【正文】 究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。 本人簽名： 日期： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)閱書(shū) 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ) （①基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；② 獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力；③研究?jī)?nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；④取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑤工作態(tài)度及工作量；⑥總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑦存在問(wèn)題；⑧是否同意答辯等）： 成 績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū) 評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ) （①選題的意義；②基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；③工作量的大 ??；④取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑤寫(xiě)作的規(guī)范程度；⑥總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑦存在問(wèn)題；⑧是否同意答辯等）： 成 績(jī)： 評(píng)閱教師簽字： 年 月 日 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及綜合成績(jī) 答 辯 情 況 提 出 問(wèn) 題 回 答 問(wèn) 題 正 確 基本 正確 有一般性錯(cuò)誤 有原則性錯(cuò)誤 沒(méi)有 回答 答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)及建議成績(jī)： 答辯委員會(huì)主任簽字： 年 月 日 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評(píng)定成績(jī)： 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人： 年 月 日 摘 要 WNS 鍋爐是指 臥式內(nèi)燃三回程鍋爐，采用天然氣為原料，該類(lèi)型鍋爐具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、節(jié)能、耐用、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，最初應(yīng)用在船用鍋爐上。 關(guān)鍵詞： 鍋爐，蒸汽，燃?xì)? ABSTRACT Three return being refers to the horizontal boiler bustion boiler, using natural gas as raw material, the type boiler has pact structure, cover an area of an area small, the advantages of energy saving, durable, environmental protection, the initial application in Marine boiler. The design of 4 t/h being horizontal gas steam boiler design, design parameters as: boiler rated evaporation: D = t/h.。 steam 。能源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染問(wèn)題相當(dāng)嚴(yán)重。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)外的一些發(fā)達(dá)國(guó)家供暖鍋爐中，燃油、燃?xì)忮仩t已占相當(dāng)大的比例，如俄羅斯占 60%，美國(guó)占 98%，日本 占 99%。 從理論上講，小型立式鍋爐要想達(dá)到較高的熱效率，必須具備特殊的燃燒器，以強(qiáng)化爐膛內(nèi)的傳熱，由于溫度的 4 次方正比于輻射換熱量，而對(duì)流 換熱部分采用較中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 大的換熱面積，這樣才能最大限度的降低第一回程的出口煙 溫， 小功率的燃燒器不能克服太大的煙氣阻力，因此無(wú)論第一回程是橫向沖刷還是縱向沖刷管束都不可能釆用較 高的煙速，傳熱效果降低，因此第二回程也不會(huì)產(chǎn)生較大的溫降 [2]。C； 環(huán)保型帶尾部受熱面的燃?xì)馊加湾仩t的排 煙溫度基本上和大容量的工業(yè)鍋爐相同，可達(dá) 130140176。 （ 2） 2t/h 以下的蒸汽鍋爐可采用濕背式中心回焰燃燒鍋爐結(jié)構(gòu) 。鍋爐容量越大，這一情況越嚴(yán) 重。另外經(jīng)過(guò)爐膽和第一回程煙管的換熱，至前煙箱時(shí)煙溫己較低，使得前煙箱門(mén)的制造簡(jiǎn)單。這也是經(jīng)常采用這種結(jié)構(gòu)的一個(gè)主要原中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 因。 回燃室筒體的壁厚應(yīng)不大于 35mm,且不應(yīng)小于 10mm。因?yàn)?偏 置 式的布置在水循環(huán)方面有一些好處 ，所以本設(shè)計(jì)選擇偏置式的爐膽 。但對(duì)水質(zhì)和中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 運(yùn)行水平要求較高。浸沒(méi)燃燒式加熱鍋爐熱效率高，設(shè)備成本低，加熱 速度快，適合快速加熱和調(diào)峰操作的情況。后來(lái)船用鍋爐向著大容量的水管鍋爐方向發(fā)展，這種鍋殼式鍋爐 才 用船用鍋爐的輔助鍋爐。 (4)煙氣的回程數(shù)，生產(chǎn)實(shí)踐中大多是三回程的，此外還有用二回程和四回程，甚至五回程。進(jìn)一步提高了現(xiàn)代燃油燃?xì)忮伒臒嵝省? 鍋殼式燃油燃?xì)忮仩t的水循環(huán) 鍋殼式鍋爐水循環(huán)都是采用自然循環(huán)的方式 ， 蒸汽鍋爐中鍋水的沸騰 為 大容器池內(nèi)沸騰。鍋殼式鍋爐中這兩種沸騰現(xiàn)象都在容器的特定區(qū)域存在著 [6]。國(guó)外也有一種觀點(diǎn)認(rèn)為爐膽在管板上偏左上或偏右上布置有利于水循環(huán)，從自然循環(huán)原理上講很有道理，但不一定要使?fàn)t膽偏置才能實(shí)現(xiàn)。額定蒸發(fā)量不大于 65t/h 或額定蒸汽壓力不大于 的固定式蒸汽 鍋爐和 熱水鍋爐的產(chǎn)品型號(hào)由三部分組成，各部分之間用短線相連。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 2 設(shè)計(jì)計(jì)算 鍋爐結(jié)構(gòu)的 基 本要求 在設(shè)計(jì)鍋爐結(jié)構(gòu)時(shí)，其總的目標(biāo)是用最少的金屬量、燃燒量，占用盡量 少的 外形空間，使鍋爐達(dá)到規(guī)定的運(yùn)行參數(shù)，并符合安全可靠的要求。 （ 2） 能保證各部分循環(huán)回路水循環(huán)正常，所有受熱面應(yīng)得到的可靠的冷卻 。這一要求主要是確保安全。 （ 5） 水冷壁爐膛的結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的承載能力，以承受在不正常的正壓燃燒情況下對(duì)爐膛的壓力，避免爐膛被輕易的破壞。如：門(mén)孔的開(kāi)設(shè)應(yīng)便于人員通過(guò)、檢查等工作，鏈條爐排鍋爐應(yīng)便于撥火操作。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 鍋爐熱平衡的計(jì)算 燃?xì)庹羝仩t運(yùn)算目標(biāo)是確定應(yīng)有的受熱面，從而確保鍋爐適合的效率及出力。以此為基礎(chǔ)，得出鍋爐機(jī)組燃料耗量和熱效率。因?yàn)槿剂虾伊肯喈?dāng)少， Q6可以忽略不計(jì) 。 （ 1）計(jì)算參數(shù) 鍋爐額定蒸發(fā)量 D=鍋爐額定蒸汽壓力 p= 給水溫度 20oC 冷空氣溫度 20oC 燃燒方式 室燃 設(shè)計(jì)燃料 天然氣 鍋爐爐型 鍋殼式、燃?xì)鉂癖橙爻? 天然氣成分如表 21： 表 21 天然氣成分表 CH4(%) C2H6(%) C3H8(%) H2S(%) H2O(%) CO2(%) 3 熱力計(jì)算如表 22： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 表 22 熱力計(jì)算 表 天然氣成分 CH4(%) C2H6(%) C3H8(%) H2S(%) H2O(%) CO2(%) 密度（ KG/NM3） 熱值 (KJ/KG) 3 35160 煙氣計(jì)算（過(guò)量空氣系數(shù) a=） 理論空氣量 Vko=(++SUM(m+n/4)CmHn+)/21=三原子氣體容積 Vro2=(CO2+CO+SUMmCmHn+H2S)=理論氮?dú)?容積 Vn2o==實(shí)際氮?dú)馊莘e Vn2==理論水蒸汽容積 VH2O=(H2+H2S+H2O+SUM(m+n/4)CmHn+120(dg+Vkoda))=實(shí)際水蒸汽容 VH2O=(H2+H2S+H2O+SUM(m+n/4)CmHn+120(dg+aVkoda))=過(guò)剩氧體積 Vo2=(a1)Vko= 實(shí)際煙氣容積 Vy=Vro2+Vh2o+Vn2+Vo2=+++=理論煙氣容積 Vyo=Vro2+Vh2o+Vn20=++=中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 續(xù)表 22 序號(hào) 符號(hào) 單位 計(jì)算公式或數(shù)據(jù)來(lái)源 結(jié)果 1 Qr KJ/Kg 燃料帶入熱量 Qr=Qdwy 35160 2 q4 % 機(jī)械不完全燃燒熱損失 取用（忽略不計(jì)） 0 3 q3 % 化學(xué)不完全燃燒熱損失 取用（忽略不計(jì)） 4 q6 % 灰渣物理熱損失 取用（忽略不計(jì)） 0 5 q5 % 散熱損失 取用（參照《工業(yè)鍋爐手冊(cè)》） 6 bx 保溫系數(shù) Bx=1q5/(Xgl+q5) 7 Tpy 0C 排煙溫度 任務(wù)書(shū)給定 146 8 Ipy KJ/Kg 排煙焓 查煙氣焓溫表 9 tik 0C 冷空氣溫度 已知給定 20 10 Iik0 KJ/Kg 冷空氣焓（理論） 查煙氣焓溫表 11 q2 % 排煙熱損失 q2=100(IpyapyIiko)Qr 12 Xgl % 鍋爐熱效率 Xgl=100q2q3q4q5 13 Q KJ/h 鍋爐總換熱量（標(biāo)牌） D? (ibqigs) 10806720 14 Bj kg/s 燃料消耗量 ? Q1/(3600? Qr? Xgl) 15 B KJ/h 燃料消耗量 ? Q1/(Qr? Xgl) 16 D kg/h 額定蒸發(fā)量 設(shè)計(jì)給定 4000 17 igs KJ/Kg 給水焓 查水蒸汽物性表 18 ibq KJ/Kg 飽和氣焓 查水 蒸汽物性表 19 Q1 kcal/h 總換熱量 Q/ 2573028 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 續(xù)表 22 20 燃燒器選擇 Ecoflam 燃燒器 BLU4000PR 21 火焰長(zhǎng)度 22 火焰直徑 RH2o=Vh2o/Vy= Rro2=Vro2/Vy= 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 爐膛的傳熱過(guò)程計(jì)算 在鍋爐中，我們可以知道既有燃燒反應(yīng)的化學(xué)形式，還會(huì)出現(xiàn)物質(zhì)交換的形式，從這可以得出爐膛傳熱形式很多。即：已知受熱面工質(zhì)的入口溫度、結(jié)構(gòu)特征、燃料耗量、煙氣溫度、漏風(fēng)系數(shù)等。 煙氣焓溫表計(jì)算內(nèi)容如表 23： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 表 23 煙氣 焓溫表 焓溫表 oC CN2 VN20 HN2? VN20 CH2o VH2o0 HH2o? Vh2oo CRO2 VRO2 HRO2? VRO2 Iyo Vo Iy 30 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 續(xù)表 23 1800 1900 2020 2100 2200 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 表 24 爐膽熱力計(jì)算 表 序號(hào) 符號(hào) 單位 名稱(chēng) 計(jì)算公式或數(shù)據(jù)來(lái)源 結(jié)果 1 D m 爐膽外直徑 由燃燒器型號(hào)決定 2 L m 爐膽長(zhǎng)度 由燃燒器型號(hào)決定 3 d m 爐膽壁厚 4 F m2 爐膽換熱面積（近似）