低溫空氣預熱器

1、1摘 要關(guān)鍵詞：低溫空氣預熱器、結(jié)構(gòu)計算、熱力計算電廠鍋爐，火電廠三大主設備之一。由鍋爐本體和輔助設備構(gòu)成。它利用燃料（如煤、重油、天然氣等）燃燒時產(chǎn)生的熱量使水變成具有一定溫度和壓力的過熱蒸汽，以驅(qū)動汽輪發(fā)電機發(fā)電。以燃煤鍋爐為例，電廠鍋爐本體由爐膛、燃燒器、水冷壁、過熱器、省煤器、空氣預熱器以及鋼架爐墻等組成。此外，還有重要的輔助設備，如制粉設備、除灰設備、除塵裝置、自動控制裝置與儀表、閥門等。 這次老師給分配的是低溫空氣預熱器，這次設計分為低溫空氣預熱器的結(jié)構(gòu)計算和熱力計算，計算量最大的是熱力計算，我通過老師給的數(shù)據(jù)結(jié)合鍋爐課程設計指導書完成了這次，在計算過程中我查找出了書中的公式，查表

2、確定計算中所需要的數(shù)值來完成這次課程設計。中國礦業(yè)大學銀川學院課程設計目錄摘 要11 緒 論11.1 鍋爐課程設計的目的和意義11.2 研究本課題的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢12 低溫空氣預熱器設計32.1 低溫空氣預熱器設計參數(shù)32.2 鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖42.3 低溫空氣預熱器的結(jié)構(gòu)計算52.3.1 低溫空氣預熱器作用52.3.2 低溫空氣預熱器的結(jié)構(gòu)計算52.3.3 低溫空氣預熱器的熱力計算63低溫空氣預熱器123.1低溫空氣預熱器基本尺寸匯總123.2低溫空氣預熱器熱力計算匯總134結(jié)束語16參考文獻171緒 論1.1鍋爐課程設計的目的和意義鍋爐課程設計是鍋爐原理課程的重要教學實踐環(huán)節(jié)，通過課程設計，

3、使我對鍋爐原理課程的知識得以鞏固、充實和提高，提高感性認識，增強動手能力，為以后的畢業(yè)設計打下夯實的基礎。課程的重要教學實踐環(huán)節(jié)。通過課程設計來達到以下目的：對鍋爐原理課程的知識得以鞏固、充實和提高；掌握鍋爐機組的熱力計算方法，學會使用熱力計算標準方法并具有綜合考慮鍋爐機組設計與布置的初步能力；培養(yǎng)對工程技術(shù)問題的嚴肅認真和負責的態(tài)度。1.2研究本課題的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢空氣預熱器一般簡稱為空預器。多用于燃煤電站鍋爐。可分為管箱式、回轉(zhuǎn)式兩種，其中回轉(zhuǎn)式又分為風罩回轉(zhuǎn)式和受熱面回轉(zhuǎn)式兩種。電站鍋爐較常采用受熱面回轉(zhuǎn)式預熱器。在鍋爐中的應用一般為兩分倉、三分倉、四分倉式，其中四分倉較常用于循環(huán)流化床

4、鍋爐中?？諝忸A熱器（air pre-heater）就是鍋爐尾部煙道中的煙氣通過內(nèi)部的散熱片將進入鍋爐前的空氣預熱到一定溫度的受熱面。用于提高鍋爐的熱交換性能，降低能量消耗。中國調(diào)研報告網(wǎng)發(fā)布的2016年中國空氣預熱器市場調(diào)查研究與發(fā)展趨勢預測報告認為，空氣預熱器按空氣預熱器的傳熱方式可將空氣預熱器分為導熱式和再生式兩大類。在導熱式空氣預器中最常用的是管式空氣預熱器。隨著鍋爐參數(shù)的提高和容量的增加，管式空氣預熱器的受熱面也增大，這給尾部受熱面的布置帶來了困難。因此，在大容量機組中多數(shù)采用結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量較輕的回轉(zhuǎn)式空氣預熱器。2016年中國空氣預熱器市場調(diào)查研究與發(fā)展趨勢預測報告通過空氣預熱器項目

5、研究團隊多年對空氣預熱器行業(yè)的監(jiān)測調(diào)研，結(jié)合中國空氣預熱器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景趨勢，依托國家權(quán)威數(shù)據(jù)資源和一手的調(diào)研資料數(shù)據(jù)，對空氣預熱器行業(yè)現(xiàn)狀及趨勢進行全面、細致的調(diào)研分析，采用定量及定性的科學研究方法撰寫而成。2016年中國空氣預熱器市場調(diào)查研究與發(fā)展趨勢預測報告可以幫助投資者準確把握空氣預熱器行業(yè)的市場現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，為投資者進行投資作出空氣預熱器行業(yè)前景預判，挖掘空氣預熱器行業(yè)投資價值，同時提出空氣預熱器行業(yè)投資策略、營銷策略等方面的建議。22低溫空氣預熱器設計2.1低溫空氣預熱器設計參數(shù)進口煙氣溫度 =315出口空氣溫度 = 213.6進口煙氣焓=3898.642 kJ/kg計算燃料

6、量 =26591.95 kg/h出口煙氣溫度 =136.3理論空氣量 =6.0611m3/kg吸 熱 量 = 2459.837灰粒平均直徑 =13進口空氣溫度 =30保熱系數(shù)=0.99452.2鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖 圖 2-1鍋爐示意圖A-爐膛；B-水平煙道；C-尾部煙道；1-屏式過熱器；2-高溫過熱器；3-低溫過熱器； 4-高溫省煤器； 5-高溫空氣預熱器； 6-低溫省煤器； 7-低溫空氣預熱器本課程設計的對象是：低溫空氣預熱器182.3低溫空氣預熱器的結(jié)構(gòu)計算2.3.1低溫空氣預熱器作用1、 改善并強化燃燒經(jīng)過余熱器后的空氣進入爐內(nèi)，加速了燃料的干燥、著火和燃燒過程，保證了鍋爐內(nèi)的穩(wěn)定燃燒，提高

7、了燃燒效率。2、 強化傳熱由于爐內(nèi)燃燒得到了改善和強化，加上進入爐內(nèi)的熱風溫度提高，爐內(nèi)平均溫度水平也有提高，從而可強化爐內(nèi)輻射傳熱。3、減小爐內(nèi)損失，降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率由于爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定，輻射熱交換的強化，可以降低化學不完全燃燒損失；另一方面空氣預熱器利用煙氣余熱，進一步降低了排煙損失，因此提高了鍋爐熱效率。根據(jù)經(jīng)驗，當空氣在預熱器中升高1.5，排煙溫度可以降低1.在鍋爐煙道中安裝空氣預熱器后，如果能把空氣余熱150-160，就可以降低排煙溫度110-120，可將鍋爐熱效率提高7%-7.5%?？梢怨?jié)約燃料11%-12%。4、熱空氣可以作燃料干燥劑對于層燃爐，有熱空氣可以使用水分和灰分

8、較高的燃料，對于電站鍋爐，熱空氣是脂粉系統(tǒng)的重要干燥劑和煤粉輸送介質(zhì)。2.3.2低溫空氣預熱器的結(jié)構(gòu)計算 1) 橫向節(jié)距比 （2-1）2) 縱向節(jié)距比 （2-2）3) 受熱面積 （2-3）4) 煙氣流通面積 （2-4）5) 空氣流通面積 （2-5）6) 煙氣有效輻射層厚度m（注：d單位為m） （2-6）2.3.3 低溫空氣預熱器的熱力計算1) 進口空氣溫度 2) 進口空氣焓3) 高溫空氣預熱器漏風系數(shù)查表1-5漏風系數(shù)和過量空氣系數(shù)得4) 高溫空氣預熱器漏風系數(shù)5) 低溫空氣預熱器空氣側(cè)出口過量空氣系數(shù) （2-7）6) 出口空氣溫度7) 出口理論空氣焓8) 低溫空氣預熱器對流吸熱量9) 進口煙

9、氣溫度xk =31510) 進口煙氣焓11) 空氣平均溫度tpj =（tk,xk+tk,xk)/2=121.8 （2-8）12) 漏風理論空氣焓13) 出口煙氣溫度14) 出口煙氣焓15) 煙氣平均溫度pj =（xk+xk）/2pj =225.65 （2-9）16) .煙氣流速 （2-10）17) 煙氣側(cè)對流放熱系數(shù) 查附錄A-9得W/(m2)18) 低溫煙氣有效輻射層厚度S=0.06m19) 煙氣壓力0.1MPa20) 水蒸氣容積份額查表2-9煙氣特性表得21) .三原子氣體和水蒸氣容積總份額查表2-9煙氣特性表得 0.197922) 三原子氣體輻射減弱系數(shù) （2-11） （2-12）66.

10、902 1/(mMPa）23) 灰粒的輻射減弱系數(shù)kh =160.787 1/(mMPa）24) 煙氣質(zhì)量飛灰濃度查表2-9煙氣特性表得25) 煙氣的輻射減弱系數(shù) （2-13）26) 煙氣黑度 （2-14）27) 管壁灰污層溫度 （2-15）28) 煙氣側(cè)輻射放熱系數(shù)W/（） （2-16）29) 煙氣側(cè)放熱系數(shù)1=(+)=47.184(其中為利用系數(shù)，取1）30) 空氣流速 （2-17）31) 空氣側(cè)放熱系數(shù) 查附錄A-732) 傳熱系數(shù)Ksk=21/(2+1) =24 W/(m2) （2-18）(=0.8) 33) 傳熱溫差 （2-19） （2-20） （2-21）34) 計算誤差 （2-2

11、2）中國礦業(yè)大學銀川學院課程設計3低溫空氣預熱器3.1低溫空氣預熱器基本尺寸匯總 表3-1;低溫空氣預熱器結(jié)構(gòu)尺寸序號名稱符號單位公式 結(jié)果1布置錯列雙面進風2管子尺寸mm給定401.53橫向節(jié)距S1mm給定764橫向節(jié)距比1S1/d1.95縱向節(jié)距S2mm給定446縱向節(jié)距比2S2/d1.17橫向排數(shù)n18272168管子根數(shù)N給定86969管箱高度Hm給定8.710管箱有效高度hxm給定8.5611空氣道平均高度Lm給定1.1712受熱面積Axkm286963.14.03858.5689987.813煙氣流通面積Aym286963.140.0322(1/4)6.9914空氣流通面積Akm2

12、(1.976-27.04)81.7112.2515行程數(shù)n給定5續(xù)表3-1;低溫空氣預熱器結(jié)構(gòu)尺寸16煙氣有效輻射層厚度sm0.9d(412/-1) 注：d的單位為m0.063.2低溫空氣預熱器熱力計算匯總表3-2低溫空氣預熱器熱力計算序號名稱符號單位公式結(jié)果1進口空氣溫度txk取用302進口理論空氣焓hxkKJ/kg239.7483高溫空氣預熱器漏風系數(shù)sk查表1-5漏風系數(shù)和過量空氣系數(shù)0.054高溫空氣預熱器空氣側(cè)出口過量空氣系數(shù)sk給定1.055低溫空氣預熱器空氣側(cè)出口過量空氣系數(shù)xksk+sk16出口空氣溫度txk給定213.67出口理論空氣焓hxkKJ/kg查焓溫表2426.271

13、8低溫空氣預熱器對流吸熱量QxkdlKJ/kg給定2459.8379進口煙氣溫度xk給定31510進口煙氣焓hyxkKJ/kg給定3898.64211空氣平均溫度tpj（tk,xk+tk,xk)/2121.812漏風理論空氣焓h0lkKJ/kg查焓溫表，按空氣平均溫度1305.12413出口煙氣焓hyxkKJ/kg給定1490.70514出口煙氣溫度xk給定136.30115煙氣平均溫度pj（xk+xk）/2225.6516煙氣流速ym/s給定12.54317煙氣側(cè)對流放熱系數(shù)dxkW/(m2）0C1C 標準線算圖14（即附錄A-9）44續(xù)表3-2低溫空氣預熱器熱力計算18低溫煙氣有效輻射層厚

14、度sm低溫空氣預熱器結(jié)構(gòu)尺寸0.0619煙氣壓力pMpa給定0.120水蒸氣容積份額rH2O給定0.072621三原子氣體和水蒸氣容積總份額r給定0.197922三原子氣體輻射減弱系數(shù)kq1/(mMpa)66.90223灰粒的輻射減弱系數(shù)kh1/(mMpa)給定160.78724煙氣質(zhì)量飛灰濃度ykg/m3給定0.020525煙氣的輻射減弱系數(shù)k1/(mMpa)kqr+khy126煙氣黑度sk1-e-kps0.0627管壁灰污層溫度tbbxk(tpj+pj)/2173.728煙氣側(cè)輻射放熱系數(shù)fxkW/(m2)0標準線算圖19（即附錄A-11)3.184829煙氣側(cè)放熱系數(shù)1W/(m2)(fx

15、k+dxk)(其中為利用系數(shù)，取1）47.18430空氣流速km/s(BjV0(xk+xk/2)(tpj+273)/(3600273Ak)7.331空氣側(cè)放熱系數(shù)2W/(m2)d=0CzCsCw查標準線算圖12（附錄A-7）50.3732傳熱系數(shù)KskW/(m2)21/(2+1)(=0.8)2433轉(zhuǎn)換系數(shù)給定134逆流平均溫差tnl(td-tx)/ln(td/tx)（其中td=xk-th,xk,tx=xk-tk,xk103.83135傳熱溫差txktnl103.831續(xù)表3-2低溫空氣預熱器熱力計算36低溫空氣預熱器對流吸熱量Qxkd2KJ/kg3.6KxktxkAxk/Bj2465.701

16、37高溫空氣預熱器進口空氣溫度tsk查表4-15 高溫空氣預熱器的熱力計算20638計算誤差ttxk-tsk允許計算誤差107.639低溫空氣預熱器區(qū)域?qū)α魑鼰崃縌dxsKJ/kg由于沒有附加受熱面，所以就是Qxkdl2782.34結(jié)束語正如我們所了解的，課程設計是考察大學生綜合運用所學知識、發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實際中的應用問題,培養(yǎng)大學生實踐能力的必要環(huán)節(jié),是對一個大學生實際工作能力和建立團隊協(xié)作能力的具體訓練和考察過程。本次設計是為低溫空氣預熱器，設計時長為三周。通過這次設計，讓我更進一步理解了低溫空氣預熱器及其設備的基本作用和操作原理，也使我在思維上對低溫空氣預熱器的運作過程有了比較具體的掌握。在這段時間里，我閱讀了參考書目，反復計算，此次設計不僅鍛煉了我發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，更我獲得了寶貴的設計經(jīng)驗，但卻從這三周內(nèi)學到了許多課上沒有的東西，也拓寬我的理論知識。在這次設計中，通過自己的計算與分析，使我在這次設計中學到了許多新知識，充實了自己的同時，更重要的是它將為我今后的實際工作帶來巨大的動力和無盡的興趣。在此，特別感謝耐心指導和幫助我們的朱杰老師。由于這次是我們的第一次接觸正規(guī)設計，因此感覺時間較短，任務繁多，學習工作工程中難免有一些不足和錯誤存在，希望老師給予批評指正。 對于這次設計而言，知識上的收獲固然重要，然而精神上的豐收