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1、目次1 绪论31.1燃气锅炉的特点31.2燃气锅炉的现状51.3此次设计燃气锅炉的基本思路62 设计任务与燃料特性参数72.1设计任务72.2燃料特性73 燃料计算84 燃料燃烧计算94.1烟道中各处过量空气系数及各受热面的漏风系数计算94.2理论空气量和理论烟气量的计算94.3各受热面烟道中烟气特性表94.4烟气温焓表（见附表）104.5锅炉热平衡及燃料消耗量计算105 炉膛设计计算125.1炉膛热力计算方法125.2炉膛尺寸计算125.3炉膛结构特性计算135.4炉膛热力计算136 对流管束计算156.1设计思想156.2第一管束结构计算156.3第一管束热力计算156.4第二管束结构计算
2、186.5第二管束热力计算187 过热器设计计算217.1过热器设计思想217.2过热器结构计算217.3过热器热力计算228省煤器设计计算258.1省煤器设计思想258.2省煤器的结构计算258.3省煤器热力计算259热力计算汇总表2810阻力计算2910.1第一锅束管束阻力计算2910.2第二锅束管束阻力计算3010.3 过热器阻力计算3110.4 省煤器阻力计算3211烟道阻力计算3412 送引风机选择计算3612.1送风机3612.2引风机3613 所选燃烧器的基本原理3714 旋风除尘器3814.1工作原理3814.2旋风除尘器的特点3814.3除尘器的选择3815 防爆措施3915
3、.1气体爆炸原因3915.2 防爆门结构设计3916 水位自动调节系统4016.1系统简介4016.2系统原理40附表（烟气焓温图）：40结论42致谢43参考文献461 绪论燃气锅炉是一种以可燃气体作为燃料的能源转换设备，用以生产热水或蒸汽，满足工业生产和人民日常生活的需要。本文主要介绍了燃气锅炉的优越性、存在的问题、燃气锅炉的发展现状。燃气锅炉以气体作为燃料，燃料输送方便，计量准确，操控性好，燃气锅炉自动化控制程度高，运行管理工作量小。但是，气体燃料存在爆炸的潜在危险，一旦燃气泄漏，后果不堪设想。因此，对燃气检漏工作要求比较严格。国内燃气锅炉发展比国外慢，但是目前国内的生产厂家已能生产各种规
4、格的燃气锅炉，只是国产燃烧器应用较少 。鉴于目前的能源形势，锅炉的发展方向依然是高参数、大容量，以提高锅炉的效率，达到节约能源的目的。燃气锅炉也不例外，高参数、大容量，也是其发展方向。但是，燃油燃气资源短缺，也在一定程度上制约了燃气锅炉的发展。本文介绍了此次设计的基本思路，通过一个具体实例叙述了设计的全过程。锅炉设计是一个复杂的过程，在此过程中，几乎涉及了所学的各门专业课，用到了工程热力学、传热学、燃烧学、锅炉设计、机械设计、工程图学等专业课的知识。通过设计，既是对所学课程的巩固，也对设计工作有了一定的了解，知道如何去做一项工作。大体概括为：接受任务书，查阅相关资料，熟悉整体设计过程，作相关设
5、计计算，布置整体结构，选取可以确定的标准件，工程图绘制。这是我总结的一般设计思想。由于以前没有从事过类似的工作，此次设计还存在相当多的问题，请指导教师多加指点。1.1燃气锅炉的特点1.1.1热效率高，环境污染低: 1.由于燃气中的灰分、含硫量和含氮量均比煤中的含量低，燃烧后产生的烟气中粉尘量极少，排放出的烟气比较容易达到国家对燃烧设备所要求的标准。使用燃气锅炉可以大减轻对环境的污染。 2.燃气锅炉的炉膛容积热强度较高；由于烟气污染小，对流管束不受腐蚀和结渣，传热效果好，燃气燃烧产生大量三原子气体（二氧化碳、水蒸气等）的辐射能力较强，而且排烟温度低，使其热效率明显提高。1.1.2锅炉设备投资低:
6、1.燃气锅炉可选用较高的炉膛热负荷，从而缩小炉膛体积。因不存在受热面污染、结渣、磨损等问题，可选用较高的烟速，减小对流受热面的尺寸。通过合理布置对流管束，使燃气锅炉较同容量燃煤锅炉结构紧凑、尺寸小、重量轻，设备投资明显减少。2.燃气锅炉使用管道输送的燃气为燃料，无需燃料储存设备。在供给燃烧前也无需燃料加工制备设备，使系统大为简化；同时也不需要配置吹灰器、除尘器、出渣设备和燃料烘干器等附属设备，使系统大为简化。3.由于无需燃料储存，节省运输费用、场地及劳动力。1.1.3运行成本低: 1.燃气锅炉的热负荷适应性强，在系统内调节灵活，燃气计量简单准确，便于燃气供应量的调节。2.由于附属设备少，启动快
7、，又无燃料制备系统，可减少预备工作带来的各种消耗，用电量低于燃煤锅炉。3.不需要用蒸汽加热燃料及烘干燃料，蒸汽消耗较少。4. 因燃气中的杂质较少，锅炉不会发生高、低温受热面的腐蚀，锅炉的连续运行周期长。1.1.4设备维修费用低:1.燃气锅炉燃烧系统设备简单，因而需要维修保养的项目少，维修费用低。2.由于不存在结渣及高低温受热面腐蚀，因而不需要由此而更换受热面的管件1。1.1.5存在的危险：天燃气是一种易燃、易爆性气体，它没有颜色，虽有一定的气味却难以凭嗅觉及时发现。如果燃气漏入停运的炉膛或空气中，会引起爆炸。所以燃气管路必须严格检漏，炉膛内要有必要的联锁保护控制系统，锅炉房要有燃气泄漏监测报警
8、装置和通风设备，采用防爆电器。锅炉应有严格的启动顺序控制系统，燃气锅炉在点火之前必须仔细吹扫炉膛和烟道，排除炉内可能积存的可燃气体。锅炉燃烧器必须安装熄火安全保护装置，一但出现熄火现象，二次点火前也必须进行吹扫并按正常点火程序进行。另外，燃气采用管道输送，无备用燃料，一旦发生燃气管道破裂等问题或燃气压力过低，便会造成停炉事故。随着燃气锅炉的广泛应用和技术设备的日益完善，事故隐患正在逐渐降低，各种安全保护手段已能保证燃气锅炉的运行非常可靠。燃气锅炉与燃煤锅炉相比具有绝对优势，但从国内外燃气锅炉的具体使用情况来看，还存在一定问题，必须加强防范。 1.燃气管路必须严格检漏，炉膛内要有必要的联锁保护控
9、制系统，锅炉房要有燃气泄漏监测报警装置和通风设备，采用防爆电器。 2.锅炉应有严格的启动顺序控制系统，燃气锅炉在点火之前必须仔细吹扫炉膛和烟道，排除炉内可能积存的可燃气体。锅炉燃烧器必须安装熄火保护装置，一但出现熄火现象，能及时实施保护措施。二次点火前也必须进行吹扫并按正常点火程序进行2。1.2燃气锅炉的现状1.2.1国产、进口燃气锅炉并存：目前国内有五十多家燃气锅炉生产厂家，产品品种规格齐全。蒸汽锅炉的单台蒸发量最低为0.2t/h，最高可达65t/h；压力有0.4MPa、0.7 MPa、1.0 MPa、1.25 MPa、2.45 MPa、3.82 MPa等六种；可生产饱和蒸汽、过热蒸汽，温度
10、有250摄氏度、350摄氏度、400摄氏度、450摄氏度等几种。热水锅炉单台供热功率最低为0.3MW，最高可达21 MW；压力有常压、0.7MPa、1.0 MPa、1.25 MPa；供热温度有80摄氏度、95摄氏度、115摄氏度、130摄氏度等。我国燃气锅炉的产和质量均能满足国内锅炉房建设的需要，但是大部分锅炉还是配用进口的燃烧器，配用国内燃烧器的比例很小。进口燃气锅炉主要来自德国、美国、英国、瑞士、意大利、日本、韩国等几个国家。与锅炉配套的进口燃烧器有德国、美国、英国、法国、瑞典、意大利、日本、韩国等国家的几十个品牌，其中应用最多的是德国的威索牌燃烧器3。1.2.2与燃油锅炉相比，燃气锅炉使
11、用较少：目前的燃油燃气锅炉中，燃油锅炉较多，燃气锅炉较少。主要有两方面的原因妨碍燃气锅炉的应用。一是天然气的产量与需求量的矛盾，地区性气源的制约成为燃气锅炉推广的障碍。随着我国“西气东输”工程的全面启动以及国家能源政策向燃气事业的倾斜，天然气供应量将进一步提高。二是燃气锅炉管网的铺设成本比较高，也制约了燃气锅炉的应用4。1.2.3.国产燃烧器性能有待提高：如前所述，目前国内生产的燃油燃气锅炉上的关键部件燃烧器仍主要依赖进口。进口燃烧器的自控程度高，性能稳定。国产的燃烧器性能不够完善，自控程度有限，用户信赖程度低。为此，建议我国锅炉行业的有关专家应对燃烧器进行深入细致的研究，加大对燃烧器的设计、
12、生产技术力量，以提高锅炉用燃烧器的国产化率5。1.3此次设计燃气锅炉的基本思路首先根据燃料特性对燃料发热量进行计算,根据设计任务书给定的锅炉容量进行燃料消耗量计算,由特定类型的锅炉的体积热强度，确定锅炉的体积。选定燃烧器。其次,假设炉膛出口温度,并根据以前经验布置炉膛辐射受热面,并对其进行校核计算,看其炉膛出口温度是否满足假定,如不满足,则应对炉膛内的水冷壁受热面进行修改,最终使炉膛出口温度满足条件。在炉膛出口温度已定的条件下,可以对其后的对流受热面进行设计计算。工质在对流管束内循环,将饱和水加热成饱和蒸汽,已知燃料特性和炉膛出口温度,根据热量平衡,烟气的放热量等于工质的吸热量,通过查烟气焓温
13、表可以计算出对流管束的出口烟温。在尾部烟道中依次布置过热器,省煤器等对流受热面,同样根据热平衡进行校核计算。已知过热器进口烟温和过热器中的饱和蒸汽温度过热蒸汽温度,根据经验，设计大概的结构和受热面积,对其进行校核,看是否满足要求。如不满足要求,应对结构和受热面积进行修改,使过热器出口烟温满足要求。已知过热器的出口烟温，即已知省煤器的进出口烟温,根据给水温度和已知的省煤器出水温度,根据热平衡设计出合理的受热面积,使其满足要求6。锅炉的总体结构已经确定,可以计算出锅炉总的吸热量,已知燃料的发热量,可以计算出锅炉的热效率,用计算出的热效率与给定的热效率进行比较,如果满足误差许可,锅炉的结构计算和热力
14、计算就算完成,下一步工作就是进行锅炉结构图的绘制和辅助受热面图的绘制7。2 设计任务与燃料特性参数2.1设计任务锅炉额定蒸发量：D=6t/h锅筒额定蒸汽压力：1.25Mpa过热蒸汽温度：194排烟温度：150锅炉效率：87%及锅炉水位自动调节方案2.2燃料特性燃料性质：天然气，甲烷97.84%,二氧化碳0.11%,氮气2.05%8。3 燃料计算通过查阅燃油燃气锅炉中的燃料计算公式计算燃料低位发热量，并查阅工程热力学中标准状况下，天然气和空气的含湿量，为以下的计算打好基础。低位发热量计算：标准状况下，干燥剂地位发热量：应用基低位发热量：4 燃料燃烧计算4.1烟道中各处过量空气系数及各受热面的漏风
15、系数计算由于在燃气锅炉设计中，燃气锅炉的密封性很好，所以在演到各处的的过量空气系数是一致的，取值为1.1；漏风系数为0。具体见表1：表1锅炉受热面过量空气系数漏风系数入口出口炉膛1.10.00锅炉管束1.11.10.00蒸汽过热器1.11.10.00省煤器1.11.10.004.2理论空气量和理论烟气量的计算通过参照锅炉及锅炉房设备中对理论空气量和理论烟气量的计算，得出如表2：表2名称符号单位计算公式结果理论空气量Nm3/ Nm39.32理论RO2容积Nm3/ Nm30.98理论N2容积Nm3/ Nm37.379理论H2O容积Nm3/ Nm32.012理论烟气量Nm3/ Nm310.3714.
16、3各受热面烟道中烟气特性表通过以上理论空气量和理论烟气量计算并加入过量空气系数，参照锅炉及锅炉房设备中对实际空气量和实际烟气量的计算，得出如表3：表3名称符号单位计算公式结果实际空气量Nm3/ Nm39.32实际RO2容积Nm3/ Nm30.98实际N2容积Nm3/ Nm38.079实际H2O容积Nm3/ Nm32.017过量氧体积Nm3/ Nm30.196实际烟气量Nm3/ Nm311.272RO2体积份额0.087H2O体积份额0.179三原子气体体积份额0.2664.4烟气温焓表（见附表）4.5锅炉热平衡及燃料消耗量计算在此计算中，查阅燃油燃气锅炉中关于锅炉热平衡及燃料消耗量的计算，并在
17、以上计算的基础上进行如下的计算，如表4所示：表4名称符号单位计算公式及数据来源数值燃料低位发热量QrKJ/Nm3燃料性质计算34922冷空气温度tlk选定30冷空气理论焓IoLkKJ/Nm3查烟气焓温表369排烟温度给定150排烟焓IpyKJ/Nm3查烟气焓温表2647固体不完全燃烧热损失q4估取0气体不完全燃烧热损失q3查表3-290.5散热损失q5查表3-41.5排烟损失q2(Ipypy IoLk)(1q4/100)100/ Qr6.42燃料物料热损失 Q6估取0锅炉总的热损失qq2+q3+q4+q5+q68.42锅炉热效率gl100q91.58过热蒸汽焓igqkJ/kg按P=1.25Mp
18、,tgq=194,查水蒸气性质表92810饱和汽焓iqkJ/kg按P=1.25Mp,查水蒸气性质表2786.6饱和水焓ipskJ/kg按P=1.25Mp,查水蒸气性质表822.6给水焓igskJ/kg按P=1.25Mp,tgs=110,查水蒸气性质表462锅炉排污率给定5.0蒸汽带水率w给定4.0气化潜热rkJ/kg查水蒸气性质表1964.0额定蒸发量DKg/h设计给定6000锅炉有效利用热量QglkJ/hD(igqigs-wr/100)D(ipsigs)14051066小时燃料消耗量BNm3/hQgl/( Qydwgl) 439.35计算燃料消耗量BjNm3/hB(1q4/100)439.3
19、5保热系数1q5/(gl +q5)0.984注：以后如果没有特殊说明，所查表图均为文献9中所查。5 炉膛设计计算5.1炉膛热力计算方法1.根据预先拟定的炉膛布置草图确定炉膛的几何特性，计算各炉墙面积和炉膛容积；确定水冷壁的几何特性并计算出炉膛有效辐射受热面总面积、炉膛水冷程度以及炉膛有效辐射层厚度。2.计算炉内有效放热量，在选定炉子出口过量空气系数的情况下，由焓温表求出理论燃烧温度。3.先假定一个炉膛出口温度，在焓温表中求得相应的焓值，从而可以计算出烟气的平均热容量。4.计算炉膛火焰黑度、炉膛系统黑度。5.选取经验系数M值。6.所得炉膛出口温度应与假定的炉膛出口温度基本相近，其相差值不应大于1
20、00摄氏度，否则按照前面叙述重新计算1。7.计算炉膛辐射受热面平均热流密度：8.计算炉膛容积热强度： 5.2炉膛尺寸计算体积热强度：取炉膛体积：燃烧器选定，火焰长度为3.2m,为了保持较好的火焰充满度，又不致使火焰冲壁，火焰长度方向炉膛长度定为3.5m，燃烧器安装前墙中间。 炉膛尺寸：长3.5 m，直径2m。由于蒸发量比较小所以选用的是卧式三回程湿背式烟管锅炉。5.3炉膛结构特性计算经过以上的尺寸计算设计炉膛结构，如表5：表5名称符号单位计算公式或依据数值侧面积Fbcm23.14*2*3.521.98后墙面积Fbhm23.14*1*13.14炉膛包覆面积Flm2Fbq+2Fbc28.26总有效
21、辐射受热面积Hfm2F128.26炉膛有效辐射层厚度sm1.365.4炉膛热力计算根据以上那个的炉膛结构根据文献1进行炉膛热力计算,见表6表6名称符号单位计算公式或依据数值燃料低发热值QrKJ/Nm3给定34922燃料消耗量BNm3/S热力计算0.122计算燃料消耗量BjNm3/S热力计算0.122保热系数见锅炉热平衡及燃料消耗量计算表0.984炉膛出口过量空气系数见烟道中各处过量空气系数及各受热面的漏风系数表1.1炉膛漏风系数见烟道中各处过量空气系数及各受热面的漏风系数表0.0冷空气焓KJ/Nm3查烟气焓温表396热空气温度trk选定0.00热空气焓KJ/Nm3查焓温表0.00空气带入炉内热
22、量QkKJ/Nm3405.9炉膛有效放热量QlKJ/Nm335153理论燃烧温度查焓温表1893理论燃烧绝对温度K2166炉膛出口烟温先假定，后校核1300炉膛出口烟焓KJ/Nm3查焓温表23090炉膛出口绝对温度K+2731573烟气平均热容量KJ/Nm3*20.34烟气中水蒸气容积份额rH2O见烟气特性表0.179三原子气体的容积份额rq见烟气特性表0.266三原子气体总分压力pqMPa0.0266辐射中炭黑粒子的辐射减弱系数1/m. MPa0.136三原子气体辐射减弱系数1/m. MPa6.887火焰发光部分黑度0.24火焰不发光部分黑度0.136发光部分在火焰中所占份额m0.1火焰黑度
23、0.277管外壁灰污系数M2. kW取用0.65炉膛黑度0.311经验系数M0.32计算炉膛出口烟温1293计算误差76 对流管束计算6.1设计思想给水从省煤器进入锅炉水系统，从饱和水加热至饱和蒸汽，这一过程的吸热量分为两部分，一部分为水和炉膛之间的辐射和对流换热，另一部分为水在锅炉锅炉管束中的辐射和对流换热。炉膛结构以定，水和炉膛之间的换热可以确定。饱和水至饱和蒸汽的剩余吸热量全部从锅炉管束吸收，这样就可以大概确定锅炉管束的受热面。设计定为三回程，锅炉管束设计分为第一管束和第二管束。6.2第一管束结构计算根据以上设计思想，具体设计锅炉管束结构见表7：表7名称符号单位计算公式或数据来源数值光管
24、管径dm选定0.063光管根数130横向节距S1m2d0.126纵向节距S2m1.7d0.107光管烟气流通面积0.405光管传热面积90烟气总流面积0.405总传热面积90管间有效辐射层厚度sm0.19纵向冲刷管长度Lm3.56.3第一管束热力计算根据以上那个锅炉管束的结构，进行热力计算，见表8：表8名称符号单位计算公式或数据来源数值进口烟温炉膛出口温度1300进口烟焓IkJ/Nm3查焓温表23090出口烟温530出口烟焓IkJ/Nm3查焓温表8650管束出口过量系数1.1冷空气温度选取30冷空气焓kJ/kg396保热系数0.984烟气侧放热量QrpkJ/Nm314209平均烟气温度915最
25、大温压1106最小温压336对数温压646平均烟气流速m/s14.7烟气普朗特系数查烟气特性表0.582烟气运动性系数查烟气特性表0.0001558烟气导热系数Kw/(m)0.0001014光管雷诺数5945光管对流换热系数Kw/(m)0.031烟气总对流换热系数Kw/(m)0.031工质温度与管壁温差6060.0管壁温度253.35烟气压力PMPa0.10.1烟气中水蒸气的容积分额查烟气特性表0.179三原子气体容积分额查烟气特性表0.266烟气容积m/kg11.272三原子气体辐射减弱系数1/(MPa)6.5气体介质吸收力kps1/(MPa)0.0368烟气黑度0.036温度比0.44烟气
26、辐射热系数kw/(m2)0.005热有效系数经验数据0.85总传热系数kkw/(m2)0.0306主要热面传热量kJ/Nm314582主要传热误差%2.66.4第二管束结构计算具体设计第二锅炉管束的结构，见表9：表9名称符号单位计算公式或数据来源数值光管管径dm选定0.063光管根数70横向节距S1m2d0.126纵向节距S2m1.7d0.107光管烟气流通面积0.218光管传热面积48.4烟气总流面积0.218总传热面积48.4管间有效辐射层厚度sm0.19纵向冲刷管长度Lm3.56.5第二管束热力计算根据以上的结构，进行第二管束的热力计算，见表10：表10名称符号单位计算公式或数据来源数值
27、进口烟温第一管束出口温度530进口烟焓IkJ/Nm3查焓温表8650出口烟温345出口烟焓IkJ/Nm3查焓温表5497管束出口过量系数1.1冷空气温度选取30冷空气焓kJ/kg396保热系数0.984烟气侧放热量QrpkJ/Nm33103平均烟气温度438最大温压336最小温压151对数温压231平均烟气流速m/s16.0烟气普朗特系数查烟气特性表0.633烟气运动性系数查烟气特性表0.0006893烟气导热系数Kw/(m)0.00006光管雷诺数14623光管对流换热系数Kw/(m)0.039烟气总对流换热系数Kw/(m)0.039工质温度与管壁温差6060.0管壁温度253.35烟气压力
28、PMPa0.10.1烟气中水蒸气的容积分额查烟气特性表0.179三原子气体容积分额查烟气特性表0.266烟气容积m/kg11.272三原子气体辐射减弱系数1/(MPa)8.0气体介质吸收力kps1/(MPa)0.045烟气黑度0.04温度比0.74烟气辐射热系数kw/(m2)0.00197热有效系数经验数据0.85总传热系数kkw/(m2)0.0348主要热面传热量kJ/Nm33202主要传热误差%3.27 过热器设计计算7.1过热器设计思想过热器布置在锅炉的尾部烟道中，属于对流受热面。炉膛结构和对流管束的结构确定之后，可以计算出炉膛出口温度和对流管束的出口温度，对流管束的出口温度就是过热器的
29、进口温度。给定过热蒸汽温度，由额定压力可以确定饱和蒸汽温度。由工质进出口温度，查水蒸气表可以确定工质的吸热量。根据热平衡原理，工质吸热量等于烟气放热量，查烟气焓温表可以确定过热器出口温度。理想状态下，吸热量、放热量和传热量三者是相等的，由此便可以进行过热器的结构设计了12。7.2过热器结构计算根据以上设计思想，具体设计过热器的管子结构，见表11：表11名称符号单位计算公式或数据来源数值光管管径dm选定0.055光管根数25横向节距S1m2.5d0.1375纵向节距S2m2d0.11横向管排数Z1排6纵向管排数Z2排4光管烟气流通面积0.214光管传热面积2.03烟气总流面积0.214总传热面积
30、2.03管间有效辐射层厚度sm0.26纵向冲刷管长度Lm0.477.3过热器热力计算根据以上的结构计算，进行过热器的热力计算，见表12：表12名称符号单位计算公式或数据来源数值进口烟温第二管束出口温度345进口烟焓IkJ/Nm3查焓温表5497出口烟温339出口烟焓IkJ/Nm3查焓温表5404管束出口过量系数1.1冷空气温度选取30冷空气焓kJ/kg396保热系数0.984烟气侧放热量QrpkJ/Nm392平均烟气温度342最大温压151最小温压145对数温压148平均烟气流速m/s14.5烟气普朗特系数查烟气特性表0.646烟气运动性系数查烟气特性表0.0005193烟气导热系数Kw/(m
31、)0.000052光管雷诺数15357光管对流换热系数Kw/(m)0.041烟气总对流换热系数Kw/(m)0.041工质温度与管壁温差6060.0管壁温度253.35烟气压力PMPa0.10.1烟气中水蒸气的容积分额查烟气特性表0.179三原子气体容积分额查烟气特性表0.266烟气容积m/kg11.272三原子气体辐射减弱系数1/(MPa)8.1气体介质吸收力kps1/(MPa)0.089烟气黑度0.0852温度比0.86烟气辐射热系数kw/(m2)0.0033热有效系数经验数据0.85总传热系数kkw/(m2)0.0376主要热面传热量kJ/Nm393主要传热误差%1.1进口蒸汽温度查水蒸汽
32、热力图表190进口蒸汽焓kJ/kg查水蒸汽热力图表2785.8出口蒸汽温度查水蒸汽热力图表194出口蒸汽焓kJ/kg查水蒸汽热力图表2810.2过热蒸汽吸热量kJ/Nm3938省煤器设计计算8.1省煤器设计思想省煤器安装在锅炉尾部烟道中，用以降低排烟温度、加热给水，属于辅助对流换热面。在尾部烟道中，省煤器布置在过热器后，前面已经确定了过热器结构，传热量即可确定，烟气的进出口温度即可确定。进入省煤器的给水温度已知，烟气进出省煤器的温度已知，设计原理与过热器相似，由此便可以对省煤器进行结构设计和热力计算了。8.2省煤器的结构计算根据文献1设计省煤器的具体管子结构，见表13：表13名称符号单位计算公
33、式或数据来源数值光管管径dm选定0.0254光管根数根464横向节距S1m1.4d0.035纵向节距S2m1.2d0.030光管烟气流通面积0.21光管传热面积74.3烟气总流面积0.21总传热面积74.3水的流通截面积m20.233管间有效辐射层厚度sm0.027纵向冲刷管长度Lm/根选取28.3省煤器热力计算根据以上的省煤器管子结构计算，进行省煤器热力计算，见表14：表14名称符号单位计算公式或数据来源数值进口烟温过热器出口温度339进口烟焓IkJ/Nm3查焓温表5404出口烟温150出口烟焓IkJ/Nm3查焓温表2647管束出口过量系数1.1冷空气温度选取30冷空气焓kJ/kg396保热
34、系数0.984烟气侧放热量QrpkJ/Nm32647平均烟气温度245最大温压229最小温压40对数温压108平均烟气流速m/s12.42烟气普朗特系数查烟气特性表0.661烟气运动性系数查烟气特性表0.000364烟气导热系数Kw/(m)0.000044光管雷诺数8653光管对流换热系数Kw/(m)0.048烟气总对流换热系数Kw/(m)0.048工质温度与管壁温差6060.0管壁温度253.35烟气压力PMPa0.10.1烟气中水蒸气的容积分额查烟气特性表0.179三原子气体容积分额查烟气特性表0.266烟气容积m/kg11.272三原子气体辐射减弱系数1/(MPa)26.87气体介质吸收
35、力kps1/(MPa)0.102烟气黑度0.097温度比0.855烟气辐射热系数kw/(m2)0.0022热有效系数经验数据0.85总传热系数kkw/(m2)0.042主要热面传热量kJ/Nm32758主要传热误差%1.79热力计算汇总表通过以上对锅炉管束，过热器和省煤器的结构和热力计算汇总出一个锅炉的热力过程总表，如表15：表15名称符号单位炉膛第一管束第二管束过热器省煤器进口烟温1300530345339出口烟温1300530345339150工质进口温度t18931300530190110工质出口温度t”1300530345194156受热面面积Hm228.269048.42.0374.
36、210阻力计算10.1第一锅束管束阻力计算通过以上对第一锅炉管束的热力和结构计算，参照燃油燃气锅炉一书中对锅炉管束的阻力计算进行如下的计算，见表16：表16名称符号单位计算公式或数据来源数值烟气平均体积VyNm3/ Nm3热力计算11272烟道有效截面积Fm2热力计算0.405进口烟温热力计算1300出口烟温热力计算530平均烟温915烟气平均流速ym/s14.7管子外径dwmm几何尺寸63管子排列方式纵向冲刷顺列横向相对节距S1/d120/602纵向相对节距S2/d120/602比值1烟气密度查附录0.305摩擦阻力系数查表5-301003沿程阻力系数1.67入口出口阻力系数查表5-3110.5截面突变局部阻力系数查表5-3210.7转弯阻力系数1个90转弯，11.01烟气在管束内转弯阻力系数2总阻力系数5.87管束阻力Pa19310.2第二锅束管束阻力计算通过以上对第二锅炉管束的热力和结构计算，参照燃油燃气锅炉一书中对锅炉管束的阻力计算进行如下的计算，见表17：表17名称符号
