低温省煤器课程设计(共19页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上课程设计 学年 学期院 系：机电动力与信息工程系专 业：热能与动力工程学 生 姓 名：学 号：课程设计题目：低温省煤器起 迄 日 期:指 导 教 师: 下达任务书日期: 年 月专心-专注-专业 摘 要省煤器是利用锅炉尾部烟气的热量加热锅炉给水的设备。省煤器是现代锅炉中不可缺少的受热面，一般布置在烟道内，吸收烟气的对流传热，个别锅炉有与水冷壁相间布置的，以用来吸收炉内高温烟气的辐射热。 排烟损失是锅炉运行中最重要的一项热损失，一般约为5%-12%，占锅炉热损失的60%-70%，影响排烟热损失的主要因素是排烟温度，一般情况下，排烟温度每增加10，排烟热损失增加0.6%-1

2、%，相应多耗煤1.2%-2.4%。若以燃用热值2000KJ/KG煤的410t/h高压锅炉为例，则每年多消耗近万吨动力力煤，我国火力发电厂的很多锅炉排烟温度都超过设计值,约比设计值高2050。所以，降低排烟温度对于节约燃料和降低污染具有重要的实际意义，实践中以降低排烟温度为目的的锅炉技术改造较多。但由于大多数电厂尾部烟道空间太小，防磨、防腐要求较高，引风机的压头裕量不大等实际情况。为了降低排烟温度，减少排烟损失，提高电厂的运行经济性，可考虑在烟道上加装低温省煤器。低温省煤器的具体方案为：凝结水在低温省煤器内吸收排烟热量，降低排烟温度，自身被加热、升高温度后再返回汽轮机低压加热器系统，代替部分低压

3、加热器的作用。在发电量不变的情况下，可节约机组的能耗。同时，由于进入脱硫塔的烟温下降，还可以节约脱硫工艺水的消耗量。低温省煤器能提高机组效率、节约能源。 目 录摘要第一章 绪论.1 1.1 锅炉课程设计的目的和意义.1 1.2 研究本课题的现状和发展趋势.1第二章 低温省煤器设计.3 2.1 低温省煤器设计参数.3 2.2 锅炉结构示意图.4 2.3 低温省煤器结构计算.5 2.3.1 低温省煤器作用.5 2.3.2 低温省煤器的结构计算.6 2.4 低温省煤器热力计算.6第三章 低温省煤器计算结果.11 3.1 基本尺寸汇总.11 3.2 热力计算汇总

4、.12第四章 结束语.15 参考文献.16 第一章 绪 论1.1 锅炉课程设计的目的和意义锅炉课程设计是锅炉原理课程的重要教学实践环节，通过课程设计，使我对锅炉原理课程的知识得以巩固、充实和提高，提高感性认识，增强动手能力，为以后的毕业设计打下夯实的基础。并使我掌握锅炉机组的热力计算方法，初步具有综合考虑锅炉机组整体设计与布置的能力。并培养了我们对工程技术问题的严肃认真，踏实负责的态度。锅炉课程设计将我们在课堂里面学习到的知识，提升到了另一个层次，将零散的知识链接到了一起。1.2 研究本课题的现状和发展趋势低温省煤器能提高机组效率、节约能源。已在国内几十家电厂的上百台机组上安装了这种低压省煤器

5、的系统。 通辽发电总厂3号锅炉系哈尔滨锅炉厂生产的HG-670/140-HM12型超高压自然循环煤粉炉,配200MW汽轮发电机组,于1989年11月投产运行。机组投产后,锅炉排烟温度始终在160170运行,相对300MW和600MW机组锅炉的130140排烟温度高很多。2002年电厂在3号锅炉尾部空气预热器后安装东北电力科学研究院锅炉所设计的余热回收系统;吸收排烟余热,锅炉排烟温度降低到135左右,显著提高了全厂热经济性指标,达到节煤、降耗的目的。山东某龙口电厂，两台容量100MW发电机组所配锅炉是武汉锅炉厂设计制造的WGZ410/10010型燃煤锅炉，由于燃用煤种含硫量较高，且锅炉尾部受热面

6、积灰、腐蚀和漏风严重，锅炉排烟温度高达170，为了降低排烟温度，提高机组的运行经济性，在尾部加装了低温省煤器。国外低温省煤器技术较早就得到了应用。在苏联为了减少排烟损失而改装锅炉机组时，在锅炉对流竖井的下部装设低温省煤器供加热热网水之用。德国Schwarze Pumpe电厂2×855MW褐煤发电机组在静电除尘器和烟气脱硫塔之间加装了烟气冷却器，利用烟气加热锅炉凝结水，其原理同低温省煤器一致。德国科隆Nideraussem1000MW级褐煤发电机组采用分隔烟道系统充分降低排烟温度，把低温省煤器加装在空气预热器的旁通烟道中，在烟气热量足够的前提下引入部分烟气到旁通烟道内加热锅炉给水。日本

7、的常陆那珂电厂采用了水媒方式的管式GGH。烟气放热段的GGH布置在电气除尘器上游，烟气被循环水冷却后进入低温除尘器（烟气温度在90100左右），烟气加热段的GGH布置在烟囱入口，由循环水加热烟气。烟气放热段的GGH的原理和低温省煤器一样。第二章 低温省煤器设计2.1 低温省煤器设计参数 1.进口烟气温度 =366 2.进口烟气焓 =4561.13kJ/kg 3.出口烟气温度 =315 4.出口烟气焓 =388.64kJ/kg 5.吸热量 =666.86kJ/kg 6.出口水焓 =994.38kJ/kg 7.出口水温度 =230.48 8.进口水温度 =215 9.计算燃料量 =26591.95

8、kJ/kg 10.理论空气量 =6.0611/kg 11.灰粒平均直径 =13 12.保热系数 =0.9945 13.锅炉额定蒸发量D=220t/h2.2 锅炉结构示意图 图 2-1A-炉膛；B-水平烟道；C-尾部烟道；1-屏式过热器；2-高温过热器；3-低温过热器； 4-高温省煤器； 5-高温空气预热器； 6-低温省煤器； 7-低温空气预热器 本课程设计的对象是6-低温省煤器 2.3 低温省煤器的结构计算 2.3.1 低温省煤器作用 低温省煤器就是锅炉尾部烟道中将锅炉给水加热成汽包压力下的饱和水的受热面，由于它吸收的低温烟气的热量，降低了烟气的排烟温度，节省了能源，大大提高了效率。排烟损失是

9、锅炉运行中最重要的一项热损失，一般约为5%-12%，占锅炉热损失的60%-70%，影响排烟热损失的主要因素是排烟温度，一般情况下，排烟温度每增加10，排烟热损失增加0.6%-1%，相应多耗煤1.2%-2.4%。若以燃用热值2000KJ/KG煤的410t/h高压锅炉为例，则每年多消耗近万吨动力力煤，我国火力发电厂的很多锅炉排烟温度都超过设计值,约比设计值高2050。所以，降低排烟温度对于节约燃料和降低污染具有重要的实际意义，实践中以降低排烟温度为目的的锅炉技术改造较多。但由于大多数电厂尾部烟道空间太小，防磨、防腐要求较高，引风机的压头裕量不大等实际情况。为了降低排烟温度，减少排烟损失，提高电厂的

10、运行经济性，可考虑在烟道上加装低温省煤器。 2.3.2 低温省煤器的结构计算 1.横向节距比 2.纵向节距比 3.受热面积 cm24.烟气流通面积 m25.水流通面积 m26.烟气有效辐射层厚度 m（注：d单位为m）2.4 低温省煤器的热力计算 1.进口烟气温度 2.进口烟气温焓 3.出口烟气温度 4.出口烟气焓 查焓温图知 5.低温省煤器对流吸热量 6.进口给水焓 查附录B-6、B-7按低温省煤器入口压力p=11.57MPa查得 7.出口水焓 8.出口水温度 9.烟气流速 m/s 10.烟气侧对流放热系数 查标准线算图12得到W/(m2·) 0.93，,0.9，,0.93 W/(m

11、2·) 11.烟气压力 0.1MPa 12.水蒸气容积份额 查表2-9烟气特性表得 13.三原子气体和水蒸气容积总份额 查表2-9烟气特性表得 0.2024 14.三原子气体辐射减弱系数 4.359 1/(m·MPa） 15.灰粒的辐射减弱系数 =140.0361 1/(m·MPa） 16.烟气质量飞灰浓度 查表2-9烟气特性表得 17.烟气的辐射减弱系数 1/(m·MPa） 18.烟气黑度 19.管壁灰污层温度 20.烟气侧辐射放热系数 W/（·） 21.修正后的烟气侧放热系数 =4.834 W/（·） 22.烟气侧放热系数 查附录

12、B-5 取=0.8 W/（·） 23.污染系数 为修正系数取1 及查附录A-13得=18（·）/W =0.46 24.平均传热温差 25.传热系数 W/（·） 26.低温省煤器对流吸热量 27.计算误差<10 28 低温省煤器性能保证 低温省煤器出口水温度与高温省煤器进口水温度差值小于正负10 图 2-2第三章 低温省煤器3.1 低温省煤器基本尺寸汇总 表1序号名称符号单位公式结果1布置 错列 逆流 双面进水 双层管圈2管子尺寸dmm 给定3243横向节距mm 给定904横向节距比 2.815纵向节距 mm 给定 486纵向节距比 1.5

13、07横向排数 给定628纵向排数 给定329受热面积 765.5110烟气流通面积 14.4611水流通面积0.11212烟气有效辐射厚度sm（注：d单位为m）0.12613管束前及管束间气室深度m 给定1.414管束深度m 给定1.443.2 低温省煤器热力计算汇总表2序号名称符号单位公式结果1进口烟气温度 高温空气预热器出口烟温3662进口烟气焓 kJ/kg 高温空气预热器出口烟气焓4561.133出口烟气温度 给定3154出口烟气焓 查焓温表 3898.645低温省煤器对流吸热量kJ/kg 666.8616进口给水温度给定2157进口给水焓kJ/kg附录B-6,B-7按入口压力p=11.

14、57MPa992.78出口水焓kJ/kg1073.39出口水温度查附录B6，B7,按出口压力p= 11.20Mpa230.4910烟气流速 m/s9.71211烟气侧对流放热系数 W/m2·查标准线算图1259.15912烟气有效辐射层厚度s m查表1低温省煤器结构0.12613 烟气压力pMPa给定0.114水蒸气容积份额查表2-9烟气特性表0.0739815三原子气体和水蒸气容积总份额r查表2-9烟气特性表0.202416三原子气体辐射减弱系数 1/m·MPa 4.39517灰粒的辐射减弱系数 1/m·MPa140.036118烟气质量飞灰浓度 查表2-9烟气

15、特性表0.02119烟气的辐射减弱系数 R1/m·MPa 3.83020烟气黑度 a 0.04721管壁灰污层温度247.7522烟气侧辐射放热系数W/m2·3.57223修正后的烟气侧辐射放热系数W/m2·4.83424烟气侧放热系数 W/m2·（其中为利用系数查附录B-5得=0.8）51.194425污染系数 8.2826平均传热温差116.5727传热系数s 0.1228低温省煤器对流吸热量kJ/kg5.2329器进口水温查表4-13高温省煤器的热力计算234.0830计算误差3.6 第四章 结束语 在拿到了自己的锅炉课程设计的题目的时候，我就开始

16、看书，开始进行锅炉设计，感觉对于整个过程设计比较迷茫，是按课本的模版进行设计的，大部分数据都是参考书本上的。但是由于煤种的不同，所以到了进行校核数据时总会发现误差有时候比较大，我就只能修改表中能修改的数据，来减少误差。为了减少盲目性，我将课本看了一遍又一遍，甚至还把锅炉原理的相关章节也看了一遍，力求明白整个设计的原理，这样对于修改误差就有比较大的帮助，提高了整个锅炉设计的效率。在整个设计过程中，发现如果紧靠个人的力量是很难完成的。因为在整个设计过程，出现了问题，这时就应该问问老师，问问同学。如果不问的话，你可能会花费很多时间来解决这个问题，这在本来时间就不多的短学期上又加重了自己的负担。通过本

17、次课程设计，我明白了很多关于锅炉课程设计的知识，这为我将来工作提供了帮助。我明白了，在整个锅炉设计中，进行热量分配是很重要的，你投入一定数量一定种类的煤时，你输入炉膛的热量就已经确定了，所以如果炉膛吸热量过多将导致后面的吸热器的吸热量减少，影响电厂的正常运行。所以如果热量分配得当，在整个设计过程中，你将会比较顺利，效率也提高了很多。改变吸热量一般是通过改变吸热器的出口温度或是改变受热面积，具体采取哪种方式，或是两种方式想结合，这要视具体情况具体分析。 参考文献1 叶江明.电厂锅炉原理及设备.北京：中国电力出版社，20042 李加护 闫顺林 李彦丰.锅炉课程设计指导书.北京：中国电力出版社，20073 范从震主编.锅炉原理.北京：水利电力出版社，19864 冯俊凯 沈幼庭主编.锅炉原理及计算.第2版.北京：科学出版社，19925 李恩辰 徐合曼合编.锅炉设备及运行.北京:水利电力出版社，1991