1、 课程设计说明书 题目名称： 电厂锅炉课程设计 系 部 电力工程系 专业班级： 热动 13-2 学生姓名： 学 号 : 20132312 指导教师： 崔 祖 涛 完成日期： 2015 年 7 月 1 日 新疆工程学院 课程设计评定意见 设计题目 电厂锅炉课程设计 系 部 _ 电力工程系 _ _ 专业班级 热动 13-2 学生姓名 _ _ 学生学号 2013231 评定意见： 评定成绩： 指导教师（签名）： 年 月 新疆工程学院 电力工程 系 (部 )课程设计任 务书 2015 学年 2 学期 2015 年 6 月 19 日 专业 热能动力设备与应用 班级 2 课程名称 电厂锅炉 设计题目 电厂
2、锅炉课程设计 指导教师 崔祖涛 起止时间 2015.6.19-7.1 周数 2 设计地点 C413 设计目的： 通过设计加深巩固热力发电厂所学的理论知识，了解发电厂热 力计算的一般步骤， 掌握热力系统的能量平衡、 质量平衡和热经济性 指标的计算， 并考虑不同辅助成分引入回热系统对机组热经济性的影 响，以期达到通过课程设计进一步了解发电厂的系统和设备的目的。 具体要求就是按给定的 设计条件， 选取有关参数， 求出给定的热力系 统额定工况时各部分的汽水流量和各项热经济指标。 设计任务或主要技术指标： （一） 已知条件 煤 种 为 开 滦 烟 煤 ， 煤 中 各 收 到 基 成 分 为%8.0%,1
3、.1%,3.6%,3.4%,2.58%,1.28%,2.1 ararararararar SNOHCAM ，其收到基低位发热量为 22825 kgkJ/ ，干燥无灰基 %9dafV ，空气干燥基 %1adM ， BTH 法可磨性系数为 1。 主要参考书及参考资料： 1 周菊华 .锅炉设备（第 2 版） . 北京：中国电力出版社 ,2006. 2 张永涛 .锅炉设备及系统 . 北京：中国电力出版社 ,2006. 3 容銮恩，袁镇福 .电站锅炉原理 .北京：中国电力出版社， 1997 设计进度与要求： 1.布置任务，查阅资料半天 2.汽轮机单级热力计算及画图，编制课程设计说明书 10 天 3.课程
4、设计答辩半天 4.本课程设计一律要求用 A4 教研室主任（签名） 系（部）主任（签名） 电厂锅炉简介 . 1 锅炉设备 . 1 锅炉本体设备锅内设备 . 1 锅炉本体炉内设备 . 2 第 1 章 辅助计算 . 3 1.1 燃料特性 . 3 1.2 锅炉的空气量计算 . 3 1.3 燃料燃烧计算 . 4 1.4 烟气特性计算 . 5 1.5 烟气焓的计算 . 6 1.6 锅炉热平衡及燃料消耗量计算 . 8 第 2 章 炉膛热力计算 . 11 2.1 炉膛校核热力计算步骤 . 11 2.1.1 炉膛结构数据 . 11 2.1.2 炉膛校核热力计算 . 14 2.2 炉膛顶部辐射受热面及工质焓增的计
5、算 . 16 第 3 章 对流受热面的热力计算 . 18 3.1 对流受热面的计算方法 . 18 3.2 对流受热面的计算步骤 . 18 3.3 屏式过热器热力计算 . 18 3.3.1 屏式过热器的结构数据 . 18 3.3.2 屏的热力计算 . 20 结论 . 25 参考文献 . 26 电厂锅炉课程设计 1 电厂锅炉简介 锅炉设备 锅炉本体设备锅内设备 位置：悬吊在炉膛前墙顶部的炉外大梁上，进口连接省煤器来水管和水冷壁汽水混合物引出管，出口连接下降管和顶棚过热器管。 2、下降管 概念：下降管是水冷壁的供水管，它是蒸发设备的组成部件。 作用：把汽包中的水连续不断地送往水冷壁，以维持正常的水循
6、环。 结构：分为小直径分散下降管和大直径集中下 降管。 位置：布置在炉膛前墙外，进口连接汽包，出口连接水冷壁下联箱。 3、水冷壁 概念：是指敷设在炉膛四周（或炉膛中间）由多根并联管组成的蒸发受热面部件，它是锅炉蒸发设备中的唯一受热面。 作用：吸收炉膛火焰辐射热，使工质由水变成汽水混合物；降低烟气温度，防止炉膛结渣；保护炉墙，简化炉膛结构，减轻炉墙重量。 结构：由进出口联箱管子组成，主要型式有光管式、销钉式和膜式水冷壁。 位置：垂直地布置在炉膛四围（或炉膛中间），进口连接下降管或省煤器，出口连接汽包或过热器。 4、过热器 概念：过热器是饱和蒸汽加热或为具有 一定温度的过热蒸汽的受热面部件。 作用
7、：提高电厂循环热效率；降低汽轮机排气湿度，减轻末级叶片的浸蚀。 位置：布置在炉膛上部、炉膛出口处、炉顶、水平烟道内和竖井烟道内。进口连接汽包或水冷壁，出口连接主蒸汽管。 结构：由进口处联箱和并列管排组成，分为：高、低温过热器（对流式）；前屏、壁式过热器（辐射式）；后屏过热器（半辐射式）；顶棚过热器、包覆管过热器。 5、再热器 概念：再热器是将汽轮机高压缸（或中压缸）排气重新加热到一定温度的再热蒸汽的受热面部件。 作用：提高电厂的循环热效率；降低汽轮机末级叶片的蒸汽湿度。 结构：由进出口联箱和并列管排组成，可分为高、低温再热器、后屏再热器、壁式再热电厂锅炉课程设计 2 器。低温再热器的进口联箱上
8、有事故喷水装置。 位置：布置在水平烟道、竖井烟道内以及炉膛上部，进口连接汽轮机的高压缸（或中压缸）排气管，出口连接中压缸（或低压缸）进气管。 6、省煤器 概念：省煤器是利用锅炉尾部烟气的热量加热锅炉给水的热交换器。 作用：降低锅炉排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料量；省煤器管材料代替部分水冷壁管材，降低了锅炉造价；对汽包锅炉而言，改善了汽包的工作条件。 结构：由进出口联箱和并联蛇形管组成，蛇形管排分为单管圈 和多管圈。出口管常用来悬吊低温再热器或低温过热器官。 锅炉本体炉内设备 3、点火装置 概念：点火装置是点燃主燃器煤粉气流的装置，它是锅炉的燃烧设备。 作用：锅炉启动时点燃主燃烧器的煤粉气流；
9、低负荷运行或燃烧不稳定时用于稳定燃烧。 结构：多采用燃料油的点火装置，由电点火器、电火油枪、火焰检测器、进退机构和升压电源组成。 位置：布置在主燃烧器里面或侧面，进口连接电点火器和电火油枪，出口进入炉膛。 4、空气预热器 概念：空气预热器是利用锅炉尾部烟气的热量加热燃料燃烧所需空气的热交换器。 作用：降低排烟温度，提高锅 炉效率；改善燃料的着火条件和燃烧过程；节约蒸发受热面金属，降低锅炉造价。 结构：常用管式（传热式）和回转式（蓄热式）空气预热器。受热面为钢管或波形板，此外有连接的风道和密封装置等。 位置：布置在尾部烟道内，分单级与双级布置。进口连接送风机，出口热风进入二次风箱、一次风箱和磨粉
10、机 电厂锅炉课程设计 3 第 1 章 辅助计算 1.1 燃料特性 燃料名称：其收到基成分见表 2-1。 表 2-1 煤的收到基成分 元素成分（ %） 收到基低位发热量 netar，Q(kJ/kg) 干燥无灰基挥发分dafV （ %） 空气干燥基水分adM （ %） BTH 法可磨性系数kmK 灰熔点 水分 灰分 碳 氢 氧 氮 硫 变形温度 DT ( ) 软化温度 ST ( ) 熔化温度 FT ( ) arM arA arC arH arO arN arS 17 16.6 49.6 3.2 11.6 0.7 1.3 19690 41 10 1.4 1500 1500 1.2 锅炉的空气量计算
11、在负压下工作的锅炉机组，炉外的冷空气不断漏入炉膛和烟道内，致使炉膛和烟道各处的空气量、烟气量、温度和焓值相应的发生变化。 对于炉膛和烟道各处实际空气量的计算称为锅炉的空气平衡量、在锅炉热力计算中，常用过量空气系数来说明炉膛和烟道的实际空气量。 锅炉的空气量平衡表见表 2-2。 表 2-2 漏风系数和过量空气系数 序号 名称 漏风系数 符号 出口过量空气系数 符号 结果 1 制粉系统 0.1 zf - - 2 炉膛 0.05 l l 1.20 3 屏、凝渣管 0 pn pn 1.20 电厂锅炉课程设计 4 4 高温过热器 0.025 gg gg 1.225 续表 序号 名称 漏风系数 符号 出口
12、过量空气系数 符号 结果 5 低温过热器 0.025 dg dg 1.25 6 高温省煤器 0.02 ss ss 1.27 7 高温空气预热器 0.05 sk sk 1.32 8 低温省煤器 0.02 xs xs 1.34 9 低温空气预热器 0.05 xk xk 1.39 1.3 燃料燃烧计算 燃料燃烧计算以单位质量（或体积）的燃量为基础。燃料燃烧计算包括：燃烧计算、烟气特性计算和烟气焓计算。 燃烧计算 燃烧计算需计算出：理论空气量、理论氮体积、 2RO 容积、理论干烟气容积、理论水蒸气容积等，具体计算见表 2-3。 表 2-3 燃烧计算表 序号 项目名称 符号 单位 （标准状况下） 计算公
13、式及数据 结果 1 理论空气量 0V kg/m3 arararar 0 3 3 3.0-2 6 5.03 7 5.00 8 8 9.0 OHSC ）（ 4.91 2 理论氮体积 02NV kg/m3 0ar 79.01008.0 VN 3.885 3 2RO 容积 2ROV kg/m3 1007.0100866.1 arar SC 0.934 4 理论干烟气体积 0gyV kg/m3 220 RON VV 4.819 5 理论水蒸气体积 02OHVkg/m3 ）（ kg/kg01.061.110024.11001.11 0arar kk dVdMH0.645 6 飞灰份额 fh 查附录表 1
14、5.801 电厂锅炉课程设计 5 1.4 烟气特性计算 烟气特性计算需要计算出：各受热面的烟道平均过量空气系数、干烟气容积、水蒸气容积、烟气总体积、 2RO 容积份额、水蒸气容积份额、三原子气体和水蒸气容积 总份额、容积飞灰浓度、烟气质量、质量飞灰浓度等，具体计算见表 2-4。 表 2-4 烟气特性表 序号 项目名称 符号 单位 炉膛，屏 ， 凝渣管 高过 低过 高温省煤器 高温空预器 低温省煤器 低温空预器 1 受热面出口空气系数 1.20 1.225 1.25 1.27 1.32 1.34 1.39 2 烟道平均过量空气 系数 pj 1.20 1.2125 1.2313 1.251 1.2
15、85 1.3125 1.3513 3 干烟气容积 0pj0gy )1( VV gyV kg/m3 5.8011 5.8624 5.9547 6.0495 6.2199 6.3539 6.5440 4 水蒸气容积 0pj0 )1(01 6 1.02 VV OH OHV2 kg/m3 0.6609 0.6619 0.6634 0.6649 0.6677 0.6698 0.6729 5 烟气总体积 OHVV 2gy yV kg/m3 6.4620 6.5243 6.6181 6.7144 6.8876 7.0237 7.2169 6 2RO 容积份额 y/2 VVRO 2ROr 0.1446 0.1
16、432 0.1412 0.1392 0.1357 0.1331 0.1295 7 水蒸气容积份额 y/2 VV OH OHr2 0.1023 0.1015 0.1002 0.0990 0.0969 0.0954 0.0932 8 三原子气体和水蒸气 容积总份额 OHRO rr 22 r 0.2469 0.2447 0.2414 0.2382 0.2326 0.2285 0.2227 续表 序号 项目名称 符号 单位 炉膛，屏凝渣管 高过 低过 高温省煤器 高温空预器 低温省煤器 低温空预器 电厂锅炉课程设计 6 9 容积飞灰浓度 yfhar /10 VA v 3m/g 24.404 24.17
17、1 23.828 23.486 22.896 22.452 21.852 10 烟气质量 0pjar 306.1100-1 VA ym kg/kg 8.528 8.609 8.729 8.853 9.075 9.251 9.499 11 质量飞灰浓度 ）（ yarfh 100/ mA ykg/kg 0.0183 0.0184 0.0186 0.0175 0.173 0.0173 0.0174 注：烟道平均过量空气系数，指该受热面进出口过量空气系数的算术平均值。 1.5 烟气焓的计算 烟气焓的计算需分别计算出炉膛、屏式过热器、高温过热器、低温过热器、高温省煤器、 高温空气预热器、低温省煤器、低温
18、空气预热器等所在烟气区域的烟气在不同温度下的焓，并列成表格作为温焓表。 对在锅炉受热面的各个部位的蒸汽或者空气的焓值进行计算，列成表格，作为温焓表。 具体计算见表 2-5，表 2-6，表 2-7。 表 2-5 烟气焓温表（用于炉膛、屏式过热器、高温过热器的计算） 续表 烟气或空气 温度 （） 理论烟气 焓 0yh (kJ/kg) 理论空气焓 k00k ）（ cVh (kJ/kg) 炉膛、屏、凝渣管 高温过热器 20.1 225.1 yh yh 700 4246.89 6261.25 7513.49 7670.03 800 4941.56 7226.37 8671.64 8852.30 OHOHNNRORO cVcVcVh 222222 )()()( 000y k00ky )(1- cVhh ）（ 烟气或空气 温度 （） 理论烟气焓 0yh (kJ/kg) 理论空气焓 k00k ）（ cVh (kJ/kg) 炉膛、屏、凝渣管 高温过热器 20.1 225.1 yh yh 400 2272.7 3467.26 4160.71 4247.39 500 2916.54 4378.56 5254.27 5363.74 600 4246.9 5310.34 6372.40 6505.16
