1、1.余熱鍋爐概述根據(jù)結(jié)構(gòu)形式，余熱鍋爐可分為管殼式和煙道式余熱鍋爐。管殼式余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)與管殼式換熱器無差別，并同樣有固定管板式、浮頭式及U型管式。煙道式余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)域普通鍋爐的相似，有耐火磚砌成爐膛，爐膛內(nèi)裝設(shè)管束，高溫氣體通過爐膛，將管內(nèi)流動的水加熱汽化。換熱器的設(shè)計即是通過傳熱過程計算確定經(jīng)濟合理的傳熱面積以及換熱器的結(jié)構(gòu)尺寸，以完成生產(chǎn)工藝中所要求的傳熱任務(wù)。換熱器的選用也是根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)，計算所需的傳熱面積，選擇合適的換熱器。由于參與換熱流體特性的不同，換熱設(shè)備結(jié)構(gòu)特點的差異，因此為了適應(yīng)生產(chǎn)工藝的實際需要，設(shè)計或選用換熱器時需要考慮多方面的因素，進行一系列的選擇，并通過比較才能設(shè)計

2、或選用出經(jīng)濟上合理和技術(shù)上可行的換熱器。2設(shè)計參數(shù)給定量:(1)額定飽和蒸汽量0.5t/h(2)額定飽和蒸汽壓力0.5Mpa(3)給水溫度20C(4)排污率2%(5)煙氣的體積流量11500m3/h(6)排煙溫度180c(7)煙氣溫度500C(8)管長4.9m采用陽泉無煙煤WMar=5.0%Aar=19.0%Car=68.9%Har=2.9%Oar=2.4%Nar=1.0%Sar=0.8%發(fā)熱量Q.p=26400kJ/kg空干水分Mad=1.0%干燥無灰基揮發(fā)物Vdaf=9.0%灰熔點=1400C3設(shè)計方案3.1 平均溫差(溫壓)的計算?T=(?tmax-?tmin)/ln(?tmax/?tm

3、in)K(3.1)逆流最大溫差：？tmax=t1'-t2''K(3.2)逆流最小溫差：？tmin=t1''-t2'K(3.3以上式中：t1':煙氣溫度，C;t1'':排煙溫度，C;t2':水的進口溫度，C;t2“：出口溫度，由p=0.6MPa查參考文獻1附錄9,C3.2 換熱量的計算熱測煙氣換熱量：Q1=C1?t1M1KJ/s(3.4)冷測水換熱量：Q2=1000D(Ish.s-If.w)+Pb.w(Is.w-If.w)/3600KJ/s(3.5)換熱器換熱量：Q=(Q1+Q2)/2KJ/s(3.6)煙氣質(zhì)量流量：

4、M1=(V1p)l/3600KJ/s(3.7)換熱效率：刀=(Q2/Q1)*100%(3.8)以上式中：C1:熱測煙氣比熱容，按熱側(cè)平均溫度(t1'+t1”)/2查參考文獻【1】附錄6,KJ/(kg.K);C2:冷側(cè)水比熱容，按冷側(cè)平均溫度(t2'+t2”)/2查參考文獻【1】附錄9,KJ/(kg.K);p1:煙氣密度，按熱側(cè)平均溫度查參考文獻【11附錄6,kg/m3V1：煙氣體積流量，mHh;Ish.s：飽和蒸?氣始，由Tsh.s=159C,p=0.6MPa查參考文獻2附表2,kJ/kg;w:飽和水始，按p=0.6MPa查參考文獻【2】附表2,kJ/kg;If.w:給水給，按

5、給水溫度tf.w=20C查參考文獻【2】附表1,kJ/kg;D:蒸發(fā)量,t/h;Pb.w:排污率，;流通截面積計算煙道流通截面積：A1=V1/3600/um2(3.9)管子流通截面積：A2=M2/W/p2m2(3.10)換熱器換熱面積：F=1000Q/?T/Km2(3.11)以上式中：u:煙氣流速，參考文獻3354頁(7-13m/s)取定，m/s;M2:水的質(zhì)量流量，M2=D*1000/3600,kg/s;W:水的流速，參考文獻3354頁(不小于0.3m/s)取定，m/s;P2:水的密度，按冷側(cè)平土溫度查參考文獻【11附錄9,kg/m3;K:傳熱系數(shù)，取定范圍：10100W/(m.k),W/(

6、M2.k);換熱管的設(shè)計計算橫向管距s1=dw*23m(3.12)縱向管距S2=2R(3.13)熱管長度L=F/3.14/dw/nm(3.14)管長l"=l'-3.14R+Rm(3.15)Np=L/l'(3.16)總傳熱管數(shù)Nz=2Np(3.17)煙道寬度a=l"+2*cm(3.18)煙道深度b=S1+2*cm(3.19)煙道截面積F1=abm2(3.20)管數(shù)n=4*M2/p2/3.14/dn2/W以上式中：dw:管子外徑，由參考文獻4187頁表格2取定，m;dn：管子內(nèi)徑，由參考文獻4187頁表格2取定，m;取定管厚3m;4計算匯總表表4換熱器主要結(jié)構(gòu)尺

7、寸和計算結(jié)果名稱符號單位公式及計算結(jié)果工作壓力PMPa給定條件0.5蒸發(fā)量Dt/h給定條件0.5煙氣溫度t1'C給定條件260排煙溫度t1''C取定（小于200C）150冷側(cè)進口溫度t2'c給定條件20冷側(cè)出口溫度t2''c由p=0.6MPa查參考文獻1附錄9159熱測溫差?t1K?t1=t1'-t1''110冷測溫差?t2K?t2=t2''-t2'139逆流最大溫差?tmaxK?tmax=t1'-t2''101逆流最小溫差?tminK?tmin=t1''-t

8、2'130溫差?TK?T=(?tmax-?tmin)/ln(?tmax/?tmin)114.9熱測煙氣比熱容C1KJ/(kg.K)查參考文獻【11附錄61.134冷側(cè)水比熱容C2KJ/(kg.K)查參考文獻【11附錄94.175煙氣密度P1kg/m3查參考文獻【1】附錄60.457水的密度P2kg/m3查參考文獻【1】附錄9965.682煙氣體積流量V1m3h給定條件84000煙氣質(zhì)量流量M1kg/sM1=(V1P)1/360010.66水的質(zhì)量流量M2kg/sM2=D*1000/36000.139飽和蒸汽始Ish.skJ/kg查參考文獻【2】附表22756.660飽和水給Is.wkJ

9、/kg查參考文獻【2】附表2670.670給水給If.wkJ/kg查參考文獻2附表183.800排污率Pb.w%給定條件2熱測換熱量Q1KJ/sQ1=C1?t1M11329.73冷測換熱量Q2KJ/sQ2=1000D(Ish.s-If.w)+Pb.w(Is.w-If.w)/3600372.861換熱器換熱量QKJ/sQ=(Q1+Q2)/2451.308換熱效率刀%y=(Q2/Q1)*100%70.4換熱器換熱面積Fm2F=0.8X1000Q1/?T/K102.9傳熱系數(shù)KW/(M2.k)取定范圍：10100W/(itf.k)90.0煙氣流速um/sXXM3354X定8.0水的流速Wm/s參考文

10、獻3354頁取定0.3煙道流通截面積A1m2A1=V1/3600/u2.92管子流通截面積A2m2A2=M2/W/p20.00048管子外徑dwmXXM4187XM20.024管子內(nèi)徑dnmXXM4187頁20.018彎曲半徑Rm給定條件0.040橫向管距S1ms1=dw*230.048縱向管距S2mS2=2R0.080管數(shù)nn=4*M2/p2/3.14/dn/dn/W1.9管數(shù)取整n2熱管長度LmL=F/3.14/dw/n156.481管長l'm取值4.900l"ml"=l'-3.14R+R4.814NpNp=L/l'31.9管程取整Np'取整數(shù)32總傳熱管數(shù)Nz2Np'64外側(cè)管距墻體距離cm0.040煙道寬度ama=l"+2*c4.894煙道深度bmb=S1+2*c0.128煙道截面積F1m2F1=ab0.63煙道截面積校核F2m2A1+2*dw*l"0.63換熱面積校核Sm2s=3.14*Nz*dw*l'23.63換熱系數(shù)校