畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書-----鍋爐設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　在SHL10-1.25/250-AⅢ型鍋爐設(shè)計(jì)中，我們通過(guò)設(shè)計(jì)任務(wù)書給定的設(shè)計(jì)參數(shù)以及參考相關(guān)設(shè)計(jì)資料，進(jìn)行初步設(shè)計(jì)與熱力計(jì)算。該設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括燃料與燃燒計(jì)算、鍋爐熱平衡計(jì)算、鍋爐爐膛、防渣管、過(guò)熱器、鍋爐管束等設(shè)備的熱力計(jì)算。在熱力計(jì)算中，利用先假設(shè)后校核，逐次逼近法，進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)確定爐體及相關(guān)部件的尺寸和各個(gè)受熱面面積及布

2、置形式。在設(shè)計(jì)當(dāng)中，查閱了許多有關(guān)鏈條鍋爐方面的資料，這種鍋爐在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中被普遍運(yùn)用，而且技術(shù)越來(lái)越成熟，所以為本課題的鏈條鍋爐設(shè)計(jì)提供了很大的幫助，進(jìn)而完成了本次雙鍋筒橫置式鏈條爐排鍋爐的初步熱力計(jì)算和基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)還包括任務(wù)說(shuō)明書，計(jì)算說(shuō)明書、鍋爐本體圖，空氣預(yù)熱器零件圖，省煤器零件圖。</p><p>　　關(guān)鍵詞:鏈條爐；鍋爐爐膛；熱力計(jì)算。</p><p><b&

3、gt;　　Abstract</b></p><p>　　According to design parameters that has given design and the relevant design information,we make heat calculations and preliminary design calculation on SHL10-1.25/250-A Ⅲ bo

4、iler.The main contents include introduction, fuel and combustion calculations, boiler heat calculation balance, boiler furnace,anti-thermal residue management and other computing devices.In the thermal calculation, fir

5、stly,we use the methods of assumptions, and then check them and successive approximation to calculateing .</p><p>　　Keywords: chain boiler ; furnace ;thermal calculation.</p><p><b>　　目錄<

6、;/b></p><p><b>　　1緒論1</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)題目的提出1</p><p>　　1.1.1 工業(yè)鍋爐的概述1</p><p>　　1.1.2 燃煤工業(yè)鍋爐燃燒現(xiàn)狀1</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2</p><

7、;p>　　1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容與研究方法2</p><p>　　1.3.1 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容3</p><p>　　1.3.2 研究方法3</p><p>　　1.3.3 校核熱力計(jì)算主要內(nèi)容3</p><p>　　1.3.4 熱力計(jì)算步驟4</p><p>　　1.3.5 設(shè)計(jì)中遇到的主要問(wèn)題及解決辦法4&

8、lt;/p><p><b>　　2設(shè)計(jì)任務(wù)書6</b></p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)題目6</p><p>　　2.2 原始資料6</p><p>　　2.3 燃料特性6</p><p><b>　　3爐膛熱力計(jì)算7</b></p><p>

9、　　3.1 煙道空氣系數(shù)及受熱面漏風(fēng)系數(shù)7</p><p>　　3.2 輔助計(jì)算8</p><p>　　3.2.1 理論空氣與煙氣的特性計(jì)算8</p><p>　　3.2.2 燃燒產(chǎn)物容積和焓的計(jì)算10</p><p>　　3.2.3 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算12</p><p>　　3.2.4 鍋爐熱平

10、衡及燃料消耗量計(jì)算21</p><p>　　3.3 爐膛幾何特性及熱力計(jì)算21</p><p>　　3.3.1 燃燒室尺寸假定與校核23</p><p>　　3.3.2 爐膛傳熱計(jì)算參數(shù)28</p><p>　　4對(duì)流受熱面的熱力計(jì)算36</p><p>　　4.1 鍋爐的對(duì)流受熱面的概述36</p&

11、gt;<p>　　4.1.1 對(duì)流過(guò)熱面36</p><p>　　4.1.2 對(duì)流傳熱過(guò)程36</p><p>　　4.2 對(duì)流受熱面?zhèn)鳠岬挠?jì)算公式36</p><p>　　4.3 防渣管結(jié)構(gòu)特性及熱力計(jì)算43</p><p>　　4.4 過(guò)熱器結(jié)構(gòu)特性及熱力計(jì)算47</p><p>　　4.5

12、 鍋爐管束結(jié)構(gòu)特性及熱力計(jì)算47</p><p>　　4.6 省煤器和空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)特性及熱力計(jì)算48</p><p>　　5熱力計(jì)算匯總與校核49</p><p><b>　　6結(jié)論50</b></p><p><b>　　致謝51</b></p><p><

13、;b>　　參考文獻(xiàn)52</b></p><p><b>　　1緒論</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)題目的提出</p><p>　　1.1.1 工業(yè)鍋爐的概述</p><p>　　我國(guó)為了與發(fā)電用的大型鍋爐相區(qū)別，把容量65噸/時(shí)以下為工業(yè)生產(chǎn)供熱、為建筑物供暖的鍋爐稱為工業(yè)鍋爐。工業(yè)鍋爐目前

14、是中國(guó)主要的熱能動(dòng)力設(shè)備，工業(yè)鍋爐多于層燃鏈條爐排鍋爐，目前由于種種原因，如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部合理，制造質(zhì)量不良，輔機(jī)配套不協(xié)調(diào)，可用煤種與設(shè)計(jì)部符，運(yùn)行操作不當(dāng)?shù)龋紩?huì)造成鍋爐出力不足，熱效率底下和輸出參數(shù)不合格等問(wèn)題，結(jié)果是能源耗量過(guò)大，甚至不能滿足生產(chǎn)要求，所以仍采用的手燒加煤、間歇燃燒方式的小型固定爐排鍋爐，必將淘汰，取而代之以新開發(fā)的新型鍋爐。</p><p>　　1.1.2 燃煤工業(yè)鍋爐燃燒現(xiàn)狀</p&

15、gt;<p>　　我國(guó)燃煤工業(yè)鍋爐在燃燒方面存在著許多問(wèn)題我國(guó)燃煤工業(yè)鍋爐在燃燒方面存在著許多問(wèn)題，應(yīng)該引起我們足夠的重視，并且應(yīng)當(dāng)加速實(shí)施節(jié)能改造，目前鍋爐在燃燒方面存在的主要問(wèn)題：</p><p><b>　?。?）鍋爐熱效率低</b></p><p>　　我國(guó)工業(yè)鍋爐的設(shè)計(jì)效率一般不超過(guò)75～80%，由于種種原因的影響，工業(yè)鍋爐的效率一般平均在60

16、%～70%之間，鍋爐運(yùn)行效率與設(shè)計(jì)效率相差10～15個(gè)百分點(diǎn)。而發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)鍋爐的使用效率一般高于80%，我國(guó)與國(guó)際水平相差10～20個(gè)百分點(diǎn)。年耗煤3～5億噸，平均燃料浪費(fèi)率在15～20%之間。</p><p><b>　　（2）煙塵污染嚴(yán)重</b></p><p>　　我國(guó)每年向大氣中排放煙塵量高達(dá)3000萬(wàn)噸，全國(guó)城市中總懸浮物日均值為0.089～0.849mg

17、，超出國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。而且煙塵中含有大量的有害物質(zhì)，黑煙中含有致癌的苯并芘，人吸入該物質(zhì)容易得肺癌；煙氣中的CO氣體人吸入后,重者損害神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)致死亡；煙氣中的氣體浸入人體后，重者產(chǎn)生心腦血管疾病，形成酸雨或酸霧后，對(duì)生態(tài)和建筑物都會(huì)造成嚴(yán)重的腐蝕危害；煙氣中的NO氣體對(duì)人體危害最大，NO2 氣體形成的光化學(xué)煙霧將對(duì)人類、 生物、 建筑物等帶來(lái)災(zāi)難性的危害；煙氣中的CO2 氣體是造成全球氣溫變暖的主要物質(zhì)，是全球產(chǎn)生溫室效應(yīng)的有害氣體。

18、</p><p><b>　?。?）鍋爐出力不足</b></p><p>　　我國(guó)工業(yè)鍋爐平均出力在70～80%左右，而鏈條爐和往復(fù)爐出力不足，增減負(fù)荷緩慢問(wèn)題比較普遍。 燃燒是制約鍋爐出力的主要因素，燃燒不完全，煤的發(fā)熱量不足，爐溫降低，鍋爐運(yùn)行滿足不了工藝要求，造成鍋爐出力不足，而鍋爐增減負(fù)荷遲緩與鍋爐燃燒調(diào)節(jié)有關(guān)。</p><p>　　（

19、4）燃燒設(shè)備故障多</p><p>　　鍋爐運(yùn)行時(shí)，燃燒設(shè)備故障最多，經(jīng)常被燒毀引起事故的部件有：爐排側(cè)密封體、 煤斗、老鷹鐵、 爐排片、 煤閘板等。 主要表現(xiàn)為：爐排片斷裂脫離正常位置、爐排部件燒毀卡住爐排而停止運(yùn)行、 運(yùn)行漏煤造成固體損失、 燃燒漏風(fēng)造成爐溫低,燃燒工況低下,鍋爐燃燒設(shè)備故障,即降低了鍋爐安全運(yùn)行的可靠性，又降低了鍋爐燃燒效率，造成鍋爐出力不足，影響鍋爐正常運(yùn)行。</p><

20、;p>　　(5)企業(yè)規(guī)模小,產(chǎn)品容量低</p><p>　　全國(guó)持有鍋爐制造許可證的企業(yè)近600余家，其中生產(chǎn)熱水鍋爐的小型企業(yè)占60%左右（不含常壓鍋爐及茶爐企業(yè)） 。鍋爐單臺(tái)容量小，平均為2.4t/h；勞動(dòng)生產(chǎn)率低，全員勞動(dòng)生產(chǎn)率人均為0.54t/h；鍋爐房小而多，裝機(jī)容量按兩臺(tái)爐合計(jì)為4.54t/h。</p><p>　　我國(guó)是一個(gè)能源消耗大國(guó)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，能源供應(yīng)

21、的緊缺，特別是石油資源短缺的矛盾更顯得突出。到2005年底我國(guó)各級(jí)鍋爐知道許可證的企業(yè)有1349家，其中C級(jí)以上的有639家，年生產(chǎn)量18萬(wàn)蒸噸左右。工業(yè)鍋爐行業(yè)協(xié)會(huì)的70家企業(yè)，2005年生產(chǎn)63020萬(wàn)蒸噸。據(jù)2005年統(tǒng)計(jì)，全國(guó)在工業(yè)鍋爐近60臺(tái)、165萬(wàn)蒸噸，接近電站鍋爐裝機(jī)容量的2倍。其中約48萬(wàn)臺(tái)鍋爐為燃煤工業(yè)鍋爐。工業(yè)鍋爐的實(shí)際運(yùn)行效率只有65%左右，比國(guó)外先進(jìn)水平低15～20%。所以對(duì)工業(yè)鍋爐的改進(jìn)勢(shì)在必行。</p

22、><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　目前我國(guó)能源利用效率不高,僅為33%,比發(fā)達(dá)國(guó)家低約10個(gè)百分點(diǎn),能耗水平與國(guó)際先進(jìn)水平相比還有很大差距。</p><p>　　由于鍋爐效率不高,能源浪費(fèi)相當(dāng)嚴(yán)重,工業(yè)鍋爐平均運(yùn)行效率僅65%左右,比國(guó)外水平低約15個(gè)百分點(diǎn),平均每年多耗煤6300多萬(wàn)噸。另外,鍋爐燃燒排放大量煙塵以及SO2等污染物,已是我國(guó)大氣

23、主要煤煙型污染源之一,鍋爐成為我國(guó)開展節(jié)能環(huán)保主要對(duì)象之一。</p><p>　　工業(yè)鍋爐節(jié)能改造技術(shù)：</p><p>　　(1)加裝燃油鍋爐節(jié)能器；</p><p>　　(2)安裝冷凝型燃?xì)忮仩t節(jié)能器；</p><p>　　(3)采用冷凝式余熱回收鍋爐技術(shù)；</p><p>　　(4)鍋爐尾部采用熱管余熱回收技術(shù)；

24、</p><p>　　(5)采用防垢、除垢技術(shù)；</p><p>　　(6)采用燃料添加劑技術(shù)；</p><p><b>　　(7)采用新燃料；</b></p><p>　　(8)采用富氧燃燒技術(shù)；</p><p>　　(9)采用旋流燃燒鍋爐技術(shù)；</p><p>　　(1

25、0)采用空氣源熱泵熱水機(jī)組替換技術(shù)；</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容與研究方法</p><p>　　1.3.1 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容</p><p>　　本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括以下幾方面的內(nèi)容：</p><p>　　(1)明確設(shè)計(jì)任務(wù)及其要求；</p><p>　　(2)明確給定燃料及其特性；</p><

26、;p>　　(3)鍋爐主要參數(shù)的選取，如鍋爐蒸發(fā)量、給水壓力、過(guò)熱蒸汽的溫度和壓力等；</p><p>　　(4)了解鍋爐概況，如鍋爐結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)及其系統(tǒng)、燃燒及排渣方以及連續(xù)排污量等；</p><p>　　(5)確定各受熱面和煙道的尺寸；</p><p>　　(6)爐膛、過(guò)熱器及其他部件的熱力計(jì)算和校核；</p><p>　　(7)畫

27、出鍋爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖、煙氣和汽水系統(tǒng)流程簡(jiǎn)圖等。</p><p>　　1.3.2 研究方法</p><p>　　根據(jù)熱力計(jì)算任務(wù)的不同，可分為設(shè)計(jì)（結(jié)構(gòu)）熱力計(jì)算和校核熱力計(jì)算兩種。</p><p>　　設(shè)計(jì)熱力計(jì)算：進(jìn)行設(shè)計(jì)新鍋爐時(shí)的熱力計(jì)算成為設(shè)計(jì)熱力計(jì)算，簡(jiǎn)稱設(shè)計(jì)計(jì)算。設(shè)計(jì)熱力計(jì)算的任務(wù)是，根據(jù)給定的蒸發(fā)量、蒸汽和給水參數(shù)、煤質(zhì)資料和選定的效率、燃燒設(shè)備型式等，確定

28、鍋爐各部分的受熱面面積和主要結(jié)構(gòu)尺寸以及耗煤量、送風(fēng)量、排煙量等。設(shè)計(jì)計(jì)算一般和鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)交互進(jìn)行。設(shè)計(jì)計(jì)算將為空氣動(dòng)力計(jì)算、水動(dòng)力計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算等其他計(jì)算以及輔機(jī)的選擇提供參數(shù)。</p><p>　　校核熱力計(jì)算：校核熱力計(jì)算是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)業(yè)已存在、或鍋爐實(shí)體已經(jīng)存在、或主要結(jié)構(gòu)尺寸已經(jīng)確定的情況下使用的方法，目的是：按已有的結(jié)構(gòu)尺寸和給定的蒸發(fā)量、蒸汽和給水參數(shù)、煤質(zhì)資料等實(shí)際運(yùn)行條件，校核鍋爐的效率、燃煤量

29、、送風(fēng)量、排煙量、各受熱面前后的煙氣和工質(zhì)的溫度、各受熱面中的煙氣和工質(zhì)的流速等，從而校核鍋爐達(dá)到要求的蒸發(fā)量和蒸汽參數(shù)的可能性及鍋爐的經(jīng)濟(jì)性、可靠性。</p><p>　　設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算在計(jì)算方法上是相同的，計(jì)算時(shí)所依據(jù)的傳熱原理、公式和圖表也都是相同的，僅計(jì)算任務(wù)和所求數(shù)據(jù)不同。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)已有的鍋爐進(jìn)行改造估算時(shí)常用校核熱力計(jì)算，設(shè)計(jì)制造新鍋爐時(shí)用設(shè)計(jì)熱力計(jì)算。但隨著人們對(duì)鍋爐認(rèn)識(shí)的不斷加深，已積累了相

30、當(dāng)多的成熟經(jīng)驗(yàn)。因此，在設(shè)計(jì)制造新鍋爐時(shí)，也多是先將鍋爐結(jié)構(gòu)等初步布置好，然后依校核熱力計(jì)算方法來(lái)進(jìn)行修正，并不直接采用設(shè)計(jì)熱力計(jì)算了。</p><p>　　1.3.3 校核熱力計(jì)算主要內(nèi)容</p><p>　　在進(jìn)行校核計(jì)算時(shí)，需要預(yù)先估計(jì)排煙溫度和熱空氣溫度，然后進(jìn)行熱平衡、爐膛傳熱等各項(xiàng)計(jì)算。如果計(jì)算得到的排煙溫度與預(yù)先估計(jì)值相差不超過(guò),計(jì)算得到的熱空氣溫度和預(yù)先估計(jì)值相差不超過(guò),則

31、認(rèn)為計(jì)算合格。然后以計(jì)算得到的溫度為初始值，重新進(jìn)行熱平衡計(jì)算，校準(zhǔn)排煙損失、鍋爐效率、耗煤量和爐膛輻射吸熱量。</p><p>　　如果計(jì)算得到的排煙溫度或熱空氣溫度與預(yù)先估計(jì)值的差值超過(guò)上述規(guī)定，則應(yīng)重新假定排煙溫度和熱空氣溫度，重復(fù)計(jì)算過(guò)程，知道滿足要求為止。如果前后兩次計(jì)算中，因排煙溫度不同引起的計(jì)算耗煤量的變動(dòng)不超過(guò)，則在進(jìn)行后的一次計(jì)算時(shí)，允許不重新計(jì)算各個(gè)對(duì)流受熱面的傳熱系數(shù)，只需校準(zhǔn)溫度、溫壓及吸

32、熱量。</p><p>　　對(duì)于層燃爐來(lái)說(shuō)，在結(jié)束熱力計(jì)算時(shí)，可按下式來(lái)確定熱力計(jì)算的誤差：</p><p><b>　　（1-1）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　?。哄仩t輸入熱量，</b></p><p>

33、;<b>　?。哄仩t效率，%</b></p><p>　　：固體不完全燃燒損失，%</p><p>　　、、、、、分別表示爐膛、防渣排管、過(guò)熱器、鍋爐管束、省煤器、空氣預(yù)熱器的吸熱量，他們是根據(jù)各個(gè)受熱面的熱平衡方程求得的。</p><p>　　如果計(jì)算正確，應(yīng)滿足下列條件：</p><p><b>　　（1-

34、2）</b></p><p>　　1.3.4 熱力計(jì)算步驟</p><p>　　熱力計(jì)算可按照如下內(nèi)容和步驟進(jìn)行：</p><p><b>　　確定原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　空氣特性和煙氣特性計(jì)算</p><p><b>　　熱平衡計(jì)算</b><

35、/p><p><b>　　爐膛傳熱計(jì)算</b></p><p><b>　　防渣排管計(jì)算</b></p><p><b>　　過(guò)熱器計(jì)算</b></p><p><b>　　鍋爐管束計(jì)算</b></p><p><b>　　省

36、煤器計(jì)算</b></p><p><b>　　空氣預(yù)熱器計(jì)算</b></p><p>　　熱力計(jì)算重要數(shù)據(jù)匯總</p><p>　　1.3.5 設(shè)計(jì)中遇到的主要問(wèn)題及解決辦法</p><p>　　本設(shè)計(jì)存在的主要問(wèn)題與解決辦法有：</p><p>　?。?）對(duì)工業(yè)鍋爐鏈條爐排鍋爐的總體

37、概況很模糊，通過(guò)對(duì)《電廠鍋爐》課本重新預(yù)習(xí)和從圖書館借閱的相關(guān)資料，使自己對(duì)工業(yè)鍋爐的前景和發(fā)展?fàn)顩r有了一個(gè)新的認(rèn)識(shí)。</p><p>　?。?）在進(jìn)行熱力計(jì)算制作表格的時(shí)候遇見了一些常識(shí)性問(wèn)題，通過(guò)翻閱《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》對(duì)所遇到的問(wèn)題逐一解決，使我們更加快捷的掌握Excel表格制作技巧。</p><p>　　（3）防渣管、過(guò)熱器、鍋爐管束、省煤器以及空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)尺寸的確定先參照實(shí)際選

38、取或者選定，然后根據(jù)后面的熱力計(jì)算來(lái)進(jìn)一步校核</p><p>　　總之，在相關(guān)資料和參考文獻(xiàn)的幫助下，要與理論學(xué)習(xí)和相關(guān)實(shí)習(xí)相結(jié)合，根據(jù)實(shí)例設(shè)計(jì)模板進(jìn)行熱力計(jì)算和繪圖，通過(guò)反復(fù)計(jì)算和校正，最終得出合理的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　2設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)題目</b><

39、;/p><p>　　SHL10-1.25/250-AⅢ型鍋爐熱力計(jì)算及初步設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.2 原始資料</b></p><p>　　1.鍋爐蒸發(fā)量：D=10</p><p>　　2.過(guò)熱蒸汽壓力: P=1.25</p><p>　　3.過(guò)熱蒸汽溫度：tgr=250</p&g

40、t;<p>　　4.給水溫度: tgs=105</p><p>　　5.冷空氣溫度: tlk=205</p><p>　　6.排污率：Pw= 5%</p><p><b>　　2.3 燃料特性</b></p><p>　　煤種：Ⅲ類煙煤（遼寧撫順煙煤）</p><p><b&g

41、t;　　收到基成分（%）</b></p><p><b>　　碳=55.82</b></p><p><b>　　氫=4.95</b></p><p><b>　　氧=8.77</b></p><p><b>　　氮=1.04</b></

42、p><p><b>　　硫=0.51</b></p><p><b>　　水分=12.2</b></p><p><b>　　灰分=16.71</b></p><p><b>　　揮發(fā)份=46.04</b></p><p>　　燃料收到

43、基低位發(fā)熱量Qar=24300kJ/kg</p><p><b>　　3爐膛熱力計(jì)算</b></p><p>　　3.1 煙道空氣系數(shù)及受熱面漏風(fēng)系數(shù)</p><p>　　層燃爐的煙道一般處于負(fù)壓狀態(tài)，空氣可以通過(guò)門、孔及爐墻不嚴(yán)密處漏入煙道。在設(shè)計(jì)時(shí)，一般情況下各受熱面煙道的漏風(fēng)系數(shù)可按下表3-1選取。但根據(jù)爐墻結(jié)構(gòu)的具體條件，允許采用不同于

44、推薦值的漏風(fēng)系數(shù)。則爐膛、防渣管、蒸汽過(guò)熱器、鍋爐管束、省煤器、空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)系數(shù)分別為：0.1、0、0.05、0.1、0.1、0.1。</p><p>　　3-1 額定負(fù)荷下鍋爐各段煙道中的漏風(fēng)系數(shù)</p><p>　　受熱面后的過(guò)量空氣系數(shù)等于受熱面前的過(guò)量空氣系數(shù)加漏風(fēng)系數(shù)，即：</p><p><b>　?。?-1）</b></

45、p><p>　　在進(jìn)行鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，層燃爐爐膛出口處的過(guò)量空氣系數(shù)可按附錄B4選取，則根據(jù)課題是雙筒橫置式鏈條爐排鍋爐，所以選取鍋爐出口處的過(guò)量空氣系數(shù)為=1.5。</p><p>　　對(duì)流受熱面中的煙氣速度和成分按該受熱面進(jìn)口和出口處過(guò)量空氣系數(shù)的算術(shù)平均值計(jì)算，即，</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p

46、>　　則可計(jì)算出各受熱面的進(jìn)出口的過(guò)量空氣系數(shù)如下圖表3-2</p><p>　　表3-2 鍋爐各受熱面的漏風(fēng)系數(shù)和空氣過(guò)剩系數(shù)</p><p><b>　　3.2 輔助計(jì)算</b></p><p>　　3.2.1 理論空氣與煙氣的特性計(jì)算</p><p>　　在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（00C、101.325Kpa）下。1m3

47、氣體的體積稱為1m3（標(biāo)）。</p><p>　　在計(jì)算氣體的熱比容和體積時(shí)，認(rèn)為它們是理想氣體，即在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1Kg分子量氣體的體積時(shí)22.41m3。</p><p>　　3.2.1.1空氣量的計(jì)算</p><p>　　1Kg煤完全燃燒所需要的干空量稱為理論空氣量，這是煙氣中沒(méi)有不完全燃燒產(chǎn)物和過(guò)氧量存在。理論空氣量可以用體積或質(zhì)量表示，按公式（3-3）、（3-4

48、）計(jì)算：</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　實(shí)際空氣量和理論空氣量之比稱為過(guò)量空氣系數(shù)，用符號(hào)表示。因此，實(shí)際干空兩為：</p><p><b>　?。?-5）</b></p>&l

49、t;p>　　如果空氣的濕度等于10g/kg，濕空氣體積為：</p><p><b>　　（3-6）</b></p><p>　　3.2.1.2 煙氣量的計(jì)算</p><p>　　燃料在理論空氣量（=1）下完全燃燒后生成的煙氣體積叫做理論煙氣量，它由氮、二氧化碳和二氧化硫、水蒸氣組成，即：</p><p><

50、b>　?。?-7）</b></p><p>　　式中：、、分別表示理論氮?dú)饬?、二氧化碳和二氧化硫量、理論水蒸氣量，它們分別可按式（3-8）、（3-9）、（3-10）計(jì)算：</p><p><b>　　（3-8）</b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>

51、;<b>　?。?-10）</b></p><p>　　由上面已查得：碳=55.82、氫=4.95、氧=8.77、氮=1.04、硫=0.51、水分=12.2、灰分=16.71，則可知：</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p&g

52、t;<b>　　=5.999</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=4.47</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=1.405</b></p>

53、<p><b>　　=</b></p><p><b>　　=0.797</b></p><p>　　則理論空氣與煙氣量如下表3-3。</p><p>　　表3-3 理論空氣量、煙氣理論容積計(jì)算</p><p>　　3.2.2 燃燒產(chǎn)物容積和焓的計(jì)算</p><p&

54、gt;　　3.2.2.1 燃燒產(chǎn)物的實(shí)際容積</p><p>　　實(shí)際鍋爐運(yùn)行時(shí)的過(guò)量空氣系數(shù)總是大于1的，實(shí)際煙氣量：</p><p><b>　?。?-11）</b></p><p>　　式中：表示實(shí)際水蒸氣體積：</p><p><b>　?。?-12）</b></p><

55、p>　　二氧化碳和二氧化硫、水蒸氣的容積份額</p><p><b>　?。?-13）</b></p><p><b>　?。?-14）</b></p><p><b>　　三原子氣體體積份額</b></p><p><b>　　（3-14）</b>

56、</p><p>　　則通過(guò)受熱面爐膛、防渣管、過(guò)熱器、鍋爐管束、省煤器、空氣預(yù)熱器平均過(guò)量空氣系數(shù)、實(shí)際水蒸氣容積、實(shí)際煙氣量、水蒸氣的容積、二氧化塔和二氧化硫、三原子氣體體積份額如下表：</p><p>　　表3-4 各受熱面煙道中煙氣特性計(jì)算</p><p>　　3.2.2.2 煙氣的焓計(jì)算</p><p><b>　　1燃料

57、的煙氣焓</b></p><p><b>　　（3-15）</b></p><p>　　式中：、分別表示理論煙氣焓和理論空氣焓：</p><p><b>　　（3-16）</b></p><p><b>　?。?-17）</b></p><p&g

58、t;　　1（標(biāo)）氣體的焓、、、且制作焓溫表如熱力計(jì)算表。</p><p>　　3.2.3 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算</p><p>　　3.2.3.1 鍋爐熱平衡計(jì)算</p><p>　　鍋爐的熱平衡是指在穩(wěn)定工況下鍋爐的輸入熱量和輸出熱量及各項(xiàng)熱損失之間的平衡。通過(guò)熱平衡計(jì)算鍋爐熱效率和燃料消耗量。熱平衡以1kg固體或液體燃料，或0、1MP的1氣體燃料為基礎(chǔ)

59、進(jìn)行計(jì)算的。通過(guò)熱平衡可知鍋爐的有效利用熱量、各項(xiàng)熱損失，從而計(jì)算鍋爐效率和燃料消耗量，以檢查鍋爐的設(shè)計(jì)質(zhì)量和運(yùn)行水平，并分析產(chǎn)生熱損失的主要原因，及時(shí)調(diào)整、改進(jìn)，提高效率。</p><p><b>　　(1)熱平衡方程式</b></p><p>　　從能量守恒的角度考慮，對(duì)整個(gè)鍋爐機(jī)組而言，輸入鍋爐的熱量應(yīng)等于輸出鍋爐的熱量，寫成數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：</p>

60、<p><b>　?。?-18）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　?。哄仩t輸入熱量，</b></p><p>　?。哄仩t有效利用的熱量，</p><p><b>　?。号艧煙釗p失，</b><

61、/p><p>　　：氣體不完全燃燒損失，</p><p>　?。汗腆w不完全燃燒熱損失，</p><p><b>　?。夯以锢頍釗p失，</b></p><p>　　各項(xiàng)熱量可用它占輸入熱量的百分率表示，例如：</p><p>　　熱平衡方程則可表示為：</p><p><

62、b>　　式中：</b></p><p>　　-----鍋爐輸出熱百分率，%；</p><p>　　-----排煙熱損失，%；</p><p>　　-----氣體不完全燃燒熱損失，%；</p><p>　　-----固體不完全燃燒熱損失，%；</p><p>　　-----散熱損失，%；</p&g

63、t;<p>　　-----灰渣物理熱損失，%。</p><p><b>　　(2)輸入鍋爐熱量</b></p><p>　　鍋爐輸入熱量是由鍋爐范圍以外輸入的熱量，不包括鍋爐范圍內(nèi)循環(huán)的熱量，它由以下各項(xiàng)組成：</p><p><b>　?。?-19）</b></p><p><

64、b>　　式中：</b></p><p>　?。喝剂系氖盏交臀话l(fā)熱量，</p><p><b>　?。喝剂系奈锢盹@然，</b></p><p>　　：外熱源加熱空氣時(shí)帶入的熱量，</p><p>　?。红F化燃油所用蒸汽帶入的熱量，</p><p>　　如式（3—19）中忽略不計(jì)，

65、且、為零，則</p><p><b>　?。?-20）</b></p><p>　　當(dāng)燃料為煤時(shí)，其物理熱：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　------煤的比熱容，kJ/(kg·℃)；</p><p>　　------煤的溫度，℃;

66、</p><p>　　如果煤未經(jīng)預(yù)熱，只有當(dāng)煤的水分符合下列條件時(shí)才需要考慮煤的物理熱，這時(shí)煤的溫度一般可取為20℃。</p><p><b>　?。?-21）</b></p><p>　　(3)鍋爐有效利用熱</p><p>　　鍋爐有效利用熱指水和蒸汽流經(jīng)各受熱面時(shí)吸收的熱量?？諝庠诳諝忸A(yù)熱器吸熱后又回到爐膛，這部分

67、熱量屬于鍋爐內(nèi)部熱量，不應(yīng)計(jì)入。鍋爐有效利用熱為：</p><p><b>　?。?-22）</b></p><p><b>　　式子中：</b></p><p>　　、、、：過(guò)熱蒸汽量、再熱蒸汽量、自用蒸汽量和排污量，；</p><p>　　、、、、、：過(guò)熱蒸汽出口焓、再熱蒸汽出口焓、入口焓、汽包

68、壓力下飽和水焓、給水焓和自用蒸汽焓，</p><p><b>　　(4)鍋爐輸出熱量</b></p><p>　　鍋爐輸出熱量是指工質(zhì)的總焓和給水焓之差：</p><p><b>　　對(duì)于過(guò)熱鍋爐：</b></p><p><b>　?。?-23）</b></p>

69、<p><b>　　式中：</b></p><p>　　B：燃料耗量，kg/h</p><p>　　D：鍋爐蒸發(fā)量，kg/h</p><p>　?。哄仩t自用蒸發(fā)量，kg/h</p><p>　?。哄仩t排污量，kg/h</p><p>　　：過(guò)熱蒸汽焓，kJ/kg</p>

70、<p>　　：自用蒸汽焓，kJ/kg</p><p>　?。猴柡退?，kJ/kg</p><p>　　：給水焓，kJ/kg</p><p>　　當(dāng)鍋爐排污量小于鍋爐蒸發(fā)量的2%時(shí)，排污的熱量可以略去不計(jì)。</p><p>　　鍋爐的出力為扣除自用蒸汽量的蒸發(fā)量。在計(jì)算鍋爐效率時(shí)，輸出熱量中仍包括自用蒸汽熱量，而在計(jì)算鍋爐凈效率時(shí)應(yīng)給

71、予扣除。</p><p>　　(5)各項(xiàng)熱損失及鍋爐效率</p><p><b>　?、倥艧煙釗p失</b></p><p>　　排煙熱損失是鍋爐排出煙氣造成的物理熱損失占輸入熱量的百分率，按鍋爐出口的煙氣焓和冷空氣焓之差確定。</p><p><b>　　式中：</b></p><

72、;p>　　-----相應(yīng)于排煙過(guò)量空氣系數(shù)和排煙溫度條件下的煙氣焓，kJ/kg ；</p><p>　　-----排煙出口處煙氣的過(guò)量空氣系數(shù)；</p><p>　　-----理論冷空氣焓，kJ/kg；一般情況下，可去冷空氣溫度為20℃。</p><p>　　經(jīng)過(guò)計(jì)算的處=7.892%。</p><p>　　在設(shè)計(jì)鍋爐的同時(shí)我們也應(yīng)當(dāng)了

73、解影響排煙損失的主要因素有：排煙溫度和煙氣容積。排煙唯獨(dú)越高則排煙損失越大，一般排煙溫度升高10-20°但是排煙溫度的降低會(huì)引起空氣預(yù)熱器金屬耗量和煙氣流動(dòng)阻力的增大，同時(shí)可能照成尾部受熱面的低溫腐蝕，因此合理的排煙溫度，應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較才能確定。煙氣容積增大，排煙損失越大。而影響煙氣容積的主要因素主要為爐膛過(guò)量空氣系數(shù)和各處的漏風(fēng)吸收，而爐膛出口的過(guò)量空氣系數(shù)最佳值和推薦值的限制，不能過(guò)于降低，因此盡量減少漏風(fēng)，以降低排煙

74、熱損失。</p><p>　?、诠腆w不完全燃燒熱損失</p><p>　　固體不完全燃燒熱損失是指燃料中未燃燒或未燃盡碳造成的熱損失，這些碳?xì)埩粼诨以校怨腆w不完全燃燒也稱為機(jī)械未完全燃燒熱損失，影響固體不完全燃燒熱損失的主要因素主要有：燃料的性質(zhì)、燃燒方式、爐膛型式和結(jié)構(gòu)、爐膛溫度、爐膛負(fù)荷、運(yùn)行水平、燃料在爐膛內(nèi)的停留時(shí)間和與空氣的混合情況等。顯然然來(lái)哦的揮發(fā)分越多，煤粉越細(xì)，燃燒

75、和燃盡越容易，固體不完全燃燒熱損失越小。固體不完全燃燒熱損失可按下列式子計(jì)算。</p><p><b>　?。?-24）</b></p><p>　　其中： </p><p>　　煙道灰是指從鍋爐煙道中分離出來(lái)并能連續(xù)或定期經(jīng)常排除的灰。</p><p>　　在進(jìn)行鍋爐設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，可按表3-5選取，如果對(duì)各

76、項(xiàng)灰的份額和可燃物含量有可靠數(shù)據(jù)，也可按照上列式子計(jì)算。由于煙氣中各項(xiàng)飛灰量在運(yùn)行時(shí)很難測(cè)準(zhǔn)，則我們做設(shè)計(jì)可根據(jù)該課題的要求進(jìn)行選取，=11%。</p><p>　　表3-5 固體不完全燃燒損失</p><p>　?、蹥怏w不完全燃燒熱損失</p><p>　　氣體不完全燃燒熱損失是指煙氣中殘留的可燃?xì)怏w成分因未放出其燃燒熱，而造成的熱量損失占輸入熱量的百分率，也稱化

77、學(xué)部完全燃燒損失。影響氣體不完全燃燒的主要因素有：燃料的揮發(fā)份、爐膛過(guò)量空氣系數(shù)、爐膛溫度和爐內(nèi)空氣動(dòng)力工況等。一般揮發(fā)份越多的燃料氣體不完全燃燒損失相對(duì)較大，這時(shí)更應(yīng)注意爐內(nèi)燃燒工況，應(yīng)使可燃?xì)怏w及時(shí)獲得充分的氧氣，減少不完全燃燒損失。同時(shí)爐內(nèi)的溫度也不能過(guò)低，否則將影響CO的燃盡。在正常燃燒的時(shí)候氣體不完全燃燒熱損失的值很小，所以在進(jìn)行鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)可按燃料的種類和燃燒方式選取，在表3-6選取。則選取=0.5%。</p>

78、<p>　　表3-6 固體不完全燃燒損失</p><p><b>　?、苌釗p失</b></p><p>　　散熱損失是由于鍋爐爐墻、汽包、聯(lián)箱、汽水管道、煙風(fēng)管道的溫度高于環(huán)境溫度而散失的熱量。</p><p>　　對(duì)于小于或等于2t/h（1.4MW）的快裝、組裝鍋爐，按照下列式子計(jì)算：</p><p>&l

79、t;b>　?。?-25）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　-----鍋爐燃料消耗量，kg/h;</p><p>　　F-----鍋爐散熱面積，m2。</p><p>　　鍋爐容量在2t/h（1.4MW）以上，可按下列表格選取。</p><p&g

80、t;　　表3-7 蒸汽鍋爐散熱損失</p><p>　　表3-8 熱水鍋爐散熱損失</p><p>　　當(dāng)鍋爐的實(shí)際蒸發(fā)量或?qū)嶋H供熱量與額定蒸發(fā)量或額定供熱量相差大于25%時(shí)，按下列式子換算：</p><p><b>　?。?-26）</b></p><p><b>　?。?-27）</b><

81、/p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　-----額定蒸發(fā)量或額定供熱量時(shí)的散熱損失，%；按表</p><p>　　-----額定蒸發(fā)量，kg/h；</p><p>　　------實(shí)際蒸發(fā)量，kg/h；</p><p>　　-----額定供熱量,MW；</p>&

82、lt;p>　　------實(shí)際供熱量,MW。</p><p>　　影響散熱損失的主要因素有：鍋爐外表面積的大小、外表面溫度、爐墻結(jié)構(gòu)、保溫隔熱性能及環(huán)境溫度等。</p><p>　　本課題所設(shè)計(jì)鍋爐是蒸汽鍋爐，且鍋爐蒸汽量D=10，則由表3-5選取。</p><p>　　進(jìn)行鍋爐熱力計(jì)算時(shí)，需要涉及各段受熱面所在煙道的散熱損失。當(dāng)煙氣里流過(guò)某個(gè)受熱面時(shí)所放出的

83、熱量，其中絕大部分被受熱面中的工質(zhì)吸收，很少一部分熱量則是以散熱方式損失掉了。通常煙氣放出的熱量被受熱面吸收的程度用保熱系數(shù)來(lái)考慮。即：</p><p><b>　?。?-28）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　-----鍋爐熱效率，%。</p><p>&l

84、t;b>　　上式可改寫成：</b></p><p><b>　?。?-29）</b></p><p>　　稱為散熱系數(shù)，它表示受熱面所在煙道的散熱程度。</p><p>　　上面式子適用于無(wú)空氣預(yù)熱器時(shí)的情況，如果有空氣預(yù)熱器可近似取用。由公式（3-28）計(jì)算得Cbr=0.979。</p><p>&l

85、t;b>　?、莼以锢頍釗p失</b></p><p>　　在大容量鍋爐中，由于某些部件（如尾部受熱面的支撐梁等）需要用水和空氣冷卻，而水和空氣吸收的熱量又不能送回鍋爐系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)，就造成了冷卻熱損失。由于冷卻熱損失在鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)可以不與考慮，所以暫不做處理。則灰渣物理熱損失是爐渣或溢流灰排出鍋爐時(shí)帶走的熱量占輸入熱量的百分率。</p><p><b>　?。?-3

86、0）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　-----1kg灰的焓，kJ/kg；層燃爐的爐渣溫度一般可取600℃；</p><p>　　-------灰渣含灰量占入爐煤總量的百分比；鏈條爐排取0.8。</p><p>　　經(jīng)計(jì)算取灰渣熱焓,則計(jì)算</p><

87、;p><b>　?、掊仩t效率</b></p><p>　　鍋爐效率即為鍋爐的有效利用熱與鍋爐送入熱量之比，即</p><p><b>　?。?-31）</b></p><p>　　上述計(jì)算熱效率的方法稱為正平衡法。在鍋爐設(shè)計(jì)或熱效率試驗(yàn)事常使用反平衡法，即求出各項(xiàng)熱損失后，用下式求得鍋爐效率：</p>

88、<p><b>　?。?-32）</b></p><p><b>　　則計(jì)算得。</b></p><p>　　3.2.4 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算</p><p>　　(1)鍋爐單位時(shí)間的實(shí)際燃料消耗量B用下列式子計(jì)算：</p><p><b>　?。?-33）</b&g

89、t;</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Qel:工質(zhì)（水，蒸汽）的總有效利用熱，kJ/s。</p><p>　　由已知條件可得：B=2542.746kJ/s。</p><p>　　(2)計(jì)算燃料料消耗量</p><p>　　扣除造成的影響，實(shí)際參加燃燒的燃料量為：&l

90、t;/p><p><b>　?。?-34）</b></p><p>　　稱為計(jì)算燃料消耗量，在鍋爐熱力計(jì)算中均以進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　由公式（3-34）可得。</p><p>　　3.3 爐膛幾何特性及熱力計(jì)算</p><p>　　鍋爐爐膛既是一個(gè)燃燒室，又是一個(gè)換熱設(shè)備，布置在爐膛四周的受

91、熱面所吸收的熱量通常占鍋爐總吸熱量的50%左右，因此，爐內(nèi)輻射受熱面是非常重要的受熱面。工業(yè)鍋爐受熱面的合理設(shè)計(jì)和布置， 對(duì)鍋爐的設(shè)計(jì)和改造而言，都是最重要的問(wèn)題之一。它直接關(guān)系到能否達(dá)到鍋爐設(shè)計(jì)和改造所要求的熱工參數(shù)，也關(guān)系到鍋爐運(yùn)行的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性，以及鍋爐的制造、安裝、維護(hù)和檢修。</p><p>　　按鍋爐傳熱方式的特點(diǎn)，工業(yè)鍋爐受熱面可分為輻射受熱面和對(duì)流受熱面。因此，工業(yè)鍋爐受熱面熱力計(jì)算也相

92、應(yīng)地分為輻射受熱面熱力計(jì)算和對(duì)流受熱面熱力計(jì)算。</p><p>　　輻射受熱面是布置在鍋爐爐膛內(nèi)吸收輻射熱的那一部分受熱面，主要是水冷壁受熱面。輻射受熱面?zhèn)鳠嵊址Q為爐膛傳熱，爐膛傳熱計(jì)算的任務(wù)為：</p><p>　　（1）根據(jù)給定的或選定的爐膛出口煙氣溫度，確定爐膛內(nèi)需要布置多少輻射受熱面。</p><p>　?。?）根據(jù)爐膛內(nèi)布置的受熱面的數(shù)量，確定爐膛出口煙

93、氣溫度。</p><p>　　實(shí)際工作中，在進(jìn)行鍋爐設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，為了計(jì)算上的方便，往往采用校核計(jì)算的方法。</p><p>　　爐膛傳熱計(jì)算通常采用校核計(jì)算法，即先確定爐膛的結(jié)構(gòu)和幾何特性，然后求出爐膛出口溫度。計(jì)算步驟如下：</p><p>　?。╝）計(jì)算爐膛的幾何特性；</p><p>　　（b）計(jì)算入爐熱量，確定、；</p>

94、<p>　?。╟）估取，計(jì)算煙氣的平均熱容量和系統(tǒng)黑度；</p><p>　　（d）選取m值，計(jì)算， 求得計(jì)算出爐膛出口煙氣溫度、</p><p>　?。╡）由焓溫表查出爐膛出口煙氣焓，由熱平衡方程計(jì)算對(duì)應(yīng)于1kg燃料的輻射受熱面吸熱量和輻射受熱面熱流密度；</p><p>　　如果計(jì)算求得的和估取值相差不大于100℃，則可認(rèn)為計(jì)算合格，否則應(yīng)重新估取

95、，重復(fù)計(jì)算，直到合適為止。</p><p>　　之所以將爐膛出口煙氣溫度作為校核的基準(zhǔn)，是因?yàn)樗哂袠O其重要的意義。爐膛出口煙氣溫度是反映爐膛內(nèi)輻射傳熱量多少的參數(shù)，決定著鍋爐中輻射受熱面與對(duì)流受熱面之間傳熱量的比例關(guān)系。如爐膛內(nèi)輻射傳熱量大，則爐膛出口煙氣溫度低，爐膛中火焰平均溫度降低，這將造成輻射傳熱效果降低，在經(jīng)濟(jì)上是不合算的；爐膛溫度降低以后，對(duì)燃燒不利，造成增大，甚至造成燃料的著火困難以及燃燒不穩(wěn)定。反

96、之，爐膛輻射傳熱量少，則爐膛出口煙氣溫度過(guò)高，這將引起受熱面結(jié)渣，影響鍋爐運(yùn)行的安全性。因此，爐膛出口煙氣溫度應(yīng)從經(jīng)濟(jì)性和安全性兩方面來(lái)確定。根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較，燃煤鍋爐爐膛出口煙氣溫度宜低于1150℃，但最低不應(yīng)低于900℃。</p><p>　　為了確定爐膛受熱面，則必須先確定爐膛尺寸。</p><p>　　3.3.1 燃燒室尺寸假定與校核</p><p>　

97、　3.3.1.1 燃燒室尺寸的假定</p><p>　　在鍋爐設(shè)計(jì)中，我們?cè)诖_定燃燒室的尺寸時(shí)，我們是遵循先假定后校核的原則，所以假定爐膛寬度d、爐排寬度d1如下：</p><p>　　d=3.2m d1=2.7m</p><p>　　鍋爐的整體尺寸如下圖：</p><p>　　圖3-1 爐膛結(jié)構(gòu)特性</p><p>

98、;　　3.3.1.2 燃燒室尺寸的校核</p><p>　　圖3-2 爐膛包覆面積</p><p>　　(1)爐膛側(cè)墻總面積:</p><p><b>　　經(jīng)過(guò)基本計(jì)算可得：</b></p><p>　?、?6.84m2、Ⅱ=1.22m2、Ⅲ=2.40m2、Ⅳ=1.7m2、Ⅴ=2.47m2、Ⅵ=0.25m2</p&

99、gt;<p>　　=2*（Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ+Ⅴ+Ⅵ）=29.76m2</p><p><b>　　(2)后墻總面積</b></p><p>　　圖3-3 后墻輻射受熱面</p><p>　　AJ=0.47m、AB=3.32m、BC=2.28m、CD=3.85m</p><p>　　=(AJ+AB+BC+CD)

100、*d=31.744m2</p><p>　　(3)前、頂前頂墻總面積</p><p>　　圖3-4 前墻頂輻射受熱面</p><p>　　IK=0.50m、HI=0.64m、FG=0.98m、GH=1.17m、EF=3.34m、ED=1.97m</p><p>　　=(IK+HI+FG+GH+EF+ED)*d=28.48m2</p>

101、;<p><b>　　(4)爐排有效面積</b></p><p>　　由圖A1圖可知爐排的長(zhǎng)度為s=0.32+0.92+0.595+3.285=5.12m</p><p>　　則爐排有效面積R=s*d1=13.824m2</p><p>　　(5)爐膛周界面積為包圍上述爐膛容積的所有周界面封閉面積的總和，它包括了火床面積R、全部爐

102、墻面積和出口煙窗面積。</p><p>　　對(duì)于鏈條爐排，火床面積由煤閘門道擋渣器與爐排接觸處為止。對(duì)于沒(méi)有擋渣器的其他爐排，火床面積由煤閘門道爐排終了處為止。</p><p><b>　　爐膛周界面積為：</b></p><p><b>　?。?-35）</b></p><p><b>

103、　　式中：</b></p><p>　　R-----火床面積，m2；</p><p>　　----除火床面積以外的其余周界面積，m2。</p><p><b>　　(6)爐膛容積</b></p><p>　　爐膛容積為由火床表面至煙氣出口窗之間的容積。</p><p>　　爐膛容積的周

104、界按如下規(guī)則確定：</p><p>　　底部為火床表面；四周及頂部為水冷壁管中心所在面，若水冷壁管覆蓋有耐火涂料或耐火磚，則為后者的向火表面，在未布置水冷壁的地方則為爐墻內(nèi)壁面；出口截面為出口窗處最前一排管子中心線所在面。 </p><p>　　在計(jì)算爐膛尺寸時(shí)，爐排上的煤層厚度一般取為150mm。</p><p>　　如果爐膛內(nèi)有后拱，后部火床上的煙氣沿著后拱向爐

105、前流動(dòng)，則對(duì)于鏈條爐排，爐膛容積計(jì)算到擋渣器和爐排接觸處的垂直平面為止；對(duì)于沒(méi)有擋渣器的其他爐排，爐膛容積計(jì)算到爐排終了處的垂直平面為止。</p><p>　　帶有燃燼室時(shí)，爐膛和燃燼室應(yīng)分別計(jì)算。</p><p><b>　　則爐膛容積</b></p><p><b>　　(7)校核</b></p><

106、;p>　　鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，爐膛容積熱負(fù)荷、爐膛截面熱負(fù)荷、鍋爐熱效率、以及各項(xiàng)熱損失等是反映鍋爐燃燒工況的主要熱力特性參數(shù)。</p><p><b>　?、贍t膛容積熱負(fù)荷</b></p><p>　　爐膛容積熱負(fù)荷是指單位爐膛容積燃料燃燒放熱的熱功率。爐膛容積熱負(fù)荷是鍋爐爐膛設(shè)計(jì)和運(yùn)行中的重要的熱力特性參數(shù)之一。在鍋爐爐膛設(shè)計(jì)時(shí)，爐膛容積熱負(fù)荷的取值應(yīng)根據(jù)燃料的

107、特性、燃燒方式及鍋爐容量等因素決定。爐膛熱負(fù)荷的值是確定室燃鍋爐爐膛體積的主要依據(jù)。</p><p>　　爐膛容積熱負(fù)荷可按下式計(jì)算：</p><p><b>　?。?-36）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Qar:燃料的收到基低位發(fā)熱量，KJ/Kg<

108、/p><p>　　B:單位小時(shí)內(nèi)的燃料消耗量，kg/h</p><p>　　V:爐膛的體積，m3</p><p>　　由公式（3-36）得到爐膛的容積熱負(fù)荷</p><p>　　爐膛容積熱負(fù)荷值過(guò)大，則爐膛體積相對(duì)過(guò)小說(shuō)明在較小體積的爐膛內(nèi)燃燒更多的燃料，釋放更多的熱量，爐內(nèi)溫度就更高，由于溫度過(guò)高而導(dǎo)致燃煤鍋爐爐內(nèi)結(jié)渣，且由于燃料在爐內(nèi)行程過(guò)短

109、，因而逗留時(shí)間過(guò)短，燃盡下降，造成固體不完全燃燒熱損失、氣體不完全燃燒熱損失增大。反之，爐膛容積熱負(fù)荷值過(guò)小，則爐膛體積相對(duì)過(guò)大，爐內(nèi)溫度下降，是的燃燒不穩(wěn)定，影響鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。而且使鍋爐體積不必要的增加，投資增加，造成浪費(fèi)。因此，爐膛容積熱負(fù)荷取值應(yīng)在一個(gè)范圍內(nèi)。見表3-9。</p><p>　　表3-9 工業(yè)鍋爐熱力特性</p><p>　　有表3-9可以看出，計(jì)算出來(lái)的爐膛容積

110、熱負(fù)荷在要求的范圍內(nèi)，則以上設(shè)計(jì)滿足要求。</p><p>　　在層燃爐中，由于絕大部分燃料在爐排上燃燒，只有少量的可燃物在爐膛空間燃燒，要分別測(cè)量出燃料在爐排上和爐膛空間燃燒放熱量是非常困難的，所以在爐排面積熱負(fù)荷和爐膛容積熱負(fù)荷計(jì)算時(shí)，都是以全部燃料燃燒的放熱量作為計(jì)算依據(jù)。</p><p><b>　?、跔t膛截面熱負(fù)荷</b></p><p&

111、gt;　　爐膛截面熱負(fù)荷是指室燃爐燃燒器區(qū)段單位爐膛截面上燃料燃燒放熱的熱功率，用下面計(jì)算：</p><p><b>　?。?-37）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Qar:燃料的收到基低位發(fā)熱量，KJ/Kg；</p><p>　　B:單位小時(shí)內(nèi)的燃料消耗量

112、，kg/h；</p><p>　　F：爐排有效面積，m2；</p><p>　　由公式（3-37）計(jì)算出爐膛截面熱負(fù)荷。</p><p>　　影響爐膛截面熱負(fù)荷值的因素主要有燃料特性、燃燒方式、鍋爐容量。在鍋爐爐膛（燃燒室）設(shè)計(jì)時(shí)，爐膛截面熱負(fù)荷值過(guò)大，則燃燒器區(qū)段爐膛橫截面積相對(duì)過(guò)小，該區(qū)段化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)烈，溫度高，爐內(nèi)易結(jié)渣；反之，爐膛截面熱負(fù)荷值過(guò)小則燃燒器區(qū)段爐

113、膛橫截面積相對(duì)過(guò)大，溫度水平低，造成燃燒不穩(wěn)定。</p><p>　　對(duì)于小于220t/h的室燃爐，根據(jù)其他有關(guān)參數(shù)確定的鍋爐燃燒器區(qū)段爐膛橫截面積教用確定的橫截面積大。根據(jù)我國(guó)多年積累的鍋爐爐膛截面熱負(fù)荷的大量數(shù)據(jù)，歸納的取值在一定范圍內(nèi)，如下表3-10。</p><p>　　表3-10 工業(yè)鍋爐的燃燒特性</p><p>　　經(jīng)表3-10校核，在要求范圍內(nèi)，所以

114、以上設(shè)計(jì)假設(shè)滿足要求。</p><p>　　3.3.2 爐膛傳熱計(jì)算參數(shù)</p><p>　　3.3.2.1 爐膛周界面之水冷壁輻射受熱面</p><p>　　輻射受熱面是布置在鍋爐爐膛內(nèi)吸收輻射熱的那一部分受熱面，主要是水冷壁受熱面。</p><p>　　對(duì)于靠墻水冷壁，其所占據(jù)的爐墻面積為水冷壁管中心線所在面的面積，他等于水冷壁邊界管中心

115、線的間距b與水冷壁管受熱長(zhǎng)度l的乘機(jī)，即：</p><p><b>　　F=bl m2</b></p><p><b>　?。?-38）</b></p><p>　　當(dāng)爐內(nèi)布置有雙面曝光水冷壁時(shí)，其所占據(jù)的面積也是爐膛周界面的組成部分，應(yīng)作為爐墻面積計(jì)算在內(nèi)。它按雙面水冷壁所在面面積的兩倍計(jì)算，即:</p>

116、<p><b>　　F=2bl m2</b></p><p><b>　　（3-39）</b></p><p>　　當(dāng)水冷壁管覆蓋有耐火涂料層或耐火磚時(shí)，爐墻面積即為其向火表面面積。</p><p>　　每片水冷壁的輻射受熱面面積H：</p><p><b>　?。?-40）&l

117、t;/b></p><p>　　式中為水冷壁的角系數(shù)，經(jīng)查取確定。</p><p>　　如果沒(méi)有燃燼室，爐膛出口窗的角系數(shù)去1。但應(yīng)注意到這部分輻射熱量中只有一部分被出口窗處的管束所吸收，其余熱量則穿過(guò)該管束輻射到其后面的受熱面上。</p><p>　　出口窗的角系數(shù)取等于出口窗管束的角系數(shù)。</p><p>　　出口窗處管束的角系數(shù)：

118、</p><p><b>　　（3-41）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　為出口窗處各排管的角系數(shù)，按附圖C2中曲線5查得。</p><p>　　膜式水冷壁的角系數(shù)去1。</p><p>　　對(duì)于覆蓋有耐火涂料層或耐火磚的水冷壁，其輻

119、射受熱面面積按下列算式折算：</p><p>　　覆蓋耐火涂料層時(shí) H=0.3F m2</p><p>　　覆蓋耐火磚時(shí) H=0.15F m2</p><p>　　爐內(nèi)輻射受熱面總面積為：</p><p><b>　?。?-42）</b></p><p><b&

120、gt;　　爐膛的水冷度為：</b></p><p><b>　?。?-43）</b></p><p>　　爐膛的有效輻射層厚度S：</p><p><b>　?。?-44）</b></p><p>　　3.3.2.2 爐內(nèi)熱量平衡參數(shù)</p><p><b&

121、gt;　　（1）入爐熱量</b></p><p>　　對(duì)應(yīng)于1kg燃料帶入爐膛的熱量稱為入爐熱量，由下列式子求得。</p><p><b>　?。?-45）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　-----燃料低位發(fā)熱量；</p><

122、p>　　-----用外部熱源加熱空氣并帶入鍋爐的熱量；</p><p>　　-----空氣帶入爐膛的熱量；</p><p><b>　?。?-46）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　-----爐膛出口窗過(guò)量空氣系數(shù)；</p><p&g

123、t;　　----爐膛漏風(fēng)系數(shù)；</p><p>　　----分別表示理論熱空氣焓和理論冷空氣焓，冷空氣溫度一般取為20℃。</p><p>　　燃料在絕熱條件下燃燒過(guò)能達(dá)到的溫度稱為絕熱燃燒溫度，此時(shí)煙氣的焓即等于入爐熱量，根據(jù)可以從焓溫表求得絕熱燃燒溫度，其單位是℃。</p><p>　　（2）爐膛的熱量平衡方程</p><p><b

124、>　　爐膛的熱量平衡方程</b></p><p><b>　　（3-47）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　-----對(duì)應(yīng)于1kg燃料的輻射受熱面吸熱量；</p><p>　　-----保熱系數(shù)，按式（3-29）計(jì)算；</p>

125、<p>　　-----爐膛出口處的煙氣焓，kJ/kg，它對(duì)應(yīng)于和爐膛出口處煙氣溫度。</p><p>　　爐膛熱平衡方程也可寫作：</p><p><b>　?。?-48）</b></p><p>　　式中：為在至溫度區(qū)間內(nèi)1kg燃料所產(chǎn)生煙氣的平均熱容量，kJ/（kg·℃）：</p><p><

126、;b>　　kJ/（kg·℃）</b></p><p><b>　?。?-49）</b></p><p><b>　?。?）煙氣黑度</b></p><p>　　在層燃爐中，煙氣內(nèi)具有輻射能力的成分主要是三原子氣體（RO2和H2O）及懸浮的固體顆粒（燃燒的煤粒和灰粒）。</p>&l

127、t;p>　　爐內(nèi)煙氣的黑度（又稱火焰黑度）：</p><p><b>　?。?-50）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　e-----自然對(duì)數(shù)的底；</p><p>　　k-----煙氣的輻射減弱系數(shù)，1/（m·MPa）；</p>

128、<p>　　p-----爐內(nèi)介質(zhì)的壓力，MPa，對(duì)非正壓燃燒的爐膛，一般取為0.1MPa；</p><p>　　S-----有效輻射層厚度，m。</p><p>　　煙氣黑度也可以經(jīng)查取確定。</p><p>　?。?）煙氣的輻射減弱系數(shù)k</p><p>　　煙氣的輻射減弱系數(shù)k由三原子氣體輻射減弱系數(shù)和固體顆粒輻射減弱系數(shù)構(gòu)成，