锅炉原理作业.docx
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锅炉原理作业.docx
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锅炉原理作业
锅炉原理作业
作业
(一)
已知:
某台锅炉燃烧烟煤,煤的元素分析成分为:
Car=55.43%、Har=3.09%、Oar=4.13%、Nar=1.34%、Sar=0.34%、Aar=27.74%、Mar=7.93%、Vdaf=20.19%
低位发热量为Qar,net=21270kJ/kg,飞灰系数αfa=0.9。
按照烟气的流程锅炉的各受热面名称及漏风系数如下:
炉膛出口及屏式过热器α〃=1.2800~2200℃
高温对流过热器Δα=0.05500~1000℃
高温对流再热器Δα=0.03400~900℃
低温再热器Δα=0.03300~800℃
省煤器Δα=0.03200~600℃
空预器热段Δα=0.1100~400℃
空预器冷段Δα=0.1100~400℃
求:
1.理论空气量
2.三原子气体容积
3.理论水蒸汽容积
4.理论氮气容积
5.理论烟气容积
6.烟气特性表(按各级受热面的进、出口平均过量空气系数αav计算)
7.烟气焓温表(按各级受热面的出(进)口过量空气系数α”计算)
附1(烟气特性表示例):
附2(烟气焓温表示例)
作业
(二)
已知某台煤粉锅炉,采用固态排渣方式。
额定蒸发量D=420t/h,再热蒸汽流量350t/h
过热蒸汽压力Psh=13.7Mpa,过热蒸汽温度tsh=540℃,
给水压力Pfw=15.6MPa,给水温度tfw=235℃,
再热蒸汽进入锅炉时压力/温度2.5MPa/330℃
再热蒸汽出锅炉时压力/温度2.3MPa/540℃
排污率pbl=3%,汽包压力Pdrum=14.8Mpa,
排烟温度θexg=135℃,冷空气温度tca=30℃
飞灰和灰渣含碳量均为Cfa=Csl=5%,q3=0.5%。
求:
锅炉热效率,燃料消耗量,计算燃料量,保热系数。
注:
压力均为表压,其它参数参考作业
(一)。
作业(三)
一台935t/h亚临界压力锅炉,燃用烟煤,制粉系统采用中速磨煤机,四角切圆燃烧,水冷壁和炉顶管采用膜式结构。
●结构参数:
炉膛壁面积F为2225m2(其中燃烧器和孔门占用面积为45m2、出口烟窗面积为260m2),炉膛有效容积Vf为3890m3,燃烧器的相对高度xB=0.29。
●运行参数:
Ø炉膛出口过量空气系数
=1.2,炉膛漏风
=0.05,制粉系统漏风
=0.06。
烟气压力p=0.1MPa。
Ø热空气温度为320℃,冷空气温度为30℃。
Ø化学未完全燃烧热损失q3=0,机械未完全燃烧热损失q4=1.5%,灰渣热物理损失q6=0,保热系数φ=0.997,计算燃料量Bcal=132t/h。
(其它参数参考作业
(一))
求:
炉膛出口烟温,炉内换热量
说明:
(1)采用苏联1973年炉膛传热计算方法(书p.175式9-66)
对应的火焰黑度计算式9-42中
各项内容根据书p.176的叙述计算,即:
(在上课的课件中已列出)
1)三原子气体吸收减弱系数
2)灰粒的吸收减弱系数
3)焦炭颗粒的吸收减弱系数
无烟煤和贫煤:
;
烟煤和褐煤:
。
(2)
该计算过程是一个假设计算校核的迭代过程。
迭代结束的精度要求:
炉膛出口烟温的假设值与计算值的偏差<100℃。
由于计算工作量比较大,所以作业只要求计算一个过程,不做反复迭代;
(3)建议开始计算时,炉膛出口烟温的假设值取为1200℃;
(4)注意炉膛出口烟温计算公式中燃料量的单位是kg/s;
(5)注意公式中温度单位:
℃?
K?
(6)β值参见教科书p.174,或用上课的课件中的β线算图查取。
(7)作业(三)计算参考顺序
项目
理论热空气焓
理论冷空气焓
空气带入热量
1kg燃料入炉膛热量
理论燃烧温度θth
炉膛出口烟温θf”(假设值)
炉膛出口烟焓If”
烟气平均热容
烟气的水蒸汽容积
烟气的三原子气体容积VRO2
烟气容积
烟气的水蒸汽容积份额
烟气的三原子气体容积份额
烟气的三原子气体总容积份额
炉膛辐射层厚度
三原子气体辐射减弱系数
灰粒辐射减弱系数
单位kg燃料产生的烟气质量
烟气中飞灰浓度
炉内介质辐射减弱系数
火焰黑度
水冷壁热有效系数
燃烧器和孔门的热有效系数
(=0)
炉膛出口热有效系数
(包括辐射修正系数β的影响)
平均热有效系数(式9-59)
炉膛黑度
反映火焰中心的系数M
炉膛出口烟温
误差
计算的出口烟温对应的烟气焓If”
炉膛换热量
作业(四)
已知一台直流锅炉的高温过热器,顺列、顺流布置在锅炉的水平烟道。
●结构参数:
管径(外径×壁厚)¢38×6,横向节距s1=135mm,纵向节距s2=60mm,纵向排数z2>10,烟气的平均流通截面积Fg=99m2,蒸汽的流通截面积Fs=0.27m2,受热面积H=1120m2。
●运行参数:
Ø蒸汽流量D=935t/h,进口汽温t1=500℃,进口汽压p1=17.3MPa,出口汽压p2=17.1MPa;
Ø进口烟温θ1=980℃,进口过量空气系数
=1.2,漏风系数
=0.05,保热系数φ=0.997,计算燃料量Bcal=132t/h,烟气压力p=0.1MPa;
Ø飞灰份额αfa=0.9,冷风温度tca=30℃。
●与该过热器并行布置了附加受热面,其受热面积Hadd=130m2,附加受热面管内工质的平均温度tadd=380℃。
●锅炉的制粉系统采用中速磨煤机。
求:
该过热器的出口参数和传热量。
说明:
(1)
该计算过程是一个假设计算校核的迭代过程。
迭代结束的精度要求:
传热量与放热量的相对偏差<2%。
由于计算工作量比较大,所以作业要求只计算一个过程,不做反复迭代;
(2)建议开始计算时,出口烟温的假设值取为870℃;烟气对附加受热面的放热量Qadd的假设值取为135kJ/kg;
(3)注意不同公式中对温度单位的要求:
℃?
K?
;
(4)注意线算图中放热系数的单位与公式中需要的单位是否统一?
(5)计算管内换热系数时,用管子内径;计算管外换热系数时,用管子外径;
(6)烟气的放热量×保热系数=过热器吸热量+附加受热面吸热量;
(7)计算辐射换热系数时,用到的烟气量Vg、Gg要按进出口平均过量空气系数0.5*(1.2+1.25)=1.225计算;
(8)烟气侧对流放热系数αc,属于纯传热学内容且计算繁琐,所以不必计算,直接用给定值αc=0.0751kW/(m2℃);
(9)烟气辐射减弱系数ka、烟气黑度ε1的计算方法:
参照作业三,但是注意:
计算式中的烟温要用进出口平均烟温。
(10)作业(四)计算参考顺序
项目
进口烟焓I’
理论冷空气焓
出口烟温θ”(假设值)
出口烟焓I”
烟气放热量
附加受热面吸热量Qadd(假设值)
过热器工质吸热量
进口蒸汽焓i’
出口蒸汽焓i”
出口蒸汽温度t”
烟气平均温度θav
蒸汽平均温度tav
蒸汽平均比容vav
蒸汽平均流速w
蒸汽侧放热系数α2(查图10-9)
烟气的水蒸汽容积
VH2O
烟气的三原子气体容积VRO2
烟气容积Vg
烟气的水蒸汽容积份额rH2O
烟气的三原子气体容积份额rRO2
烟气的三原子气体总容积份额r
烟气平均流速wg
横向相对节距
纵向相对节距
烟气侧对流放热系数
用给定值:
αc=0.0751kW/(m2℃)
烟气辐射层厚度S
三原子气体辐射减弱系数kg
(计算方法:
与作业三相同)
灰粒辐射减弱系数kash
(计算方法:
与作业三相同)
单位kg燃料产生的烟气质量Gg
烟气中飞灰浓度μash
烟气辐射减弱系数ka
(计算方法:
与作业三相同,但不含焦炭)
烟气黑度ε1
灰污壁温t2
烟气辐射放热系数αr
烟气侧放热系数α1
热有效系数ψ
传热系数K
传热温差
过热器传热量
附加受热面传热量
过热器热量误差δQc
附加受热面热量误差δQadd
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- 锅炉 原理 作业