锅炉课程设计
目录
1任务书 ........................................................................................................................... 3
1.1设计题目 ............................................................................................................ 3 1.2原始资料 ............................................................................................................ 3 1.3课程设计要完成的工作 .................................................................................... 3 2煤的元素分析数据校核及煤种判别 ........................................................................... 4
2.1煤的元素各成分之和为100%的校核 .............................................................. 4 2.2元素分析数据校核 ............................................................................................ 4 2.3煤种分析 ............................................................................................................ 5 3锅炉整体布置的确定 ................................................................................................... 5
3.1锅炉整体的外型—选?形布置 ........................................................................ 5
3.2受热面的布置 .................................................................................................... 5 3.3锅炉汽水系统 .................................................................................................... 6 4 燃烧产物和锅炉热平衡计算 .................................................................................... 6
4.1燃烧产物计算 .................................................................................................... 6 4.2 热平衡及燃料消耗量计算 ............................................................................... 9 5 炉膛设计和热力计算 .............................................................................................. 10
5.1 炉膛结构设计（带前屏过热器） ................................................................. 10 5.2 燃烧器的设置 ................................................................................................. 12 5.3 炉膛和前屏过热器结构尺寸计算 ................................................................. 13 5.4 炉膛热力计算 ................................................................................................. 14 6 后屏过热器热力计算 ................................................................................................ 17
6.1后屏过热器结构尺寸计算 .............................................................................. 17 6.2 后屏过热器热力计算 ................................................................................... 18 7对流过热器设计和热力计算 ..................................................................................... 20
7.1对流过热器结构设计 ...................................................................................... 20 8 高温再热器设计和热力计算 .................................................................................... 23
8.1 高温再热器结构设计 ..................................................................................... 23 8.2 高温再热器结构尺寸计算 ............................................................................. 24 8.3 高温再热器热力计算 ..................................................................................... 24 9 第一、二、三转向室及低温再热器引出管的热力计算 ........................................ 26
9.1 第一、二、三转向室及低温再热器引出管结构尺寸计算 ......................... 26 10 低温再热器热力计算 .............................................................................................. 32
1 / 50
锅炉课程设计
10.1低温再热器结构尺寸及热力计算 ................................................................ 32 11 旁路省煤器热力计算 .............................................................................................. 34
11.1旁路省煤器结构尺寸计算 ............................................................................ 34 11.2旁路省煤器热力计算 .................................................................................... 35 12 减温水量校核 .......................................................................................................... 37 13主省煤器设计和热力计算 ....................................................................................... 37
13.1 主省煤器结构设计 ....................................................................................... 37 13.2主省煤器结构尺寸计算 ................................................................................ 38 13.3主省煤器热力计算 ........................................................................................ 39 14 空气预热器热力计算 .............................................................................................. 40
14.1空气预热器结构尺寸 .................................................................................... 40 14.2 空气预热器热力计算 ................................................................................... 41 15 热力计算数据的修正和计算结果汇总 .................................................................. 42
15.1 热力计算数据的修正 ................................................................................... 42 15.2 排烟温度校核 ............................................................................................... 43 15.3热空气温度校核 ............................................................................................ 43 15.4热平衡计算误差校核 .................................................................................... 43 16锅炉设计说明书 ....................................................................................................... 44
16.1 设计参数及煤种 ........................................................................................... 44 16.2 锅炉总体概况 ............................................................................................... 44 16.3 水冷系统 ....................................................................................................... 45 16.4 燃烧器 ........................................................................................................... 46 16.5 过热器 ........................................................................................................... 46 16.6 再热器 ........................................................................................................... 46 16.7 省煤器 ........................................................................................................... 47 16.8 回转式空气预热器 ....................................................................................... 47 16.9 锅炉构架及平台布置 ................................................................................... 48 16.10 炉墙密封 ..................................................................................................... 48 16.11 运行工况与汽温调节 ................................................................................. 49 16.12再热器的旁路保护 ...................................................................................... 49 17参考文献 ................................................................................................................... 50
2 / 50
锅炉课程设计
1任务书
1.1设计题目
440t/h再热煤粉锅炉设计
1.2原始资料
1. 锅炉最大连续蒸发量D1 =440t/h 2. 再热蒸汽流量D2 =360t/h 3. 给水温度tgs =245℃
4. 给水压力 pgs =15.7MPa（表压） 5. 过热蒸汽温度t1 =540℃
6. 过热蒸汽压力p1=13.7MPa（表压）
?=315.8℃ 7. 再热蒸汽进入锅炉机组时温度t28. 再热蒸汽离开锅炉机组时的温度t2??=540℃
9. 再热蒸汽进入锅炉机组时的压力p2?=2.715MPa（表压） 10.再热蒸汽离开锅炉机组时压力p??2=2.575MPa（表压） 11.周围环境温度tlk=20℃ 12.燃料特性
（1）煤的收到基成分（%）：
Car=51.84 ；Har=3.10；Oar=3.85；Nar=1.06；Sar= 1.95；Aar=30.10；Mar=8.10 （2）煤的干燥无灰基挥发分（%）：Vdaf=12.67 （3）煤的低位发热量(KJ/Kg)：Qar,net= 20180 （4）灰熔点：t1、t2、t3>1500℃
13. 制粉系统：中间贮仓式，筒式钢球磨煤机 汽包工作压力：15.3MPa（表压）
1.3课程设计要完成的工作
1. 校核煤的元素分析数据和判别煤种；
2. 确定锅炉整体布置，并绘制锅炉结构简图和汽水系统流程图； 3. 锅炉炉膛及主要受热面的结构设计（包括各部件结构尺寸简图）； 4. 额定负荷下锅炉的热力计算；
5. 绘制锅炉总图（纵剖面图，在总图中必须示出锅炉的主要部分，包括水冷壁系统、过热器、再热器、省煤器、空气预热器、炉膛、燃烧装置、构架及平台扶梯、
3 / 50
锅炉课程设计
炉墙主要附件及管制件、锅炉各部件连接的管道等。图上必须注明各部件的主要尺寸，整个锅炉的主要尺寸，锅炉主要部件的相对位置尺寸）； 6. 编写课程设计说明书
2煤的元素分析数据校核及煤种判别
2.1煤的元素各成分之和为100%的校核
Car+Ha+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=51.84+3.10+3.85+1.06+1.95+30.10+8.10=100
2.2元素分析数据校核
1.干燥无灰基元素成分计算
干燥无灰基元素成分与应用基元素成分之间的换算因子为：
Kr=100/(100-Mar-Aar)=100/(100-30.1-8.1)=1.618
即干燥无灰基元素成分应为(%)
Cdaf=51.84×1.618=83.877 Hdaf=3.1×1.618=5.016 Odaf=3.85×1.618=6.229 Ndaf=1.06×1.618=1.715 Sdaf=1.95×1.618=3.155
2.干燥基灰分计算
Ad=100×Aar/(100-Mar)=100×30.1%/(100-8.1)=32.8% 3.干燥无灰基低位发热量(实验值)计算
Qdw=(Qar.net+25Mar)Kr=(20180+25×8.1) ×1.618=32981KJ/Kg
4.干燥无灰基低位发热量(们德雷也夫公式计算值)计算
Qdw’=339Cdaf+1030Hdaf-109(Odaf-Sdaf)
=339×83.877+1030×5.106-109×(6.229-3.155) =28434.3+5259.2-334,6 =33358.9 KJ/Kg
Qdw’- Qdw=33358.9-32981=377.9 KJ/Kg<800 KJ/Kg 故：元素分析是正确的。
4 / 50
锅炉课程设计
2.3煤种分析
1.煤种判别
由燃料特性得知Vdaf=12.67%，Qar.net=20180 KJ/Kg,所以属于贫煤。 2.折算成分计算
Aar.zs=100%×4187Aar/Qar.net=100%×4178×/20180=6.245% Mar.zs=100%×4187Mar/Qar.net=100%×4178×/20180=1.681% Sar.zs=100%×4187Sar/Qar.net=100%×4178×/20180=0.405%
有：Aar.zs=6.245%>4%, Sar.zs=0.405%>0.2%，属于高灰分，高硫粉，低水分贫煤。
3锅炉整体布置的确定
3.1锅炉整体的外型—选?形布置
选择?形布置的理由如下：
(1).锅炉排烟口在下方，送、引风机及除尘器等设备均可布置在地面，锅炉结构和.厂房较低，烟囱也可以建筑在地面上；
(2).在对流竖井中，烟气下行流动，便于清灰，具有自身除灰的能力； (3).各受热面易于布置成逆流方式，以加强对流换热； (4).机炉之间连接管道不长。
3.2受热面的布置
在炉膛内壁面，全部布置水冷壁受热面，其他受热面的布置主要受蒸汽参数、锅炉容量和燃料性质的影响。
本锅炉为亚临界参数，汽化吸热较小，加热吸热和过热吸热相应较大。为使炉膛出口烟温降低到要求的数值，保护水平烟道内的对流受热面，除在水平烟道内布置对流过热器外，还在炉内布置全辐射式的前屏过热器，炉膛出口布置半辐射式的后屏过热器。为使前屏、后屏过热器中的传热温差不致过大，在炉顶及水平烟道的两侧墙，竖井烟道的两侧墙和后墙均布置包覆壁过热器。
为了减小热偏差，节省金属用量，采用二级再热方式，其中高温再热器置于对流过热器后的烟温较高区域，低温再热器设置在尾部竖井烟道中。但是，为了再热汽温的调节，使负荷在100%~75%之间变化时，前后隔墙省煤器采用膜式水冷壁结构。在低温再热器及旁路省煤器的下面设置主省煤器。根据锅炉的参数，省煤器出口工质状态选用非沸腾式的。热风温度要求较高（trk=380?C），采用二级布置
5 / 50