【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 00Dg＝200～100Dg100流速m/s30～4025～3515～3015～30管徑計(jì)算結(jié)果及選定值管段名稱流量(t/h)流速(m/s)計(jì)算直徑(mm)選用直徑(mm)蒸氣壓力比容蒸氣母管1227157D159鍋爐出氣管142889D894鍋爐出氣管2828126D1334生產(chǎn)用氣管30141D1505采暖用氣管25145D1505通風(fēng)用氣管30123D1334生活用氣管3057D593二次蒸氣管2270D763 分氣缸的選用 分氣缸的直徑的確定因?yàn)樽畲笥?jì)算熱負(fù)荷＝ 12 t /h ，蒸氣壓力 P ＝ MPa。比容 ＝ m3/kg ，根據(jù)《鍋爐習(xí)題實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)》P241表6所推薦的蒸氣流速，?。?0 m /s。由（36）可計(jì)算得： ＝ ＝＝258 mm本設(shè)計(jì)擬采用熱軋無(wú)縫鋼管DN300作為分氣缸的筒體，一端為平蓋封頭，另一端為法蘭蓋板，以便折卸清洗。 ，工作溫度為200℃。接管所配閥門(mén)，凡Dg≤150 mm采用截止閥，凡Dg≥150 mm采用閘閥。分氣缸接管：進(jìn)氣管D159，生產(chǎn)D1505，采暖D1505，通風(fēng)D1334，生活D593，二次蒸氣D763，壓力表D253。 分氣缸筒體結(jié)構(gòu)的確定分汽缸筒體取決于接管管徑、數(shù)目和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。同時(shí)還應(yīng)顧及接管上閥門(mén)的啟閉操作的便利。本設(shè)計(jì)的分汽缸筒體上，除接有一根來(lái)自鍋爐的進(jìn)汽管和供蒸氣管，還接有鍋爐房自用蒸氣管，備用管接頭，壓力表接管以及疏水等等。分汽缸筒體結(jié)構(gòu)和管孔布置如圖：圖1　分汽缸示意圖 閥門(mén)的選擇閥門(mén)通過(guò)改變其流量面積的大小，從而控制流體流量、壓力和流向，各種閥門(mén)都有各自的特點(diǎn)：閘閥具有流動(dòng)阻力小、啟閉較省力、便于安裝的特點(diǎn)，適用于全開(kāi)全關(guān)的場(chǎng)合，主要用于水泵的進(jìn)口、水箱進(jìn)口、自來(lái)水管道和公稱直徑大于200mm的各種場(chǎng)合；截止閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造維修方便、密封性好壽命長(zhǎng)，阻力較大等特點(diǎn)。止回閥主要應(yīng)用于要求介質(zhì)單向流動(dòng)的場(chǎng)合。閥門(mén)的選用如下：1. 在水泵的進(jìn)口和出口處所設(shè)置的閥門(mén)分別是：水泵進(jìn)口處安裝截止閥，出口處安裝截至閥和止回閥。2. 管道的其它部分一般都安裝截至閥，因其密封性好。3. 在鍋爐排污管上應(yīng)安裝快速排污閥。4. 在集水缸下的網(wǎng)路回速水管上應(yīng)安裝手動(dòng)調(diào)節(jié)閥。4 燃燒熱平衡計(jì)算 三回程結(jié)構(gòu)概述 本設(shè)計(jì)選用的W N S－－Q系列全自動(dòng)燃燃?xì)庹魵忮仩t，采用為鍋殼式三回程、全濕背結(jié)構(gòu)。燃料在爐膽內(nèi)微正壓燃燒，高溫?zé)煔庋貭t膽向后經(jīng)回燃室進(jìn)入第一煙道管束，經(jīng)壓迫式前煙箱轉(zhuǎn)折180176。進(jìn)入第二管束，經(jīng)過(guò)對(duì)流換熱后排入大氣。 這種鍋爐最大的特點(diǎn)：所有的受壓元件與鍋筒中心對(duì)稱，鍋爐采用全濕背式結(jié)構(gòu)，以極大的內(nèi)筒和偏心火箱的結(jié)構(gòu)，其有利于提供足夠的輻射受熱面。而對(duì)流受熱面有第二回程和三回程的管束構(gòu)成。回燃室前管板采用與爐膽連接，回燃室后管板采用橢球形封頭和管板。第二回程和第三回程轉(zhuǎn)煙室構(gòu)成了前煙箱，此出煙煙溫已低500℃。因此，前煙箱的結(jié)構(gòu)采用輕形結(jié)構(gòu)的耐火保溫材料。后煙箱煙氣出口布置在沿筒體縱軸的方向，不僅可以縮短爐體長(zhǎng)度；又可以避免煙囪放在垂直于筒體縱軸線的方向上，在鍋爐啟動(dòng)停止時(shí)冷凝水腐蝕鍋爐本體。這種鍋爐的設(shè)計(jì)主要考慮了鍋爐檢修和穩(wěn)定的原則。鍋爐回水進(jìn)口內(nèi)設(shè)置的混水裝置，回水先沖刷煙管管束，再接觸爐膽，提高了回水接觸爐膽的水溫。避免了局部產(chǎn)生過(guò)冷沸騰的現(xiàn)象。爐水在燃燒煙氣高溫部分的下層，低溫在上部流動(dòng)。就熱對(duì)流而言，已達(dá)到最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。蒸氣鍋爐也達(dá)到最大的汽化空間，加之后部加上隔板導(dǎo)致循環(huán)水流經(jīng)回燃室的高溫表面，使之合理均勻傳熱。確?；厝际业墓馨灏踩\(yùn)行。 本系列鍋爐采用波形爐膽，既強(qiáng)化了煙氣的擾動(dòng)，又增大了輻射傳熱面積；既增加了爐膽的剛度，又有效的減弱了爐膽的膨脹應(yīng)力；既增強(qiáng)傳熱效果，又促進(jìn)為燃料在爐膛內(nèi)的燃燒。鍋爐的熱平衡定義為：送入鍋爐的燃料擁有熱量等于鍋爐的有效輸出熱量加上各項(xiàng)熱損失。其目的是確定鍋爐有效利用熱，各項(xiàng)熱損失，鍋爐熱效率，燃料消耗量，運(yùn)行水平，原因及改進(jìn)措施，新產(chǎn)品的鑒定等。一般采用的方法是通過(guò)鍋爐機(jī)組的熱平衡試驗(yàn)。現(xiàn)代的燃?xì)忮仩t的效率約為90%左右，其容量越大、效率越高。 燃燒熱平衡計(jì)算 燃燒過(guò)程中的漏風(fēng)系數(shù)及過(guò)剩空氣系數(shù) ～，根據(jù)《燃油燃?xì)忮仩t》“燃?xì)忮仩t的最佳α數(shù)值取決于燃?xì)獾娜紵椒ǖ?，～”。根?jù)此要求所取得的漏風(fēng)系數(shù)和空氣過(guò)剩系數(shù)如下表。表12　漏風(fēng)系數(shù)及過(guò)?？諝庀禂?shù)表系數(shù)項(xiàng)目進(jìn)口過(guò)?？諝庀禂?shù)漏風(fēng)系數(shù)出口過(guò)?？諝庀禂?shù)爐膛 鍋爐管束 理論空氣消耗量及煙氣理論、實(shí)際體積（1）理論空氣量與實(shí)際空氣量V理論空氣量是指每Nm179。燃?xì)獍慈紵磻?yīng)計(jì)量方程式完全燃燒所需的空氣量。當(dāng)燃?xì)饨M分已知時(shí)按下式計(jì)算： ＝式中 ——理論空氣需要量，Nm179。干空氣 / Nm179。干燃?xì)猓? ——燃?xì)庵懈骺扇冀M分的成分，%； ——燃?xì)庵醒醯娜莘e成分，%。代入具體數(shù)值計(jì)算如下： ＝＝＝ Nm179。 干空氣 / Nm179。干燃?xì)? 則實(shí)際空氣量為干空氣 / Nm179。干燃?xì)猓?）理論三原子氣體體積VRO2 三原子氣體體積可按下式計(jì)算：式中 ——三原子氣體體積，Nm179。 / Nm179。干燃?xì)?；——煙氣中二氧化碳的體積，Nm179。 / Nm179。干燃?xì)?；——煙氣中二氧化硫的體積，Nm179。 / Nm179。干燃?xì)狻４鷶?shù)值計(jì)算得：＝ ＝ ＝ Nm179。 / Nm179。干燃?xì)猓?）理論N2的體積與實(shí)際N2的體積理論煙氣中氮?dú)獾捏w積可按下式計(jì)算：＝式中——煙氣中氮?dú)獾捏w積，Nm179。 / Nm179。干燃?xì)?。?＝＝ Nm179。 / Nm179。干燃?xì)鈱?shí)際煙氣中氮?dú)獾捏w積可按下式計(jì)算：＝式中——煙氣中氮?dú)獾捏w積，Nm179。 / Nm179。干燃?xì)?。?＝＝ Nm179。 / Nm179。干燃?xì)猓?）理論水蒸氣體積和實(shí)際水蒸氣的體積 煙氣中水蒸氣的體積可按下式計(jì)算：＝式中——煙氣中水蒸氣的體積，Nm179。 / Nm179。干燃?xì)?；——?biāo)態(tài)下燃?xì)獾暮瑵窳浚?Kg / Nm179。干燃?xì)?；——?biāo)態(tài)下空氣的含濕量，＝ Kg / Nm179。干燃?xì)?。＝＝?Nm179。 / Nm179。干燃?xì)鈱?shí)際煙氣中水蒸氣的體積可按下式計(jì)算：＝式中——煙氣中水蒸氣的體積，Nm179。 / Nm179。干燃?xì)?；——?biāo)態(tài)下燃?xì)獾暮瑵窳?，?Kg / Nm179。干燃?xì)?；——?biāo)態(tài)下空氣的含濕量，＝ Kg / Nm179。干燃?xì)?。＝＝?Nm179。 / Nm179。干燃?xì)猓?）過(guò)剩氧體積 過(guò)剩氧體積 可按下式計(jì)算： ＝式中——煙氣中氧氣的體積，Nm179。 / Nm179。干燃?xì)狻? 代入數(shù)值計(jì)算得： ＝＝（）＝ Nm179。 / Nm179。干燃?xì)猓?）理論煙氣量和實(shí)際煙氣量理論煙氣量可按下式計(jì)算：式中——理論煙氣量，Nm179。 / Nm179。干燃?xì)狻＃?+＝ Nm179。 / Nm179。干燃?xì)饫碚摕煔饬靠砂聪率接?jì)算：式中——實(shí)際煙氣量，Nm179。 / Nm179。干燃?xì)狻? ：＝+++＝ Nm179。 / Nm179。干燃?xì)? 理論燃燒溫度及焓溫表熱量計(jì)溫度1 Nm179。干燃?xì)獾臐袢細(xì)馊紵昂蟮臒崞胶夥匠淌剑菏街小細(xì)獾牡蜔嶂?，KJ/Nm3干燃?xì)猓? ——燃?xì)獾奈锢頍?，KJ/Nm3干燃?xì)猓? ——1Nm179。干燃?xì)馔耆紵龝r(shí)由空氣帶入的物理熱，KJ/Nm179。干燃?xì)猓? ——1Nm179。干燃?xì)馔耆紵笏a(chǎn)生的煙氣的焓，KJ/Nm179。干燃?xì)?。其中：；；；——水蒸氣的比容，Nm179。/Kg； ——燃?xì)獾钠骄▔喝莘e比熱，KJ/Nm179。K； ——水蒸氣的平均定壓容積比熱，KJ/Nm179。K； ——三原子氣體的平均定壓容積比熱，KJ/Nm179。K； ——氮的平均定壓容積比熱，KJ/Nm179。K； 2——美標(biāo)準(zhǔn)立方米干燃?xì)馔耆紵笏a(chǎn)生的三原子氣體、水蒸氣、氮、氧的體積，Nm179。/Nm179。干燃?xì)猓? Ca——空氣的平均定壓容積比熱，KJ/Nm179。K； dg——燃?xì)獾暮瑵窳?，Kg/Nm179。干燃?xì)猓? da——空氣的含濕量，Kg/Nm179。干空氣； tg、ta——燃?xì)馀c空氣的溫度，℃。天的平均定壓容積比熱按混合法則計(jì)算： 其中；；；；。代入式中計(jì)算得 KJ/Nm179。K。由于平均比熱隨溫度的不同而變化，因此熱量計(jì)溫度必須經(jīng)過(guò)試算才能確定。氣體平均定壓容積比熱可由標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體平均體積定壓熱容表查到。以下采用試算法求解熱量計(jì)溫度。其中表13　熱量計(jì)溫度試算表t13001400150016001700180019002000210022002300當(dāng)＝，tg＝ta＝20℃時(shí)，用MATLAB模擬與t的6次多項(xiàng)式系數(shù)如下：p ＝[ ]104分別代入t＝[1900，1913]，步長(zhǎng)為1進(jìn)行對(duì)應(yīng)求解，并確定＝1912℃。燃燒熱量溫度當(dāng)不計(jì)參加燃燒反應(yīng)的燃?xì)夂涂諝獾奈锢頍?，即tg＝ta＝0，并假設(shè)＝1，則所得的煙氣溫度為燃燒熱量溫度?！碚撊紵郎囟?，℃；表14　理論燃燒溫度試算表t13001400150016001700180019002000210022002300用MATLAB模擬與t的6次多項(xiàng)式系數(shù)如下：p ＝[ ]104分別代入t＝[1985，1995]，步長(zhǎng)為1進(jìn)行對(duì)應(yīng)求解，并確定＝1897℃。理論燃燒溫度的計(jì)算——理論燃燒溫度，℃；——化學(xué)不完全燃燒所損失的熱量，KJ/Nm179。一般地，當(dāng)燃燒溫度為1500℃、煙氣中的CO2含量等于10%時(shí)，%的CO2發(fā)生裂解，水蒸氣的分解量則更少。因此，在實(shí)際計(jì)算中，當(dāng)煙氣的溫度低于1500℃時(shí)，CO2和H2O的分解吸熱，從上式的計(jì)算中可以看出，燃燒的溫度大于1500℃，因此，＝＝1912℃。 焓溫表及焓溫圖煙氣焓值計(jì)算含有1Nm179。干燃?xì)獾臐袢細(xì)馊紵笏臒煔庠诓煌臏囟纫坏撵实扔诶碚摕煔獾撵逝c過(guò)剩空氣的焓之和。即——煙氣的焓，KJ/Nm179。干燃?xì)?；——理論空氣的焓，KJ/Nm179。干燃?xì)?；——理論空氣的焓，KJ/Nm179。干燃?xì)?。其中理論煙氣的焓：C ——?dú)怏w由0～t℃平均定壓比熱容，KJ/Nm179。K；——煙氣溫度，℃。理論空氣的焓：過(guò)?？諝獾撵剩篊a——干空氣由0～ta℃的平均定壓比熱容，KJ/Nm179。K；da——空氣的含濕量，kg/kg干空氣；ta ——空氣的溫度，℃。煙氣焓溫表表15　煙氣焓溫表煙氣焓溫表t℃IRO2I0N2I0H2OI0fI0aIf＝I0f+(ɑ1)I0aVRO2＝V0N2＝V0H2O＝IRO2+V0a＝V0Cata+ɑ＝CRO2VRO2CN2V0N2CH2OV0H2OI0N2+CaV0IftRO2CRO2tN2CN2tH2OCH2OI0H2OtaCadaCH2OCH2OtatRO2tN2tH2Otata100170126820035830039340050067260070080090094281000221913941712140711001200169813001400324115003504216627511600296823441700180043112646