【導讀】本設計是針對的低壓燃煙煤鍋爐進行的。本設計是在現(xiàn)場參觀的基礎。目的是掌握鍋爐設計的一般計算方法及計算步驟。煙道中布置省煤器和兩級管式空氣預熱器，鍋爐爐膛全部布滿光管水冷壁。爐運行的安全性和可靠性為首要設計特性的準則。綜合考慮燃燒，傳熱，煙氣和空氣以。及工質(zhì)的動力特性以及磨損和腐蝕。在鍋爐設計的過程中，主要考慮的因素是保證爐內(nèi)。著火，爐膛內(nèi)有足夠的輻射熱量，煤的燃盡程度以及合理的煙氣速度和排煙溫度。還要確保有一定的氣密性以保證爐膛內(nèi)進行負壓燃燒。在整個設計過程中作為技術(shù)支持。進行了熱力計算、強度計算和煙風阻力計算。束、省煤氣，空氣預熱器。為了使小型鍋爐的結(jié)構(gòu)緊湊，大部分受熱面都布置在爐膛內(nèi)。利用CAD,完成了鍋爐總圖、爐墻圖、鋼架圖、水系統(tǒng)圖，水管圖。

　　

【正文】 C18 20 三原子氣體總分壓力 pNO2 MPa rRO2* 21 三原子氣體輻射力 KNO2 MPa?m p*rq 22 三原子氣體輻射減弱系數(shù) KNO2 (m?MPa)1 10((+*rH20)/sqrt(10*p*rq*s))(*? 39。39。/1000)rq 23 氣體介質(zhì)吸收力 kpS KNO2Sp 24 煙氣黑度 ɑ g 1expkps 25 輻射放熱系數(shù) ɑ r w/(m2*℃ ) aoag 26 煙囪處爐膛輻射熱負荷分布系數(shù) 27 防渣管吸收爐膛輻射熱量 Qr KJ/Kg 28 煙氣對管壁放熱系數(shù) ɑ 1 w/(m2*℃ ) ɑ 0+ɑ r 29 有效系數(shù) ψ 30 傳熱系數(shù) K w/(m2*℃ ) ψɑ 1 31 傳熱量 KJ/Kg ? t/Bcal 32 誤差 ? Q % |(） /|*100% 33 防渣管總吸熱量 Qscr KJ/Kg +Qr 對流管束的計算 按煙氣流通方向?qū)α鞴苁捎谩?W”型沖刷方式，由 ? 的管子組成，橫向布置方式為 30 排，節(jié)距為 157 mm，第一回程有 7排縱向節(jié)距為 175 mm 的管子組成，第二程為空煙道，第三回程有 6排縱向節(jié)距為 170 mm 的管子組成。 對流管束與上下鍋筒之間均采用焊接連接。 a 對流管束結(jié)構(gòu)設計及計算 序號 名稱 符號 單位 公式或數(shù)據(jù)來源 結(jié)果 1 管徑 d mm 選定管徑 2 平均管長 mm 選定 3700 青島理工大學畢業(yè)設計用紙 25 4 橫向相對節(jié)距 ? 1 S1/d 5 縱向相對節(jié)距 ? 2 S2/d 6 區(qū)段 I受熱面積 H1 m2 n1*n239。*π *d*l 7 區(qū)段 II受熱面積 H2 m2 n2*n239。*π *d*l 8 管束總對流受熱面積 Hzs m2 H1+H2 9 區(qū)段 I流通斷面積 F1 m2 (S1d)*l*(n11) 10 區(qū)段 II流通斷面積 F2 m2 (S1d)*l*(n21) 11 煙氣流通截面積 Fy m (H1+H2)/(H1/F1+H2/F2) 12 煙氣容積 Vy m3 13 輻射層厚 度 S m *d*(4*S1*S2/π *d21) b 對流管束熱力計算 序號 名稱 符號 單位 公式或數(shù)據(jù)來源 結(jié)果 1 進口煙溫 ? 39。 ℃ 防渣管出口煙溫 850 2 進口煙氣焓 h39。 KJ/Kg 防渣管進口煙焓 3 出口煙溫 ? ” ℃ 先假定，在校核 400 4 出口煙氣焓 h KJ/Kg 查焓溫表 5 煙氣側(cè)放熱量 Qrp KJ/Kg ? *(h39。yhy+? α hk0) 6 管內(nèi)工質(zhì)溫度 t ℃ p= 243 7 對數(shù)平均溫度差 ? t ℃ (? 39。 ? )/㏑((? 39。t)/(? t)) 8 平均煙溫 ?pj ℃ t＋ ? t 625 9 煙氣流速 wy m/s Bj*Vy*(? pj+273)/Fy/273/3600 10 基準對流放熱系數(shù) α H w/(m2*℃ ) 《標準》 P304 11 節(jié)距修正系數(shù) Cs 《標準》 P304 管排修正系數(shù) Cz 《標準》 P305 煙氣物性修正系數(shù) Cφ 《標準》 P305 12 對流放熱系數(shù) α d w/(m2*℃ ) α 0*Cs*Cz*Ccp 13 管子灰壁溫度 thb ℃ t+60 303 14 基準輻射放熱系數(shù) α H w/(m2*℃ ) 《標準》 P314 15 修正系數(shù) Cr w/(m2*℃ ) 《標準》 P314 青島理工大學畢業(yè)設計用紙 26 16 三原子氣體總分壓力 pq 1/pa p*rq 17 三原子氣體輻射減弱系數(shù) kq 1/pa ((+16*rH2O)/(pq*s)1)*(*(? pj+273)/1000) 18 煙氣的輻射總厚度 kps kq*rq*p*s 19 煙氣黑度 ay 1exp(kps) 20 管間輻射放熱系數(shù) α f39。 w/(m2*℃ ) α H*Cr*ay 21 利用系數(shù) ξ 《標準》 P66 1 22 煙氣側(cè)放熱系數(shù) α 1 w/(m2*℃ ) ξ *(α f39。+α d) 23 熱有效系數(shù) ψ 《標準》 P66 24 傳熱系數(shù) K w/(m2*℃ ) ψ *α 1 25 傳熱量 Qcr KJ/Kg K*△ t*Hzs/Bj* 26 相對誤差 % （ QrpQcr） /Qrp 27 允許誤差 % 規(guī)定 177。 2 省煤器的計算 省煤器采用方型鑄鐵式省煤器，采用長度為 2021mm，省煤器管內(nèi)徑為 ?60mm 的標準件，單根受熱面積為 ,在 1500mm 的空間中布置 8 排， 10 列，單組共有 80根省煤器，受熱面積 236 m2, 省煤器共分兩組布置，總面積為 472 m2。 省煤器中被加熱的爐 水由一根 DN100 的管子引入上鍋筒。省煤器集箱上設有安全閥 座 、 壓 力 表 座 、 溫 度 計 座 、 再 循 環(huán) 管 座 、 排 污 管 座 等 。 a 鑄鐵省煤器結(jié)構(gòu)設計計算 序號 名稱 符號 單位 公式或數(shù)據(jù)來源 結(jié)果 青島理工大學畢業(yè)設計用紙 27 1 管徑 d mm 60 2 管子長度 l m 2 3 管子橫向排數(shù) Z1 排 8 4 管子縱向排數(shù) Z2 排 10 5 煙氣流通截面積 Fy m2 6 對流受熱面面積 Hsm m2 Z1*Z2* 236 7 工質(zhì)流通面積 Fg m2 *π *d2 b 省 煤器熱力計算 序號 名稱 符號 單位 公式或數(shù)據(jù)來源 結(jié)果 8 進口煙溫 ? 39。 ℃ 即對流管束出口煙溫 400 9 進口煙焓 I39。 KJ/Kg 查鍋爐管束熱力計算 10 出口煙溫 ? ” ℃ 先假定后校核 200 11 出口煙焓 I KJ/Kg 據(jù)α ，查焓溫表 12 省煤器吸熱量 Qsm KJ/Kg ? （ I39。I+α *Ilk0） 13 進口水溫 t39。 ℃ 即給水溫度 tgs 105 14 進口水焓 i39。 KJ/Kg 查《水和水蒸氣熱力性質(zhì)表》 15 出口水焓 i KJ/Kg i39。+Qsm*Bj/(D+ppw*D)/1000 16 出口水溫 t ℃ i/C 給水壓力 17 平均煙溫 ? pj ℃ （ ? 39。+? ”） /2 300 18 煙氣流速 wy m/s Bj*Vy*(? pj+273)/Fy/273/3600 19 基準傳熱系數(shù) KH w/(m2*℃ ) 《標準》 P315 20 煙溫修正系數(shù) C? 《標準》 P315 21 傳熱系數(shù) K w/(m2*℃ ) C? *KH 22 對數(shù)平均溫差 Δ t ℃ (? 39。 ? )/㏑((? 39。t)/(? t39。)) 24 傳熱量 Qcr KJ/Kg K*Δ t*Hsm/Bj 25 相對誤差 % (QsmQcr)/Qsm 26 允許誤差 % 177。 2 空氣預熱器的計算 青島理工大學畢業(yè)設計用紙 28 空氣預熱器為立式鋼管制成，分上下二組管箱，管子規(guī)格為 ?51X2，每組高度為 1680 mm。 S1＝ 82 mm， S2＝ mm， Z1＝ 18 排， Z2＝ 37 排?？諝庾鞫谐袒芈妨鲃?，即首先從下管箱爐后中間分二路橫向沖刷管束，各在左右連通罩中作 1800轉(zhuǎn)彎后至上管箱，橫向沖刷管束后由爐后中間引出至熱風道，然后分左右從鍋爐兩側(cè)下部導入爐排進風管。 為膨脹需要，預熱器管箱和連通罩均設有膨脹接頭。為提高空氣預熱器的運行可靠性，管箱管子入口端均裝有防磨套管。 a 上級空氣預熱器結(jié)構(gòu)設計計算 序號 名稱 符號 單位 公式或數(shù)據(jù)來源 結(jié)果 1 管外徑 d mm 選定 51 2 管內(nèi)徑 dn mm 選定 47 3 管長 l mm 選定 1680 4 橫向節(jié)距 S1 mm 選定 82 5 縱向節(jié)距 S2 mm 選定 6 橫向管排數(shù) Z1 排 選定 18 7 縱向管排數(shù) Z2 排 選定 37 8 管根數(shù) n 根 Z1Z2 666 9 受熱面面積 H m2 5852????? lddn n? 10 煙氣流通截面積 fg m2 ndn4? 2 11 空氣流通截面積 fa m2 )(2 1dZal ? 12 橫向相對節(jié)距 1? DS1 13 縱向相對節(jié)距 2? DS2 b 上級空氣預熱器 熱力計算 序號 名稱 符號 公式及計算 結(jié)果 青島理工大學畢業(yè)設計用紙 29 1 進口煙溫 ? 39。 ℃ 等于省煤器出口煙溫 200 2 進口煙焓 I39。 KJ/kg 查焓溫表 3 空氣入口溫度 t’ ℃ 先假定，再校核 80 4 空氣入口焓 I’ KJ/kg 查溫焓表 5 空氣出口溫度 t39。39。 ℃ 查取 135 6 空氣出口焓 i39。39。 KJ/kg 查取 178 7 平均空氣溫度 tav w/m2.℃ (t+t39。39。)/2 8 平均空氣焓 i KJ/kg ? ?39。39。39。21 ii? 9 出口過量空氣系數(shù) 39。39。ky? —— 進爐膛的熱空氣份額 10 空氣吸熱量 Qk KJ/kg ? ?39。39。39。239。39。 iiky ??????? ?? ?? 11 出口煙焓 I39。39。 KJ/kg iQK ?? ??I39。 12 出口煙溫 ? 39。39。 ℃ 查溫焓表 13 煙氣體積 Vy Nm3/kg 查表 14 煙氣流速 w m/s Bj*Vy*(? pj+273)/Fy/273/3600 15 水蒸氣容積份額 rH2O 查煙氣特性表 16 煙氣縱向沖刷放熱系數(shù) ɑ y w/m2.℃ 查煙氣特性表 41 17 修正系數(shù) Ct 18 平均煙氣溫度 ? av ℃ (? 39。+? 39。39。)/2 19 空氣流速 ω k m/s Bj*Vy*(? pj+273)/Fy/273/3600 20 空氣橫向沖刷錯列管束放熱系數(shù) ɑ k w/m2.℃ 查標準圖 C14 69 21 煙氣側(cè)對流放熱系數(shù) ɑ 2 w/m2.℃ 22 有效熱系數(shù) ψ 取定 青島理工大學畢業(yè)設計用紙 30 23 傳熱系數(shù) K w/m2.℃ 24 最大溫差 ?tmax ℃ ? 39。t39。39。 120 25 最小溫差 ?tmin ℃ ? 39?！?t39。 26 平均溫壓 ?tav39。 ℃ (? tmax+? tmin)/2 27 系數(shù) ψ 1 ℃ 查圖 c22 28 平均溫壓 ? tav ℃ ψ ? tav 29 傳熱量 Qcr kJ/kg K*Δ t*Hsm/1000Bj 30 傳熱量計算誤差 ? e % (QkQcr)/Qk c 下級空氣預熱器結(jié)構(gòu)設計計算 序號 名稱 符號 單位 公式或數(shù)據(jù)來源 結(jié)果 1 管外徑 d mm 選定 51 2 管內(nèi)徑 dn mm 選定 47 3 管長 l mm 選定 1680 4 橫向節(jié)距 S1 mm 選定 82 5 縱向節(jié)距 S2 mm 選定 6 橫向管排數(shù) Z1 排 選定 18 7 縱向管排數(shù) Z2 排 選定 37 8 管根數(shù) n 根 Z1Z2 666 9 受熱面面積 H m2 5852????? lddn n? 10 煙氣流通截面積 fg m2 ndn4? 2 11 空氣流通截面積 fa m2 )(2 1dZal ? 12 橫向相對節(jié)距 1? DS1 13 縱向相對節(jié)距 2? DS2 青島理工大學畢業(yè)設計用紙 31 d 下級空氣預熱器 熱力計算 序號 名稱 符號 公式及計算 結(jié)果 1 進口煙溫 ? 39。 ℃ 等于上級空氣預熱