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600MW超临界锅炉3d模型制作

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2021-02-10 14:06
tags:

-

2021年2月10日发(作者:portishead)











21


世纪 的降临,


人类面临的各种挑战越来越严峻,


尤以高科技挑战为突 出,


为了迎接挑战,最有效又最紧迫的对策是在教育系统中改革教育模式,由应试


教育逐步向素质教育转轨,抓好课堂教学的主渠道,大力改革旧的教学方法及

< br>手段。教学实践证明,多媒体教学已经成为提高教学质量,优化教学的重要手


段。



多媒体教学,是在合理安排教学内容的基础上,恰当使用现代 化教学媒体


的一种教学手段。这样的教学模式往往要借助相应的辅助教学软件,即我们平


时所说的


CAI


?


Computer


?


Aime d


?



Instruction


--


计算机辅助教学)课件。教


学的真实感和 表现力不仅能促使学生积极参与到教学活动中去,充分调动学生


学习的主动性和创造性, 提高教学效率,改善学习效果,又能使学生根据自己


的实际更好地接受因材施教和进行个 别化学习,从而启迪学生创造思维。



本次设计的主要任务为计 算机锅炉原理辅助教学软件设计


,


目的是制作一




CAI


课件

< p>
,


来协助教师教授和帮助学生学习锅炉原理这门课


,


并且允许学生


在没有教师的情况下也能够在计算机上进行自学 。



我们的制作对象是哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进三井巴布 科克技术生


产,型号


HG-1950/25.4-YM1,


超临界参数变压运行直流炉、单炉膛、一次再热、


平衡通风、前后墙 对冲燃烧、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构


Π


型燃 煤锅炉。



锅炉本体由一个膜式水冷壁炉膛,炉顶是顶棚过热器 ,水冷壁与受热面中


间有四个蒸汽分离器连结,炉内受热面由省煤器、高温过热器、低温 过热器、


高温再热器和低温再热器构成,尾部烟道由包墙管过热器构成,前后墙各布置< /p>


16


只燃烧器。



本次设计的制作工具主要借用


3DS


MAX7.0


。建造锅炉模型,以及各个部


件,把模型放在三维 空间的舞台上,组合,再从不同的角度用灯光照射,赋予


每个部分动感和强烈的质感,通 过摄像机的不同角度架设,利用渲染工具生成


三维动画。





关键词:超临界锅炉;动画制作;


3DS MAX7.0


- I -


主要符号表



Title













600MW Supercritical Boiler Model Structure











Abstract


As the 21st century approaches, the challenges facing humanity more and more


severe, especially in high-tech challenge to highlight, in order to meet the challenges,


the


most


effective


and


most


immediate


solution


is


to


reform


education


in


the


education


system


model,


step


by


step


by


the


exam- oriented


education


transition


to


quality education, good job teaching the main channel, reform and the old teaching


methods


and


means.


Teaching


practice


proves


that


multimedia


has


become


to


improve teaching quality, optimize an important means of teaching.



Teaching, teaching content in a reasonable arrangement based on the appropriate


use of modern teaching media as a means of teaching. This teaching often assisted


instruction with the corresponding software, we usually say CAI? (Computer? Aimed?


Instruction


-


CAI)


courseware.


Teaching


expressive


realism


and


not


only


make


students


actively


participate


in


teaching


activities


in


order


to


fully


mobilize


their


initiative and creativity, improve teaching efficiency and improve the learning effect,


and


also


enable


students


to


better


according


to


their


actual


acceptance


of


individualized and individual learning, creative thinking and thus inspire students.



The


main


task


of


designing


the


boiler


for


the


computer


assisted


teaching


software


design principles aimed at making a CAI courseware to assist teachers to teach and


help students to learn Boiler Principle this course and allow students without teachers


cases, to the computer self-learning.



Our object is to produce super critical parameters of transformer operation boiler,


single chamber, once again hot, balanced ventilation, before and after the hedge wall


burning, open layout, solid slagging, steel frame, full suspension structure of Π


-type


coal-fired boilers.



Boiler furnace by a membrane wall, roof is a roof superheater, waterwall heating


surface in the middle of the four steam separator link, furnace heating surface by the


economizer, superheater temperature, low temperature superheater, high temperature


and then heat and cold reheater, ending in the flue pipe from the bag wall superheater


composition, before and after the wall of the burner arrangement 16.



The main production tools designed to use 3DS MAX7.0. The construction of the


boiler


model,


and


various


components,


the


model


on


the


three-dimensional


stage,


portfolio, from different angles with the lights and give each part of the dynamic and



主要符号表



strong


texture,


set


up


by


the


camera


angles,


use


rendering


tool


to


generate


three-dimensional animation.




Key words: supercritical boil; animation; 3DS MAX7.0


- III -














............... ............................................


I


Abstract



............................................. .............


II



1








......................................... ..............


1


1.1


概述


......................... ..............................


1


1.2


构建锅炉模型目的和意义


.....................................


4


1.3


课题研究的主要问题


.........................................


4



2




设计概述



............ ........................................


6


2.1 3DS MAX


背景及功能简介


.....................................


6


2.2


模型动画探讨



.............................................. ..


7



3




锅炉的总体简介



......... .....................................


9


3.1


锅炉本体布置


...............................................


9


3.2


锅炉的设计条件


.............................................


9


3.3


省煤器


........................ ............................


13


3.4


炉膛与水冷壁


..............................................


14


3.5


过热器


........................ ............................


15


3.6


再热器


......... ...........................................


17


3.7


锅炉结构特点


..............................................


19


3.8


小结


......................... .............................


20



4



3DS MAX


制作过程


...........................................


21


4.1


螺旋水冷壁的制作


..........................................


21


4.2


旋流式煤粉燃烧室的制作


....................................


22



5



3DS MAX


制作中遇到的问题及其解决方法



........................


24


5.1


基础问题


..................................................


24


5.2


实际操作中的问题


..........................................


24


5.3


本章小结


..................................................


28






............... ...........................................


29






............... ...........................................


30


参考文献


................................................ ..........


31











1









1








1.1


概述



在传统的教学过程中,首先,教师对教学信息进行加工和处理,并把教学


信息通过语言 、板书和某些辅助工具呈现给学生。学生通过感官,接受信息并


加以理解,产生接受效应 。为了确定学生是否真正理解内容,教师会提问或让


学生解决实际问题,这构成反映。其 次,是对学生的反应进行诊断和评价。为


了了解学生对所学内容的理解和掌握程度,需要 对学生的反应进行诊断,特别


是在一个单元学完之后,进行单元测试,通过评价及时发现 错误并予以纠正,


并与教学目标比较,以便了解教学目标的实现程度。这种评价与考试不 同,它


不反映学生的学习能力,而是反映学生的学习情况与教学目标的差距。

< p>


我国近年来提倡素质教育


[1]


,注重强调学生对知识的吸收和运用。而单纯


的学校教学环境、班级集体环境、 黑板环境中,学生所接受的知识和技能往往


不能成功的在实践中加以运用。所学知识不能 有效的“产生迁移”


。同时学生头


脑内部由于外部环境的单调而 变的缺乏联想——不能或难以生成内部知识结


构。因此容易形成死记硬背的结果。另外学 生的不同水平和不同学习路径使得


课堂教育难以有针对性。


< /p>


CAI


与传统的以教师为中心的单向交流式教学相比,最显著的区 别在于它


的交互性、集成性和自适应性。它的交互性使教学变成了学生与计算机的双向< /p>


交流,学生能自己控制教学进度,参与教学活动,从而极大的提高了学习兴趣。

< p>
它的自适应性是指计算机能根据学生对问题的回答情况来决定教学的进度或内


容,


以适应各个学生的不同需要。


它的集成性使学生充分利用 多媒体进行学习,


并使教学的几个过程(讲课、听课、自检和考试)融为一体。



多媒体计算机


CAI


课件能启动各种模拟功能,构造虚拟现实,调动各种感


官刺激,利用色彩、图案、声音进 行强化记忆,改善学习环境和气氛。学生通


过与计算机的交互作用进行学习,其基本过程 为选择学习内容——计算机呈现


教学内容——学生接受教学信息——计算机提问——学习 反应——判断反馈—


—反馈的强化作用——作出教学决策。在进行计算机辅助教学的时候 ,计算机


及其课件不仅仅是代替课堂,而是一个可以由学习者自我控制,能满足不同需< /p>


求、不同学习经验、不同认知程度、不同学习方法的学习者需求的学习环境。



同传统的教学相比,


CAI


有如下一些优越性


[2]








1




扩大课堂容量,丰富教学手段



CAI


与传统教学相比,在知识内容的呈现方式上大不相同,


CAI< /p>


在屏幕上呈现


知识,传统教学靠书本和黑板呈现知识。教师在传统 课堂上必需花费一定的时


间引导学生翻书以及板书,而且大块板书时,背对学生,容易有 部分学生注意



- 1 -


东北电力大学本科毕业论文



力分散,


CAI


则帮助教师避免了这个问题;并且,把

< br>CAI


引入课堂,鼠标轻轻


一点,许多背景知识和相关材 料即可呈现于学生面前,代替了以往教师长篇大


论的介绍和讲解,若再配以适当的音乐或 动画等,不仅可丰富教学内容、开阔


学生眼界,还有利于吸引学生的注意力。

< p>


CAI


中的模拟功能,可以利用计算机模拟各种 自然现象、反应过程、结构


模型、环境条件以及社会特征等,在教学中提供生动、形象、 直观的材料供学


生学习。这种模拟手段既形象直观,又安全可靠,省时省力,有利于学生 的学


习,收到很好的教学效果,这是传统教学无法比拟的。



CAI


还具有游戏的功能,让学生在学中玩、在玩中学,有张 有弛、寓教于


乐。


它把有助于培养学生某种心理品质或技能训练 的练习编成有趣的游戏程序,


使学生通过在计算机上的游戏活动,提高心理品质和技能水 平。


CAI


的游戏功


能,不仅有利于达 到教学目的,而且可以大大促进学生学习的积极性。



2




实现学生学习的个体化



CAI


为学生的单独学习提供了方便,学生可以在计算机上自选学习内容,


自 定学习进度,还可以进行各种练习,模拟解决各种问题,甚至可以做与学习


有关的游戏, 这样就实现了学生学习的个体化,所有,在欧洲,计算机辅助教


学又被称为



计算机辅助学习




Computer Assisted learning





计算机可以向学生呈现习题,学生在计算机上作出解答。如果学生回答正


确, 则计算机呈现肯定的反馈信息,并呈现下一个问题;如果学生回答错误,


计算机将给予否 定并呈现正确答案,然后再呈现同类问题,或给予提示后再呈


现同一问题。这种功能可使 学生通过做大量习题,达到巩固知识和形成技能的


目的



计算机还可以扮演教师的角色,对学生的学习进行个别化指导。在教学程


序设计上采用分支程序教学,将教学内容分成一系列的小单元,每一单元介绍


一小部分 知识,待学生思考和理解后,再向学生提出有关问题,检验学生的学


习情况,若学生回答 正确则进入下一个单元的学习,否则将转入分支程序进行


相关知识的补充学习。另外,通 过运行一些程序,允许学生用自然语言提出与


教学内容有关的问题和回答问题,与学生进 行频繁的人


?


机对话,达到个别指导


的 目的。


[3]



学生在


CAI


条件下可以进行自主地学习,


自己决定学习的内容、


进度及难


度,可以在没有老师在 场的情况下,及时得到对问题解答的反馈意见,真正实


现了学习个体化。



3


、使初学计算机的学生产生兴趣,促进对计算机的 操作练习



- 2 -



1











初学计 算机的学生,可能会对这种新的学习方式产生好奇心理及浓厚的兴


趣,因此,主动性、积 极性得到极大的调动,在学习过程中注意力集中,投入


的精力也较多,花的时间较长,从 而取得较好的学习效果。并且计算机操作能


力将得到进一步提高


[4]




多媒体技术在教育中的优势 还体现在以下几个方面



(



)


有利于激发学生的


学习兴趣,变被动学习为主 动学习。多媒体技术具有视听合一的功能,能够产


生出图文并茂、丰富多彩的人机交互方 式的信息,这种信息可以给学生以视、


听体验


[5]

< p>
,吸引学生的注意力,比传统的教育方式更能激发学生的学习兴趣和


参与热 情,使学生的学习方式由单一课堂向多方面、多途径方向发展,例如:


在大学网站上,可 以开辟一个师生共享的教与学园地,在这个园地上可以开设


多媒体优秀课件点播、教师在 线答疑、重点课程网上测试等栏目。除此之外,


还可以建



立由学生自己维护的网站,在这个网站下可设立网民协会,由思想素质好

的学生担任会长,在学校学生工作指导下,定期的在网站上举办各种科学知识


竞赛, 引导学生在网络环境下自主的学习,还可以利用学校网站引导学生进行


一些前沿科技的专 题探讨,学生通过上网等方式去查阅、调研、讨论,给学生


创造一个发挥自己创造力的空 间,将学生的学习兴趣引入到一个良性循环的教


学环境中去。



(



)


有利于 优化教学课堂教学效果,增强教学内容与形式的多样


化。将多媒体引入到教师的教学中去 ,可以丰富教学内容,提高教学效率和教


学质量。传统的教育模式主要是使用语言与文字 ,因此也存在诸多的缺点,诸


如:在传统的教学中,无法形象的表达抽象的概念、变换的 过程,同时在需要


讲解与大量的图、表有关的知识时,就会先的手足无措。引入多媒体技 术进行


教学,可以提高课堂的教学效率,有利于教师及时补充和更新教学内容。例如


《计算机组成及系统结构》这门课,从授课老师的角度讲,该科内容知识面涉


及广泛,计算机的各个硬件部分都分章节阐述,但又前后呼应,而且每一章都


有 复杂的硬件线路图,因此给教学增加了一定的讲解难度,从学生的角度讲,


由于这门课涉 及到计算机系统层次结构的较低层次,因此相对于学习一些系统


软件要抽象的多,枯燥的 多。为了使老师在课堂讲课中,能够深入浅出、直观、


形象,提高教学效率,优化教学课 堂效果,我们充分利用多媒体技术,将书上


的硬件线路图借助制作课件中的知识点、利用 抽拿技术以及添入动态演示等技


术,使那些难理解的线路图由静态图变成动态图,这样既 提高了教学效果又有


利于学生的理解。另一方面,制作出来的


C AI


课件便于保存,减少教师的重复


性工作。

< br>




- 3 -


东北电力大学本科毕业论文



1.2


构建锅炉模型目的和意义



火电机组随 着蒸汽参数的提高,机组效率不断上升。根据实际运行的燃煤


机组的经验,亚临界机组< /p>


(17MPa



538/538



)


的净效率约为


3 7%



38%


,一

般超临界机组


(24MPa



53 8/538



)


的净效率约为


40%



41%


,超 超临界机组


(30 MPa



566/566/566



)


的净效率约为


44%



45%


。从供电煤耗来看,亚临

界机组约为


330



340 g/ (kWh)



超临界机组约为


310< /p>



320 g/(kWh)


< p>
由于机组


效率提高,污染物的排放也相应减少,经济效益十分明显。


[5]



能源是国民经济发展的命脉,是提高 人民生活水平的重要物资基础。而电


力行业消耗大量的能源,现在机组基本是靠锅炉燃烧 的来提供能量转换,锅炉


技术的发展将进一步提高锅炉和电站热效率;降低锅炉和电站的 单位功率的设


备造价;提高锅炉机组的运行灵活性和自动化水平;发展更多锅炉品种以适 应


不同的燃料;以减少对环境的污染


[6]



近年来,我国的超临界锅炉业发展十分迅猛,九十年代 初我国首台引进型


的超临界锅炉在上海石洞口电厂投入商业运行,


2004


底首台国产化的超临界锅


炉机组在华能沁北实现商业 运营


[7]


。随着我国三大锅炉厂的技术日趋成熟,目


前我国新建的火力发电厂大多都使用超临界或是参数的更高的超超临界机组。

但是,由于我国发展超临界机组的时间还是较短,在运行和教学培训方面还是


有一些 不足的。



随着计算机技术的发展和普及,

现在的教学培训中,


大量应用计算机多媒体


技术教学。利用 计算机辅助教学,计算机辅助教学主要通过学生与作为媒体和


工具的计算机之间的交互, 以更有效地实现教学。通过计算机辅助教学,让学


生更加直观的了解锅炉,在以往通过平 面的图纸模型来进行对锅炉了解,平面


的图纸模型大多数都是手工绘制,工作量非常大, 而且手工绘制不可免的有人


为因素的误差。这样的模型给的设计者和学习人员带来大量的 不便,特别是在


教学中,学生只能根据图形来想象三维锅炉结构。随着社会的进步,原有


锅炉平面模型的不足之处越来越明显


[8]

,已经远远不能满足现代社会的需


要,在这种前提下,锅炉结构模型面向三维设计已 经备受关注。



在锅炉专业课教学中,对锅炉结构的讲解也很抽 象,为了避免在教学中学


生学习枯燥乏味,我们利用


3ds < /p>


max


软件设计制作锅炉结构模型,利用三维模

< br>型的直观立体感,层次清晰感,使学生更容易理解锅炉结构,有助于教学。



1.3


课题研究的主要问题




1


)主要方法:通过学习锅炉结构知识及< /p>


3ds max


软件相关制作知识,来制作


600MW


超临界锅炉的模型。



- 4 -



1







< /p>



2


)主要内容:通过查阅资料,来确定 使用某一超临界锅炉。通过对该锅炉的


研究,以确定锅炉模型的各种尺寸,各种受热面的 布置,整体炉膛的布置,燃


烧器和确定,


各个受热面的之间的连 结。


最后通过


3dmax


软件将确定的 锅炉进行


模型化。做成三维动画的形式。







- 5 -


东北电力大学本科毕业论文




2




设计概述



2.1 3DS MAX


背景及功能简介



3D Studio Max


,常简称为


3ds Max


或< /p>


MAX


,是


Autodesk

< p>
公司开发的


基于


PC


系统 的三维动画渲染和制作软件。其前身是基于


DOS


操作系




统的


3D St udio


系列软件,最新版本是


2011


。在


Windows NT


出现以前,


工业级的


CG


制作被


SGI


图形工作站所垄断。


3D Studio Max + Windows NT


组合的出现一下子降低了


CG


制作 的门槛,首选开始运用在电脑游戏中的


动画制作,后更进一步开始参与影视片的特效制作 ,例如


X


战警


II

,最后


的武士等



[9]







在应用范围方面,广泛应用于广告 、影视、工业设计、建筑设计、多


媒体制作、


游戏、

< p>
辅助教学以及工程可视化等领域


[10]



拥有强大功能的


3DS


MAX


被广泛地应用于电视及娱乐业中,比如片头动画和视频游戏的制作,


深深扎根 于玩家心中的劳拉角色形象就是


3DS MAX


的杰作。在影视 特效


方面也有一定的应用。而在国内发展的相对比较成熟的建筑效果图和建筑

< p>
动画制作中,


3DS MAX


的使用率更是占据了 绝对的优势。


根据不同行业的


应用特点对


3DS MAX


的掌握程度也有不同的要求,建筑方面的应用相对

来说要局限性大一些,它只要求单帧的渲染效果和环境效果,只涉及到比


较简单的动 画;片头动画和视频游戏应用中动画占的比例很大,特别是视


频游戏对角色动画的要求要 高一些;影视特效方面的应用则把


3DS MAX


的功能发挥到了极至


.



本课件的三维动画部分由


3DS MAX


制作,并以动画文件的格式存储起来,


作为课件的媒体资源,课件在需要时对它们进行 调用。


3DS


MAX



AutoDesk


公司推出的动画软件,


使用它可以 在


PC


机上得到真正的工作站动画软件的性能

< br>和图像质量。



三维动画作为电脑美术的一个分支,是建 立在动画艺术和电脑软硬件技术


发展基础上而形成的一种相对的独立新型的艺术形式。早 在


1962


年,计算机便


有了自己的图 形学理论,一开始主要应用于军事领域。直到


70


年代后期,随 着


PC


机的出现,计算机图形学才逐步拓展到诸如平面设计、服 装设计、建筑装潢


等领域。


80


年代, 随着电脑软硬件的进一步发展,计算机图形处理技术的应用


得到了空前的发展,电脑美术 作为一个独立学科真正开走上了迅猛发展之路。



运用计算机图 形技术制作动画的探索始于


80


年代初期



当时三维动画的制作主


要是在一些大型的工作站上完成的。 在


DOS


操作系统下的


PC

< p>
机上,


3D Studio


软件处于绝对的垄断地 位。


1994


年,微软推出


Windo ws


操作系统,并将工作站


- 6 -



2




设计概述



上的


Softimagey


移植到


PC


机 上。


1995


年,


Win95


出现,


3DS


出现了超强升级

< br>版本


3DS MAX1.0



1 998


年,


Maya


的出现可以说是< /p>


3D


发展史上的又一个里程


碑。一个个超 强工具的出现,也推动着三维动画应用领域不断的拓宽与发展。,


从建筑装潢、影视广告 片头、


MTV


、电视栏目,直到全数字化电影的制作。




在几年以前,我们还只能从中央视台看到少 量的电脑动画镜头,因为当时的制


作成本高,难度大


[11]< /p>


。早先的计算机动画系统的价格要花成百上千万资金,而


后在桌面 工作站上制作动画成本大大降低



到了今天


电脑的功能愈来愈强大,


以至我们不仅可以看到地方电视 台的栏目包装及广告中充满电脑动画特技,更


有不少电脑爱好者在自已的个人电脑上玩起 了动画制作。



在各类动画当中,最


有 魅力并动用最广的当属三维动画。二维动画可以看成三维动画的一个分支,


它的制作难度 及对电脑性能的要求都远远低于三维动画。过去制作三维动画需


要程序员的维护和操作, 如今,计算机价格在不断降低,性能则在不断的增强,


三维动画软件,则是功能愈来愈强 大,操作起来也是愈来愈容易,这使得三维


有更广泛的运用。



界面编辑部分由


Authorware


制作。


Authorware


是美国


M acromedia


公司推


出的多媒体开发平台。


Authorware


采用可视化的编程环境,只要将代表媒体的

< p>
各种图标(


Icon


)像堆积木一样移入编辑窗口 内组成流程图。


Authorware


所支

持的每体有:文本、声音、动画、图形、图像、


MIDI


音 乐、


CD


音频及影视片


段。跨平台体系 结构的多媒体强大软件。



2.2


模型动画探讨



1.


制作准备阶段



这个阶段主要包括项目的计划,资料的收集等。



能够真正有使用价值或者获得市场认可的动画作品的制作实际上都是一个


相当 复杂的工程。和别的比较复杂的工作过程一样,好的规划和计划是成功的


关键之一


[12]



3D MAX

进行动画制作时项目计划就像拍电影时写剧本,规划这


个拍摄的主要过程的部分,或 者说就像建楼时设计图纸一样。只有有了好的设


计方案,才能出好的作品。



在进行设计与制作时,我们可能需要用大量的诸如背景图象等资料,如何< /p>


选择好的适合于场景的资料,也是十分重要的。



2.


场景物体的制作



这是真正使用


3D MAX


的第一步。在这里,我们利用


3D MAX


提供的强大


的物体造型功能,建立和修改,编辑场景中的各个物体的几何形状 ,这是最主



- 7 -


东北电力大学本科毕业论文



要的一部分工作。



3.


材质和贴图效果的加入



在制作好场景中的和各个物体模型之后,为了场景能更逼真一些,我们需


要给场景中的各个物体模型赋予各种不同的材质,以能够显示出它们的诸如机


械,光学等 特性,还可以根据场景需要赋予物体模型以各种的颜色和图案。



4.


照明和摄象机的设置和调整



我们知道,在电影电视作品的拍摄中,灯光与照明效果的设置是一个十分

重要的环节。而拍摄距离,角度,范围等则是每一幅图象在拍摄时都需要认真


考虑进 行选取和调整的,


因为摄像的效果直接影响到作品的最终效果,


3D MAX


也提供了场景灯光效果的设置和场景中摄象机的调整功能,


以达到类似的效果。



5.


动画的设计



要让场景动起来,就必须有动画。其实,


3D


MAX


制作的主要目的就是动



[13]


。当然,每一个物体的动画都可以在制作完成后立即进行设置,但一般情


况下场景中物体的动画往往是有关联的,因此在场景制作完后需要全面地设置


动画。



6.


背景和环境


一个场景中不仅要有物体,还要有背景,而且我们往往需要加入特殊的环


境效果,在


3D MAX


中也可以加入我们所选定的图象作为场景的背景, 也可以


加入像雾,光圈,雪花等各种特殊的环境效果。



7.


后期合成处理及文件输出



在场景和环境制作完成后,需要对图象进行进一步的合成处理,输出一幅


一幅的图象文件和可以用媒体播放器播放的动画文件,加入声音文件等,就可


以通过播 放来观看您所制作的动画作品了。





- 8 -



3




锅炉的总体简介




3




锅炉的总体简介



本设计锅炉为超临界 参数变压运行直流炉、单炉膛、一次再热、平衡通


风、前后墙对冲燃烧、露天布置、固态 排渣、全钢构架、全悬吊结构


Π


型燃


煤 锅炉燃用神府东胜煤、混煤及大同煤,哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进三


井巴布科克技术 生产,型号


HG-1950/25.4-YM1


3.1


锅炉本体布置



受热面泄漏的地方一般 发生在锅炉的过热器、再热器、水冷壁、省煤器,


制粉系统采用双进双出钢球磨直吹系统 ,每炉配


4


台磨煤机,


B-MCR


工况下


4


台运行无备用。

< br>每台磨煤机供布置于前、


后墙同一层的


LNASB


燃烧器,


前后墙



4


层,每层布置


4


[14]




在煤粉燃烧器的上方 前后墙各布置


1


层燃烬风,每层有


7< /p>


只风口。锅炉布置



98


只炉膛吹灰器、


50


只长伸缩式吹灰器,空气预热器的 冷端也配有


2


只伸缩


式吹灰器,吹灰器 由程序控制。



炉膛出口两侧各装设一只烟气温度探针,单侧设 置炉膛监视闭路电视系


统。锅炉除渣采用刮板式捞渣机,装于冷灰斗下部。



再热器分为低温再热器和高温再热器两段布置,低温再热器布置于尾部


双烟道中的前部烟道,末级再热器布置于水平烟道中,逆、顺流混合换热。

< br>


水冷壁为膜式水冷壁,下部水冷壁及灰斗采用螺旋管圈,上部水冷壁为垂


直管屏。从炉膛出口至锅炉尾部,烟气依次流经上炉膛的屏式过热器、末级过

< br>热器、水平烟道中的高温再热器,然后至尾部双烟道中烟气分两路,一路流经


前部 烟道中的立式和水平低温再热器、省煤器,一路流经后部烟道的一级过热


器、省煤器,最 后进入下方的两台回转式空气预热器。



锅炉的汽水流程以内置 式汽水分离器为界设计成双流程从冷灰斗进口一


直到标高


43. 61m


的中间混合集箱之间为螺旋管圈水冷壁,


再连接至炉膛上 部的


水冷壁垂直管屏和后水冷壁吊挂管,然后经下降管引入折焰角和水平烟道侧


墙,再引入汽水分离器。从汽水分离器出来的蒸汽引至顶棚和包墙系统,再进

入一级过热器中,然后再流经屏式过热器和末级过热器。



3.2



锅炉的设计条件



滑压运行时,由于主 蒸汽压力降低,主蒸汽的焓值会增大;又同时汽包


压锅炉点火及助燃用油为#

< p>
0


轻柴油锅炉给水质量标准:补给水量在正常时


( 按


BMCR



5


%计)为


97.5t/h


,启动或事故时按

< br>BMCR



8


%计)为


156 t/h



补给水制备方式:

< p>
一级除盐加混床系统锅炉给水质量标准按照


CWT


工况设计。


设计工作是产品生产的第一道重要工序,设计好坏对产品的性能和质量有着< /p>


决定性的作用。设计布置新锅炉的要求是:确定锅炉的型式,决定各个部件



- 9 -


东北电力大学本科毕业论文



的构造尺 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,




3-1


锅炉主要参数


[9]



名称









BMCR


ECR


BRL


过热蒸汽流量



T/h


1952


1740.3


1859.25


过热器出口蒸汽


压力



过热器出口蒸汽


温度



Mpa(g)


25.4


25.4


25.4




543


543


543


再热蒸汽流量



T/h


1588.5


1427.7


1508.8


再热器进口蒸汽


压力



再热器出口蒸汽


压力



再热器进口蒸汽


温度



再热器出口蒸汽


温度



省煤器进口给水


温度



Mpa(g)


4.82


4.35


4.57


Mpa(g)


4.63


4.18


4.39




307


296


301




569


569


569




289


282


286


并有高的锅炉效率,以节约燃料消耗。



因此,在设计锅炉之前,应根据所给定的锅炉容量,参数和燃料特性,


有目的地进行广 泛深入的调查研究,综合利用有关的理论以及制造、运行方面


的实践知识,进行各种技术 方案的运筹和比较,并进行各种精确的计算。一般


开始设计时,先选定锅炉的总布置,进 行燃料消耗量的计算,然后再决定锅炉


结构,进行炉膛传热计算,决定对流受热面的结构 ,进行对流受热面的传热计


算。在以上的结构计算和传热计算中,须预先选定受热面的管 径和壁厚,布置


- 10 -



3




锅炉的总体简介



好水循环系统(汽包 锅炉)或启动系统(超临界锅炉)


,以上计算(称为热力


计算) 结束以后,再根据它的计算结果,计算管壁温度和承压部件强度,并根


据金属材料极限许 用应力的等级,确定各受热面所应取用的合金材料,必要时


可重新调整管径、壁厚,以便 在满足强度的条件下,使制造总费用达到最低。


对于自然循环汽包炉,需要进行水循环计 算,校核水循环是否安全可靠,最后


还要进行空气动力计算,核算烟、风道流动阻力是否 合理,并依此选择锅炉的


送、引风机。在一切都正常合理时,即可根据以上的初步设计和 计算,作进一


步的设计。



本锅炉设计 的任务是进行热力计算,


因为整台锅炉的热力计算是锅炉设计


中 的一项最主要的计算。热力计算的方法,按照已知的条件和计算目的,可以


分为设计计算 和校核计算两种。



在设计新锅炉时的热力计算称为设计热力计 算。


设计热力计算的任务是在


给定的煤种、给定的给水温度前提 下,确定保证达到额定蒸发量,选定的锅炉


经济指标以及给定的蒸汽参数所必需的锅炉各 受热面的结构尺寸。


例如我们在


例题中给出的

< br>2102t/h


锅炉的热力计算就是一个设计热力计算的例子。

< br>


在进行设计热力计算之前要进行锅炉的整体布置。即确定炉型(


П


型、塔


形或其它布置方式)



水循环方式


(自然循环、


控制循环、


直流)



燃烧方式

(直


流燃烧器、旋流燃烧器)


、过热汽温、再热汽温的调节 方式(摆动式直流燃烧


器、烟气挡板、烟气再循环等)


。上述几 个大的方面确定后,就要设计布置受


热面,即决定炉膛、对流烟道以及受热面之间的相对 位置和相互关系,各种受


热面的型式(即错列或顺列、立式或卧式)和尾部受热面的布置 方式(单级布


置或双级布置)


、还要确定制粉系统的方式,燃烧 器型式与布置,并预先选定


锅炉的排烟温度、热空气温度等经济性指标。
















- 11 -


东北电力大学本科毕业论文




3-2


锅炉热力特性


[3]



项目



数值



项目



数值



干烟气热损失


Lg


4.79%


燃烧器区域壁面


热负荷



空气预热器进风


温度



1.373MW






氢燃烧生成水热损失


Lh


3.46




燃料水份引起热损失


Lmf


1.30
























一次风温度























二次风温度



空气预热器出口


热风温度























一次风温度























二次风温度



ECO

< br>出口空气过


剩系数



炉膛出口过剩空


气系数



燃料消耗量



31




未燃尽碳热损失


Lma


0.09%


23




辐射及对流热损失


Lr


0.17





其他热损失


Lua


0.3




284




计算热效率(


ASME PTC4.1


计算



89.3




307




计算热效率(按低位发热量)



93.8




1.19


制造厂裕量


Lmm


0.37




1.19


保证热效率(低位发热量)




227.7t/h


BMCR


工况(不低于)



93.4




炉膛容积热负荷



83.0KW/m





3


BRL


工 况(不低于)



93.6




炉膛断面热负荷



4.29MW/





- 12 -



3




锅炉的总体简介




3.3


省煤器




3-3


省煤器


[5]



序号



1


2


3


4


5


6


7







省煤器 设计压力



BMCR




省煤器工作压力



BMCR




省煤器管型



布置方式



设计进口温度(

< p>
BMCR




设计出口温 度(


BMCR



受热面积(蛇形管


/


悬吊


管)



省煤器压降(


BMCR

< br>)



省煤器管内


/


外径



省煤器管节距



省煤器管材质



省煤器管的防磨设施



省煤器总水容积



单位



MPa



MPa


--



--







m




2







31.5


28.86


H


型鳍片管



顺列布置



371


400


19178/2670


8


9


10


11


12


13


MPa


mm


mm


--



--



m




3


0.15


φ39/φ51



115


SA-210C


烟气阻流板



174


省煤器就是锅炉尾部烟道中将锅炉给水加热成汽包压力 下的饱和水的


受热面,由于它吸收的是比较低温的烟气,降低了烟气的排烟温度,节省了


能源,提高了效率,所以称之为省煤器。


钢管式省煤器不受压力限制,可以用作沸腾式,一般由外径为


32

< br>~


51


毫米的碳素钢管制成。有时在管外加鳍片和肋片, 以改善传热效果。钢管式


省煤器由水平布置的并联弯头管子(习称蛇形管)组成。




- 13 -


东北电力大学本科毕业论文



省煤器作用:



1


、吸收低温烟气的热量,降低排烟温度,减少排烟损失,节省燃料。




2


、由于给水进入汽包 之前先在省煤器加热,因此减少了给水在受热面


的吸热,可以用省煤器来代替部分造价较 高的蒸发受热面。




3


、给水温度提高了,进入汽包就会减小壁温差,热应力相应的减小,延


长汽包 使用寿命。




在双烟道的下部均布置 有省煤器,省煤器以顺列布置,以逆流方式与烟气


进行换热给水经省煤器的入口汇集集箱 分别供至前后的省煤器入口集箱。


省煤


器的管子规格为


φ


51×


6mm


,材料 为


SA-201C


,管组横向节距为


1 15mm


,共


190


排。省煤器向上形 成共


4


排吊挂管,用于吊挂尾部烟道中的水平过热器和水平


再热器



吊挂管的规格为

< br>φ


51×


9mm



材料为


SA-213 T12


吊挂管的


4


只出口集箱两


端与两根 下降管相连,


下降管将水供至水冷壁下集箱在省煤器烟气入口的四周

墙壁上设置了烟气阻流板,避免形成烟气走廊而造成局部磨损。在省煤器烟气


入口的 四周墙壁上设置了烟气阻流板,避免形成烟气走廊而造成局部磨损。



3.4


炉膛与水冷壁



吊挂管的


4


只出口集箱两端与两根下降管相连,下降 管将水供至水冷壁下


集箱水冷壁管型都为光管。


水冷壁总受热面 积:


4260m


2


< br>水冷壁水容积:


67m


3




焰角由


384



φ44.5×6


、节距为


57.5mm


的管子组成,其穿过后水冷壁形成水平烟


道底包墙,然后形成< /p>


4


排水平烟道管束与出口集箱相连。


< /p>


水冷壁是锅炉的主要受热部分,它由数排钢管组成,分布于锅炉炉膛


的四周。它的内部



为流动的水或蒸汽,外界接受锅炉炉膛的火焰的热量。



水冷壁最初设计时,目的并不是受热,而是为了冷却炉膛使之不受高温破


坏。後来,由于其良好的热交换功能,逐渐取代汽包成为锅炉主要受热部


分。



敷设在锅炉炉膛内壁、由许多并联管子组成的蒸发受热面。水冷壁


的作用是吸收炉膛中高温火焰或烟气的辐射热量


,

< br>在管内产生蒸汽或热水,


并降低炉墙温度


,


保护炉墙。在大容量锅炉中,炉内火焰温度很高,热辐射


的强度很大。锅炉中 有


40



50


%甚至更多的热量由水冷壁所吸收。除少数


小容量锅炉外,现代的水管锅炉均以水冷壁作 为锅炉中最主要的蒸发受热



水平烟道侧墙由

< br>78



φ44.5×6mm


的管 子组成,其出口集箱与烟道管束共引



24


φ168mm


的连接管与


4


只启动分离器相连,汽水混合物在其中分离经过灰


斗拐点后,管带以


17.893°


的倾角继续盘旋上升。



螺旋管圈水冷壁在标高


43.61m


处 通过直径为


φ219mm


、材料为


SA -335 P12


的中间集箱转换成垂直管屏,


垂直管屏由


1312



φ31.8mm



材料为


SA-213 T12



节距为


57.5mm


的管子组成, 垂直管屏(包括后水吊挂管)出口集箱的


30


根引出

< p>
- 14 -

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