烟气或 理论烟气
空气温 度
h 焓 0 Y
（℃） （kj/kg）
理论空气
h 焓 0 K
(kj/ kg)
理论烟气
焓增
h
0 Y
(kj/kg)
300 400 500 600 700 800
低温过热器 a =
hY
h Y
高温省煤器 a =
hY
h Y
1-5 烟气焓温表—用于高温空预器、低温省煤器的计算
炉 膛， 屏凝 渣管
高过
3
低过
高温 省煤 器
高温空 预器
低温 省煤 器
低温 空预 器
pj-1)v0
水蒸气
容积
4 V0H2O+0. 0161α
pj-1)V0
烟气总
5 容积
Vgy+VH2O
RO2 容
6 积份额
VRO2/VY
水蒸气
7
容积份 额
VH2O/Vy
三原子
气体和
水蒸汽
8 溶剂总
份额
rRO2+r
H20
屏的结构数据计算表
序号 1 2 3 4 5 6
7
8
9
10
名称 管子外径 屏的片数 每片屏的管子排数 屏的深度 屏的平均高度 一片屏的平面面积
屏的横向节距
比值
屏的纵向节距
比值
符号 d Z n L h
Ap
S1
σ1
S2
σ2
单位 mm
m m m² mm
mm
结果 Φ42*5
12 40 2.076 7.4 13.5
4 热风温度
5 理论热风焓
符号
单位 结果
α"1 Δα1 Δαzf
trk h0
rk
℃ kJ/kg
9
6 理论冷风焓
h0 lk
7 空气带入炉膛热量
Qk
8
对应于每千克燃料送入炉 膛的热量
Ql
9 理论燃烧温度
φ0
10 理论燃烧绝对温度
T0
11 火焰中心相对高度系数
X
12 系数 M
M
13 炉膛出口烟气温度 炉膛出口烟气绝对温度
18
锅炉有效利用热
Q kJ/h
19
实际燃料消耗量
B kg/h
20
计算燃料消耗量
Bj
kg/h
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
1
图 1.1 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 1 1、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
m³ m m m m²
结果 219.62 218.48 157.74
6 32.11 65.61 693.56 51.479
60 64 0 0.98 0.98 1 1052.6
19.846
23.938
4.962
675.12 0.97
炉膛热力校核计算
序 号
名称
1 炉膛出口过量空气系数
2 炉膛漏风系数
3 制粉系统漏风系数
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速磨煤机的负压直吹系统次风
x2
k
1/(m·M pa)
αh
αl
φ"1
℃
Δφ h"y1 Qfl qs qA qV
℃ kJ/kg kJ/kg W/m² W/m² W/m²
11
2、2 炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增的计算 炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增的计算
序号 名称
符号 单位 结果
1
顶棚管径
d
㎜
38
2
节距
S
㎜
47.5
3
排数
25 炉膛内压力
p
kJ/kg kJ/kg kJ/kg
℃ K
℃ kJ/kg kJ/(kg ℃) kJ/(kg ℃)
m Mpa
1 0.1
10
26 水蒸气容积份额
27
三原子气体和水蒸气容积 总份额
28 三原子气体辐射减弱系数
29 烟气质量飞灰浓度 30 灰粒平均直径 31 灰粒辐射减弱系数
32 燃料种类修正系数
591
14.1
46
1.09
13
11
屏的角系数
X1
0.98
12
屏的计算受热面积
Apj
Baidu Nhomakorabea
m²
317
13
屏区顶棚面积
Adp
m²
15.6
14
屏区两侧水冷壁面积
Asl
m²
30.1
15
屏区附加受热面面积
Apfj
m²
45.7
16
烟气进屏流通面积
A'p
m²
58.8
17
烟气出屏流通面积
A"p
m²
50
18
烟气平均流通面积
I
0 Y
（kj/kg）
200
300
400
500
600
理论空气焓
I
0 K
(kj/ kg)
理论烟气焓增
I
0 Y
(kj/kg)
(3）锅炉热平衡及燃料消耗量见表 1-7 1-7 热平衡及燃料消耗量计算
低温空预器 a =
IY
I Y
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
名称 锅炉输入热量
排烟温度 排烟焓 冷空气温度 理论冷空气焓 化学未完全燃烧损失 机械未完全燃烧损失 排烟处过量空气系数 排烟损失
n
158
4
顶棚管角系数
x
0.98
5
顶棚面积
Ald ㎡
32.11
6
蒸汽流通面积
Alt ㎡
0.112
7
炉膛顶棚热负荷分配不均系 数
ηh
8
炉膛顶棚总辐射吸热量
Qld kj/h
9
减温水总量
Djw kg/h
10 炉膛顶棚蒸汽流量
Dld kg/h
11 炉膛顶棚蒸汽焓增
Δhld kj/kg
12 炉膛顶棚进口蒸汽焓