【導(dǎo)讀】加工業(yè)的發(fā)展，許多以木材為加工原料的企業(yè)常常產(chǎn)生大量的木材廢料，諸如鋸末粉屑、碎木片等。原來廢棄木材主要作為炊事燃料，熱效率一般。低，因此造成廢木材資源的極大浪費(fèi)。目前國內(nèi)部分鍋爐制造廠家生產(chǎn)的。揮發(fā)分較高，影響著火和燃盡。因此在考慮燃料特性的基礎(chǔ)上選用往復(fù)爐。本設(shè)計(jì)采用單鍋筒縱置式往復(fù)爐排爐型。采用低而長的后拱和高而。長的前拱，保證著火區(qū)的輻射熱和煙氣回流。大塊料由料斗送入，細(xì)屑由。送料風(fēng)于送入，優(yōu)化燃燒。

　　

【正文】 鍋爐設(shè)計(jì) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 空氣預(yù)熱器 結(jié)構(gòu)及 傳熱計(jì)算見表 310。 表 310 空氣預(yù)熱器傳熱計(jì)算 一 空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)計(jì)算 序 號(hào) 名 稱 符 號(hào) 單 位 公 式 或 來 源 數(shù) 值 1 管外徑 d mm 選定 40 2 管壁厚 δ mm 選定 3 管內(nèi)徑 dn mm d2δ 37 4 管子當(dāng)量直徑 ddl mm dn+δ 5 管長 l m 選定 6 橫向節(jié)距 s1 mm 選定 64 7 縱向節(jié)距 s2 mm 選定 45 8 橫向排數(shù) z1 m 選定 14 9 縱向排數(shù) z2 m 選定 30 10 管子根數(shù) n 根 z1z2 420 11 空氣預(yù)熱器工作面凈寬 a m 選定 12 受熱面面積 H m2 nπddll 13 空氣流通截面積 Fy m2 nπdn2/4 14 煙氣流通截面積 Fk m2 (az1d)()/2 15 橫向相對節(jié)距 σ1 s1/d 16 縱向相對節(jié)距 σ2 s2/d 17 平均斜向相對節(jié)距 σ2′ (σ12/4+σ22) 二 空氣預(yù)熱器傳熱計(jì)算 1 入口煙氣溫度 θky′ ℃ 由上表查 255 2 入口煙氣焓 Iky′ kJ/kg 由上表查 3 漏風(fēng)系數(shù) Δαky 由前表查 4 冷空氣理論焓 Ilk0 kJ/kg 由前表查 5 冷空氣溫度 tlk ℃ 給定 30 6 出口煙氣溫度 θky′′ ℃ 假設(shè) 167 鍋爐設(shè)計(jì) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 7 出 口煙氣焓 Iky′′ kJ/kg 查焓溫表 [6] 8 空氣側(cè)出口處過量系數(shù) β′′ αl′′Δαl 9 空氣側(cè)入口處過量系數(shù) β′ β′′+Δαky 10 平均過量空氣系數(shù) βpj （ β′+β′′） /2 11 熱空氣出口焓 Irk′′ kJ/kg [ψ(Iky′Iky′′)+ Ilk0(βpj+ψΔαky/2)]/ (βpjψΔαky/2) 12 熱空氣出口溫度 trk ℃ 查焓溫表 [6] 13 煙氣側(cè)放熱量 Qrp kJ/kg ψ[Iky′Iky′′+Δαky(Irk0+Ilk0)/2] 14 平均煙氣溫度 θpj ℃ (θky′θky′′)/ln(θky′/θky′′) 15 煙氣流速 Wy m/s BjVy(θpj+273)/(273Fy) 18 相對長度的修正系數(shù) cl l/ddl=3/=50 1 19 由于溫度變化影響傳熱的修正系數(shù) ct 煙氣被冷卻 1 20 煙氣平均溫度下的導(dǎo)熱系數(shù) λ kW/(m2℃ ) 查附表 3[6] 21 煙氣平均溫度下的運(yùn)動(dòng)粘度 υ m2/s 查附表 3[6] 22 煙氣平均溫度下的普朗特準(zhǔn)則 Pr 查附表 3[6] 23 煙氣側(cè)對流換熱系數(shù) αd,y kW/(m2℃ ) (Wydn/υ) 24 平均空氣溫度 tpj ℃ (trktlk)/ln(trk/tlk) 25 空氣流速 Wk m/s βpjBjV0(tpj+273)/(273Fk) 26 ψσ (σ11)/(σ2′1) 27 管束幾何布置的修正系數(shù) cs 28 沿氣流方向管束排數(shù)的修正系數(shù) cz z2≥10 1 29 空氣平均溫度下的導(dǎo)熱系數(shù) λ kW/(m2℃ ) 查附表 3[6] 30 空氣平均溫度下的運(yùn)動(dòng)粘度 υ m2/s 查附表 3[6] 鍋爐設(shè)計(jì) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 31 空氣平均溫度下的普朗特準(zhǔn)則 Pr 查附表 3[6] 32 空氣側(cè)對流換 熱系數(shù) α d,k kW/(m2℃ ) csczλ/d(Wkd/υ) 33 利用系數(shù) ζ 表 66[6] 34 傳熱系數(shù) K kW/(m2℃ ) ζαd,yαd,k/(αd,y+αd,k) 35 最大溫差 Δtd ℃ θky′′tlk 137 36 最小溫差 Δtx ℃ θky′trk 37 平均溫壓 Δ t′ ℃ (ΔtdΔtx)/ln(Δtd/Δtx) 38 煙氣或空氣溫降中的最大溫降 τ d ℃ trktlk 39 煙氣或空氣溫降中的最小溫降 τ x ℃ θky′θky′′ 88 40 無因次參數(shù) P τx /(θky′tlk) 41 無因次參數(shù) R τd/τx 42 溫壓修正系數(shù) ψ t 查線算圖 619 [6] 43 平均溫壓 Δ t ℃ ψtΔt′ 44 傳熱量 Qcr kJ/kg KΔtH/Bj 45 相對誤差 Δ Q % 100(QrpQcr)/Qrp 誤差校核 誤差校核見表 311。 表 311 誤差校核 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 計(jì)算公式及來源 數(shù)值 1 鍋爐有效利用熱量 Ql kJ/kg Qrη/100 2 爐膛吸熱量 Qf kJ/kg 由前表 3 對流管束吸熱量 Qdg kJ/kg 由前表 4 煙管管束吸熱量 Qyg kJ/kg 由前表 5 空氣預(yù)熱器吸熱量 Qky kJ/kg 由前表 6 鍋爐總吸熱量 ∑ Q kJ/kg Qf+Qdg+Qyg 鍋爐設(shè)計(jì) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 7 絕對誤差 Δ Q kJ/kg Ql∑Q(100q4)/100 8 相對誤差 % |ΔQ/Qr|100 相對誤差小于 %，符合要求。 本章小結(jié) 本章根據(jù)設(shè)計(jì)燃料的特性，對鍋爐的各主要受熱面進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和熱平衡計(jì)算，現(xiàn)將計(jì)算結(jié)果匯總?cè)绫?312： 表 312 熱力計(jì)算匯總 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 爐膛 對流管束 煙管管束 空氣預(yù)熱器 1 受熱面積 H m2 2 煙氣入口溫度 θ′ ℃ 785 255 3 煙氣出口溫度 θ′′ ℃ 785 255 167 4 工質(zhì)入口溫度 t′ ℃ 30 5 工質(zhì)出口溫度 t′′ ℃ 6 煙氣平均速度 Wy m/s 7 工質(zhì)平均速度 W m/s 8 平均溫壓 Δt ℃ 9 傳熱系數(shù) K kW/(m2℃ ) 10 傳熱量 Qcr kW 本章主要內(nèi)容是通過上述章節(jié)的參數(shù)及鍋爐基本規(guī)范要求對鍋爐進(jìn)行了熱力計(jì)算，通過計(jì)算對于鍋爐的結(jié)構(gòu)的確定方法有了一定的了解，同時(shí)確定了本文所設(shè)計(jì)鍋爐的基本尺寸，為下一步工作打下基礎(chǔ)。計(jì)算結(jié)果表明本文設(shè)計(jì)的鍋爐結(jié)構(gòu)符合理論要求。 鍋爐設(shè)計(jì) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 第 4章 強(qiáng)度計(jì)算 執(zhí)行《 GB/T1650896》標(biāo)準(zhǔn)，鍋爐規(guī)范見表 21，各件結(jié)構(gòu)見圖紙。 鍋殼筒體厚度計(jì)算 鍋殼筒體厚度計(jì)算見表 41。 表 41 鍋殼筒體厚度計(jì)算 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 計(jì)算公式及來源 數(shù)值 1 鍋筒內(nèi)徑 nD m 設(shè)計(jì) 2 材料 GB713 20g 3 附加壓力 P? Mpa 規(guī)定 4 計(jì)算壓力 P Mpa eP P P? ?? 5 計(jì)算壁溫 bit ℃ 90jt ? 6 修正系數(shù) η 表 191[12] 7 基本許用應(yīng)力 ??j? Mpa 表 192[12] 8 許用應(yīng)力 ??? Mpa ? ?j? ??? 9 焊縫減弱系數(shù) n? 表 196[12] 10 縱向孔橋減弱系數(shù) ? （ td)/t 11 橫向孔橋減弱系數(shù) ?? （ t′d)/t 12 斜向孔橋減弱系數(shù) ?? （ t″d)/t 13 最小減弱系數(shù) min? 39。 39。39。min( , , )? ? ? 14 鍋筒筒體理論計(jì)算 厚度 lS mm ? ?min2nl PDS P??? ? 15 附加厚度 C mm 1 2 3C C C C? ? ? 16 鍋筒最小需要厚度 minS mm lSC? 17 實(shí)取厚度 S mm minSS? 鍋爐設(shè)計(jì) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 煙管區(qū)平板厚度計(jì)算 煙管區(qū)平板厚度計(jì)算 。 表 42 煙管區(qū)平板厚度計(jì) 算 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 計(jì)算公式及數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 1 材料 Mpa GB713 20g 2 計(jì)算壓力 P Mpa eP P P? ?? 3 計(jì)算壁溫 bit ℃ 90jt ? 4 修正系數(shù) η 表 191[12] 5 基本許用 應(yīng)力 ??j? Mpa 表 192[12] 6 許用應(yīng)力 ??? Mpa ? ?j? ??? 7 系數(shù) k 表 103[12] 8 假想圓 直徑 jd mm 9 最小需要 壁厚 min? mm ? ? 1m in ?? ?? pkd j 10 實(shí)取厚度 S mm minSS? 凸型部分厚度計(jì)算 凸型部分厚度計(jì)算見表 43。 表 43 凸型部分厚度計(jì)算 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 計(jì)算公式及數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 1 材料 GB713 20g 2 計(jì)算壓力 P MPa eP P P? ?? 3 計(jì)算壁溫 bit ℃ 90jt ? 4 修正系數(shù) ? 表 191[12] 5 基本許用 應(yīng)力 ??j? MPa 表 192[12] 6 許用應(yīng)力 ??? MPa ? ?j? ??? 鍋爐設(shè)計(jì) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 7 人孔長軸 d mm 取用 8 封頭內(nèi)深 nh mm 取用 9 封頭內(nèi)徑 nD mm 取用 10 系數(shù) y 21 262nnDh????????????? 11 孔減弱 系數(shù) ? 1ndD? 12 理論壁厚 lS mm ? ? PyPDS nl ?? ?? 13 附加壁厚 C mm 321 CCCC ??? 14 實(shí)取壁厚 S mm CSS l ?? 上集箱厚度計(jì)算 上集箱厚度計(jì)算見表 44。 表 44 上集箱厚度計(jì)算 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 計(jì)算公式及數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 1 集箱外徑 Dw mm 設(shè)定 273 2 材料 GB3087 20g 3 計(jì)算壓力 P MPa Pe+ΔP+ΔPsz 4 計(jì)算壁溫 tbi oC tj+90 5 基本許用應(yīng)力 [σ]j MPa 表 192 125 6 修正系數(shù) η 表 191 7 許用應(yīng)力 [σ] MPa η[σ]j 8 縱向孔橋減弱系數(shù) φ — 1dt? 9 斜向孔橋減弱系數(shù) ? — 1 dt? 10 斜向孔橋換算系數(shù) k — 2211 /(1 )n?? 11 斜向孔橋當(dāng)量減弱系 數(shù) d? — k ? 鍋爐設(shè)計(jì) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 12 橫向孔橋減弱系數(shù) 39。? — 1 39。dt? 13 最小減弱系數(shù) min? — 取 φ、 2 39。? 、 d? 中 最小值 14 集箱理論計(jì)算厚度 lS mm PPDw ?][2min ?? 15 附加厚度 C mm 321 CCCC ??? 1. 16 集箱最小需要厚度 minS mm lSC? 17 實(shí)取厚度 S mm minSS? 10 下集箱厚度計(jì)算 下集箱厚度計(jì)算見表 45。 表 45 下集箱厚度計(jì)算 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 計(jì)算公式及數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 1 集箱外徑 wD mm 設(shè)定 325 2 材料 GB3087 20g 3 計(jì)算壓力 P MPa Pe+ΔP+ΔPsz 4 許用應(yīng)力 [σ] MPa 取上集箱 5 縱向孔橋減弱系數(shù) φ — 1d/t 6 附加厚度 C mm 321 CCCC ??? 1 7 集箱 最小需要厚度 minS mm CPPDw ??][2min ?? 8 實(shí)取厚度 S mm minSS? 10 人孔蓋厚度計(jì)算 人孔蓋厚度計(jì)算見表 46。 表 46 人孔蓋厚度計(jì)算 序號(hào) 名稱 符號(hào) 單位 計(jì)算公式及數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 1 計(jì)算壓力 P MPa 取鍋筒值 鍋爐設(shè)計(jì) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文