锅炉设计相关业务描述

锅炉机组的设计一、 设计概述锅炉机组的热力计算，一般都从燃料的燃烧和热平衡计算开始，然后按烟气的流向对锅炉机组的各个受热面（炉膛、屏式过热器、对流过热器等）进行计算。锅炉热力计算分为设计计算和校核计算。两者的计算方法基本相同，其区别在于计算任务和所需求的数据不同。1、 设计计算 设计计算的任务是根据给定的锅炉容量、参数和燃料特性去确定锅炉机组的炉子尺寸和各个部件各受热面面积，并确定锅炉的燃料消耗量、锅炉效率、各受热面交界处的温度和焓、各受热面的吸热量和介质速度等参数，为选择辅助设备和进行空气动力计算、水动力计算、管子金属壁温计算和强度计算等提供原始资料。2、 校核计算 校核计算的任务是在给定锅炉负荷和燃料特性的前提下，按锅炉机组已有的结构和尺寸，去确定各个受热面交界处的水温、汽温、空气和烟气温度、锅炉效率、燃料消耗量以及空气和烟气的流量和流速。进行校核计算是为了估计锅炉机组按指定燃料运行的经济指标，寻求必要的改进锅炉结构的措施，选择辅助设备（或检验原有辅助设备的适用性）以及为空气动力、水动力、壁温和强度等计算提供原始资料。 对锅炉机组作校核计算时，不仅烟气的中间温度和内部介质温度是未知数，而且排烟温度和热空气温度（空预器出口的空气温度），有时连过热蒸汽的温度也是未知数。因此，在进行计算时，上述温度须先假定，然后用渐近法（渐次逼近法）去确定。 对锅炉机组的各个部件也分为设计计算和校核计算两种方法，但经常采用后一种方法，即先布置好各个部件的受热面，然后用校核渐近计算法去确定它们的吸热量。二、 锅炉的设计计算1、 设计计算的步骤设计热力计算一般按以下步骤进行：1) 按计算任务书列出原始数据。2) 根据燃料燃烧方式、受热面布置（指有几级过热器、再热器、省煤器、空气预热器等）进行空气平衡计算。3) 计算理论空气量、根据各受热面的平均过量空气系数计算烟气特性表，根据各受热面出口过量空气系数，计算烟气、空气焓温表。4) 热平衡计算。即根据燃料燃烧方式（指煤粉燃烧、循环流化床燃烧，以及燃烧器的布置等）决定q3及q4的数值。根据排烟温度和排烟过量空气系数决定q2，根据锅炉容量决定q5，以及根据燃烧方法决定q6，最后决定锅炉热效率，燃料消耗量B和保热系数等。5) 依据所选取的炉膛容积热负荷qv决定炉膛容积VL。决定炉膛截面尺寸和形状，并布置水冷壁、炉内辐射受热面及悬吊管、蒸汽冷却管等。6) 根据选取的空气预热温度进行炉膛传热计算（例题为下炉膛计算）。7) 进行炉膛内辐射受热面的传热计算，并决定各受热面的结构尺寸。8) 依次进行水平烟道、尾部竖井烟道内的对流受热面的传热计算，并决定各受热面的结构尺寸。9) 确定锅炉机组热平衡计算误差。10) 编制整台锅炉热力计算数据汇总表。2、 辅助计算和热平衡计算在进行锅炉设计，决定炉膛尺寸、各受热面的面积和结构之前，必须预先决定燃料消耗量、烟气在各受热面处的成分等主要数据，设计步骤中的第2、3、4项即完成这些任务，这些计算属于辅助计算。辅助计算前要先选定锅炉的总布置，一般常见的是“”型布置。2.1空气平衡计算空气平衡计算，即根据布置方案选取炉膛出口过量空气系数，各段烟道中及制粉系统的漏风系数，可参照原苏联热力计算标准（1998），（以下简称标准）表进行，或者根据国内锅炉制造厂的经验数据确定。然后确定各受热面入口过量空气系数和出口过量空气系数。计算烟气容积、制定烟气特性表时，要明确各公式、各步骤的意义。烟气各特性对应的过量空气系数一定要代入所计算受热面平均的过量空气系数（即进口与出口的算术平均值），这是因为烟气特性计算的主要目的，是要决定各受热面烟气流量和烟气流速的平均值。按照标准的规定，炉膛的平均过量空气系数例外，应代入炉膛出口过量空气系数。2.2燃料燃烧计算1） 燃烧计算：需计算出理论空气量、理论氮容积、RO2容积、理论干烟气容积、理论水蒸汽容积等。计算结果见表2-1燃烧计算表序号项目名称符号数值单位 （标准状况下）计算公式及数据结果1理论空气量V06.0346m3/kg0.0889(Car+0.375Sar)+0.265Har-0.0333Oar2理论氮容积V0N24.7746m3/kg0.8*Nar/100+0.79V03R02容积VRO21.0895m3/kg1.866*Car/100+0.7*Sar/1004理论干烟气容积V0gy5.8641m3/kgV0N2+VRO25理论水蒸气容积V0H2O0.5955m3/kg11.1*Har/100+1.24*Mar/100+1.61dkV06飞灰份额fh查表2-42） 烟气特性计算：需要计算出各受热面的烟道平均过量空气系数。干烟气容积、水蒸汽容积，烟气总容积、RO2容积份额、三原子气体和水蒸汽容积总份额、容积飞灰浓度、烟气质量、质量飞灰浓度等。2-2烟气特性表序号项目名称符号单位 （标准状况下）炉膛，屏凝渣管高过低过高温省煤器高温空预器低温省煤器低温空预器1受热面出口过量空气系数（查表1-5）_2烟道平均过量空气系数pj_3干烟气容积 V0gy+(pj-1)v0Vgym3/kg4水蒸气容积V0H2O+0.0161(pj-1)V0VH2Om3/kg5烟气总容积 Vgy+VH2OVym3/kg6RO2容积份额 VRO2/VYr RO2_7水蒸气容积份额 VH2O/Vyr H2O_8三原子气体和水蒸汽溶剂总份额 rRO2+r H20r_9容积飞灰浓度 10Aarfh/Vyg/m310烟气质量 1-Aar/100+1.306pjV0mykg/kg11质量飞灰浓度 fhAar/(100my)ykg/kg3） 烟气焓、空气焓、蒸汽焓的计算：炉膛、屏式过热器、高温过热器、低温过热器、高温省煤器、高温空气预热器、低温省煤器、低温空气预热器等所在烟气区域的烟气在不同温度下的焓，并列成表格作为温焓表。具体见表1-3、1-4、1-5、1-6计算焓温表时，各烟气焓所对应的过量空气系数一定要代入所计算受热面出口的过量空气系数，而不可以代受热面的平均的过量空气系数，这是因为烟气焓温计算的目的是要决定各受热面的烟气放热量。焓温计算时飞灰的焓在某些条件下可以忽略不计，但有时要计入。如果是手工进行焓温计算，应先考虑用得到的烟气范围，以减小不必要的计算量。一般可参考以下给出的区间：炉膛：16002200和8001400；以上第一个温度区间用于理论燃烧温度计算，第二个温度区间用于炉膛出口烟温计算；屏式过热器：7001200；对流式过热器（转向室前）：9001100；对流式过热器（转向室后）：500900；省煤器：300500；空气预热器：100200。对在锅炉受热面的各个部位的蒸汽或者空气的焓值进行计算，列成表格，作为温焓表。具体见下表2-3烟气焓温表用于炉膛、屏、高过的计算烟气或空气温度（）理论烟气焓（kj/kg）理论空气焓（kj/kg）理论烟气焓增(kj/kg)炉膛、屏，凝渣管高温过热器=1.20=1.225hyhy40050060070080090010001100120013001400150016001700180019002000210022002-4烟气焓温表用于低温过热器、高温省煤器的计算烟气或空气温度（）理论烟气焓（kj/kg）理论空气焓()理论烟气焓增(kj/kg)低温过热器高温省煤器=1.25=1.273004005006007008002-5烟气焓温表用于高温空预器、低温省煤器的计算烟气或空气温度（）理论烟气焓（kj/kg）理论空气焓()理论烟气焓增(kj/kg)高温空预器低温省煤器=1.32=1.341002003004005006002-6烟气焓温表用于低温空预器的计算烟气或空气温度（）理论烟气焓（kj/kg）理论空气焓()理论烟气焓增(kj/kg)低温空预器=1.39100200300400500600(3）锅炉热平衡及燃料消耗量见下表2-7热平衡及燃料消耗量计算序号名称符号单位公式结果1锅炉输入热量QrkJ/kg式（2-8）QrQ2排烟温度py先估后算3排烟焓hpykJ/kg查焓温表用插值法求4冷空气温度tlk取用5理论冷空气焓h0lkkJ/kgh0lk=(ct)kV06化学未完全燃烧损失q3%取用7机械未完全燃烧损失q4%取用8排烟处过量空气系数py查表2-9即低温空预器出口过量空气过量系数9排烟损失q2%（100-q4)(hpy-pyh0lk)/Qr10散热损失q5%取用11灰渣损失q6%式（2-13）12锅炉总损失q%q2+q3+q4+q5+q613锅炉热效率%100-q14保热系数1-q5/(+q5)15过热蒸汽焓hggkJ/kg查附录B-6、B-7， 高温过热器出口参数 p=9.9Mpa(查表1-6），t=54016给水温度tgs给定17给水焓hgskJ/kg查附录B-6、B-7， 低温省煤器入口参数 p=10.78Mpa(查表1-6），t=21518锅炉有效利用热QkJ/hDgr(hgg-hgs)19实际燃料消耗量Bkg/h100*Q/(Qr)20计算燃料消耗量Bjkg/hB(1-q4/100)3、炉膛校核热力计算3.1校核热力计算步骤1、计算炉膛结构尺寸及烟气有效辐射层。2、选取热风温度、并依据有关条件计算随每kg燃料进入炉膛的有效热量。3、根据燃料种类、燃烧设备的形式和布置方式，计算火焰中心位置的系数M。4、估计炉膛出口烟温，计算炉膛烟气平均热容量。5、计算炉膛受热面辐射换热特性参数。6、根据燃料和燃烧方式计算火焰黑度和炉膛黑度。7、计算炉膛出口烟温。8、核对炉膛出口烟温误差。9、计算炉膛热力参数。10、炉膛内其他辐射受热面的换热计算。 3-1炉膛的结构数据表序号名称符号单位结果1前墙总面积Aqm2侧墙总面积2Acm3后墙总面积Ahm4喷燃气及门孔面积Aycm5炉顶面积Aldm6炉膛与屏交界面积A2m7炉墙总面积A1m8炉膛截面面积AAm9水冷壁管外径dmm10水冷壁管节距Smm11管子至墙中心距emm12水冷壁角系数Xsl13炉顶角系数Xld14出口烟囱角系数Xyc15炉膛容积V1m16冷灰二等分平面到出口烟囱中心线的距离H1m17冷灰二等分平面到炉的距离H0m18冷灰二等分平面到燃烧器中心线距离Hrm19炉膛总有效辐射受热面Alzm20炉膛水冷程度X21炉膛有效辐射层厚度SM3-2炉膛热力校核计算表序号名称符号单位公式结果1炉膛出口过量空气系数1查表1-5漏风系数和过量空气系数2炉膛漏风系数1查表1-5漏风系数和过量空气系数3制粉系统漏风系数zf查表1-5漏风系数和过量空气系数4热风温度trk先估后算5理论热风焓h0rkkJ/kg查温焓表6理论冷风焓h0lkkJ/kg查表2-14锅炉热平衡及燃料消耗量计算7空气带入炉膛热量QkkJ/kg(1-1-zf)h0rh+(1+zf)*h0lk8对应于每千克燃料送入炉膛的热量QlkJ/kgQr*(1-(q3+q6)/(100-q4)+Qk9理论燃烧温度0查温焓表10理论燃烧绝对温度T0K 0+27311火焰中心相对高度系数Xhr/Hl+x(其中hr=4962,hl=22176-4092+1762,x=0)12系数MMA-BX 注：A，B取值查表3-5，表3-613炉膛出口烟气温度1先估后算 注：T1=1+273炉膛出口烟气绝对温度T1kJ/kg14炉膛出口烟气焓hglkJ/(kg)查温焓表15烟气平均热容量VckJ/(kg)（Q1-hgl)/(0-1)16水冷壁污染系数sl查表3-4水冷壁灰污系数17水冷壁角系数Xsl查表3-1炉膛结构数据18水冷壁热有效系数slsl*Xsl19屏、炉交界面的污染系数ycsl（取0.98）20屏、炉交界面的角系数Xyc取用21屏、炉交界面的热有效系数ycyc*Xyc22燃烧器及门孔的热有效系数r未敷设水冷壁23平均热有效系数pj（sl*A+yc*A2+r*Ayc)/A1 其中A=Aq+2*Ac+Ah+Ald-Ayc24炉膛有效辐射层厚度sm查表3-1炉膛结构数据25炉膛内压力pMpa26水蒸气容积份额rH20查表2-9烟气特征表27三原子气体和水蒸气容积总份额r查表2-9烟气特征表28三原子气体辐射减弱系数kq1/(mMpa)10.2*（0.78+1.6*rH20）/sqrt(10.2*ps)-0.1)*(1-0.37*T1/1000)29烟气质量飞灰浓度ykg/m查表2-9烟气特征表30灰粒平均直径dhm查附录B-1筒式钢球磨球机（通常取13m)31灰粒辐射减弱系数kh1/(mMpa)55900/POUWER(T1*dh,1/3) 注：dh单位为m32燃料种类修正系数x1对低反应的燃料（无烟煤、半无烟煤、贫煤等）x1=1;对高反应的燃料（烟煤、褐煤、泥煤、页岩、木柴等）x1=0.533燃烧方法修正系数x2对室燃炉x2=0.1 对层燃炉x2=0.0334煤粉火焰辐射减弱系数k1/(mMpa)kq*r+kh*y+10*x1*x235火焰黑度h1-e-kps36炉膛黑度lh/(h+(1-h)*sl)37炉膛出口烟气温度(计算值)1TO/(M*(3600*01pj*A1*T30/*Bj*Vc)0.6+1)-273注：0=5.67*10-11W/(m2k4)Bj单位为kg/h38计算误差1-1（估）（允许误差100）39炉膛出口烟气焓hy1kJ/kg查焓温表，1按计算值40炉膛有效热辐射放热量QflkJ/kg（Q1-hyl)41辐射受热面平均热负荷qsW/mBj*Qfl/(3.6*ALZ)42炉膛截面热强度qAW/mBj*Qr/(3.6*AA)43炉膛容积热强度qVW/mBj*Qr/(3.6*V1)3-3炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增的计算序号名称符号单位公式结果1顶棚管径d2节距S3排数n4顶棚管角系数x查标准线算图1（即附录A-1)5顶棚面积Ald6蒸汽流通面积Alt1580*(3.14*0.032)/47炉膛顶棚热负荷分配不均系数h查标准线算图11（即附录A-6)(对本炉型：x=h/H0=H0/H0=23938/23938)8炉膛顶棚总辐射吸热量Qldkj/h3.6*h*qs*Ald9减温水总量Djwkg/h先估后校10炉膛顶棚蒸汽流量Dldkg/hD-Djw11炉膛顶棚蒸汽焓增hldkj/kgQld/Dld12炉膛顶棚进口蒸汽焓hldkj/kg查附录B-6、B-7注：蒸汽参数汽包压力对应的干饱和蒸汽13炉膛顶棚出口蒸汽焓hldkj/kghld+hld14炉膛顶棚出口蒸汽温度tld查附录B-6、B-74、对流受热面的热力计算4、1 对流受热面计算步骤1、假设受热面出口烟气温度，查取相应焓值。2、根据出口烟焓，通过Qd=(I-I+aIoLF)计算对流传热量。3、依据烟气侧放热量等于工质侧吸热量原理，求取工质出口焓和相应温度。4、计算平均对流传热温差。5、计算烟气侧对流放热系数及管壁污染系数。6、计算工质侧对流放热系数。7、计算管壁污染层温度。8、计算烟气黑度，及确定烟气侧辐射放热系数。9、计算对流放热系数K。10、计算对流传热量。与计算结果相比较，其差值应在允许范围之内。否则重新假设受热面出口烟温，重复上述计算。4、2屏式过热器热力计算屏式过热器在热力计算方面具有以下特点：1、 在换热方式上，既受烟气冲刷，又吸收炉膛及屏间高温烟气的热辐射；2、 屏式过热器属于中间过热器，其进出口处的工质参数在进行屏的计算时往往是未知数；3、 屏与屏之间横向节距大，烟气流速低，且冲刷不完善。所以某些交换参数不同于一般对流受热面。屏的具体热力计算见下表4-1屏的结构数据计算表序号名称符号单位结果1管子外径dmm2屏的片数Z3每片屏的管子排数n4屏的深度Lm5屏的平均高度hm6一片屏的平面面积Apm7屏的横向节距S1mm8比值19屏的纵向节距S2mm10比值211屏的角系数X112屏的计算受热面积Apjm13屏区顶棚面积Adpm14屏区两侧水冷壁面积Aslm15屏区附加受热面面积Apfjm16烟气进屏流通面积Apm17烟气出屏流通面积Apm18烟气平均流通面积Aym19蒸汽流通面积Ahm20烟气有效辐射层厚度sm21屏区进口烟窗面积Achm22屏区出口烟窗面积Achm4-2屏的热力计算序号名称符号单位公式结果1烟气进屏温度p查表3-9炉膛校核热力计算即炉膛出口烟气温度12烟气进屏焓hypkJ/kg查表3-9炉膛校核热力计算即炉膛出口烟气焓hy13烟气出屏温度p先估后算4烟气出屏焓 hypkJ/kg查焓温表5烟气平均温度pj(p+p)/26屏区附加受热面对流吸热量QdpfjkJ/kg先估后算7屏的对流吸热量QdpkJ/kg*（hyp-hyp+*h0lk)-Qdpfj8炉膛与屏相互换热系数查附录A-159炉膛出口烟囱的沿高度热负荷分配系数yc查标准线算图11（即附录A-6）（x=h/H0=H1/H0=19845/23938)10炉膛出口烟囱射入屏区的炉膛辐射热量QfpkJ/kg*yc*(Q1-hyp)*Ach/Slz11屏间烟气有效辐射层厚度sm查表4-5屏的结构数据表12屏间烟气压力pMpa13水蒸气容积份额H2O查表2-9烟气特性表14三原子气体辐射减弱系数kq1/(mMpa)10.2*（(（0.78+1.6*H2O）/sqrt(10.2*p*s)-0.1)*(1-0.37*Tpj/1000)15三原子气体和水蒸气容积总份额rkg/m查表2-9烟气特性表16灰粒的辐射减弱系数kh1/(mMpa)55900/power(pj+273)2*dh2,1/3)注：dh单位为m17烟气质量飞灰浓度ykg/m查表2-9烟气特性表18烟气的辐射减弱系数k1/(mMpa)kq*r+kh*y19屏区烟气黑度1-e-kps20屏进口对出口的角系数xsqrt(L/s1)2+1)-L/s1注：s1单位为m21燃料种类修正系数取用22屏出口烟囱面积Apm查表4-5屏的结构数据计算23炉膛及屏间烟气向屏后受热面的辐射热量QfpkJ/kg(Qfp*(1-)*x)/+(0*Ach*T4pj*r)/(Bj/3600)注：0=5.67*10-11W/(MK4)24屏区吸收的炉膛辐射热QfpqkJ/kgQfp-Qfp25屏区附加受热面吸收额辐射热量 QfpfjkJ/kgQfpq*(Apfj/(Apj+Apfj)26屏区水冷壁吸收的辐射热量QfpslkJ/kgQfpq*(Asl/(Apj+Apfj)27屏区顶棚吸收的辐射热量QfpldkJ/kgQfpq*(Adp/(Apj+Apfj)28屏吸收的辐射热量QfpkJ/kgQfpq-Qfpfj29屏吸收的总热量QpkJ/kgQdp+Qfp第一级减温水喷水焓hjwkJ/kg查焓温表130摄氏度30第一级减温水喷水量Djw1kg/h取用31第二级减温水喷水量Djw2kg/h取用32屏中蒸汽流量Dpkg/hD-Djw233蒸汽进屏温度tp先估后算34蒸汽进屏焓hpkJ/kg查附录B-6、B-7,按计算负荷下进屏p=10.49 Mpa35蒸汽出屏焓hpkJ/kghp+Bj*Qp/Dp36蒸汽出屏温度tp查附录B-6、B-7,按计算负荷下出屏p=10.20 Mpa37屏内蒸汽平均温度tpj(tp+tp)/238平均传热温差t1pj-tpj39屏内蒸汽平均比体积m/kg查附录B-6、B-7,按计算负荷下进出口压力平均值ppj=10.345 Mpa(查表1-6）及tpj40屏内蒸汽流速qm/s(Dp*)/(3600*Alt)41管壁对蒸汽的放热系数2W/(m)2=Cd0查标准线算图15（附录A-10）42烟气流速ym/s(Bj*Vj/(3600*Ay)*(1+pj/273)(其中Vy见表2-9）43烟气侧对流放热系数dW/(m)d=0CzCsCw查标准线算图12（附录A-7）44灰污系数(m)/W查附录A-14曲线2（吹灰）45管壁灰污层温度tbbtpj+(（+1/2）*Bj*Qp)/(3.6*Apj)46辐射放热系数fW/(m)f=a0查标准线算图19（附录A-11）47利用系数查附录A-14曲线2（吹灰）48烟气侧放热系数1W/(m)*（d*d/2*s2*x+f) x-屏的角系数查标准线算图1（附录A-1)49对流传热系数kW/(m)1/(1+(1+Qfpq/Qdp)*(+1/2)*1)50屏的对流传热量QdpkJ/kg3.6*Apj*t1*k/Bj51计算误差%(Qdp(估）-Qdp)/Qdp52屏区水冷壁的水温ts查计算负荷下汽包p= 10.45 Mpa的饱和温度53平均传热温差t2pj-ts54屏区水冷壁对流吸热量QdpslkJ/kg3.6*k*t2*Asl/Bj55屏区顶棚进口蒸汽温度tpld查表3-10炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增的计算表56屏区顶棚进口蒸汽焓hpldkJ/kg查表3-10炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增的计算表57屏区顶棚蒸汽焓增hpldkJ/kg先估后算58屏区顶棚出口蒸汽焓hpldkJ/kghpld+hpld59屏区顶棚出口蒸汽温度tpld查附录B-6、B-7按汽包压力p= 10.45 Mpa(查表1-6）60屏区顶棚平均气温tpldpj（tpld+tpld）/261平均传热温差t3pj-tpldpj62屏区顶棚对流吸热量QdpldkJ/kg3.6*k*t3*Apfj/Bj63屏区顶棚总吸热量QpldkJ/kgQdpld+Qfpld64屏区顶棚蒸汽流量Dpldkg/h等于表3-10中Dld65屏区顶棚焓增hpldkJ/kgQpld*Bj/Dpld66计算误差检查%(hpld(估）-hpld)/hpld允许误差2%67屏区附加受热面对流吸热量QdpfjkJ/kgQdpsl+Qdpld68计算误差%(Qdpfj(估）-Qdpfj)/Qdpfj允许误差10%69屏区受热面总对流吸热量QdpqkJ/kgQdpfj+Qdp5、凝渣管的热力计算5、1 凝渣管结构及其计算主要特点1、和后屏过热器类似，也直接吸收炉膛辐射热。当管少于5排时，将有部分炉膛辐射热落在其后受热面上。2、凝渣管区域都布置其它附加受热面。3、凝渣管内为汽水混合物，在沸腾状态下进行换热，工质温度始终为饱和温度。5、2凝渣管结构及计算凝渣管总吸热量包含对流吸热量和辐射吸热量。具体见下表5-1凝渣管结构及计算序号名称符号单位公式结果1管子尺寸dmm2管子排列方式及根数n根横排一排3管子节距S1mm7680/（10+1）4受热面积Hnzmdlpjn=3.14*0.133*6.424*105烟道流通截面积Aym6.424*(7.68-10*0.133)6烟道容积Vm7.68*6.424*0.557烟道表面积Am2*(7.68*6.424+6.424*0.55+7.68*0.55)8烟气辐射层厚度sm3.6*V/A9烟气进凝渣管温度nz等于屏出口烟气温度10烟气进凝渣管焓hynzkJ/kg等于屏出口烟气焓11烟气出凝渣管温度nznz-512烟气出凝渣管焓hynzkJ/kg查焓温表13凝渣管对流吸热量QdnzkJ/kg*（hynz-hynz)14凝渣管角系数Xnz查标准线算图1（附录A-1）(a)曲线515来自炉膛及屏的辐射热QfnzkJ/kg查表4-6屏的热力计算第20项，即等于Qfp16凝渣管吸收的辐射热QfnzkJ/kgQfnz*xnz17凝渣管总吸收热量QnzkJ/kgQdnz+Qfnz18通过凝渣管的辐射热QfnzkJ/kgQfnz*(1-xnz)6、高温过热器的热力计算6.1高温过热器结构及传热计算高温过热器分冷段和热段两部分。蒸汽从屏出来后，先进入高温对流过热器冷段，经过二次喷水减温后进入高温对流过热器热段。冷段在烟道两侧为逆流，热段在中间为顺流。根据高温过热器结构尺寸对高温过热器进行热力计算，具体见下表6-1高温过热器的结构尺寸序号名称符号单位结果1管子尺寸dmm已知2冷端横向节距及布置n13热端横向节距及布置nr4横向节距S1mm5横向节距比16纵向节距S2mm7纵向节距比28管子纵向排管n29冷端蒸汽流通面积Alitm10热端蒸汽流通面积Arltm11平均流通截面积Apjm12烟气流通面积Aym13冷段受热面积Alm14热段受热面积Arm15顶棚受热面积Aldm16管束前烟室深度lysm17管束深度lgsm18有效辐射层厚度sm6-2高温过热器的热力计算名称符号单位公式结果进口烟气温度gg查表4-7凝渣管结构及计算第11项进口烟气焓hyggkJ/kg查表4-7凝渣管结构及计算第12项进冷段蒸汽温度tggl即屏出口蒸汽温度，查表4-6屏的热力计算进冷段蒸汽焓hgglkJ/kg即屏出口蒸汽焓，表4-6屏的热力计算总辐射吸热量QfggkJ/kg等于Qfnz冷段辐射吸热量QfgglkJ/kgQfggAl/(Al+Ar+Fld)热段辐射吸热量QfggrkJ/kgQfggAr/(Al+Ar+Fld)顶棚辐射吸热量QfggldkJ/kgQfggFld/(Al+Ar+Fld)出热段蒸汽温度tggr建议取额定值540出热段蒸汽焓hggrkJ/kg查附录B-6、B-7，按计算负荷下高温过热段出口压力p= 9.9 MPa(查表1-6)出冷段蒸汽温度tggl先估后校出冷段蒸汽焓hgglkJ/kg查附录B-6、B-7，按计算负荷下高温过冷段出口压力p=10.09 MPa(查表1-6)第二次减温水量Djw2kg/h取用减温水焓hjwkJ/kg就是给水焓，按p=10.98MPa 减温水温130进热段蒸汽焓hggrkJ/kg(hggl(D-Djw2)+hjwDjw2)/D进热段蒸汽温度tggr查附录B-6、B-7，按计算负荷下高温过冷段出口压力p= 10.09 MPa(查表1-6)冷段吸热量QggldlkJ/kg(D-Djw2)(hggl-hggl)/Bj热段吸热量QggrdlkJ/kgD(hggr-hggr)/Bj高温过热器吸热量QggkJ/kgQggldl+Qggrdl高温过热器对流吸热量QdggkJ/kgQgg-Qfgg顶棚对流吸热量QgglddlkJ/kg先估后校高温过热器出口烟焓hyggkJ/kghygg-Qdgg/+h0lk高过出口烟气温度gg查焓温表烟气平均温度pj(gg+gg)/2烟气流速ym/s(BjVy(pj+273)/(3600Ay273)烟气侧放热系数dW/(m2)0CzCsC查标准线算图12（即附录A-7）冷段蒸汽平均温度tgglpj（tggl+tggl）/2冷段蒸汽平均比体积gglm3/kg查附录B-6、B-7，按冷段进出口压力平均值ppj=10.09 MPa(查表1-6)冷段蒸汽平均流速gglpjm/s(（D-Djw2）ggl)/(3600Alit)冷段蒸汽放热系数gglW/(m2)0Cd查标准线算图15（即附录A-10）热段蒸汽平均温度tggrpj(tggr+tggr)/2热段蒸汽平均比体积ggrm3/kg查附录B-6、B-7，按热段进出口压力平均值ppj= 10.1 MPa(查表1-6)热段蒸汽平均流速ggrpjm/sDggr/(3600Arlt)热段蒸汽放热系数ggrW/(m2)0Cd查标准线算图15（即附录A-10）高过烟气有效辐射厚度sm查表4-5高温对流过热器结构尺寸烟气压力pMpa水蒸气容积份额rH2O查表2-9烟气特性表三原子气体和蒸汽容积总份额r查表2-9烟气特性表三原子气体辐射减弱系数kq1/(mMPa)10.2*（(（0.78+1.6*H2O）/sqrt(10.2*p*s)-0.1)*(1-0.37*Tpj/1000)灰粒的辐射减弱系数kh1/(mMPa)55900/power(pj+273)2*dh2,1/3)注：dh单位为m烟气质量飞灰浓度ykg/m3查表2-9烟气特性表烟气的辐射减弱系数k1/(mMPa)kq*r+kh*y烟气黑度a1-e-kps冷段管壁灰污层温度tbbggltgglpj+BjQgg(+1/ggl)/(3.6Al)其中：=0.0043热段管壁灰污层温度tbbggrtggrpj+BjQgg(+1/ggr)/(3.6Ar)其中：=0.0043冷段辐射放热系数fgglW/(m2)0查标准线算图19（附录A-11）热段辐射放热系数fggrW/(m2)0查标准线算图19（附录A-12）修正后冷段辐射放热系数flgglW/(m2)fggl*(1+0.4*(tgglpj+273)/1000)0.25*(lys/lgs)0.07)修正后热段辐射放热系数flggrW/(m2)fggr*(1+0.4*(tggrpj+273)/1000)0.25*(lys/lgs)0.07)冷段传热系数KgglW/(m2)1ggl/(l+ggl) (其中-热有效系数，查附录B-4，l=d+flggl)热段传热系数KggrW/(m2)1ggr/(l+ggr);(l=d+flggr)冷段平均温差tggl(td-tx)/ln(td/tx)(其中td=gg-tggl,tx=gg-tggl)热段平均温度tggr(td-tx)/ln(td/tx)(其中td=gg-tggr,tx=gg-tggr)冷段对流吸热量Qggld2kJ/kg3.6KggltgglAl/Bj计算误差(Qggldl-Qfggl)-Qggld2/Qggld2,允许误差2%热段对流吸热量Qggrd2kJ/kg3.6KggrtggrAr/Bj计算误差(Qggrdl-Qfggr)-Qggrd2/Qggrd2,允许误差2%顶棚入口汽温tggld即屏顶棚出口汽温顶棚入口汽焓hggldkJ/kg即屏顶棚出口汽焓顶棚出口汽焓hggldkJ/kghggld+Qgglddl顶棚出口汽温tggld查附录B-6、B-7，p=10.00MPa顶棚对流吸热量 Qggldd2kJ/kg3.6KtAld/Bj（其中K=(Kggl+Kggr)/2,t=pj-tggld）计算误差允许误差10%高温过热器区域总对流吸热量QdggkJ/kgQggld2+Qggrd2+Qggldd26.2低温过热器的结构及热力计算低温过热器的顶棚管在其上面，与低温过热器平行受热，与低温过热器相比面积很小，所以把顶棚管和低温过热器的面积相加，当作低温过热器的受热面积。此时，低温过热器的蒸汽进口是顶棚管的入口。具体热力计算见下表6-3低温过热器的结构符号单位公式结果顺流、逆流、双管圈dmm384n179n220S1mm951S1/d2.5S2mm80.72S2/d2.12Aym2h(a-n1d)=4(7.68-790.038)18.7Altm22n1d2n/4=2793.140.032/40.112Adgm2n1n2dlpj+xdbaldb（包括凝渣管后各项顶棚管，xdb为顶棚管角系数，xdb=0.95；ldb位顶棚管长度，ldb=3.744mm，lpj=3.93m，a=7.68m，d单位为m）768Lqsm0.9Lgsm1.533sm0.9d(412/-1)(注：d单位为m)0.1986-4低温过热器的热力计算符号单位公式结果dg即高温过热器出口烟气温度hydgkJ/kg即高温过热器出口烟气焓tdg即高温过热器顶棚出口蒸汽温度hdgkJ/kg即高温过热器顶棚出口蒸汽焓tdg先估后校hdgkJ/kg查附录B-6、B-7，按计算负荷下低温过热器出口压力p=10.49 Mpa（查表1-6）QdgdlkJ/kg（D-Djw）(hdg-hdg)/BjhydgkJ/kghydg-Qdgdl/+h0lkdg查焓温表pj（dg+dg）/2ym/sBjVy(pj+273)/（3600Ay273）(其中Vy见表2-9)ddgW/(m2)0CzCsCw查标准线算图12（附录A-7）tpj（tdg+tdg）/2vpjm3/kg查附录B-6、B-7，按计算负荷下低温过热器进出口压力平均值ppj=10.49 Mpa（查表1-6）qm/s（D-Djw）vpj/(3600Alt)2W/(m2)0Cd查标准线算图15（即附录A-10）sm查表4-10低温过热器的尺寸pMparH2O查表2-9烟气特性表r查表2-9烟气特性表kql/(mMPa)10.2*（(（0.78+1.6*H2O）/sqrt(10.2*p*s)-0.1)*(1-0.37*Tpj/1000)khl/(mMPa)55900/power(pj+273)2*dh2,1/3)注：dh单位为mykg/m3查表2-9烟气特性表kl/(mMPa)kqr+khyay1-e-kpsthbdgtpj+(Bj*Qdgdl*(+(1/2)/(3.6*Adg)其中：=0.0043fdgW/(m2)0a（含灰气流，其中a为烟气黑度）查标准线算图19（即附录A-11）fldgW/(m2)fdg*(1+0.4*(pj+273)/1000)0.25*(lqs/lgs)0.07)lW/(m2)*(f1dg+ddg )其中=1KdgW/(m2)*1*2/(1+2)（为热有效系数，查附录B-4）tdg(td-tx)/ln(td/tx)（其中td=dg-tdg,tg=dg-tdg）Qdgd2kJ/kg3.6*Kdg*tdg*Adg/Bj允许误差2%Djwlkg/h原来假定数据hpljkJ/kgDjw1hjw+(D-Djw)hdg/(D-Djw2)tplj查附录表B-6、B-7，按低温过热器出口压力p= 10.49 Mpa(查表1-6)t 允许误差17、省煤器和空气预热器7.1 高温省煤器结构及传热计算双级布置的省煤器应该分级计算；对于管式空气预热器，按级单独进行热力计算。双级布置时，高温空气预热器的出口风温可采用炉膛计算时的热风温度值，然后按一般对流受热面的计算步骤进行计算。低温空气预热器在进行热力计算时，其入口的烟气温度和风温均为已知数，可用逐步逼近法确定排