1、锅炉课程设计报告解析锅炉课程设计任务书姓名：张世东学号：03007131第一节设计任务书2第二节煤的元素及燃烧产物分析3第三节锅炉整体布置的确定4第四节锅炉热平衡计算7第五节炉膛设计和热力计算11第六节后屏过热器热力计算21第七节对流过热器设计和热力计算25第八节高温再热器设计和热力计算29第九节转向室及低温再热器引出管的热力计 算 34第一十节低温再热器热力计算41第一十一节旁路省煤器热力计算44第一十二节减温水校核48第一十三节主省煤器设计和热力计算48第一十四节空气预热器热力计算53第一十五节热力计算数据的修正和计算结果汇总55第一十六节设计其他部分说明59第十七节锅炉设计感想61第一节
2、 设计任务书一、设计题目：400t/h再热煤粉锅炉二、原始资料1.锅炉蒸发量D1 400t/h2.再热蒸汽流量D2 330t/h3.给水温度tgs 235 OC4.给水压力 15.6MPa5.过热蒸汽温度t1 540 OC6.过热蒸汽压力P1 13.7MPa7.再热蒸汽进口温度t2 330 OC8.再热蒸汽进口压力p2 2.5MPa9.再热蒸汽出口温度t2” 540 OC 10.再热蒸汽出口压力p2” 2.3MPa11.锅炉车间空气温度tlk 25 OC 12.锅炉排污率 1.0%13.空气中所含水分 10g/kg14.燃料特性（1）燃料种类：混煤（2）煤的应用基成分（%）:Car=52.88
3、% Har=3.2% Oar=4.74% Nar=1.06% Sar=0.345 Aar=26.52% War=11.26% Vdaf=33.14%（3）燃料低位发热量：Qydw=20400KJ/kg（4）灰熔点：t1=1185OC; t2=1280 OC; t3=1325 OC15.燃烧方式：煤粉炉四角布置16锅炉型式：II型 第二节 煤的元素及燃烧产物分析表1煤的元表及燃烧产物表成分空气理论烟气实际烟气煤的成分(收到基)混煤所需氧气Nm3所需空气Nm3烟气成分理论烟气Nm3成分实际烟气Nm3成分份额Car52.880.9867 4.969CO20.9867CO20.9867RO2容积份额0
4、.1402Har3.20.178 0.847SO20.00024SO20.00024H2O容积份额0.0852Sar0.34 0.0024 0.011H2O-H0.35520.582过量空气系数1.2200飞灰质量浓度0.0256Oar4.74 -0.033-0.158H2O-W0.1396过量空气1.1878飞灰系数afh0.9Nar1.06 - -H2O-V00.0869 其中-O0.2493空气中所含水分10Aar26.52N-N0.00854.274 -N0.9383War11.26 VO201.1341N-V04.2651过量水蒸汽0.0191成分相加100.00 V05.399Vy
5、05.845Vy7.052Gy,kg9.337第三节 锅炉整体布置的确定一、锅炉总体概况锅炉为单汽包，自然循环煤粉炉，呈型分布，适应露天。汽包中心线标高为42300mm，布置在炉前距水冷壁中心线2660mm处，采用四根41936mm大直径下降管。炉膛由密封良好的606mm的鳍片管膜式水冷壁组成，炉膛截面深宽=83809600mm，宽深比为1.086，近似正方形。燃烧器呈四角大小双切圆布置。炉膛上部出口处，沿炉膛宽度方向布置6片前屏过热器，横向节距是1350mm，其后布置16片后屏过热器，横向节距是630mm。高温对流过热器布置在后屏后面，位于折焰角的斜坡上，低温过热器由测墙包覆管、后墙包覆管以
6、及炉顶包覆管组成。再热器分为高、低两组，分别位于水平烟道和尾部竖烟井。全部受热面采用悬吊和支承相结合的方式。竖烟井深度为7500mm，其上部由隔墙省煤器管分为2个烟道，主烟道和旁路烟道，相应设置低再和旁省。低再受热面载荷通过悬吊管由炉膛钢架承重，受热面向下膨胀。省煤器由旁省和隔墙省以及置于竖烟井下部的主省煤器组成。旁省以及隔墙省为悬吊式，主省则由三根钢价支撑，搁置在水泥构架梁上。2台回转式空预直接安置在9m的运转层上，由水平烟道连接，置于尾部竖烟井的后侧。锅炉烟井周围有管子包覆，采用重力载荷小、厚度薄的敷管炉墙，除尾部空预、烟风道、灰斗以及主省外锅炉的全部受热面载荷均悬吊在炉顶钢架上，受热面均
7、向下自由膨胀，炉顶钢架通过K1、K2、K3、K4混凝土构架把负荷传递到锅炉基础上。（图1）锅炉汽温调节，主蒸汽采用一、二节喷水减温，再热蒸汽采用烟气挡板，作为升温调节，挡板布置在旁省的倾斜45度的管上。此外，在高再进口处设有事故喷水装置，作为不得已时的降温调节措施。当负荷在75%100%内运行时，上述的调温装置可以维持过热蒸汽、再热蒸汽在额定值。另外，在低再出口还设有微量喷水可以调节，以配合烟气挡板的调温。本锅炉按固态排渣设计，采用带有粗破碎机的刮板式的机械除渣装置。图1 锅炉整体结构图二、锅炉汽水系统按超高压大容量锅炉热力系统设计的要求，该锅炉汽水系统的流程设计如下：（1）水系统流程 （2）
8、过热蒸汽系统流程 （3）再热蒸汽系统流程 第四节 锅炉热平衡计算一、燃烧产物计算 表2 空 气 平 衡 表 受热面名称炉膛后屏过热器(l,hp)对流过热器(dlgr)高温再热器(gzr)低温再热器旁路省煤器(dzr,psm)主省煤器(sm)空气预热器(ky)进口1.221.271.301.331.35漏风l=0.05hp=00.050.030.030.030.2出口1.221.271.301.331.351.56表3蒸 汽 要 求 表hgr查蒸汽特性表，p=13.7MPa,t=540oC3434.59 hgs查水特性表，p=15.6MPa,t=235oC1016.3 Dgr已知4.00E+05
9、hzr查蒸汽特性表，p=2.3MPa,t=540oC3551.56 hzr查蒸汽特性表，p=2.5MPa,t=330oC3079.67 Dzr已知3.30E+05py假定140.00 Djw假定（kg/h）1.10E+04表4 烟气特性表符号单位l,hpdlgrgzrdzr,psmsmkya1.2200 1.2200 1.2700 1.3000 1.3300 1.3600 a1.2200 1.2700 1.3000 1.3300 1.3500 1.5600 av1.2200 1.2450 1.2850 1.3150 1.3400 1.4600 VNm3/kg1.1878 1.3228 1.53
10、87 1.7007 1.8357 2.4835 VH2ONm3/kg0.6010 0.6032 0.6066 0.6092 0.6114 0.6217 VgNm3/kg7.0519 7.1891 7.4085 7.5731 7.7102 8.3685 rRO20.1402 0.1376 0.1335 0.1306 0.1283 0.1182 rH2O0.0852 0.0839 0.0819 0.0804 0.0793 0.0743 rn0.2255 0.2215 0.2154 0.2110 0.2076 0.1925 Ggkg/kg9.3371 9.5134 9.7955 10.0070 10
11、.1833 11.0294 fkg/kg0.0256 0.0251 0.0244 0.0239 0.0234 0.0216 表5 烟气焓温表烟气温度理论烟气的焓Hy(kj/kg)理论空气的焓Hk(kj/kg)飞灰的焓 Hfh(kj/kg) 烟气的焓Hy（kj/kg）炉膛后屏过热器对流过热器高温再热器低温再热器旁路省煤器主省煤器空预器热段空预器冷段al,hp=1.22adlgr=1.245agzr=1.285adsr,psm=1.315asm=1.34aky(r)=1.41aky(l)=1.51HyHyHyHyHyHyHy100811 713 19 1122 1193 2001641 1436
12、40 2170 2270 1148 2414 1221 3002498 2176 63 3246 3300 1131 3453 1182 3670 1256 4003380 2926 86 4300 4388 1142 4461 1161 4666 1213 4959 1288 5004285 3693 109 5299 5447 1147 5558 1170 5650 1189 6005208 4481 134 6439 1140 6618 1171 6753 1195 6865 1215 7006156 5286 158 7609 1170 7820 1202 7979 1226 8007
13、134 6101 183 8659 8812 1203 9056 1235 9239 1260 9008129 6916 209 9859 1200 10032 1221 10309 1253 10009140 7753 235 11080 1221 11274 1242 110010154 8611 262 12310 1230 120011172 9470 288 13543 1233 130012214 10328 325 14811 1268 140013280 11208 375 16120 1309 150014332 12088 420 17411 1290 160015401
14、12974 437 18692 1281 170016477 13854 493 20018 1326 180017560 14734 521 21323 1305 190018656 15641 569 22666 1343 200019743 16543 600 23982 1316 210020845 17450 630 25314 1333 二、热平衡入燃料消耗量计算表六 锅炉热平衡及燃料消耗计算锅炉热平衡及燃料消耗量计算序号名称符号单位计算公式或数据来源数值1燃料带入热量QrkJ/kgQydw204002排烟温度pyoC假定1503排烟焓HpykJ/kg查焓温表空气预热冷段1803.
15、5 4冷空气温度tlkoC给定（锅炉车间工作温度）255理论空气焓HolkkJ/kg查焓温表理论烟气焓178.3 6机械不完全燃烧热损失q4%取用1.57化学不完全燃烧热损失q3%取用08排烟热损失q2%6.8 9散热损失q5%查图形2-150.3510灰渣物理热损失q6%0.000 11保热系数%0.996212锅炉总热损失q%q2+q3+q4+q5+q68.6 13锅炉热效率gl%100-q91.4 14过热蒸汽焓hgrkJ/kg查蒸汽特性表，p=13.8MPa,t=540oC3436.4 15给水焓hgskJ/kg查水特性表，p=15.6MPa,t=235oC1016.11 16过热蒸汽
16、流量Dgrkg/h已知40000017再热蒸汽出口焓hzrkJ/kg查蒸汽特性表，p=2.4MPa,t=540oC3552.8 18再热蒸汽进口焓hzrkJ/kg查蒸汽特性表，p=2.6MPa,t=330oC3078.4 19再热蒸汽流量Dzrkg/h已知330000 20再热蒸汽焓增量hzrkJ/kghzr-hzr474.4 21锅炉有效利用热QglkJ/hDgr(hgr-hgs)+Dzr(hzr-hzr)+Dpw(I-Igs)112947338822实际燃料消耗量Bkg/hQgl/(glQr)60986.0 23计算燃料消耗量Bjkg/h 60071.7 第五节 炉膛设计和热力计算一、炉膛
17、结构设计表7 炉 膛 尺 寸 确 定（一）炉膛尺寸的确定1炉膛容积热强度qVW/m3按表2-11选取1590002炉膛容积Vlm3BQdwy/(3.6qv)2173.50 3炉膛截面热强度qFW/m3按表2-12选取42680004炉膛截面积Alm2BQdwy/(3.6qF)80.45 5炉膛截面宽深比a/b按a/b=11.2选取1.0866炉膛宽度am选取a值使a/b=11.29.67炉膛深度bmAl/a8.438冷灰斗倾角按50o509冷灰斗出口尺寸m按0.61.4选取1.210冷灰斗容积Vhdm3按图3-5A4部分结构尺寸计算123.911折焰角长度lzm2.512折焰角上倾角上按上=2
18、0o45o选取4513折焰角下倾角下按上=20o30o选取3014前屏管径及壁厚dmm取用(外径）384.5d384.515前屏管内工质质量流速wkg/(m2s)按表2-21选取（8001000）95116前屏管子总流通面积Am20.1136230917前屏每根管子面积A1m20.0006605218前屏总管子数n根A/A1172.02069819前屏横向管距s1mm按s1=5501500选取135020前屏片数z1片按a/s1-1=6.4选取621前屏单片管子数n1根按n/6=28.67选取2822前屏纵向节距s2mm按S2/d=1.11.25取4223前屏最小弯曲半径Rmm按R(1.52.
19、5)d选取7524前屏深度bqpmms2(n1-1)2+2R241825前屏与前墙之间距离mm选取124026前后屏之间距离mm选取78027炉膛出口烟气流速wym/s选取628炉膛出口烟气温度tloC按表2-20选取(11001150)110029炉膛出口通流面积Achm298.0 30炉膛出口高度hchmAch/a10.20 31前屏高度hqpm按hch选定1032水平烟道烟气流速wshm/s选取1033水平烟道高度hsym6.534折焰角高度hzym按hqp-hsy-lz=0.73选取0.835炉顶容积Vldm3按图3-5中A1和A2部分尺寸计算532.71 36炉膛主体高度hltm18
20、.681 二.水系统及水冷壁结构设计炉膛四周水冷壁全部采用606mm的鳍片管制成密封的膜式水冷壁。水冷系统主要是由大直径的下降管、分配集箱及其支管、水冷壁上升管、汽水引出管、上下集箱、汽包组成的循环回路。炉水由汽包经过4根41936mm大直径下降管以及下端的分配集箱，以及44根分配支管均匀的进入14只下集箱，然后分14个循环回路上升，经过上集箱和46根汽水引出管进入汽包；在汽包中汽水混合物经内部装置分离清洗，干净的蒸汽被引入到过热器中，分离下来的水和省煤器过来的给水混合在一起，再进入大直径下降管，进行周而复始的循环。整个水冷壁管，以及敷设其上的炉墙，均通过上集箱的吊杆，悬吊在炉顶钢架上，受热面
21、作向下的自由膨胀。水冷壁设有人孔、看火孔、吹灰孔、防爆门孔、点火孔、测量孔等；后墙水冷壁上部由分岔管分为2路，一路折向炉膛，路垂直上升，起悬吊管作用。为使得2路水量的合理分配，以保证均能安全可靠的工作，在垂直悬吊的集箱管孔处设置了带有短路的10mm节流孔，伸出集箱底部的短管，从而可以防止因污染物进入节流孔引起的阻塞。燃烧时为了防止由于炉膛负压波动所引起的水冷壁以及炉墙薄壁结构振动而造成的破坏，在水冷壁外面布置了由工字钢组成的刚性梁，刚性梁在上下方和水冷壁一起膨胀，沿刚性梁长度方向，在结构上保证可以自由膨胀，刚性梁直接支承于炉膛水冷壁及左右侧包覆和后包覆管上。表8 水冷壁结构设计1前后墙水冷壁回
22、路个数z1个10/2.5=4（按每个回路加热宽度2.5m选取）42左右侧墙水冷壁回路个数z2个9.2/2.5=3.7（按每个回路加热宽度2.5m选取）33管径及壁厚dmm按表3-13选取60*64管子管距smm按s/d=1.31.35选取80.55前后墙管子根数n1根按a/s+1=127.3选取1286左右侧墙管子根数n2根按b/s+1=117.2选取110三、燃烧器结构设计燃烧器为正四角大小切圆布置，假想小切圆200mm，大切圆700mm，一次风喷口分3层布置，带满负荷共12个一次喷口。燃烧器的一、二次风喷口的位置，自上至下为（二）、（二）、（一）、（二）、（一）、（一）、（二）一次风喷口分为上下2组分隔，以提高一次风气流的刚性。为了适应煤种变化和调整燃烧工况，煤粉喷燃器各喷嘴做成可调节的。为了调整燃烧工况和控制炉膛出口烟温，可根据燃烧特性或运行人员的实践经验摆动喷嘴的倾角，当一个喷嘴在水平位置上，相邻喷嘴只能摆动10度左右，若所有的喷嘴一起同向摆动可摆动约正负20度。整个燃烧器通过连接体焊于水冷壁上，与水冷壁一起膨胀。点火轻油枪采用机械压力雾化方式。该燃烧器之重油枪也采用机械压力雾化方式，最大燃油量按锅炉额定蒸发量的40%计算，装于中、下二次风喷口内，共8只油枪。表9 燃烧器结构尺寸计
