630kw火筒炉设计毕业设计说明书.docx
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毕业设计
题目名称 630KW火筒炉设计 院(系) 机械工程学院 专业班级 装备10702班
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺:
所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标
注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者 签名:
日 期:
指导教师签名:
日 期:
使用授权说明
本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:
按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:
日 期:
目 录
毕业论文(设计)任务书 Ⅰ
开题报告 Ⅱ
长江大学毕业设计指导教师评审意见 Ⅲ
长江大学毕业设计评阅教师评语 Ⅳ
长江大学毕业设计答辩记录及成绩评定 Ⅴ
中外文摘要 Ⅵ
1前言 1
2选题背景 3
3一般规定 7
3.1............................................................................................................................7
3.2............................................................................................................................7
3.3............................................................................................................................7
3.4............................................................................................................................8
4燃烧计算 9
4.1符号说明 9
4.2一般规定 10
4.3燃料发热量 11
4.4燃烧空气体积 11
4.5燃烧烟气体积 12
4.6烟气特性 12
4.7烟气焓 13
5热平衡计算 16
5.2热平衡 16
5.3输入热量 16
5.4热损失率 17
6火筒热力计算 20
6.1符号说明 20
6.2结构特性计算 20
6.3热力计算 21
6.4计算步骤要点 23
6.5热力特性 24
7烟管热力计算 26
7.1符号说明 26
7.2基本方程式 27
7.3结构特性 27
7.4传热温差,与平均温度 28
7.5传热系数 28
7.6烟气对流换热系数 28
7.7烟气辐射换热系数 29
7.8火筒式直接加热炉被加热介质的定性温度 30
7.9热力特性 30
7.10计算步骤要点 30
8流体阻力计算 32
8.1符号说明 32
8.2一般规定 33
8.3摩擦阻力计算 34
8.4局部阻力计算 35
8.5烟风阻力计算 36
9锅炉受压元件强度计算 37
9.1材料和许用应力 37
9.2设计压力和设计温度 39
9.3厚度 40
9.4壳体强度计算 41
9.5火筒及烟板计算 41
9.6结构 44
结论 45
参考资料 47
致谢 48
附录 49
毕业论文(设计)任务书
院(系)机械工程学院 专业过程装备与控制工程 班级装备10702班
学生姓名 张玉 指导教师/职称 谢丽芳/讲师
1.毕业论文(设计)题目:
630kW火筒炉设计
2.毕业论文(设计)起止时间:
2011年3月18日~2011年6月12日
3.毕业论文(设计)所需资料及原始数据(指导教师选定部分)
(1)热功率:
630KW
(2)燃料:
天然气
(3)工作介质:
水
4.毕业论文(设计)应完成的主要内容
(1)燃烧系统:
燃料消耗量、空气消耗量、空气剩余系数
(2)排烟系统:
排烟量、排烟温度、排烟管直径
(3)加热炉热效率:
排烟热损失、炉体热损失;
(4)火筒换热面积、火筒直径、火筒长度;烟管换热面积、烟管直径、烟管长度、烟管根数;
(5)火筒炉炉体的设计及校核;
(6)绘制火筒炉装配图及主要零部件图。
5.毕业论文(设计)的目标及具体要求
(1)学会查阅文献资料的方法
Ⅰ
(2)掌握火筒炉的工作原理及设计计算
(3)会用绘图软件绘制装配图和零件图绘制
(4)学会文档排版的基本知识
6、完成毕业论文(设计)所需的条件及上机时数要求
(1)设计手册等相关资料
(2)加热炉设计规范等
(3)上机200小时,用于绘图和撰写论文
任务书批准日期 年 月 日教研室(系)主任(签字)
任务书下达日期 年 月 日指导教师(签字)
完成任务日期 年 月 日学生(签名)
开题报告
一、题目来源
科研真题
二、研究目的和意义
锅炉是国民经济中重要的热能供应设备,在电力、机械、冶金、化工、纺织、造纸、食品等行业以及工业和民用采暖都需要锅炉供给大量的热能;但是同时,它也消耗着能源,其主要以煤,油,气为燃料。
加热炉也是油田地面工程产生热源的关键设备,在油气田的集油,集气站和联合站等站库内加热炉对原油,井产物,生产用水和天然气加热以满足油气集输处理的工艺要求。
从过去到现在我们一直坚持不懈的对它进行研究,从外形结构尺寸,立式,卧式,到从根本内部结构火筒,烟管,换热效率以及燃油燃气加热原油或天然气等一系列问题,从而提高换热率;再加上改用燃料,可以解决粉尘,废水,废渣,有害气体的排放。
依然用天然气,煤气,液化,石油气额环保型供热系统在城市小区供热系统中获得了广泛的应用。
清洁型燃料燃烧充分,产生的有害气体少,这种环保型供热系统要求更高,成为了备受关注的研究课题近些年,能源是紧缺的,天然气,等一些气体燃料,也是有限的。
所以保护环境是一方面,节省能源也是另外一个很重要的方面。
因此,我们一直在不断的改进和探索。
三、阅读的主要参考文献
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【2】冯俊凯,沈幼庭等.锅炉原理及计算[M].北京:
科学出版社,2003.
【3】袁斌,羊东明等.燃气发电机组的供气工艺[J].油气田地面工程,2001,20
(2):
30—32.
【4】李清方.三维内肋管在水套炉上的应用[J].石油规划设计,
2004,15(6):
8—40.
【5】张连明,王海等.热管式常压水套加热炉研究与应用[J].油气田地面工程,2003,15(12):
24—25.
Ⅱ
【6】牛春庆,别如山等.相变换热技术在水套加热炉节能改造上的应用[J].节能技术,2003,21(5):
32—33.
【7】李清方,张国忠等.新型高效水套炉的开发研究[J].石油规划设计,
2006,17(5):
42—45.
【8】Abdel-RahmanE.M.,NayfehA.H.DynamicsandControlofCranes:
AReview[J].JournalofVibrationandControl,2008,9(14):
863-908.
【9】郭韵,曹伟武等.天然气加热炉的可视化实验研究[J].上海理工大学学报,2009,319(4):
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【10】郭韵.天然气加热炉结构研究[J].上海理工大学学报,2009,3(3):
251—254.
【11】StorgesRH.ArtificialIntelligenceinEngineeringDesign[J].AnalysisandManufacturing,1996,10(4):
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【12】周韵玲,汪光阳等.商锦宁鲁宝钢管厂环形炉自动控制系统[J].自动化与仪器仪表,2001(6).
【13】林涛.段文泽等.恒轧钢加热炉建模方法的比较研究[J].计算机仿真,
2008(3).
【14】吴小芳,李少远.基于前馈补偿的加热炉炉温设定值优化[J].控制工程,2005,21(3):
116一118.
【15】白锐,柴天佑.生料浆配料过程的优化设定软件[J].控制工程,2000,3(06):
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【16】石勇.基于虚拟现实的板坯连铸机仿真技术研究[J].北京:
机械工业出版社,2002.1—27.
【17】高志宏,刘恒娟.辊底式退火炉的自动化改造[J].自动化仪表,2005(4).
【18】芬小波.神经网络理论的研究及其在加热炉钢坯温度预报中的应用[J].石油工程建设,2005,3
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10一l5.
【19】陈庆,李少远等.基于规则库的生产全过程优化及其在加热炉温度设定中的应用[J].控制与决策,2004(10).
【20】张凯举,邵诚.基于温度的热轧过程集成控制方法与仿真研究[J].建筑机械,2004(12).
【21】张凯举.钢铁冶金加热过程建模与综合优化控制方法的研究[J].石油规划设计,2004.
【22】陈庆一.串联生产过程的建模及控制与优化[J].工程机械,1999,
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(2):
12—13.
【23】王锡淮.加热炉建模与优化控制研究[J].机械技术与管理,2003,18(11):
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四、国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向
(一)火筒炉发展现状与趋势
从锅炉技术的发展史可以看出,锅炉的发展可以归纳为两个不同的方向,这两个方向都是在对液体间接加热的基础上演变而来。
了解这一锅炉的发展渊源,对我们更好地开发新产品会有一定的指导作用。
一个方向是在圆筒形锅炉的基础上,在圆筒内部增加受热面积,开始是在一个大圆筒内部增加了一个火铜,燃料在火筒燃烧。
以后增加到两个火筒。
再以后从两个火筒发展到很多小直径的烟管,后来容量增大后发展为卧式的火筒。
这些锅炉因为燃料燃烧后的高温烟气在火筒和烟管中流动,所以统称为火管或者锅壳式锅炉。
如下图所示:
国内整体技术水平相对不高,与国际先进水平还存在一定的差距,主要表现在:
(1)国内油田加热炉单台热负荷较小,热负荷为1250kw以下的小型加热炉约占总体的90%以上。
(2)国内油田加热炉的平均运行效率在70%左右,加热炉的热效率较低,而国外可以达到85%以上。
(3)国内加热炉燃烧过剩系数较高,一般在1.3以上。
有的高达2.0以上。
而国外可将空气燃烧过剩数控制在1.1以下。
(4)国内油田加热炉的刚消耗量相对
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- 630 kw 火筒炉 设计 毕业设计 说明书