课程设计85558汇编

20t/h燃煤锅炉空气预热器课程设计说明书

江苏大学京江学院

动力热能1002班

3101105036

张冠中

摘要

空气预热器是电厂中的一个基本的设备，其作用主要是降低排烟温度，提高锅炉效率，改善燃烧的着火条件和燃烧过程；降低不完全燃烧损失等等。可见其是一种一箭双雕的设备：一方面可以吸收烟气余热，降低排烟温度，提高锅炉的经济性；另一方面使冷风变成热风送入炉内，改善燃烧，提高锅炉燃烧效率，并且强化传热。

管式空气预热器是一个立方体的官箱，中间有隔板，由于许多薄壁钢管组成，管子一般采用错列布置两端与钢板焊接。管子垂直布置，烟气在管内从上到下流动，空气从管间的缝隙通过，进行热量交换。管式空气预热器是通过它的下管板支撑在锅炉空气预热器框架上的。管式空气预热器可分为单流程和多流程，当空气预热器受热面积不变时，增加流程会使每一通道的温度降低，因此空气流动速度就会增大，管式空气预热器根据进口方式不同，可分为单面进风和多面进风。其他条件不变的时候，进风面越多，空气的流动速度越低。与回转式空气预热器相比，管式空气预热器构造简单，制造、安装和维护方便，价格便宜，密封性能好，工作也可靠，但是管式传热性能差，使得空气预热器的体积庞大，钢耗严重。

本次课程实际经过锅炉选材，耗煤量计算，确定基本计算数据，通过物料平衡，热平衡来确定焓值等数据来进行传热计算，设计出空气预热器结构尺寸，从而形式具体结构就的出。再进行阻力计算，得到数据。

本课程设计由于时间限制，设计条件极为理想，只可作为理想设计，不考虑漏风等因素，并不十分完善。

目录

第一章已知参数——————————————1.1 锅炉已知参数

1.2 燃料特性

第二章空气预热器设计

2.1 锅炉的选型

2.2 燃煤量计算

2.3 物料平衡与热平衡

2.4 传热计算

2.5 结构设计

2.6 阻力计算

第三章数据总结

参考文献

第一章已知参数

1.1 锅炉的已知参数

表1—1 锅炉已知参数

1.2 燃料特性

1.2.1 燃料选择：贫煤

贫煤：它是烟煤的一种，对煤化程度最高的烟煤的称谓，这种煤着火温度高，燃烧时火焰短，但发热量高，燃烧持续时间长。一般挥发份>10%～20%，含碳量高达90%，含氢量一般在4%～4.5%。贫煤一般用作炼焦配煤。

1.2.2煤的成分

煤的成分

表1—2

单位质量的燃料在完全燃烧时所发出的热量称为燃料的发热量，高位发热量是指1Kg燃料完全燃烧时放出的全部热量，包括烟气中水蒸汽已凝结成水所放出的汽化潜热。从燃料的高位发热量中扣除烟气中水蒸汽的汽化潜热时，称燃料的低位发热量。

低位发热量因为最接近工业锅炉燃烧时的实际发热量，常用于设计计算。

低位发热量（Q net）单位质量的试样在恒容条件下，在过量氧气中燃烧，其燃烧产物组成为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫，气态水以及固态灰时放出的热量。恒容低位发热量即由高位发热量减去水（煤中原有的水和煤中氢燃烧生成的水）的气化热后得到的发热量。

Q net = 15890 KJ/ kg

第二章空气预热器设计

2.1 锅炉选型

根据已知参数，在我国一般35t/h 以下的锅炉多采用链条炉排，阴齿设计选择燃烧方式为链条炉排。

链条炉排锅炉，是一种卧式三回程水火管混合式锅炉，在锅筒内布置一束螺纹烟管。炉膛左右二侧装有光管水冷墙。采用轻型链条炉排实现机械加煤，配有鼓风机、引风机进行机械通风，并装有刮板式出渣机实现自动出渣。该炉前后拱采用新型的节能技术炉拱。燃料

自煤斗落到炉排上，进入炉膛燃烧后，火焰经过后拱折射向上通过本体两侧燃烬室折向转到前烟箱，再由前烟箱折回锅内管束，通过后烟箱进入省煤器，然后由引风机抽引通过烟道至烟囱排向大气。

根据锅炉蒸发量20t/h，燃料的特性，查锅炉的最低效率表[1] , 可得锅炉的最低效率为76%，由于课程设计的限制，简化设计，不考虑漏风等实际因素，因此取锅炉的效率为87.1%。

2.2 计算燃煤量

根据锅炉蒸发量：20t/h ；

额定蒸汽量：400℃

额定蒸汽压力：2.5MPa

查过热蒸汽表[1] ,得到h=3240.7kj/kg

又根据锅炉蒸发量：20t/h,得

锅炉总吸热量：

2*1000*

3600

h Q=

得：Q= 18004KJ/ s

根据锅炉的效率，得消耗燃料的输入热量：

r Q

Q=

η（2—1）

r

Q=20670.5KJ/s

燃煤量为：

r

net

Q B Q =

（2—2）

B = 1.3 kg/s

2.3 物料平衡与热平衡

物料平衡即产品或物料实际产量或实际用量及收集到的损耗之和与理论产量或理论用量之间的比较，并考虑可允许的偏差范围。 热平衡定律是热力学中的一个基本实验定律，其重要意义在于它是科学定义温度概念的基础，是用温度计测量温度的依据。在热力学中，温度、内能、熵是三个基本的状态函数，内能是由热力学第一定律确定的；熵是由热力学第二定律确定的；而温度是由热平衡定律确定的。所以热平衡定律如第一、第二定律一样也是热力学中的基本实验定律，其重要性不亚于热力学第一、第二定律，但由于人们是在充分认识了热力学第一、第二定律之后才看出此定律的重要性，故英国著名物理学家R.H.否勒称它为热力学第零定律。

根据燃烧方式，燃料种类，查炉膛出口空气系数表[2],得到炉膛的出口过量空气系数的范围：1.20~ 1.25。取过量空气系数为1.20，不考虑漏风情况。

2.3.1 理论空气量的计算

理论燃烧空气指1kg 液体或固体燃料(对气体燃料则为1Nm3)中

所含可燃物质与氧进行燃烧化学反应，按理论计算求得的空气需要量(常以标准立方米计)。燃料完全燃烧时空气中所含氧均与燃料中的可