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1 2 鍋爐熱力計算 2 1 熱力計算類型和方法 開發(fā)一臺新型鍋爐產(chǎn)品時首先要做好設計工作 設計中要對鍋爐的性能 結 構 經(jīng)濟性和可靠性等各方面進行各種計算 以有定量的了解 這些計算包括鍋 爐熱力計算 水循環(huán)或水動力計算 空氣動力計算 煙氣阻力計算 管子金屬壁 溫度計算 強度計算 爐墻和構架計算等 而熱力計算則是這些計算中最主要和 基礎的計算 并為其他計算提供所需的數(shù)據(jù)資料 鍋爐的計算主要分為兩大類 設計計算 校核計算 設計新鍋爐時的熱力計 算稱為設計熱力計算 也稱設計計算 7 其任務是在給定的給水溫度和燃料特 性的前提下 為達到額定蒸發(fā)量和蒸汽參數(shù)以及選定的經(jīng)濟指標 計算 確定鍋 爐機組的爐膛尺寸及各個受熱面的結構和尺寸 并確定鍋爐的熱效率和燃料消耗 量 各受熱面進出口處的煙溫和工質溫度 吸熱量以及煙速和工質流速等 為選 擇輔機設備和進行上述其他各項計算提供原始資料 設計計算是在鍋爐的額定負荷下進行的 為了預計鍋爐在其他負荷下的工作 特性 以及鍋爐在燃用非設計燃料時的熱力特性 都要重新進行熱力計算 稱之 為校核熱力計算 也稱校核計算 7 其任務是在已定的鍋爐結構和受熱面積條 件下 對鍋爐負荷 燃料 運行工況或某些結構變化時 求取各受熱面進出口處 的工質溫度和速度 煙氣溫度和速度 鍋爐熱效率 燃料消耗量 空氣和煙氣量 等 目的是為了得到鍋爐在非設計工況條件下運行的經(jīng)濟指標 為鍋爐結構改進 選擇輔機設備和其他各項計算提供原始數(shù)據(jù)和資料 設計計算和校核計算所用的計算方法基本相同 即計算時所依據(jù)的傳熱原理 2 計算公式和圖表都是相同的 其差別僅僅是計算任務和所求數(shù)據(jù)不同 但做校核 計算時 不僅煙氣的中間溫度和內(nèi)部介質溫度是未知數(shù) 而且排煙溫度 預熱空 氣溫度 甚至有時連過熱蒸汽出口溫度都是未知數(shù) 因此 校核計算時要預先假 定這些未知數(shù) 然后用逐步逼近法去最后確定之 2 2 熱力計算步驟 設計計算和校核計算的目的不同 而在進行具體計算時都采用校核計算的方 法 即使對新鍋爐做設計計算時 也是預先布置好受熱面 然后用校核計算的方 法計算 如計算出的吸熱量 溫度 流速等與預計值相差較大 則修改受熱面的 數(shù)量和布置后再算 直到滿足預定要求 校核計算的計算步驟為 8 1 按計算任務書列出原始數(shù)據(jù) 2 選取各煙道的過量空氣系數(shù) 計算三原子氣體的容積和容積份額 煙 氣和空氣的焓 3 預先估計排煙溫度和熱風溫度 用以確定熱損失 鍋爐效率和燃料消 耗量 4 計算爐膛傳熱 求出爐膛出口處的煙溫 再用逐步逼近法計算各對流 受熱面的煙溫 按煙氣流動方向順序計算 5 如果計算得出的排煙溫度與起初所估計的排煙溫度之差未超過 10 C 而熱空氣溫度之差未超過 40 C 則可認為鍋爐機組的換熱計算結束 如超過誤 差 則需重新假定排煙溫度及熱空氣溫度進行計算 6 如果尾部受熱面為雙級布置 情況要復雜些 計算第二級省煤器時按 3 已知的進口煙溫和估算的出口工質焓 第二級空氣預熱器按已知的進口煙溫和假 定的熱風溫度 第一級省煤器按已知的進口煙溫和進口水溫 第一級空氣預熱器 按已知的進口煙溫和進口空氣溫度 分別用逐次逼近法求出口煙溫和進口 出口 工質溫度 所求出的第一級省煤器出口水溫和第二級省煤器進口水溫之差應不超 過 10 C 同樣 要求空氣預熱器的第一級出口與第二級進口空氣的溫差小于 10 C 7 按下式確定鍋爐機組熱平衡計算的誤差 4rglfpgrzrgdsmQ Q 10q 式中 為鍋爐輸入熱 為鍋爐熱效率 為機械不完全r kJ gl 4 燃燒損失 分別為對 燃料而言的爐膛 fpgrzrdsmQ1kg 輻射受熱面 屏式受熱面 對流過熱器 再熱器 過渡區(qū)和省煤器等各部分受熱 面的吸熱量 各部分吸熱量均用熱平衡方程式求得的值帶入 kJ g 4 3 鍋爐的熱力計算實例 3 1 鍋爐的參數(shù) 1 額定蒸發(fā)量 D 10t h 2 蒸汽壓力 1 3MPa P 3 蒸汽溫度 350 C 4 給水溫度 105 C grt gst 5 冷空氣溫度 30 C 預熱空氣溫度 150 C lk r 7 排煙溫度 180 C 8 鍋爐排污率 5 py pwP 3 2 燃料與燃燒計算 3 2 1 鍋爐燃料 本次研究的對象是燃煤鍋爐其煤質的元素分析列于表 3 1 表 3 1 煤質的元素分析表arCarHarOarSarNarAarW 應用基成分 46 55 3 06 6 11 1 94 0 86 32 48 9 00 可燃基揮發(fā)份 38 5 rV應用基低位發(fā)熱值 17664kJ kgydwQ 3 2 2 燃料的燃燒計算 1 鍋爐受熱面的過量空氣系數(shù)及漏風系數(shù) 過量空氣系數(shù) 燃料燃燒時實際供給的空氣量與理論空氣量之比 漏風系數(shù) 鍋爐受熱面所在煙道漏入煙氣的空氣量與理論空氣量之比 亦即 該煙道出 進口處煙氣中過量空氣系數(shù)之差 9 5 表 3 2 過量空氣系數(shù)及漏風系數(shù)表 入口過量空氣系數(shù) 漏風系數(shù) 出口過量空氣系數(shù) 序 號 鍋爐受熱面 1 2 3 4 5 6 爐膛 凝渣管 蒸汽過熱器 鍋爐管束 省煤器 空氣預熱器 1 40 1 50 1 50 1 55 1 65 1 75 0 10 0 0 05 0 10 0 10 0 10 1 50 1 50 1 55 1 65 1 75 1 85 2 理論空氣量 理論煙氣容積的計算 理論空氣量 0 0889 0 3755 0 265 3 1 0kVarCarSarH03 arO 0 0889 46 55 0 375 1 94 0 265 3 06 6 11 4 810Nm kg 3 三原子氣體容積 0 01866 0 3755 3 2 20ROVarCarS 0 01866 46 55 0 375 1 94 0 882 Nm kg3 理論氮氣容積 0 79 0 8 3 3 20NV0k1ar 0 79 4 810 0 8 086 3 807 Nm kg 3 6 理論水蒸氣容積 0 111 0 0124 0 0161 3 4 20HOVararW0kV 0 111 3 06 0 0124 9 00 0 0161 4 810 0 528 Nm kg3 將理論空氣量和理論煙氣容積的結果列入表 3 3 中 表 3 3 理論空氣量和理論煙氣容積表 序 號 名 稱 符 號 單 位 結 果 1 理論空氣量 0kVNm kg34 810 2 三原子氣體容積 2RONm kg 0 882 3 理論氮氣容積 20NNm kg33 807 4 理論水蒸氣容積 2HOVNm kg 0 528 3 各受熱面煙氣特性計算公式 3 5 2pj 0 016 3 6 2HOV201pj 0kV 3 7 y2RN2HOj 3 8 ry 3 9 2HO2yV 3 qr2R 10 7 將各受熱面煙氣特性匯入表 3 4 中 表 3 4 各受熱面煙氣特性表 序號 名 稱 符號 單位 爐膛凝 渣管 蒸汽過熱器 鍋 爐 管 束 省煤器 空氣預 熱器 1 過量空氣系數(shù) pj 1 50 1 525 1 60 1 70 1 80 2 水蒸氣容積 2HOVNm kg30 567 0 569 0 574 0 582 0 332 3 煙氣總容積 yNm kg 7 622 7 742 8 103 8 584 9 065 4 份額2R2ROr0 1157 0 1139 0 1088 0 1027 0 0973 5 份額H2H0 0693 0 0682 0 652 0 0615 0 0582 6 三原子份額 qr0 1850 0 1821 0 1740 0 1642 0 1555 3 3 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算 表 3 5 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算結果 序 號 名 稱 符 號 單 位 計 算 公 式 或 依 據(jù) 數(shù) 值 1 燃料低位 發(fā)熱值 ydwQkJ kg 給 定 17664 2 冷空氣溫度 lktC 設計給定 30 3 冷空氣理論焓 0lIkJ kg 4 81 39 6 0klctV 190 4 排煙溫度 py C 設計給定 180 5 排煙焓 ykJ kg 根據(jù) 1 85 查文獻 2 蒸汽溫焓表py 3 5 2354 8 6 固體不完全燃 燒熱損失 4q 按文獻 1 表 4 2 選取 14 續(xù)表 3 5 序 號 名 稱 符 號 單 位 計 算 公 式 或 依 據(jù) 數(shù) 值 7 氣體不完全燃 燒熱損失 3q 按文獻 1 表 4 2 選取 1 8 排煙損失 2 041pylkdwQIq 2354 89 76 9 74 9 散熱損失 5 查文獻 1 表 3 5 1 70 10 灰渣漏煤比 hzlm 查文獻 1 表 4 2 0 80 11 灰渣的物理 熱損失 6q hzlmzarydwctQA 0 8563 1274 0 82 12 鍋爐總熱 損失 234569 08q 27 26 13 鍋爐熱效率 10q 72 74 14 過熱蒸汽焓 gqikJ kg 按 P 1 3Mpa 查文獻 2 附錄表 3 3151 15 飽和水焓 pwkJ kg 按 P 1 4Mpa 查文獻 2 附錄表 2 845 16 給水焓 gsikJ kg 按 105 查文獻 2 附錄表 4gsiC 441 17 鍋爐排污率 pwP 給定 5 18 鍋爐有效 利用熱 glQkJ h 273016 glydwQ 27302000 19 燃料消耗量 Bkg h 4l 2114 20 計算燃料 消耗量 jkg h 41 205 1qB 1818 9 21 保熱系數(shù) 51 70124q 0 977 3 4 爐膛的熱力計算 3 4 1 爐膛的結構特性 1 標高計算 詳見圖 3 1 表 3 6 圖 3 1 爐膛結構標 表 3 6 爐膛標高計算 結構名稱 計 算 式 標高 mm A 1400 1085tan9 1572B 1400 4370tan9 2092 CF2092 1305tan55 3956D 7300 1900tan 7809E 7300 10 G3956 920tan20 3621H 1600 320tan 2154I 同前聯(lián)箱中心標高 1600 2 爐膛包覆面積 詳見圖 3 1 1 側墻 6 84m A 7 30 956 7 803 956 0 19 2 1 22m B 2 2 2 40m C 1 1 3852 0 595 3 956 1 100 1 70 m D 2 2 47m E 3 956 0 3 6 0 90 2 0 25m F 214153 6 84 1 22 2 40 1 70 2 47 0 25 14 88mcq 2 2 后墻 m1 57 0 472 sin9 3 32m 915 AB 2 28m 3 sinC 3 85m780 6D 26 98m 423 85 2 7hqF 2 3 前 頂墻 m1 60 50 0 64m32 cos6HI 11 0 98m0 32 cos6FG 1 47m1 54H m7 93E m0 cos 7D m 56481 497 2 4 1qF 2 4 爐壁總面積 mbz 2 6 180 5 2 3 爐排有效面積 m3 850 9 23 m178R 2 4 爐膛容積 m2 74 0 4cqF 3 5 爐膛有效輻射受熱面 1 前頂 詳見圖 3 2 m 曝光 4 03956 1 7340 87DEF m 覆蓋耐火涂料層 0 6817 85 根 17S d2en 3 Sd 0 5ed 查文獻 1 線算圖 7 2 10 59x 21x m 6 7480 597 qH 2 m23 12 查文獻 1 表 7 1 查得 10 6 2 m730 96 2qH 2 后墻 詳見圖 3 3 煙窗高度 m1 5DCB 3 8521 463 2 mAB 根 170S d2 e16n Sd 0 5ed 查文獻 1 表 7 2 得 1059x 2x 查文獻 1 表 7 1 查得 0 m 697 2845 hH 2 3 煙窗 m 340S 51d l 1xn0 6 m 8 034 5 83chHnlx 2 4 側墻水冷壁 詳見圖 3 4 5 32 m A 7 302 7 582 30 510 8 2 2 66 m B 64996360 9 2 后拱遮蓋面積 1 18m C 1 2 由 105 65 得 S5d e2 0Sd 51 7ed 1 8x 21x m1 326 87 94cH 2 13 m20 694 2184 7024 cH 2 m53318 6 爐膛平均有效熱系數(shù) 3 2 0 95 26lbF 7 爐膛有效輻射層厚度 m3 6 47 8 1 7 lSV 8 燃燒面與爐墻面積之比 0 95bzRF 圖 3 2 前 頂水冷壁結構示意圖 圖 3 3 后水冷壁結構示意圖 圖 3 4 爐膛受熱面計算簡圖 6309 4400 14 15 3 4 2 爐膛的熱力計算 表 3 7 爐膛的熱力計算 序 號 名稱 符號 單位 計 算 公 式 或 依 據(jù) 數(shù) 值 1 燃料低位熱值 ydwQkJ kg 燃料特性 17664 2 燃料消耗量 Bkg s 360214 B0 587 3 計算消耗量 jkg s 8 j 0 505 4 保熱系數(shù) 鍋爐熱平衡計算表 3 5 0 977 5 出口過熱空氣 系數(shù) l 給 定 1 50 6 爐膛漏風系數(shù) l 給 定 0 10 7 冷空氣焓 0rktkJ kg 設計給定表 3 6 190 8 熱空氣溫度 rkC 設計給定 再校核 150 9 熱空氣焓 0rkIkJ kg 查文獻 2 溫焓表 3 5 1001 10 帶入爐內(nèi)熱量 kQkJ kg 1 50 0 10 00 llrklkI 1001 0 10 190 1420 11 爐膛有效熱量 lkJ kg 346 10ydwkqQQ 18711 12 理論燃燒溫度 C 查文獻 2 表 3 5 5l 1549 16 續(xù)表 3 7 序號 名稱 符號 單 位 計 算 公 式 或 依 據(jù) 數(shù) 值 13 絕對溫度 lTK 273 1549 273 1822 14 爐膛出口煙溫 l C 先假定 再校核 960 15 出口煙焓 kJ kg 查文獻 2 表 3 5 1 50l 11348 16 出口絕對溫度 lTK 273 960 273 l 1233 17 平均熱容量 jVCkJ kg C 871342lQIT 12 50 18 三原子份額 qr煙氣特性表 qr2ROH0 1850 19 三原子壓力 pPMPa 0 1850 0 1pP 0 0185 20 輻射厚度 Sm 爐膛結構 1 57 21 三原子輻射力 qMPa m 0 01850 1 57qS 0 029 22 煙氣密度 y kg N m 3按文獻 1 附錄 1 取定值 1 30 23 灰粒直徑 hd 按文獻 1 附錄 2 取定值 20 24 輻射減弱系數(shù) pkr1 MPa m 按文獻 1 表 3 1 取得 1 56 25 單位燃料煙氣重量 yGkg kg 01 360arkAV 10 09 17 續(xù)表 3 7 序 號 名稱 符 號 單 位 計 算 公 式 或 依 據(jù) 數(shù) 值 26 灰粒無因 次濃度 h 32 4801015arfhyA 0 0064 27 灰粒減弱 系數(shù) k1 MPa m 2 233 4 lhTd 65 98 28 焦炭減弱 系數(shù) c 10 29 無因次數(shù) 1x對無煙煤取值 1 30 無因次數(shù) 2 對無層燃爐取值 0 03 31 介質吸力 psk 12 phckrkxPS 0 358 32 火焰黑度 hy 0 358PSIe 0 301 33 爐膛黑度 1 11hyhyl 0 72 34 系數(shù) M0 590 59 4mX 0 52 35 出口煙氣 溫度 l C 130 6 27 67 1 lbzljpjTFMBVC 961 36 爐膛出口 煙焓 lIkJ kg 按 查文獻 2 表 3 5 l 11387 37 輻射放熱 fQkJ kg 0 97 12387 lQI 7194 38 燃燒面熱 強度 RqkW m 2 564 ydwBR 880 39 燃燒室熱 強度 VkW m 0 7ylV 256 40 輻射受熱 強度 jqkW m 2 561 8jfQH 40 04 18 3 5 凝渣管的熱力計算 3 5 1 凝渣管結構計算 1 第 1 2 排 錯列部分 根 排 查文獻 1 圖 7 2 340S 5d8n 340516 7Sd x 1 受熱面積 m 23 1405283 4Hdln 2 2 煙氣流通截面積 m 8 01 6F 2 2 第 3 4 排 順列部分 根 排 查文獻 1 圖 7 2 170S 5d16n 753 Sd x 圖 3 5 凝渣管結構示意圖 1 受熱面面積 m 23 1405 2167 8Hdln 2 19 2 煙氣流通面積 m 2 8516 5013 5F 2 3 凝渣管 1 總受熱面面積 m 3 84761 52H 2 煙氣平均流通面積 m 8 3 3605pjFF 2 3 凝渣管受爐膛輻射面積 m fzH 2 4 凝渣管角系數(shù) 2 2221 1 0 41 0 78nzxx 5 凝渣管有效輻射受熱面積 m0 783 9nzfzH 2 6 橫向平均節(jié)距 m 11 40 1768 520 7S 7 縱向節(jié)距 m20 8S 8 煙氣有效輻射層厚度 m21 240 7 1840 9 95 0 8733Sd 9 比值 10 7514 Sd 20 185 Sd 20 3 5 2 凝渣管的熱力計算 表 3 8 凝渣管的熱力計算 序 號 名 稱 符號 單 位 計 算 公 式 或 依據(jù) 數(shù) 值 1 進口煙溫 C 爐膛進口煙溫 961 2 進口煙焓 IkJ kg 按 查文獻 2 表 3 5 1 50 11387 3 出口煙溫 C 先假定 后校核 919 4 出口煙焓 IkJ kg 按 查文獻 2 表 3 5 1 5010816 5 側對流放熱量 rpQkJ kg 97 38106 I 558 6 平均煙溫 pj C 2 940 7 工質溫度 t C P 14MPa 查文獻 2 附表 2 197 8 最大溫壓 d C 9617t 766 9 最小溫壓 xtC 722 10 平均溫壓 piC 22dxt 744 11 煙氣流速 m s 73 jypjBVF 5 30 12 水蒸氣容積份額 2HOr見表 2 4 0 0393 13 三原子容積份額 q 見表 2 4 0 1706 21 續(xù)表 3 8 序 號 名 稱 符 號 單 位 計 算 公 式 或 依據(jù) 數(shù) 值 14 條件系 數(shù) 0 kW m C 2 查文獻 1 圖 7 13 0 054 15 修正系 數(shù) c 查文獻 1 圖 7 13 0 85 16 修正系 數(shù) 查文獻 1 圖 7 13 0 89 17 錯 列 部 分 修正系 數(shù) sc查文獻 1 圖 7 13 0 99 18 錯列對流系數(shù) cl kW m C 2 0 540 89 cs 0 040 19 條件系 數(shù) 0kW m C 查文獻 1 圖 7 14 0 045 20 修正系 數(shù) c 查文獻 1 圖 7 14 0 91 21 修正系 數(shù) 查文獻 1 圖 7 14 0 92 22 順 列 部 分 修正系 數(shù) sc查文獻 1 圖 7 14 1 23 順列對流系數(shù) sl kW m C 2 0 450 912cs 0 038 24 對流放熱系數(shù) dkW m C 2 clslH 0 039 25 灰層表面溫度 btC 19780t 277 26 條件輻射系數(shù) 0 kW m C 2 查文獻 1 圖 7 20 0 163 27 無灰輻射修 正系數(shù) yckW m C 查文獻 1 圖 7 20 0 163 22 28 三原子總壓力 qp0 185 pr 0 98 23 續(xù)表 3 8 序號 名稱 符號 單 位 計 算 公 式 或 依據(jù) 數(shù) 值 29 氣體輻 射力 qpsMPa m 0 185 73qps 0 0162 30 氣體減弱系數(shù) qkr1 MPa m 276 HOqr 301pjp 2 153 31 介質吸力 ps 956 873qkrs 0 1879 32 煙氣黑度 0 19kpse 0 1713 33 輻射放熱系數(shù) fkW m C 2 0 3 yc 0 0273 34 沖刷系數(shù) 橫向沖刷 1 35 管壁對流放熱 系數(shù) l kW m C 2 1 0 9 273 df 0 066 36 煙窗負荷分布 系數(shù) chy取 定 0 7 37 吸收爐膛熱量 fQkJ kg 0 742 95 fchnzjyqHB 293 38 有效系數(shù) 取 定 0 6 39 傳熱系數(shù) KkW m C 2 0 62931 1 58lfrpQ 0 0327 40 傳熱量 crQkJ kg 7 40j KHtB 554 41 誤差 58 rpcr Q 0 71 24 3 6 蒸汽過熱器的熱力計算 3 6 1 蒸汽過熱器的結構計算 1 結構尺寸 管徑 0 381d 橫向平均節(jié)距 m 11 2 6 2 0 85S 縱向節(jié)距 m 橫向排數(shù) 排 縱向排數(shù) 排20 zz 2 煙氣流通截面積 橫向沖刷 m1 2 8530 16 32hxFbzdl 縱向沖刷 m 21 0 8 0 84 54zxaz 2根根根 圖 3 6 蒸汽過熱器結構簡圖 3 受熱面面積 橫向沖刷 m12308 140382 64hxHzl 2 縱向沖刷 m 5713zd 25 總受熱面積 m128 641 32 96H 2 4 蒸汽流通截面積 逆流部分 m230 nlf 2 順流部分 m2814sl 蒸汽平均流通截面積 m0 41 0 2622nlslf 5 管間有效輻射層厚度 m2 210 9 4 0 938 40 5 1 381 Sd 6 縱向沖刷當量直徑 m 2 2 857 440 70 9 838dlFU 7 比值 1 852 4Sd 20 132 6Sd 3 6 2 蒸汽過熱器的熱力計算 表 3 9 蒸汽過熱器熱力計算 序 號 名 稱 符號 單位 計 算 公 式 或 依 據(jù) 數(shù) 值 1 進口煙溫 C 凝渣管出口煙溫 919 2 進口煙焓 IkJ kg 按 查文獻 2 3 5 1 50 10816 3 出口煙溫 C 先假定 后校核 800 750 700 4 出口煙焓 IkJ kg 按 查文獻 2 3 5 1 59571 8922 8273 26 續(xù)表 3 9 序 號 名 稱 符 號 單位 計 算 公 式 或 依 據(jù) 數(shù) 值 5 煙氣放 熱量 rpQkJ kg 0 lkII 1225 1859 2493 6 輻射吸熱不均系數(shù) chy取 用 0 7 7 接受爐膛的輻射熱 fkJ kg 1 chnzfzjyxqFB81 8 8 進口蒸汽溫度 tC 1 4MPa 查文獻 2 附P 表 3 197 9 進口蒸汽 焓 ikJ kg 1 4MPa 查文獻 2 附表 3 2789 10 出口蒸汽溫度 tC 1 3MPa 查文獻 2 附表 3 290 342 394 11 出口蒸 汽焓 i rpfjQiBD 3026 3141 3257 12 過熱蒸汽平均溫度 tC 2t 244 270 296 13 蒸汽進口 比熱容 m kg31 4MPa 查文獻 2 附P表 2 0 1342 14 蒸汽出口熱容 m kg 1 3MPa 查文獻 2 附表 2 0 1846 0 2032 0 2217 15 蒸汽平均熱容 pjm kg3 0 1549 0 1687 0 1780 16 蒸汽流速 m s 360pjDf 19 59 20 47 21 88 17 條件對流系數(shù) 0 kW m C 2 查文獻 1 圖 7 16 0 535 0 512 0 488 18 管徑修正系數(shù) dc查文獻 1 圖 7 16 0 99 27 續(xù)表 3 9 序 號 名 稱 符號 單 位 計 算 公 式 或 依 據(jù) 數(shù) 值 19 蒸汽 側放 熱系 數(shù) 2 kW m 2 C 20dc 0 530 0 507 0 483 20 煙氣 中水 蒸氣 容積 2HOr煙氣特性表 2 4 0 682 21 三原 子容 積 qr煙氣特性表 2 4 0 1821 22 平均煙溫 pj C 2 860 835 810 23 積灰系數(shù) 取 值 4 3 24 灰壁溫度 btC 334 406 461 25 三原 子總 壓力 qpMPa 0 182 qrp 0 01821 26 三原 子輻 射力 qsMPa m qs 0 00404 27 三原 子輻 射減 弱系 數(shù) qkr1MPa 20 7816 0 HOqrps 3 j 1q4 18 4 26 4 32 28 氣吸收力 ps460 2qkrs 0 0927 0 0945 0 0959 29 煙氣黑度 1kpse 0 0885 0 0962 0 0974 28 續(xù)表 3 9 序號 名稱 符號 單 位 計 算 公 式 或 依 據(jù) 數(shù) 值 30 條件輻射系數(shù) 0 kW m 2 C 查文獻 1 圖 7 20 0 150 0 159 0 169 31 輻射修正系數(shù) yc不含灰氣流 0 975 0 970 0 965 32 輻射放熱系數(shù) fkW m 2 C 0yc 0 0131 0 0140 0 0151 33 利用系數(shù) 混合沖刷 取用 0 95 煙氣流速 hx m s 273 jypjzxBVF 9 49 9 29 9 03 條件系數(shù) 0hx kW m 2 C 查文獻 1 圖 7 14 0 073 0 072 0 071 修正系數(shù) sc查文獻 1 圖 7 14 1 修正系數(shù) 查文獻 1 圖 7 14 0 983 修正系數(shù) 查文獻 1 圖 7 14 0 910 0 915 0 920 對流系數(shù) hxd kW m 2 C 0hxsc 0 0653 0 0648 0 064234 橫向沖刷順列管 束 側熱系數(shù) hxl kW m 2 C hxdf 0 075 0 075 0 076 29 續(xù)表 3 9 序 號 名 稱 符 號 單 位 計 算 公 式 或 依 據(jù) 數(shù) 值 35 橫向沖刷傳熱系數(shù) hxKkW m 2 C 2 1 hxlhxfflrprQ 0 0377 0 0384 0 0383 36 有效熱 系數(shù) 取 用 0 6 37 溫差修正 系數(shù) t 查文獻 1 7 22 0 996 38 平均 溫差 t C 0 96582t 580 39 平均煙溫 pj C 172 843 40 橫向煙速 hx m s 3 jypjhxBVF 9 35 41 縱向煙速 m s 27 3jypjzx 6 34 42 傳熱系數(shù) KkW m2 C 0 4916578jgrBQHt 0 0321 43 蒸汽比 m kg3C 查文獻 1 附錄表 5t 0 1952 30 熱容 3 續(xù)表 3 9 序 號 名 稱 符 號 單 位 計 算 公 式 或 依 據(jù) 數(shù) 值 44 蒸汽平均比容 pj 0 1342 59 0 1647 45 蒸汽流速 m s 4 676pjDf 20 15 46 管內(nèi)工質平均 溫度 pjtC 19325t 261 3 7 鍋爐管束的熱力計算 3 7 1 鍋爐管束的機構計算 1 左下角耐火材料覆蓋面積 管段長度DG mmtan35120tan35847JH mm17I mm9 mm 2058142DGFI 管段的長度計算A 詳見表 3 10 耐火材料覆蓋面積 31 1201984lADADG m 6 87 56 031 2 4 m113 454Hdln 2 圖 3 7 鍋爐管束結構簡圖 2 煙隔板遮擋面積 m 280cos3160 8cos31 478ln m21 4525Hdl 2 3 對流管束受熱面面積 8910123145167189201lllllll 6 543 8 03 3 56 4783 32 m3 516 93 702 854 0 28160 523 79 m211637941HdlnH 2 表 3 10 管段長度計算AD 管 子 編 號 管段名稱 計 算 公 式 或 依 據(jù) 21 20 19 18 水平夾角 結構特性 2815 374 5 64 彎管半徑 R機構特性 300 300 300 400D 1 20tan6n 323 273 224 171OF 結構特性 795 675 555 435EcosOF 902 854 818 793 BCtan 90 R 179 147 117 90A 結構特性 464 464 464 464EAB 259 243 237 239EFtanOF 427 523 600 663CD205CD 1444 1311 1195 1090 4 煙氣流通截面積 m 814 21 6 8DQFG 2 m250874KL m2 3 5 0MN 2 m 814 16SRF m2 20048 97T 2 33 0 8 25 0124 75sin280 61 8 62QPFO m1 52 5 煙氣平均流通界面積 61 842 012 9756pjDQKLMNSRTQPF 2 04m 6 管間有效輻射層厚度 m2 210 9 0 951 40 20 51 78Sd 7 比值 121 3Sd 3 7 2 鍋爐管束的熱力計算 表 3 11 鍋爐管束熱力計算表 序 號 名 稱 符號 單 位 計 算 公 式 或 依 據(jù) 數(shù) 值 1 進口煙溫 C 過熱器出口煙溫 766 2 進口煙焓 IkJ kg 查文獻 2 表 3 1 5 5 9130 3 出口煙溫 C 先假定后校核 400 350 300 4 出口煙焓 IkJ kg 查文獻 2 表 3 1 6 5 4822 4196 3570 5 煙氣側放熱量 rpQkJ kg 0 lkII 4227 4868 5450 6 管內(nèi)工質溫度 tC MPa 查文獻 2 1 4P 附錄 2 197 34 7 最大溫壓 maxt C 7619t 569 8 最小溫壓 inC 40203 153 103 35 續(xù)表 3 11 序 號 名 稱 符號 單 位 計 算 公 式 或 依 據(jù) 數(shù) 值 9 平均溫壓 t C maxinilt 355 317 273 10 平均煙溫 pj C t 552 514 470 11 煙氣流速 m s 273 jypjBVF 6 07 5 79 5 47 12 蒸汽容積份額 2HOr查煙氣特性表 2 4 0 0652 13 三原子份額 q查煙氣特性表 2 4 0 1740 14 條件對流放熱系數(shù) 0hx kW m 2 C 查文獻 1 表 7 14 0 0483 0 0485 0 0442sc12 35 1z 0z 115 修正系數(shù) c 0 950 0 955 0 960 16 對流放熱系數(shù) hxd kW m 2 C szc 0 0459 0 0444 0 0424 17 管壁灰層溫度 btC 60197t 257 18 條件輻射系數(shù) 0kW m 2 C 查文獻 1 表 7 20 0 0698 0 0628 0 0548 19 修正系數(shù) yc查文獻 1 表 7 20 0 970 0 965 0 960 續(xù)表 3 11 序 號 名 稱 符號 單 位 計 算 公 式 或 依 據(jù) 數(shù) 值 20 三原子氣體 壓力 qpMPa 0 174qpr 0 01740 36 21 三原子氣體 輻射力 qpsMPa m 0 174 28 0 00483 22 三原子氣 體輻射減 弱系數(shù) qkr1 MPam 26 0 1 HOqrps 73 1 j 0qr3 82 3 89 3 98 23 氣體介質 吸力 kpskps0 107 0 109 0 111 24 煙氣黑度 1se 0 101 0 103 0 105 25 輻射放熱 系數(shù) fkW m 2 C 0yc 0 00684 0 00624 0 00584 26 利用系數(shù) 橫向沖刷 1 27 煙對管壁放 熱系數(shù) 1 kW m 2 C hxdf 0 053 0 051 0 0448 28 有效系數(shù) 取 用 0 6 29 傳熱系數(shù) KkW m 2 C 1 0 032 0 031 0 029 30 傳熱量 crQkJ kg jKtHB 5178 4479 3690 31 出口煙溫 C 作圖法 圖 3 8 358 32 出口煙焓 IkJ kg 查文獻 1 3 51 65 4296 33 管束吸熱量 gskJ kg 0 lkII 4741 37 續(xù)表 3 11 序 號 名 稱 符號 單 位 計 算 公 式 或 依 據(jù) 數(shù) 值 34 最大溫壓 maxt C 7619t 569 35 最小溫壓 inC 358161 36 平均溫壓 tC maxinilt 323 37 平均煙溫 pj C 19732t 520 38 煙氣流速 hx m s jypjpjBVF 5 84 39 傳熱系數(shù) KkW m C 2 jgsQHt 0 0322C 圖 3 8 鍋爐管束出口煙溫計算圖 3 8 省煤器的熱力計算 3 8 1 省煤器的機構計算 圖 3 9 省煤器組裝結構示意圖 出水 進水 38 1 方形鑄鐵省煤器規(guī)格 長度 m 寬度 m2l 0 15b 受熱面積 m 煙氣流通面積 m 9sH2 0 12sF 2 橫向排數(shù) 縱向排數(shù) 18z 4z 3 煙氣流通截面積 m18 96smFz 2 4 省煤器受熱面面積 m245 H 5 水的流通截面積 m20 1nfd 2 3 8 2 省煤器的熱力計算 表 3 12 省煤器的熱力計算 序號 名 稱 符號 單 位 計 算 公 式 或依 據(jù) 數(shù) 值 1 進口煙溫 C 鍋爐管束出口煙溫 358 2 進口煙焓 IkJ kg 查文獻 2 3 5 1 65 4296 3 出口煙溫 C 先假定 后校核 300 250 200 4 出口煙焓 IkJ kg 查文獻 2 3 5 73772 3128 2485 5 側放熱量 rpQkJ kg 0 lkII 532 1162 1790 6 進口水溫 tC 給水熱力除氧 105 7 進口水焓 ikJ kg 查文獻 2 附錄 2 440 8 出口水焓 ikJ kg 1 rpjw QBiPD 545 653 760 39 續(xù)表 3 12 序 號 名 稱 符號 單 位 計 算 公 式 或 依 據(jù) 數(shù) 值 9 出口水 溫 tC 近 似 值 126 152 177 10 平均煙 溫 pj C 2 329 304 279 11 煙氣流 速 m s 73 jypjBVF 9 87 9 40 9 04 12 條件傳熱系數(shù) 0KkW m C 2 查文獻 1 圖 7 26 0 0224 0 0236 0 0230 13 修正系 數(shù) c 查文獻 1 圖 7 26 0 955 1 000 1 005 14 傳熱系數(shù) kW m C 2 0Kc 0 0243 0 0236 0 0231 15 最大溫壓 maxt C t 232 206 181 16 最小溫壓 inC 195 145 95 17 平均溫壓 pjtC maxinilt 213 174 133 18 傳熱量 crQkJ kg pj KHtB 968 768 575 19 出口煙 溫 C 作圖法 3 10 274 20 出口煙 焓 IkJ kg 查文獻 2 3 1 75 5 3437 21 省煤器吸熱量 smQkJ kg 0 lkII 858 40 續(xù)表 3 12 序 號 名 稱 符號 單 位 計 算 公 式 或 依 據(jù) 數(shù) 值 22 出口水焓 ikJ kg 1 smjp QBiPD 596 23 省煤 器中 水速 m s 360f 0 52 24 出口水溫 tC 查文獻 2 附錄 3 140 25 最大溫壓 max C 5814t 218 26 最小溫壓 intC 270169 27 平均溫壓 pjtC maxinilt 192 28 平均煙溫 pj C 2 316 29 煙流 速 hx m s 73 jypjBVF 9 66 30 傳熱系數(shù) KkW m 2 C smjpQHt 0 0240 31 計算 總偏 差 Q kJ kg ydwfnzgr 4 1 0gsmq 15 06 32 誤差校驗 5 6 7ydwQ 0 09 符合要求 41 C 圖 3 10 省煤器出口煙溫計算圖 3 9 空氣預熱器的熱力計算 3 9 1 空氣預熱器的結構計算 1 結構特性 管子直徑 m 管子長度 m0 437d 2 4l 橫向節(jié)距 m 縱向節(jié)距 m18S0S 管子根數(shù) 25 圖 3 11 空氣預熱器結構簡圖 2 受熱面面積 m580 352 4169 8pjHndl 2 3 煙氣流通截面積 m22 7 4F2 42 4 空氣流通截面積 m 1 0 5 184 013 672fdn 2 5 比值 12S 2401Sd 3 9 2 空氣預熱器熱力計算 表 3 13 空氣預熱器熱力計算 序號 名 稱 符號 單 位 計 算 公 式 或依 據(jù) 數(shù) 值 1 進口煙溫 C 省煤器出口煙溫 274 2 進口煙焓 IkJ kg 查文獻 1 3 5 1 75 3437 3 出口煙溫 C 先假定 再校核 180 170 160 4 出口煙焓 IkJ kg 查文獻 1 3 5 82354 2222 2089 5 平均空氣與理論空氣量之比 2kyl 1 45 6 熱空氣出口焓 0rkIkJ kg 0 2kylII 978 1070 1163 7 熱空氣出口溫度 rktC 查文獻 1 3 5 145 159 173 8 煙氣放熱量 rpQkJ kg 0 2rklyII 1114 1248 1382 43 續(xù)表 3 13 序 號 名 稱 符號 單 位 計 算 公 式 或 依 據(jù) 數(shù) 值 9 平均煙溫 pj C 2 227 222 217 10 煙氣流速 m s 73 jypjBVF 13 34 13 21 13 07 11 水蒸汽 容積 2HOr煙氣特性表 2 4 0 0582 12 三原子 容積 q 煙氣特性表 2 4 0 1555 13 縱向沖 刷放熱 系數(shù) 0zx kW m 2 C 查文獻 1 圖 7 15 0 0431 0 0426 0 0423lc2 46 9037ld 查文獻 1 圖 7 15 1 14 修 正 系 數(shù) c C pj 查文獻 1 圖20 58HOr 7 15 1 050 1 055 1 060 15 煙氣側 對流放 熱系數(shù) 1 kW m 2 C 0zxlc 0 0453 0 0449 0 0448 16 平均空氣溫度 pjtC 2rklt 88 95 102 17 空氣流速 hx m s 0 73 jkpjBVtf 6 85 6 98 7 11 18 橫向沖 刷放熱 系數(shù) 0hx kW m 2 C 查文獻 1 圖 7 13 0 0710 0 0720 0 0727 44 續(xù)表 3 13 序 號 名 稱 符號 單 位 計 算 公 式 或 依 據(jù) 數(shù) 值 19 空氣側 對流放 熱系數(shù) 2 kW m 2 C 0hxcs 0 0852 0 0864 0 0872 20 利用系數(shù) 0 76 21 傳熱系數(shù) KkW m 2 C 12 0 0207 0 0207 0 0207c 查文獻 1 圖 7 20z 13 1 0s 查文獻 1 1 2 圖 7 13 1 222 修 正 系 數(shù) c C 查文獻 1 圖97pjt 7 13 1 0 23 最大溫差 maxt C lkt 150 140 130 24 最小溫差 inC r129 115 101 25 逆流平均溫差 ltC maxin2nlt 140 128 116P xlktt 0 385 0 426 0 467 26 計 算 參 數(shù) R drlx 1 22 1 24 1 25 27 系數(shù) t 查文獻 1 圖 7 23 0 970 0 965 0 955 28 平均溫差 C tnl 136 123 111 45 續(xù)表 3 13 序號 名 稱 符號 單 位 計 算 公 式 或依 據(jù) 數(shù) 值 29 傳熱量 crQkJ kg j KHtB 974 881 795 30 出口煙溫 C 作圖法 圖 3 12 186 31 出口煙焓 IkJ kg 查文獻 2 表 3 5 1 85 2443 32 平局煙溫 pjC 27468 230 33 煙流速 m s 3 27jypjBVF 13 42 34 熱空氣溫度 rktC 查文獻 2 表 3 5 137 35 空氣平均溫度 pjC 15632rklt 84 36 空氣流速 k m s 0 7 jkpjBVtf 6 77 37 空氣預熱器 吸熱量 kyQkJ kg 0 2rklII 1035 38 最大溫壓 maxt C 1863lkt 156 39 最小溫壓 inC 74r 137 40 逆流溫壓 ltC maxin522t 147 46 續(xù)表 3 13 序 號 名 稱 符號 單 位 計 算 公 式 或 依 據(jù) 數(shù) 值P 27418630 xlktt 0 361 41 計 算 參 數(shù) R drlx 1 22 42 溫壓修正 系數(shù) 查文獻 1 圖 7 23 0 975 43 平均溫壓 t C 0 97514nlt 143 44 傳熱系數(shù) KkW m C 2 368jkyBQHt 0 0213 熱空氣溫度 校驗 設計值 srkt 爐膛熱力計算表 2 7 150 計算結果 r 空氣預熱器計算表 本表 137 45 偏差 C 137504srkt 13 符合標準 要求 排煙溫度 校驗 設計值 py 鍋爐熱平衡計算表 2 7 180 計算結果 k 空氣預熱器計算表 本表 186 46 偏差 C 1860kyp 6 符合標準 要求 47 C 圖 3 12 空氣預熱器出口煙溫計 3 10 鍋爐熱力計算匯總 表 3 14 鍋爐熱力計算匯總表 煙道名稱序 號 項 目 符號 單位 熱平 衡 爐膛 凝渣 管 過熱 器 鍋爐管束 省煤 器 空氣預 器 1 鍋爐熱 效率 72 74 2 燃料計 算消耗 量 jBkg h 1818 3 爐膛熱 可見負 荷 1 ydwQV kW m 3256 4 爐排熱 可見負 荷 ydBR kW m 880 5 管徑 mm 51 3 51 3 38 3 5 51 3 76 8 40 1 5 6 管子布置方式 順列 順列 順列 順列 錯列 48 續(xù)表 3 14 煙道名稱序 號 項目 符 號 單位 熱 平 衡 爐膛 凝渣 管 過熱器 鍋爐 管束 省煤 器 空氣 預器 7 橫向節(jié)距 1Smm 前后墻 170 左右墻 105 227 85 120 150 80 8 縱向節(jié)距 2mm 前后墻 e 25 5 左右墻 e 65 180 100 120 150 40 9 進口煙溫 C 1549l 961 919 766 358 274 10 出口煙溫 C 961 919 766 358 274 186 11 進口 介質 溫度 tC 197 197 197 197 105 30 12 出口 介質 溫度 tC 197 197 325 197 140 137 13 煙氣流速 y m s 5 30 9 36hxz 5 84 9 66 13 42 14 介質流速 m s 20 15 0 52 6 77 15 受熱面積 H m H 23 18 11 52 28 4163hxz 230 1 94 4 169 8 16 溫壓 t C 744 580 323 192 143 17 吸熱 量 Q kJ kg 7194 558 1656 4741 858 1035