锅炉原理课程设计

锅炉原理课程设计

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学号：xxxxxxxx

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地点：教学楼

指导老师：

热能与动力工程系

目录

第一节设计任务书 (3)

第二节煤的元素分析数据校核和煤种判别 (3)

第三节锅炉整体布置的确定 (5)

第四节燃烧产物和锅炉热平衡计

算 (7)

第五节炉膛设计和热力计算 (13)

第六节后屏过热器热力计算 (23)

第七节对流过热器设计和热力计算 (27)

第八节高温再热器设计和热力计算 (33)

第九节第一、二、三转向室及低温再热器

引出管的热力计

算 (3)

8

第十节低温再热器热力计算 (46)

第十一节旁路省煤器热力计算 (49)

第十二节减温水量校核 (53)

第十三节主省煤器设计和热力计算 (53)

第十四节空气预热器热力计算 (57)

第十五节热力计算数据的修正和计算结果汇总 (61)

第十六节锅炉设计说明书 (64)

第一节 设计任务书

一、 设计题目 400t/h 再热煤粉锅炉 二、 原始材料

1。锅炉蒸发量D 1 40t/h 2。再热蒸汽流量D 2 350t/h 3。给水温度t gs 235℃

4。给水压力p gs 15.6MPa(表压) 5。过热蒸汽温度t 1 540℃

6。过热蒸汽压力p 1 13.7M Pa(表压) 7。再热蒸汽进入锅炉机组时温度t '

2 330℃ 8。再热蒸汽离开锅炉机组时温度t "

2 540℃ 9。再热蒸汽进入锅炉机组时压力p '

2 2.5M Pa(表压) 10。再热蒸汽离开锅炉机组时压力p "

2 2.3M Pa 表压) 11。周围环境温度t lk 20℃ 12。燃料特性

(1)燃料名称：阜新烟煤

(2)煤的应用基成分（%）：y C = 48.3 ; y O = 8.6 ; y S = 1 ; y H = 3.3 ;

y N = 0.8 ; y W = 15 ;

y A = 23

(3)煤的可燃基挥发分V r

= 41 %

(4)煤的低位发热量Q y

dw = 18645 kJ/kg

(5)灰融点:t 1、t 2、t 3>1500℃

13。制粉系统 中间贮仓式，闭式热风送粉，筒式钢球磨煤机 14。汽包工作压力 15.2MPa(表压)

提示数据:排烟温度假定值θpy =135℃;热空气温度假定值t rk =320℃

第二节 煤的元素分析数据校核和煤种判别

一、煤的元素各成分之和为100%的校核

y C +y O +y S +y H +y N +

y W +y A = 48.3+8.6+1+3.3+0.8+15+23 =100%

二、元素分析数据校核 (一)可燃基元素成分的计算

可燃基元素成分与应用基元素成分之间的换算因子为 K r =

y

y A M --100100=613.123

15100100

=-- 则可燃基元素成分应为(%)

==y r r C K C 1.613×48.3=77.9

==y r r H K H 1.613×3.3=5.3 ==y r r O K O 1.613×8.6=13.9

==y r r N K N 1.613×0.8=1.3

==y r r S K S

1.613×1=1.6

(二)干燥基灰分的计算

=-=

y

y

g A W

A 10010006.272315100100=⨯- (三)可燃基低位发热量(试验值)的计算

=

--+=y

y y y

dw r dw A W W Q Q 100100

)

25(Kg KJ /26.306792315100100)152518645(=--⨯⨯+ (四)可燃基低位发热量（门德雷也夫公式计算值）的计算

=--+=)(1091030339'

r r r r r dw S O H C Q Kg KJ /4.30526)6.19.13(1093.510309.77339=--⨯+⨯

=-r dw r dw Q Q 'Kg

KJ Kg KJ /800/86.15226.306794.30526<-=-

因为%)25(/800/86.152><-Ag Kg KJ Kg KJ 所以元素成分是正确的 三、煤种判别 (一)煤种判别

由燃料特性得知Vr=41 %>20%,但是r dw

Q =18645KJ/Kg<18840KJ/Kg ，所以属于: 劣质烟煤。

(二)折算成分的计算

,%16.523186454182

zs Aar,=⨯=

,%

364.315186454182

zs Mar,=⨯=

,%224.00.118645

4182

zs Sar,=⨯=

因此Aar,zs=5.16，%>4，%，属于高灰分煤。

第三节 锅炉整体布置的确定

一、锅炉整体的外型—选n 形布置 选择n 形布置的理由如下:

(1)锅炉排烟口在下方，送、引风机及除尘器等设备均可布置在地面，锅炉结构和 厂房较低，烟囱也可以建筑在地面上；

(2}在对流竖井中，烟气下行流动，便于清灰，具有自身除灰的能力; (3)各受热面易于布置成逆流方式，以加强对流换热; (4)机炉之间连接管道不长。 二、受热面的布置

在炉膛内壁面，全部布置水冷壁受热面，其他受热面的布置主要受蒸汽参数、锅炉容 量和燃料性质的影响。

本锅炉为超高压参数，汽化吸热较小，加热吸热和过热吸热相应较大。为使炉膛出口 烟温降低到要求的数值，保护水平烟道内的对流受热面，除在水平烟道内布置对流过热器 外，还在炉内布置全辐射式的前屏过热器，炉膛出口布置半辐射式的后屏过热器。为使前 屏、后屏过热器中的传热温差不致过大，在炉顶及水平烟道的两侧墙，竖井烟道的两侧墙 和后墙均布置包覆过热器。

为了减小热偏差，节省金属用量，采用二级再热方式，其中高温再热器置于对流过热 器后的烟温较高区域，低温再热器设置在尾部竖井烟道中。但是，为了再热汽温的调节， 使负荷在100%~75%之间变化时，再热器出口汽温保持不变，在低温再热器旁边(竖井烟 道的前部)设置旁路省煤器，前后隔墙省煤器采用膜式水冷壁结构。在低温再热器及旁路 省煤器的下面设置主省煤器。根据锅炉的参数，省煤器出口工质状态选用非沸腾式的。 热风温度要求较高（t rk =320°），理应采用二级布置空气预热器，但在主省煤器后已 布置不下二级空气预热器，加之回转式空气预热器结构紧凑、材料省、维修也方便，因此 采用单级的回转式空气预热器，并移至炉外布置。

在主省煤器的烟道转弯处，设置落灰斗，由于转弯处离心力的作用，颗粒较大的灰粒 顺落灰斗下降，有利于防止回转式空气预热器的堵灰，减轻除尘设备的负担。 锅炉整体布置如图3-1所示 三、锅炉汽水系统

按超高压大容量锅炉热力系统设计的要求.该锅炉汽水系统的流程设计如下: (一)过热蒸汽系统的流程

汽包→顶棚过热器进口集箱→炉顶及尾部包覆过热器管束→尾部包覆过热器后 悬吊管过热器管束———————————→悬吊管过热器出口集箱 集箱

尾部左右侧包覆过热器下后集箱→尾部左右侧包覆过热器管束(上升)

尾部左右侧包覆过热器上集箱→尾部左右侧包覆过热器管束(下降)→尾部左右侧包覆过热器下前集箱→水平烟道左右侧包覆过热器管束(上升)→水平烟道左右侧包覆过热器上集