对流受热面传热计算

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,L/O/G/O,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,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,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,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,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,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,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,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,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,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,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,单击此处编辑母版标题样式,*,*,第十章 对流受热面传热计算,本章内容：,1,、传热计算的,3,个基本方程,（传热方程、烟气和,工质的热平衡方程）,；,2,、传热方程中各项变量的计算,（温差、传热系,数、污染系数、传热面积）,。,第十章 对流受热面传热计算,第一节 对流传热计算的基本公式,对流传热的特点,1,、就对流传热本身而言,考虑,温度,的影响,考虑,气流速度,的影响,2,、同时需考虑,管间烟气的辐射,影响,3,、靠近,炉膛出口的受热面,，需考虑直接接受,炉内辐射传热,的影响（下一章：半辐射式受热面）,第十章 对流受热面传热计算,第一节 对流传热计算的基本公式,对流传热计算的基本任务,设计计算,：已知对流受热面的吸热量，求该受热面的结构尺寸。,校核计算,：已知受热面的结构尺寸，校核该受热面的进出口参数。,对流传热的基本方程式,一、,烟气对流放热量,二、,工质对流吸热量,三、,对流传热量,热平衡,：,第十章 对流受热面传热计算,顺流或逆流,（或五次以上交叉流按顺流计算）：,对数平均温差,端差之比,t,lar,/,t,sma,1.7,，则可采用算术平均温差,混合流,（图,10-4,）和,交叉流,（图,10-5,，管式空气预热器）：按逆流传热温压乘修正系数,任何复杂的流动方式,，当顺流温压和逆流温压之间满足,t,par,0.92,t,cou,第十章 对流受热面传热计算,第二节 传热温压,一、管式承压受热面传热系数,忽略金属管壁的热阻和不计管内结垢,第十章 对流受热面传热计算,第三节 传热系数,燃用固体燃料时，错列布置的横向冲刷,光管管束（可用于省煤器），其灰层热阻用灰污系数,考虑,其余情况下,采用热有效系数（,管子污染状况下的传热系数与清洁状况下的传热系数的比值,）法计算受热面的传热系数,管内为水、汽水混合物或超临界压力以上的过热蒸汽，可简化为,第十章 对流受热面传热计算,二、扩展表面式承压受热面传热系数,外表面扩展式受热面较多地采用鳍片式和肋片式（一般用于省煤器以强化烟气侧的传热），对省煤器，按,烟气侧全部表面积计算传热系数,。,f,为鳍片或肋片效率；,hs,为鳍片管或肋片管的受热面效率。,第十章 对流受热面传热计算,三、空气预热器传热系数,采用受热面的利用系数,来综合考虑灰分的污染、气流对受热面冲刷的不完善等的影响。,管式空气预热器,回转式空气预热器,x,1,、,x,2,分别为烟气、空气流通截面积份额。,结合,，,：,（,灰层热阻、冲刷不均，不稳定换热,）,与转速有关,第十章 对流受热面传热计算,放热系数计算涉及：烟气对管壁的放热系数,1,和,管壁对受热介质的放热系数,2,。,烟气对管壁的放热系数,1,，一般包括烟气的对流放热系数,c,和管间烟气容积的辐射放热系数,r,。,影响对流放热系数的因素,气流流速,温度,管子尺寸,管束冲刷方式,管束布置方式,物性参数,第十章 对流受热面传热计算,第四节 放热系数,由于影响因素很多，工程上是应用相似理论来进行分析得出放热系数公式，对于锅炉各受热面，烟气、空气、蒸汽、水等介质的流动均为强迫流动。在不考虑自然对流影响的情况下，稳定对流放热具有下列关系：,一、光管对流受热面的对流放热系数,1.,（烟气）,横向冲刷,顺列管束,错列管束,第十章 对流受热面传热计算,2.,纵向冲刷（蒸汽和管式空气预热器中的介质）,超临界水和蒸汽的放热系数,公式,10-39,，,10-40,二、扩张受热面的对流放热系数（用于省煤器）,三、回转式空气预热器的对流放热系数,定性尺寸：蓄热板的当量直径（表,10-7,）；定性温度：进出口流体均温。,C,取决于蓄热板的型式。,第十章 对流受热面传热计算,四、辐射放热系数,烟气和灰污壁面之间的热交换,q,R,，,应为多次吸收和反射的结 果。为简化起见，仅考虑一次吸收的能量，但用加大壁面黑度的办法来对多次吸收进行补偿。把壁面黑度取为实测灰污壁面黑度,2,与绝对黑体的黑度之间的平均值即，,(,2,+1)/2,0.9,，这样，,烟气辐射放热系数,（适合于含灰气流）,第十章 对流受热面传热计算,烟气黑度,介质的吸收减弱系数,辐射层有效厚度,第十章 对流受热面传热计算,灰污表面温度,对墙式受热面和对流过热器,对省煤器,对于入口烟温,400,的省煤器，取,T,60,，当,400,时值可相应减小，但不低于,T,25,。,第十章 对流受热面传热计算,第十章 对流受热面传热计算,第五节 污染系数、热有效系数、利用系数和鳍,(,肋,),片效率,在对流受热面的传热计算中，用来表示受热面的灰污程度有三种系数：,一、污染系数,二、热有效系数,三、利用系数,四、鳍（肋）片效率（图,10-12,）,污染系数,定义,适用于固体燃料错列布置管束，用经验式计算或查图,第十章 对流受热面传热计算,一、污染系数（灰污系数）,：灰层的热阻。,（式,10-19,60,）,计算：,（式,10-6163,）,（,1,）与灰的粒径成,反比,；,（,2,）与烟气流速成,反比,；,（,3,）与纵向相对节距成,正比,；,（,4,）与管径成,正比,；,（,5,）与积灰类型、是否吹灰有关。,（表,10-3,）,第十章 对流受热面传热计算,二、热有效系数,：,有,灰层的,K,与,没有,灰层的,K,0,之比。,（式,10-21,）,适用于,燃用固体燃料的顺列光管管束,(,表,10-4),燃用液体、气体燃料的所有光管管束,计算：,（表,10-4,）,影响因素：类同,。,第十章 对流受热面传热计算,利用系数,考虑气流对受热面横向冲刷不完善（均匀性程度）的影响,。对于大容量锅炉，烟气对过热器、再热器、省煤器都是横向冲刷，均匀性较好，,1.0,（式,10-30,）。,对于空预器，考虑气流冲刷不完善以及受热面灰污染、漏风等因素综合影响,。查表10-,5,。,第十章 对流受热面传热计算,三、,利用系数,：,受热面积得到利用,（受烟气冲刷）,的程度。,1,、,的应用：,（,1,）影响烟气侧放热系数,a,1,；,（式,10-30,）,（,2,）空气预热器：,（式,10-28,29,）,包括了,的影响，并直接放在,K,中。,2,、空气预热器中，对,的附加影响因素,（,1,）管式空气预热器的中间管板数；,（,2,）燃料含硫、进口风温；,（,3,）漏风。,四、,鳍（肋）片效率,第十章 对流受热面传热计算,一、对流受热面的面积,当管式受热面按平壁公式计算传热系数时，为减少误差，应按下述原则确定受热面的面积,H,：,当壁面两侧的放热系数相差悬殊时，,取放热系数较小一侧的管子表面积作为计算受热面积,。,当管子壁面两侧的放热系数同属一个数量级，相差不大时，则,取相应于管子平均直径的面积作为计算受热面积,。,第十章 对流受热面传热计算,第六节 对流受热面的面积、介质流速、流通截面积和附加受热面,24,一、对流受热面的面积,过热器、再热器和省煤器：,H,=,管子外表面积,管式空预器：,H,=,烟气侧和空气侧的平均表面积,再生式空预器：,H,=2,蓄热板面积,附加受热面：,H,=,炉墙面积,角系数（膜式壁角系数为,1.0,）,第十章 对流受热面传热计算,二、介质流速和流通截面积,介质流速,烟气,空气,蒸汽,流通截面积,管内介质流动,管外烟气横向冲刷,烟道截面变化时取几何平均,第十章 对流受热面传热计算,三、回转式空气预热器的受热面积、流通截面积和当量直径,1,、转子有效截面积,F,a,（式,10-71,）,2,、受热面积,（式,10-72,）,3,、各分仓流通截面积,（式,10-74,）,受热面占据的截面积 （式,10-75,）,4,、当量直径,（式,10-76,）,第十章 对流受热面传热计算,四、附加受热面的计算,（,1,）附加受热面积,超过,5%,的,主受热,面：,附加受热面单独计算。计算时：,1,）传热温差：,a,与主受热面并行布置：,b,布置在主受热面之后：,2,）传热系数：,同主受热面传热系数；,3,）允许的误差：,（主受热面：）,（,2,）附加受热面积,不超过,5%,的,主受热,面：,合并到主受热面中计算。,第十章 对流受热面传热计算,一、对流受热面传热计算的基本步骤,已知：受热面的结构尺寸，进口烟气温度，进口工质温度。,求：出口的烟气温度，出口工质温度，以及受热面的吸热量。,第十章 对流受热面传热计算,29,对流传热计算的基本步骤,由基本的结构尺寸求,计算受热面积,H,，,烟气的流通截面,F,，,工质的流通截面,f,，,有效辐射层厚度,S,。,假定烟气的出口温度,”,，,求出口烟气焓,I,”,。,求出烟气的对流放热量,Q,c,re,，,若吸收炉膛的辐射传热，则需 求出吸收炉膛的辐射热,Q,r,。,由,Q,c,re,=,Q,c,ab,，,求出工质的出口焓,I”,，,并查得温度,t”,。,求平均传热温压,t,求烟气流速,w,g,、,工质流速,w,求烟气侧的对流放热系数,1,求工质侧的对流放热系数,2,对流传热计算的基本步骤,求烟气黑度,1,求灰污壁温,T,2,求烟气侧辐射放热系数,r,根据燃料种类、受热面布置选取污染系数,、,热有效系数,、,利用系数,求传热系数,K,求对流传热量,Q,c,tr,校核,则计算满足要求,否则重新假设烟气出口温度（第,2,步）计算。,31,对流传热计算的三个基本公式；,空气预热器的放热、吸热公式和漏风的影响；,传热温压的计算及其条件,;,传热系数的定义和各主要受热面计算时传热系数公式的具体形式,;,对流放热系数和烟气辐射放热系数的计算；,污染系数、热有效系数和利用系数的意义和应用,;,各种对流受热面面积的计算；,扩展受热面的传热计算及其特点。,本章小结,对承压受热面，漏风的焓取冷空气焓。,管式空气预热器,（漏风焓按进出口空气平均温度计算）,回转式空气预热器（分冷、热段）,采用烟气挡板时平行烟道内受热面,烟气对流放热量,1,、计算式,kJ/kg,(,燃料,),2,、说明,1,）烟气总的放热量：？,2,）空气预热器漏风温度：,(,t,ha,+,t,ca,)/2,；,3,）只有份额为,g,的烟气量流过该受热面时：,kJ/kg,(,燃料,),4,）漏风系数 增加后，,增加,？,减少,？,烟气对流放热量,返回,1,、过热器、再热器和省煤器,kJ/kg,(,燃料,),说明：,1,）有来自上游烟气的辐射热,Q,r,时：,kJ/kg,(,燃料,),2,）受热面之前有喷水减温器时：,进口工质流量、焓：用喷水减温后的值。,34,工质对流吸热量,工质对流吸热量,基本计算公式（空气预热器）,带热风再循环空预器,空气预热器,返回,36,传热温压,顺流和逆流传热温压,返回,第十章 对流受热面传热计算,第一节 对流传热计算的基本公式,对流传热的特点,1,、就对流传热本身而言,考虑,温度