【正文】 內(nèi)蒙古科技大學(xué)鍋爐課程設(shè)計(jì) 1 鍋爐課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目： 220t/h 超高壓燃煤鍋爐 一、鍋爐課程設(shè)計(jì)的目的 鍋爐課程設(shè)計(jì)《鍋爐原理》課程的重要教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過課程設(shè)計(jì)來達(dá)到以下目的：對(duì)鍋爐原理課程的知識(shí)得以鞏固、充實(shí)和提高；掌握鍋爐機(jī)組的熱力計(jì)算方法，學(xué)會(huì)使用熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方法 ,并具有綜合考慮鍋爐機(jī)組設(shè)計(jì)與布置的初步能力 二、鍋爐校核計(jì)算主要內(nèi)容 鍋爐輔助設(shè)計(jì)：這部分計(jì)算的目的是為后面受熱面的熱力計(jì)算提供必要的基本計(jì)算數(shù)據(jù)或圖表。 受熱面熱力計(jì)算：其中包含為熱力計(jì)算提供結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的各受熱面的結(jié)構(gòu)計(jì)算。 計(jì)算數(shù)據(jù)的分析：這 部分內(nèi)容往往是鑒定設(shè)計(jì)質(zhì)量等的主要數(shù)據(jù)。 三、設(shè)計(jì)步驟 鍋爐的整體布置。 鍋爐排煙溫度和熱空氣溫度的選擇。 鍋爐的熱力計(jì)算。 燃燒產(chǎn)物和鍋爐熱平衡計(jì)算。 爐膛設(shè)計(jì)和熱力計(jì)算。 對(duì)流受熱面設(shè)計(jì)和熱力計(jì)算。 熱力計(jì)算數(shù)據(jù)的修正。 鍋爐平衡計(jì)算誤差校核。 鍋爐總圖繪制和設(shè)計(jì)說明書的編制。 四、原始資料 鍋爐額定蒸發(fā)量： De=220t/h 給水溫度： 215℃ 過熱器出口蒸汽溫度： 540℃。 過熱器出口壓力： 。 (表壓 ) 制粉系統(tǒng)：中間儲(chǔ)倉式（ 熱空氣做干燥劑、鋼球筒式磨煤機(jī)） 燃燒方式：四角切圓燃燒 排渣方式：固態(tài) 環(huán)境溫度： 20℃ 蒸汽流程： 一次噴水減溫 二次噴水減溫 ↓ ↓ 汽包 → 頂棚管 → 低溫對(duì)流過熱器 → 屏式過熱器 → 高溫對(duì)流過熱器冷段 → 高溫對(duì)流過熱器熱段 → 汽輪機(jī) 煙氣流程： 爐膛→屏式過熱器→高溫對(duì)流過熱器→低溫對(duì) 流過熱器→高溫省煤器→高溫空預(yù)器→低溫省煤器→低溫空預(yù)器 . 內(nèi)蒙古科技大學(xué)鍋爐課程設(shè)計(jì) 2 五、燃料特性 1）燃料名稱：撫順煙煤 2）煤的收到基成分 六、鍋爐整體布置的確定 爐體的外型 —— 選Π型布置 選Π型布置理由如下： （ 1） 鍋爐排煙口在下方，送、引風(fēng)機(jī)及除塵器等設(shè)備均可布置在地面，鍋爐結(jié)構(gòu)和廠房較低，煙囪也建在地面上； （ 2）對(duì)流豎井中，煙氣下行流動(dòng)便于清灰，具有自身除塵的能力； （ 3）各受熱面易于布置成逆流的方式，以加強(qiáng)對(duì)流換熱； （ 4）機(jī)爐之間的連接不長。 受熱面的布置 在爐膛內(nèi)壁面，全部布置水冷壁受熱面，其他受熱面的布置主要受蒸汽參數(shù)、鍋爐容量和燃料性質(zhì)的影響。 本鍋爐為超高壓參數(shù)，汽化吸熱較少，加熱吸熱和過熱吸熱較多。為使?fàn)t膛出口煙溫降到要求的值，保護(hù)水平煙道的對(duì)流受熱面，除在水平煙道內(nèi)布置高、低溫對(duì)流過熱器外，還 在爐內(nèi)布置全輻射式的前屏過熱器，爐膛出口布置半輻射式的屏式過熱器。為使前屏、后屏過熱器中的傳熱溫差不致太大，在爐頂及水平煙道兩側(cè)墻，豎井煙道的兩側(cè)墻和后墻均布置包覆過熱器。 為了減小熱偏差，節(jié)省金屬用量，采用二級(jí)再熱方式，其中高溫再熱器置于對(duì)流過熱器后的煙溫較高區(qū)域，低溫再熱器設(shè)置在尾部豎井煙道中。但是，為了再熱氣溫的調(diào)節(jié)，使負(fù)荷在 100%75%之間變化時(shí)，再熱器出口氣溫保持不變，在低溫再熱器旁邊（豎井煙道的前部）設(shè)置旁路省煤器，前后隔墻省煤器采用膜式水冷壁結(jié)構(gòu)。在低溫再熱器及旁路省煤器的下面設(shè)置主省煤器 。根據(jù)鍋爐的參數(shù)，省煤器出口工質(zhì)狀態(tài)選用非沸騰式的。 熱風(fēng)溫度要求較高，理應(yīng)采用二級(jí)布置空氣預(yù)熱器，但在主省煤器后已布置不下二級(jí)空氣預(yù)熱器，加之回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)緊湊、材料省、維修方便，因此采用單機(jī)的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，并移至爐外布置。 在主省煤器的煙道轉(zhuǎn)彎處，設(shè)置落灰斗，由于轉(zhuǎn)彎處的離心力的作用，顆粒較大的灰 水分 灰分 碳 氫 氧 氮 硫 收到基低位 發(fā)熱量 干燥無灰 基揮發(fā)分 空氣干燥 基水分 可磨性 系數(shù) 變形溫度 軟 化 溫 度 融化溫度 Mar Aar Car Har Oar Nar Sar Q par .. Vdaf Mad Kkm DT ST FT 13 22415 46 1190 1500 內(nèi)蒙古科技大學(xué)鍋爐課程設(shè)計(jì) 3 粒順落灰斗下降，有利于防止回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的堵灰，減輕除塵設(shè)備的負(fù)擔(dān)。 汽水系統(tǒng) 按超高壓大容量鍋爐熱力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，該鍋爐的汽水系統(tǒng)的流程設(shè)計(jì)如下： （ 1）過熱蒸汽系統(tǒng)的流程 汽包 —— 頂棚過熱 器進(jìn)口聯(lián)箱 —— 爐頂及尾部包覆過熱器管束 —— 尾部包覆過熱器后集箱—— 尾部左右側(cè)包覆過熱器上集箱 —— 尾部左右側(cè)包覆過熱器管束（下降） —— 尾部左右側(cè)包覆過熱器下前集箱 —— 水平煙道左右側(cè)包覆過熱器管束（上升） —— 水平煙道左右側(cè)包覆過熱器上集箱 —— 前屏過熱器 —— 一級(jí)減溫 —— 后屏過熱器 —— 二級(jí)減溫 —— 對(duì)流過熱器進(jìn)口集箱 —— 對(duì)流過熱器管束 —— 對(duì)流過熱器出口集箱 —— 集汽集箱 —— 汽輪機(jī)。 （ 2）水系統(tǒng)的流程 給水 —— 主省煤器進(jìn)口聯(lián)箱 —— 主省煤器管束 —— 主省煤器出口集箱 —— 前、后隔墻省煤器進(jìn)口集箱及管束 —— 隔墻省煤器出口集箱 —— 旁路省煤器進(jìn)口集箱 —— 旁路省煤器及斜煙道包覆管束 —— 旁路省煤器出口集箱 —— 后墻引出管 —— 汽包 —— 下降管 —— 水冷壁下聯(lián)箱 —— 水冷壁 —— 上聯(lián)箱 —— 汽包。 七、燃燒產(chǎn)物和鍋爐熱平衡計(jì)算 鍋爐的空氣量計(jì)算 在負(fù)壓下工作的鍋爐機(jī)組，爐外的冷空氣不斷漏入爐膛和煙道內(nèi)，致使?fàn)t膛和煙道各處的空氣量、煙氣量、溫度和焓值相應(yīng)的發(fā)生變化。 燃料燃燒計(jì)算 1）燃燒計(jì)算： 需計(jì)算出理論空氣量、理論氮容積、 RO2容積、理論干煙氣容積、理論水蒸汽容積等。計(jì)算結(jié)果見下表： 表 1 燃料計(jì)算表 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 公式及計(jì)算 結(jié)果 1 理論空氣容積 0kv 3m /kg (Car+)+ 2 三原子氣體容積 2ROv 3m /kg (Car+) 3 理論氮?dú)馊莘e 20Nv 3m /kg + 4 理論水蒸汽容積 20HOv 3m /kg ++ 5 理論干煙氣容積 0yv 3m /kg 2ROv + 20Nv 內(nèi)蒙古科技大學(xué)鍋爐課程設(shè)計(jì) 4 2） 煙氣特性計(jì)算： 需要計(jì)算出各受熱面的煙道平均過量空氣系數(shù)。干煙氣容積、水蒸汽容積，煙氣總?cè)莘e、RO2容積份額、三原子氣體和水蒸汽容積總份額、容積飛灰濃度、煙氣質(zhì)量、質(zhì)量飛灰濃度等。具體計(jì)算見表 2. 表 2 煙氣特性 表 6 飛灰中純灰份額 fha ____ 附表一 名稱及公式 符號(hào) 單位 爐膛及屏、凝渣管 高溫過熱器 低溫過熱器 高溫省煤器 高溫空氣預(yù)熱器 低溫省煤器 低溫空氣預(yù)熱器 漏風(fēng)系數(shù) △ a — 出口處過量空氣系數(shù) na — 平均空氣系數(shù) pja — 水蒸汽容積 2HOv 3m/kg 干煙氣容積 Vgy 3m/kg 煙氣總?cè)莘e yv 3m/kg 水蒸汽容積份額 2HOr — 三原子氣體容積份額 2ROr — 三原子氣體總?cè)莘e份額 r? — 容積飛灰濃度 g/3m 煙氣質(zhì)量 yG Kg/kg 內(nèi)蒙古科技大學(xué)鍋爐課程設(shè)計(jì) 5 3） 煙氣焓、空氣焓、蒸汽焓的計(jì)算： 爐膛、屏式過熱器、高溫過熱器、低溫過熱器、高溫省煤器、高溫空氣預(yù)熱器、低溫省煤器、低溫空氣預(yù)熱器等所在煙氣區(qū)域的煙氣在不同溫度下的焓，并列成表格作為溫焓表。 對(duì)在鍋爐受熱面的各個(gè)部位的蒸汽或者空氣的焓值進(jìn)行計(jì)算，列成表格，作為溫焓表。 表 3 各受熱 面過量空氣系數(shù)下的燃燒產(chǎn)物的焓溫表 飛灰濃度 fh? Kg/kg 0,01190 I0y=VRO2（ c?） RO2+V0N2（ c?） N2+V0H2O（ c?） H2O Iy=I0k+（α 1） V0（ c?） k 溫度 理論煙焓 理論空氣焓 爐膛出口、屏、凝渣管α＂= 高溫過熱器出口α＂= 低溫過熱器出口α＂= 高溫省煤器出口α＂= 高溫空預(yù)出口α＂= 低溫省煤器出口 α＂= 低溫空出口 α＂= ℃ h186。y h186。k hy hy hy hy hy hy hy 100 7 1 5 200 5 5 9 4 7 300 0 4 4 9 2 7 0 400 8 1 4 1 8 6 0 7 1 500 3 1 9 1 3 3 7 6 1 600 1 2 6 0 8 7 3 3 2 700 7 9 4 5 7 2 800 6 5 7 9 0 7 內(nèi)蒙古科技大學(xué)鍋爐課程設(shè)計(jì) 6 4） 鍋爐熱效率及燃料熱消耗量計(jì)算： 計(jì)算鍋爐輸入熱量，包括燃料的收到基低位發(fā)熱量，燃料物理顯熱、外來熱源加熱空氣時(shí)帶入的熱量。 各項(xiàng)熱損失，包括化學(xué)不完全燃燒熱損失 q3 和機(jī)械不完全燃燒熱損失 q4，鍋爐散熱損失 q5，灰 渣熱物理損失 q6，排煙熱損失 q2。具體數(shù)據(jù)見鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算 表 4 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算表 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 計(jì)算公式及函數(shù)來源 數(shù)值 1 燃料帶入熱量 Qr kJ/kg ≈ Qar, 22415 2 排煙溫度 tpy ℃ 給定 130 900 7 8 10700.94 10891.03 1000 10178.59 7 12019.90 12233.30 1100 11316.10 8 13360.51 13597.40 1200 12467.27 10417.89 14715.08 14951.02 1300 13634.01 11373.32 16093.85 16378.18 1400 14807.80 12335.53 17488.81 17797.20 1500 15992.88 13302.20 18892.69 19225.24 1600 17187.48 14276.47 20291.95 20648.86 1700 18392.70 15253.59 21724.73 22106.07 1800 19600.24 16231.07 23143.82 23549.60 1900 20815.42 17223.11 24580.96 25011.54 2020 22034.95 18213.