锅炉本体热力计算11课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,七、,锅炉本体热力计算,7.1,锅炉传热过程及计算,7.1.1,炉膛几何特性,炉膛容积,V,l,：,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,F,l,：,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,H,f,：,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,：,整个炉膛的平均有效角系数。,式中,F,bi,、,i,为某一区段的炉壁面积和其相应的有效角系数；,H,ff,对于覆盖有耐火层的水冷壁其辐射受热面面积；,F,l,炉膛周界总面积，,m,2,；,R,火床面积，,m,2,。,0,七、锅炉本体热力计算 7.1 锅炉传热过程及计算 0,七、,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,Q,hy,火焰有效辐射；,Q,by,炉壁有效辐射；,水冷壁的表面黑度，可取0.8；,火焰黑度。,T,h,火焰的平均温度，,K；,T,b,水冷壁表面温度，,K。,1,七、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,七、,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/,mMpa；,p,炉膛内介质的压力；,有效辐射层厚度，,m;,对炉膛：,V,l,炉膛容积，,m,3,;,F,l,炉膛包覆面积，,m,2,;,火焰辐射减弱系数：,式中,k,q,、,k,g,、,k,h,分别为三原子气体、固体颗粒和灰粒的减弱系数，1/,mMpa；,C,焦炭粒等的修正系数。,2,七、锅炉本体热力计算6.1.3 火焰黑度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,Q,l,是指相应于,1,kg,真正参与燃烧的燃料所带入炉膛的热量。,式中,Q,k,燃烧需要的空气带进炉膛的热量。,理论燃烧温度：,假定在绝热情况下将,Q,l,作为烟气的理论焓而得到烟气理论温度 。,式中：,V,y,在,l,情况下每,kg,燃料燃烧后的烟气容积，,Nm,3,/kg;,c,pj,烟气从0到,ll,温度范围内的平均容 积比热，,kJ/Nm,3,。,七、,锅炉本体热力计算,3,6.1.4炉膛有效放热量与理论燃烧温度七、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,T,gb,水冷壁管金属壁温，,K,；,管外积灰层热阻，一般取,2.6,m,3,/kW;,q,f,壁受热面辐射热流密度，,kW/m,2,;,B,j,每秒计算燃料量，,kg/s,。,6.1.6,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、,锅炉本体热力计算,4,6.1.5火焰平均温度及水冷壁管外积灰层表面温度七、锅炉本,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,F,bi,、炉膛周界面积,F,l,、炉膛容积,V,l,、炉膛有效辐射受热面总面积,H,f,、炉排面积,R,、炉膛水冷程度,、炉膛有效辐射层厚度,。,（,2,）,计算炉内有效放热量,Q,l,、，在选定炉子出口过量空气系数,l,”,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,V,y,c,pj,。,（,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、,锅炉本体热力计算,5,6.1.7 炉膛换热计算步骤七、锅炉本体热力计算5,6.2,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：,传热方程式：,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、,锅炉本体热力计算,6,6.2 对流传热面传热计算七、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、,锅炉本体热力计算,7,6.2.2传热系数七、锅炉本体热力计算7,6.2.3,有效系数,有效系数,传热系数：,对流管束和省煤器：,空气预热器：,过热器：,蒸发受热面：,七、,锅炉本体热力计算,8,6.2.3有效系数七、锅炉本体热力计算8,6.3,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,介质在平均温度下的导热系数,kW,/m,2,；,介质在平均温度下的动粘度,m,2,/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,(Z,2,),修正系数。,七、,锅炉本体热力计算,9,6.3对流放热系数七、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,K,h,、,K,z,分别为横向、纵向冲刷部分的,传,热系数；,H,h,、,H,z,分别为横向、纵向冲刷部分的,受热面积。,七、,锅炉本体热力计算,10,6.3.2纵向冲刷管束时的对流放热系数七、锅炉本体热力计算1,6.3.4,平均流速和计算截面积,平均流速:,式中,V,容积流量,m,3,/s；F,通道截面积,m,2,。,（,一）,容积流量,V,的计算,烟气：,对于蒸汽或水：,对于空气：,式中,pj,在平均温度和平均压力下蒸汽或水的比容,m,3,/kg,；,k,通过空气预热器的空气量与理论空气量的比值；,烟气计算温度。,七、,锅炉本体热力计算,11,6.3.4平均流速和计算截面积七、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；,Z,1,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；,d,n,管子内径,。,c.,平均通道截面积,式中,H,1,、,H,2,F,1,、,F,2,分别为相应的受热面积和通道截面积,m,2,。,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、,锅炉本体热力计算,12,（二）通道截面积F的计算六、锅炉本体热力计算12,6.4,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；,T,y,、T,hb,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,；,2,管壁向蒸汽的放热系数,kW,/,m,2,；,Q,燃烧,1,kg,燃料时其烟气对受热面的放热量,kJ,/,kg；,Q,f,受热面从炉膛辐射所得的热量,kJ,/,kg；H,受热面面积,m,2,；,灰污系数,m,2,/,kW；,t,h,积灰层两侧的温差。,七、,锅炉本体热力计算,13,6.4辐射放热系数七、锅炉本体热力计算13,6.5,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,Q,rp,。,（,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,。,七、,锅炉本体热力计算,14,6.5平均温差七、锅炉本体热力计算14,七、,锅炉本体热力计算,（,4,）,确定,d,、,f,、,1,在需要时求工质侧的放热系数,2,。,（,5,）,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,Q,cr,。,（,7,）,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,Q,rp,和传热量,Q,cr,的误差百分比,当,Q,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。,15,七、锅炉本体热力计算（4）确定d、f、1,在需要时求,