锅炉设计基础2.pptVIP

中国特种设备检测研究中心窦文宇dou_wenyu@csei.org.cn;第一章 绪论 ;锅炉设计的几个主要方面 锅炉结构设计 锅炉燃烧系统设计 锅炉燃烧计算 锅炉热力计算 管壁温度计算 锅炉强度计算 锅炉水动力计算（含流动阻力计算） 锅炉空气动力计算;设计要求 确定锅炉型式； 决定各部件的构造及尺寸； 在保证安全可靠的基础上力求技术先进、节约金属、制造安装简便、高效率、低燃料消耗 ;锅炉设计时已知条件 燃料特性 煤粉制备系统、燃烧设备的型式 根据发电机组的运行参数确定的锅炉设计参数，如锅炉额定蒸发量、给水压力与给水温度、过热蒸汽额定压力与温度、再热蒸汽流量、再热蒸汽额定压力与温度 ;锅炉设计计算 锅炉设计计算是在锅炉额定负荷下进行的，也就是锅炉各部件的结构尺寸是按额定负荷设计的。 锅炉设计工作的特点之一是按指定的??料设计的，锅炉对燃料的适应性差，燃料的通用范围小。如果燃用非设计燃料将使燃烧特性与锅炉的热力特性发生变化，甚至发生故障。 ;锅炉校核计算 锅炉校核计算是根据已有的锅炉结构数据，对改变负荷、燃料、运行工况或改变某些部件结构的情况下确定各受热面交界处的水温、汽温、空气温度烟气温度、锅炉效率、燃料耗量、及空气烟气流量、流速。 校核的目的是为了估计锅炉在非设计工况下运行的经济指标，寻求改进锅炉结构的必要措施，以及为选择辅助设备和进行管壁温度计算、锅炉水动力计算、锅炉空气动力计算、锅炉强度计算和其他可靠性计算提供数据及资料。 ;由于锅炉设计牵涉传热学、流体力学、工程热力学、燃烧学、材料力学、金属材料等多个基础学科，所以我们首先回顾一下一些学科的基本概念和基础知识。;第二章 传热学基础知识 ;一.热传导（简称导热，Heat Conduction）;2.特点;3.热量传递方程（Fourier Law of Conduction）;二.对流(convection, thermal convection);①仅能发生在流体中;3.分类;①A:与流体接触的壁面面积;三.辐射(radiation, thermal radiation);1.定义;2.特点;黑体是一种理想物体，它的辐射能力只与温度有关;四. 传热过程定义(heat transfer process);热阻 热量传递路径上的阻力称为热阻。 1/K 一个传热过程的总热阻等于组成该过程各串联环节的热阻之和。 1/K ＝ δ / λ＋ 1 / αγ ＋ 1 / α ;第三章 工程热力学基础知识 ;1、定压加热下水的发生过程 三个阶段：液体加热阶段、汽化阶段、过热阶段。 五种状态：未饱和水、饱和水、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽。;2、临界点c： 压力:22.115MPa 温度：374.12 ℃ 焓：2095.2 KJ/Kg 熵：4.4237 KJ/(Kg· K ) 比容：0.003147 m3/Kg;3、水蒸汽图表 温度、压力、焓、熵、比容之间的关系图标。 已知任意状态下的二个独立参数，查出其余参数。 分析和计算水、蒸汽、水蒸汽的热力过程。 饱和状态下可压力、温度互查。;4、蒸汽动力循环主要包括四个过程： 加压过程－－水泵来完成 吸热过程－－锅炉来完成 做功过程－－汽轮机来完成 放热过程－－冷凝器来完成;5、根据温－－熵图，考虑到循环效率、蒸汽参数以及汽机工作条件等影响因素，大中型电站锅炉均是在朗肯循环的基础上改进的，典型的为蒸汽再热和回热循环 ;第四章 流体力学基础知识 ;特点：应用广泛，但机理复杂 “紊流是科学家的坟墓” ——著名科学家周培源语录 ;1、流体流动状态： 层流——流速很小，流体质点运动轨迹为直线，不与周围流体混杂 紊流——流速大，流体质点不断相互混杂，流场内的运动要素发生不规则的脉动 2、两种流动状态的影响因素 流体粘性系数、密度、当量直径、平均流速 判别流动形态的无量纲准则数，雷诺数Re ;3、Re2000,紊流；Re?2000，层流 4、伯努利方程 能量守恒：动能、位能、压强能之间的相互转化 hw——水利损失（流体粘性造成的流体机械能的损耗） hw构成——沿程损失+局部损失 锅炉设计上的应用——水动力计算、空气动力（烟风）阻力计算、热力计算 ;第五章 锅炉结构设计 ;第六章 锅炉物质平衡及 热平衡（燃烧计算） ; §5—1 燃料燃烧;1、煤： 无烟煤－－含碳量高，挥发份低，灰分低，水分低，热值高（25000－32000Kj／Ｋｇ），着火困难，燃尽不容易。 烟煤－－含碳量较高，挥发份不大，灰分不大，水分不大，热值高（约20000Kj／Ｋｇ），着火不容易，有的易结焦。 褐煤－－含碳量较高，挥发份高，灰分和水分大，热值低（