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1、课程设计报告名 称： 锅炉课程设计 题 目： WGZ670/140-型锅炉锅炉原理课程设计任 务 书一、目的与要求锅炉课程设计是锅炉原理课程的重要教学环节。通过课程设计可以达到如下目的：1) 使学生对锅炉原理课程的知识得以巩固、充实和提高；2) 掌握锅炉机组的热力计算方法，并学会使用热力计算标准和具有综合考虑机组设计与布置的初步能力；3) 培养学生查阅资料、合理选择和分析数据的能力，提高学生运算、制图等根本技能；4) 培养学生对工程技术问题的严肃认真和负责的态度。1) 熟悉所设计锅炉的结构和特点，包括主要工况参数、烟气流程、蒸汽流程等；2) 掌握锅炉热力计算方法，如烟气焓的计算、炉膛热力计算、
2、对流受热面热力计算等；3) 各个计算环节要达到相应误差要求，如排烟温度校核、对流受热面传热量校核等；4) 计算过程合理、结果可信；5) 提交的报告格式规X，有条理。二、主要内容按照本组选定的工况参数煤种、负荷、冷空气温度，结合锅炉课程设计相关资料中提供的结构等数据，完成WGZ670/140-2型锅炉的变工况热力计算。三、进度计划序号设计(实验)内容完成时间备注1熟悉设计要求和锅炉的结构2完成烟气焓的计算、炉膛计算3完成各对流受热面计算4提交报告并辩论四、设计成果要求学生须提交热力设计计算书，正文格式为宋体，五号字，行间距为21，图表、公式与其标注清楚，数据可靠。五、考核方式提交报告并以组为单位
3、进展辩论。 学生(签名)：指导教师(签名)： 目录一、课程设计的目的与要求1目的1要求1二、设计正文1设计任务书1燃烧产物计算2锅炉热平衡与燃料消耗量计算5炉膛的热力计算带前屏过热器6后屏过热器热力计算9高温过热器的热力计算12后水冷壁前悬吊管的热力计算14高温再热器的热力计算结果15后水冷壁后悬吊管的热力计算17前包墙悬吊管的热力计算18主烟道上方气室的热力计算19低温再热器的热力计算21主烟道省煤器的热力计算23分隔墙的热力计算25低温过热器引出管的热力计算26旁路烟道上方气室的热力计算28低温过热器的热力计算30旁路烟道省煤器的热力计算32空气预热器的热力计算34热力计算数据的修正36三
4、、课程设计总结38四、参考文献39锅炉课程设计一、课程设计的目的与要求锅炉课程设计是锅炉原理课程的重要教学环节。通过课程设计可以达到如下目的：5) 使学生对锅炉原理课程的知识得以巩固、充实和提高；6) 掌握锅炉机组的热力计算方法，并学会使用热力计算标准和具有综合考虑机组设计与布置的初步能力；7) 培养学生查阅资料、合理选择和分析数据的能力，提高学生运算、制图等根本技能；8) 培养学生对工程技术问题的严肃认真和负责的态度。6) 熟悉所设计锅炉的结构和特点，包括主要工况参数、烟气流程、蒸汽流程等；7) 掌握锅炉热力计算方法，如烟气焓的计算、炉膛热力计算、对流受热面热力计算等；8) 各个计算环节要达
5、到相应误差要求，如排烟温度校核、对流受热面传热量校核等；9) 计算过程合理、结果可信；10) 提交的报告格式规X，有条理。二、设计正文设计任务书WGZ 670/140-型锅炉变工况热力计算。负荷%煤种名称冷空气温度10042%某某贫媒+58%某某烟煤651) 过热蒸汽流量 D1= 670 t/h；2) 再热蒸汽流量 D2= 594.4 t/h；3) 过热蒸汽出口压力和温度= MPa(表压)，t1= 540；4) 再热蒸汽压力和温度 进口：=2.59MPa(表压)，= 320；出口：= MPa(表压)，= 540；5) 给水温度= 245；6) 给水压力= MPa(表压)；7) 汽包工作压力=
6、MPa(表压)；8) 冷空气温度65；9) 主烟道烟气份额53%；10) 一级减温水量25000t/h；11) 二级减温水量12000t/h；1) 燃料名称：42%某某贫媒+58%某某烟煤；2) 收到基成分%：Car = Har= 3.912 Oar= 4.79 Nar= 3) Aar= 16.278 Mar= 3.546 ；4) 枯燥无灰基挥发分Vdaf= 19.786 %；5) 低位发热量：= 21701.6 kJ/kg；6) 灰熔点：DT1375.2 ；FT1416.8 ；ST1395.2 ；7) 哈氏可磨性指数HGI64.82。燃烧产物计算1) 理论空气量：V0= 7.02 Nm/kg
7、2) 理论氮气量：= 5.553 Nm/kg3) 三原子气体RO2的容积：= 1.291 Nm/kg4) 理论水蒸气容积：= 0.591 Nm/kg5) 理论烟气容积：= 7.4346 Nm/kg表1空气平衡表炉膛、高过等高再等低再、低过等主烟道省煤器与旁路烟道省煤器等空气预热器进口漏风l=hp=出口表2烟气特性表项目名称符号单位l，hpgzdzsmky进口过量空气系数1.21.231.261.29出口过量空气系数1.21.231.261.291.32平均过量空气系数pj1.21.2151.2451.2751.305过剩空气量VNm3/kg1.40411.50941.72001.93052.1
8、411水蒸气容积VH2ONm3/kg0.61360.61530.61870.62210.6255烟气总容积VyNm3/kg8.86068.96769.18169.39659.6095RO2占烟气容积份额rRO20.14570.14400.14060.13740.1343水蒸气占容积份额rH2O0.06930.06860.06740.0662三原子气体和水蒸气占烟气容积份额rn0.2150.21260.2080.20360.1994烟气质量Gykg/kg11.975912.250912.526012.8010飞灰无因次浓度hkg/kg0.01220.01200.01170.0114表3烟气焓温表
9、顺序烟气或空气温度理论烟气焓理论空气焓飞灰焓烟气的焓Hy(kJ/kg)Hy0Hk0Hfh炉膛、高过等高再等低再、低过等主烟道省煤器与旁路烟道省煤器等空气预热器CkJ/kgkJ/kgkJ/kgl,hp=Hygz=Hydz=Hysm=Hyky=Hy110022003300440055006600770088009900125161010001111001212001313001414001515001616001717001818001919002020002121000222200068288129锅炉热平衡与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kJ/kg2排烟温度
10、假定1503排烟焓kJ/kg查焓温表：表34冷空气温度给定655理论冷空气焓kJ/kg查焓温表：表36机械不完全燃烧热损失取用27化学不完全燃烧热损失取用08排烟热损失9散热损失查图2-1510灰渣物理热损失忽略011保热系数12锅炉总热损失13锅炉热效率14过热蒸汽焓kJ/kg查蒸汽特性表，p= MPa, t= 54015给水焓kJ/kg查水特性表， p= MPa, t= 24516过热蒸汽流量kg/h67000017再热蒸汽出口焓kJ/kg查蒸汽特性表，p= MPa, t= 54018再热 蒸汽进口焓kJ/kg查水特性表， p= MPa, t= 32019再热蒸汽流量kg/h5940002
11、0再热蒸汽焓增量kJ/kg21锅炉有效利用热kJ/h188381987622实际燃料消耗量Bkg/h23计算燃料消耗量Bjkg/h炉膛的热力计算带前屏过热器序号名称符号单位计算公式或数据来源数值1热空气温度trk给定3302理论热空气焓Hrk0kJ/kg查焓温表：表33炉膛漏风系数l由空气平衡表知4制粉系统漏风系数zf选用5冷空气温度tlk给定656理论冷空气焓Hlk0kJ/kg查焓温表7空预器出口过量空气系数kyl-(l+zf)8空气带入炉内热量QkkJ/kgkyHrko+(l+zf)Hlk091kg燃料带入炉内的热量QlkJ/kgQr*(100-q3-q4-q6)/(100-q4)+Qk1
12、0理论燃烧温度a根据Ql查焓温表：表311炉膛出口烟温l假定106012炉膛出口烟焓HlkJ/kg查焓温表：表313烟气的平均热容量VcpjkJ/(kg)(Ql-Hl)/(a-l)14水蒸汽容积份额rH2O查烟气特性表15三原子气体容积份额rn查烟气特性表16三原子气体分压力pnMPaprn(p为炉膛压力,等于 MPa)17pn与S的乘积pnSpnS18三原子气体辐射减弱系数Ky1/(m.MPa)19灰粒子辐射减弱系数Kh1/(m.MPa)20焦碳粒子辐射减弱系数Kj1/(m.MPa)取用1021无因次量x1按参考文献1选取22无因次量x2按参考文献1选取23半发光火焰辐射减弱系数K1/(m.
13、MPa)24乘积KpSKpS25炉膛火焰有效黑度ahy26乘积pnSzy27自由容积内三原子气体辐射减弱系数Ky1/(m.MPa)28乘积KpSzy(Kyrn+Khh+Kjx1x2).pSzy29自由容积的火焰有效黑度azy1-e-KpSzy30乘积pnSpqpnSpq31屏间容积内三原子气体辐射减弱系数Ky1/(m.MPa)32乘积KpSpq(Kyrn+Khh+Kjx1x2).pSpq33屏间容积的火焰有效黑度apr1-e-KpSpq34屏宽A与Szy比值A/SzyA/Szy(A=m,见图3-6)35屏宽A与屏节距之比A/s136屏的修正系数cp查附录三图Vb37屏区的修正系数cpq查附录三
14、图Vb38系数a查附录三图Va39屏的辐射系数p查附录三图Vc40屏区的辐射系数查附录三图Vd41屏的黑度42屏区的黑度43屏的暴光不均匀系数44屏区水冷壁的暴光不均匀系数45计与暴光不均匀的屏的面积m246计与暴光不均匀的屏区面积m247炉墙总面积m248前后侧墙水冷壁的沾污系数查附录二表49屏的沾污系数p查附录二表50炉顶包覆管沾污系数ld查附录二表51炉膛出品屏的沾污系数(查附录三图VI， 得= )52前后侧墙水冷壁的热有效系数53炉顶包覆管的热有效系数ld54屏的热有效系数p55炉膛出品处的屏的热有效系数ch56平均热有效系数pj57炉膛黑度58与炉内最高温度位置有关的系数MB-Cxl
15、, B,C 查附录二表V B= ,C=59炉膛出品烟温60炉膛出口烟焓HlkJ/kg查焓温表61炉膛吸热量kJ/kg62炉膛容积热强度W/m3l)63炉膛截面热强度W/m264炉内平均辐射热强度W/m265炉顶辐射吸热分布系数ld查附录三图66炉顶辐射热强度W/m267炉顶辐射受热面积m268炉顶吸热量WkJ/kg69前屏辐射吸热分布系数查附录三图70前屏辐射热强度W/m271前屏吸热量W (Ahp=Ach)kJ/kg72后屏辐射吸热分布系数hp查附录三图73后屏辐射热强度74后屏吸热量W (Ahp=Ach)kJ/kg75附加过热器总吸热量kJ/kg先假定后核算210076一级减温水量Djw1
16、kg/h先假定后核算2506077二级减温水量Djw2kg/h先假定后核算1230078附加过热器焓增量kJ/kg79饱和蒸汽焓kJ/kg查蒸汽特性表80包覆出口蒸汽焓kJ/kg81包覆出口蒸汽温度查蒸汽特性表82前屏焓增量kJ/kg83前屏出口蒸汽焓kJ/kg84前屏出口蒸汽温度查蒸汽特性表，p= MPa85炉膛出口烟温校核|(假定值)-计算值|序号名称符号单位计算公式或数据来源数值1烟气进屏温度=2烟气进屏焓kJ/kg=3烟气出屏温度假定10504烟气出屏焓kJ/kg查焓温表5烟气平均温度 0.5+6屏区附加受热面对流吸热量kJ/kg先估后校= 58 ，= 1123907屏的对流吸热量kJ
17、/kg-8屏入口吸收的炉膛辐射热量kJ/kg=9三原子气体辐射减弱系数1/(m.MPa)10乘积1/(m.MPa)11灰粒的辐射减弱系数1/(m.MPa)12飞灰浓度kg/kg 查烟气特性表13乘积1/(m.MPa)14烟气注的辐射减弱系数K2/(m.MPa)+15乘积16屏区的烟气黑度17屏进口对出口的角系数=18修正系数按煤种选取，据参考文献19屏出口面积m2等于对流过热器进口面积20炉膛与屏间辐射热量kJ/kg=21屏区吸收炉膛辐射热量kJ/kg-22屏区炉顶附加受热面吸收的炉膛辐射热量kJ/kg23屏区水冷壁附加受热面吸收的炉膛辐射热量kJ/kg24屏所吸收的炉膛辐射热kJ/kg-25
18、屏所吸收的总热量kJ/kg+26蒸汽进屏焓kJ/kg27蒸汽进屏温度 查蒸汽特性表，p= 14.4 MPa28蒸汽出屏焓kJ/kg+29蒸汽出屏温度查蒸汽特性表，p= 14 MPa30屏内蒸汽平均温度 0.5(+)31屏内蒸汽平均比容m3/kg查蒸汽特性表，p=14.2 MPa, t=32屏内蒸汽平均流速wm/s(D-D)/(3600)33管壁对蒸汽的放热系数W/(m2.)查附录三图IX485134屏间烟气平均流速wym/s35烟气侧对流放热系数W/(m2.)查附录三图XI36灰污系数m2./W查附录二表VII37管壁灰污层温度+38辐射放热系数W/(m2.)查附录三图XV得39利用系数查附录
19、三图XIV140烟气对管壁的放热系数W/(m2.)41对流传热系数W/(m2.)42较大温差-43较小温差-44平均温差45屏对流传热量kJ/kg46误差47屏区两侧水冷壁水温查蒸汽表，p=MPa下的饱和温度34548平均传热温差-49屏区两侧水冷壁对流吸热量kJ/kg50误差51屏区炉顶进口汽焓kJ/kg52屏区炉顶进口汽温查蒸汽特性表，p=MPa53屏区炉顶蒸汽焓增量kJ/kg54屏区炉顶出口汽焓kJ/kg55屏区炉顶出口汽温查蒸汽特性表，p=MPa56平均传热温差57屏区炉顶对流吸热量kJ/kg58误差高温过热器的热力计算序号名称符号单位计算公式或数据来源数值1烟气进口温度=10502烟
20、气进口焓kJ/kg=3蒸汽进口焓kJ/kg4蒸汽进口温度5蒸汽出口温度5406蒸汽 出口焓kJ/kg7过热器吸热量kJ/kg8炉顶附加受热面吸热量kJ/kg假定799水冷壁附加受热面吸热量kJ/kg假定24110炉膛与后屏、对过热器辐射 热量kJ/kg由后屏热力计算得11炉顶吸收辐射热量kJ/kg12水冷壁吸收辐射热量kJ/kg13过热器吸收辐射热量kJ/kg-14过热器对流吸热量kJ/kg- 15烟气出口焓kJ/kg16烟气出口温度查焓温表17烟气平均温度+18蒸汽平均温度+19烟气流速m/s20烟气侧对流放热系数W/(m2.)查附录三图XI7021蒸汽平均比容m3/kg22蒸汽平均流速m/
21、s23灰污系数m2./W查附录三图XIII24蒸汽侧放热系数W/(m2.)查附录三图IX387125管壁灰污层温度26乘积27三原子气体的辐射减弱系数1/(m.MPa)28乘积1/(m.MPa)29灰粒的辐射减弱系数1/(m.MPa)30乘积1/(m.MPa)31气流辐射减弱系数1/(m.MPa)+32乘积33烟气黑度34烟气侧辐射放热系数W/(m2.)查附录三图XV得35利用系数查附录三图X IV136烟气侧放热系数W/(m2.)(+)37热有效系数查附录二表VIII38传热系数W/(m2.)39较小温差40较大温差41平均温差42对流传热量kJ/kg43误差(-)/*10044两侧水冷壁工
22、质温度34545平均传热温差-46两侧水冷壁对流吸热量kJ/kg47误差(-)/*10048炉顶过热器进口汽焓kJ/kg=49炉顶过热器进口汽温=50炉顶过热器蒸汽焓增量kJ/kg51炉顶过热器出口汽焓kJ/kg+52炉顶过热器出口汽温53平均温差54炉顶过热器对流吸热量kJ/kg55误差序号名称符号单位计算公式或数据来源数值1管径dmm几何尺寸2横向节距S1mm几何尺寸2403纵向节距S2mm几何尺寸4横向排数Z1/几何尺寸505纵向排数Z2/几何尺寸16受热面积H几何尺寸7烟气流通截面Fr几何尺寸8烟气辐射层厚度SM几何尺寸9进口烟温V由后屏过热器计算10进口烟焓IkJ/kg由后屏过热器计
23、算11吸热量kJ/kg假定19012出口烟焓IkJ/kg/13出口烟温 V14平均烟温Vcp05+15平均烟速m/s16H2o容积比rH2O/烟气特性表17三原子气体容积比rRO2/烟气特性表18飞灰浓度hg/N烟气特性表19对流放热系数W/(m2.)图20沾污系数图X21沾污壁温+/H22三原子气体吸热力ata-m23三原子气体辐射减弱系数/24灰粒子辐射减弱系数/25乘积/+ 26辐射放热系数W/(m2.)图27传热系数KW/(m2.)8328温差29传热量kJ/kg30计算误差%/*1009.1323604831允许误差%按标准10序号名称符号单位计算公式或数据来源数值1后墙引出管对流吸
24、热量kJ/kg估计1902对流过热器出口烟焓kJ/kg由对流过热器热力计算得3烟气进口焓kJ/kg/4烟气进口温度查焓温表35烟气出口温度假定7956烟气出口焓kJ/kg查焓温表37省煤器附加对流吸热量kJ/kg假定1648炉顶与包覆过热器附加对流吸热量kJ/kg假定539高温再热器对流吸热量kJ/kg+10蒸汽焓增量kJ/kg11出口汽温54012出口汽焓kJ/kg5MPa 13进口汽焓kJ/kg14进口汽温43515蒸汽平均温度+16蒸汽平均比容m3/kg17蒸汽流速m/s18蒸汽侧对流换热系数W/(m2.)查附录三图IX128719灰污系数m2./W查附录三图XIII20灰污壁温21烟气
25、平均温度+22烟气流速m/s23烟气侧对流换热系数W/(m2.)查附录三图XI8924乘积25三原子气体辐射减弱系数1/(m.MPa)26乘积1/(m.MPa)27灰粒子的辐射减弱系数1/(m.MPa)28乘积1/(m.MPa)29气流辐射减弱系数1/(m.MPa)+30乘积31烟气黑度32烟气侧辐射放热系数W/(m2.)查附录三图XV得33利用系数查附录三图X IV134烟气侧放热系数W/(m2.)(+)35热有效系数查附录二表VIII36传热系数W/(m2.)37较大温差38较小温差25539平均温差40对流传热量kJ/kg41误差(-)/*10042省煤器工质平均温度43省煤器附加对流吸
26、热量kJ/kg44误差(-)/*1009.51450794445炉顶与包覆过热器工质平均温度46炉顶与包覆过热器附加对流吸热量kJ/kg47误差(-)/*1009.625557418序号名称符号单位计算公式或数据来源数值1管径dmm几何尺寸2横向节距S1mm几何尺寸240.000 3纵向节距S2mm几何尺寸80.000 4横向排数Z1/几何尺寸50.000 5纵向排数Z2/几何尺寸2.000 6受热面积H几何尺寸141.860 7烟气流通截面Fr几何尺寸68.400 8烟气辐射层厚度SM几何尺寸0.313 9进口烟温V由高温过热器计算795.000 10进口烟焓IkJ/kg由高温过热器计算10
27、932.921 11吸热量kJ/kg假定225.000 12出口烟焓IkJ/kg/10707.921 13出口烟温 V779.939 14平均烟温Vcp0.5+787.470 15平均烟速m/s13.075 16H2o容积比rH2O/烟气特性表0.069 17三原子气体容积比rRO2/烟气特性表0.144 18飞灰浓度hg/N烟气特性表0.012 19对流放热系数W/(m2.)图63.000 20沾污系数图X0.004 21沾污壁温+/H22三原子气体吸热力Ata-m0.007 23三原子气体辐射减弱系数/20.578 24灰粒子辐射减弱系数/97.226 25乘积/+ 0.170 26辐射放
28、热系数W/(m2.)图0.157 27传热系数K86.000 28温差443.470 29传热量kJ/kg210.757 30计算误差%/*1006.330 31允许误差%按标准序号名称符号单位计算公式或数据来源数值1管径D*mm几何尺寸51*62横向节距mm几何尺寸226.00 3纵向节距Mm几何尺寸100.00 4横向排数/几何尺寸53.00 5纵向排数/几何尺寸2.00 6受热面积H几何尺寸126.03 7烟气流通截面Fr几何尺寸70.00 8蒸汽流通截面几何尺寸0.13 9烟气辐射层厚度几何尺寸0.76 10进口烟温由高温再热器计算779.94 11进口烟焓kJ/kg由高温再热器计算1
29、0707.92 12吸热量kJ/kg假定200.00 13出口烟焓kJ/kg/10507.32 14出口烟温766.51 15平均烟温05+773.23 16平均烟速m/s12.60 17H2O容积比rH2O/烟气特性表0.07 18三原子气体容积比/烟气特性表0.14 19飞灰浓度g/N烟气特性表0.01 20对流放热系数W/(m2.)图63.00 21平均汽温假定350.00 22蒸汽平均比容m3/kgP=15Mpa0.01 23蒸汽平均速度m/s22.70 24管壁对蒸汽传热系数W/(m2.)查图V 25沾污系数图X0.00 26沾污壁温+/H27三原子气体吸热力Ata-m0.02 28三原子气体辐射减弱系数/查图IX29灰粒子辐射减弱系数/查图X3
