锅炉热力计算PPT.ppt

* * 第十章　 锅炉热力计算 第一节　概述 水力计算 强度计算 阻力计算 锅炉计算 热力计算 辅助计算 结构计算 热平衡计算 传热计算：受热面传热量 物质平衡 能量平衡 受热面积 流通面积 受热面热平衡 工质和烟气进出口温度 受热面积 燃烧产物 工质参数 关系 第一节　概述 燃烧计算 （物质平衡） 热平衡计算 （能量平衡） 空气量的计算（成分、容积） 烟气量的计算（成分、容积） 辅助计算 空气、烟气焓 锅炉有效利用热 锅炉各项损失 锅炉效率 1. 基本任务 第二节　炉膛传热计算 炉膛出口烟气温度Tf ↓ 炉膛内需要布置的受热面积Ff 设计计算 炉膛内已知的受热面积Ff ↓ 炉膛出口烟气温度Tf 校核计算 非设计工况 2. 基本特点 流动、混合、传热、燃烧、污染 过程复杂 速度、温度、浓度、物性、黑度 参数不均 对流换热比例5％ 辐射为主 第二节　炉膛传热计算 3. 基本方法 相似理论→准则方程 半理论 经验公式→计算结果 半经验 4. 基本假设 传热过程独立性：不受其它过程影响 炉内参数均匀性：零维模型 辐射换热主导性：仅考虑辐射 水冷壁管连续性：连续平面-无限靠近的平行平板灰体 第二节　炉膛传热计算 5. 基本公式 辐射传热公式 （1）数学描写 火焰与炉壁之间的辐射换热 εfsyn ：炉膛黑度 T1：火焰平均温度 T2 ：炉壁温度 引入热有效系数 第二节　炉膛传热计算 烟气放热公式 （1）数学描写 单位计算燃料送入炉膛的有效热量 理论燃烧温度 在绝热条件下，燃料燃烧产生的热量全部用来加热烟气所达到的温度 理论燃烧温度和炉膛出口烟气温度之间的比热容VCav 第二节　炉膛传热计算 烟气放热公式 辐射传热公式 （2）准则方程 辐射传热＝烟气放热 M：经验系数 T1介于 Tth与Tf”之间 第二节　炉膛传热计算 （3）计算方程 第二节　炉膛传热计算 6. 参数确定 有效容积 （1）水冷壁结构特性 水冷壁－管中心线所在平面 敷设卫燃带的水冷壁－卫燃带向火侧 炉膛的底部－冷灰斗1/2处的水平面面积 炉膛出口－后屏第一排管中心线所在平面 炉膛高度－炉膛底部至炉膛出口中部水平面垂直距离 第二节　炉膛传热计算 面积 （1）水冷壁结构特性 包覆有效容积的炉墙面积F 辐射受热面积：H＝xF 辐射层有效厚度 x：角系数 投射到受热面的热量 投射到壁面的热量 特殊受热面角系数 炉膛出口－角系数 x=1 燃烧器、人孔角系数 x=0 s/d＝1水冷壁－角系数 x=1 膜式水冷壁－角系数 x=1 卫燃带－角系数 x=1 第二节　炉膛传热计算 （2）热有效系数 平均热有效系数 （3）系数M 含义：表征炉内温度分布特性 表达：与炉内火焰最高温度相对位置、燃料和燃烧方式有关 A和B：系数 hmax：火焰温度最高处高度 hf：炉膛高度 ?x：火焰中心位置修正值 烟煤和褐煤 M=0.59－0.5（xmax＋?x） 无烟煤和贫煤 M=0.56－0.5（xmax＋?x） （4）炉膛黑度 含义：表征火焰有效辐射的假想黑度 表达：与火焰黑度εsyn有关 第二节　炉膛传热计算 （4）炉膛黑度 火焰 黑度 含义：表征炉内高温介质的辐射能力 表达： ka：辐射减弱系数（1/（m·MPa）） p：炉膛内压力（0.1MPa） s：辐射层有效厚度（m） 组成 气体 固体 三原子气体：CO2、H2O、SO2等 二原子气体：N2、O2、H2等 燃煤 灰分颗粒 焦炭颗粒 燃油和燃气：炭黑颗粒 计算 kg：三原子辐射减弱系数 kash ：灰粒辐射减弱系数 kcok ：焦炭辐射减弱系数 第二节　炉膛传热计算 第二节　炉膛传热计算 7. 基本步骤 计算炉内有效热量→Tth 假定炉膛出口烟温 计算相关参数 计算炉膛出口温度 已计算空气平衡、烟气特性、烟气焓温表、热平衡 校核 |假定炉膛出口烟温–计算炉膛出口温度|≤100K 合格 （1）校核计算 100K，重新计算 第二节　炉膛传热计算 7. 基本步骤 已计算空气平衡、烟气特性、烟气焓温表、热平衡 （2）设计计算 初步确定炉膛结构尺寸 计算炉内有效热量→Tth 已知的炉膛出口烟温→计算相关参数 计算炉膛出口温度 校核 |已知的炉膛出口烟温–计算炉膛出口温度|≤100K 合格 100K，重新修正结构尺寸 第二节　炉膛传热计算 8. 炉内热负荷分布规律 1 1 第三节　对流受热面传热计算 1. 基本任务 受热面吸热量 ↓ 需要布置的受热面积 设计计算 已知的受热面积 ↓ 受热面吸热量，工质和烟气进出口温度 校核计算 第三节　对流受热面传热计算 2