第6章(完)锅炉本体的热力计算讲解.ppt

锅炉设计与制造 设计内容概述 炉膛设计 受热面布置 设计与校核计算：热力、强度、水动力、烟风阻力 计算说明书编写：热力、强度、水动力、烟风阻力 图纸的设计与制造工艺编制 制造过程概述 受压部件 钢架 吊挂 炉墙 其它等等 §6-1 炉膛传热过程及计算 内容 炉膛辐射换热：斯蒂芬-波尔兹曼定律（四次方定律） 对流受热面 炉内辐射换热计算 方法：相似理论+实验研究→半经验公式 苏联：古尔维奇法（投射热和反射热）→烟煤、贫煤电站锅炉 工业部：直接计算法→层燃水管锅炉 * * §6-1 炉膛传热过程及计算 §6-2 对流受热面的传热计算 §6-3 辐射放热系数 §6-4 平均温差 §6-5 对流受热面传热计算方法提要 * 第6章 锅炉本体的热力计算 本章主要内容 概述 炉膛传热计算的目的：确定炉膛辐射受热面的吸热量、炉膛出口烟气温度和炉膛热流密度的分布 炉膛设计任务：选定了炉膛出口烟温时，确定需布置的辐射受热面积或布置好炉内受热面后，校核炉膛出口烟温是否合理 计算方法：相似理论+实验研究→半经验公式 炉内烟气流速低，主要沿管壁纵向流动，对流传热弱，所占换热份额少，故对流传热量可忽略 * §6-1 炉膛传热过程及计算 §6-1-1 炉膛传热的基本方程 传热方程 斯蒂芬-波尔兹曼定律（四次方定律） * §6-1 炉膛传热过程及计算 §6-1-1 炉膛传热的基本方程 炉内热量平衡方程 1kg 燃料带入炉膛的热量 * §6-1 炉膛传热过程及计算 §6-1-1 炉膛传热的基本方程 其次，可通过烟气侧热平衡方程写出炉膛内热平衡方程 即燃料燃烧的热量只加热空气 * §6-1 炉膛传热过程及计算 §6-1-2 炉膛几何特性 层燃炉炉膛容积 ：是指火床表面至炉膛烟窗之间的容积 炉膛容积的周界：底部为火床表面；四周及顶部为水冷壁中心线所在的表面；出口截面为出口烟窗处第一排水管中心线的所在面 层燃炉膛周界面积 炉膛周界面积=火床面积R+全部炉墙面积+出口烟床面积 靠墙的水冷壁： 双面曝光的水冷壁： 炉膛周界总面积： 炉膛的有效辐射层厚度 * §6-1 炉膛传热过程及计算 每片水冷壁的辐射受热面积H 辐射受热面H与水冷壁面积F的关系式： 式中： —水冷壁的角系数 能量投射份额 落到管子背面的热量 投射到管子的总热量 因此,角系数 * §6-1 炉膛传热过程及计算 沾污系数和热有效系数 热有效系数 热有效系数、沾污系数和辐射角系数 目前，实验得到： 引入水冷壁管壁的沾污系数 * §6-1 炉膛传热过程及计算 §6-1-3 烟气厚度和炉膛系统黑度 烟气（火焰）黑度 火焰黑度 k—火焰辐射减弱系数，是火焰中各辐射介质的减弱系数的代数和，1/(m.MPa) —炉膛介质的压力，一般供热锅炉在常压下燃烧 S—有效辐射层厚度 (1)层燃炉火焰辐射减弱系数的计算 * §6-1 炉膛传热过程及计算 (2)室燃炉火焰辐射减弱系数的计算 炉膛的系统黑度 §6-1 炉膛传热过程及计算 §6-1-4 理论燃烧温度与炉膛传热计算 理论燃烧温度 越高，炉膛温度水平越高，利于改善燃烧和增强传热 发热量高的燃料 也较高 对一定的燃料而言，减少 ，提高送风温度也有利于提高 实际炉膛内传热的存在，燃料不在绝热工况下燃烧 * §6-1 炉膛传热过程及计算 炉内温度分布和火焰平均有效温度 炉内温度分布和火焰平均有效温度与燃烧及传热条件有关烟气的平均温度 ： 炉膛出口烟气温度 炉膛热力计算时，炉膛出口温度 (℃)或 (K)的选择很重要，炉膛出口烟气温度是燃烧产物经过炉内换热后的结果。 如果炉膛出口烟气温度过高，即炉内的辐射受热面布置的太少。反之，若炉膛出口烟气温度过低，即为炉内的辐射受热面布置得太多。 炉膛出口烟温的大小，决定着锅炉辐射受热面及对流受热面吸热量的比例关系 * §6-1 炉膛传热过程及计算 炉膛传热计算 炉膛传热计算，采用火焰投射、热有效系数的计算体系 ； 炉膛的传热计算是基于炉膛热量的平衡关系； 炉量内均匀布置水冷壁的辐射换热量 * §6-1 炉膛传热过程及计算 炉膛传热计算的步骤 炉膛传热按计算的目的，分为设计计算和校核计算。 炉膛传热计算是在燃料燃烧计算和热平衡计算之后进行的，主要步骤有： （1）根据已有炉膛的结构尺寸，确定炉膛的结构特性 （2）计算燃料在炉内的有效放热量 ，在选定炉子过量空气系数 和 的情