【正文】 安全運行。特別是快裝鍋爐，應盡可能地避免采用引風機。 （ 2）結構越來越簡單。有關加熱爐的安全保護和運行控制均實現(xiàn)自動化，可實現(xiàn)加熱爐運行，無人值守。而國外可將空氣燃燒過剩數(shù)控制在 以下。如下圖所示： 國內整體技術水平相對不高，與國際先進水平還存在一定的差距，主要表現(xiàn)在： （ 1）國內油田加熱爐單臺熱負荷較小，熱負荷為 1250kw 以下的小型加熱爐約占總體的 90%以上。 一個方向是在圓筒形鍋爐的基礎上，在圓筒內部增加受熱面積，開始是在一個大圓筒內部增加了一個火銅，燃料在火筒燃燒。所以保護環(huán)境是一方面，節(jié)省能源也是另外一個很重要的方面。 加熱爐也是油田地面工程產(chǎn)生熱源的關鍵設備，在油氣田的集油，集氣站和聯(lián)合站等站庫內加熱爐對原油，井產(chǎn)物，生產(chǎn)用水和天然氣加熱以滿足油氣集輸處理的工藝要求。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。 5．畢業(yè)論文（設計）的目標及具體要求 （ 1）學會查閱文獻資料的方法 Ⅰ （ 2）掌握火筒爐的工作原理及設計計算 （ 3）會用繪圖軟件繪制裝配圖和零件圖繪制 （ 4）學會文檔排版的基本知識 完成畢業(yè)論文（設計）所需的條件及上機時數(shù)要求 （ 1）設計手冊等相關資料 （ 2）加熱爐設計規(guī)范等 （ 3）上機 200 小時，用于繪圖和撰寫論文 任務書批準日期 年 月 日 教研室 （系） 主任 （簽字） 任務書下達日期 年 月 日 指導教師（簽字） 完成任務日期 年 月 日 學生（簽名） Ⅱ 開題報告 一、題目來源 科研真題 二、研究目的和意義 鍋爐是國民經(jīng)濟中重要的熱能供應設備 ，在 電力、機械、冶 金、化工 、紡織、造紙、食品等行業(yè)以及工業(yè)和民用采暖都需要鍋爐供給大 量的熱能 ；但是同時，它也消耗著能源，其主要以煤，油，氣為燃料。清潔型燃料燃燒充分，產(chǎn)生的有害氣體少，這種環(huán)保型供熱系統(tǒng)要求更高，成為了備受關注的研究課題近些年，能源是緊缺的，天然氣，等一些氣體燃料，也是有限的。了解這一鍋爐的發(fā)展淵源，對我們更好地開發(fā)新產(chǎn)品會有一定的指導作用。這些鍋爐因為燃料燃燒后的高溫煙氣在火筒和煙管中流動，所以統(tǒng) 稱為火管或者鍋殼式鍋爐。有的高達 以上。而國外。燃油燃氣鍋爐的高效率意味著可以節(jié)約日益緊張和昂貴的能源。給水泵 .重油泵 .重油加熱器 .鼓風機和其他一些輔機要和鍋爐本體一起裝配，且要保證運輸?shù)目煽啃浴? （ 5）配備燃燒器（送風機）和煙道消音系統(tǒng)，減低鍋爐的運行噪音。 第 5周 閱有關加熱爐，火筒爐方面的資料，理清思路 。 第 913 周 火筒換熱面積、火筒直徑、火筒長度；煙管換熱面積、煙管直徑、煙管長度、煙管根數(shù)；介質進口分配管設計 。學生的學習態(tài)度和組織紀律，學生掌握基礎和專業(yè)知識的情況 ，解決實際問題的能力， 畢業(yè)論文 (設計 )是否完成規(guī)定任務，達到了學士學位論文的水平，是否同意參加答辯 。優(yōu)秀的設計者不應是現(xiàn)有工業(yè)爐的抄襲者，而應該是把現(xiàn)有工業(yè)爐變成更新、更完善的工業(yè)爐的創(chuàng)造者。當然其中一些參數(shù)是經(jīng)驗值。特別是科技水平快速發(fā)展的今天，理論計算法仍然相當重要。 （ 2）國內油田加熱爐的平均運行效率在 70%左右，加熱爐的熱效率較低，而國外可以達到 85%以上。 （ 4）國內油田加熱爐的剛消耗量相對較高，火筒式見解加熱了爐的單位鋼耗量，一般達 14t/mw 左右，而國外，單位鋼耗量在 4— 7t/mw。 隨著我國改革開放的不斷深化，全國各地經(jīng)濟建設的迅速發(fā)展，城市高層民用建筑的快速崛起，國家對環(huán)保工作提出更高要求，油氣資源的大力開發(fā)，燃油燃氣鍋爐應用逐年上升。采用簡單結構構成的受熱面，減少同種材料的不同使用規(guī)格。 630KW 火筒爐設計 第 2 頁（共 49 頁） （ 4）自動化程度更加高并配有多級保護系統(tǒng)。 作為一種重要的熱工設備．工業(yè)爐廣泛應用于物料的焙燒、干燥、熔化、熔煉、加熱和熱處理等各種生產(chǎn)過程中．不僅數(shù)最眾多，而且種類繁多。工業(yè)爐工作的好壞將直接關系到產(chǎn)品的產(chǎn)量、質量、能耗、成本和環(huán)境污染等多項技木經(jīng)濟指標，因而在各工業(yè)部門的生產(chǎn)中都占有重要的地位。為了節(jié)約燃料，在工業(yè)爐的設汁和操作中．必須重視熱量在爐膛內的充分利用，并要允分回收余熱。按結構形式分．由于涉及各個行業(yè)，更是不勝枚舉。 雖然工業(yè)爐的范疇如此之寬．涉及的工藝過程如此眾多．但作為工業(yè)爐．熱源向物料的傳熱是一個基本過程．每一個工業(yè)爐都會有此過程。因此，如何提高工業(yè)爐熱效率，合理使用一次能源，充分而有效地叫回收并利用二次能源，在當今能源緊缺的形勢下，更顯出其必要性。優(yōu)秀的設計者不應是現(xiàn)有工業(yè)爐的抄襲者，而應該是把現(xiàn)有工業(yè)爐變成更新、更完善的工業(yè)爐的創(chuàng)造者。參考的經(jīng)驗不足，而理論計算恰好能把工業(yè)爐的熱交換條件和物料加熱時間聯(lián)系起來．反映出工業(yè)爐的熱工特點。即使是憑經(jīng)驗設計，也是在專業(yè) 理論的基礎上，廣泛采納國內外先進經(jīng)驗，進行優(yōu)化設計并加以改進。因此，工業(yè)爐的結構和操作之間，必須相互適應，各熱工過程 之間也必須相互配合。而一座設計合理的工業(yè)爐，加上操作人員的精心管理，則如虎添翼，定能創(chuàng)造出良好的技術經(jīng)濟指標。由于工業(yè)爐所涉及的工 藝過程繁多，我們可以通過掌握工業(yè)爐的基本原理來學習工業(yè)爐設計的基本方法。因此．要使工 |業(yè)爐的工作達到“優(yōu)質、高產(chǎn)、低消耗、少污染”的基本目標，除了掌握正確的工藝操作之外．還必須要有合理的爐體結構予以保證。在工業(yè)爐的設汁中，所有降低能耗的有效措施，都應力圖采用。對已定型的有成熟經(jīng)驗的 工業(yè)爐．有時設計時不進行理論計算，而是憑經(jīng)驗數(shù)據(jù)直接確定加熱時間或者通過選用有效的爐底強度，從而確定出工業(yè)爐的基本尺寸。所以對新爐型和采用特殊溫熱制度的工業(yè)爐。 工業(yè)爐的結構 (幾何形狀、尺寸、筑爐材料的種類等 )和熱工操作 (燃料量其分配、空氣量及其分配、閘門的開啟度等 )的變動。同時，各生產(chǎn)指標之間也要相互關聯(lián)。作為設計者，設計出技術先進、結構合理完善的工業(yè)爐，則是首要的任務。 設計熱力計算是在火筒式加熱爐設計時所使用的計算。 火筒式加熱爐熱力計算是由火筒．煙管、盤管等傳熱元件幾個環(huán)節(jié)組成，每一環(huán)節(jié)計算結果應作誤差校核．且計算誤差不得超過相應規(guī)定。 燃燒計算 第 9 頁（共 49 頁） 4 燃燒計算 符號說明 mnCH—— 燃料氣干燥基 碳氫 化合物的體積百分數(shù) % CO—— 燃料氣干燥基一氧化碳的體積百分數(shù) % 2CO —— 燃料氣干燥基二氧化碳的體積百分數(shù) % ad —— 濕空氣中以 1Kg 干空氣為基準的水蒸氣含量， g/Kg ufgd —— 燃料氣應用基中以 1 3m 干燥基為基準的水蒸氣含量， 3/gm thaH —— 理論空氣體積的焓 /kJ Kg 或 3/kJ m thsmH —— 理論煙氣體積的焓 /kJ Kg 或 3/kJ m smH —— 實際煙氣體積的焓 /kJ Kg 或 3/kJ m 2H —— 燃料氣干燥基氫氣的體積百分數(shù) % 2HS—— 燃料氣干燥基硫化氫的體積百分數(shù) % ah —— 干空氣的體積比焓 3/kJ m 2HOh—— 水蒸氣的體積比焓 3/kJ m 2Nh—— 氮氣的體積比焓 3/kJ m 2ROh—— 干三原子的體積比焓 3/kJ m m —— 碳氫化合物分子式中碳的原子數(shù) smm —— 實際煙氣質量 /Kg Kg 或 3/Kg m 2N —— 燃料氣干燥基氮氣的體積百分數(shù)燃料氣干燥基硫化氫的體積百分數(shù) % 2O —— 燃料氣干燥基氧氣的體積百分數(shù) % 2HOP—— 煙氣中水蒸氣分壓力， KPa 2ROP —— 煙氣中干三原子分壓力， KPa smP —— 煙氣的總壓力， KPa bP —— 環(huán)境大氣壓力， KPa fgP —— 燃料氣壓力， KPa sP —— 水蒸氣飽和壓力， KPa tP —— 煙氣中三原子氣體總分壓力 KPa dfgQ —— 燃料氣干燥基低位發(fā)熱量 3/kJ m 630KW 火筒爐設計 第 10 頁（共 49 頁） ufgQ —— 燃料氣應用基低位發(fā)熱量 3/kJ m mnCHQ—— 燃料氣中碳氫化合物低位發(fā)熱量， 3/kJ m COQ—— 燃料 氣中一氧化碳低位發(fā)熱量． 3/kJ m 2HQ—— 燃料氣中 氫 氣低位發(fā)熱量． 3/kJ m 2HSQ—— 燃 料氣中硫化氫低位發(fā)熱量． 3/kJ m 2HO?—— 煙氣中水蒸氣體積份 額 ； 2RO?—— 煙氣中干三原于氣體體積份 額 ： t? —— 煙氣中三 原 子氣體總體積份額； uS —— 燃 |料油應用基元素硫的質量百分救．％； thaV —— 理 論空氣體積， 3/m kg 或 33/mm； aV —— 實 際空氣體積． 3/m kg 或 33/mm 2thHOV—— 理論水蒸氣體枳， 3/m kg 或 33/mm 2HOV—— 實際水蒸氣體積， 3/m kg 或 33/mm ． 2thNV —— 理論氮氣體積． 3/m kg 或 33/mm 2ROV—— 干三原子氣體體積， 3/m kg 或 33/mm； thsmV —— 理 論煙氣 體積 ， 3/m kg 或 33/mm smV —— 實際煙氣體積， 3/m kg 或 33/mm uW —— 燃料油 應用基水分的質量百分敫．％： X —— 油氣混合 燃料中 相對 lkg燃料油 所附加的 燃 料氣體積數(shù)． 3/m kg ? —— 過剩 空氣系敉： dfg? —— 燃料氣干燥基密度 ． 3/kgm ufg? —— 燃料氣應用基密度， 3/kgm sm? —— 煙氣密度， 3/kgm a? —— 空氣相對混度，％． 一般規(guī)定 火筒式加熱爐天然氣燃料．在燃燒計算時的空氣體積，煙氣體枳以及焓等，按下列單位燃料基準進行： 燃氣時，以 1 3m 干燥基燃料氣為基準：。 燃燒空氣體積 料燃燒所需的理論空氣體積按下列公式計算： 燃料氣： 2 2 20 . 0 4 7 6 [ 0 . 5 0 . 5 1 . 5 ( / 4 ) ]tha m nV H C O H S m n C H O ?? ? ? ? ? ?? =*(2*98+*+5*+* ) = 33/mm 燃料燃燒所需的實際空氣體積按下式計算： 過?？諝庀禂?shù)一般根據(jù)通風方式 自然通風 和 火筒爐 燃燒器型式按 SY 5263中的規(guī)804u sfg fg spd pp? ?630KW 火筒爐設計 第 12 頁（共 49 頁） 定選取。 燃燒計算 第 15 頁（共 49 頁） 630KW 火筒爐設計 第 16 頁（共 49 頁） 5 熱平衡計算 。熱平衡計算基準規(guī)定如下： a. 溫度基準為 0C? ； b. 燃料發(fā)熱量基準為應用基低位發(fā)熱量。 由于燃料和空氣輸入時的溫度相對氣體燃燒溫度可以忽略不計，且不考慮輔機的能量，所以： fQ =0， aQ =0， pQ =0， 熱損失率 排煙熱損失率按下式計算： 設定排 煙溫度為： 250C? 查焓溫表得 煙氣成分體積焓 如下 3/KJ m 2ROh 2Nh 2HOh ah 326 氣體體積 成分如下 3m thaV 2ROV 2NV 2HOV 則， 理論空氣 的焓： th tha a aH h V?? =*= 理論煙氣的焓： 2 2 2 2 2 2th th thsm R O R O N N H O H OH h V h V h V? ? ? ? ? ? =*+326*+* = 實際煙氣的焓： ( 1)th thsm sm aH H H??? ? ? ? =+* = 排煙熱損失率按下式計算 24(100 )smiHqqQ????*100%=*（ 1000） /= % 煙氣焓根據(jù)排煙溫度由焓溫表查得。 在加熱爐的保溫防護結構設計時．應按 GB 8175 中有關規(guī)定進行，并對所選取的表面散熱損失率進行校