低溫省煤器課程設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì) 學(xué)年 學(xué)期院 系：機(jī)電動(dòng)力與信息工程系專 業(yè)：熱能與動(dòng)力工程學(xué) 生 姓 名：學(xué) 號(hào)：課程設(shè)計(jì)題目：低溫省煤器起 迄 日 期:指 導(dǎo) 教 師: 下達(dá)任務(wù)書日期: 年 月 摘 要省煤器是利用鍋爐尾部煙氣的熱量加熱鍋爐給水的設(shè)備。省煤器是現(xiàn)代鍋爐中不可缺少的受熱面，一般布置在煙道內(nèi)，吸收煙氣的對流傳熱，個(gè)別鍋爐有與水冷壁相間布置的，以用來吸收爐內(nèi)高溫?zé)煔獾妮椛錈帷?排煙損失是鍋爐運(yùn)行中最重要的一項(xiàng)熱損失，一般約為5%-12%，占鍋爐熱損失的60%-70%，影響排煙熱損失的主要因素是排煙溫度，一般情況下，排煙溫度每增加10，排煙熱損失增加0.6%-1%，相應(yīng)多耗煤1.2%-2.4%。若以燃用

2、熱值2000KJ/KG煤的410t/h高壓鍋爐為例，則每年多消耗近萬噸動(dòng)力力煤，我國火力發(fā)電廠的很多鍋爐排煙溫度都超過設(shè)計(jì)值,約比設(shè)計(jì)值高2050。所以，降低排煙溫度對于節(jié)約燃料和降低污染具有重要的實(shí)際意義，實(shí)踐中以降低排煙溫度為目的的鍋爐技術(shù)改造較多。但由于大多數(shù)電廠尾部煙道空間太小，防磨、防腐要求較高，引風(fēng)機(jī)的壓頭裕量不大等實(shí)際情況。為了降低排煙溫度，減少排煙損失，提高電廠的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，可考慮在煙道上加裝低溫省煤器。低溫省煤器的具體方案為：凝結(jié)水在低溫省煤器內(nèi)吸收排煙熱量，降低排煙溫度，自身被加熱、升高溫度后再返回汽輪機(jī)低壓加熱器系統(tǒng)，代替部分低壓加熱器的作用。在發(fā)電量不變的情況下，可節(jié)約

3、機(jī)組的能耗。同時(shí)，由于進(jìn)入脫硫塔的煙溫下降，還可以節(jié)約脫硫工藝水的消耗量。低溫省煤器能提高機(jī)組效率、節(jié)約能源。 目 錄摘要第一章 緒論.1 1.1 鍋爐課程設(shè)計(jì)的目的和意義.1 1.2 研究本課題的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢.1第二章 低溫省煤器設(shè)計(jì).3 2.1 低溫省煤器設(shè)計(jì)參數(shù).3 2.2 鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖.4 2.3 低溫省煤器結(jié)構(gòu)計(jì)算.5 2.3.1 低溫省煤器作用.5 2.3.2 低溫省煤器的結(jié)構(gòu)計(jì)算.6 2.4 低溫省煤器熱力計(jì)算.6第三章 低溫省煤器計(jì)算結(jié)果.11 3.1 基本尺寸匯總.11 3.2 熱力計(jì)算匯總.12第四章 結(jié)束語.15 參考文獻(xiàn).16

4、 第一章 緒 論1.1 鍋爐課程設(shè)計(jì)的目的和意義鍋爐課程設(shè)計(jì)是鍋爐原理課程的重要教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過課程設(shè)計(jì)，使我對鍋爐原理課程的知識(shí)得以鞏固、充實(shí)和提高，提高感性認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)動(dòng)手能力，為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。并使我掌握鍋爐機(jī)組的熱力計(jì)算方法，初步具有綜合考慮鍋爐機(jī)組整體設(shè)計(jì)與布置的能力。并培養(yǎng)了我們對工程技術(shù)問題的嚴(yán)肅認(rèn)真，踏實(shí)負(fù)責(zé)的態(tài)度。鍋爐課程設(shè)計(jì)將我們在課堂里面學(xué)習(xí)到的知識(shí)，提升到了另一個(gè)層次，將零散的知識(shí)鏈接到了一起。1.2 研究本課題的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢低溫省煤器能提高機(jī)組效率、節(jié)約能源。已在國內(nèi)幾十家電廠的上百臺(tái)機(jī)組上安裝了這種低壓省煤器的系統(tǒng)。 通遼發(fā)電總廠3號(hào)鍋爐系哈爾濱鍋爐

5、廠生產(chǎn)的HG-670/140-HM12型超高壓自然循環(huán)煤粉爐,配200MW汽輪發(fā)電機(jī)組,于1989年11月投產(chǎn)運(yùn)行。機(jī)組投產(chǎn)后,鍋爐排煙溫度始終在160170運(yùn)行,相對300MW和600MW機(jī)組鍋爐的130140排煙溫度高很多。2002年電廠在3號(hào)鍋爐尾部空氣預(yù)熱器后安裝東北電力科學(xué)研究院鍋爐所設(shè)計(jì)的余熱回收系統(tǒng);吸收排煙余熱,鍋爐排煙溫度降低到135左右,顯著提高了全廠熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo),達(dá)到節(jié)煤、降耗的目的。山東某龍口電廠，兩臺(tái)容量100MW發(fā)電機(jī)組所配鍋爐是武漢鍋爐廠設(shè)計(jì)制造的WGZ410/10010型燃煤鍋爐，由于燃用煤種含硫量較高，且鍋爐尾部受熱面積灰、腐蝕和漏風(fēng)嚴(yán)重，鍋爐排煙溫度高達(dá)17

6、0，為了降低排煙溫度，提高機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，在尾部加裝了低溫省煤器。國外低溫省煤器技術(shù)較早就得到了應(yīng)用。在蘇聯(lián)為了減少排煙損失而改裝鍋爐機(jī)組時(shí)，在鍋爐對流豎井的下部裝設(shè)低溫省煤器供加熱熱網(wǎng)水之用。德國Schwarze Pumpe電廠2×855MW褐煤發(fā)電機(jī)組在靜電除塵器和煙氣脫硫塔之間加裝了煙氣冷卻器，利用煙氣加熱鍋爐凝結(jié)水，其原理同低溫省煤器一致。德國科隆Nideraussem1000MW級褐煤發(fā)電機(jī)組采用分隔煙道系統(tǒng)充分降低排煙溫度，把低溫省煤器加裝在空氣預(yù)熱器的旁通煙道中，在煙氣熱量足夠的前提下引入部分煙氣到旁通煙道內(nèi)加熱鍋爐給水。日本的常陸那珂電廠采用了水媒方式的管式GGH。

7、煙氣放熱段的GGH布置在電氣除塵器上游，煙氣被循環(huán)水冷卻后進(jìn)入低溫除塵器（煙氣溫度在90100左右），煙氣加熱段的GGH布置在煙囪入口，由循環(huán)水加熱煙氣。煙氣放熱段的GGH的原理和低溫省煤器一樣。第二章 低溫省煤器設(shè)計(jì)2.1 低溫省煤器設(shè)計(jì)參數(shù) 1.進(jìn)口煙氣溫度 =366 2.進(jìn)口煙氣焓 =4561.13kJ/kg 3.出口煙氣溫度 =315 4.出口煙氣焓 =388.64kJ/kg 5.吸熱量 =666.86kJ/kg 6.出口水焓 =994.38kJ/kg 7.出口水溫度 =230.48 8.進(jìn)口水溫度 =215 9.計(jì)算燃料量 =26591.95kJ/kg 10.理論空氣量 =6.061

8、1/kg 11.灰粒平均直徑 =13 12.保熱系數(shù) =0.9945 13.鍋爐額定蒸發(fā)量D=220t/h2.2 鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖 圖 2-1A-爐膛；B-水平煙道；C-尾部煙道；1-屏式過熱器；2-高溫過熱器；3-低溫過熱器； 4-高溫省煤器； 5-高溫空氣預(yù)熱器； 6-低溫省煤器； 7-低溫空氣預(yù)熱器 本課程設(shè)計(jì)的對象是6-低溫省煤器 2.3 低溫省煤器的結(jié)構(gòu)計(jì)算 2.3.1 低溫省煤器作用 低溫省煤器就是鍋爐尾部煙道中將鍋爐給水加熱成汽包壓力下的飽和水的受熱面，由于它吸收的低溫?zé)煔獾臒崃浚档土藷煔獾呐艧煖囟?，?jié)省了能源，大大提高了效率。排煙損失是鍋爐運(yùn)行中最重要的一項(xiàng)熱損失，一般約為5%

9、-12%，占鍋爐熱損失的60%-70%，影響排煙熱損失的主要因素是排煙溫度，一般情況下，排煙溫度每增加10，排煙熱損失增加0.6%-1%，相應(yīng)多耗煤1.2%-2.4%。若以燃用熱值2000KJ/KG煤的410t/h高壓鍋爐為例，則每年多消耗近萬噸動(dòng)力力煤，我國火力發(fā)電廠的很多鍋爐排煙溫度都超過設(shè)計(jì)值,約比設(shè)計(jì)值高2050。所以，降低排煙溫度對于節(jié)約燃料和降低污染具有重要的實(shí)際意義，實(shí)踐中以降低排煙溫度為目的的鍋爐技術(shù)改造較多。但由于大多數(shù)電廠尾部煙道空間太小，防磨、防腐要求較高，引風(fēng)機(jī)的壓頭裕量不大等實(shí)際情況。為了降低排煙溫度，減少排煙損失，提高電廠的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，可考慮在煙道上加裝低溫省煤器。

10、 2.3.2 低溫省煤器的結(jié)構(gòu)計(jì)算 1.橫向節(jié)距比 2.縱向節(jié)距比 3.受熱面積 cm24.煙氣流通面積 m25.水流通面積 m26.煙氣有效輻射層厚度 m（注：d單位為m）2.4 低溫省煤器的熱力計(jì)算 1.進(jìn)口煙氣溫度 2.進(jìn)口煙氣溫焓 3.出口煙氣溫度 4.出口煙氣焓 查焓溫圖知 5.低溫省煤器對流吸熱量 6.進(jìn)口給水焓 查附錄B-6、B-7按低溫省煤器入口壓力p=11.57MPa查得 7.出口水焓 8.出口水溫度 9.煙氣流速 m/s 10.煙氣側(cè)對流放熱系數(shù) 查標(biāo)準(zhǔn)線算圖12得到W/(m2·) 0.93，,0.9，,0.93 W/(m2·) 11.煙氣壓力 0.1M

11、Pa 12.水蒸氣容積份額 查表2-9煙氣特性表得 13.三原子氣體和水蒸氣容積總份額 查表2-9煙氣特性表得 0.2024 14.三原子氣體輻射減弱系數(shù) 4.359 1/(m·MPa） 15.灰粒的輻射減弱系數(shù) =140.0361 1/(m·MPa） 16.煙氣質(zhì)量飛灰濃度 查表2-9煙氣特性表得 17.煙氣的輻射減弱系數(shù) 1/(m·MPa） 18.煙氣黑度 19.管壁灰污層溫度 20.煙氣側(cè)輻射放熱系數(shù) W/（·） 21.修正后的煙氣側(cè)放熱系數(shù) =4.834 W/（·） 22.煙氣側(cè)放熱系數(shù) 查附錄B-5 取=0.8 W/（·）

12、23.污染系數(shù) 為修正系數(shù)取1 及查附錄A-13得=18（·）/W =0.46 24.平均傳熱溫差 25.傳熱系數(shù) W/（·） 26.低溫省煤器對流吸熱量 27.計(jì)算誤差<10 28 低溫省煤器性能保證 低溫省煤器出口水溫度與高溫省煤器進(jìn)口水溫度差值小于正負(fù)10 圖 2-2第三章 低溫省煤器3.1 低溫省煤器基本尺寸匯總 表1序號(hào)名稱符號(hào)單位公式結(jié)果1布置 錯(cuò)列 逆流 雙面進(jìn)水 雙層管圈2管子尺寸dmm 給定3243橫向節(jié)距mm 給定904橫向節(jié)距比 2.815縱向節(jié)距 mm 給定 486縱向節(jié)距比 1.507橫向排數(shù) 給定628縱向排數(shù) 給定32

13、9受熱面積 765.5110煙氣流通面積 14.4611水流通面積0.11212煙氣有效輻射厚度sm（注：d單位為m）0.12613管束前及管束間氣室深度m 給定1.414管束深度m 給定1.443.2 低溫省煤器熱力計(jì)算匯總表2序號(hào)名稱符號(hào)單位公式結(jié)果1進(jìn)口煙氣溫度 高溫空氣預(yù)熱器出口煙溫3662進(jìn)口煙氣焓 kJ/kg 高溫空氣預(yù)熱器出口煙氣焓4561.133出口煙氣溫度 給定3154出口煙氣焓 查焓溫表 3898.645低溫省煤器對流吸熱量kJ/kg 666.8616進(jìn)口給水溫度給定2157進(jìn)口給水焓kJ/kg附錄B-6,B-7按入口壓力p=11.57MPa992.78出口水焓kJ/kg1

14、073.39出口水溫度查附錄B6，B7,按出口壓力p= 11.20Mpa230.4910煙氣流速 m/s9.71211煙氣側(cè)對流放熱系數(shù) W/m2·查標(biāo)準(zhǔn)線算圖1259.15912煙氣有效輻射層厚度s m查表1低溫省煤器結(jié)構(gòu)0.12613 煙氣壓力pMPa給定0.114水蒸氣容積份額查表2-9煙氣特性表0.0739815三原子氣體和水蒸氣容積總份額r查表2-9煙氣特性表0.202416三原子氣體輻射減弱系數(shù) 1/m·MPa 4.39517灰粒的輻射減弱系數(shù) 1/m·MPa140.036118煙氣質(zhì)量飛灰濃度 查表2-9煙氣特性表0.02119煙氣的輻射減弱系數(shù) R

15、1/m·MPa 3.83020煙氣黑度 a 0.04721管壁灰污層溫度247.7522煙氣側(cè)輻射放熱系數(shù)W/m2·3.57223修正后的煙氣側(cè)輻射放熱系數(shù)W/m2·4.83424煙氣側(cè)放熱系數(shù) W/m2·（其中為利用系數(shù)查附錄B-5得=0.8）51.194425污染系數(shù) 8.2826平均傳熱溫差116.5727傳熱系數(shù)s 0.1228低溫省煤器對流吸熱量kJ/kg5.2329器進(jìn)口水溫查表4-13高溫省煤器的熱力計(jì)算234.0830計(jì)算誤差3.6 第四章 結(jié)束語 在拿到了自己的鍋爐課程設(shè)計(jì)的題目的時(shí)候，我就開始看書，開始進(jìn)行鍋爐設(shè)計(jì)，感覺對于整個(gè)過程設(shè)

16、計(jì)比較迷茫，是按課本的模版進(jìn)行設(shè)計(jì)的，大部分?jǐn)?shù)據(jù)都是參考書本上的。但是由于煤種的不同，所以到了進(jìn)行校核數(shù)據(jù)時(shí)總會(huì)發(fā)現(xiàn)誤差有時(shí)候比較大，我就只能修改表中能修改的數(shù)據(jù)，來減少誤差。為了減少盲目性，我將課本看了一遍又一遍，甚至還把鍋爐原理的相關(guān)章節(jié)也看了一遍，力求明白整個(gè)設(shè)計(jì)的原理，這樣對于修改誤差就有比較大的幫助，提高了整個(gè)鍋爐設(shè)計(jì)的效率。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，發(fā)現(xiàn)如果緊靠個(gè)人的力量是很難完成的。因?yàn)樵谡麄€(gè)設(shè)計(jì)過程，出現(xiàn)了問題，這時(shí)就應(yīng)該問問老師，問問同學(xué)。如果不問的話，你可能會(huì)花費(fèi)很多時(shí)間來解決這個(gè)問題，這在本來時(shí)間就不多的短學(xué)期上又加重了自己的負(fù)擔(dān)。通過本次課程設(shè)計(jì)，我明白了很多關(guān)于鍋爐課程設(shè)計(jì)的知識(shí)，這為我將來工作提供了幫助。我明白了，在整個(gè)鍋爐設(shè)計(jì)中，進(jìn)行熱量分配是很重要的，你投入一定數(shù)量一定種類的煤時(shí)，你輸入爐膛的熱量就已經(jīng)確定了，所以如果爐膛吸熱量過多將導(dǎo)致后面的吸熱器的吸熱量減少，影響電廠的正常運(yùn)行。所以如果熱量分配得當(dāng)，在整