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表3-16 空气预热器结构计算
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 名称 管子规格 横向节距 纵向节距 横向相对节距 纵向相对节距 横向管排数 纵向管排数 管子根数 烟道宽度 烟道深度 管箱距离 管箱高度 受热面积 空气流通面 烟气流通面积 符号 d 单位 mm 计算公式来源 给定 给定 设定 设定 数值 40 1.5 60 40 1.5 1 63 56 3528 4.26 2.28 75 3 2560.30 4.77 3.793 ? s1 s2 ?1 mm mm mm — — — — — ?2 Z1 Z2 n a b e l H Fk s1/d s2/d 设定 设定 m m mm m Z1Z2 设定 [(Z2-1) s2+2×40]/1000 设定 设定 Fy m2 m2 m2 ?dpjnl×2 (a-Z1d-2e)l ?dn2n/4 3.8.2空气预热器传热计算
空气预热器传热计算见表3-17。
表3-17 空气预热器传热计算
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 名称 入口烟温 入口烟焓 空气入口温度 空气入口焓 空气出口温度 空气出口焓 空气平均温度 空气平均焓 出口过量空气系数 符号 单位 计算公式或来源 见表 3-15 见表 3-15 给定 查表3-6 给定 查表3-6 (t?+t??)/2 (i?+i??)/2 数值 283.78 2052.46 20 100.38 200 1010.21 110 555.295 1.1 1014.46 1048.54 144.42 214.1 5.027 ℃ ?? I? kJ/kg t? i? t?? i?? t ℃ kJ/kg ℃ kJ/kg ℃ kJ/kg — kJ/kg kJ/kg ℃ ℃ m3/kg - 31 -
i ?? ?kyQk ?l?????l???jl ??+??/2) (i??-i?) (?kyI?-Qk/?+??i 查表 3-6 （??+???）/2 见表3-5 (?=1.25) \10 空气吸热量 11 12 13 14 烟气出口焓 烟气出口温度 平均烟温 烟气容积 I?? ??? ? VyD xxxx学院本科毕业设计说明书
15 16 17 18 19 20 烟气密度 飞灰浓度 烟气流速 相对管长 水蒸气容积份额 烟气侧对流放热系数 空气流速 ?y kg/m3 kg/m3 见表3-5 (?=1.25) 见表3-5 (?=1.25) DBDjVy(?+273)/(273Fy) \\1.3278 0.05106 10.56 64.865 0.0869 34.08 ?fh wy l/dn m/s — — w/(m2 ?℃l/dn 见表3-5 (?=1.25) 查《锅炉原理及计算》第三版图12-8 \rH2O ?y wk 21 m/s w/(m2 ?℃??+??/2) ×(?kyBVDjDy(t+273)/(273Fk) 5.26 63.08 0.79 17.26 83.78 124.42 102.764 180 139.36 0.5283 1.2916 0.94 96.60 1009.18 0.53 ±2 22 空气侧放热系数 ?k 查《锅炉原理及计算》第三版图12-7 查《锅炉原理及计算》第三版图12-9 23 利用系数 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 31 32 33 传热系数 入口温压 出口温压 逆流温压 大温降 小温降 参数 参数 温压修正系数 温压 传热量 误差 允许误差 ? K ?tx ?td ?tnl — w/(m2 ?℃??y?k/ (?y+?k) ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ — — — ℃ kJ/kg % — ??-t?? ???-t? (?td-?tx)/ln(?td/?tx) ?d t??-t? ?x P R ???-?? ?x/（??-t?） ?d/?x 查《锅炉原理及计算》第三版图12-4 ? ?t Q ??tnl K?tH/(1000BDj) │(Qk-Q)/Qk│×100% — e % 3.9热力计算结果汇总表
热力计算汇总见表3-18。
表3-18 热力计算汇总
序号 1 2 3 名称 烟气入口温度 烟出口温度 介质进口温度 符号 单位 炉膛 高温过热器 850 716.79 352.5 低温过热器 716.79 541.41 258.59 省煤器 541.41 283.78 118.24 空气预热器 283.78 144.42 20 ?? ℃ ℃ ℃ — 850 253.07 - 32 - ??? t? xxxx学院本科毕业设计说明书
4 5 6 7 8 9 10 11 介质出口温度 介质平均流速 烟气平均速 平均温压 传热系数 受热面积 附加受热面积 总传热量 t?? w ℃ 253.07 450 17.78 11.37 370.24 56.08 202.67 15.17 380.72 16.44 9.69 308.68 52.92 365.59 220.60 0.812 8.43 234.68 73.22 200 5.26 10.56 96.6 17.26 m/s ℃ w/(m2?℃— — — — — — wy m/s ?t K H H1 Q m2 m2 475.99 2560.30 — — — kJ/kg 7791.60 1114.86 1411.83 1933.58 1009.18 arQD??(Ql?Qgr1?Qgr2?Qsm)(1?12 锅炉热平衡 ?Q Q!arD=0.35%<0.5%，合格。 q4)100?100% 3.10本章小结
本章主要对整个锅炉的热力进行了计算。在辅助计算中对有脱硫工况是作了脱硫效率计算，空气平衡、燃烧产物特性及焓温计算，以及锅炉热平衡及燃料何石灰石消耗量计算。然后根据烟气走向对锅炉各个部分作了具体的结构设计和传热计算，包括炉膛结构特性及传热计算，高温过热器结构及传热计算，低温过热器结构及传热计算，省煤器和空气预热器的结构设计及传热计算。最后进行热力计算汇总和校核。
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第4章 强度计算
4.1锅筒强度校核计算
锅筒展开图和下降管接头图见图4-1和图4-2。
ⅠⅡⅢⅣⅠ
图4-1 锅筒展开图
图4-2 集中下降管接头图
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4.1.1筒体最大未加强孔直径计算
筒体最大未加强孔直径计算见表4-1。 表4-1 筒体最大未加强孔直径计算
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 名称 锅筒计算压力 锅筒绝对压力 饱和温度 锅筒计算壁温 基本许用应力 修正系数 许用应力 锅筒筒体壁厚 腐蚀减薄量 工艺减薄量 附加壁厚 锅筒筒体有效壁厚 锅筒内径 系数 符号 单位 MPa MPa ℃ ℃ MPa — MPa mm mm mm mm mm mm — — mm 计算公式及来源 给定 数值 4.202 4.302 253.07 253.07 124.39 1.0 124.39 42 0.5 3 3.5 38.5 1400 0.625 53900 200 P P? tbh P+0.1 查水蒸气性质表 tbj tbj=tbh 锅筒材料为20g，查《锅炉原理及计算》表19-2 查《锅炉原理及计算》表19-1 ???j ? ??? S C1 C2 ????j 设定 取用 查《锅炉原理及计算》表19-7 C C1+C2 Sy Dn S-C 给定 k — PDn/(2?σ??P)Sy 1400×38.5 查《锅炉原理及计算》图19-15 DnSy 最大未加强孔直径 ?d? 4.1.2孔加强的计算
孔的加强计算见表4-2。
表4-2 孔的加强计算
序号 1 2 名称 管接头焊脚高度 焊缝面积 符号 单位 mm 计算公式及来源 设定 数值 25 1250 e F1 mm2 2e2 - 35 -