锅炉本体热力计算11课件.ppt

七、七、锅炉本体热力计算锅炉本体热力计算 7.1 锅炉传热过程及计算锅炉传热过程及计算 7.1.1炉膛几何特性炉膛容积炉膛容积Vl：由炉子火床表面至炉膛出口烟窗之间的容积 炉膛周界面积炉膛周界面积Fl：包围炉膛容积的所有周界封闭面积的总和，包含火床面积R、全部水冷壁面积、未有水冷壁的炉墙面积和出口烟窗第一排水管中心线面积有效辐射受热面有效辐射受热面Hf ： 有效角系数有效角系数x：火焰投射到管壁受热面的总热量与投射到炉壁的热量之比 炉膛水冷程度炉膛水冷程度χ ：整个炉膛的平均有效角系数 式中 Fbi、χi —为某一区段的炉壁面积和其相应的有效角系数； Hff —对于覆盖有耐火层的水冷壁其辐射受热面面积； Fl—炉膛周界总面积，m2； R—火床面积，m2 0七、七、锅炉本体热力计算锅炉本体热力计算 7.1.2炉膛传热的基本方程及炉膛黑度 火焰与炉壁之间的辐射换热量： （四次方温差公式） 炉膛系统黑度：室燃炉 层燃炉 火床与炉壁面积之比： 式中 Qhy —火焰有效辐射； Qby —炉壁有效辐射； —水冷壁的表面黑度，可取0.8； —火焰黑度。

Th —火焰的平均温度，K；T b —水冷壁表面温度，K1七、七、锅炉本体热力计算锅炉本体热力计算6.1.3 火焰黑度 火焰黑度： 式中 k—火焰辐射减弱系数，1/m·Mpa； p—炉膛内介质的压力； δ —有效辐射层厚度，m;对炉膛： Vl — 炉膛容积，m3; Fl — 炉膛包覆面积，m2; 火焰辐射减弱系数： 式中 kq 、kg 、kh—分别为三原子气体、固体颗粒和灰粒的减弱系数，1/m·Mpa； C—焦炭粒等的修正系数26.1.4炉膛有效放热量与理论燃烧温度 炉膛有效放热量炉膛有效放热量Ql 是指相应于1kg真正参与燃烧的燃料所带入炉膛的热量 式中 Qk — 燃烧需要的空气带进炉膛的热量。

理论燃烧温度：理论燃烧温度：假定在绝热情况下将Ql 作为烟气的理论焓而得到烟气理论温度 式中： Vy— 在αl〃情况下每kg燃料燃烧后的烟气容积，Nm3/kg; cpj— 烟气从0℃到θ ll℃温度范围内的平均容 积比热，kJ/Nm3 · ℃七、七、锅炉本体热力计算锅炉本体热力计算3 6.1.5火焰平均温度及水冷壁管外积灰层表面温度 火焰平均温度： n——燃烧工况对炉膛内火焰温度场的影响 水冷壁管外积灰层表面温度： 式中 Tgb—水冷壁管金属壁温，K； ε—管外积灰层热阻，一般取2.6 m3 · ℃/kW; qf —壁受热面辐射热流密度， kW / m2; Bj’ —每秒计算燃料量，kg/s6.1.6炉膛换热计算 炉膛换热无因次方程式： 波尔茨曼准则— ； 火焰无因次温度— ； 炉膛出口无因次温度—七、七、锅炉本体热力计算锅炉本体热力计算46.1.7 炉膛换热计算步骤 （1）确定炉膛几何特性：炉膛各面炉墙面积Fbi、炉膛周界面积Fl、炉膛容积Vl、炉膛有效辐射受热面总面积Hf、炉排面积R、炉膛水冷程度χ、炉膛有效辐射层厚度δ。

（2）计算炉内有效放热量Ql、，在选定炉子出口过量空气系数αl”的情况下，由焓温表得理论燃烧温度 （3）先假定一个炉膛出口温度 ，在焓温表中求得相应得 ,从而计算烟气的平均热容量Vycpj （4）计算炉膛火焰黑度 、炉膛系统黑度 和波尔茨曼准则Bo （5）选取m值，计算Bo(1/ +m)值后由图查取 ，求出 （6） 应与假设的值相差不大于100℃，否则重新假定再算，最后以计算所得的 为准 （7）计算炉膛辐射受热面平均热流密度： （8）计算炉膛容积热强度、炉排热强度： B’—每秒燃料消耗量，kg/s七、七、锅炉本体热力计算锅炉本体热力计算56.2 对流传热面传热计算对流传热面传热计算6.2.1基本方程式 以燃烧1kg燃料为计算基础：Ø传热方程式：Ø热平衡方程式： 烟气侧： 工质侧： 炉膛出口烟窗后的对流受热面，受到的炉膛辐射热： 七、七、锅炉本体热力计算锅炉本体热力计算66.2.2传热系数 灰污系数表示管壁积灰后所引起热阻的增加： 有积灰时的传热热阻： 无积灰时的传热热阻： 传热系数：七、七、锅炉本体热力计算锅炉本体热力计算76.2.3有效系数ψ 有效系数 传热系数：l对流管束和省煤器：l空气预热器：l过热器：l 蒸发受热面：七、七、锅炉本体热力计算锅炉本体热力计算86.3对流放热系数对流放热系数 强制流动放热的准则关系式6.3.1横向冲刷管束时的对流放热系数（1）管束错列布置时（2）管束顺列布置时 管束部分错列、部分顺列布置时 式中λ—介质在平均温度下的导热系数,kW / m2 · ℃； ν—介质在平均温度下的动粘度, m2 /s； d—管子外径,m；w—介质在最窄断面处的平均流速,m/s； Pr—介质在平均温度下的普朗特数； Cs—管束结构特性 修正系数； Cc—管束的排数(Z2)修正系数。

七、七、锅炉本体热力计算锅炉本体热力计算96.3.2纵向冲刷管束时的对流放热系数 当量直径: 式中 F—烟道流通截面积；U—湿周周长6.3.3横向－纵向混合冲刷管束时的传热系数 原则（1）烟气流量和流速可取整个管束的平均值； （2）烟气速度按横向、纵向分算，再分别求出受热面的放热系数，再按下式求整个管束的平均传热系数： 式中 Kh、Kz—分别为横向、纵向冲刷部分的传热系数； Hh、Hz—分别为横向、纵向冲刷部分的受热面积七、七、锅炉本体热力计算锅炉本体热力计算106.3.4平均流速和计算截面积 平均流速: 式中 V —容积流量,m3/s；F—通道截面积,m2一）容积流量V的计算 烟气： 对于蒸汽或水： 对于空气： 式中 υpj —在平均温度和平均压力下蒸汽或水的比容,m3/kg ； βk —通过空气预热器的空气量与理论空气量的比值； θ—烟气计算温度。

七、七、锅炉本体热力计算锅炉本体热力计算11（二）通道截面积F的计算 1.烟气横向冲刷光管管束： 式中 a、b—烟道的长与宽,m； Z1—在所计算截面上的管子根数； d—管子外径,m； l—管子在计算截面上的投影长度,m 2.烟气纵向冲刷： a.管内 b.管外 式中 Z—并联管子数；dn—管子内径 c.平均通道截面积 式中 H1、H2…… ,F1、F2 ……分别为相应的受热面积和通道截面积,m2 如烟道截面逐渐变化，则平均通道截面积 式中 F’、F”—烟道进、出口截面面积六、六、锅炉本体热力计算锅炉本体热力计算126.4辐射放热系数辐射放热系数 烟气为含灰气流时： 烟气为不含灰气流时： 式中 —烟气及管壁的黑度； Ty、Thb—烟气及管壁积灰表面温度，K。

对于积灰过热器： 对其它积灰受热面： 式中 t—管内介质的平均温度,℃； α2 —管壁向蒸汽的放热系数, kW/m2·℃； Q—燃烧1kg燃料时其烟气对受热面的放热量,kJ/kg； Qf—受热面从炉膛辐射所得的热量,kJ/kg；H —受热面面积, m2； ε— 灰污系数, m2·℃ / kW； △th —积灰层两侧的温差七、七、锅炉本体热力计算锅炉本体热力计算136.5平均温差平均温差 对于纯顺流、纯逆流或蛇形管受热面交叉次数多于四次时： 当 时， 对于混合系统： 如 则6.6对流受热面传热计算方法对流受热面传热计算方法 对流受热面传热计算步骤： （1）假定烟气出口温度 ，由焓温表查得出口烟焓 ,按烟气侧的热平衡方程式算出烟气放热量Qrp。

（2）按工质侧的热平衡方程式求得工质出口焓 ，由水蒸汽表查得相应出口温度 （3）求得烟气平均温度 和工质平均温度t,烟气平均流速和工质平均流速ω 七、七、锅炉本体热力计算锅炉本体热力计算14七、七、锅炉本体热力计算锅炉本体热力计算（4）确定αd、αf、α1 ,在需要时求工质侧的放热系数α25）选取有效系数，确定传热系数6）确定平均温差，求得受热面的传热量Qcr7）检验原假定的受热面的烟气出口温度 是否合理，计算烟气放热量Qrp和传热量Qcr的误差百分比 当δQ符合误差要求计算结束，否则重新烟气出口温度再次进行计算。