第六章锅炉受热面.docxVIP

毕业设计（论文）

PAGE

1-

毕业设计（论文）报告

题目：

第六章锅炉受热面

学号：

姓名：

学院：

专业：

指导教师：

起止日期：

第六章锅炉受热面

摘要：锅炉受热面是锅炉的重要组成部分，其性能直接影响锅炉的热效率和安全运行。本文针对第六章锅炉受热面，从受热面的类型、结构、材料、设计计算等方面进行了详细的研究。通过对受热面传热原理的分析，探讨了提高受热面传热效率的方法，并对受热面的腐蚀与磨损问题进行了研究。最后，结合实际工程案例，对受热面的选型、安装和维护提出了建议。本文的研究成果对于提高锅炉受热面的性能和延长其使用寿命具有重要的理论意义和实际应用价值。

随着工业生产和民用供暖需求的不断增长，锅炉作为重要的热能转换设备，其性能和安全性日益受到关注。锅炉受热面作为锅炉的核心部件，其性能直接影响锅炉的热效率、能耗和排放。因此，对锅炉受热面的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。本文旨在通过对锅炉受热面的深入研究，为提高锅炉性能和降低能耗提供理论依据和技术支持。

一、锅炉受热面概述

1.锅炉受热面的定义与作用

锅炉受热面是指在锅炉中，通过吸收燃料燃烧产生的热量，将热量传递给工质的部件。其主要作用是提高锅炉的热效率，降低能源消耗，同时保证锅炉的安全稳定运行。受热面通常由多个管束组成，这些管束可以是垂直的、水平的或者是倾斜的，根据锅炉的具体设计和工作条件进行布置。在锅炉运行过程中，受热面直接与高温高压的烟气接触，因此其性能对锅炉的整体性能有着决定性的影响。

受热面的定义不仅局限于其物理形态，更涵盖了其工作原理和功能。它通过管壁的传热，将烟气的热量传递给管内的工质，使工质温度升高，从而实现能量的转换。这种传热过程不仅涉及到热传导，还包括对流和辐射传热。受热面的设计需要充分考虑热流密度、管壁材料的热物理性质、管内工质的流动特性等因素，以确保传热效率的最大化。

在实际应用中，锅炉受热面的作用是多方面的。首先，它直接决定了锅炉的热效率，即锅炉将燃料燃烧产生的热量转化为有用热能的比例。高效率的受热面可以显著降低能源消耗，减少环境污染。其次，受热面还承担着将热量传递给工质的重要任务，这对于蒸汽锅炉来说尤为重要，因为工质的温度和压力直接影响着蒸汽的品质和产量。此外，受热面的设计还关系到锅炉的安全运行，如防止过热、防止腐蚀、防止磨损等，这些都是锅炉设计和运行中必须考虑的重要因素。

2.锅炉受热面的分类

(1)锅炉受热面根据其结构形式可以分为多种类型，主要包括膜式受热面、对流受热面和辐射受热面。膜式受热面通常由薄壁管束组成，烟气在管外流动，工质在管内流动，热量通过管壁传递。对流受热面则包括光管、翅片管、螺旋管等，烟气在管外流动，热量通过对流方式传递给管内工质。辐射受热面则主要是水冷壁和过热器，它们直接受到高温烟气的辐射加热。

(2)按照受热面的布置方式，可以分为水平布置和垂直布置。水平布置的受热面适用于压力较低的锅炉，如小型锅炉和热水锅炉。垂直布置的受热面则适用于压力较高的锅炉，如电站锅炉。此外，还有倾斜布置的受热面，这种布置方式结合了水平和垂直布置的优点，适用于多种类型的锅炉。

(3)根据受热面在锅炉中的位置，可以分为炉膛内受热面和炉膛外受热面。炉膛内受热面包括水冷壁和辐射过热器，它们直接受到炉膛内高温烟气的辐射加热。炉膛外受热面则包括对流过热器、再热器等，它们位于炉膛外部，通过烟气对流方式吸收热量。受热面的分类有助于根据不同的锅炉类型和工作条件选择合适的受热面设计，提高锅炉的运行效率和安全性。

3.锅炉受热面的发展趋势

(1)锅炉受热面的发展趋势之一是提高传热效率。随着能源价格的不断上涨，提高锅炉的热效率成为降低能耗、减少环境污染的关键。通过优化受热面的结构设计、采用高效传热材料以及改进传热过程，可以有效提升锅炉的传热效率。

(2)另一个显著的发展趋势是受热面材料的创新。新型耐高温、耐腐蚀、耐磨损的合金材料和复合材料逐渐应用于锅炉受热面，以适应更苛刻的工作环境。这些新型材料不仅提高了受热面的使用寿命，还降低了维护成本。

(3)环保和节能成为锅炉受热面发展的另一重要方向。随着环保法规的日益严格，锅炉受热面的设计更加注重减少污染物排放。例如，采用低氮燃烧技术、优化受热面结构以减少未燃烧碳氢化合物的排放等。同时，通过提高热效率，减少能源消耗，实现锅炉的节能减排目标。

二、锅炉受热面的传热原理

1.传热基本方程

(1)传热基本方程是描述热量传递过程的基本数学表达式，其核心公式为傅里叶定律。傅里叶定律指出，单位时间内通过单位面积的热量与温度梯度成正比，与材料的导热系数成正比，与热流方向垂直的面积成正比。数学表达式为：Q=-kA(dT/dx)，其中Q表示热流量，k表示材料的导