对流受热面的换热计算要点.ppt

第四章 对流受热面的换热计算 第一节 概述 第二节 对流受热面换热计算的基本方程 第三节 受热面传热系数的计算方法 第四节 对流受热面的污染对换热的影响 第五节 传热温压的计算 第六节 对流换热面积和流速的计算 第七节 主要对流受热面的计算特点 一、屏式过热器的计算 （一）大屏过热器 所谓大屏过热器是指布置在炉膛上部的全辐射型的分隔屏，在300MW以上机组锅炉上普遍采用。由于在大屏区间烟气的流动速度较低，与烟气在炉膛截面上的上升速度相近，加之对流换热在该受热面的全部换热量中所占的份额不大，因而可以忽略不计。 大屏过热器是和炉膛辐射受热面合并在一起作为炉膛辐射受热面的一部分进行计算，大屏过热器的出口烟气温度和烟气焓即为炉膛出口烟气温度和烟气焓，由于计算过程比较复杂，而且不同锅炉厂家采取的计算方法差异较大（缘于各种计算方法所积累经验的局限性），因此，具体需参考有关的计算手册。 （二）半大屏过热器 所谓半大屏过热器是指布置在炉膛出口截面、具有较大的横向节距，呈独立片状的半辐射过热器或屏式过热器，其计算方法和一般对流过热器没有大的区别。 当屏的高度不大于炉膛出口窗的高度时，传热系数按一般纯横向冲刷顺列管束计算。对屏的下端低于炉膛出口窗时，按混合冲刷的方法计算传热系数，纵向冲刷和横向冲刷部分的划分按炉膛出口窗下沿高度作为分界线。 受热面的灰污系数按与对流受热面相同的方法计算，当混合冲刷时，分别按横向冲刷和纵向冲刷的烟气速度计算各区段的灰污系数，按受热面计算加权平均的灰污系数。 但是值得注意的是，在常见的过热器系统布置中，屏式过热器的进口蒸汽来自低温过热器，而低温过热器均布置在屏式过热器烟气流程的下游（如尾部竖井），因此，在进行屏式过热器的校核计算时，仅仅已知入口烟气温度，所以，必须先假定工质侧的进口（或出口）温度，才能进行计算。该假定值必须要等到按烟气流程计算完低温过热器后得出其出口工质温度后才能得到校核，当假定值与计算值之差超过规定范围时，则需要由屏式过热器重新计算，直至吻合。 二、对流过热器和再热器的计算 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）计算平均烟气流速，计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收来自炉膛的辐射热Qlf 时，应在热平衡计算中考虑这部分热量。在计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况下，计算Qlf时需计及凝渣管或屏式受热面的角系数对Qlf的影响。 计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略不计。 当采用旁路部分烟气以调节再热蒸汽温度时，在主烟道中，按流经受热面计算区段的烟气份额计算烟气出口温度和焓值，在旁路烟道中，按旁路的烟气计算旁路烟道出口烟气温度和焓，而后按混合方程计算进入到下一级受热面的入口温度和焓值。 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计算。如果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计算温压。 如上图所示，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ΔD，喷水减温器的热量平衡为 进一步可得ΔD值与减温器中蒸汽焓的降低值Δijw间的关系，即 式中 —— 减温器出口蒸汽的焓 三、蒸发管束及附加受热面的计算 （一）凝渣管束 （二）直流锅炉过渡区 （三）转向气室 （四）过热器、再热器的附加受热面及悬吊管 （2）对不含灰的气流（不考虑灰粒的辐射），有 式中 aq ——不含灰气流在温度T下的黑度 ah、aq可按下式计算，即 式中 k —— 燃烧产物的辐射减弱系数 s —— 有效辐射层厚度 p —— 压力，对非正压燃烧的锅炉，取p=0.1MPa 有效辐射层厚度S 基本计算式为 对屏式受热面中的烟气空间，其有效辐射层厚度由下式计算，即 式中A、B、C 为屏间辐射空间的宽，深，高度 对光管管束，其有效辐射层厚度计算式为 当 时， 当 时， 式中， s1、s2 —— 管式的平均横向节距及纵向节距， 对鳍片管管束，将按光管管束求得的有效辐射层厚度乘以0.4；对肋片管束，由于有效辐射层厚度很小，可不计算燃烧产物的辐射传热。 在锅炉布置对流受热面的烟道中，