【正文】 ℃ 60 管壁溫度 bt ℃ 60bht ? 煙氣壓力 P MPa 煙氣中水蒸氣的容積分額 2HOr 查煙氣特性表 三原子氣體容積分額 qr 查煙氣特性表 煙氣容積 yV m/kg 三原子氣體輻射減弱系數(shù) qk 1/(MPa178?！?) 光管雷諾數(shù) egR gd?? 15357 光管對流換熱系數(shù) g? Kw/(m178。39。()II? ? 92 平均煙氣溫度 p? ℃ 2??? ?? 342 最大溫壓 dt? ℃ 39。 39。理想狀態(tài)下，吸熱量、放熱量和傳熱量三者是相等的，由此便可以進(jìn)行過熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計了 [12]。由工質(zhì)進(jìn)出口溫度，查水蒸氣表可以確定工質(zhì)的吸熱量。爐膛結(jié)構(gòu)和對流管束的結(jié)構(gòu)確定之后，可以計算出爐膛出口溫度和對流管束的出口溫度，對流管束的出口溫度就是過熱器的進(jìn)口溫度?！?) ? ? ? ? ? ?31 1 25 . 1 1 0 2 7 3 1 1yp? ? ? ??? ? ? ? 熱有效系數(shù) ? 經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 總傳熱系數(shù) k kw/(m2178?！?) 22 . 4 7 5 . 0 6 273( ) (1 0 . 3 7 )1000HO p qqr rr p s ?? ??? 氣體介質(zhì)吸收力 kps 1/(MPa178?！?) eg rq RPd? 煙氣總對流換熱系數(shù) d? Kw/(m178。 t?? 151 對數(shù)溫壓 t? ℃ ? ? / ln ddx xttt t?? ? ? ? 231 平均煙氣流速 ω m/s ( 273)273j y pbBVF? ?? 煙氣普朗特系數(shù) rP 查煙氣特性表 煙氣運(yùn)動性系數(shù) ? 2/ms 查煙氣特性表 煙氣導(dǎo)熱系數(shù) ? Kw/(m178。 t?? 336 最小溫壓 xt? ℃ 39。39?！?) ? ?df? ? ?? 主要熱面?zhèn)鳠崃? crQ kJ/Nm3 djKH tB? 14582 主要傳熱誤差 ? % 100%rp crrpQ? ? 第二管束結(jié)構(gòu)計算 具體設(shè)計第二鍋爐管束的結(jié)構(gòu)，見表 9： 表 9 名稱 符號 單位 計算公 式或數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 光管管徑 d m 選定 光管根數(shù) gN 70 橫向節(jié)距 S1 m 2d 縱向節(jié)距 S2 m 光管煙氣流通面積 gF ㎡ ggdN 光管傳熱面積 gH ㎡ ggdLN? 煙氣總流面積 dF ㎡ gF 總傳熱面積 dH ㎡ gH 管間有效輻射層厚度 s m ( 1)ssd d? ?? 縱向沖刷管長度 L m 第二管束熱力計算 根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行第二管束的熱力計算，見表 10： 表 10 名稱 符號 單位 計算公式或數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 進(jìn)口煙溫 ?? ℃ 第一管束出口溫度 530 進(jìn)口煙焓 I′ kJ/Nm3 查焓溫表 8650 出口煙溫 ??? ℃ 345 出口煙焓 I″ kJ/Nm3 查焓溫表 5497 管束出口過量系數(shù) d? 冷空氣溫度 lkt ℃ 選取 30 冷空氣焓 0lkI kJ/kg 396 保熱系數(shù) ? 煙氣側(cè)放熱量 Qrp kJ/Nm3 39?！?) qqkrps 煙氣黑度 ya 1 kpse?? 溫度比 ? 273273bpt??? 煙氣輻射熱系數(shù) f? kw/(m2178?！?) g? 工質(zhì)溫度與管壁溫差 td ℃ 60 管壁溫度 bt ℃ 60bht ? 煙氣壓力 P MPa 煙氣中水蒸氣的容積分額 2HOr 查煙氣特性表 三原子氣體容積分額 qr 查煙氣特性表 煙氣容積 yV m/kg 三原子氣體輻射減弱系數(shù) qk 1/(MPa178。℃ ) 光管雷諾數(shù) egR gd?? 5945 光管對流換熱系數(shù) g? Kw/(m178。39。()II? ? 14209 平均煙氣溫度 p? ℃ 2??? ?? 915 最大溫壓 dt? ℃ 39。 39。設(shè)計定為三回程，鍋爐管束設(shè)計分為第一管束和第二管束。爐膛結(jié)構(gòu)以定，水和爐膛之間的換熱可以確定。39。39。39。39。39。 由于蒸發(fā)量比較小所以選用的是臥式三回程濕背式煙管鍋爐。 ydwv lBQq V?? 爐膛尺寸計算 體積熱強(qiáng)度：取 3400 /vq kW m? 爐膛體積： 34 3 9 .3 5 3 4 9 2 2 1 0 .6 53 6 0 0 3 6 0 0 4 0 0rl vBQVmq ?? ? ??? 燃燒器選定，火焰長度為 ,為了保持較好的火焰充滿度，又不致使火焰沖壁，火焰長度方向爐膛長度定為 ，燃燒器安裝前墻中間。 ： 39。 M 值。 ，在焓溫表中求得相應(yīng)的焓值，從而可以計算出煙氣的平均熱容量。 5 爐膛設(shè)計 計算 爐膛熱力計算方法 ，計算各爐墻面積和爐膛容積；確定水冷壁的幾何特性并計算出爐膛有效輻射受熱面總面積、爐膛水冷程度以及爐膛有效輻射層厚度。具體見表 1： 表 1 鍋爐受熱面 過量空氣系數(shù) 漏風(fēng)系數(shù) 入口α＇ 出口α″ △α 爐膛 鍋爐管束 蒸汽過熱器 省煤器 理論空氣量和理論煙氣量的計算 通過參照《 鍋爐及鍋爐房設(shè)備》中對理論空氣量和理論煙氣量的計算，得出如表 2： 表 2 名稱 符號 單位 計算公式 結(jié)果 理論空氣量 0KV Nm3/ Nm3 1 121 4 mnn CH????????????? 理論 RO2容積 20ROV Nm3/ Nm3 ? ? mnCO m C H? 理論 N2容積 20NV Nm3/ Nm3 0 20. 79 0. 00 8KVN? 理論 H2O容積 20HOV Nm3/ Nm3 ? ?00 . 0 1 1 2 02 m n r K kn C H d V d???????? 理論煙氣量 0yV Nm3/ Nm3 2 2 20 0 0RO N H OV V V?? 各受熱面煙道中煙氣特性表 通過以上理論空氣量和理論煙氣量計算并加入過量空氣系數(shù)，參照《 鍋爐及鍋爐房設(shè)備》中對實(shí)際空氣量和實(shí)際煙氣量的計算，得出如表 3： 表 3 名稱 符號 單位 計算公式 結(jié)果 實(shí)際空氣量 KV Nm3/ Nm3 1 121 4 mnn CH????????????? 實(shí)際 RO2容積 2ROV Nm3/ Nm3 ? ? mnCO m C H? 實(shí)際 N2容積 2NV Nm3/ Nm3 0 20. 79 0. 01KVN? ? 實(shí)際 H2O容積 2HOV Nm3/ Nm3 ? ?00 .0 1 1 2 02 m n r K kn C H d V d????????? 過量氧體積 2OV Nm3/ Nm3 ? ? 1 KV?? 實(shí)際煙氣量 yV Nm3/ Nm3 2 2 2 2RO N H O OV V V V? ? ? RO2體積份額 2ROr 2ROyVV H2O體積份額 2HOr 2HOyVV 三原子氣體體積份額 qr 22RO H Orr? 煙氣溫焓表（ 見附表 ） 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算 在此計算中，查閱《燃油燃?xì)忮仩t》中關(guān)于鍋爐熱平衡及燃料消耗量的計算，并在以上計算的基礎(chǔ)上進(jìn)行如下的計算，如表 4 所示： 表 4 名稱 符號 單位 計算公式及數(shù)據(jù)來源 數(shù)值 燃料低位發(fā)熱量 Qr KJ/Nm3 燃料性質(zhì)計算 34922 冷空氣溫度 tlk ℃ 選定 30 冷空氣理論焓 IoLk KJ/Nm3 查煙氣焓溫表 369 排煙溫度 py? ℃ 給定 150 排煙焓 Ipy KJ/Nm3 查煙氣焓溫表 2647 固體不完全燃燒熱損失 q4 ％ 估取 0 氣體不完全燃燒熱損失 q3 ％ 查表 32[9] 散熱損失 q5 ％ 查表 34 排煙損失 q2 ％ (Ipy－α py IoLk)(1－ q4/100)179。 3 燃料計算 通過查閱《燃油燃?xì)忮仩t》中的燃料計算公式計算燃料低位發(fā)熱量，并查閱《工程熱力學(xué)》中標(biāo)準(zhǔn)狀況下，天然氣和空氣的含濕量，為以下的計算打好基礎(chǔ)。 鍋爐的總體結(jié)構(gòu)已經(jīng)確定 ,可以計算出鍋爐總的吸熱量 ,已知燃料的發(fā)熱量 ,可以計算出鍋爐的熱效率 ,用計算出的熱效率與給定的熱效率進(jìn)行比較 ,如果滿足誤差許可 ,鍋爐的結(jié)構(gòu)計算和熱力計算就算完成 ,下一步工作就是進(jìn)行鍋爐結(jié)構(gòu)圖的繪制和輔助受熱面圖的繪制 [7]。 如不滿足要求 ,應(yīng)對結(jié)構(gòu)和受熱面積進(jìn)行修改 ,使過熱器出口煙溫滿足要求。在尾部煙道中依次布置過熱器 ,省煤器等對流受熱面 ,同樣根據(jù)熱平衡進(jìn)行校核計算。在爐膛出口溫度已定的條件下 ,可以對其后的對流受熱面進(jìn)行設(shè)計計算。選定燃燒器。為此，建議我國鍋爐行業(yè)的有關(guān)專家應(yīng)對燃燒器進(jìn)行深入細(xì)致的研究，加大對燃燒器的設(shè)計、生產(chǎn)技術(shù)力量，以提高鍋爐用燃燒器的國產(chǎn)化率 [5]。 進(jìn)口燃燒器的自控程度高，性能穩(wěn)定。二是燃?xì)忮仩t管網(wǎng)的鋪設(shè)成本比較高，也制約了燃?xì)忮仩t的應(yīng)用 [4]。一是天然氣的產(chǎn)量與需求量的矛盾，地區(qū)性氣源的制約成為燃?xì)忮仩t推廣的障礙。 與燃油鍋爐相比，燃?xì)忮仩t使用較少： 目前的燃油燃?xì)忮仩t中，燃油鍋爐較多，燃?xì)忮仩t較少。 進(jìn)口燃?xì)忮仩t主要來自德國、美國、英國、瑞士、意大利、日本、韓國等幾個國家。熱水鍋爐單臺供熱功率最低為 ，最高可達(dá) 21 MW；壓力有常壓、 、 MPa、 MPa；供熱溫度有 80 攝氏度、 95 攝氏度、 115 攝氏度、 130 攝氏度等。 燃?xì)忮仩t的現(xiàn)狀 國產(chǎn)、進(jìn)口燃?xì)忮仩t并存： 目前國內(nèi)有五十多家燃?xì)忮仩t生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品品種規(guī)格齊全。鍋爐燃燒器必須安裝熄火保護(hù)裝置，一但出現(xiàn)熄火現(xiàn)象，能及時實(shí)施保護(hù)措施。 ，爐膛內(nèi)要有必要的聯(lián)鎖保護(hù)控制系統(tǒng)，鍋爐房要有燃?xì)庑孤┍O(jiān)測報警裝置和通風(fēng)設(shè)備，采用防爆電器。隨著燃?xì)忮仩t的廣泛應(yīng)用和技術(shù)設(shè)備的日益完善，事故隱患正在逐漸降低，各種安全保護(hù)手段已能保證燃?xì)忮仩t的運(yùn)行非常可靠。鍋爐燃燒器必須安裝熄火安全保護(hù)裝置，一但出現(xiàn)熄火現(xiàn)象，二次點(diǎn)火前也必須進(jìn)行吹掃并按正常點(diǎn)火程序進(jìn) 行。所以燃?xì)夤苈繁仨殗?yán)格檢漏，爐膛內(nèi)要有必要的聯(lián)鎖保護(hù)控制系統(tǒng)，鍋爐房要有燃?xì)庑孤┍O(jiān)測報警裝置和通風(fēng)設(shè)備，采用防爆電器。 存在的危險： 天燃?xì)馐且环N易燃、易爆性氣體，它沒有顏色，雖有一定的氣味卻難以憑嗅覺及時發(fā)現(xiàn)。 設(shè)備維修費(fèi)用低 : ，因而需要維修保養(yǎng)的項(xiàng)目少，維修費(fèi)用低。 ，蒸汽消耗較少。 運(yùn)行成本低 : ，在系統(tǒng)內(nèi)調(diào)節(jié)靈活，燃?xì)庥嬃亢唵螠?zhǔn)確，便于燃?xì)夤?yīng)量的調(diào)節(jié)。在供給燃燒前也無需燃料加工制備設(shè)備，使系統(tǒng)大為簡化；同時也不需要配置吹灰器、除塵器、出渣設(shè)備和燃料烘干器等附屬設(shè)備，使系統(tǒng)大為簡化。通過合理布置對流管束，使燃?xì)忮仩t較同容量燃煤鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、重量輕，設(shè)備投資明顯減少 。 鍋爐設(shè)備投資低 : ，從而縮小爐膛體積。使用燃?xì)忮仩t可以大減輕對環(huán)境的污染。由于 以前沒有從事過類似的工作，此次設(shè)計還存在相當(dāng)多的問題，請指導(dǎo)教師多加指點(diǎn)。大體概括為：接受任務(wù)書，查閱相關(guān)資料，熟悉整體設(shè)計過程，作相關(guān)設(shè)計計算，布置整體結(jié)構(gòu)，選取可以確定的標(biāo)準(zhǔn)件，工程圖繪制。鍋爐設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，在此過程中，幾乎涉及了所學(xué)的各門專業(yè)課，用到了工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、燃燒學(xué)、鍋爐設(shè)計、機(jī)械設(shè)計、工程圖學(xué)等專業(yè)課的知識。但是，燃油燃?xì)赓Y源短缺，也在一定程度上制約了燃?xì)忮仩t的發(fā)展。鑒于目前的能源形勢，鍋爐的發(fā)展方向依然是高參數(shù)、大容量，以提高鍋爐的效率，達(dá)到節(jié)約能源的目的。因此，對燃?xì)鈾z漏工作要求比較嚴(yán)格。燃?xì)忮仩t以氣體