1、新疆大学课程设计任务书学 院 ： 电气工程学院专 业 ： 热能与动力工程学 生 姓 名 ： 学 号：课 程 设计题 目 ： 220t/h 锅炉整体校核热力计算煤种： 京西无烟煤起 迄 日 期 :课 程 设 计 地 点 :指 导 教 师 :系 主 任 ：课 程 设 计 任 务 书1设计目的：课程设计是专业课学习过程中的一个非常重要的实践性环节。它为综合应用所学的专业知识提供了一次很好的实践机会，而且通过课程设计可以加强学生对本课程及相关课程理论及专业知识的理解和掌握，训练并提高其在理论计算、工程绘图、 资料文献查阅、运用相关标准与规范及计算机应用等方面的能力；同时，为其它专业课程的学习和毕业设计
2、（论文）奠定良好的基础。2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：一、锅炉规范1、锅炉额定蒸发量：Dc=220t/h2、给水温度：tgs=215 3、过热蒸汽温度：tgr=5404、过热蒸汽压力（表压）：pgr=9.8MPa5、制粉系统：中间储仓式（热空气作干燥剂、 钢球筒式磨煤机）6、燃烧方式：四角切圆燃烧7、排渣方式：固态8、环境温度：209、蒸汽流程：见指导书 P410、烟气流程：炉膛屏式过热器高温对流过热器低温对流过热器高温省煤器高温空气预热器低温省煤器低温空气预热器锅炉受热面的布置结构示意图见指导书 P5 所示。二、燃料的特性煤种：京西无烟煤（煤种的具体参数见指导
3、书 P8 表 1-7）3设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书(论文) 、图纸、实物样品等：1、锅炉辅助设计计算。2、受热面热力计算。3、受热面数据分析及材料整理课 程 设 计 任 务 书4主要参考文献：1锅炉原理2锅炉课程设计指导书5设计成果形式及要求：设计成果形式：1、设计计算说明书。 2、锅炉示意图 。要求：计算步骤清晰，结果正确，图表规范。6工作计划及进度：2013 年 12 月 23 日 - 12 月 26 日：锅炉辅助设计计算。2013 年 12 月 27 日 -2014 年 1 月 1 日：受热面热力计算。2014 年 1 月 2 日-2014 年 1 月 3 日：受热
4、面数据分析及材料整理2014 年 1 月 3 日：答辩及成绩考核。7、成绩组成及考核标准：1. 平时成绩（包括上课出勤）占 10%2. 课程设计书面成品占 50%(1) 计算结果正确合理占 20%(2) 设计过程说明条理清楚、内容充实占 20%(3) 插图清晰美观占 10%3. 答辩回答问题占 40%(1) 分析类问题占 20%（2） 简答类问题占 20%合计：100%系主任审查意见：签字： 年 月 日第一章 锅炉课程设计概论1.1 锅炉课程设计的目的锅炉课程设计是“锅炉原理”课程的重要实践性环节。通过课程设计以达到巩固、充实和提高锅炉课程知识；掌握锅炉机组的热力计算方法，并学会使用热力计算标
5、准；具备综合考虑机组设计与布置的初步能力；培养我们查阅、合理选择和分析数据的能力；培养我们对工程技术问题的严肃和负责的态度。1.2 设计任务在给定的给水温度和燃料特性的前提下，确定保证达到额定蒸发量。选定的经济指标及给定的蒸汽参数所必须的各个受热面的结构尺寸，并为选择辅助设备和进行空气动力计算，水动力计算，管壁温度计算，强度计算，设计内容：1确定锅炉的整体布置，并绘制锅炉结构图。2锅炉炉膛及主要受热面的热力计算。3额定负荷下锅炉的热力计算。4编写课程设计书。根据计算任务的不同，可分为设计（结构）热力计算和校核热力计算两种。我是进行校核热力计算。设计热力计算：设计热力计算的任务是，在锅炉容量和参
6、数，燃料性质及某些受热面边界处的水，汽，风，烟温度给定的情况下，选定合理的炉子结构和尺寸，并计算出各个受热面的数值，同时也为锅炉其他一些计算提供必要的原始数据。1.3 设计要求：1、完成设计说明书一份。2、在每个受热面的结构设计中，应该附受热面结构简图.3、计算一般都采用表格的方式进行。4、绘制锅炉总图 1.4 原始材料：1、锅炉额定蒸发量：De=220t/h 2、 过热蒸汽压力(表压)：Pgr=9.8MP3、过热蒸汽温度：t1=540 4、给水温度：tgs=2155、制粉系统：中间仓储式（热空气作干燥剂、钢球筒式磨煤机，热风送粉）6、燃烧方式：四角切圆燃烧7、排渣方式：固态 一次喷水减温 次
7、喷水减温8、环境温度：20 9、蒸汽流程：汽包顶棚管低温对流过热器-屏式过器高温对流过热器冷段- 高温对流过热器热段汽轮机10、烟气流程：炉膛屏式过热器高温对流过热器低温对流过热器高温省煤器高温空预器低温省煤器低温空预器11、燃料特性：名称：京西无烟煤煤的收到基成分Car=67.9、Mar=5、Aar=22.8、Har=1.7、Oar=2、Nar=0.4、Sar=0.2。收到基低位发热量 23040KJ/Kg干燥无灰基挥发分 Vdaf=6 空气干燥基水分 Mdaf=0.8 BTH 法可磨性特系数 Kkm=1.1灰熔点：变形温度 DT=1260、软化温度 ST=1370、熔化温度=1480 锅炉
8、灰分平衡值：取固态排渣煤粉炉 fh=0.9 第二章 辅助计算1、煤的各元素成分的校核成分之和的校核：Car+Mar+Aar+Har+Oar+Nar+Sar=67.9+5+22.8+1.7+2+0.4+0.2=1；煤的成分（见附表 1）2.锅炉的空气过量平衡3.燃料燃烧计算 (见附表 2)4.锅炉热效率及燃烧消耗量的估算（烟气特征表见附表 3） （各项热损失及排烟温度等的取值见附表 4）第三章 炉膛热力计算1.了解炉膛核热力计算的步骤1、计算炉膛结构尺寸及烟气有效辐射层。2、选取热风温度、并依据有关条件计算随每 kg 燃料进入炉膛的有效热量。3、根据燃料种类、燃烧设备的形式和布置方式，计算火焰中
9、心位置的系数M。4、估计炉膛出口烟温，计算炉膛烟气平均热容量。5、计算炉膛受热面辐射换热特性参数。6、根据燃料和燃烧方式计算火焰黑度和炉膛黑度。7、计算炉膛出口烟温。8、核对炉膛出口烟温误差。9、计算炉膛热力参数。10、炉膛内其他辐射受热面的换热计算2.炉膛的几何特性的计算（炉膛结构数据见附表 5）3.炉膛热力计算炉膛出口烟温取 1100，热风温度取 3504.炉膛热力计算附表 6 炉膛校核热力计算5.炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增计算附表 7 炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增计算表第四章 对流受热面的热力计算1.对流受热面计算步骤：1、假设受热面出口烟气温度，查取相应焓值。2、根据出口
10、烟焓，通过 Qd=(I -I+aI oLF)计算对流传热量。3、依据烟气侧放热量等于工质侧吸热量原理，求取工质出口焓和相应温度。4、计算平均对流传热温差。5、计算烟气侧对流放热系数及管壁污染系数。6、计算工质侧对流放热系数。7、计算管壁污染层温度。8、计算烟气黑度，及确定烟气侧辐射放热系数。9、计算对流放热系数 K。10、计算对流传热量。与计算结果相比较，其差值应在允许范围之内。否则重新假设受热面出口烟温，重复上述计算。2.屏式过热器热力计算：屏式过热器在热力计算方面具有以下特点：1、 在换热方式上，既受烟气冲刷，又吸收炉膛及屏间高温烟气的热辐射；2、 屏式过热器属于中间过热器，其进出口处的工
11、质参数在进行屏的计算时往往是未知数；3、 屏与屏之间横向节距大，烟气流速低，且冲刷不完善。所以某些交换参数不同于一般对流受热面。附表 8 屏的结构数据计算表 附表 9 屏的热力计算 附表 10 凝渣管结构及计算附表 11 高温对流过热器的结构尺寸 附表 12 高温过热器的热力计算附表 13 低温过热器的结构 附表 14 低温过热器的热力计算附表 15 高温省煤器结构尺寸计算 附表 16 高温省煤器的热力计算附表 17 高温空气预热器的结构尺寸 附表 18 高温空气预热器的热力计算附表 19 低温省煤器的结构尺寸 附表 20 低温省煤器热力计算附表 21 低温空气预热器的结构尺寸 附表 22 低
12、温空气预热器热力计算第五章 锅炉热力计算误差检查锅炉机组各受热面计算完成，依据最终计算的排烟温度值取校准锅炉排烟热损失、锅炉机组热效率以及锅炉计算燃料消耗量。同时，以高温空气预热器出口风温，校准炉膛辐射吸热量。具体热力计算误差检查见附表 23 和附表 24锅炉课程设计的总结锅炉课程设计是锅炉原理教学过程中重要的实践环节，也是我们热动专业必不可少的一次实践，通过此次 220t 煤粉锅炉的课程设计， ，我们巩固，充实和提高了锅炉原理课程知识，初步掌握了锅炉机组热力计算的方法和一些技巧，同时还学会了使用热力计算标准。在锅炉设计过程中，我们加深了对锅炉内部各个受热面位置及其功能的理解，如屏式过热器，高
13、低温过热器，空预器等。在各个受热面的热力计算过程中，积累了很多经验，如烟气，工质的温度预估和对流换热量的计算等等，这些宝贵的经验将对我们今后的专业知识学习和工作中有着极其重要的借鉴作用。虽然在锅炉的设计过程中有着大量的热力计算，在分析和借鉴成功的设计的基础上，参考了一些经验值，使得计算量大大的减少，不仅如此，在计算过程中，我们还需要多次查表，查阅相关资料，虽然很麻烦，但是这也让我们在不知不觉中培养了查阅文献的能力。针对某些特别复杂的计算，在多次迭代后依旧无法满足设计要求的情况下，又在没有计算软件时，既要保证进度，又要尽量保证精度的情况下，我们只能采取取误差最小的一次作为结果。锅炉课程设计中涉及
14、的计算复杂繁多，技巧性极强，而且还需要一定的经验，对初次设计者来说是一次耐心和专业知识的极大考验，从这一方面讲，锅炉课程设计对培养热动专业人才有着不可忽视的作用。附表 1 煤的应用成分（京西无烟煤）附表 2 燃烧计算表序号 项目名称 符号 单位 计算公式及数据 结果1 理论空气 量 V0 立方米/kg 0.0899（Car+0.375Sar ）+0.265Har-0.0333Oar 6.42687752 理论氮容 积 V(N2)0 立方米/kg 0.8Nar/100+0.79SarV0 5.0804332253 RO2 容积 V(RO2) 立方米/kg 1.866Car/100+0.7Sar/
15、100 12684144 理论干烟 气容积V(gy)0VGY0立方米/kg V(N2)0+V(RO2) 6.3488472255 理论水蒸 汽容积V(H2O)0 OH02立方米/kg 11.1Har/100+1.24Mar/100+1.61DkV0 (Dk=0.01kg/kg)0.3541727276 飞灰份额A(fh)afh立方米/kg 查指导书表 2-4 0.90附表 3 烟气特征表序号项目名称 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元素成分（ %） 灰熔点水分灰分碳 氢 氧 氮 硫Mar Aar Car Har Oar Nar Sar收到基低位量（k
16、J/kg）干燥无灰基挥发分Vdaf (%)空气干燥基水Mad（%）BT法可磨性系数Kkm变形温度DT()软化温度ST()熔化温度FT()5 22.867.91.7 4 0.4 0.2 23040 6 0.8 1.1 1260 1370 14801受热面出口过量空气系数“ _ 1.25 1.275 1.30 1.32 1.37 1.39 1.442烟道平均过量空气系数aPJ_ 1.25 1.2625 1.2875 1.31 1.345 1.38 1.4653 干烟气容积 VGYm3/kg 7.9556 8.0359 8.1966 8.3412 8.5661 8.7911 9.01604 水蒸气容
17、积 OH2m3/kg 0.3800 0.3813 0.3839 0.3862 0.3899 0.3941 0.39715 烟气总容积 Ym3/kg 8.3356 8.4172 8.5805 8.7274 8.9560 9.1846 9.41316RO2容积份额 rR2_ 0.1522 0.1507 0.1478 0.1453 0.1416 0.1381 0.13477水蒸气容积份额 OH_ 0.0446 0.0453 0.0447 0.0443 0.0435 0.0428 0.04228三原子气体和水蒸汽溶剂总份额 r_ 0.1978 0.1960 0.1926 0.1896 0.1852 0
18、.1809 0.17699容积飞灰浓度 vg/m3 24.617324.3785 23.9147 23.5120 22.9120 22.3419 21.799410 烟气质量 my kg/kg 11.269 11.3688 11.5786 11.7675 12.0613 12.3550 12.648811质量飞灰浓度 y kg/kg 0.0182 0.0180 0.0177 0.0174 0.0170 0.0166 0.0162附表 4 锅炉热平衡及燃烧消耗量计算序号 名称 符号 单位 公式 结果1 锅炉输入热量 Qr kJ/kg 式（2-8）QrQ 230402 排烟温度 py 先估后算 120
