鍋爐原理任務書指導書

1、環(huán)境與市政工程學院熱能與動力工程專業(yè)課程 設計任 務書與 指導書（鍋爐原理）熱能與動力工程教研室2011年10月14鍋爐原理課程設計任務書一、設計目的培養(yǎng)學生運用鍋爐原理課程學習時所掌握的理論和技術(shù)知識解決實際工程問題，進一步提 高設計計算、制圖和使用參考資料能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)造能力。通過課程設計，掌握鍋爐本體的設計 內(nèi)容、程序和基本原則，鞏固所學理論知識，并運用這些知識解決實際問題。、設計題目：SZL10-xx-xx 鍋爐設計三、原始資料:1 鍋爐規(guī)范（1 班）D =10t/h;P =1.25MPa （表壓）；t=193C （飽和）；P gs=1.4MPa （表壓）;tgs =60C;Ppw

2、=5%；t|k =30CoD =10t/h;P =1.6MPa （表壓）;t=204C （飽和）；Pgs=1.8MPa （表壓）；tgs =105C；P pw =5%；tlk =30Co鍋爐蒸發(fā)量額定出口蒸汽壓力 額定出口蒸汽溫度 給水壓力 給水溫度排污率冷空氣溫度（2班）鍋爐蒸發(fā)量額定出口蒸汽壓力 額定出口蒸汽溫度 給水壓力 給水溫度排污率冷空氣溫度2 燃料特性收到基成份（%）CarHarOarNarSarA arM ar煤的灰熔 點（C）DTSTHTFT煤的可磨系數(shù)K干燥無灰基揮發(fā)份Vdaf=%收到基低位發(fā)熱量Qnet,ar=KJ/Kg（共給出40種煤的燃料特性，每個班內(nèi)部數(shù)據(jù)不重復，按學

3、號順序選?。┧?、設計任務（一）確定鍋爐整體結(jié)構(gòu)參考已有的同類型鍋爐進行整體布置，確定鍋爐整體布置形式，水冷壁形式，省煤器和空氣預熱器的形式，空氣溫度。在說明書上繪出鍋爐總布置簡圖。（二）輔助計算進行空氣平衡計算、空氣量煙氣量計算、煙氣特性計算、空氣煙氣焓的計算，編制焓溫表。確 定排煙溫度與各項熱損失，進行熱平衡計算。（三）爐膛結(jié)構(gòu)設計和傳熱計算決定鏈條爐排型式和長、寬，決定爐膛基本尺寸，進行水冷壁布置，畫出爐膛結(jié)構(gòu)計算用草圖, 標出關(guān)鍵尺寸，進行爐膛結(jié)構(gòu)和傳熱計算。（四）對流受熱面結(jié)構(gòu)設計和傳熱計算按照煙氣流過的順序依次進行冷卻室、對流管束、省煤器、空氣預熱器的結(jié)構(gòu)設計和傳熱計算。 每一處受熱

4、面都要畫出結(jié)構(gòu)草圖，視圖方向、數(shù)量、詳細程度、尺寸標注都以滿足熱力計算所需為 度。最后一個受熱面計算完成后，校核誤差，進行結(jié)束熱力計算的工作。（五）熱力計算結(jié)果匯總把各處受熱面的關(guān)鍵計算數(shù)據(jù)列成熱力計算結(jié)果匯總表。（六）編制設計計算說明書設計說明書按上述設計內(nèi)容依次編寫，逐頁編號，要求文字與草圖內(nèi)容完整、層次清晰、闡 述清楚、計算正確、字跡工整。計算內(nèi)容參照計算標準中的例題列成表格形式。設計說明書的撰寫和裝訂必須符合環(huán)境與市政工程學院課程設計教學工作規(guī)范的要求。（七）繪制鍋爐本體總圖1 鍋爐本體總圖鍋爐主視圖，A1 一張。2 設計說明圖上應列出設計條件、設計依據(jù)、鍋爐基本參數(shù)等內(nèi)容。圖紙繪制要

5、求圖面清潔，圖中各項內(nèi)容符合制圖規(guī)范要求。五、進度安排確定鍋爐整體結(jié)構(gòu)和輔助計算 1 天 爐膛設計與計算 1 天 對流受熱面設計與計算 2 天 繪圖 3 天鍋爐原理課程設計指導書本指導書根據(jù)設計任務書提出的設計內(nèi)容和要求指出了設計中應考慮的原則和應注意的問題， 對其中某些問題作了必要的說明，為一般的設計原理、方法及參考數(shù)據(jù)指明了參考資料。第一部分：鍋爐本體熱力計算關(guān)于計算標準的說明： 我國非引進技術(shù)的國產(chǎn)層燃爐和煤粉爐， 至今仍采用前蘇聯(lián)1973年出版 的鍋爐機組熱力計算標準方法計算。此方法由北京鍋爐廠和清華大學翻譯審校，于1976年由機械工業(yè)出版社出版。本課程設計采用此方法進行。下文簡稱標準

6、。在參考標準時注意，我們進行的是設計性熱力計算，不是校核性熱力計算。一、確定鍋爐整體結(jié)構(gòu)參考已有的同類型鍋爐進行整體布置，確定鍋爐整體布置形式，水冷壁形式，省煤器和空氣預 熱器的形式，空氣溫度。在說明書上繪出鍋爐總布置簡圖。1 鍋爐整體布置形式，對于低壓鍋爐，含義是指幾個鍋筒？橫置式還是縱置式？本體受熱面布置采用哪種形式？女口 M型、n型、A型、D型、0型等。是否設置空氣預熱器？ （10t/h的鍋爐，如果燃燒沒有很大的困難，從經(jīng)濟性考慮一般不設空氣預熱器）。依次用文字說明爐膛、冷卻室、對流管束、省煤器的位置。2 確定水冷壁形式（光管水冷壁還是膜式水冷壁？），管子類型（管徑、壁厚），冷卻室組成。

7、低壓鍋爐的光管水冷壁和對流管束常用 51 X 3,57X 3.5 ,60X 3.5,63.5 X 3.5的無縫鍋爐鋼管 組成。為使管材規(guī)格簡化，水冷壁和對流管束一般用同規(guī)格的管子。3 確定對流管束上下兩端的連接方式。4 確定省煤器的受熱面類型，如鑄鐵省煤器還是鋼管省煤器？如果是鋼管的，那么是光管的還是 鰭片管的？確定空氣預熱器的受熱面類型，如采用管式空預器還是再生式空預器？5 確定鏈條爐排的型式。如輕型鏈帶式、鱗片式、橫梁式等。6 根據(jù)燃料特性和燃燒設備特點給出采用的熱風溫度或空氣溫度。以上6條都用文字說明。到此，鍋爐的尺寸還定不下來，但基本結(jié)構(gòu)已有了，在說明書上畫出整個鍋爐（包含對流受熱面）

8、的兩個視圖方向的簡圖。二、輔助計算進行空氣平衡計算、空氣量煙氣量計算、煙氣特性計算、空氣煙氣焓的計算，編制焓溫表。確 定排煙溫度與各項熱損失，進行熱平衡計算。公式采用課本上的形式，表格形式如下（表格中的具體項目根據(jù)每人設計內(nèi)容的不同進行調(diào)整） 漏風系數(shù)和過量空氣系數(shù)序號受熱面名稱入口 a 漏風 a出口 a 1爐膛2冷卻室3對流管束4省煤器理論空氣量、理論煙氣量計算序號名稱符號單位計算公式數(shù)值1理論空氣量V03Nm /kg2RO2容積V RO23Nm /kg3理論N2體積Nm3/kg4理論H 20體積VH2O3Nm /kg5理論煙氣量V0V yNm3/kg煙氣特性表序號名稱符號單位計算公式爐膛出

9、口對流管束省煤器1平均過量空氣系數(shù)a pj一2實際水蒸汽體積V H2O3Nm /kg3實際煙氣量Vy3Nm /kg4R02容積份額rRO2一5水蒸汽容積份額rH2O一6二原子氣體容積份額rq一7無因次飛灰濃度3 fh一焓溫表（查標準 P231表XM）?C)I0y(KJ/Kg)I0k(KJ/Kg)Ifh(KJ/Kg)ly=兒 +( a 1) lk+ Ifha =a =a =Iy IyIy 1 IyIy Iy100200300400一直算到1800熱平衡計算表序 號名稱符號單位計算公式或數(shù)據(jù)來源結(jié)果1收到基低位發(fā)熱量Qet,arKJ/Kg2機械不完全燃燒熱損失q4%3化學不完全燃燒熱損失q3%4散

10、熱損失q5%5灰渣焓(C?)hzKJ/Kg溫度600 C,標準P231表XM6灰渣物理熱損失q6%7排煙溫度? pyC按照經(jīng)濟排煙溫度決定8排煙焓1 pyKj/Kg查焓溫表9冷空氣溫度t|kC鍋爐規(guī)范已知10冷空氣焓11 lkKj/Kg查焓溫表11排煙熱損失q2%12反平衡熱效率n%13干飽和蒸汽焓iKj/Kg14蒸汽濕度W%15汽化潛熱rKJ/Kg16給水焓igsKj/Kg17排污焓1 pwKj/Kg18鍋爐有效吸熱量QKj/h19燃煤量BKg/h20計算燃煤量BjKg/h21保熱系數(shù)?n /( n +q5)在空氣平衡計算中，確定爐膛出口過量空氣系數(shù)時，以及熱平衡計算中，確定q3、q4,確定

11、排煙溫度時，既要考慮其節(jié)能的先進性和能夠?qū)崿F(xiàn)的可能性，又要考慮到運行費用與初投資的平衡， 參考上課筆記。三、爐膛結(jié)構(gòu)設計和傳熱計算決定鏈條爐排型式和長、寬，決定爐膛基本尺寸，進行水冷壁布置，畫出爐膛結(jié)構(gòu)計算用草圖，標出關(guān)鍵尺寸，進行爐膛結(jié)構(gòu)和傳熱計算。先進行爐膛結(jié)構(gòu)計算，再進行爐膛傳熱計算。布置要點可參考講課內(nèi)容和標準P93100。計算方法參見標準P2838,所用符號的含義在 P8993。決定爐膛容積和爐排面積時要求進行容積熱負荷和爐排面積熱負荷的核算，由此可以對參考爐 型的爐膛高度、深度、爐排的長度作出設計上的改變。但是爐膛高度不宜減小，以保證循環(huán)的可靠。 爐排寬度和爐膛寬度也不宜改變，以降

12、低設計難度?？筛鶕?jù)燃料特點重新設計爐拱尺寸?？紤]燃料 的性質(zhì)決定是否設置衛(wèi)燃帶，衛(wèi)燃帶的尺寸通過爐膛傳熱計算決定。序 號名稱符號單位公式或數(shù)據(jù)來源結(jié)果1前墻總面積Fq2 m2前墻曝光水冷壁面積Fq12 m3前墻水冷壁角系數(shù)Xq1s/d =; e/d =標準P293線算圖14前墻覆蓋耐火涂料的水 冷壁面積Fq22 m5爐頂總面積Fdm26爐頂曝光水冷壁面積Fd12 m7爐頂水冷壁角系數(shù)Xd1s/d =; e/d =標準P293線算圖14爐頂覆蓋耐火涂料的鍋 筒面積Fd22 m8側(cè)墻總面積Fc2 m9側(cè)墻上部曝光水冷壁面 積Fcs12 m10側(cè)墻上部水冷壁角系數(shù)Xcs1s/d =; e/d =標準

13、P293線算圖19側(cè)墻下部曝光水冷壁面 積Fcx12 m10側(cè)墻下部水冷壁角系數(shù)Xcx1s/d =; e/d =標準P293線算圖111側(cè)墻覆蓋耐火涂料的水 冷壁面積Fc22 m12后墻總面積Fh2 m（含煙窗）13后墻曝光水冷壁面積Fh12 m（不含煙窗）14后墻水冷壁角系數(shù)Xh1s/d =; e/d =標準P293線算圖116爐膛出口煙窗面積1Fck2 m出口煙窗咼度X出口煙窗寬度=17爐排面積Rm2此處核對爐排面積熱負荷18爐膛容積Vi3 m此處核對爐膛容積熱負荷19爐墻總面積Fi2 mFq+ Fd+ 2X Fc+ Fh =20爐膛輻射受熱面積Hf2 m工 FiXi = (Fq1Xq1

14、+ Fq2)+ ( Fd1Xd1 + Fd2)+ 2( Fcs1Xcs1 + Fcx1 Xcx1 + Fc2)+ Fh1Xh1 + Fck =21曝光水冷壁污染系數(shù)Z 1標準P38表6-222覆蓋耐火涂料的水冷壁 污染系數(shù)Z 2標準P38表6-223覆蓋耐火磚的水冷壁污 染系數(shù)Z 3標準P38表6-224乘積2 F|“ Fl2 m工 FiXi Z i = (Fq1Xq1 Z 1 + Fq2 Z 2)+ (Fd1Xd1 Z 1 + Fd2 Z 2) + 2( Fcs1Xcs1 + Fcx1Xcx1)Z 1 + Fc2 Z 2) + Fh1Xh1 Z 1 + Fck Z 1 =25爐膛平均熱有效系

15、數(shù)(工 FiXi Z i)/Fl =26有效輻射層厚度sm3.6 X Vl/( F|+ R)=27爐排與爐墻面積比pR/Fl =序 號名稱符號單位公式或數(shù)據(jù)來源結(jié)果1燃料輸入熱QrKJ/Kg2空氣帶入爐內(nèi)的 熱量QkKJ/Kg(兀A%)* +2lll03爐膛有效放熱量QiKJ/Kg100 q3 q4 q6 =100-q44理論燃燒溫度?aC按Qi查焓溫表5理論燃燒溫度TaK?a+ 273 =6爐膛出口煙溫? ”C先假設，再校核7爐膛出口煙溫T”K? ” + 273=8爐膛出口煙氣焓l”lKJ/Kg按?”查焓溫表9煙氣平均熱容量VCpKJ/KgK(Ql l”l)/( Ta T”l)=10二原子氣

16、體輻射 減弱系數(shù)kqrq1/(mMPa)10(0.78好2。.側(cè) _0：00)冷10 prqs100011灰粒輻射減弱系數(shù)kh 3 h1/(mMPa)12焦炭粒子輻射減弱系數(shù)10C1C21/(mMPa)13火焰輻射減弱系數(shù)k1/(mMPa)kqq+ kh 3 h + 10C1C2 =14爐膛絕對壓力PMPa15火焰黑度ahy1 e kps =16爐膛黑度aiahy * (1 - ahy)卩=1-(1-ahy)(1-W)(1p)=17爐膛出口煙溫? ”CTa于3273 =2.0 1:15、1:20、1:25、1:50、1:100?？勺孕羞x用。（3）線型用粗實線表示設備和零件的輪廓線。尺寸、標高、

17、角度等標注線及引出線均用細線表示。（4）管道按照制圖規(guī)定采用中心點劃線或輪廓線加中心點劃線繪制，同時標注管子節(jié)距。（5）各種材料的剖切斷面的表達，按照制圖標準中的剖面線繪制。（6）鍋爐外部管線（如從省煤器出來去鍋筒的管子）和外部風道、煙道不畫。（7）包括標高在內(nèi)的尺寸標注以毫米為單位。、設計說明通常包括以下內(nèi)容：鍋爐規(guī)范；燃料性質(zhì)；鍋爐效率；主要受熱面面積；水壓試驗要求；應遵 守的標準和規(guī)范等。本次課程設計，設計說明可與鍋爐本體總圖共用一張圖紙。設計說明的書寫內(nèi)容應根據(jù)設計需 要，參照例圖中的格式書寫。部分內(nèi)容作如下修改：1“鍋爐規(guī)格和主要性能”表格中的數(shù)據(jù)按照自己實際設計的數(shù)據(jù)填寫。參考圖中填寫了的內(nèi)容， 我們也盡量填寫完整。2“試驗工作壓力”一項，按照“鍋筒飽和壓力+0.4MPa ”自己計算出結(jié)果來填上。3“技術(shù)要求及說明”第 2條，最新標準是 GB1576-2008工業(yè)鍋爐水質(zhì)