畢業(yè)設(shè)計---常壓燃?xì)鉄崴仩t工藝設(shè)計

1、<p><b>　　本科生畢業(yè)論文</b></p><p>　　姓 名： 學(xué) 號： </p><p><b>　　學(xué) 院： </b></p><p>　　專 業(yè)：熱能與動力工程專業(yè)</p><p>　　論文題目： 80×104 kcal/h常壓燃?xì)鉄崴仩t工

2、藝設(shè)計 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 職 稱： </p><p><b>　　畢業(yè)論文任務(wù)書</b></p><p>　　任務(wù)下達日期： 2011 年 3 月 1 日</p><p>　　畢業(yè)論文日期： 2011 年 3 月 1 日至 2011 年 6 月 20 日<

3、;/p><p>　　畢業(yè)論文題目：80×104 kcal/h常壓燃?xì)鉄崴仩t工藝設(shè)計</p><p><b>　　畢業(yè)論文專題題目：</b></p><p>　　畢業(yè)論文主要內(nèi)容和要求：根據(jù)要求設(shè)80×104 kcal/常壓燃?xì)鉄崴仩t一臺。主要有一下幾大步驟：</p><p><b>　　1

4、鍋爐的選型</b></p><p>　　2 燃料及鍋爐的熱力計算</p><p><b>　　3 煙風(fēng)阻力計算</b></p><p>　　4 焊接及制作工藝等說明</p><p>　　5 繪制相關(guān)圖紙若干</p><p><b>　　6 外文文獻及翻譯</b>&

5、lt;/p><p>　　在滿足出力要求的情況下力求設(shè)計的最優(yōu)化。</p><p>　　院長簽字： 指導(dǎo)教師簽字：</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計主要介紹了80×104kcal/h燃?xì)獬簾崴仩t的設(shè)計方法、內(nèi)容、程序以及基本原則。其中主要

6、設(shè)計內(nèi)容有燃料燃燒計算、鍋爐熱力計算、煙風(fēng)阻力計算、強度校核以及制造工藝的探討及分析。</p><p>　　本次設(shè)計采用成熟的常壓臥式內(nèi)燃三回程濕背式結(jié)構(gòu)，其型號為CWNS 0.93—95/70—QT。爐膽采用非對稱是布置，煙管采用螺紋管，強化了煙氣的換熱，同時煙管采用同心圓排列于爐膽上方，增強換熱效果。焊接部分詳細(xì)介紹了鍋爐制造中主要的焊接方法及技術(shù)要求。</p><p>　　再設(shè)計過程

7、中，對于熱水鍋爐的結(jié)構(gòu)特點以及工作特點進行了相對全面的分析，并對燃燒器做一定的介紹，同時對常壓熱水鍋爐的現(xiàn)狀以及發(fā)展做了客觀的分析。</p><p>　　鍋爐整體具有高效率、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、外形美觀、污染小等特點。</p><p>　　關(guān)鍵字： 燃?xì)忮仩t； 熱水鍋爐； 火管。</p><p><b>　　ABSTRACT</b><

8、;/p><p>　　This design introduces a 80 × 104kcal / h Gas pressure hot water boiler design, content, procedures and basic principles. The main design elements are calculated from fuel combustion, boiler ther

9、mal calculation, calculation of smoke wind resistance, strength and the manufacturing process of checking and analysis. </p><p>　　The design uses a sophisticated internal combustion atmospheric three return

10、horizontal wet back structure, the model CWNS 0.93-95/70-QT. Furnace is non-symmetrical arrangement of pipe with threaded pipe, and strengthen the flue gas heat exchanger, and pipe concentric circles arranged in the furn

11、ace with the top, increase the heat transfer effect. Welding section details the main welding boiler manufacturing methods and technical requirements. </p><p>　　Re-design process, the structural features of

12、the hot water boiler and working characteristics are more comprehensive analysis, and to do some introduction to the burner, while the status of pressure hot water boiler and the development of objective analysis done. &

13、lt;/p><p>　　Overall boiler with high efficiency, compact structure, small size, light weight, beautiful appearance, pollution and so on. </p><p>　　Keywords: Gas boiler; hot water boiler; fire tub

14、e. </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p><b>　　1.1工業(yè)鍋爐1</b></p><p>　　1.1.1工業(yè)鍋爐設(shè)備概述3</p><p><b>　　

15、鍋爐安全3</b></p><p>　　1.2燃油燃?xì)忮仩t4</p><p>　　1.2.1燃油燃?xì)忮仩t的特點4</p><p>　　1.2.2燃油燃?xì)忮仩t的結(jié)構(gòu)5</p><p>　　1.3臥式燃油燃?xì)忮仩t的結(jié)構(gòu)選型10</p><p>　　1.4燃油燃?xì)忮仩t的發(fā)展現(xiàn)狀11</p>

16、<p>　　1.4.1燃油燃?xì)忮仩t發(fā)展的客觀因素11</p><p>　　1.4.2燃油燃?xì)忮仩t發(fā)展趨勢11</p><p>　　1.5熱水鍋爐設(shè)計原理11</p><p>　　2 鍋爐熱力計算12</p><p>　　2.1燃料燃燒計算12</p><p>　　2.1.1鍋爐參數(shù)12<

17、/p><p>　　2.1.2燃料燃燒特性12</p><p>　　2.1.3燃燒器資料13</p><p>　　2.1.4理論空氣量和理論煙氣容積計算13</p><p>　　2.1.5煙氣特性13</p><p>　　2.1.6煙氣的比焓15</p><p>　　2.2鍋爐熱平衡燃料消耗

18、計算16</p><p>　　2.3爐膛（膽）的傳熱過程和計算17</p><p>　　2.4對流受熱面的傳熱計算19</p><p>　　2.4.1第一管束的傳熱計算20</p><p>　　2.4.2第二管束的傳熱計算22</p><p>　　2.5重要數(shù)據(jù)匯總及鍋爐總熱平衡校核25</p>

19、<p>　　2.5.1爐膽，第一，第二管束外形尺寸25</p><p>　　2.5.2爐膽管束溫度匯總25</p><p>　　2.5.3爐膽傳熱數(shù)據(jù)匯總25</p><p>　　2.5.4鍋爐總熱平衡量校核25</p><p>　　3 煙風(fēng)阻力計算26</p><p>　　3.1 煙風(fēng)阻力各計

20、算結(jié)構(gòu)說明26</p><p>　　3.1.1管束排列與布置26</p><p>　　3.1.2煙箱的形狀與尺寸26</p><p>　　3.1.3煙囪形狀與尺寸設(shè)計26</p><p>　　3.2局部阻力計算26</p><p>　　3.2.1爐膽出口到后煙箱局部阻力Δh27</p><

21、;p>　　3.2.2后煙箱到第一管束進口局部阻力Δh28</p><p>　　3.2.3第一管束進口到前煙箱局部阻力Δh28</p><p>　　3.2.4前煙箱到第二管束進口局部阻力Δh29</p><p>　　3.2.5第二管束出口到集煙室入口局部阻力Δh30</p><p>　　3.2.6集煙室入口到出口的局部阻力Δh3

22、0</p><p>　　3.2.7煙囪出口速度損失Δh31</p><p>　　3.3沿程摩擦阻力計算31</p><p>　　3.3.1第一管束沿程阻力計算31</p><p>　　3.32第二管束沿程阻力據(jù)算32</p><p>　　3.3.3阻力計算匯總表33</p><p>&

23、lt;b>　　4 鍋爐結(jié)構(gòu)33</b></p><p><b>　　4.1爐膽34</b></p><p>　　4.1.1爐膛容積34</p><p>　　4.1.2爐膽尺寸的選擇35</p><p><b>　　4.2煙管35</b></p><p&

24、gt;　　4.2.1管束型式35</p><p>　　4.2.2煙氣流速37</p><p>　　4.2.3煙管布置37</p><p><b>　　4.3封頭38</b></p><p><b>　　4.4吊耳38</b></p><p>　　4.4.1吊耳結(jié)構(gòu)型

25、式38</p><p>　　4.4.2吊耳校核38</p><p><b>　　4.5其他40</b></p><p>　　5鍋爐附件及附屬設(shè)備40</p><p><b>　　5.1水位表41</b></p><p>　　5.1.1水位表的作用和原理41<

26、/p><p>　　5.1.2水位表安全技術(shù)要求41</p><p>　　5.2排污裝置41</p><p>　　5.2.1排污的作用41</p><p>　　5.2.2對排污裝置的要求41</p><p>　　5.3給水設(shè)備42</p><p>　　5.3.1給水設(shè)備的作用42</

27、p><p>　　5.3.2給水設(shè)備的配置和使用要求42</p><p>　　6 燃油燃?xì)忮仩t制造工藝42</p><p>　　6.1鍋爐制造中常用焊接方法42</p><p>　　6.2焊接接頭設(shè)計43</p><p>　　6.2.1焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般原則43</p><p>　　6.2.

28、2焊接接頭型式及尺寸44</p><p>　　6.2.3焊縫符號及標(biāo)注方法48</p><p>　　6.3鍋爐組件焊接工藝48</p><p>　　6.3.1鍋筒的焊接工藝48</p><p>　　1.鍋筒筒節(jié)縱縫的裝配與焊接48</p><p>　　2.鍋筒環(huán)縫的裝配與焊接48</p>&l

29、t;p>　　6.3.2爐膽制造工藝48</p><p>　　6.3.3煙管的焊接49</p><p>　　6.3.4其他部位的焊接49</p><p>　　7熱水鍋爐運行常見事故診斷與處理及噪聲分析49</p><p>　　7.1熱水鍋爐運行常見事故診斷與處理49</p><p>　　7.1.1常見事故

30、49</p><p>　　7.1.2爆炸事故原因及預(yù)防51</p><p>　　7.1.3管板裂紋事故原因51</p><p>　　7.1.4管板裂紋事故原因及處理52</p><p>　　7.2噪聲分析52</p><p>　　7.2.1燃燒噪聲52</p><p>　　7.2.2

31、煙氣噪聲53</p><p>　　7.2.3風(fēng)機噪聲53</p><p>　　7.2.4泵的噪聲55</p><p><b>　　總結(jié)55</b></p><p>　　制造工藝指導(dǎo)書58</p><p>　　一、 鍋殼的制造工藝58</p><p>　　二、 爐

32、膽的焊接制造工藝58</p><p>　　三、 煙管的焊接工藝58</p><p>　　四、 其他部位的焊接工藝58</p><p>　　五、 安裝步驟與焊接工序59</p><p><b>　　參考文獻60</b></p><p><b>　　英文原文61</b>

33、;</p><p>　　Modeling and optimization of efficiency and NOx61</p><p>　　emission at a coal一fired utility boiler61</p><p>　　Huan Zhao, Pei-bong Wang61</p><p>　　I. INTR

34、ODUCTION61</p><p>　　II. MODELINGFORNOX EMISSIONANDBOILER EFFICIENCY62</p><p>　　A. Experimental Data62</p><p>　　B. Support Vector Regression63</p><p>　　C. Hybrid Mod

35、el for NOx Emission and Boiler Efficiency63</p><p>　　III. OPTIMIZATIONFORLOWNOX EMISSIONAND HIGHBOILEREFFICIENCY64</p><p>　　A. Modified64</p><p>　　B. Optimization Objective64<

36、;/p><p>　　A. Prediction of NOx Emission and Boiler Efficiency65</p><p>　　B. conbustion Optimization based on Hybrid Model65</p><p>　　V. CONCLUSION67</p><p>　　REFERENCES

37、68</p><p>　　電站鍋爐熱效率與NOx排放響應(yīng)特性建模方法70</p><p><b>　　0 引言70</b></p><p>　　1電站鍋爐熱效率和 NOx 排放的特性響應(yīng)模型70</p><p>　　1.1核主元分析70</p><p>　　1.2 ε-支持向量回歸機算

38、法71</p><p>　　1.3 電站鍋爐熱效率與 NOx 排放的特性響應(yīng)模型72</p><p>　　2 實例分析72</p><p>　　2.1 鍋爐燃燒設(shè)備概況與特性試驗樣本的獲取72</p><p>　　2.2 鍋爐排放特性模型的輔助變量選取73</p><p>　　2.3 鍋爐排放特性模

39、型的參數(shù)選取與核主元分析73</p><p>　　2.4 鍋爐熱效率與 NO 排放的特性響應(yīng)模型的建x立與誤差分析74</p><p><b>　　3結(jié)論76</b></p><p><b>　　致 謝78</b></p><p><b>　　1 緒論</b><

40、;/p><p>　　隨著全球環(huán)保意識的提高，能源和環(huán)境目前已成為世界關(guān)注的焦點，我國能源的消費結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高。而能源的消費結(jié)構(gòu)將從根本上影響我們所處的環(huán)境，，能源的浪費和環(huán)境污染問題相當(dāng)嚴(yán)重。雖然到目前為止，對容量稍大的燃煤工業(yè)鍋爐進行了大規(guī)模地改造，但其改造的范圍是很窄的，大多數(shù)的生活鍋爐并沒有得到根本的改進，致使我們國家環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)峻，很多城市和地區(qū)變成了酸雨區(qū)。因此，現(xiàn)在

41、已經(jīng)到了從根本上改變我們國家能源消費結(jié)構(gòu)的時候了。雖然我們國家以煤為主要能源的情況在未來多年內(nèi)不會改變，但我們可以通過漸進的方式逐步改變，首先大型煤機組的發(fā)展和改造應(yīng)和先進發(fā)達國家的水平保持一致，提高效率和運行水平，降低SOx，Nox和CO2的排放量。在本世紀(jì)初，這一進程將大大加快。</p><p>　　目前我們國家所面臨的最大難題是改造現(xiàn)有的工業(yè)和生活鍋爐，為此我們應(yīng)該大力開發(fā)節(jié)能產(chǎn)品和節(jié)能技術(shù)，以改造耗能和環(huán)

42、境污染大戶——工業(yè)鍋爐。適當(dāng)進口石油，放寬城市小型工業(yè)鍋爐和生活鍋燃用油品的限制，并開發(fā)燃用油、天然氣和城市煤氣的燃油和燃?xì)忮仩t，以取代那些耗能高、分布廣、污染嚴(yán)重的生活鍋爐和部分工業(yè)鍋爐。由于以前的能源的消費結(jié)構(gòu)使得我們在燃煤技術(shù)的研究上下了較大功夫，而忽略了對燃用油、天然氣和城市煤氣的燃油和燃?xì)忮仩t的研究和開發(fā)，使得我們在燃油和燃?xì)忮仠难芯亢驮O(shè)計制造方面存在很多盲目性。本次設(shè)計論文根據(jù)近幾年對燃油和燃?xì)忮仩t基礎(chǔ)理論方面的研究以及和

43、多家鍋爐制造廠合作設(shè)計的實踐討論燃油和燃?xì)忮仩t結(jié)構(gòu)和設(shè)計。</p><p><b>　　1.1工業(yè)鍋爐</b></p><p>　　工業(yè)鍋護的參數(shù)系列(參見GBI 921一1988，GB3166一1988)</p><p>　　鍋爐參數(shù)指鍋爐容量、工作壓力、工作溫度。</p><p>　　工業(yè)蒸氣鍋爐的容量用額定蒸發(fā)量(

44、D)表示。額定蒸發(fā)量(D)表明鍋爐在額定蒸氣壓力、蒸氣溫度、規(guī)定的鍋爐效率和給水溫度下，連續(xù)運行時所必須保證的最大蒸發(fā)量，單位為t/h。工業(yè)熱水鍋滬以額定供熱量(Q)表示，其單位為為MV。</p><p>　　蒸氣鍋爐額定工作壓力和溫度是指末級過熱器出口集箱主熬氣閥出口處的過熱蒸氣壓力和蒸氣溫度，對于無過熱器的鍋爐，可用主蒸氣閥出口處的蒸氣壓力和溫度來表示;熱水鍋爐額定工作壓力和溫度是指額定熱水出水閥口處的熱水壓

45、力和溫度。壓力的單位用MPa，溫度的單位為℃。</p><p>　　蒸氣鍋爐給水溫度是指進省煤器的水溫度，對無省煤器的鍋爐是指進人鍋滬鍋簡的水溫度;熱水鍋護一般稱為額定進口水溫度。</p><p>　　熱水鍋爐的參數(shù)系列如表1－1：</p><p>　　熱水鍋爐的規(guī)格系列1－1</p><p>　　常壓熱水鍋護的參數(shù)系列(參見JB/T 798

46、5--1995)</p><p>　　常壓熱水鍋爐是以水為介質(zhì)，表壓力為零的固定式鍋爐。這種鍋爐本體開孔與大氣相通，在任何工況下鍋爐水位線處表壓力為零。常壓熱水鍋爐的系列參數(shù)應(yīng)符合下表1－2的規(guī)定。</p><p>　　常壓熱水鍋爐的參教1－2</p><p>　　鍋殼鍋爐總體型式代號1－3</p><p>　　工業(yè)鍋爐如為氣水(熱水、開水)

47、兩用或三用鍋爐，以鍋爐的主要功能來編制產(chǎn)品型號。</p><p>　　常壓熱水鍋護產(chǎn)品型號的編制方法今見《JB/T 7985一1995)</p><p>　　常壓熱水鍋滬的產(chǎn)品型號也由三部分組成，和工業(yè)鍋爐產(chǎn)品型號的編制方法基本相同，所不同的是型號的第一部分由常壓鍋爐的代號(c）,鍋爐總體型式和燃燒設(shè)備組成。</p><p>　　例如:CWNS 1.4-95/70-

48、YZ表示常壓鍋殼式、臥式、內(nèi)燃、室燃，……鍋殼式(火管式)燃油燃?xì)忮仩t</p><p>　　鍋殼式徽油燃?xì)忮仩t是環(huán)保型鍋爐的主要形式，鍋殼式可分為立式和臥式兩種類型。其中立式鍋爐容量較小，臥式鍋爐一般具有較大的容量。</p><p>　　1.1.1工業(yè)鍋爐設(shè)備概述</p><p>　　鍋爐是由“鍋”和“爐”以及保證她們正常安全運行的所必須的附件、儀表以及附屬設(shè)備等三

49、大部分組成。</p><p>　　鍋是指鍋爐中存放鍋水和蒸汽的密封受壓部分，是鍋爐的吸熱部分。主要包括：汽包、對流管、水冷壁、聯(lián)箱、過熱器和省煤器等。</p><p>　　“爐”是指鍋爐中使用燃料燃燒產(chǎn)生高溫的部分，是鍋爐的吸熱部分。主要包括：燃燒設(shè)備、爐墻、爐拱和鋼架等。燃燒在“爐”內(nèi)通過燃燒所產(chǎn)生的灼熱煙氣，通過爐膛和各段煙管向鍋爐受熱面放熱，最后從鍋爐的尾部排出。</p>

50、<p>　　鍋爐上裝置的儀表和附件很多，通常包括：安全閥、壓力表、水位表和高低水位報警器、排污裝置、鍋爐和汽水管道、通用閥門和有關(guān)儀表。</p><p>　　此外，近幾年由于對鍋爐的機械化和自動化要求不斷提高，工業(yè)鍋爐上配置機械操作和自動控制的附件和儀表很普遍，如給水自動調(diào)節(jié)裝置、燃燒自動調(diào)節(jié)裝置，自動點火、熄火保護一級鼓引風(fēng)機連鎖裝置。</p><p>　　鍋爐的附件設(shè)備一

51、般包括：燃料的供給與制備系統(tǒng)，通風(fēng)系統(tǒng)，給水系統(tǒng)及除渣銷灰除塵裝置等。</p><p><b>　　鍋爐安全</b></p><p>　　鍋爐安全經(jīng)濟運行是保障國家財產(chǎn)及人民安全，促進國民經(jīng)濟發(fā)展，合理使用和節(jié)約能源的重要保證。鍋爐是受火焰加熱且具有爆炸危險的特殊工業(yè)設(shè)備和壓力容器，器安全性尤為重要。如果處理不善往往會引起事故，輕則停爐影響生產(chǎn)，重則發(fā)生爆炸，造成人生

52、上傷亡，損壞廠房，設(shè)備，后果十分嚴(yán)重，必須引起高度警惕，應(yīng)該特別注意。只有在充分保證工業(yè)鍋爐安全運行的基礎(chǔ)上，才能保證工業(yè)鍋爐的經(jīng)濟運行。因此，工業(yè)鍋爐的經(jīng)濟運行實在滿足安全生產(chǎn)、保護環(huán)境和運行可靠的前提下,通過科學(xué)管理、技術(shù)改造、提高操作及運行水平，使工業(yè)鍋爐實現(xiàn)熱效率高的狀態(tài)。</p><p>　　因此我國在鍋爐和壓力容器的安全工作領(lǐng)域制定了相關(guān)法律和安全工作條例規(guī)程等。今年勞動部門和中央各有關(guān)部門先后也頒布

53、了一系列的規(guī)程、規(guī)范和校準(zhǔn)等。主要有：</p><p>　　《蒸汽鍋爐安全監(jiān)察規(guī)程》</p><p>　　《事關(guān)鍋爐受壓元件受壓遷都計算》</p><p>　　《鍋殼式鍋爐受壓強度計算標(biāo)準(zhǔn)》</p><p>　　《工業(yè)鍋爐產(chǎn)品技術(shù)條件》</p><p>　　《鍋爐壓力容器焊工考試規(guī)則》等</p><

54、p>　　盡管如此，鍋爐事故仍然頻繁發(fā)生。因此，我們要對工作條件和生產(chǎn)規(guī)程了然于心，更應(yīng)該加強管理和防范措施，以減少和杜絕事故發(fā)生。</p><p>　　在我國一次能源的消費結(jié)構(gòu)中，化石燃料占95%以上。鍋爐是我國將一次能源轉(zhuǎn)化成二次能源的主要裝置，通過鍋爐轉(zhuǎn)化的一次能源占總能源消費的很大成分，因此工業(yè)鍋爐排放的煙塵則是我國大氣污染的主要來源。因此，對于工業(yè)鍋爐設(shè)計者設(shè)計的工業(yè)鍋爐應(yīng)該滿足以下基本要求：<

55、;/p><p>　　保產(chǎn)保暖 按質(zhì)（壓力、溫度、凈度） 按量（蒸發(fā)量、過熱量）提供蒸汽和熱水，滿足生產(chǎn)和采暖要求。</p><p>　　安全耐用 正確選用鋼材，保證材質(zhì)合格；正確進行受壓元件的強度計算，保證足夠的壁厚；正確設(shè)計結(jié)構(gòu)和選擇制造工藝，保證制造、安裝和施工質(zhì)量；正確進行熱工、水力計算，保證工質(zhì)對受熱面的良好冷卻；</p><p>　　采用合理的結(jié)構(gòu)與措施，防止

56、零部件受到腐蝕、磨損，以及由于熱應(yīng)力、機械振動等原因而產(chǎn)生的材料疲勞；采用適當(dāng)?shù)乃幚硌b置，滿足水質(zhì)要求。</p><p>　　節(jié)省材料 完善燃燒過程和傳熱過程，提高熱效率，節(jié)約燃料和電力，節(jié)約金屬材料和建筑材料。</p><p>　　節(jié)能環(huán)保 組織好燃燒工況，燃燒充分，采取除塵裝置，控制排煙的含塵濃度和排煙量，盡量減少污染。</p><p><b>　　

57、1.2燃油燃?xì)忮仩t</b></p><p>　　1.2.1燃油燃?xì)忮仩t的特點</p><p>　　近幾年，我國各大中型城市積極推行集中供熱以解決小型燃煤鍋護引起的局部環(huán)境污染問題，但集中供熱的熱源仍以燃煤為主，不能從根本上解決粉塵、廢水、廢渣、有害氣體的排放。因此，以燃用天然氣、煤氣、液化石油氣以及液體燃料油等清潔燃料為主的環(huán)保型供熱系統(tǒng)在城市小區(qū)供熱系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。清

58、潔型燃料燃燒充分，產(chǎn)生的有害氣體少，對城市小區(qū)而言，這種環(huán)保型的燃油燃?xì)忮仩t供熱系統(tǒng)還可使居民自行調(diào)節(jié)供熱的溫度和時間。但這種環(huán)保型的燃油燃?xì)忮仩t供熱系統(tǒng)要求更高，已成為鍋爐和自動控制工作者聯(lián)合研究的課題。</p><p>　　總體上看環(huán)保型燃油燃?xì)忮仩t是向減小體積和重量、提高效率、提高組裝化程度和自動化程度的方向發(fā)展。特別是近幾年采用一些新型燃燒技術(shù)和強化傳熱技術(shù)，燃油和燃?xì)忮仩t的體積比以前大為降低，鍋殼式蒸氣

59、鍋爐的熱效率已高達92%—93%。隨著工業(yè)的發(fā)展，人們對燃油和燃?xì)忮仩t的總體要求將更加嚴(yán)格。這種要求主要是解決經(jīng)濟性、安全性、可使用性的矛盾，具體表現(xiàn)在以下幾個方面:</p><p>　　(1)鍋爐的高效率。燃油和燃?xì)忮仩t的高效率意味著可以節(jié)約日益緊張和昂貴的能源。環(huán)保型燃油燃?xì)忮仩t的燃燒效率和大型工業(yè)鍋爐已基本相當(dāng)。環(huán)保型燃油燃?xì)忮仠?，特別是蒸汽鍋爐，由于采用了低阻力型火管傳熱技術(shù)和低阻力高擴展受熱面的緊湊型尾

60、部受熱面，環(huán)保型燃油燃?xì)忮仩t的排煙溫度基本上和大容量的工業(yè)鍋爐相同，可達130℃—140℃。</p><p>　　(2)結(jié)構(gòu)簡單。采用簡單結(jié)構(gòu)的受熱面，對鍋殼式鍋爐，采用單波形爐膽和雙波形爐膽燃燒，強化型傳熱低阻力火管，以及低阻型擴展尾部受熱面。除此之外還可根據(jù)具體要求配備低溫過熱器(≤250℃)受熱面。對水管式鍋爐，采用膜式壁型爐膛，緊湊的對流受熱面，可配備引風(fēng)裝置，除此之外還可根據(jù)具體要求配備高溫過熱器(≥2

61、50℃)受熱面。</p><p>　　使用簡易配套的輔機。給水泵、重油泵、重油加熱器(電氣一蒸汽兩用)、鼓風(fēng)機和其它一些輔機要和鍋爐本體一起裝配，且要保證運愉的可靠性。</p><p>　　全智能化自動控制并配有多級保護系統(tǒng)。不僅配有完善的全自動燃燒控制裝置，更配有多級安全保護系統(tǒng)，應(yīng)具有鍋爐缺水、超壓、超溫、熄火保護、點火程序控制及聲、光、電報警。</p><p>

62、;　　配備燃燒器(送風(fēng)機)和煙道消音系統(tǒng)，降低鍋護運行的噪音。</p><p>　　應(yīng)裝備自動加藥裝置，水處理裝置。</p><p>　　(7)配備其它監(jiān)測和限制裝置，至少應(yīng)保證鍋爐24小時無監(jiān)督安全運行。</p><p>　　1.2.2燃油燃?xì)忮仩t的結(jié)構(gòu)</p><p>　　鍋護的產(chǎn)生是從人們對液體進行加熱的認(rèn)識基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。采用燃僥的

63、方式對液體的加熱大體上可分為直接加熱和間接加熱。所謂間接加熱，就是高溫火焰或煙氣與被加熱的物料不直接接觸或用固定導(dǎo)熱體隔開。鍋滬就是采用間接加熱原理來加熱介質(zhì)的。對圓筒中的水進行直接火焰加熱，即把鍋筒直接放里在燃燒設(shè)備上方加熱，就是間接加熱的一種，這種簡單的加熱方式熱效率較低，為45%—55%，一般只能用作廚房燃具。以后在此基礎(chǔ)上形成了火管式鍋爐和水管式鍋護，如表1－1所示。所謂直接加熱，就是高溫火焰或煙氣與被加熱的物料直接接觸。這種加

64、熱方式一般有三類:一類是用短火焰或高溫?zé)煔庵苯雍婵竟腆w，對固體進行局部性快速加熱，如熱處理護加熱;二類是高溫?zé)煔夂捅患訜岬臍怏w物質(zhì)進行混合，將低溫的氣體物質(zhì)加熱成高溫介質(zhì)，如直燃式的暖風(fēng)機;三類是高溫?zé)煔夂捅患訜岬囊后w介質(zhì)進行混合加熱，如浸沒燃燒加熱。對于一些小型的采吸鍋爐，當(dāng)燃用比較清沽的氣體燃料時，也可直接將鍋爐尾部的煙氣和冷水相接觸，將水加熱以供應(yīng)熱水，同時最大限度地利用鍋爐尾部余熱。</p><p>　　

65、從鍋滬技術(shù)的發(fā)展史可以看出，鍋護的發(fā)展可以歸納為兩個不同的方向，這兩個方向都是在對液體間接加熱基礎(chǔ)上演變而來。了解這一鍋爐的發(fā)展淵源，對我們更好地開發(fā)新產(chǎn)品會有一定的指導(dǎo)作用。如下圖1－1：</p><p><b>　　圖1－1</b></p><p>　　一個方向是在圓筒形鍋爐a)的基礎(chǔ)上，在圓筒內(nèi)部增加受熱面積，開始是在一個大圓筒內(nèi)增加了一個火筒b),燃料在火簡中

66、嫩燒。以后增加到兩個火筒c ）。再以后從兩個火筒發(fā)展到很多小直徑的煙管(純煙管式d)，開始是立式的煙管e),f），后來容量增大后發(fā)展為臥式的火筒一煙管式g)，h)。這些鍋爐因為燃料燃燒后的高溫?zé)煔庠诨鹜?爐膽)和煙管中流動，所以統(tǒng)稱為火管或者鍋殼式鍋爐。</p><p>　　另一個方向是在圓筒形鍋滬i)的基礎(chǔ)上，在圓筒外部增加水筒的數(shù)目j)，嫩料在筒外燃燒。和火管式鍋爐的發(fā)展相類似，水筒的數(shù)目不斷增加，發(fā)展成很多

67、小直徑的水管(k，l，m，n，o)。也有一開始就采用盤旋的一次直流水管直接快速地加熱工質(zhì)p)，q)。這些鍋爐因為水在管中流動，所以統(tǒng)稱為水管式鍋爐。</p><p>　　燃油燃?xì)忮仩t就其本體結(jié)構(gòu)而言可分為火管鍋爐和水管鍋爐?；鸸苠仩t結(jié)構(gòu)簡單，水及蒸氣容積大，對負(fù)荷變動適應(yīng)性好，對水質(zhì)的要求比水管鍋爐低，多用于小型的企業(yè)生</p><p><b>　　圖1－1</b>&

68、lt;/p><p>　　產(chǎn)工藝和生活采暖上。水管鍋爐的受熱面布置方便，傳熱性能好，在結(jié)構(gòu)上可用于大容量和高參數(shù)的工況，但對水質(zhì)和運行水平要求較高。水火管鍋滬是在火管鍋爐和水管鍋護的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，具有兩者的優(yōu)點，對水質(zhì)要求和水管鍋爐相近?；鸸苠仩t因為容t較小，結(jié)構(gòu)緊湊，一般制成快裝式鍋爐，容t不大的水管鍋爐也可制成快裝鍋爐，以便于運輸和現(xiàn)場安裝。</p><p>　　鍋殼式燃油燃?xì)忮仩t是環(huán)保

69、型鍋爐的主要形式，鍋殼式可分為立式和臥式兩種類型。其中立式鍋爐容量較小，臥式鍋爐一般具有較大的容量。</p><p>　　從理論上看，小型立式鍋護要想達到較高的熱效率，必須具有特殊設(shè)計的燃燒器以強化爐膛內(nèi)和溫度的四次方成正比的輻射換熱和增強部分對流換熱.采用較大的輻射換熱面積，這樣才能最大限度地降低爐膛的出口煙溫，對流受熱面一般只能采用煙風(fēng)阻力較低的異形受熱面或直接采用光管管束，因而不能期望第二回程產(chǎn)生較大的溫降

70、，如果設(shè)計不當(dāng)，排煙溫度可能較高。對蒸氣鍋爐而言，熱效率一般為85%左右;對熱水鍋護而言，熱效率一般為87%以上。這是小型立式鍋爐的矛盾所在。</p><p>　　隨著人們對節(jié)能和環(huán)保意識的增強，現(xiàn)代燃油燃?xì)庑⌒湾仩t也向著組裝化、大型化、自動化方面發(fā)展，在這些方面，燃油燃?xì)忮仩t比燃煤鍋爐有突出的優(yōu)點。其中，臥式鍋殼式燃油燃?xì)忮佔o受到很大重視，究其原因，有以下幾點:</p><p>　　(1

71、) 高、寬度尺寸較小，適合組裝化對外形尺寸的要求，而鍋殼式結(jié)構(gòu)也使鍋爐的圍護結(jié)構(gòu)大大簡化，比組裝式水管鍋爐具有明顯的優(yōu)點;</p><p>　　(2) 采用微正壓燃燒時，密封間題比較容易解決，而且火筒的形狀有利于燃油、燃?xì)忮仩t的火焰形狀;</p><p>　　(3) 由于采用了強化傳熱的異型煙管作為對流受熱面，其傳熱性能超過一般水管鍋護的橫沖管束的水平，克服了煙管采用光管傳熱性能較差的缺點

72、，使燃油燃?xì)忮仩t結(jié)構(gòu)更加緊湊;</p><p>　　(4) 這種鍋爐在燃油、嫌氣爆炸時，鍋爐本體受破壞的可能性小，因為其煙氣通道的承壓能力比水管鍋護高；</p><p>　　(5) 對水處理要求較低，水容積較大，對負(fù)荷變化的適應(yīng)性強。</p><p>　　這種鍋爐近年來在結(jié)構(gòu)上有許多改進，特別是對火筒結(jié)構(gòu)上的改進。例如，采用濕背式火筒結(jié)構(gòu)代替干背式結(jié)構(gòu)，避免第一回程

73、出口轉(zhuǎn)向煙室難以密封的問題，使這種鍋爐更適于微正壓燃燒。煙氣通道的密封問題，也得到完善的解決。采用先進的隔熱保溫材料減少了散熱損失，進一步提高了現(xiàn)代燃油燃?xì)忮仩t的熱效率。</p><p>　　臥式火管鍋爐常用的煙管結(jié)構(gòu)形式，主要區(qū)別是采用煙氣的回程數(shù)，生產(chǎn)實踐中大多是三回程的，此外還有用二回程和四回程，甚至五回程的。二、四回程的煙囪在爐前，安裝使用不方便;五回程的結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，一般少用。</p>&l

74、t;p>　　采用臥式鍋殼式鍋爐較易采用微正壓燃燒，密封問題比較容易解決，而且火筒的形狀比較符合燃油、氣燃燒器火焰形狀，爐膛和對流受熱面布置起來比較容易，可采用多回程?？梢圆贾眠m當(dāng)?shù)奈膊渴軣崦嬉越档团艧煖囟取?lt;/p><p><b>　　圖1－2</b></p><p>　　臥式鍋殼式鍋爐總體上可分為干背和濕背式結(jié)構(gòu)。</p><p>　　

75、圖1－2 a)為干背式鍋爐簡圖。可以看出，由燃燒器噴出燃料點燃后生成的燃燒產(chǎn)物到達爐膽的另一端后，經(jīng)耐火磚隔成的煙室折轉(zhuǎn)進人煙管.多為二、三回程結(jié)構(gòu)。干背式鍋爐結(jié)構(gòu)、制造工藝簡單，制造工時省，因此采用這一結(jié)構(gòu)的廠家很多，但經(jīng)過幾年的運行暴露出來的問題很多，干背式結(jié)構(gòu)鍋爐的燃燒器噴出燃料點燃后生成的燃燒產(chǎn)物在面積有限的爐膽內(nèi)換熱，爐膽出口的高溫?zé)煔庵苯雍秃鬅熛渖w接觸和沖刷，后煙箱蓋多為耐火磚制成，容易損壞，不得不經(jīng)常停爐修理，縮短了鍋爐的

76、正常運行周期。鍋爐容量越大，這一情況越嚴(yán)重。但隨著鍋爐容t的減小，爐膽的相對面積增加，護膽出口溫?zé)煷鬄榻档?，可明顯改善煙氣對后煙箱蓋的沖刷和破壞程度，經(jīng)過計算認(rèn)為，1.0t/h小以下的鍋爐可采用干背式結(jié)構(gòu)，而這一結(jié)構(gòu)顯然不適合容量較大的鍋爐。</p><p>　　圖1－2 a)為干背式鍋爐簡圖?？梢钥闯觯扇紵鲊姵鋈剂宵c燃后生成的燃燒產(chǎn)物到達爐膽的另一端后，經(jīng)耐火磚隔成的煙室折轉(zhuǎn)進人煙管.多為二、三回程結(jié)構(gòu)。干

77、背式鍋爐結(jié)構(gòu)、制造工藝簡單，制造工時省，因此采用這一結(jié)構(gòu)的廠家很多，但經(jīng)過幾年的運行暴露出來的問題很多，干背式結(jié)構(gòu)鍋爐的燃燒器噴出燃料點燃后生成的燃燒產(chǎn)物在面積有限的爐膽內(nèi)換熱，爐膽出口的高溫?zé)煔庵苯雍秃鬅熛渖w接觸和沖刷，后煙箱蓋多為耐火磚制成，容易損壞，不得不經(jīng)常停爐修理，縮短了鍋爐的正常運行周期。鍋爐容量越大，這一情況越嚴(yán)重。但隨著鍋爐容t的減小，爐膽的相對面積增加，護膽出口溫?zé)煷鬄榻档?，可明顯改善煙氣對后煙箱蓋的沖刷和破壞程度，經(jīng)

78、過計算認(rèn)為，1.0t/h小以下的鍋爐可采用干背式結(jié)構(gòu)，而這一結(jié)構(gòu)顯然不適合容量較大的鍋爐。</p><p>　　圖1－2 b)是全濕背式順流燃燒式結(jié)構(gòu)，這種濕背式結(jié)構(gòu)被較多地用于燃油和燃?xì)忮仩t，主要是因為該鍋爐的濕背式結(jié)構(gòu)避免了干背式結(jié)構(gòu)后煙箱蓋受高溫?zé)煔庵苯記_刷容易損壞，不得不經(jīng)常停爐修理的缺點，從而延長了鍋爐的正常運行周期，大大降低了維護費用。另外經(jīng)過爐膽和第一回程煙管的換熱，至前煙箱時煙溫已較低，使得前煙箱

79、門的制造簡單。但這一結(jié)構(gòu)的回燃室制造起來比較復(fù)雜，裝配起來也比較困難，要增加很多輔助部件，其制造成本包括一些模具的初投資較高。還有焊縫的數(shù)盆較多，焊接工作t大，比較適合現(xiàn)代大規(guī)模運作生產(chǎn)。這種鍋爐在熟練制造工藝的前提下，無論是燃燒過程還是結(jié)構(gòu)本身以及運行都具有最高的可靠性。這也是經(jīng)常采用這種結(jié)構(gòu)的一個主要理由。目前我國幾家專業(yè)的燃油燃?xì)忮佔o制造廠采用這一結(jié)構(gòu)已成功地制造出12t/h，15t/h，20t/h蒸氣鍋爐。</p>

80、<p>　　圖1－2 c)是全濕背式中心回焰燃燒結(jié)構(gòu)，這種懸浮式全濕背爐膽是英國換熱器公司的一項技術(shù)革新，后來日本川崎重工的KS型鍋爐和平川鐵工所MP800，東京煤氣公司的MP2000，還有意大利NVA型熱水鍋爐也都相繼采用了這種結(jié)構(gòu)。這種類型的鍋護若為蒸氣型一般采用軸對稱向下偏置，若為熱水鍋爐時則往往采用中心對稱。該結(jié)構(gòu)有如下幾個特點:</p><p>　　(1)受熱面積的優(yōu)化利用。根據(jù)爐膛輻射換熱

81、量和溫度的四次方成正比的原理，該爐爐膽空間大，有效輻射受熱面大，滬膛輻射吸熱t(yī)占總吸熱量的比例大。</p><p>　　(2)爐內(nèi)氣流組織均勻。由于高速火焰對回流的卷吸作用，爐內(nèi)的溫度場極為均勻，且降低了火焰的溫度，可有效地抑制NOx的生成，是一種利于環(huán)境(friendly-environmental)的燃燒方式。同時由于回流的紊流作用，增加了氣流和壁面的對流換熱，特別當(dāng)在火焰中心附近設(shè)置波紋爐膽時，對流換熱更加

82、強烈。</p><p>　　(3)煙管管束為單回程，有效地降低了本體的煙風(fēng)阻力?？娠@著降低鼓風(fēng)機的運行電耗，且該鍋爐不需要引風(fēng)機，降低了對燃燒器所克服背壓的要求。散熱損失少，可獲得比其它結(jié)構(gòu)更高的熱效率。和干背式比，沒有后煙箱蓋的散熱，和其它濕背式鍋爐相比，因為本</p><p><b>　　圖1－3</b></p><p>　　體的流阻小，其

83、前煙箱蓋可采用夾層風(fēng)冷的兩層結(jié)構(gòu)，燃燒用的空氣從耐火層外側(cè)進人，一方面起冷卻作用，降低煙箱蓋的表面溫度，另一方面被頂熱的空氣可強化燃燒。</p><p>　　(4)結(jié)構(gòu)簡單，符合鍋爐制造廠制造工藝的要求，也符合用戶對運行和維修的要求。</p><p>　　(5)全濕背式中心回燃結(jié)構(gòu)也存在一些缺點:由于鍋爐容量太小時，爐膽受熱面積的相對增加量比較大，輻射吸熱量很大，低溫回流的卷吸作用將影響燃

84、燒的穩(wěn)定。故這種結(jié)構(gòu)不宜在容t太小的鍋爐上采用。另外這種結(jié)構(gòu)對前煙室的要求較高。國外這種鍋滬前煙室的耐火層都是異形澆注，密封和固定都比較好，特別是這類鍋爐中的中心對稱熱水鍋滬，加上異形澆注的耐火層，結(jié)構(gòu)緊湊，更具有特別的魅力。</p><p>　　以上所談到的三種爐型都有一些各自的變種，如干背式可采用不同的二、三回程;濕背順流燃燒式爐膽可以偏置，也可以軸對稱布置;全濕背式中心回燃結(jié)構(gòu)的爐膽不僅可以軸對稱布盆，也可

85、以中心對稱布置，有時還可以偏置。這種偏孟式的布置雖然在水循環(huán)方面有一些好處，但偏置時對燃燒氣流的流動有一定的影響，在這里提請設(shè)計者注意:除非采用具有大動量的燃燒器噴出氣流，否則宜少用這種結(jié)構(gòu)。上述三種爐型的變化可以用圖1－3進行說明：</p><p>　　1.3臥式燃油燃?xì)忮仩t的結(jié)構(gòu)選型</p><p>　　綜合以上分析，本次鍋爐設(shè)計最終選定鍋爐型式為臥式內(nèi)燃三回程濕背式常壓燃?xì)鉄崴仩t。

86、其型號為CWNS0.93—95/70—QT.。具體結(jié)構(gòu)尺寸參見鍋爐本體圖。</p><p>　　1.4燃油燃?xì)忮仩t的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　1.4.1燃油燃?xì)忮仩t發(fā)展的客觀因素</p><p>　　高層民用建筑的出現(xiàn)，給與之配套的鍋爐呆了一系列的問題，場地緊張，對周圍環(huán)境的影響（煙氣擴散問題），對自動化程度和安全可靠性要求提高，因此促進了燃油燃?xì)忮仩t的應(yīng)用。&

87、lt;/p><p>　　高新經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的的建設(shè)要求標(biāo)準(zhǔn)提高，因此集中供熱和燃油、燃?xì)忮仩t將得到進一步的發(fā)展。</p><p>　　晚報要求提高：進入21世紀(jì)，國際社會對環(huán)境問題日益關(guān)注，我國對環(huán)保工作也愈來愈重視，特別制定了新的煙氣排放指標(biāo)，許多城市對燃?xì)忮仩t的審批進行了限制。</p><p>　　各城市對燃煤鍋爐的限制及燃油燃?xì)忮仩t的發(fā)展計劃的實施，加速了該行業(yè)的

88、發(fā)展。</p><p>　　1.4.2燃油燃?xì)忮仩t發(fā)展趨勢</p><p>　　我國能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃提出，天然氣占一次能源的消費總量比例將于5年內(nèi)提高2.5個百分點，到2010年達到5.3%。據(jù)中國石油專家測算，西氣東輸二線管道建成后，可將我國天然氣消費比例提高1至2個百分點。這些天然氣每年可代替7680萬噸煤，減少二氧化硫的排放166萬噸，二氧化碳排放1.5億噸。有國家實施的“西氣

89、東輸”工程，屆時供氣范圍將覆蓋整個中原、華東、長江三角洲地區(qū)。西氣東輸二線將西起新疆的赫爾果斯、經(jīng)西安、南昌等地、東至上海。途經(jīng)新疆、甘肅、寧夏、陜西、河南、安徽、湖北、江西、廣西、廣東、浙江、和上海13個省、自治區(qū)、直轄市。全長4895千米，加上若干支線，管道總長超過70000千米，向長江中下游每年可提供190億立方米的供氣能力。在這種氣源形成網(wǎng)絡(luò)的情況下，在倡導(dǎo)節(jié)能低碳經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展的大背景下，以燃油，特別是燃?xì)庾鳛榧彝ス岷推笫?/p>

90、業(yè)單位供應(yīng)熱能的手段將在大范圍的推廣和普及。所以燃油燃?xì)忮仩t將會得到更多廠家的親瞇和選擇，尤其是燃?xì)忮仩t。</p><p>　　預(yù)計工業(yè)鍋爐的每年的增長速度為3%~5%,但燃油、燃?xì)忮仩t的增長速度將會達到30%~40%，原因有兩個：一是燃料結(jié)構(gòu)調(diào)整，我國燃油、燃?xì)忮仩t只占工業(yè)鍋爐的12%左右，與發(fā)達國家相比，相差甚遠(yuǎn)，因此今后應(yīng)大力發(fā)展燃油、燃?xì)忮仩t；二是大力發(fā)展燃用城市煤氣工業(yè)鍋爐，我國煤的資源相對豐富，按照目

91、前的年開采量，至少還能才100年，而煤的氣化早已工業(yè)化，城市煤氣天然氣用于工業(yè)鍋爐的價格還可以接受的。所以在未來燃油燃?xì)忮仩t將必會是人們的首選。</p><p>　　1.5熱水鍋爐設(shè)計原理</p><p>　　燃料在鍋爐中所放出的人類，一部分通過受熱面被鍋爐中的水吸收而得到有效利用，成為有效利用熱。用Q1(Kj/Kg)表示，其余的部分通過不同的方式損失掉，成為鍋爐熱損失。鍋爐熱損失包括排煙

92、損失Q2、化學(xué)不完全熱損失Q3、機械不完全熱損失Q4、散熱損失Q5及灰渣無力熱損失Q6。</p><p>　　鍋爐熱平衡以單位燃料為基準(zhǔn)進行，現(xiàn)以1m3氣體燃料為例，擋鍋爐的輸入熱為Qr時，課的到熱平衡方程為：</p><p>　　鍋爐輸入熱中除有效利用熱之外，均為散熱損失。通過鍋爐熱平衡計算，可以的到鍋爐的熱效率，進而可以計算出過來的燃料消耗量。</p><p>

93、　　知道了燃料消耗量，便可以轉(zhuǎn)入爐膽的傳熱計算。爐膽內(nèi)，燃燒與傳熱同時進行，參與燃燒與傳熱的各因素相互影響，使?fàn)t膽內(nèi)發(fā)生的過程十分復(fù)雜。爐膽傳熱計算的任務(wù)就是要確定爐膛輻射受熱面的吸熱量以及爐膛出口煙溫。</p><p>　　爐膛出口煙溫反應(yīng)了爐膽的吸熱量，決定著鍋爐中輻射受熱面及對流受熱面之間的吸熱比例。爐膛吸熱量越多，出口煙溫越?。晃鼰嵩缴?，出口煙溫越高。其值應(yīng)合理選取。在工業(yè)鍋爐中一般在800~1000℃左

94、右。 其值過低，將使?fàn)t膛中火焰平均溫度太低，輻射傳熱效果降低，經(jīng)濟上不合算，并且對燃燒不利，造成Q3、Q4 增大，甚至是燃燒的穩(wěn)定發(fā)生困難；其值過高，將引起對流受熱面結(jié)渣，影響鍋爐工作的可能性。</p><p>　　爐膽傳熱計算完成后，便轉(zhuǎn)入對流受熱面計算。對流受熱面是指布置在鍋爐中，外界流體直接沖刷，以吸收熱量的那一部分受熱面，此處主要是指煙管。在對管束熱力計算完成后，便可以確定鍋爐的整體結(jié)構(gòu)，可以用Auoto

95、CAD 來進行鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計。</p><p>　　鍋爐設(shè)計工作是產(chǎn)品生產(chǎn)的第一道工序，設(shè)計好壞對產(chǎn)品的性能和質(zhì)量有決定性因素。在設(shè)計工作中必須貫徹“體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、效率高、質(zhì)量好”的原則、在設(shè)計布置一臺新鍋爐時要求鍋爐的型式，決定各個部件的結(jié)構(gòu)以及尺寸，在保證安全可靠的基礎(chǔ)上，力求技術(shù)先進，節(jié)約金屬，制造安裝簡單，并有較高的效率，以節(jié)約燃料消耗。</p><p><

96、;b>　　2 鍋爐熱力計算</b></p><p><b>　　2.1燃料燃燒計算</b></p><p><b>　　2.1.1鍋爐參數(shù)</b></p><p>　　鍋爐熱效率85～90%</p><p>　　出水溫度 95攝氏度</p><p>　　回水

97、溫度 70攝氏度</p><p>　　出口煙溫 150～200攝氏度</p><p>　　煙氣理論燃燒溫度1700攝氏度</p><p>　　過量空氣系數(shù)取1.05</p><p>　　2.1.2燃料燃燒特性</p><p>　　查《工業(yè)鍋爐手冊》所用天然氣特性如下表2-1燃料燃燒特性表所示：</p>

98、<p>　　表2-1 燃料燃燒特性表</p><p>　　并且查得燃料低位發(fā)熱量Q=36533KJ/Nm</p><p>　　2.1.3燃燒器資料</p><p>　　使用RIELLO（利雅路）燃燒器，各系列型號具體數(shù)據(jù)參數(shù)參見資料。</p><p>　　2.1.4理論空氣量和理論煙氣容積計算</p><p>

99、;　　(1) 理論空氣量Vk0</p><p>　　Vk0=1/21(2 CH4+5 C3H8+6.5 C4H10+4.5 C3H6)</p><p>　　=1/21×(2×98+5×0.3+6.5×0.3+4.5×0.4)</p><p><b>　　=9.85333 </b></p&g

100、t;<p>　　(2) 三原子氣體容積VRO</p><p>　　VRO=VCO+VSO</p><p>　　=0.01(CO2+ CO+3 C3H6+3 C3H8+4 C4H10+ H2S)</p><p>　　=0.01×(98+0+3×0.4+3×0.3+4×0.3+0)</p><p&

101、gt;<b>　　=1.013</b></p><p>　　(3) 理論水蒸氣容積V</p><p>　　V=0.01(H+ HS+3 CH+4 CH+5 CH)</p><p>　　=0.01×(0+0+3×0.4+4×0.3+5×0.3)</p><p><b>　　

102、=2.1532</b></p><p>　　(4) 理論氮氣容積VN</p><p>　　VN=0.79 V+0.01 N</p><p>　　=0.79×9.85333 +0.01×1</p><p><b>　　=7.5808</b></p><p><b

103、>　　2.1.5煙氣特性</b></p><p>　　過量空氣系數(shù)a=1.05</p><p>　　(1)實際水蒸氣容積</p><p>　　V=0.01(H+ HS+3 CH+4 CH+5 CH+120 d+120×1.05 V× d)</p><p>　　=2.1532 Nm/m</p>

104、<p>　　(2)氮氣體體積VN</p><p>　　VN=0.79 V+0.01 N</p><p>　　=0.79×1.05×9.8533+0.01×1</p><p>　　=7.95938 Nm/m</p><p>　　(3)過剩氧氣體積V</p><p>　　V=0

105、.21(a-1)V</p><p>　　=0.21×(1.05-1)×9.58333</p><p>　　=0.10062 Nm/m</p><p>　　(4)實際煙氣總體積Vy</p><p>　　Vy =V+ V+ V+ V</p><p>　　=1.03+2.0424+7.95938+0.1

106、0062</p><p>　　=11.22612 Nm/m</p><p>　　根據(jù)計算整理燃料燃燒計算匯總表2-2</p><p>　　表2-2燃料燃燒計算匯總表</p><p>　　2.1.6煙氣的比焓</p><p>　　在鍋爐熱力計算或熱工實驗時，須根據(jù)煙氣的溫度求得煙氣比焓或反之。煙氣比焓是以1Kg油燃料或

107、標(biāo)態(tài)1 m氣體燃料為基礎(chǔ)且以0℃為起點。因此通過計算整理煙氣焓溫表表2-3：</p><p>　　2.2鍋爐熱平衡燃料消耗計算</p><p>　　燃油燃?xì)忮仩t熱力計算的主要目的是確定足夠的受熱面，以保證鍋爐合理的出力和熱效率。油氣燃料燃燒過程和燃燒產(chǎn)生的煙氣與固體燃料相比，有許多不同之處，因而燃油燃?xì)忮仩t的性能結(jié)構(gòu)熱力計算與燃煤鍋爐相比，有許多不同之處，也有其特點。燃油燃?xì)忮仩t的熱力計算

108、主要包括：</p><p>　　(1)鍋爐的熱平衡計算</p><p>　　(2)爐膛（膽）的受熱面計算</p><p>　　(3)對流受熱面的計算</p><p>　　因此本節(jié)通過計算將熱平衡計算整理成表格2-4如下所示：</p><p><b>　　表2-4熱平衡計算</b></p>

109、;<p>　　2.3爐膽的傳熱過程和計算</p><p>　　爐膛傳熱過程是爐內(nèi)燃燒過程的煙氣流動過程同時進行的。爐內(nèi)既有燃燒反應(yīng)的化學(xué)過程，又有物質(zhì)交換的物理過程，因此爐膛傳熱過程十分復(fù)雜。目前，我國采用的爐膛熱力計算方法是運用“相識理論”分析，并通過大量的實驗而綜合得出的半經(jīng)驗公式。近年來，隨著電子計算技術(shù)的發(fā)展，很多研究人員試圖借助數(shù)學(xué)模型用解析法來研究和計算爐膛換熱過程，已經(jīng)取得了一定進展。

110、</p><p>　　爐膛換熱計算的任務(wù)是確定輻射受熱面（火管）的吸熱量和爐膛出口煙氣溫度。爐膛傳熱過程主要是高溫火焰和水冷壁之間的輻射換熱。爐內(nèi)煙氣流速小，因而對℃流傳熱較弱，所占爐膛份額較少，計算時可以忽略。</p><p>　　根據(jù)鍋爐出力800000kcal/h，燃燒器選用利雅路燃燒器，其型號GAS6-518T1。各項技術(shù)數(shù)據(jù)如下：</p><p>　　型號

111、 GAS6-</p><p>　　類型 518T1</p><p>　　出力 450-900Mcal</p><p>　　運行方式 間斷（每24小時至少停一次）</p><p>　　環(huán)境溫度 0~40℃</p><p>　　壓力范圍 12.3~18.2mbar</p>

112、<p>　　燃料溫度 最大60℃</p><p>　　電耗 1700W</p><p>　　噪聲水平 75dBA</p><p>　　根據(jù)出力，得爐膽長度1.8m，直徑0.6m。其爐膛傳熱計算主要是指爐膽，爐膽計算公式和方法主要參照《燃油燃?xì)忮仩t》（西安交通大學(xué)出版社 趙欽新 惠世恩 主編）和《工業(yè)鍋爐設(shè)計手冊》（天津科學(xué)出版社）理論分

113、析和實驗研究得出的結(jié)論，通過計算整理表格2-5爐膽熱力計算如下所示：</p><p>　　表2-5爐膽熱力計算</p><p>　　2.4對流受熱面的傳熱計算</p><p>　　鍋爐的對流受熱面是指鍋爐管束,過熱器，省煤器，空氣預(yù)熱器等。此處計算是指鍋爐管束計算。在煙管管束中，高溫?zé)煔庵饕詫α鞣绞竭M行放熱，所以稱之為對流受熱面。由于煙氣中含有三原子氣體以及灰飛，

114、它們具有一定的輻射能力，因此除對流放熱外，還要考慮煙氣的輻射放熱。</p><p>　　對流受熱面的計算，在本次燃?xì)忮仩t設(shè)計中是以燃燒1m 燃料時，煙氣的放熱量或工質(zhì)的吸熱量為計算基礎(chǔ)。由此可得出對流換熱面的傳熱方程和熱平衡方程。</p><p><b>　　傳熱方程式：</b></p><p><b>　　熱平衡方程式：</b

115、></p><p><b>　　煙氣側(cè)：</b></p><p><b>　　工質(zhì)側(cè)：</b></p><p>　　式中——在某一對流受熱面中，每m計算燃料產(chǎn)生的煙氣放給受熱面的熱量。</p><p>　　——在某一對流受熱面中，由管外煙氣至管內(nèi)工質(zhì)的傳熱系數(shù)。</p><

116、p>　　——某一對流受熱面的計算傳熱面積。</p><p><b>　　——平均溫差。</b></p><p>　　——每秒計算燃料消耗量。</p><p>　　——計算散熱損失的保熱系數(shù)。</p><p>　　和——煙氣進入和離開此受熱面時的焓。</p><p>　　和——工質(zhì)在受熱面進口