链条锅炉设计计算

1 2 锅炉热力计算 2 1 热力计算类型和方法 开发一台新型锅炉产品时首先要做好设计工作 设计中要对锅炉的性能 结 构 经济性和可靠性等各方面进行各种计算 以有定量的了解 这些计算包括锅 炉热力计算 水循环或水动力计算 空气动力计算 烟气阻力计算 管子金属壁 温度计算 强度计算 炉墙和构架计算等 而热力计算则是这些计算中最主要和 基础的计算 并为其他计算提供所需的数据资料 锅炉的计算主要分为两大类 设计计算 校核计算 设计新锅炉时的热力计 算称为设计热力计算 也称设计计算 7 其任务是在给定的给水温度和燃料特 性的前提下 为达到额定蒸发量和蒸汽参数以及选定的经济指标 计算 确定锅 炉机组的炉膛尺寸及各个受热面的结构和尺寸 并确定锅炉的热效率和燃料消耗 量 各受热面进出口处的烟温和工质温度 吸热量以及烟速和工质流速等 为选 择辅机设备和进行上述其他各项计算提供原始资料 设计计算是在锅炉的额定负荷下进行的 为了预计锅炉在其他负荷下的工作 特性 以及锅炉在燃用非设计燃料时的热力特性 都要重新进行热力计算 称之 为校核热力计算 也称校核计算 7 其任务是在已定的锅炉结构和受热面积条 件下 对锅炉负荷 燃料 运行工况或某些结构变化时 求取各受热面进出口处 的工质温度和速度 烟气温度和速度 锅炉热效率 燃料消耗量 空气和烟气量 等 目的是为了得到锅炉在非设计工况条件下运行的经济指标 为锅炉结构改进 选择辅机设备和其他各项计算提供原始数据和资料 设计计算和校核计算所用的计算方法基本相同 即计算时所依据的传热原理 2 计算公式和图表都是相同的 其差别仅仅是计算任务和所求数据不同 但做校核 计算时 不仅烟气的中间温度和内部介质温度是未知数 而且排烟温度 预热空 气温度 甚至有时连过热蒸汽出口温度都是未知数 因此 校核计算时要预先假 定这些未知数 然后用逐步逼近法去最后确定之 2 2 热力计算步骤 设计计算和校核计算的目的不同 而在进行具体计算时都采用校核计算的方 法 即使对新锅炉做设计计算时 也是预先布置好受热面 然后用校核计算的方 法计算 如计算出的吸热量 温度 流速等与预计值相差较大 则修改受热面的 数量和布置后再算 直到满足预定要求 校核计算的计算步骤为 8 1 按计算任务书列出原始数据 2 选取各烟道的过量空气系数 计算三原子气体的容积和容积份额 烟 气和空气的焓 3 预先估计排烟温度和热风温度 用以确定热损失 锅炉效率和燃料消 耗量 4 计算炉膛传热 求出炉膛出口处的烟温 再用逐步逼近法计算各对流 受热面的烟温 按烟气流动方向顺序计算 5 如果计算得出的排烟温度与起初所估计的排烟温度之差未超过 10 C 而热空气温度之差未超过 40 C 则可认为锅炉机组的换热计算结束 如超过误 差 则需重新假定排烟温度及热空气温度进行计算 6 如果尾部受热面为双级布置 情况要复杂些 计算第二级省煤器时按 3 已知的进口烟温和估算的出口工质焓 第二级空气预热器按已知的进口烟温和假 定的热风温度 第一级省煤器按已知的进口烟温和进口水温 第一级空气预热器 按已知的进口烟温和进口空气温度 分别用逐次逼近法求出口烟温和进口 出口 工质温度 所求出的第一级省煤器出口水温和第二级省煤器进口水温之差应不超 过 10 C 同样 要求空气预热器的第一级出口与第二级进口空气的温差小于 10 C 7 按下式确定锅炉机组热平衡计算的误差 4rglfpgrzrgdsmQ Q 10q 式中 为锅炉输入热 为锅炉热效率 为机械不完全r kJ gl 4 燃烧损失 分别为对 燃料而言的炉膛 fpgrzrdsmQ1kg 辐射受热面 屏式受热面 对流过热器 再热器 过渡区和省煤器等各部分受热 面的吸热量 各部分吸热量均用热平衡方程式求得的值带入 kJ g 4 3 锅炉的热力计算实例 3 1 锅炉的参数 1 额定蒸发量 D 10t h 2 蒸汽压力 1 3MPa P 3 蒸汽温度 350 C 4 给水温度 105 C grt gst 5 冷空气温度 30 C 预热空气温度 150 C lk r 7 排烟温度 180 C 8 锅炉排污率 5 py pwP 3 2 燃料与燃烧计算 3 2 1 锅炉燃料 本次研究的对象是燃煤锅炉其煤质的元素分析列于表 3 1 表 3 1 煤质的元素分析表arCarHarOarSarNarAarW 应用基成分 46 55 3 06 6 11 1 94 0 86 32 48 9 00 可燃基挥发份 38 5 rV应用基低位发热值 17664kJ kgydwQ 3 2 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 过量空气系数 燃料燃烧时实际供给的空气量与理论空气量之比 漏风系数 锅炉受热面所在烟道漏入烟气的空气量与理论空气量之比 亦即 该烟道出 进口处烟气中过量空气系数之差 9 5 表 3 2 过量空气系数及漏风系数表 入口过量空气系数 漏风系数 出口过量空气系数 序 号 锅炉受热面 1 2 3 4 5 6 炉膛 凝渣管 蒸汽过热器 锅炉管束 省煤器 空气预热器 1 40 1 50 1 50 1 55 1 65 1 75 0 10 0 0 05 0 10 0 10 0 10 1 50 1 50 1 55 1 65 1 75 1 85 2 理论空气量 理论烟气容积的计算 理论空气量 0 0889 0 3755 0 265 3 1 0kVarCarSarH03 arO 0 0889 46 55 0 375 1 94 0 265 3 06 6 11 4 810Nm kg 3 三原子气体容积 0 01866 0 3755 3 2 20ROVarCarS 0 01866 46 55 0 375 1 94 0 882 Nm kg3 理论氮气容积 0 79 0 8 3 3 20NV0k1ar 0 79 4 810 0 8 086 3 807 Nm kg 3 6 理论水蒸气容积 0 111 0 0124 0 0161 3 4 20HOVararW0kV 0 111 3 06 0 0124 9 00 0 0161 4 810 0 528 Nm kg3 将理论空气量和理论烟气容积的结果列入表 3 3 中 表 3 3 理论空气量和理论烟气容积表 序 号 名 称 符 号 单 位 结 果 1 理论空气量 0kVNm kg34 810 2 三原子气体容积 2RONm kg 0 882 3 理论氮气容积 20NNm kg33 807 4 理论水蒸气容积 2HOVNm kg 0 528 3 各受热面烟气特性计算公式 3 5 2pj 0 016 3 6 2HOV201pj 0kV 3 7 y2RN2HOj 3 8 ry 3 9 2HO2yV 3 qr2R 10 7 将各受热面烟气特性汇入表 3 4 中 表 3 4 各受热面烟气特性表 序号 名 称 符号 单位 炉膛凝 渣管 蒸汽过热器 锅 炉 管 束 省煤器 空气预 热器 1 过量空气系数 pj 1 50 1 525 1 60 1 70 1 80 2 水蒸气容积 2HOVNm kg30 567 0 569 0 574 0 582 0 332 3 烟气总容积 yNm kg 7 622 7 742 8 103 8 584 9 065 4 份额2R2ROr0 1157 0 1139 0 1088 0 1027 0 0973 5 份额H2H0 0693 0 0682 0 652 0 0615 0 0582 6 三原子份额 qr0 1850 0 1821 0 1740 0 1642 0 1555 3 3 锅炉热平衡及燃料消耗量计算 表 3 5 锅炉热平衡及燃料消耗量计算结果 序 号 名 称 符 号 单 位 计 算 公 式 或 依 据 数 值 1 燃料低位 发热值 ydwQkJ kg 给 定 17664 2 冷空气温度 lktC 设计给定 30 3 冷空气理论焓 0lIkJ kg 4 81 39 6 0klctV 190 4 排烟温度 py C 设计给定 180 5 排烟焓 ykJ kg 根据 1 85 查文献 2 蒸汽温焓表py 3 5 2354 8 6 固体不完全燃 烧热损失 4q 按文献 1 表 4 2 选取 14 续表 3 5 序 号 名 称 符 号 单 位 计 算 公 式 或 依 据 数 值 7 气体不完全燃 烧热损失 3q 按文献 1 表 4 2 选取 1 8 排烟损失 2 041pylkdwQIq 2354 89 76 9 74 9 散热损失 5 查文献 1 表 3 5 1 70 10 灰渣漏煤比 hzlm 查文献 1 表 4 2 0 80 11 灰渣的物理 热损失 6q hzlmzarydwctQA 0 8563 1274 0 82 12 锅炉总热 损失 234569 08q 27 26 13 锅炉热效率 10q 72 74 14 过热蒸汽焓 gqikJ kg 按 P 1 3Mpa 查文献 2 附录表 3 3151 15 饱和水焓 pwkJ kg 按 P 1 4Mpa 查文献 2 附录表 2 845 16 给水焓 gsikJ kg 按 105 查文献 2 附录表 4gsiC 441 17 锅炉排污率 pwP 给定 5 18 锅炉有效 利用热 glQkJ h 273016 glydwQ 27302000 19 燃料消耗量 Bkg h 4l 2114 20 计算燃料 消耗量 jkg h 41 205 1qB 1818 9 21 保热系数 51 70124q 0 977 3 4 炉膛的热力计算 3 4 1 炉膛的结构特性 1 标高计算 详见图 3 1 表 3 6 图 3 1 炉膛结构标 表 3 6 炉膛标高计算 结构名称 计 算 式 标高 mm A 1400 1085tan9 1572B 1400 4370tan9 2092 CF2092 1305tan55 3956D 7300 1900tan 7809E 7300 10 G3956 920tan20 3621H 1600 320tan 2154I 同前联箱中心标高 1600 2 炉膛包覆面积 详见图 3 1 1 侧墙 6 84m A 7 30 956 7 803 956 0 19 2 1 22m B 2 2 2 40m C 1 1 3852 0 595 3 956 1 100 1 70 m D 2 2 47m E 3 956 0 3 6 0 90 2 0 25m F 214153 6 84 1 22 2 40 1 70 2 47 0 25 14 88mcq 2 2 后墙 m1 57 0 472 sin9 3 32m 915 AB 2 28m 3 sinC 3 85m780 6D 26 98m 423 85 2 7hqF 2 3 前 顶墙 m1 60 50 0 64m32 cos6HI 11 0 98m0 32 cos6FG 1 47m1 54H m7 93E m0 cos 7D m 56481 497 2 4 1qF 2 4 炉壁总面积 mbz 2 6 180 5 2 3 炉排有效面积 m3 850 9 23 m178R 2 4 炉膛容积 m2 74 0 4cqF 3 5 炉膛有效辐射受热面 1 前顶 详见图 3 2 m 曝光 4 03956 1 7340 87DEF m 覆盖耐火涂料层 0 6817 85 根 17S d2en 3 Sd 0 5ed 查文献 1 线算图 7 2 10 59x 21x m 6 7480 597 qH 2 m23 12 查文献 1 表 7 1 查得 10 6 2 m730 96 2qH 2 后墙 详见图 3 3 烟窗高度 m1 5DCB 3 8521 463 2 mAB 根 170S d2 e16n Sd 0 5ed 查文献 1 表 7 2 得 1059x 2x 查文献 1 表 7 1 查得 0 m 697 2845 hH 2 3 烟窗 m 340S 51d l 1xn0 6 m 8 034 5 83chHnlx 2 4 侧墙水冷壁 详见图 3 4 5 32 m A 7 302 7 582 30 510 8 2 2 66 m B 64996360 9 2 后拱遮盖面积 1 18m C 1 2 由 105 65 得 S5d e2 0Sd 51 7ed 1 8x 21x m1 326 87 94cH 2 13 m20 694 2184 7024 cH 2 m53318 6 炉膛平均有效热系数 3 2 0 95 26lbF 7 炉膛有效辐射层厚度 m3 6 47 8 1 7 lSV 8 燃烧面与炉墙面积之比 0 95bzRF 图 3 2 前 顶水冷壁结构示意图 图 3 3 后水冷壁结构示意图 图 3 4 炉膛受热面计算简图 6309 4400 14 15 3 4 2 炉膛的热力计算 表 3 7 炉膛的热力计算 序 号 名称 符号 单位 计 算 公 式 或 依 据 数 值 1 燃料低位热值 ydwQkJ kg 燃料特性 17664 2 燃料消耗量 Bkg s 360214 B0 587 3 计算消耗量 jkg s 8 j 0 505 4 保热系数 锅炉热平衡计算表 3 5 0 977 5 出口过热空气 系数 l 给 定 1 50 6 炉膛漏风系数 l 给 定 0 10 7 冷空气焓 0rktkJ kg 设计给定表 3 6 190 8 热空气温度 rkC 设计给定 再校核 150 9 热空气焓 0rkIkJ kg 查文献 2 温焓表 3 5 1001 10 带入炉内热量 kQkJ kg 1 50 0 10 00 llrklkI 1001 0 10 190 1420 11 炉膛有效热量 lkJ kg 346 10ydwkqQQ 18711 12 理论燃烧温度 C 查文献 2 表 3 5 5l 1549 16 续表 3 7 序号 名称 符号 单 位 计 算 公 式 或 依 据 数 值 13 绝对温度 lTK 273 1549 273 1822 14 炉膛出口烟温 l C 先假定 再校核 960 15 出口烟焓 kJ kg 查文献 2 表 3 5 1 50l 11348 16 出口绝对温度 lTK 273 960 273 l 1233 17 平均热容量 jVCkJ kg C 871342lQIT 12 50 18 三原子份额 qr烟气特性表 qr2ROH0 1850 19 三原子压力 pPMPa 0 1850 0 1pP 0 0185 20 辐射厚度 Sm 炉膛结构 1 57 21 三原子辐射力 qMPa m 0 01850 1 57qS 0 029 22 烟气密度 y kg N m 3按文献 1 附录 1 取定值 1 30 23 灰粒直径 hd 按文献 1 附录 2 取定值 20 24 辐射减弱系数 pkr1 MPa m 按文献 1 表 3 1 取得 1 56 25 单位燃料烟气重量 yGkg kg 01 360arkAV 10 09 17 续表 3 7 序 号 名称 符 号 单 位 计 算 公 式 或 依 据 数 值 26 灰粒无因 次浓度 h 32 4801015arfhyA 0 0064 27 灰粒减弱 系数 k1 MPa m 2 233 4 lhTd 65 98 28 焦炭减弱 系数 c 10 29 无因次数 1x对无烟煤取值 1 30 无因次数 2 对无层燃炉取值 0 03 31 介质吸力 psk 12 phckrkxPS 0 358 32 火焰黑度 hy 0 358PSIe 0 301 33 炉膛黑度 1 11hyhyl 0 72 34 系数 M0 590 59 4mX 0 52 35 出口烟气 温度 l C 130 6 27 67 1 lbzljpjTFMBVC 961 36 炉膛出口 烟焓 lIkJ kg 按 查文献 2 表 3 5 l 11387 37 辐射放热 fQkJ kg 0 97 12387 lQI 7194 38 燃烧面热 强度 RqkW m 2 564 ydwBR 880 39 燃烧室热 强度 VkW m 0 7ylV 256 40 辐射受热 强度 jqkW m 2 561 8jfQH 40 04 18 3 5 凝渣管的热力计算 3 5 1 凝渣管结构计算 1 第 1 2 排 错列部分 根 排 查文献 1 图 7 2 340S 5d8n 340516 7Sd x 1 受热面积 m 23 1405283 4Hdln 2 2 烟气流通截面积 m 8 01 6F 2 2 第 3 4 排 顺列部分 根 排 查文献 1 图 7 2 170S 5d16n 753 Sd x 图 3 5 凝渣管结构示意图 1 受热面面积 m 23 1405 2167 8Hdln 2 19 2 烟气流通面积 m 2 8516 5013 5F 2 3 凝渣管 1 总受热面面积 m 3 84761 52H 2 烟气平均流通面积 m 8 3 3605pjFF 2 3 凝渣管受炉膛辐射面积 m fzH 2 4 凝渣管角系数 2 2221 1 0 41 0 78nzxx 5 凝渣管有效辐射受热面积 m0 783 9nzfzH 2 6 横向平均节距 m 11 40 1768 520 7S 7 纵向节距 m20 8S 8 烟气有效辐射层厚度 m21 240 7 1840 9 95 0 8733Sd 9 比值 10 7514 Sd 20 185 Sd 20 3 5 2 凝渣管的热力计算 表 3 8 凝渣管的热力计算 序 号 名 称 符号 单 位 计 算 公 式 或 依据 数 值 1 进口烟温 C 炉膛进口烟温 961 2 进口烟焓 IkJ kg 按 查文献 2 表 3 5 1 50 11387 3 出口烟温 C 先假定 后校核 919 4 出口烟焓 IkJ kg 按 查文献 2 表 3 5 1 5010816 5 侧对流放热量 rpQkJ kg 97 38106 I 558 6 平均烟温 pj C 2 940 7 工质温度 t C P 14MPa 查文献 2 附表 2 197 8 最大温压 d C 9617t 766 9 最小温压 xtC 722 10 平均温压 piC 22dxt 744 11 烟气流速 m s 73 jypjBVF 5 30 12 水蒸气容积份额 2HOr见表 2 4 0 0393 13 三原子容积份额 q 见表 2 4 0 1706 21 续表 3 8 序 号 名 称 符 号 单 位 计 算 公 式 或 依据 数 值 14 条件系 数 0 kW m C 2 查文献 1 图 7 13 0 054 15 修正系 数 c 查文献 1 图 7 13 0 85 16 修正系 数 查文献 1 图 7 13 0 89 17 错 列 部 分 修正系 数 sc查文献 1 图 7 13 0 99 18 错列对流系数 cl kW m C 2 0 540 89 cs 0 040 19 条件系 数 0kW m C 查文献 1 图 7 14 0 045 20 修正系 数 c 查文献 1 图 7 14 0 91 21 修正系 数 查文献 1 图 7 14 0 92 22 顺 列 部 分 修正系 数 sc查文献 1 图 7 14 1 23 顺列对流系数 sl kW m C 2 0 450 912cs 0 038 24 对流放热系数 dkW m C 2 clslH 0 039 25 灰层表面温度 btC 19780t 277 26 条件辐射系数 0 kW m C 2 查文献 1 图 7 20 0 163 27 无灰辐射修 正系数 yckW m C 查文献 1 图 7 20 0 163 22 28 三原子总压力 qp0 185 pr 0 98 23 续表 3 8 序号 名称 符号 单 位 计 算 公 式 或 依据 数 值 29 气体辐 射力 qpsMPa m 0 185 73qps 0 0162 30 气体减弱系数 qkr1 MPa m 276 HOqr 301pjp 2 153 31 介质吸力 ps 956 873qkrs 0 1879 32 烟气黑度 0 19kpse 0 1713 33 辐射放热系数 fkW m C 2 0 3 yc 0 0273 34 冲刷系数 横向冲刷 1 35 管壁对流放热 系数 l kW m C 2 1 0 9 273 df 0 066 36 烟窗负荷分布 系数 chy取 定 0 7 37 吸收炉膛热量 fQkJ kg 0 742 95 fchnzjyqHB 293 38 有效系数 取 定 0 6 39 传热系数 KkW m C 2 0 62931 1 58lfrpQ 0 0327 40 传热量 crQkJ kg 7 40j KHtB 554 41 误差 58 rpcr Q 0 71 24 3 6 蒸汽过热器的热力计算 3 6 1 蒸汽过热器的结构计算 1 结构尺寸 管径 0 381d 横向平均节距 m 11 2 6 2 0 85S 纵向节距 m 横向排数 排 纵向排数 排20 zz 2 烟气流通截面积 横向冲刷 m1 2 8530 16 32hxFbzdl 纵向冲刷 m 21 0 8 0 84 54zxaz 2根根根 图 3 6 蒸汽过热器结构简图 3 受热面面积 横向冲刷 m12308 140382 64hxHzl 2 纵向冲刷 m 5713zd 25 总受热面积 m128 641 32 96H 2 4 蒸汽流通截面积 逆流部分 m230 nlf 2 顺流部分 m2814sl 蒸汽平均流通截面积 m0 41 0 2622nlslf 5 管间有效辐射层厚度 m2 210 9 4 0 938 40 5 1 381 Sd 6 纵向冲刷当量直径 m 2 2 857 440 70 9 838dlFU 7 比值 1 852 4Sd 20 132 6Sd 3 6 2 蒸汽过热器的热力计算 表 3 9 蒸汽过热器热力计算 序 号 名 称 符号 单位 计 算 公 式 或 依 据 数 值 1 进口烟温 C 凝渣管出口烟温 919 2 进口烟焓 IkJ kg 按 查文献 2 3 5 1 50 10816 3 出口烟温 C 先假定 后校核 800 750 700 4 出口烟焓 IkJ kg 按 查文献 2 3 5 1 59571 8922 8273 26 续表 3 9 序 号 名 称 符 号 单位 计 算 公 式 或 依 据 数 值 5 烟气放 热量 rpQkJ kg 0 lkII 1225 1859 2493 6 辐射吸热不均系数 chy取 用 0 7 7 接受炉膛的辐射热 fkJ kg 1 chnzfzjyxqFB81 8 8 进口蒸汽温度 tC 1 4MPa 查文献 2 附P 表 3 197 9 进口蒸汽 焓 ikJ kg 1 4MPa 查文献 2 附表 3 2789 10 出口蒸汽温度 tC 1 3MPa 查文献 2 附表 3 290 342 394 11 出口蒸 汽焓 i rpfjQiBD 3026 3141 3257 12 过热蒸汽平均温度 tC 2t 244 270 296 13 蒸汽进口 比热容 m kg31 4MPa 查文献 2 附P表 2 0 1342 14 蒸汽出口热容 m kg 1 3MPa 查文献 2 附表 2 0 1846 0 2032 0 2217 15 蒸汽平均热容 pjm kg3 0 1549 0 1687 0 1780 16 蒸汽流速 m s 360pjDf 19 59 20 47 21 88 17 条件对流系数 0 kW m C 2 查文献 1 图 7 16 0 535 0 512 0 488 18 管径修正系数 dc查文献 1 图 7 16 0 99 27 续表 3 9 序 号 名 称 符号 单 位 计 算 公 式 或 依 据 数 值 19 蒸汽 侧放 热系 数 2 kW m 2 C 20dc 0 530 0 507 0 483 20 烟气 中水 蒸气 容积 2HOr烟气特性表 2 4 0 682 21 三原 子容 积 qr烟气特性表 2 4 0 1821 22 平均烟温 pj C 2 860 835 810 23 积灰系数 取 值 4 3 24 灰壁温度 btC 334 406 461 25 三原 子总 压力 qpMPa 0 182 qrp 0 01821 26 三原 子辐 射力 qsMPa m qs 0 00404 27 三原 子辐 射减 弱系 数 qkr1MPa 20 7816 0 HOqrps 3 j 1q4 18 4 26 4 32 28 气吸收力 ps460 2qkrs 0 0927 0 0945 0 0959 29 烟气黑度 1kpse 0 0885 0 0962 0 0974 28 续表 3 9 序号 名称 符号 单 位 计 算 公 式 或 依 据 数 值 30 条件辐射系数 0 kW m 2 C 查文献 1 图 7 20 0 150 0 159 0 169 31 辐射修正系数 yc不含灰气流 0 975 0 970 0 965 32 辐射放热系数 fkW m 2 C 0yc 0 0131 0 0140 0 0151 33 利用系数 混合冲刷 取用 0 95 烟气流速 hx m s 273 jypjzxBVF 9 49 9 29 9 03 条件系数 0hx kW m 2 C 查文献 1 图 7 14 0 073 0 072 0 071 修正系数 sc查文献 1 图 7 14 1 修正系数 查文献 1 图 7 14 0 983 修正系数 查文献 1 图 7 14 0 910 0 915 0 920 对流系数 hxd kW m 2 C 0hxsc 0 0653 0 0648 0 064234 横向冲刷顺列管 束 侧热系数 hxl kW m 2 C hxdf 0 075 0 075 0 076 29 续表 3 9 序 号 名 称 符 号 单 位 计 算 公 式 或 依 据 数 值 35 横向冲刷传热系数 hxKkW m 2 C 2 1 hxlhxfflrprQ 0 0377 0 0384 0 0383 36 有效热 系数 取 用 0 6 37 温差修正 系数 t 查文献 1 7 22 0 996 38 平均 温差 t C 0 96582t 580 39 平均烟温 pj C 172 843 40 横向烟速 hx m s 3 jypjhxBVF 9 35 41 纵向烟速 m s 27 3jypjzx 6 34 42 传热系数 KkW m2 C 0 4916578jgrBQHt 0 0321 43 蒸汽比 m kg3C 查文献 1 附录表 5t 0 1952 30 热容 3 续表 3 9 序 号 名 称 符 号 单 位 计 算 公 式 或 依 据 数 值 44 蒸汽平均比容 pj 0 1342 59 0 1647 45 蒸汽流速 m s 4 676pjDf 20 15 46 管内工质平均 温度 pjtC 19325t 261 3 7 锅炉管束的热力计算 3 7 1 锅炉管束的机构计算 1 左下角耐火材料覆盖面积 管段长度DG mmtan35120tan35847JH mm17I mm9 mm 2058142DGFI 管段的长度计算A 详见表 3 10 耐火材料覆盖面积 31 1201984lADADG m 6 87 56 031 2 4 m113 454Hdln 2 图 3 7 锅炉管束结构简图 2 烟隔板遮挡面积 m 280cos3160 8cos31 478ln m21 4525Hdl 2 3 对流管束受热面面积 8910123145167189201lllllll 6 543 8 03 3 56 4783 32 m3 516 93 702 854 0 28160 523 79 m211637941HdlnH 2 表 3 10 管段长度计算AD 管 子 编 号 管段名称 计 算 公 式 或 依 据 21 20 19 18 水平夹角 结构特性 2815 374 5 64 弯管半径 R机构特性 300 300 300 400D 1 20tan6n 323 273 224 171OF 结构特性 795 675 555 435EcosOF 902 854 818 793 BCtan 90 R 179 147 117 90A 结构特性 464 464 464 464EAB 259 243 237 239EFtanOF 427 523 600 663CD205CD 1444 1311 1195 1090 4 烟气流通截面积 m 814 21 6 8DQFG 2 m250874KL m2 3 5 0MN 2 m 814 16SRF m2 20048 97T 2 33 0 8 25 0124 75sin280 61 8 62QPFO m1 52 5 烟气平均流通界面积 61 842 012 9756pjDQKLMNSRTQPF 2 04m 6 管间有效辐射层厚度 m2 210 9 0 951 40 20 51 78Sd 7 比值 121 3Sd 3 7 2 锅炉管束的热力计算 表 3 11 锅炉管束热力计算表 序 号 名 称 符号 单 位 计 算 公 式 或 依 据 数 值 1 进口烟温 C 过热器出口烟温 766 2 进口烟焓 IkJ kg 查文献 2 表 3 1 5 5 9130 3 出口烟温 C 先假定后校核 400 350 300 4 出口烟焓 IkJ kg 查文献 2 表 3 1 6 5 4822 4196 3570 5 烟气侧放热量 rpQkJ kg 0 lkII 4227 4868 5450 6 管内工质温度 tC MPa 查文献 2 1 4P 附录 2 197 34 7 最大温压 maxt C 7619t 569 8 最小温压 inC 40203 153 103 35 续表 3 11 序 号 名 称 符号 单 位 计 算 公 式 或 依 据 数 值 9 平均温压 t C maxinilt 355 317 273 10 平均烟温 pj C t 552 514 470 11 烟气流速 m s 273 jypjBVF 6 07 5 79 5 47 12 蒸汽容积份额 2HOr查烟气特性表 2 4 0 0652 13 三原子份额 q查烟气特性表 2 4 0 1740 14 条件对流放热系数 0hx kW m 2 C 查文献 1 表 7 14 0 0483 0 0485 0 0442sc12 35 1z 0z 115 修正系数 c 0 950 0 955 0 960 16 对流放热系数 hxd kW m 2 C szc 0 0459 0 0444 0 0424 17 管壁灰层温度 btC 60197t 257 18 条件辐射系数 0kW m 2 C 查文献 1 表 7 20 0 0698 0 0628 0 0548 19 修正系数 yc查文献 1 表 7 20 0 970 0 965 0 960 续表 3 11 序 号 名 称 符号 单 位 计 算 公 式 或 依 据 数 值 20 三原子气体 压力 qpMPa 0 174qpr 0 01740 36 21 三原子气体 辐射力 qpsMPa m 0 174 28 0 00483 22 三原子气 体辐射减 弱系数 qkr1 MPam 26 0 1 HOqrps 73 1 j 0qr3 82 3 89 3 98 23 气体介质 吸力 kpskps0 107 0 109 0 111 24 烟气黑度 1se 0 101 0 103 0 105 25 辐射放热 系数 fkW m 2 C 0yc 0 00684 0 00624 0 00584 26 利用系数 横向冲刷 1 27 烟对管壁放 热系数 1 kW m 2 C hxdf 0 053 0 051 0 0448 28 有效系数 取 用 0 6 29 传热系数 KkW m 2 C 1 0 032 0 031 0 029 30 传热量 crQkJ kg jKtHB 5178 4479 3690 31 出口烟温 C 作图法 图 3 8 358 32 出口烟焓 IkJ kg 查文献 1 3 51 65 4296 33 管束吸热量 gskJ kg 0 lkII 4741 37 续表 3 11 序 号 名 称 符号 单 位 计 算 公 式 或 依 据 数 值 34 最大温压 maxt C 7619t 569 35 最小温压 inC 358161 36 平均温压 tC maxinilt 323 37 平均烟温 pj C 19732t 520 38 烟气流速 hx m s jypjpjBVF 5 84 39 传热系数 KkW m C 2 jgsQHt 0 0322C 图 3 8 锅炉管束出口烟温计算图 3 8 省煤器的热力计算 3 8 1 省煤器的机构计算 图 3 9 省煤器组装结构示意图 出水 进水 38 1 方形铸铁省煤器规格 长度 m 宽度 m2l 0 15b 受热面积 m 烟气流通面积 m 9sH2 0 12sF 2 横向排数 纵向排数 18z 4z 3 烟气流通截面积 m18 96smFz 2 4 省煤器受热面面积 m245 H 5 水的流通截面积 m20 1nfd 2 3 8 2 省煤器的热力计算 表 3 12 省煤器的热力计算 序号 名 称 符号 单 位 计 算 公 式 或依 据 数 值 1 进口烟温 C 锅炉管束出口烟温 358 2 进口烟焓 IkJ kg 查文献 2 3 5 1 65 4296 3 出口烟温 C 先假定 后校核 300 250 200 4 出口烟焓 IkJ kg 查文献 2 3 5 73772 3128 2485 5 侧放热量 rpQkJ kg 0 lkII 532 1162 1790 6 进口水温 tC 给水热力除氧 105 7 进口水焓 ikJ kg 查文献 2 附录 2 440 8 出口水焓 ikJ kg 1 rpjw QBiPD 545 653 760 39 续表 3 12 序 号 名 称 符号 单 位 计 算 公 式 或 依 据 数 值 9 出口水 温 tC 近 似 值 126 152 177 10 平均烟 温 pj C 2 329 304 279 11 烟气流 速 m s 73 jypjBVF 9 87 9 40 9 04 12 条件传热系数 0KkW m C 2 查文献 1 图 7 26 0 0224 0 0236 0 0230 13 修正系 数 c 查文献 1 图 7 26 0 955 1 000 1 005 14 传热系数 kW m C 2 0Kc 0 0243 0 0236 0 0231 15 最大温压 maxt C t 232 206 181 16 最小温压 inC 195 145 95 17 平均温压 pjtC maxinilt 213 174 133 18 传热量 crQkJ kg pj KHtB 968 768 575 19 出口烟 温 C 作图法 3 10 274 20 出口烟 焓 IkJ kg 查文献 2 3 1 75 5 3437 21 省煤器吸热量 smQkJ kg 0 lkII 858 40 续表 3 12 序 号 名 称 符号 单 位 计 算 公 式 或 依 据 数 值 22 出口水焓 ikJ kg 1 smjp QBiPD 596 23 省煤 器中 水速 m s 360f 0 52 24 出口水温 tC 查文献 2 附录 3 140 25 最大温压 max C 5814t 218 26 最小温压 intC 270169 27 平均温压 pjtC maxinilt 192 28 平均烟温 pj C 2 316 29 烟流 速 hx m s 73 jypjBVF 9 66 30 传热系数 KkW m 2 C smjpQHt 0 0240 31 计算 总偏 差 Q kJ kg ydwfnzgr 4 1 0gsmq 15 06 32 误差校验 5 6 7ydwQ 0 09 符合要求 41 C 图 3 10 省煤器出口烟温计算图 3 9 空气预热器的热力计算 3 9 1 空气预热器的结构计算 1 结构特性 管子直径 m 管子长度 m0 437d 2 4l 横向节距 m 纵向节距 m18S0S 管子根数 25 图 3 11 空气预热器结构简图 2 受热面面积 m580 352 4169 8pjHndl 2 3 烟气流通截面积 m22 7 4F2 42 4 空气流通截面积 m 1 0 5 184 013 672fdn 2 5 比值 12S 2401Sd 3 9 2 空气预热器热力计算 表 3 13 空气预热器热力计算 序号 名 称 符号 单 位 计 算 公 式 或依 据 数 值 1 进口烟温 C 省煤器出口烟温 274 2 进口烟焓 IkJ kg 查文献 1 3 5 1 75 3437 3 出口烟温 C 先假定 再校核 180 170 160 4 出口烟焓 IkJ kg 查文献 1 3 5 82354 2222 2089 5 平均空气与理论空气量之比 2kyl 1 45 6 热空气出口焓 0rkIkJ kg 0 2kylII 978 1070 1163 7 热空气出口温度 rktC 查文献 1 3 5 145 159 173 8 烟气放热量 rpQkJ kg 0 2rklyII 1114 1248 1382 43 续表 3 13 序 号 名 称 符号 单 位 计 算 公 式 或 依 据 数 值 9 平均烟温 pj C 2 227 222 217 10 烟气流速 m s 73 jypjBVF 13 34 13 21 13 07 11 水蒸汽 容积 2HOr烟气特性表 2 4 0 0582 12 三原子 容积 q 烟气特性表 2 4 0 1555 13 纵向冲 刷放热 系数 0zx kW m 2 C 查文献 1 图 7 15 0 0431 0 0426 0 0423lc2 46 9037ld 查文献 1 图 7 15 1 14 修 正 系 数 c C pj 查文献 1 图20 58HOr 7 15 1 050 1 055 1 060 15 烟气侧 对流放 热系数 1 kW m 2 C 0zxlc 0 0453 0 0449 0 0448 16 平均空气温度 pjtC 2rklt 88 95 102 17 空气流速 hx m s 0 73 jkpjBVtf 6 85 6 98 7 11 18 横向冲 刷放热 系数 0hx kW m 2 C 查文献 1 图 7 13 0 0710 0 0720 0 0727 44 续表 3 13 序 号 名 称 符号 单 位 计 算 公 式 或 依 据 数 值 19 空气侧 对流放 热系数 2 kW m 2 C 0hxcs 0 0852 0 0864 0 0872 20 利用系数 0 76 21 传热系数 KkW m 2 C 12 0 0207 0 0207 0 0207c 查文献 1 图 7 20z 13 1 0s 查文献 1 1 2 图 7 13 1 222 修 正 系 数 c C 查文献 1 图97pjt 7 13 1 0 23 最大温差 maxt C lkt 150 140 130 24 最小温差 inC r129 115 101 25 逆流平均温差 ltC maxin2nlt 140 128 116P xlktt 0 385 0 426 0 467 26 计 算 参 数 R drlx 1 22 1 24 1 25 27 系数 t 查文献 1 图 7 23 0 970 0 965 0 955 28 平均温差 C tnl 136 123 111 45 续表 3 13 序号 名 称 符号 单 位 计 算 公 式 或依 据 数 值 29 传热量 crQkJ kg j KHtB 974 881 795 30 出口烟温 C 作图法 图 3 12 186 31 出口烟焓 IkJ kg 查文献 2 表 3 5 1 85 2443 32 平局烟温 pjC 27468 230 33 烟流速 m s 3 27jypjBVF 13 42 34 热空气温度 rktC 查文献 2 表 3 5 137 35 空气平均温度 pjC 15632rklt 84 36 空气流速 k m s 0 7 jkpjBVtf 6 77 37 空气预热器 吸热量 kyQkJ kg 0 2rklII 1035 38 最大温压 maxt C 1863lkt 156 39 最小温压 inC 74r 137 40 逆流温压 ltC maxin522t 147 46 续表 3 13 序 号 名 称 符号 单 位 计 算 公 式 或 依 据 数 值P 27418630 xlktt 0 361 41 计 算 参 数 R drlx 1 22 42 温压修正 系数 查文献 1 图 7 23 0 975 43 平均温压 t C 0 97514nlt 143 44 传热系数 KkW m C 2 368jkyBQHt 0 0213 热空气温度 校验 设计值 srkt 炉膛热力计算表 2 7 150 计算结果 r 空气预热器计算表 本表 137 45 偏差 C 137504srkt 13 符合标准 要求 排烟温度 校验 设计值 py 锅炉热平衡计算表 2 7 180 计算结果 k 空气预热器计算表 本表 186 46 偏差 C 1860kyp 6 符合标准 要求 47 C 图 3 12 空气预热器出口烟温计 3 10 锅炉热力计算汇总 表 3 14 锅炉热力计算汇总表 烟道名称序 号 项 目 符号 单位 热平 衡 炉膛 凝渣 管 过热 器 锅炉管束 省煤 器 空气预 器 1 锅炉热 效率 72 74 2 燃料计 算消耗 量 jBkg h 1818 3 炉膛热 可见负 荷 1 ydwQV kW m 3256 4 炉排热 可见负 荷 ydBR kW m 880 5 管径 mm 51 3 51 3 38 3 5 51 3 76 8 40 1 5 6 管子布置方式 顺列 顺列 顺列 顺列 错列 48 续表 3 14 烟道名称序 号 项目 符 号 单位 热 平 衡 炉膛 凝渣 管 过热器 锅炉 管束 省煤 器 空气 预器 7 横向节距 1Smm 前后墙 170 左右墙 105 227 85 120 150 80 8 纵向节距 2mm 前后墙 e 25 5 左右墙 e 65 180 100 120 150 40 9 进口烟温 C 1549l 961 919 766 358 274 10 出口烟温 C 961 919 766 358 274 186 11 进口 介质 温度 tC 197 197 197 197 105 30 12 出口 介质 温度 tC 197 197 325 197 140 137 13 烟气流速 y m s 5 30 9 36hxz 5 84 9 66 13 42 14 介质流速 m s 20 15 0 52 6 77 15 受热面积 H m H 23 18 11 52 28 4163hxz 230 1 94 4 169 8 16 温压 t C 744 580 323 192 143 17 吸热 量 Q kJ kg 7194 558 1656 4741 858 1035