锅炉原理课程设计.ppt

锅炉原理课程设计,设计目的设计题目设计内容设计要求设计进度设计方法,设计目的,该课程设计是锅炉原理的重要环节；使锅炉原理课程的知识得以巩固、充实和提高；增强综合运用热力学、传热学及锅炉原理知识的能力；深化对锅炉结构、生产工艺流程及各因素对锅炉运行影响的认识；掌握锅炉机组的热力计算方法；培养查阅资料、合理选择和分析数据、科学计算及制图等基本技能；培养工程技术素养及对工程技术严肃认真和负责的态度。,设计题目,420t/h再热煤粉锅炉变工况校核热力计算,设计课题的工程背景,锅炉运行中煤质特性的变化；锅炉运行中负荷的频繁波动；锅炉辅助设备与系统故障的影响；锅炉故障的诊断与分析；锅炉的改造设计计算。,校核设计应解决的问题,通过校核热力计算的方法，研究工况（煤种）变化后，锅炉整体热力特性的变化，具体体现在主要热力参数的变化：各受热面进出口烟气与汽水温度的变化；锅炉机组的效率及燃料消耗量；会否出现受热面超温或汽温严重不足现象；会否出现排烟温度过高或过低现象。,校核设计已知条件,锅炉的整体布置及受热面结构尺寸；锅炉的设计参数及原设计煤种；锅炉的燃用煤种；锅炉给水及减温水参数；锅炉的制粉系统型式。,设计内容,校核燃煤的元素分析数据，判别煤种；绘制锅炉的结构布置简图和热力系统图；锅炉炉膛及受热面的结构特性计算；锅炉的全面校核热力计算；编写课程设计说明书。,设计要求,计算全部采用手工计算；所有计算均采用列表形式；列表计算中有关数据及计算公式必须直接列出或指明来源出处；计算完成后，必须对各部分受热面按规定要求进行误差校核计算，且要求误差满足要求；图纸符合制图规范要求；说明书条理及层次清楚；在设计教室按时上下班，组织考考勤；设计工作严禁抄袭他人成果，或请人计算。,设计进度,熟悉题目、收集资料：1天。绘制锅炉整体布置图：1天。绘制锅炉详细的传热热力系统图：1天。确定计算方法，绘制详细计算流程图：1天。煤质校核、燃烧计算：1天。受热面热力计算，结果分析：14天。编写、整理设计说明书：1天。答辩：1天。总共3周时间。,设计参考资料,锅炉课程设计（赵翔，任有中编，水利电力出版社）；锅炉原理；锅炉机组热力计算标准方法；水蒸汽图表、公式（国际公式化委员会IFC）；工程热力学；传热学。,设计方法,锅炉的两种设计方法用于锅炉设计的方法：设计热力计算方法用于锅炉变工况及故障诊分析的方法：校核热力计算方法设计热力计算方法给定煤种及锅炉用户要求达到的技术参数（蒸汽流量、压力、温度），设计锅炉总体布置及各部分受热面的设计方法。校核热力计算方法已知锅炉的具体结构，当锅炉的燃料、负荷工况及有关设备、系统与受热面发生重要变化时，用于计算锅炉热力特性参数时的方法。,整个锅炉及各级受热面传热计算的基本思路及方法,对于给定结构尺寸的锅炉，当其燃用煤种及蒸发量一定时，各受热面分界处的蒸气与烟气温度是唯一确定的。基于以上认识，计算开始时，可采用试错法，即事先猜测某些参数（如烟气温度），然后在此基础上进行计算。对于炉膛计算，应事先假设热空气进口温度及排烟温度。,校核热力计算的程序,列出原始数据,空气平衡计算,计算并绘制烟气性质表和焓温表,热平衡、效率、燃料消耗量计算,假定热空气温度，进行炉膛传热计算,按烟气流程，进行各受热面传热计算,热力计算数据整理汇总,预备计算,热力数据修正热平衡相对误差校核,Y,N,不同受热面的热力计算方法,炉膛辐射受热面,先假定热空气温度、炉膛出口温度,计算炉膛辐射受热面面积,计算理论燃烧温度、出口烟气焓及烟气辐射特性参数,N,Y,结束,需预先假定,Trk(假定）,需预先假定,炉膛热力计算,关于炉膛出口烟温的控制问题,对于锅炉的设计计算：,应合理布置炉膛水冷壁管受热面，将炉膛出口烟温控制在不致结渣的水平，即：,当缺少灰熔点资料时，屏式过热器后的烟温：对于强结渣性煤，屏式过热器进口烟温应小于1250，对于弱结渣性煤应小于1250；对于某些褐煤应低于1000。,对于锅炉的校核设计：,因为锅炉炉膛水冷壁受热面积已经确定，因此，当所燃煤种一种时，其炉膛出口烟温是唯一确定的，即不论所燃煤种本身的灰熔点温度为多少，其实际值等于计算结果。,当炉膛出口烟气温度高于灰熔点温度时，只能说明该锅炉燃用校核煤种不合适，可能引起严重的结渣。,对流受热面的传热计算,已知条件：受热面的面积、进口烟气及工质参数。,对流受热面,先假定,在假定基础上求出,待求参数：出口烟气及工质的参数（焓或温度）。,对流受热面的计算思路及方法,假定受热面出口烟气温度或焓，由热平衡求出烟气放热量：,由烟气与工质热平衡，求出工质的出口焓与温度：,(1),(2),由（2）（1）,假设值正确性的检验,检验假设正确与否的理论依据,由于受热面出口烟气温度是基于经验猜测假设的，如果猜测正确，则工质的吸热量应等于烟气经由传热过程传给工质的热量。因此，要判断假设是否正确，只需验证传热量与工质吸热量是否相等即可。而传热量计算如下：,如果,Y,结束,N,重新假设,各对流受热面热力计算的特点,附加受热面及其计算,附加受热面：与主受热面平行，或顺烟气流动方向布置的其他受热面，其面积不超过主受热面的10%。附加受热面是因锅炉结构需要而设置的受热面，有时也称为配合受热面，通常有：,过热器区域的贴墙水冷壁；对流烟道的顶棚管、包覆管；受热的悬吊管；受热面的引出管。,附加受热面的计算方法,如面积小于主受热面的4%并入主受热面中，并按主受热面的主算方法进行计算。,如面积为主受热面积的4 10%（1）传热系数k与主受热面取相同数值；（2）传热温差计算：与主受热面平行时：与主受热面顺列布置时：,因主受热面未计算时，附加受热面无法计算，因此，在计算主受热面时，附加受热面的吸热量先假设，后校核。,屏式过热器,屏式过热器是通常为过热器的中间级，计算时，其进出口汽温、烟温均为未知，计算时先假定吸热量，并根据分级定温的要求假设进出口温度，待过热器全部计算完毕后再进行校核。,屏式过热器直接吸收来自于炉膛的部分辐射热量，计算时必须考虑这部分热量。,有喷水减温器的过热器,因有减温喷水量，考虑到蒸汽流量的平衡，减温水流量需先假设，后校核。,减温水量的假设可根据经验或参照同类型、同容量、同煤种的锅炉进行假设。一般情况下：对于tgr500,自然循环的锅炉，喷水量约为铭牌负荷的3%。,烟道转向室,烟道转向室因流通面积大，受热面布置少，烟气速度很低，因此，可以不考虑对流传热，只考虑辐射传热。转向室受热面为附加受热面，其计算采用先假设吸热量，再校核的方法。转向室附加受热面的计算误差可以在10%以内。,双级省煤器的计算,计算第二级(高温）省煤器，只知入口烟温，其他均为未知。为此，可根据热平衡先估算高温级省煤器的出口处水的焓值。对于表面式减温器，且冷凝水全部返回进入省煤器入口时，可按下式计算：,二级省煤器进口工质参数即为一级省煤器的出口参数。,当一、二级省煤器均计算完毕后，用二级省煤器的总吸热量进行校核。,计算结束、正确与否的判断,单级受热面,对于炉膛，炉膛出口假设烟气温度与计算所得温度相差在100以内，则认为（假设排烟温度及热空气温度假定正确的前提下）本次炉膛计算 正确，可以进入至下一级受热面。,对于对流受热面，根据热平衡计算的热量与传热计算的热量之相对误差如果满足要求，则认为本级受热面计算结查正确，可以进入下一级受热面。,对于整台锅炉,如果锅炉的所有各级受热面均计算结束，在各级受热面的计算误差均满足要求的前提下，校核锅炉最后计算得到的排烟温度与热空气温度，如果其误差满足：,则认为整台锅炉的校核计算结束，且结果正确。否则，需重新假设排烟温度及热空气温度，然后，重新从炉膛开始，逐级计算各级受热面。,校核计算结果分析,主要把握以下几点：,对照计算所得炉膛出口烟气温度与煤灰的DT、ST温度之差的大小。过、再热汽温的大小。如果超过额定温度过大，说明燃用此校核煤种时锅炉将产生严重的超温现象；如果低于额定温度较多，说明不能在额定汽温下运行。关注计算所得一、二级减温水量。如果计算所得减温水量超过减温器的最大减温水量，则说明该锅炉不能在正常的减温水量范围内正常运行。关注排烟温度的大小。过高，则说明锅炉的效率将较低，过低，则可能引起低温腐蚀。,