电站锅炉原理课程设计
4.2热平衡及燃料消耗量计算
锅炉热平衡及燃料消耗量计算，如表4?4所示。
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 名 称 燃料带入热量 排烟温度 排烟焓 冷空气温度 理论冷空气焓 机械不完全燃烧热损失 化学不完全燃烧热损失 排烟热损失 散热损失 灰渣物理热损失 保热系数 锅炉总热损失 锅炉热效率 过热蒸汽焓 给水焓 过热蒸汽流量 锅炉有效利用热 实际燃料消耗量 计算燃料消耗量 符号 Qr θpy Hpy tlk Hlk Q4 Q3 Q2 Q5 Q6 φ Σq ηgl H″gr hgs Dgr Qgl B Bj 单位 kJ/kg 0计算公式或数据来源 假定 查焓温表1—3 给定 查焓温表1—3 取用 取用 查图1—15 Ay 11 电站锅炉原理课程设计 第五章：炉膛设计和热力计算 5.1炉膛结构设计 炉膛结构设计列表5?1 序号 名 称 符号 单位 计算公式或数据来源 数值 （一）炉膛尺寸确定 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 炉膛容积热强度 炉膛容积 炉膛截面热强度 炉膛截面积 炉膛截面宽深比 炉膛宽度 炉膛深度 冷灰斗倾角 冷灰斗出口尺寸 冷灰斗容积 折烟角长度 折烟角上倾角 折烟角下倾角 炉膛出口烟气流速 炉膛出口烟气温度 炉膛出口通流面积 qV V1 qF Al a/b a b θ Vdh lz θ θ wy θ″l Ach W/m m W/m m m m m m m m/s oC M2 32233按表1—11选取 BQdw/3.6qv 按表1---12选取 BQdw/3.6qF 按a/b=1∽1.2选取 选取a值使a/b=1—1.2 A1/a 按θ≥50o选取 按0.6—1.4选取 按结构尺寸计算 按=1/3b选取 按θ上=20o--45o选取 按θ下=20o--30o选取 选取 按表1--20选取 BjVy/(3600wy+*(+273)/273 θlyy150000 1166.58 2500000 70.017 1.05 8.57 8.17 50 1.2 123.5 2.72 45 30 6 1150 ″55.624 17 18 19 炉膛出口高度 水平烟道烟气流速 水平烟道高度 hch wsy hsy m m/s m Ach/a 选取 按BjVy/3600wyaθ″6.49 10 3.89 +273/273=6.4选取 20 21 折焰角高度 炉顶容积 hzy Vld m m3 按hqp-hsy-lz=1.0选取 按图1-5中A1和A2计算 1.24 359.187 12 电站锅炉原理课程设计 22 炉膛主体高度 hlt m (Vl-Vld-Vhd)/Al 12.16 （二）水冷壁 1 前后墙水冷壁回路个数 z1 个 10/2.5=4(按每个回路加热宽度≤2.5选取 2 左右侧墙水冷壁回路个数 z2 个 10/2.5=4(按每个回路加热宽度≤2.5 3 4 5 6 管径及壁厚 管子节距 前后墙管子根数 左右侧墙管子数 d*δ S n1 n2 mm mm 根 根 按2--13选取 按s/d=1.3—1.34选取 按a/s+1=122.8选取 按b/s+1=116.1选取 42*4 56 154 146 3 3 5.2燃烧器的设计 燃烧器结构尺寸计算列于表5?2 序号 1 2 4 5 7 8 10 11 12 14 15 16 17 18 19 名 称 一次风速 二次风速 一次风率 二次风率 一次风温 二次风温 燃烧器数量 一次风口面积 二次风口面积 燃烧器假想切圆直径 燃烧器矩形对角线长度 特性比值 特性比值 燃烧器喷口宽度 一次风喷口高度 二次风喷口高度 20 燃烧器高度 符号 w1 w2 r1 r2 t1 t2 Z A1 A2 d j 2l j hr / br hr/ br b r h1 h2 h r 单位 m / s m / s % % ℃ ℃ 个 m m Mm Mm Mm Mm Mm Mm 22计算公式或数据来源 按表2-16选取 按表2-16选取 按表2-15选取 按表2-15选取 trk -10 四角布置 按表2-17选取 初步选定 由式（2-7）确定 结构设计时定为br= 420 A1 / b A2 / br 按A1、A2 、A3 的要求，画出燃烧器喷口结构尺寸图数值 30 40 30 70 290 380 4 0.1015 0.029 500 11840 3 40.83 290 350 100 2604 13 电站锅炉原理课程设计 （5-3），得 hr;核算hr / br = 13.46,接近原选定值，不必重算 21 最下一排燃烧器的下边距冷灰斗上沿的距离 22 条件火炬长度 l hy M l hy的计算结果符合表2-19的规定，而且上排燃烧器中心线到前屏下边缘高度大于8米，所以炉膛高度设计合理 14.52 l M 按 l = (4～5)br选取 1.45 5.3炉膛结构尺寸计算 根据炉膛的结构尺寸，计算炉膛结构尺寸数据，列于表5?3中。 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 名 称 侧墙面积 前墙面积 后墙面积 炉膛出口烟窗面积 炉顶包覆面积 燃烧器面积 前后墙侧水冷壁角系数 炉顶角系数 符号 A1 A2 A3 A4 Ac Aq Ah Ach Ald Ar x x ld 2单位 m m m m m m m m m m 222222222计算公式或数据来源 据图1-3 据图1-3 据图1-3， 据图1-3， A1 + A2 + A3 + A4 据图1-3， 据图 据图1-3， 据图1-3， 据图1-3， 数值 24.9865 10.69 79.80 13.3692 128.8457 216.943 154.003 69.33 32.9945 6.844 1.0 0.95 按膜式水冷壁选取 查附录三图I（a ）4，s / d = 45 / 38=1.184, e =0 13 14 炉膛出口烟窗处角系数 整个炉膛的平均角系数 xch x 选取 (2Acx + Aqx + Ahx + Ach xch + Ald xld +Aqpxqp ) / (2Ac + Aq Ah + Ach +Ald +Aqp ) 1.0 0.02 15 炉膛自由容积的水冷壁面积 Azy m 2Aq+Ah+2(Ac-0.5Ar-0.51052.45Apq,c724.119 )+ch+ (Ald - Apq ,ld) 14 电站锅炉原理课程设计 16 17 18 19 20 21 22 23 炉膛容积 炉膛的自由容积 自由容积辐射层有效厚度 炉膛的辐射层有效厚度 燃烧器中心线的高度 炉膛高度 燃烧器相对高度 火焰中心相对高度 Vl Vzy Syz S hr Hl m m m m m m 33Ac a Vl - Vp 3.6Vzy / Azy 据图1-3 据图1-3 hr / Hl hr / Hl + △x ,△x按附录二表Ⅲ查得等于 1104.2076 1166.5817 5.8 5.48 4.83 15.5987 0.3096 0.4096 hr /Hl xl 5.4炉膛热力计算 炉膛的热力计算结果列于表5-4中 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 名 称 热空气温度 理论热空气焓 炉膛漏风系数 制粉系统漏风系数 冷空气温度 理论冷空气焓 符 号 tlk Hrk Δal Δazf Tlk Hlko o单位 ℃ KJ/kg ℃ kJ/kg 计算公式或数据来源 给定 由空气平衡表4-1知 选用 给定 查焓温表4-3 al\Δal + Δazf ) βky\rk + (Δal+Δazf )Hlk Qr +Qk 根据Q查焓温表4-3 假定 查焓温表4-3 (Ql - Hl\l\数 值 390 3056.7968 0.05 0.1 5 38.345 1.23 3765.6141 23745.6141 2000 1100 12680.8103 12.29 空气预热器出口过量空气系数 βky″ 空气带入炉內热量 1kg燃料带入炉內热量 理论燃烧温度 炉膛出口烟温 炉膛出口烟焓 烟气的平均热容量 Qk Ql Qa θl″ Hl″ Vcpj kJ/kg kJ/kg ℃ ℃ kJ/kg kJ/(kg ℃) 14 15 16 17 水蒸汽容积份额 三原子气体容积份额 三原子气体分压力 pn与S的乘积 rH2O rn pn PnS Mpa m.Mpa 查烟气特性表4-2 查烟气特性表4-2 prn(p为炉膛压力，0.098MPa) PnS 0.0835 0.1425 0.014 0.077 15