锅炉培训《锅规》释义附件二

锅炉培训《锅规》释义附件二

附件二：火焰直接加热有机热载体锅炉

最高液膜温度计算方法

B.1 概述

本方法适用于以有机热载体为传热介质的锅炉，是确定锅炉内部有机热载体的最高液膜温度（炉管壁面上的有机热载体的最高温度）的计算方法。在直接及非直接受火加热液相锅炉的设计中，本方法为计算其内部有机热载体的计算最高液膜温度的推荐方法。

本方法中 B.6.1节有关直接受火加热有机热载体锅炉计算最高液膜温度的确定、B.6.2节有关炉管内放热系数的确定和B.6.3.1节有关燃油/燃气圆筒形盘管式锅炉的最大热流密度确定的计算公式取自于DIN 4757，B.6.3.2节有关燃煤链条炉排锅炉最大热流密度的确定依据于《工业锅炉设计计算方法》中“层燃锅炉炉膛传热计算”的相关公式，计算公式中所采用的喉口处辐射受热面热流密度修正系数，是根据辐射传热计算关系及燃煤链条炉排锅炉工程设计和实际运行方面的良好经验确定的。

B.2 计算目的和要求

计算有机热载体锅炉最高液膜温度的目的，是为了确定所设计的锅炉能否满足其内部任何一处受热面上有机热载体的液膜温度低于所使用有机热载体的最高允许液膜温度，并不会使其发生气化的条件。该计算结果要求所设计锅炉在其内部最大热流密度处和最小雷诺数处的计算最高液膜温度，应当低于所使用有机热载体的最高允许液膜温度。

采用本方法对有机热载体锅炉进行的最高液膜温度计算，仅为对所设计锅炉的安全性提供一个验证条件，其计算结果并不是该锅炉的实际最高液膜温度的精确计算值。

B.3 适用范围及条件

本计算方法适用于以有机热载体为传热介质的燃油/燃气锅炉，燃煤链条炉排锅炉，以及采用电或工业余热等为热源进行加热的锅炉。

本计算方法对直接受火加热液相锅炉的最高液膜温度计算基于以下条件考虑：

1 有机热载体锅炉受热面由炉管构成，有机热载体在管内以强制循环的方式流动；

2 在锅炉的燃烧室内或燃烬室内火焰不会接触到任何一处的炉管；（如有发生火焰直接冲刷炉管的情况，计算公式中应当考虑增加火焰冲刷修正系数，该系数可取1.3。）

3 燃油/燃气锅炉的燃烧室为圆形截面，燃煤链条锅炉的燃烬室为方形或圆形截面；

4 燃油/燃气锅炉的最大热流密度发生在燃烧室内环绕火焰中心的炉管向火面圆周上，其最小雷诺数发生在燃烧室末端与火焰中心垂直的端面受热面炉管内；

燃煤链条锅炉的最大热流密度发生在燃烬室下部炉拱喉口处的炉管向火面圆周上，其最小雷诺数发生在锅炉的对流受热面炉管内；

5 对于燃煤链条炉排锅炉，还须考虑以下限制条件：

1）燃用一类、二类、三类烟煤，或具有更低热值及挥发分的煤种；

2）锅炉的计算绝热燃烧温度在1600℃以下；

3）炉膛出口的烟气温度不宜低于700℃；

4）炉拱喉口处前后拱之间的水平投影距离l

与燃烬室沿着炉排方向的长

thr

之比大于0.3。

度L

fur

B.4 符号、含义与单位

炉膛系统黑度—α

fur

c p在t bulk温度下的定压比热J/（kg·K）

d fire火焰直径m

d od炉管外径m

d id炉管内径m

D fur燃油/燃气锅炉燃烧室平均直径m

l thr燃煤锅炉炉拱喉口流通截面的宽度m

L fur燃煤锅炉沿炉排方向燃烬室的长度M

L 炉管有效长度M

q fur燃油/燃气锅炉辐射受热面热流密度W/m2

q r燃煤锅炉辐射受热面热流密度W/m2

q rmax辐射受热面最大热流密度W/m2

t bulk有机热载体主流体的平均温度℃

t wal炉管外壁温度℃

t fpermit有机热载体最高允许液膜温度℃

t film锅炉计算最高液膜温度℃

Δt

htf炉管边界层内有机热载体的温升℃

T fl燃油/燃气锅炉的炉膛火焰温度K

T adi燃煤链条锅炉的炉膛绝热燃烧温度K

T”fur燃煤链条锅炉的炉膛出口烟温K

T av燃煤链条锅炉的炉膛烟气（火焰）有效平均温度K

T wal炉管外壁温度（T wal=t wal+273.15）K

W htfav炉管内有机热载体平均流速m/s

α

htf

管内对流放热系数W/（m2·℃）μhtf在t bulk温度下有机热载体的动力黏度Pa·s

υ

htf 在t

bulk

温度下有机热载体的运动黏度m2·s

λ

htf 在t

bulk

温度下有机热载体的导热系数W/（m·K）

ψ变量因数—

σ

0绝对黑体辐射常数（σ

=5.67×10-8）W/（m2·K4）

Pr 普朗特数Pr = c p×μhtf

—λ

htf

Re

雷诺数Re = W htfav ×d id

—

υhtf

B.5 符号示意

图 B-1 被加热有机热载体管内温度剖面图

α

htf

管壁边界层有机热载体

film

bulk

f i l m

htfav

id od

图 B-2 燃油/燃气圆筒形锅炉燃烧室略图

od

id f u r

f i r e

fur

火焰

烟气

图 B-3 燃煤链条锅炉略图

fur

thr

B.6 计算

B.6.1 直接受火加热的有机热载体锅炉计算最高液膜温度的确定① B.6.1.1 炉管边界层内有机热载体的温升按照公式B.1计算：② Δt htf =q rmax /αhtf ×d od /d id ×ψwhl ℃ （B.1） 式中 ψwhl ——考虑管壁切向辐射热损失的修正系数，ψwhl ≈0.9。

B.6.1.2 锅炉计算最高液膜温度按照公式B.2计算：

t film =t bulk +Δt htf ℃ （B.2） B.6.1.3 计算最高液膜温度不得超过所选用有机热载体的最高允许液膜温度，即

t film ≤t fpermit （B.3）

① 可适用于有机热载体电加热和余（废）热锅炉的最高液膜温度计算。