工业锅炉热力计算程序

毕业设计说明书＿工业锅炉程序设计毕业设计（论文）开题报告

题目：工业锅炉热力计算程序

学院：电力工程学院

专业：热能与动力工程

学生姓名：胡川

指导教师：齐晓波

日期：2005年6月

随着我国经济和工业的快速发展，每年有大量的工业锅炉被设计生产出来。锅炉的设计过程是非常规范的程序化设计，即在设计过程中要遵循锅炉设计的各种规程和标准。锅炉设计方法分为设计计算和校核计算，在实际设计中我们大量用到的是校核计算，所谓校核计算就是在给定条件下（如：排烟温度、给水温度、锅炉效率、煤种、产汽量，进口烟温，出口烟温等）先假设出炉型、各部收热面的结构，然后计算出各部受热面的烟气进口温度、出口温度、工质温度等，用在些计算值与给定值进行比较，如果误差在要求范围内则可结束计算，如果

误差不在范围内则应重新调整假设的结构再进行计算得出计算值，然后与假定值比较，直到误差满足要求。

由以上对锅炉设计特点的叙述可得出这样一个结论：锅炉设计是一个需要大量反复计算的过程，在这过程中所有的计算都是非常有规律的程序化设计过程。

锅炉的热力计算是锅炉设计的基础，是其他锅炉设计的依据。由此可见锅炉热力计算的重要性。为保证其计算的精度要求，在热力计算中常常是大量反复的计算，花费了大量的精力和时间。随着计算机应用的普及和锅炉热力计算的特点许多锅炉厂家和科技人员开发了一些锅炉热力计算的计算机程序，但是这些程序却都是针对某一具体锅炉而编制的，因此，当设计新的锅炉或对其它锅炉进行计算时，就需要编制新的计算程序，或者对相近炉型的计算程序进行修改，这样不但费时费力，而且易出差错。此外，以往的热力计算程序通常仅采用Fortran、Basic或C语言编制。这些语言具有强大的计算功能，并且使用也十分简单。但受其语言本生的限制，程序的输入和输出界面上却很难做得美观、易用。

MATLAB 是一种高效的工程计算语言，它在数值计算、自动控制、图象处理、神经网络等方面有着广泛的应用。利用MATLAB可制作出友好的图形界面，它能提供直观的交互入口。基于MATLAB 的优点，用MATLAB编制锅炉热力计算程序可提高编程的效率和完成许多其它程序无法完成的功能，如：与Excel 的连接、图形的输出等。MATLAB 友好的编程界面和用户界面提高了程序的可读性，在些其它程序是无法完成的

用MATLAB编制的工业锅炉热力计算程序目的在于完成工业锅炉的热力计算，既在给定工业锅炉的初始条件（额定蒸发量，锅筒压力，排烟温度，给水压力、温度，预热器出口空气温度，冷风温度，效率等）下通过热力计算确定工业锅炉的结构各尾部受热面的结构。然后用MATLAB把计算结果和中间计算参数输入到Excel中，并把炉子结构和各受热面结构用图形表示出来。

程序的结构和设计原则：

锅炉热力计算可分为计算入口、燃料计算、热平衡计算、炉膛结构计算、炉膛传热计算、捕渣管束计算、锅炉管束传热计算、省煤器计算、空气预热器计算、程序10大部分。基于热力计算的特点将程序也分为基本的10部分和一个放置供主计算程序调用的自己编写的函数库，它们为：0head程序说明、1fuel燃料计算程序、2balance热平衡计算程序、3structure 炉膛结构计算、4furnace炉膛传热计算程序、5catch捕渣管束计算程序、6drum锅炉管束传热计算程序、7economizres省煤器计算程序、8airheater空气预热器计算程序、8自用函数、9end。

为使计算程序清晰明了，在设计中应使程序尽可能的独立化和功能单一化，如：如果在程序中遇到某个参数，而在一个参数的计算比较复杂，这时应将它编写为一独立函数，然后由主函数来调用。

由于计算程序主函数都是以M文件的形式编写的，这样就使所有的热力计算程序中的变量公用工作空间“workspace”,这样计算程序级易由于变量重名而出错，所以如何有效的防止变量重名成为设计的程序是否可靠的关键。为防止变量重名在每一块计算程序中的变量均以一

特别的字母开头以区别于其他参数。例如：在6drum锅炉管束传热计算程序中出现的参数均以“drum”开头。

此工业锅炉热力计算程序可以快速完成工业锅炉的热力计算，而且计算精度高、计算速度快、可反复调整后计算、还有一个优点就是交互性很强，计算结果和计算参数都以主观的图或表格的形式输出。此程序的各块组成部分相互联系，在进行计算时可返回的任意一个计算过的界面下从新调整计算。

毕业设计（论文）的主要内容：

1．工业锅炉热力计算的方法。

2．利用MATLAB做交互程序的设计。

3．利用MATLAB做的工业锅炉热力计算交互程序的设计过程。

4．用设计的工业锅炉热力计算交互程序做SHL35/1.57型锅炉的热力计算的过程。

5．讨论设计的工业锅炉热力计算交互程序的不足之处和需改进之处。

6．讨论利用设计的工业锅炉热力计算交互程序做SHL35/1.57型锅炉的热力计算的不足之处和需改进的地方。

设计（论文）的技术路线及预期目标：

技术路线：

1、锅炉热力计算的计算方法和设计步骤。

2、利用SHL35/1.57型锅炉对程序校对。

预期目标：

1、理解和掌握锅炉热力计算的方法。

2、掌握基于MATLAB交互程序设计的方法。

3、掌握利用MATLAB与EXCEL的连接和图形的制作。

4、利用设计的工业锅炉热力计算程序完成SHL35/1.57型锅炉的热力计算。课题进度计划：

1、阅读与毕业设计相关的文献，理解并掌握相关基本概念。

2、确定出锅炉热力计算的计算方法和设计步骤。

3、设计燃料计算程序。

4、设计热平衡计算程序。

5、设计炉膛热力计算程序。

6、设计凝渣管热力计算程序。

7、设计锅炉管束热力计算程序。

8、设计省煤器热力计算程序。

9、设计空气预热器热力计算程序。

10、利用设计的程序完成SHL35/1.57型锅炉的热力计算。

11、写设计说明书。

12、准备答辩。

完成课题所需条件及落实措施：

为完成课题所需的条件有：电脑一台、MATLAB软件及相关书籍。锅炉计算手册及相关书籍。落实的措施是：电脑自租，MATLAB软件、，各种相关文献从网上、图书馆及老师处获得。

参考文献、资料：

[1] 宋贵良主编《锅炉计算手册》，辽宁科学技术出版社，1995.10

[2] 张志涌主编《精通MATLAB 6.5版》，北京航空航天大学出版社，2003.3

[3] 解海龙主编《锅炉计算机辅助计算及设计》，水利电力出版社，1993.6

[4] 林宗虎、张永照主编《锅炉手册》，机械工业出版社，1989.2

[5] 苏金明、黄国明、刘波主编《MATLAB与外部程序接口》，电子工业出版社，2004.1

[6] 范从振《锅炉原理》，水利水电出版社，1986年

[7] 冯俊凯，沈幼庭主编《锅炉原理及计算》（第二版），科技出版社，1992年

[8] 张永照主编《工业锅炉》，机械工业出版社，1982年

[9] 扬世铭、陶文铨主编《传热学》（第三版），高等教育出版社

[10] 庞丽君主编《锅炉燃烧技术及设备》，哈尔滨工业大学出版社，1987年

[11] 赵翔、任有中合编《锅炉课程设计》，水利水电出版社，1991年

[12] 李之光、范柏樟主编《工业锅炉手册》，天津科学技术出版社，1988年

[13] 陈学俊、陈听宽主编《锅炉原理》（第二版），机械工业出版社，1991年

[14] 曾汉才主编《燃烧技术》，华中理工大学出版社，1990年

[15] W.瓦格纳、A.克鲁泽主编《水和水蒸气的性质》，科学出版社2003年