wns40-10型燃气蒸汽锅炉设计毕业论文.doc

中国矿业大学徐海学院
本科生毕业设计

姓 名： 学 号：
学 院： 中国矿业大学徐海学院
专 业： 热能与动力工程 　
设计题目： WNS4.0-1.0型燃气蒸汽锅炉设计
专 题：
指导教师： 职 称：

2014 年 6月 徐州

中国矿业大学徐海学院毕业设计任务书

专业年级 学号 学生姓名

任务下达日期： 2014 年 12月20 日

毕业设计日期： 2015年1 月 20日至2015 年6月 10日

毕业设计题目：WNS4.0-1.0型燃气蒸汽锅炉设计

毕业设计专题题目：

毕业设计主要内容和要求：

指导教师签字：

郑 重 声 明
本人所呈交的毕业设计，是在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本毕业设计的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本论文属于原创。本毕业设计的知识产权归属于培养单位。

本人签名： 日期：

中国矿业大学徐海学院毕业设计指导教师评阅书

指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：

成 绩： 指导教师签字：
年 月 日
中国矿业大学徐海学院毕业设计评阅教师评阅书

评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：

成 绩： 评阅教师签字：
年 月 日

中国矿业大学徐海学院毕业设计答辩及综合成绩
答 辩 情 况
提 出 问 题
回 答 问 题
正 确
基本
正确
有一般性错误
有原则性错误
没有
回答

答辩委员会评语及建议成绩：

答辩委员会主任签字：
年 月 日
学院领导小组综合评定成绩：

学院领导小组负责人：
年 月 日

摘 要

WNS锅炉是指卧式内燃三回程锅炉，采用天然气为原料，该类型锅炉具有结构紧凑、占地面积小、节能、耐用、环保等优点，最初应用在船用锅炉上。
本设计对4t/h WNS卧式燃气蒸汽的锅炉进行设计，设计参数为:锅炉额定蒸发量：D=4.0t/h ；锅炉额定蒸汽压力：p=1.0Mpa ；给水温度：20oC ；冷空气温度：20oC。
首先介绍了燃气锅炉的工作原理及结构特点，其次主要是具体设计部分，包括：炉胆的设计与计算，螺纹烟管的热力计算，其他部分的热平衡计算，阻力计算。最后进行强度计算及结构的具体排列，热效率可达到87.3%，并完成了2张半A0图纸工作量。

关键词：锅炉，蒸汽，燃气

ABSTRACT

Three return being refers to the horizontal boiler combustion boiler, using natural gas as raw material, the type boiler has compact structure, cover an area of an area small, the advantages of energy saving, durable, environmental protection, the initial application in Marine boiler.
The design of 4 t/h being horizontal gas steam boiler design, design parameters as: boiler rated evaporation: D = 4.0 t/h.;Boiler steam pressure rating: P = 1.0 MPa; Water temperature: 20 oC; The cold air temperature: 20 oC.
First this paper introduces the working principle of gas boiler and structure characteristics of the second main part is the specific design, including: design and calculation of furnace, threaded pipe thermal calculation, other parts of the heat balance calculation, resistance calculation. The detailed arrangement, intensity calculation and structure thermal efficiency can reach 87.3%, and two and a half finished A0 drawing work.

Key words: boiler ; steam ; gas

目 录

中国矿业大学徐海学院2015届本科生毕业设计
1 绪论
锅炉是一种把石油、煤炭或天然气等能源储藏的化学能转变成水或水蒸气的热能重要设备，同时锅炉也是国民经济中重要的供应蒸汽设备,电力、机械、冶金、化工、食品、造纸等，以及工业和民用都需要锅炉供给大量的蒸汽或热水。各种工业的生产性质与规模不同，工业及民用采暖的规模大小也不一样，因此所需要的锅炉容量、蒸汽参数、结构、性能方面也很不相同。
我国是一个储煤量较多的国家，但燃煤工业和生活锅炉的热效率较低，仅有65%。能源的浪费和环境的污染问题相当严重。全国燃煤电厂排放的烟尘达1680万吨，排入大气的SO2达1310万吨，发生酸雨的频率不断增加。近几年，国际社会中环保的呼声越来越高，许多大中城市和经济发展较快地区在环保上的要求也越来越高，再加上城市用地紧张，在这些情况下促进了燃气锅炉的研究、生产发展。
燃气锅炉具有许多燃煤锅炉难以具备的优点，如气体燃料容易着火，燃烧迅速，锅炉可以迅速点火启动；气体燃料中的灰分和硫分含量极少，硫和氮的氧化物也比较少，大大减轻了对环境的污染，可称得上是绿色环保型燃料；具有较高的发热值，燃烧时容易燃尽，需要的燃烧空间少，允许采用较大的热负荷，锅炉的体积小于同容量的燃煤锅炉；输送和燃烧前后的辅助设备简单，管道运输比车辆输送清洁，也不需要燃煤时所需要的运煤、储煤、除灰等设施，大大降低了锅炉房的占地面积和基建投资；燃气锅炉的燃料供应系统和运行系统简单，利于采用自动化控制系统对锅炉的燃烧、蒸汽和热水参数进行自动控制。
据统计，国外的一些发达国家供暖锅炉中，燃油、燃气锅炉已占相当大的比例，如俄罗斯占60%，美国占98%，日本占99%。随着本国的发展和国际社会对环保呼声的提髙，我国燃气锅炉制造与应用必将有一个新的发展。
1.1燃气锅炉的结构
现代锅炉工业中的中小型锅炉趋向于快装化、自动化，无论是水管还是锅壳式燃油锅炉，其结构形式一般可分为立式和卧式两种。其中立式锅炉有结构简单，安装方便，占地面积小的优点[1]。
从理论上讲，小型立式锅炉要想达到较高的热效率，必须具备特殊的燃烧器，以强化炉膛内的传热，由于温度的4次方正比于辐射换热量，而对流 换热部分采用较大的换热面积，这样才能最大限度的降低第一回程的出口烟温，小功率的燃烧器不能克服太大的烟气阻力，因此无论第一回程是横向冲刷还是纵向冲刷管束都不可能釆用较高的烟速，传热效果降低，因此第二回程也不会产生较大的温降[2]。

图1-1 小型立式锅炉
因此，立式锅炉排烟温度高，锅炉效率低，由于结构问题又易于损失，因此一些旧式立式锅炉已逐渐被淘汰，因此本设计选用卧式锅炉，其具有以下特点：
卧室锅壳式燃气燃油锅炉容量一般在lt/h以上，工作压力可以达到1.6-2. 5Mpa，火筒的形状比较符合燃气燃油燃烧的火焰形状，炉膛和对流受热面布置起来比较简单，可采用多回程。可以布置适当的尾部受热面以降低排烟温度。常规的卧室锅壳式燃气燃油蒸汽锅炉的热效率在87%左右，排烟温度一般为250°C；环保型带尾部受热面的燃气燃油锅炉的排烟温度基本上和大容量的工业锅炉相同，可达130-140°C,其热效率可达93%左右[3]。
卧式锅壳式燃气锅炉的结构比较稳定，其主要变化是对前后烟箱、尾部受热面的布置进行改革，其主要结构形式有干背式顺流燃烧锅炉、湿背式顺流燃烧锅炉和湿背式中心回焰燃烧锅炉。计算结果表明：
（1）lt/h以下的锅炉可采用干背式顺流燃烧锅炉结构。
（2）2t/h以下的蒸汽锅炉可采用湿背式中心回焰燃烧锅炉结构。
（3）2t/h以上的蒸汽锅炉均可采用湿背式顺流燃烧锅炉结构，大型的环保型燃气锅炉一般采用这种锅炉结构，这种锅炉也使其它受热面（过热器、尾部受热面）的布置更加灵活，而且可根据热负荷的大小选择单炉胆或双炉胆结构。

图1-2 干背式锅炉
卧室锅壳式锅炉总体上可分为干背和湿背式结构。干背式锅炉结构、制造工艺简单，制造工时省，因此采用这一结构的厂家很多，但经过几年的运行暴露出來的问题很多，干背式结构锅炉的燃烧器喷出的燃料点燃后生成的，燃烧产物在面积有限的炉胆内换热，炉胆出口的高温烟气直接和后烟箱盖接触和冲刷，后烟箱盖多为耐火砖制成，容易损坏，不得不经常停炉修理，缩短了锅炉的正常运行周期。锅炉容量越大，这一情况越严重。但随着锅炉容量的减小，炉胆的相对面积增加，炉胆出口烟温大为降低，可明显改善烟气对后烟箱盖的冲刷和破坏程度，经过计算认为，lt/h以下的锅炉可采用干背式结构，但不适合容量大的锅炉。鉴于以上原因，本次设计的燃气锅炉采用 湿背式结构[5]。湿背式结构避免了高温烟气直接和后烟箱盖接触和冲刷容易损坏，不得不经常停炉修理，缩短了锅炉的正常运行周期，大大降低了维护费用。另外经过炉胆和第一回程烟管的换热，至前烟箱时烟温己较低，使得前烟箱门的制造简单。但这一结构的回燃室制造起来比较复杂，装备起來也比较困难，要增加很多辅助部件，其制造成本包括一些模具的初投资较高。还有焊缝的数量较多，焊接工作量大，比较适合现代大规模运作生产。这种锅炉在熟练制造工艺的前提下，无论是燃烧过程还是结构本身以及运行都具有最高的可靠性。这也是经常采用这种结构的一个主要原因。

图1-3 湿背式锅炉
双炉胆各成独立回路的湿背式三回程锅炉，主要用于制造大容量的锅壳式锅炉。如Bobacock公司生产的锅壳式锅炉，供热量在10.5MW以上的高压 热水锅炉采用双炉胆结构；锅炉额定蒸发量在16t/h以上的高压蒸汽锅炉也采用双炉胆结构。双炉胆结构的锅炉的制造工艺比单炉胆要复杂的多，锅炉容量增大后，采用双炉胆结构的柔性比单炉胆好，而且强度计算原理证明，炉胆的壁厚和炉胆的直径成正比，我国GB/T16508-1996强度计算标准规定： 平直或波形炉胆的壁厚不应小于8mm，且不应大于22mm。回燃室筒体的壁厚应不大于35mm,且不应小于10mm。采用双炉胆可减少炉胆和回燃室筒体的壁厚，当锅炉容量比较大，壁厚不能满足要求时，单炉胆的壁厚有可能超过标准要求。我国锅炉制造厂很少采用双炉胆结构，这和锅炉制造厂的传统制造工艺有关。湿背顺流燃烧式炉胆可以偏置，也可以轴对称布置。因为偏置式的布置在水循环方面有一些好处，所以本设计选择偏置式的炉胆。
1.2锅壳式火管燃油燃气锅炉
燃油燃气锅炉就其本体结构而言可分为锅壳式（也称火管）锅炉、水管锅炉和浸没燃烧式加热锅炉。锅壳式锅炉结构简单，水及蒸汽容积大，对负荷变动适应性好，对水质要求比水管锅炉低，多用于小型企业的生产工艺和生活采暖上。水管锅炉的受热面布置方便，传热性能好，在结构上可用于大 容量和高参数的工况。但对水质和运行水平要求较高。水火管锅炉是在锅壳 式锅炉和水管锅炉的基础上发展起来的，具有两者的优点，对水质要求和水 管锅炉相近。锅壳式锅炉因为容量小、结构紧凑，一般制成快装式锅炉，容量不大的水管锅炉也可制成快装锅炉，以便于运输和现场安装。浸没燃烧式加热锅炉不需要间壁式换热所需要的固定传热面，而是将高温烟气直接喷入 液体中完成加热的方式。浸没燃烧式加热锅炉热效率高，设备成本低，加热 速度快，适合快速加热和调峰操作的情况。本次设计的锅炉是带压卧式锅壳燃气蒸汽锅炉。

图1-4 卧式湿背锅炉
所谓锅壳式锅炉，也称为火管锅炉，即以炉胆（火简）和烟管（火管）为主要受热面构成的锅炉。其工作特征是火焰或烟气在炉胆（火筒）和烟管 （火管）受热面中流动，并将热量传给炉胆或管外炉水以产生蒸汽或热水，在19世纪末期出现的船用和陆用的锅炉主要是这类锅炉。后来船用锅炉向着大容量的水管锅炉方向发展，这种锅壳式锅炉才用船用锅炉的辅助锅炉。
随着人们对节能和环保意识的增强，现代燃油燃气祸炉也向着组装化、大型化、自动化方面发展，和早期的卧室锅壳式燃油燃气锅炉相比，现代卧室锅壳式锅炉主要在结构上进行了以下改进：
(1) 由于大功率燃烧器的采用，目前卧室锅壳式锅炉接本上采用单炉胆结构，最多不超过两个炉胆，目前燃烧器的单台功率已达到29MW以上。
(2) 单台锅炉容通大大提高，卧室锅壳式燃油燃气热水锅炉的最大容量可达19MW左右，蒸汽锅炉的最大容量可达15t/h左右。
(3) 用湿背式结构代替干背式结构，避免第一回程出口转向烟室难以密封的问题，使这种锅炉更适宜微正压燃烧.烟气通道的密封问题，也得到完善的解决。
(4) 烟气的回程数，生产实践中大多是三回程的，此外还有用二回程和四回程，甚至五回程。二、四回程的烟囱在炉前，安装使用不方便；五回程的结构太复杂，一般少用。
（5） 化传热的烟管替代早期使用的光管。
（6） 用先进的隔热保温材料减少了散热损失。进一步提高了现代燃油燃气锅的热效率。
卧式锅壳式燃油燃气锅炉容量一般在lt/h以上，工作压力可以达到 1.6-2.5Mpa,火筒的形状比较符合燃油燃气燃烧的火焰形状，炉膛和对流受热面布置起来比较容易可采用多回程。可以布置适当的尾部受热面以降低排烟温度。常规的卧室锅壳式燃油燃气锅炉的热效率在87%左右，排烟温度一般为250oC；环保型带尾部受热面的燃油燃气锅炉的排 [烟温度基本上和大容量的工业锅炉相同，可达130~140oC,其热效率可达93%左右[4]。
1.3锅壳式燃油燃气锅炉的水循环
锅壳式锅炉水循环都是采用自然循环的方式，蒸汽锅炉中锅水的沸腾为大容器池内沸腾。锅壳式锅炉水循环基本上属于大空间自然循环。讨论水循环的目的，主要是为了认识锅炉循环回路的工作状态以及使水管能够得到可靠的冷却，从而得到正常的水循环。对锅壳式蒸汽锅炉而言，燃料燃烧放热加热壁面沉浸在具有自由表面的液体中所产生的沸腾称为大容器沸腾，此时产生的气泡能自由浮升，穿过液体自由表面进入锅炉的蒸汽空间，此时液体的主体温度达到饱和温度，金属的壁面温度一般高于饱和温度，我们称之为饱和沸腾，若液体主流尚未达到水的饱和温度，处于过冷状态，我们称之为过冷沸腾。锅壳式锅炉中这两种沸腾现象都在容器的特定区域存在着[6]。
轴对称布置的机构其水循环也是对称的，由于炉胆周围水温比较高，水循环的方向总是向上的，而烟管和锅壳的区域水循环的方向也是向下的。同时也可以看到，炉胆有高位和低位布置之分，髙位布置的炉胆离水位线距离太近波动较大，就会使炉胆露出水面，形成干烧状态。而低位布置的炉胆处在低温水区域，局部易产生过冷沸腾现象。国外也有一种观点认为炉胆在管板上偏左上或偏右上布置有利于水循环，从自然循环原理上讲很有道理，但不一定要使炉胆偏置才能实现。因此可以认为，即使对称布置的情况，采用不同的给水方式也可以产生炉胆偏置方能实现的不对称的水循环。本次设计采用不对称的结构。

图1-5 全湿背顺流燃烧
1. 4锅炉型号
我国锅炉产品应按照机械工业部颁发的JB/T1206-1626-92(〈工业锅炉产品型号编制方法>>。额定蒸发量不大于65t/h或额定蒸汽压力不大于2.5MPA的固定式蒸汽 锅炉和热水锅炉的产品型号由三部分组成，各部分之间用短线相连。
—A XX — XX / XXX — X
（1）（2）（3）（4）（5）（6）
（1）指总体型体代号；（2）燃烧设备代号；（3）额定蒸发量（t/h) 或额定热功率（MW)；（4）额定蒸汽压力或允许工作压力（MPA)；（5）过热蒸汽温度或出水温度/进水温度（°C)；（6）燃料种类。例如：本次设计的WNS4.0-1.0-QT表示卧式内燃式室燃，额定蒸发量为lt/h,额定工作量可以得到是0. 7MPA,蒸汽温度为饱和温度，设计燃料为天然气的蒸汽锅炉。

2 设计计算
2.1锅炉结构的基本要求
在设计锅炉结构时，其总的目标是用最少的金属量、燃烧量，占用尽量少的外形空间，使锅炉达到规定的运行参数，并符合安全可靠的要求。具体的，锅炉的结构应符合下列的要求：
（1）各部分在运行时应能按设计预定方向自由膨胀。锅炉上各部分均为刚制的材系固体，受热后呈线形膨胀。若受热面不能沿设计预定方向膨胀，则部件膨胀受阻后会发生弯曲变形，甚至破坏。
（2）能保证各部分循环回路水循环正常，所有受热面应得到的可靠的冷却。如果水循环不好，就会引起部分受热面管壁超温、强度减弱而最终导致破损。一般来说，锅壳锅炉的水循环是安全可靠的，而水管锅炉的问题较多一些。
（3）各受压元件应有足够的强度。这一要求主要是确保安全。因为强度不够会导致受压元件破裂甚至爆炸，但是也要考虑节省钢材，因此强度计算标准中规定了受压元件的最小壁厚。
（4）受压、部件结构的形式、开孔和焊缝的布置应尽量避免或减少复合应力和应力集中。如：受热面管子直段上，对焊缝间的距离不应小于150mm。
（5）水冷壁炉膛的结构应有足够的承载能力，以承受在不正常的正压燃烧情况下对炉膛的压力，避免炉膛被轻易的破坏。
（6）炉腔应有良好的密封性，以减少漏风和热损，保持燃烧的稳定性。
（7）承载结构在承压设计载荷时应具有足够的强度、刚度、稳定性及防腐性，以满足安全的要求。
（8）便于安装、运行操作、检修和淸洗内外部。如：门孔的开设应便于人员通过、检查等工作，链条炉排锅炉应便于拨火操作。
（9）锅炉的排污结构应利于排污，以防锅炉内水垢堆积和锅水含盐量过高。
（10）必须装有可靠的安全保护设施。锅炉上的安全附件、自动控制装置是为了运行中发生异常情况时能够发出报警或严重时自行动作的，是保护人员和设备安全必不可少的设施，是锅炉安全的保证[7]。
2.2锅炉热平衡的计算
燃气蒸汽锅炉运算目标是确定应有的受热面，从而确保锅炉适合的效率及出力。气体燃料燃烧中和燃烧过后产生的烟气，与固体燃料相比，有它自己的特点。
燃气蒸汽锅炉热力学运算包括下面几点：锅炉热力平衡的计算、受热面积的研究与对流受热面热平衡运算。目的是确保进入锅炉机组的有效利用热量，及各热损失的和保持平衡。以此为基础，得出锅炉机组燃料耗量和热效率。
热平衡的计算应该在锅炉机组处在热工况一定下进行的。对燃气蒸汽锅炉,通常按照标况下1m3气体燃料为标准计算。
锅炉热平衡的方程形式为：
Qr= Q1+ Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 kJ/kg或者kJ/m3 （2-1）
Qr——送入锅炉系统的热量，kJ/kg
Q1——锅炉系统的有效利用热量，kJ/kg
Q2——排烟热损失，kJ/kg
Q3——化学不完全燃烧热损失，kJ/kg
Q4——机械不完全燃烧热损失，kJ/kg
Q5——散热损失，kJ/kg
Q6——灰渣物理热损失， kJ/kg
对于气体燃料，上面热量的大小都是以1m3燃气为基础，单位是kJ/kg。因为燃料含灰量相当少，Q6可以忽略不计。此刻，气体燃料充分燃烧的时候，通常情况下不会产生固体不完全燃烧的情形，即Q4=0。由此来说的话，针对燃气蒸汽锅炉，热平衡的方程式为：
Qr= Q1+ Q2 + Q3+ Q5 kJ/kg或者kJ/m3 （2-2）
对于此类问题，当各项热量用%表示，可以轻松的推出热平衡方程式为：q1 + q2 + q3 + q4 + q5 +q6=100 %
式中 qi=Qi/Qr ,其中Qi为每一项热量。
式中 q2——排烟的热量损失，%
q3——化学不完全燃烧热损失，%
q4——机械不完全燃烧热损失，%
q5——散热损失，%
q6——灰渣物理热损失， %
η= 100-（q2 + q3 + q4 + q5 +q6） % （2-3）
锅炉的燃料消耗量为：B=Q1/ηQr kg/s或m3/s
式中 Bj——燃料的耗量，kg/s或m3/s
燃料消耗量的定义为：单位时间内实际参加燃烧产生烟气的量，对燃气锅炉来讲，B=Bj。
（1）计算参数
锅炉额定蒸发量 D=4.0t/h
锅炉额定蒸汽压力 p=1.0Mpa
给水温度 20oC
冷空气温度 20oC
燃烧方式 室燃
设计燃料 天然气
锅炉炉型 锅壳式、燃气湿背三回程
天然气成分如表2-1：
表2-1 天然气成分表
CH4(%)
C2H6(%)
C3H8(%)
H2S(%)
H2O(%)
CO2(%)
95.9494
0.9075
0.1367
0.0002
0.0062
3
热力计算如表2-2：

82

中国矿业大学徐海学院2015届本科生毕业设计
天然气成分

CH4(%)
C2H6(%)
C3H8(%)
H2S(%)
H2O(%)
CO2(%)
密度（KG/NM3）
热值(KJ/KG)
95.9494
0.9075
0.1367
0.0002
0.0062
3
0.7616
35160
烟气计算（过量空气系数a=1.05）

理论空气量Vko=(0.5H2+0.5CO+SUM(m+n/4)CmHn+1.5H2S-O2)/21=9.323m3/m3

三原子气体容积 Vro2=0.01(CO2+CO+SUMmCmHn+H2S)=1.012m3/m3

理论氮气容积 Vn2o=0.79Vko=7.36517m3/m3

实际氮气容积 Vn2=0.79aVko=7.73m3/m3

理论水蒸汽容积VH2O=0.01(H2+H2S+H2O+SUM(m+n/4)CmHn+120(dg+Vkoda))=1.99m3/m3

实际水蒸汽容VH2O=0.01(H2+H2S+H2O+SUM(m+n/4)CmHn+120(dg+aVkoda))=1.992m3/m3

过剩氧体积Vo2=0.21(a-1)Vko=0.098

实际烟气容积Vy=Vro2+Vh2o+Vn2+Vo2=1.012+1.992+7.73+0.098=10.832m3/m3

理论烟气容积Vyo=Vro2+Vh2o+Vn20=1.012+1.99+7.36517=10.36717m3/m3

表2-2 热力计算表

续表2-2
序号
符号
单位

计算公式或数据来源
结果
1
Qr
KJ/Kg
燃料带入热量
Qr=Qdwy
35160
2
q4
%
机械不完全燃烧热损失
取用（忽略不计）
0
3
q3
%
化学不完全燃烧热损失
取用（忽略不计）
0.5
4
q6
%
灰渣物理热损失
取用（忽略不计）
0
5
q5
%
散热损失
取用（参照《工业锅炉手册》）
1.5
6
bx

保温系数
Bx=1-q5/(Xgl+q5)
0.98404
7
Tpy
0C
排烟温度
任务书给定
146
8
Ipy
KJ/Kg
排烟焓
查烟气焓温表
2740.466
9
tik
0C
冷空气温度
已知给定
20
10
Iik0
KJ/Kg
冷空气焓（理论）
查烟气焓温表
278.8136
11
q2
%
排烟热损失
q2=100(Ipy-apyIiko)Qr
6.96
12
Xgl
%
锅炉热效率
Xgl=100-q2-q3-q4-q5
91.04
13
Q
KJ/h
锅炉总换热量（标牌）
D(ibq-igs)
10806720
14
Bj
kg/s
燃料消耗量
418.68Q1/(3600QrXgl)
0.093485
15
B
KJ/h
燃料消耗量
418.68Q1/(QrXgl)
336.5469
16
D
kg/h
额定蒸发量
设计给定
4000
17
igs
KJ/Kg
给水焓
查水蒸汽物性表
83.86
18
ibq
KJ/Kg
饱和气焓
查水蒸汽物性表
2785.54
19
Q1
kcal/h
总换热量
Q/4.2
2573028
续表2-2
20

燃烧器选择
Ecoflam燃烧器BLU4000PR

21

火焰长度
3.0m

22

火焰直径
0.75m

RH2o=Vh2o/Vy=0.1839

Rro2=Vro2/Vy=0.093427

2.3炉膛的传热过程计算
在锅炉中，我们可以知道既有燃烧反应的化学形式，还会出现物质交换的形式，从这可以得出炉膛传热形式很多。这些年里，电子科学的进步和深入，一些研究人员尝试数学模型解析法，得出炉膛传热过程的意义，已经有所成效。
炉膛的传热计算主要目的是：得出炉膛出口温度以及炉膛辐射受热面（水冷壁）的吸热大小[8]。
2.3.1对流受热面传热计算
对流受热面传热的计算，可以使用校核方法。即：已知受热面工质的入口温度、结构特征、燃料耗量、烟气温度、漏风系数等。需要确定的是受热面的传热量和烟气、工质的出口温度。计算如下：
（1） 假定受热面烟出口温度，运用焓温表得出烟的焓，紧接着用烟气侧热平衡方程式，得到烟气放热的大小；
（2） 针对工质热平衡方程，计算得到工质出口的焓，可以用水蒸汽表，得出出口的温；
（3） 当要求出工质和烟气的平均温度的时候，还有烟气及工质的平均流速；
（4） 确定对流换热系数；
（5） 确定辐射换热系数；
（6） 得出烟气侧放热的系数大小，接着求取工质侧放热系数大小；
（7） 针对实际的问题，适当选用灰污系数、有效系数；空气预热器的系数可以用：利用系数；
（8） 确定传热系数；
（9） 对于烟气及工质的进出口温度，以及相对的流向，得出最终的平均温差；
（10） 按传热方程式求得受热面的传热量；
（11） 如果需要测出某受热面的烟气出口温度假定合理与否，我们应该以下式来计得出以下数据：烟气放热量、传热量误差百分数，即：
（2-4）
对防渣管不大于5%，对无减温器的过热器不大于3%，其他受热面、不大于2%时，方可确定假定烟气的出口温度对的，可以得出该部分运算应该停止。此时，温度及焓的最终答案，可以按照热平衡方程的值为基础。
烟气焓温表计算内容如表2-3：

表2-3 烟气焓温表
焓温表

oC
CN2
VN20
HN2VN20
CH2o
VH2o0
HH2oVh2oo
CRO2
VRO2
HRO2VRO2
Iyo
Vo
Iy
30

7.36517

1.99

0
9.323
19.11
100
1.302
7.36517
958.945
1.499
1.99
298.301
1.7
1.012
172.04
1429.29
9.323
1490.82
200
1.303
7.36517
1919.363
1.516
1.99
603.368
1.796
1.012
363.5104
2886.24
9.323
3010.24
300
1.31
7.36517
2894.512
1.537
1.99
917.589
1.876
1.012
569.5536
4381.65
9.323
4569.51
400
1.319
7.36517
3885.864
1.557
1.99
1239.372
1.943
1.012
786.5264
5911.76
9.323
6164.42
500
1.331
7.36517
4901.521
1.583
1.99
1575.085
2.001
1.012
1012.506
7489.11
9.323
7807.96
600
1.344
7.36517
5939.273
1.608
1.99
1919.952
2.056
1.012
1248.4032
9107.63
9.323
9494.53
700
1.357
7.36517
6996.175
1.633
1.99
2274.769
2.102
1.012
1489.0568
10760.00
9.323
11215.90
800
1.369
7.36517
8066.334
1.658
1.99
2639.536
2.144
1.012
1735.7824
12441.65
9.323
12967.94
900
1.382
7.36517
9160.798
1.683
1.99
3014.253
2.181
1.012
1986.4548
14161.51
9.323
14759.11
1000
1.394
7.36517
10267.047
1.712
1.99
3406.88
2.219
1.012
2245.628
15919.55
9.323
16588.48
1100
1.407
7.36517
11399.074
1.738
1.99
3804.482
2.248
1.012
2502.4736
17706.03
9.323
18449.54
1200
1.415
7.36517
12506.059
1.763
1.99
4210.044
2.273
1.012
2760.3312
19476.43
9.323
20293.59
1300
1.424
7.36517
13634.403
1.788
1.99
4625.556
2.294
1.012
3017.9864
21277.95
9.323
22170.16
1400
1.436
7.36517
14806.938
1.809
1.99
5039.874
2.315
1.012
3279.892
23126.70
9.323
24094.43
1500
1.444
7.36517
15952.958
1.834
1.99
5474.49
2.336
1.012
3546.048
24973.50
9.323
26017.21
1600
1.453
7.36517
17122.547
1.855
1.99
5906.32
2.357
1.012
3816.4544
26845.32
9.323
27965.48
1700
1.461
7.36517
18292.873
1.876
1.99
6346.508
2.378
1.012
4091.1112
28730.49
9.323
29927.10
续表2-3
1800
1.47
7.36517
19488.240
1.897
1.99
6795.054
2.395
1.012
4362.732
30646.03
9.323
31919.55
1900
1.474
7.36517
20626.895
1.918
1.99
7251.958
2.412
1.012
4637.7936
32516.65
9.323
33868.02
2000
1.482
7.36517
21830.364
1.934
1.99
7697.32
2.424
1.012
4906.176
34433.86
9.323
35863.08
2100
1.486
7.36517
22983.750
1.951
1.99
8153.229
2.