2021年对流受热面的换热计算.docx

精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -对流受热面的换热运算第 1 页，共 13 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -锅炉对流受热面的换热运算大型电站锅炉的对流受热面为指对流换热 为主的对流过热器和再热器. 省煤器.空气预热器.直流锅炉的过渡区等， 也包括辐射份额较大的屏式受热面； 尽管这些受热面的结构布置. 工质和烟气的参数都有着很大的不同， 辐射传热所占的份额不同， 但为了简化运算， 均采纳对流传热运算的规律，将辐射传热部分折算到对流传热，各个不同受热面的运算方法有所不同；对流受热面的换热运算， 不论为设计运算仍为校核运算， 都为利用对流传热方程和烟气侧与工质侧的热平稳方程， 分别从对流传热和热平稳的角度来表达对流受热面的对流换热量；对流受热面换热运算的基本方程1.受热面的对流传热方程QK tHdBj、 kJ/kg式中 Qd——以对流方式由烟气传递给受热面内3工质的热量，以 1kg 燃料（固体.液体）或 1m ；燃料（气体）为基准； K ——传热系数 、W/(m 2℃ )；t ——传热温压，℃； H ——参加对流换热的受热面面积， m2； B j ——锅炉运算燃料量， kg/s ；2.烟气侧热平稳方程第 2 页，共 13 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -对各段受热面， 烟气侧热平稳方程为基本相同的，为Q h h h0d y y lk、kJ/kg式中 ——保热系数，考虑散热缺失的影响；hy .h "y ——烟气在该受热面入口及出口截面上的lk平均焓值， kJ/kg ； h0——对应于过量空气系数 1时，漏入该段受热面烟气侧的冷空气焓值 、 kJ/kg ；——该段受热面的漏风系数；3.工质侧热平稳方程对于布置在不同位置. 不同工质状态的受热面，工质吸热量的运算方法不同；（1）布置在炉膛出口处的屏式过热器或对流过热器；这一类受热面的工质总吸热量由两部分组 成：屏间（或对流受热面）烟气的对流换热量和炉膛烟气的辐射换热量，所以，在运算屏（或对流受热面） 的对流换热量时， 应从工质吸取的热量中扣除该受热面接受的炉膛辐射热量，即BQ D h " hQ 、kJ/kg式中 Q fd fj——受热面吸取来自炉膛的辐射热量、 kJ/kg ; D ——工质流量， kg/s ；h" . h ——受热面第 3 页，共 13 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -出口及入口的工质焓值 、 kJ/kg ；来自炉膛烟气的辐射热量Qf 可能不会全部被屏式过热器吸取， 将有一部分热量Q " f透射到屏后的其他受热面， 另外屏间烟气的辐射热量也会投射到屏后的受热面上，用Q "P 表示；所以，屏式过热器及其后的对流过热器的工质吸收炉膛的辐射热量为fQf Qf Q " Q " P来自炉膛的烟气辐射热量为由炉膛传热计算确定的，即Q1q F "1f2Bj式中 F"1 ——炉膛出口烟窗面积， m ； ——考虑炉膛与屏相互辐射影响的修正系数； q ——炉膛有效辐射受热面积的屏间热负荷； 1 ——沿炉膛高度面积热负荷的不匀称系数；炉膛辐射透射到屏后受热面的热量按下式运算，即Q "fQf 1a x"p、kJ/kg屏间烟气对屏后受热面的辐射热量为aF " T 4Q "p0 p pj rBj、kJ/kg第 4 页，共 13 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -(2)布置在水平烟道和尾部烟道中的过热器.再热器.省煤器及直流锅炉的过渡区等受热面内工质的吸热量按下式运算，即dQ D h " h Bj、kJ/kg（3）空气预热器中空气的吸热量为Q " ky h0 h0 、kJ/kg2d ky ky ky主要对流受热面的运算特点1.对流过热器和再热器的运算对流过热器和再热器均为烟气横向冲刷 （顺列或错列），按平均烟气温度（进口截面和出口 截面烟气温度的算术平均值）运算平均烟气流速，运算烟气量的过量空气系数亦取进口和出口过量空气系数的平均值；过热器或再热器受热面吸取来自炉膛的辐射热 Qlf时，应在热平稳运算中考虑这部分热量；在所运算的对流过热器或再热器前布置有凝渣管或屏式受热面的情形下， 运算Qlf时需计及凝渣管或屏式受热面的吸热量对Qlf的影响；运算燃烧产物管间辐射的辐射放热系数时，应考虑位于过热器或再热器受热面前和其间的第 5 页，共 13 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -气室空间容积的辐射， 对平均有效辐射层厚度进行修正；位于管束后的气室空间对管圈的辐射忽视不计；当采纳锅炉尾部竖井分隔烟道及烟气挡板 调剂再热蒸汽温度时， 在两烟道中， 分别按流经受热面运算区段的烟气份额运算烟气出口温度 和焓值，而后按匀称混合运算进入到下一级受热面的入口烟气温度和焓值；过热器（和再热器）中间均装有喷水减温器， 通常以减温器为界分为两级独立的受热面进行 运算；假如减温器前后的受热面管组布置在同一 烟气区段内，可合并在一起进行传热系数的计 算，对两部分按其实际温度分别运算温压；减温器前蒸汽流量Dq 较减温器后的蒸汽流量 Dh 要小，其差值为喷水量 D ，喷水减温器的热量平稳为D hqhjwsDq hjw进一步可得 D 值与减温器中蒸汽焓的降低值间的关系，即hjwD D h DqhjwDqhq hjwsq式中 h"——减温器前级受热面出口蒸汽焓，即减温器进口蒸汽焓；hq ——减温器后级受热面入第 6 页，共 13 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -口蒸汽焓， 即减温器出口蒸汽焓；温器中喷水的焓；hjws——进入减2.蒸发管束及附加受热面的运算（一）凝渣管束一般情形下，凝渣管束布置在炉膛的出口， 并且通常系炉膛水冷壁的延长部分， 管内介质系汽水混合物，可按错列管束运算；由于凝渣管束往往直接布置在炉膛出口窗 后，因此必需考虑吸取炉膛的辐射热， 运算受热面的对流传热量时， 应从凝渣管束的总换热量中扣除辐射换热量；（二）直流锅炉过渡区在直流锅炉中， 为了减轻锅内积盐所造成的危害，常将盐分简单沉积区域的受热面， 布置在烟气温度较低的区域， 称为过渡区域； 当锅炉给水品质足够高时， 可以不限制过渡区域的布置位置；在全部可能的负荷情形下， 过渡区进口蒸汽湿度应不小于 15%~20%，而过渡区受热面出口蒸汽过热度不小于 20℃；如在过渡区前装置了分别器，其进口的蒸汽可取为干蒸汽；过渡区的运算与过热器受热面运算区分不第 7 页，共 13 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -大，过热度较低且数值不大于 40℃时，过渡区的传热温压运算可简化为烟气平均温度与饱和 温度之差；如过热度高于 40℃，就需按有介质 状态变化的情形，分段运算传热温压；（三）转向气室在现代电站锅炉结构中， 转向气室内常布置有敷壁管的受热面或稀疏的悬吊管受热面， 烟气在转向气室中的流淌速度较低， 一般按辐射换热进行运算；同时又由于转向气室中的换热量在整 台锅炉的换热中所占的份额较小， 因此，常作简化运算；转向气室的换热方程为Q f2式中 H ——换热面积， m ；thgH 、kJ/kg转向气室的有效辐射层厚度可按气室的长.宽.高三维尺寸 a.b.c 运算，即111abcs 2.2 、 m运算辐射放热系数的定性烟气温度取烟气平均温度，灰污系数可近似选取：固体燃料 0.0086m2℃/W，液体燃料 0.007 m2℃/W，气体燃料 0.0055m2℃ /W.敷壁辐射受热面按与炉膛水冷壁受热面类第 8 页，共 13 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -似的方法运算； 对为数不多的悬吊管等， 同样按辐射投影面运算，并考虑辐射角系数的修正；当运算灰污壁温thg 时，对受热面内不同介质的温度， 应分别进行运算； 转向气室的换热量为各部分换热量之和；（四）.过热器.再热器的附加受热面及悬吊管在过热器.再热器或其他主受热面区段内布置有另一种介质状态的附加受热面， 或虽属同一介质状态， 但属于单独运算的受热面时， 附加受热面所吸取的热量包括在运算主受热面的烟气发热量中；主受热面区段的敷壁管 ( 包括烟道四壁.烟道顶部和底部 ) 及主受热面的悬吊管等均属于附加受热面；当附加受热面的数量不大于主受热面 10%时，附加受热面的换热可按下述方法运算； 无论附加受热面与主受热面结构形式为否相同，通常因受烟气冲刷较差， 运算受热面积时往往引入体会修正系数； 敷壁管按与水冷壁相同的方法运算， 悬吊管按圆周受热面运算， 修正系数可取为 0.。