锅炉原理课程设计
一、热力计算（一）燃料燃烧计算
1.锅炉参数
（1）锅炉蒸发量 D 30t/h
（2）蒸汽压力 P 0.13MPa
（3）蒸汽温度 tgr 350℃
（4）给水温度 tgs 105℃
（5）冷空气温度 tlk 30℃
（6）锅炉排污率 P 5%
2．设计燃料与特性：
3.锅炉各受热面的漏风系数和过量空气系数
4.理论空气量、理论烟气容积的计算
5.各受热面烟道中烟气特性表
（三）炉膛的热力计算
1.炉膛结构特性
（1）标高计算
炉膛结构个点标高示意图
（2）炉膛包覆面积
1）侧墙
A=[(7.300-3.956)+(7.809-3.956)]*0.5*1.900=6.84㎡B=[1.305*(3.956-2.092)]*0.5=1.22㎡
C=[(1.572-1.100)+(2.092-1.100)]*0.5*3.285=2.4㎡D=0.595*(3.956-1.100)=1.70㎡
E=[(3.956-1.100)+(3.621-1.100)]*0.5*0.920=2.47㎡F=[(2.154-1.100)+(1.600-1.100)]*0.5*0.32=0.25㎡Fcq=6.84+1.22+2.4+1.70+2.47+0.25=14.88
2）后墙
1.572-1.100=0.472m
AB=(2.092-1.572)/sin9°=3.32m
BC=1.305/sin35°=2.28m
CD=7.809-3.956=3.85m
Fhq=(0.47+3.32+2.28+3.85)*2.72=26.98㎡
3）前、顶墙
1.600-1.100=0.50m
HI=0.32/cos60°=0.64m
FG=0.92/cos20°=0.98m
GH=3.621-2.154=1.47m
EF=7.30-3.956=3.34m
ED=1.90/cos15°=1.97m
Fqq=(0.50+0.64+0.98+1.47+3.34+1.97)*2.72=24.21㎡
4）炉壁总面积
Fbz=2*14.88+26.98+24.21=80.95㎡
(3)炉排有效面积
（2.092-1.572）/tg9°=3.28m
0.595+0.92+0.32=1.84m
R=(3.28+1.84)*2.3=11.78㎡
(4)炉膛容积
Fcq*2.72=14.88*2.72=40.47㎡
(5)炉膛有效辐射受热面
1）前顶
后水冷壁示意图DE+EF-(4.40-3.956)=1.97+3.34-0.44=4.87m(曝光)
（0.64+0.98+1.47+3.34+1.97）-4.87=3.53m（覆盖耐火涂料层）S=170,d=51,e=25.5,n=16(根)，S/d=3.33,e/d=0.5
查线算图7-5得x1=0.59，x2=1
Hq1=(16-1)*0.17*4.87*0.59=7.33㎡
Hq2=(16-1)*0.17*3.53*1=9.03㎡
由表7-1查得：§1=0.6，§2=0.2
所以，§Hq=0.6*7.33+0.2*9.33=6.2㎡
2）后墙
DC+CB-1.5(烟窗高度)=3.85+2.28-1.5=4.63m
AB=3.32m
S=170,d=51,e=25.5,n=16根，S/d=3.33,e/d=0.5
查图7-5得x1=0.59，x2=1
所以，Hh1=(16-1)*0.17*4.63*0.59=6.97㎡
Hh2=(16-1)*0.17*3.32*1=8.47㎡
由表7-1查得：§1=0.6，§2=0.2
所以，§Hh=0.6*6.97+0.2*8.47=5.88㎡
3)烟窗
S=340,d=51,l=1.5m,x=1,n=8,§=0.6
所以，Hch=(n-0.5)slx=(8-0.5)*0.34*1.5*1=3.83㎡
§Hch=0.6*3.83=2.3㎡
4)侧墙水冷壁
A=[(7.300-2.300)+(7.587-2.300)]*0.5*1.050-0.08(后拱遮盖面积) =5.40-0.08=5.32㎡
B=[(7.640-3.956)+(7.809-3.956)]*0.5*0.630+0.5*0.63*0.9
=2.374+0.284=2.66㎡
C=(2.300-1.100)*1.05-0.08(后拱遮盖面积)=1.18㎡
S=105,d=51,e=65,S/d=2.06,e/d=65/51=1.275得x1=0.87,x2=1
所以，Hc1=(5.32+2.66)*0.87=6.94㎡
Hc2=1.18*1=1.18㎡
§Hc=0.6*6.94+0.2*1.18=4.17+0.24=4.4㎡
∑§H=6.20+5.88+2.3+2*4.4=23.18㎡
(6)炉膛平均热有效系数
∮l= ∑§H/Fbz=23.18/80.95=0.286
(7)炉膛有效辐射层厚度
S=3.6Vl/Fl=3.6*40.47/(80.95+11.78)=1.57m
(8)燃烧面与炉墙面积之比
ρ=R/Fbz=11.78/80.95=0.146
2炉膛的热力计算
（四）凝渣管的热力计算
1.凝渣管结构计算
（1）第1/2排（错列部分）
Sl’=340,d=51,n=8根/排，S1’/d=340/51=6.67,查图7-5，x’=0.2
1)受热面积
H’=πdl*2n=3.14*0.051*1.5*2*8=3.84㎡
2)烟气流通截面积
F’=2.85*1.5-8*1.5*0.051=3.66㎡
(2)第3、4排（顺列部分）
S1’’=170,d=51,n=16根/排,S1’’/d=170/51=3.33,查图7-5，x’’=0.41
1)受热面面积
H’’=πdl*2n=3.14*0.051*1.5*2*16=7.68㎡
2)烟气流通截面积F’’=2.85*1.5-16*1.5*0.051=3.05㎡
(3)凝渣管
1）总受热面积H=H’+H’’=3.84+7.68=11.52㎡
2)烟气平均流通截面积（H’+H’’）/(H’/F’+H’’/F’’)=(3.84+7.68)/(3.84/3.66+7.68/3.05)=3.23㎡
3)凝渣管受炉膛辐射面积
Hfz=3.83㎡
4)凝渣管角系数
Xnz=1-（1-x’）^2*(1-x’’)^2=1-(1-0.2)^2*(1-0.41)^2=0.77
5)凝渣管有效辐射受热面积
Hnzf=Xfz*Hfx=0.77*3.83=2.95㎡
6)横向平均节距
S1=(S1’*H’+S1’’*H’’)+H’’=(0.34*3.84+0.17*7.68)/11.52=0.2 27m
7)纵向节距
S2=0.180m
8）烟气有效辐射层厚度
S=0.9d(S1S2/d2^2*4/π-1)=0.9*0.051(0.227*0.18/0.051^2*4/3.14-1)=0.873m
9）比值
σ1=S1/d=0.227/0.051=4.45; σ2=S2/d=0.18/0.051=3.53
2.凝渣管的热力计算（表）
（五）蒸汽过热器的热力计算
1.蒸汽过热器的结构计算
（1）结构尺寸
管径 d=0.038/0.031m
横向平均节距S1=(S1’+S1’’)/2=(0.068+0.102)/2=0.085m
纵向节距S2=0.1m;横向排数z1=30排；纵向排数z2=8排
（2）横向冲刷烟气流通截面积
Fhx=(2.85-30*0.038)*1=1.71㎡
纵向冲刷烟气流通截面积
Fzx=a*b-z1*z2πd^2/4=(1.03-0.051)*2.85-30*8π*0.038^2/4=2.52㎡(3)横向冲刷受热面积
Hhx=z1*z2*π*d*l=30*8*3.14*0.038*1=28.64㎡
(4)纵向冲刷受热面面积
Hzx=z1*z2*π*dl=30*8*3.14*0.038*0.57=16.32㎡
（5）总受热面面积
H=Hzx+Hhx=28.64+16.32=44.96㎡
（6）逆流部分蒸汽流通截面积
fnl=32*π/4*0.031^2=0.0241㎡
(7)顺流部分蒸汽流通截面积
fsl=28*π*0.031^2=0.0211㎡
(8)蒸汽平均流通截面积
f=1/2(fnl+fsl)=1/2*(0.0241+0.0211)=0.0226㎡
(9)管间有效辐射层厚度
S=0.9d(4S1*S2/πd^2-1)=0.9*0.038*(4*0.085*0.1/π*0.038^2-1)=0.222m
(10)纵向冲刷当量直径
ddl=4F/U=4(2.85*0.979-8*30*π/4*0.038^2)/(2*（2.85+0.979）+8*30*π*0.038)=0.227m
(11)比值
σ1=S1/d=0.085/0.038=2.24;σ2=S2/d=0.1/0.038=2.63
2.蒸汽过热器的热力计算（表）