炉膛热力计算
燃气工业炉的热工过程及热力计算(最新版)
When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors.(安全管理)单位:___________________姓名:___________________日期:___________________燃气工业炉的热工过程及热力计算(最新版)燃气工业炉的热工过程及热力计算(最新版)导语:生产有了安全保障,才能持续、稳定发展。
生产活动中事故层出不穷,生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。
当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时,生产活动停下来整治、消除危险因素以后,生产形势会变得更好。
"安全第一"的提法,决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。
热工过程是工业炉内一个重要的物理、化学过程。
燃气工业炉的热工过程是指炉内燃气燃烧、气体流动及热交换过程的总和。
显然,它是直接影响工业炉生产的产品数量、质量及经济指标的关键。
燃气工业炉的热工过程的好坏,炉膛部位是核心。
因为物料的加热、熔炼及干燥等都主要是在炉膛内完成的,而炉膛热工过程又受炉子砌体各部位热工特性影响。
一、炉体的热工特性工业炉炉子砌体的结构与材料,决定砌体的基本热工特性,进而对于工业炉热工状态造成重大影响。
(一)不同炉子砌体的热工特性工业炉的炉墙、炉顶、炉底由不同材质的多层材料砌筑而成,而各层材料的导热系数与厚度都不一样,因而温度变化也各有差异。
图3—9—6所示炉墙,从内到外分别为粘土砖、绝热层和普通红砖。
炉膛内高温焰气的热量通过辐射与对流向炉墙内表面传递;内表面再通过传导,把热量传到外表面;而外表面再通过辐射、对流向周围空间散热。
图3-9-6炉墙厚度上的温度分布1-普通红砖层;2-绝热层;3-粘土砖层;4-炉膛空间;tin-内壁温度;tout-外壁温度一般砌体的作用是保证炉子空间达到工作温度,炉衬不被破坏,而加绝热层是为了减小损失。
电站锅炉炉膛的热力计算及仿真
LU Z a eg , Z E G P i, LU J n— i g , S N We I hn—f n H N e I i j n a a U i
( .C lg nryadP w r n i e n Inr n oaU i rt o cnl y H ho 00 5 , hn ; 1 oeefE e n o e E gn r g, ne Mog l n e i T hoo , o ht 10 1 C i l o g ei i v sy f e g a 2 oh t Inr n o P w r upyB m u H ho 0 0 5 , hn ) .H h o, ne Mog l o e p l u a , oht 10 0 C i a i S a
u e .B ay ig te b i rte ma a c l f n a d t ema p o r s f r a e d sg o v ci n te a c lu a o f h i lt n sd y a lzn l r l c lu a o n r l rg a , u n c e in c n e t h r l ac t n o e smu ai n h o e h i h m o m l i t o
中图 分 类 号 : T 29 K2 文献 标 识 码 : A 文章 编 号 :09— 5 5 20 )3— 18— 4 10 37 (0 9 0 0 2 0
T HERMOD YNAMI C CAL CUL l AT ON AND SI MUL TI A ON OF B L URN OI ER F ACE l N THE P ANT L
s f r ,u ig t e p o e u e f h o ot e wa sn h r c d r so Ho h t HG 一6 0 1 . i rp a t i l t n a ay i.T e r s h i s o n:te smu a o ot - 7 / 3 7 b l l mu ai l s o e n s o n s h e u h w S h i l f nsf r i wa ̄ c l f s o e o y a c c l ua in o m a e.a d t e c oc f o n t e o e ain o h u cin al n h f rt r d n mi ac lt f u c i i hm o f n h h ie o a i h p rt ft e f n t . cl o o Ke r s B i r f ma e y WO d : ol ; u c : t emo y a c c c l t n; smu ain e h r d n mi a u a o i l t l i o
一、锅炉设计辅助热力计算
一、锅炉设计辅助热力计算1.炉膛宽度及深度因采用角置直流式燃烧器,炉膛采用正方形截面。
按表8-40取炉膛截面热负荷q F =2580kW/m 2,炉膛截面F=40.2578m 2,取炉膛宽度a=6.72m ,炉膛深+b=6.72m ,布置Φ60×3的水冷壁管,管间距s=64mm ,侧面墙的管数为106根,前后墙102根。
管子悬吊炉墙,管子中心和墙距e=0。
后墙水冷壁管子在折角处有叉管,直叉管垂直向上连接联箱,可以承受后墙管子和炉墙的重量,斜叉管组成凝渣管和折焰角。
凝渣管有24×3=72根管子,折焰角上有26根管子,另4根管直接与联箱相连。
侧墙水冷壁向上延伸,在折焰角区域和凝渣管区域形成附加受热面。
2.燃烧室辐射吸热量的分配燃烧室辐射吸热量中有部分由凝渣管及高温过热器吸收。
凝渣管直接吸收燃烧室的辐射热量辐射受热面是燃烧室的出口窗,凝渣管吸收的热量与凝渣管束的角系数有关。
根据凝渣管的横向相对节距σ=4.267,从图11-10中的无炉墙反射的曲线上查得单排管的角系数x=0.32。
现凝渣管有三排,总的角系数为X nz =1-(1-x )3=1-(1-0.32)3=0.6856凝渣管辐射受热面为H nz = X nz F ch =0.6856×33.767=23.151m 3由于出口窗位于燃烧室上部,热负荷较小,需要计算沿高度的热负荷不均匀系数。
出口窗中心的高度为h ck ,从冷灰斗中心到炉顶的总高度为H 1=18.912,根据h ck H 1 =16.0318.912=0.8476 和燃烧器中心相对高度x r =0.2038,查图15-2的2线,得h r η=0.68,凝渣管吸收的辐射吸热量为f nz Q =87.1978151.337.12568.0=⨯⨯=nz f h r H q ηkW高温过热器直接吸收炉膛辐射热量为413.907616.107.12568.0)151.23767.33(=⨯⨯=-=f h r f gr q Q ηkW水冷壁的平均辐射受热面热负荷kWQ Q B Q q f gr f nz j l s 407.120183.5311)283.288668.66844(]183.5311)413.90787.1978(53.414756[19.2623.4711)]([=⨯-=⨯+-⨯=+⨯+-=3.炉膛受热的热量分配(1)锅炉总有效吸热量 kW Q gl 35.109143=(2)炉膛总传热量 kW Q B l j 68.668441475653.4=⨯=(3)凝渣管区域传热量 kW Q B nz j 427.45119.99553.4=⨯=(4)第二级过热器传热量 kW Q B gr j 35.11172297.246653.42=⨯=(5)第一级过热器传热量 kW Q B gr j 17.1275449.281553.41=⨯=(6)省煤器需要吸收热量 kWQ B sm j 1.13948)17.12754325.11172427.451168.66844(35.109143=+++-=(7)空气预热器需要吸收的热量 kWI I B B Q B lk rk k ky j ky j 78988.14954)34.263079.3320()06.05.005.1(53.4))(5.0(00''=-⨯⨯+⨯=-∆+=α (8)排烟温度校核 kWI I I B Q B Q B I I lk sm lk rk ky j kyj sm j py gr 7.188634.26304.0234.263079.332006.099.053.478988.149541.1394818.82022000''=⨯++⨯+⨯+-=∆++∆++-=ααφ177.142=py θ℃,与假定排烟温度140℃相差2.117℃,设计合格。
循环流化床锅炉炉膛热力计算
循环流化床锅炉炉膛热力计算引言循环流化床锅炉燃烧效率高,污染排放低,燃料适应性广,被广泛应用于蒸汽生产中。
随着循环流化床锅炉的发展,其容量和规模都在增大。
目前美国在建的300 MWe循环流化床锅炉即将投入运行,600 MWe容量的循环流化床锅炉也已在设计中。
利用国内技术生产的35 t/h、75 t/h循环流化床锅炉有大量运行,目前国内投入运行的最大循环流化床锅炉是高温高压420 t/h容量的锅炉,高温高压450 t/h循环流化床锅炉也已在建,但运用的是国外技术。
在循环流化床锅炉的开发与发展过程中,各设计单位和锅炉制造厂家开发出各种炉型,针对各自不同的炉型采用各自的热力计算方法,即使是相同的炉型设计方法也可能不同,各有特点。
这与煤粉锅炉和鼓泡流化床锅炉在设计过程中有统一的热力计算方法[1]可供参考不同。
有关循环流化床锅炉热力计算方法在文献中也少见发表。
本文结合作者在循环流化床锅炉传热和设计理论研究及实践的基础上,建立了一种简单的循环流化床锅炉炉膛热力计算方法[2-9]。
与一般沸腾燃烧鼓泡流化床锅炉不同,循环流化床锅炉类型较多,炉型不同,其热力计算方法有所不同。
本方法针对采用高温分离装置的循环流化床锅炉,提出的计算方法可用于一般高温分离的循环流化床锅炉的设计计算,其余炉型可在此基础上根据具体炉型特点修改使用。
典型的高温分离器型循环流化床锅炉采用高温立式旋风分离器,安置在锅炉炉膛上部烟气出口处。
离开炉膛的大部分颗粒,由高温分离器所捕集并通过固体物料再循环系统从靠近炉膛底部的物料回送口送回炉膛。
经高温分离器分离后的高温烟气则进入尾部烟道,与布置在尾部烟道中的受热面进行换热后排出。
计算中未考虑添加石灰石的影响,若添加石灰石,则入炉热量、灰浓度和烟气量等有变化,需修正。
2 循环流化床锅炉炉膛几何尺寸的确定2.1 炉膛横截面积循环流化床锅炉炉膛一般由膜式水冷璧构成,其传热面积以通过水冷璧管中心面的面积计算。
若炉膛由轻型炉墙或敷管炉墙构成,则需考虑角系数的影响。
锅炉整体热力计算和壁温计算
一、锅炉整体热力计算1 计算方法本报告根据原苏联73年颁布的适合于大容量《电站锅炉机组热力计算标准方法》,进行了锅炉机组的热力计算和中温再热器及低温过热器出口垂直段管壁金属温度计算,计算报告中所选取的有关计算参数和计算式均出自该标准的相应章节。
对所基于的计算方法的主要内容简述如下。
锅炉的整体热力计算为一典型的校核热力计算,各个受热面及锅炉整体的热力计算均需经过反复迭代和校核过程,全部热力计算过程通过计算机FORTRAN5.0高级语言编程计算完成。
管壁温度计算分别通过EXCEL 和FORTRAN5.0完成。
1.1锅炉炉膛热力计算所采用的计算炉膛出口烟气温度的关联式为:式中,M —考虑燃烧条件的影响,与炉内火焰最高温度点的位置密切相关,因此,取决于燃烧器的布置形式,运行的方式和燃烧的煤种; T ll —燃煤的理论燃烧温度,K ; Bj —锅炉的计算燃煤量;kg/h 。
1.2锅炉对流受热面传热计算的基本方程为传热方程与热平衡方程除炉膛以外的其它受热面的热力校核计算均基于传热方程和工质及烟气侧的热量平衡方程。
计算对流受热面的传热量Q c 的传热方程式为:式中,CV B T F M T cpjj a ︒--+ψ⨯=2731)1067.5(6.031111111"11ϕϑKgKJ Bjt KH Q c /∆=H —受热面面积;⊿t —冷、热流体间的温压, 热平衡方程为:既:烟气放出的热量等于蒸汽、水或空气吸收的热量。
烟气侧放热量为:工质吸热量按下列各式分别计算。
a .屏式过热器及对流过热器,扣除来自炉膛的辐射吸热量Q fb .布置在尾部烟道中的过热器、再热器、省煤器及直流锅炉的过渡区,按下式计算:2 计算煤种与工况2.1 计算煤质表1 设计煤质数据表(应用基)2.2 计算工况本报告根据委托合同书的计算要求,分别计算了两种不同的工况。
计算工况一 —— 设计工况计算(100%负荷)根据表1中的设计煤质数据,各设计和运行参数均按《标准》推荐的数据选取。
炉膛及屏热力计算最终
990 12683.6
985 12613.25 69.96307
0.27 260.7849 70.41192 140.375 190.373
α″1 Δα1 Δαzf trk hºrk hºlk Qk Ql θ0 T0 X M θ″1 T″1 h″gl Vc ζsl Xsl ψsl ζyc Xyc ψyc ψr ψpj s p rH2O r kq μy dh kh x1 x2 k ah a1 θ1″ Δθ h″yl Ql qs qA qv
5.466 0.1
0.0845 0.226 3.589678 0.011
13 81.84696
0.5 0.1 2.211584 0.70146 0.841971 1117.813 17.81314 14509.57 12972.98 131887.9 3295830 161187.6
屏的热力计算
烟气进屏温度 烟气进屏焓 烟气出屏温度 烟气出屏焓 烟气平均温度 屏区附加受热面对流吸热量 屏的对流吸热量 炉膛与屏相互换热系数 炉膛出口烟窗的沿高度热负荷分配系 数 炉膛出口烟窗射入屏区的炉膛辐射热 量 屏间烟气有效辐射层厚度 屏间烟气压力
水蒸气容积份额
三原子气体辐射减弱系数 三原子气体和水蒸汽容积总份额 灰粒的辐射减弱系数 烟气质量飞灰浓度 延烟气的辐射减弱系数 屏区烟气黑度 屏进口对出口的角系数 燃料种类修正系数 屏出口烟窗面积
炉膛及屏间烟气向屏后受热面的辐射热量
屏区吸收的炉膛辐射热 屏区附加受热面吸收的辐射热量 屏区水冷壁吸收的辐射热量 屏区顶棚吸收的辐射热量 屏吸收的辐射热量 屏吸收的总热量 第一集减温水喷水量 第二级减温水喷水量 屏中蒸汽流量 蒸汽进屏温度 蒸汽进屏焓 蒸汽出屏焓 蒸汽出屏温度 屏内蒸汽平均温度 平均传热温差 屏内蒸汽平均比体积 屏内蒸汽流速
锅炉炉膛热力计算+锅炉烟风阻力计算书
SZBQ6-1.25-T锅炉热力计算书计算依据《工业锅炉设计计算标准方法》2003SZBQ6-1.25-T炉膛热力计算序号计算项目符号单位公式或来源数值1 额定蒸发量 D t/h 设计选定 62 额定压力Pe MPa 设计选定 1.253 蒸汽湿度sd % 设计选定04 饱和蒸汽温度tbh ℃蒸汽特性表193.285 饱和蒸汽焓iss KJ/㎏蒸汽特性表2788.616 饱和水焓isw KJ/㎏蒸汽特性表822.237 汽化潜热qr KJ/㎏蒸汽特性表4907.378 给水温度tgs ℃设计选定209 给水焓ifw KJ/㎏表B14 85.1510 排污率pw % 设计选定 311 燃料种类- - 木质颗粒12 收到基碳Car % 表B2-1 46.8813 收到基氢Har % 表B2-1 5.7214 收到基氧Oar % 表B2-1 35.515 收到基氮Nar % 表B2-1 0.1416 收到基硫Sar % 表B2-1 0.0517 收到基灰份Aar % 表B2-1 1.818 收到基水份Mar % 表B2-1 9.9119 挥发份Vhf % 表B2-1 6020 挥发份燃烧系数Vfc - 式5-21 0.1521 燃料低位发热值Qar KJ/㎏表B2-1 1720022 理论空气量V0 Nm3/㎏式3-7 4.523 理论氮气量VN Nm3/㎏式3-19 3.5624 理论水蒸汽量VH Nm3/㎏式3-21 0.8325 实际水蒸汽量Vs Nm3/㎏式3-23 0.8726 三原子气量VR Nm3/㎏式3-20 0.8827 烟气总容积Vg Nm3/㎏式3-22 7.5528 炉膛入口空气系数kq1 - 设计选定 1.429 漏风系数dkq - 设计选定0.130 炉膛出口空气系数kq2 - 设计选定 1.531 排烟处空气系数kqpy - 设计选定 1.732 冷空气温度tlk ℃设计选定2033 冷空气焓Ilk KJ/㎏焓温表119.2734 供风温度tgf ℃设计选定2035 供风焓Igf KJ/㎏焓温表119.2736 空气带入炉膛的热量Qa KJ/㎏式5-12 178.937 锅炉有效利用热量Qef KJ/㎏式4-10 16117465.4638 锅炉输入热量Qin KJ/㎏式4-4 1720039 锅炉入炉热量Qfur KJ/㎏式5-11 17205.9440 排烟温度tpy ℃设计选定15041 排烟焓Ip KJ/㎏焓温表1749.4942 输出热量q1 KJ/㎏式4-10 14990.143 排烟热损失q2 % 式4-13 8.9544 气体不完全燃烧损失q3 % 设计选定 145 固体不完全燃烧损失q4 % 设计选定0.546 散热损失q5 % 表4-1 2.447 灰渣温度thz ℃设计选定60048 灰渣漏煤比blm - 设计选定0.9549 灰渣物理热损失q6 % 式4-22 050 锅炉热效率XL % 式4-28 87.1551 燃料耗量 B ㎏/h 式4-29 1075.2152 计算燃料耗量Bcal ㎏/h 式4-32 1069.8353 保热系数Br - 式4-21 0.9754 炉膛容积VL m3 设计选定1455 炉膛包容面积FL ㎡设计选定4556 辐射受热面积Hf ㎡设计选定1257 炉排面积Rlp ㎡设计选定7.858 炉墙与炉排面积比lr - 式5-25 0.2159 炉膛有效辐射层厚度S m 式5-10 1.1260 炉膛水冷度sld - 式5-9 0.3261 大气压力Patm MPa 设计选定0.162 烟气重量Gg ㎏/㎏式3-26 9.863 飞灰系数afh - 设计选定0.0564 飞灰浓度Mufh ㎏/㎏式3-27 .0000965 飞灰焓Ifh kJ/㎏式3-39 066 绝热燃烧温度tadi ℃焓温表1431.6667 水蒸汽容积份额rh - 式3-25 0.1168 三原子气容积份额rq - 式3-24 0.2369 三原子气辐射减弱系数Ktri 1/(m*MPa) 式5-19 2.1470 固体辐射减弱系数Kp 1/(m*MPa) 式5-21 0.1671 介质辐射减弱系数Kj 1/(m*MPa) 式5-18 2.372 烟气黑度ag - 式5-17 0.2373 辐射受热面黑度awal - 5.3.3条0.874 烟气平均热容量Vcav kJ/㎏*℃式5-16 13.1475 炉膛系统黑度afur - 式5-24 0.5776 波尔兹曼准则Bo - 式5-33 1.1377 受热面灰壁热阻系数Rzb ㎡*℃/W 式5-28 0.0025878 管壁灰表面温度twal ℃式5-28 506.8279 计算值m - 式5-31 0.1780 无因次温度变量值mbo - 式5-32 2.1781 无因次温度Wst - 解式5-32 0.7782 炉膛出口温度tl2 ℃解式5-32 1047.8883 炉膛出口烟焓Il2 KJ/㎏焓温表12163.4384 炉膛平均温度tav ℃式5-27 1152.9285 炉膛辐射放热量Qr KJ/㎏式5-30 4907.3786 辐射受热面热流密度qm W/㎡式5-29 121529.0587 炉排面积负荷强度qr W/㎡式5-47 658602.6588 炉膛容积负荷强度qv W/m3 式5-48 366935.7689 额定工况通风量Qetf m3/h - 7274.5590 额定工况烟气量Qeyq m3/h - 14032.09 一程顺列管束热力计算.序号项目符号单位公式及来源数值2.1 入口烟温t1 ℃上段计算结果1043.83 2.2 入口烟焓i1 KJ/kg 焓温表9808.88 2.3 出口烟温t2 ℃上段计算结果524.262.4 出口烟焓i2 KJ/kg 焓温表4775.23 2.5 冷空气温度tlk ℃设计选定202.6 冷空气焓Ilk KJ/kg 焓温表102.132.7 工质温度tj ℃程序查表1942.8 保热系数Br - 上段计算结果.972.9 计算燃料量Bcal - 上段计算结果1209.15 2.10 烟气放热量Qrp KJ/kg 式8-2 4892.22 2.11 入口空气系数kq1 - 设计选定 1.52.12 漏风系数dkq - 设计选定.052.13 平均空气系数kq - 设计选定 1.522.14 出口空气系数kq2 - 设计选定 1.552.15 烟气通道面积fx m2 设计确定.62.16 对流受热面积fxhf m2 由几何计算54.382.17 对流管直径dw mm 设计选定512.18 横向管距ss1 mm 设计选定1002.19 纵向管距ss2 mm 设计选定1052.20 纵向布管数量z2 - 设计确定272.21 横排几何系数Cs - 式8-25 12.22 纵排几何系数Cz - 式8-26 12.23 平均烟速w m/s 式8-14 13.052.24 导热修正系数MA - 程序查表.972.25 粘度修正系数MV - 程序查表.992.26 普朗特修正系数MPr - 程序查表.982.27 烟气导热系数 A - 程序查表.083667 2.28 烟气运动粘度V - 程序查表.000114 2.29 烟气普朗特数Pr - 程序查表.52.30 烟温与工质最大温差tmax ℃t1-tj 849.83 2.31 烟温与工质最小温差tmin ℃t2-tj 330.26 2.32 平均温压dt ℃式8-51 549.72 2.33 计算烟温tyj ℃tgz+dt 743.72 2.34 灰壁热阻系数Rhb W/(m.℃) 选取02.35 热流密度qm W/m2 Bcal*Qrp/(3.6*fxhf) 30216.41 2.36 灰壁温差dtb ℃qm*Rhb 77.96 2.37 管灰壁温度tb ℃dtb+dt 271.96 2.38 有效辐射层厚度sfb m 式8-48 .192.39 实际水蒸汽量Vs Nm3/kg 式3-23 .462.40 烟气总容积Vg Nm3/kg 式3-22 6.262.41 水蒸汽容积份额rh - 式3-25 .072.42 三原子气辐射减弱系数ktri 1/(m.MPa) 式5-19 5.492.43 烟气黑度ag - 式8-45 .12.44 对流换热系数ad W/m2℃式8-24 73.91 2.45 辐射换热系数af W/m2℃(式8-44) 10.65 2.46 传热有效系数psi - 设计选定.652.47 传热热系数Kcr W/m2℃式8-1 54.97 2.48 传热量Qcp KJ/kg 式8-2 4892.22 2.49 计算误差ca % - 0二程管束热力计算.序号项目符号单位公式及来源数值3.1 入口烟温t1 ℃上段计算结果524.26 3.2 入口烟焓i1 KJ/kg 焓温表4775.25 3.3 出口烟温t2 ℃上段计算结果352.05 3.4 出口烟焓i2 KJ/kg 焓温表3229.28 3.5 冷空气温度tlk ℃设计选定203.6 冷空气焓Ilk KJ/kg 焓温表102.13 3.7 工质温度tj ℃程序查表1943.8 保热系数Br - 上段计算结果.973.9 计算燃料量Bcal - 上段计算结果1209.15 3.10 烟气放热量Qrp KJ/kg 式8-2 1505.97 3.11 入口空气系数kq1 - 设计选定 1.553.12 漏风系数dkq - 设计选定.053.13 平均空气系数kq - 设计选定 1.583.14 出口空气系数kq2 - 设计选定 1.63.15 烟气通道面积fx m2 设计确定.463.16 对流受热面积fxhf m2 由几何计算42.093.17 对流管直径dw mm 设计选定513.18 横向管距ss1 mm 设计选定1003.19 纵向管距ss2 mm 设计选定1053.20 纵向布管数量z2 - 设计确定273.21 横排几何系数Cs - 式8-25 13.22 纵排几何系数Cz - 式8-26 13.23 平均烟速w m/s 式8-14 12.13.24 导热修正系数MA - 程序查表.973.25 粘度修正系数MV - 程序查表.993.26 普朗特修正系数MPr - 程序查表.973.27 烟气导热系数 A - 程序查表.05782 3.28 烟气运动粘度V - 程序查表.000061 3.29 烟气普朗特数Pr - 程序查表.533.30 烟温与工质最大温差tmax ℃t1-tj 330.26 3.31 烟温与工质最小温差tmin ℃t2-tj 158.05 3.32 平均温压dt ℃式8-51 233.67 3.33 计算烟温tyj ℃tgz+dt 427.67 3.34 灰壁热阻系数Rhb W/(m.℃) 选取03.35 热流密度qm W/m2 Bcal*Qrp/(3.6*fxhf) 12017.48 3.36 灰壁温差dtb ℃qm*Rhb 31.013.37 管灰壁温度tb ℃dtb+dt 225.01 3.38 有效辐射层厚度sfb m 式8-48 .193.39 实际水蒸汽量Vs Nm3/kg 式3-23 .473.40 烟气总容积Vg Nm3/kg 式3-22 6.463.41 水蒸汽容积份额rh - 式3-25 .073.42 三原子气辐射减弱系数ktri 1/(m.MPa) 式5-19 6.413.43 烟气黑度ag - 式8-45 .123.44 对流换热系数ad W/m2℃式8-24 73.873.45 辐射换热系数af W/m2℃(式8-44) 5.253.46 传热有效系数psi - 设计选定.653.47 传热热系数Kcr W/m2℃式8-1 51.433.48 传热量Qcp KJ/kg 式8-2 1505.97 3.49 计算误差ca % - 0SZS6-1.6省煤器热力及烟风阻力计算汇总序号项目符号单位公式及来源数值1 入口烟温t1 ℃原始数据2632 入口烟焓I1 KJ/kg 焓温表3042.7493 出口烟温t2 ℃计算结果168.81124 出口烟焓I2 KJ/kg 焓温表1932.4475 平均烟气速度w m/s 式(8-14) 9.989126 入口烟气速度w1 m/s - 11.084577 出口烟气速度w2 m/s - 9.1322538 烟气通道面积Fx m2 CAD查询.4369 出口烟气量Vy2 m3/h - 8.87211310 入口标准烟气量VY01 Nm3/h - 8600.63411 出口标准烟气量VY02 Nm3/h - 9117.33912 沿程阻力Pc Pa - 497.47813 烟气导热系数 a W/m.℃表B9 .040054714 烟气运动粘度v m2/s 表B9 3.269E-0515 烟气普朗特数Pr - 表B9 .61028916 对流换热系数ad W/m.℃式(8-27) 70.8863417 辐射换热系数af W/m.℃式(8-44) 5.61013518 传热系数kcr W/m.℃式(8-1) 53.5475319 烟气侧放热量Qrp kJ/kg 式(8-2) 1099.7420 传热量Qcp kJ/kg 式(8-1) 1099.74121 对流传热有效系数psi - 设计取值.722 R2O辐射减弱系数ktri - 式(5-19) 1.90017823 管壁黑度ab - 设计取值.824 烟气黑度ag - 式(8-45) .346309625 管灰壁热阻系数hrz m2.℃/W 设计取值.0025826 管灰壁温度差dtb ℃程序计算17.9984727 管壁计算温度tb ℃式(8-49) 97.9984728 热流密度qm W/m2 程序计算6976.15229 烟气与介质最大温差dtmax ℃式(8-51) 18330 烟气与介质最小温差dtmin ℃式(8-51) 88.8111631 平均温压dt ℃式(8-51) 130.279732 烟气计算温度tyj ℃式(8-23) 210.279733 管间有效辐射层厚度s m 式(8-48) .223727234 管子外径dw mm 计算取值5135 横向节距s1 mm 计算取值10036 纵向节距s2 mm 计算取值12037 纵向管排数z2 - 计算取值5038 横向相对节距sgma1 - S1/d 1.96078439 纵向相对节距sgma2 - S2/d 2.35294140 管排几何布置系数Cs Cs - 式(8-25) 141 纵向管排布置系数Cz Cz - 式(8-26) 142 工质温度tj ℃饱和蒸汽表8043 冷空气温度tlk ℃设计取值2044 冷空气焓Ilk KJ/kg 焓温表131.033845 入口空气系数kq1 - 设计取值 1.646 漏风系数dkq - 设计取值.147 出口空气系kq2 - 设计取值 1.748 固体不完全燃烧损失q4 % 设计取值849 锅炉散热损失q5 % 设计取值 1.750 锅炉热效率XL % 热平衡计算结果7951 保热系数Br - 热平衡计算结果.978934352 燃料耗量 B kg/h 热平衡计算结果111753 计算燃料量Bj kg/h 热平衡计算结果1027.6454 理论空气量V0 Nm3/kg 式(3-7) 4.94840955 二氧化物容积VR Nm3/kg 式(3-20) .906036356 理论氮气量VN Nm3/kg 式(3-19) 3.91620357 理论水蒸汽容积VH Nm3/kg 式(3-21) .530219458 实际水蒸汽容积VS Nm3/kg 式(3-23) .582004559 实际烟气量Vy Nm3/kg 式(3-22) 8.62070960 水蒸汽容积份额rh - 式(3-25) 6.751236E-0261 三原子容积份额rq - 式(3-24) .172612362 管束吸收功率Qgl MW 程序计算.313927163 烟气密度m kg/m3 程序计算.757133864 烟气通道当量直径ddl m CAD查询.091365 雷诺数Re - 程序计算27896.5666 单排阻力系数z0 - 式(1-15) .263394667 总阻力系数zn - 式(1-14) 13.1697368 动压头Pyt Pa - 37.7743569 沿程阻力F_pc Pa - 497.478 SZBQ6-1.25-T锅炉烟风阻力计算书计算依据《工业锅炉设计计算标准方法》20031.炉膛序号项目符号单位公式及来源数值1.1 炉膛负压p1 Pa 设计选定202.流程1烟气通道阻力计算.序号项目符号单位公式及来源数值2.1 对流管直径dw mm 设计选定512.2 横向管距ss1 mm 设计选定1002.3 纵向管距ss2 mm 设计选定1052.4 纵向布管数量z2 - 设计确定272.5 横向相对节距sm1 - s1/dw 1.962.6 纵向相对节距sm2 - s2/dw 2.062.7 布管形状系数fsi - (s1-dw)/(s2-dw) .912.8 烟气通道面积fx m2 设计确定.62.9 通道当量直径dl m 设计确定94.52.10 入口烟气温度t1 ℃热力计算1043.832.11 出口烟气温度t2 ℃热力计算524.262.12 计算烟温tyj ℃热力计算743.722.13 烟气平均速度w m/s 式8-14 13.052.14 烟气平均密度myp kg/m3 热力计算.352.15 烟气运动粘度v Pa.s 程序查表.00011385 2.16 雷诺数Re - 上段计算10833229.08 2.17 烟气平均动压pd Pa 上段计算30.142.18 单排管阻力系数zo - 式1-15 .082.19 管程总阻力系数zn - zo*z2 2.162.20 管程阻力dpa Pa 式1-14 02.21 管壁工质温度tj ℃设计选取1942.22 烟温与工质最大温差tmax ℃t1-tj 849.832.23 烟温与工质最小温差tmin ℃t2-tj 330.262.24 平均温压dt ℃式8-51 549.722.25 计算烟温tyj ℃热力计算743.722.26 通道当量直径ddl m 式1-4 94.52.27 烟气入口调和面积ft1 m2 式1-13 .62.28 烟气入口转向角度af1 度设计902.29 烟气入口动压pd1 Pa 式1-6 39.032.30 烟气入口阻力系数zn1 - 1.4.4条 12.31 烟气入口阻力dp1 Pa 式1-6 39.032.32 烟气出口调和面积ft2 m2 式1-13 .62.33 烟气出口转向角度af2 度设计902.34 烟气出口动压pd2 Pa 式1-6 23.632.35 烟气出口阻力系数zn2 - 1.4.4条 12.36 烟气出口阻力dp2 Pa 式1-6 23.632.37 计算管程烟气总阻力dp Pa 式1-1 127.723.流程2烟气通道阻力计算.序号项目符号单位公式及来源数值3.1 对流管直径dw mm 设计选定513.2 横向管距ss1 mm 设计选定1003.3 纵向管距ss2 mm 设计选定1053.4 纵向布管数量z2 - 设计确定273.5 横向相对节距sm1 - s1/dw 1.963.6 纵向相对节距sm2 - s2/dw 2.063.7 布管形状系数fsi - (s1-dw)/(s2-dw) .913.8 烟气通道面积fx m2 设计确定.463.9 通道当量直径dl m 设计确定92.63.10 入口烟气温度t1 ℃热力计算524.263.11 出口烟气温度t2 ℃热力计算352.053.12 计算烟温tyj ℃热力计算427.673.13 烟气平均速度w m/s 式8-14 12.13.14 烟气平均密度myp kg/m3 热力计算.513.15 烟气运动粘度v Pa.s 程序查表.00006146 3.16 雷诺数Re - 上段计算18230405.15 3.17 烟气平均动压pd Pa 上段计算37.563.18 单排管阻力系数zo - 式1-15 .073.19 管程总阻力系数zn - zo*z2 1.953.20 管程阻力dpa Pa 式1-14 03.21 管壁工质温度tj ℃设计选取1943.22 烟温与工质最大温差tmax ℃t1-tj 330.263.23 烟温与工质最小温差tmin ℃t2-tj 158.053.24 平均温压dt ℃式8-51 233.673.25 计算烟温tyj ℃热力计算427.673.26 通道当量直径ddl m 式1-4 92.63.27 烟气入口调和面积ft1 m2 式1-13 .63.28 烟气入口转向角度af1 度设计903.29 烟气入口动压pd1 Pa 式1-6 25.123.30 烟气入口阻力系数zn1 - 1.4.4条 13.31 烟气入口阻力dp1 Pa 式1-6 25.123.32 烟气出口调和面积ft2 m2 式1-13 .63.33 烟气出口转向角度af2 度设计903.34 烟气出口动压pd2 Pa 式1-6 19.693.35 烟气出口阻力系数zn2 - 1.4.4条 13.36 烟气出口阻力dp2 Pa 式1-6 19.693.37 计算管程烟气总阻力dp Pa 式1-1 117.864.流程3烟气通道阻力计算.序号项目符号单位公式及来源数值4.1 对流管直径dw mm 设计选定514.2 横向管距ss1 mm 设计选定1004.3 纵向管距ss2 mm 设计选定1054.4 纵向布管数量z2 - 设计确定274.5 横向相对节距sm1 - s1/dw 1.964.6 纵向相对节距sm2 - s2/dw 2.064.7 布管形状系数fsi - (s1-dw)/(s2-dw) .914.8 烟气通道面积fx m2 设计确定.354.9 通道当量直径dl m 设计确定99.64.10 入口烟气温度t1 ℃热力计算352.054.11 出口烟气温度t2 ℃热力计算270.564.12 计算烟温tyj ℃热力计算306.424.13 烟气平均速度w m/s 式8-14 13.554.14 烟气平均密度myp kg/m3 热力计算.624.15 烟气运动粘度v Pa.s 程序查表.00004449 4.16 雷诺数Re - 上段计算30334194.01 4.17 烟气平均动压pd Pa 上段计算56.924.18 单排管阻力系数zo - 式1-15 .074.19 管程总阻力系数zn - zo*z2 1.76 4.20 管程阻力dpa Pa 式1-14 04.21 管壁工质温度tj ℃设计选取194 4.22 烟温与工质最大温差tmax ℃t1-tj 158.05 4.23 烟温与工质最小温差tmin ℃t2-tj 76.56 4.24 平均温压dt ℃式8-51 112.42 4.25 计算烟温tyj ℃热力计算306.42 4.26 通道当量直径ddl m 式1-4 99.6 4.27 烟气入口调和面积ft1 m2 式1-13 .35 4.28 烟气入口转向角度af1 度设计904.29 烟气入口动压pd1 Pa 式1-6 61.4 4.30 烟气入口阻力系数zn1 - 1.4.4条 14.31 烟气入口阻力dp1 Pa 式1-6 61.4 4.32 烟气出口调和面积ft2 m2 式1-13 .35 4.33 烟气出口转向角度af2 度设计904.34 烟气出口动压pd2 Pa 式1-6 53.4 4.35 烟气出口阻力系数zn2 - 1.4.4条 14.36 烟气出口阻力dp2 Pa 式1-6 53.4 4.37 计算管程烟气总阻力dp Pa 式1-1 214.785.烟气通道阻力汇总:序号项目符号单位公式及来源数值5.1 炉膛负压P0 Pa 设计选定205.2 流程1 P1 Pa 计算127.72 5.3 流程2 P2 Pa 计算117.86 5.4 流程3 P3 Pa 计算214.78 5.5 除尘器阻力pc Pa 制造厂提供1200 5.6 其它烟道阻力pq Pa 设计预选1000 5.7 总阻力Pa Pa 2681。
锅炉原理第九章炉膛计算
第六节 火焰中心位置修正系数M
炉膛内火焰平均温度的假设与实际差别很大,尤其沿炉膛 高度温度变化显著,对传热影响很大, 系数M是考虑炉内火焰最高温度相对位置的重要修正系数, 经验关联式:
M= A B(xr x)
第九章 锅炉炉膛换热计算
第一节 锅炉炉膛内传热的特点 第二节 炉膛辐射传热的基本方程和有效辐射热计算方法 第三节 炉内传热的相似理论计算方法 第四节 炉膛受热面的辐射特性 第五节 炉膛火焰黑度 第六节 火焰中心位置修正系数M 第七节 炉膛结构特征及其他参数 第八节 炉膛换热计算的修正方法 第九节 炉膛换热的其他计算方法
引入水冷壁热有效系数(为简化左侧)
受热面的吸热量
投射到炉壁上的热量
第二节 炉膛辐射传热的基本方程和有效辐 射热计算方法
火焰的有效辐射
根据传热学原理 J Eb G Eb (1)G
火焰有效辐射 J hy表达为,
J hy Eb,hy (1 ah )J b
第二节 炉膛辐射传热的基本方程和有效辐 射热计算方法
第二节 炉膛辐射传热的基本方程和有效辐 射热计算方法
炉膛传热的基本方程
(1)高温烟气与辐射受热面间的辐射换热方程
BjQf 0as Fl (Thy4 Tb4 )
(2)高温烟气在炉内放热的热平衡方程
BjQf Bj (Ql Il") BjVcp (Ta Tl")
二者相等得到炉膛换热的基本方程:
冷壁热有效系数也可以表述为:
火焰和水冷壁间的辐射 换热量
火焰的有效辐射热量
火焰与水冷壁间的辐射换热量为火焰与水冷壁的有效辐射热的 差值,即,
q f J hy J b
J hy Jb
炉膛校核热力计算的步骤
炉膛校核热力计算的步骤炉膛校核热力计算是确保锅炉设计和运行性能符合要求的重要步骤,其具体步骤如下:1. 燃料特性与热平衡:首先根据燃料的性质计算得到烟气的特性表和焓温表。
通过热平衡计算确定计算燃料量(Bea)和保热系数(φ)。
2. 炉膛结构尺寸:求出炉膛的受热面积(F)、炉膛的有效容积(Vj)、燃烧器的相对高度(xg)以及有效辐射层厚度(S)。
3. 热有效系数:根据水冷壁的结构、燃料性质、燃烧方式求得热有效系数(ψv)。
4. 燃烧器结构特性:依据燃烧器的结构特性求得xo,或者根据燃料特性和燃烧器结构求出炉内介质的温度分布系数(M)。
5. 理论燃烧温度:计算随同1kg燃料带入炉内的有效热量(Q°)和理论燃烧温度(Th)。
6. 假定炉膛出口烟温:假设炉膛出口烟温(T),由焓温表查得烟气焓。
7. 平均热容:计算烟气的平均热容。
8. 辐射减弱系数:求出三原子气体、灰粒、焦炭颗粒的辐射减弱系数(kgr、kashμash、kok μcoke)。
9. 炉内介质辐射减弱系数:求出炉内介质的辐射减弱系数(ko)。
10. 火焰黑度:求解火焰黑度(ε₁)或综合火焰黑度(ε₁)。
11. 炉膛黑度:求出炉膛黑度(ε/)或炉膛黑度(εf)。
12. 校核:进行校核计算,包括空气平衡、烟气特性、焓温表和热平衡。
计算炉内有效热量后,假定炉膛出口烟温并计算相关参数,然后计算炉膛出口温度。
若|假定炉膛出口烟温-计算炉膛出口温度| ≤100K,则认为合格;如果大于100K,则需要重新计算。
在进行炉膛校核热力计算时,需要考虑到锅炉校核热力计算与设计热力计算的差异,并且熟悉锅炉炉膛热力计算的各项意义和允许的计算误差。
同时,还需要对锅炉对流受热面的热力计算基本方程式有所了解。
此外,还应包括烟气焓、空气焓、蒸汽焓的计算,以及对锅炉受热面各部位的蒸汽或空气的焓值进行计算,并制成温焓表。
第14章炉膛传热计算
三、过热蒸汽的溶盐规律
1、饱和蒸汽易于溶解的盐类在过热器中溶解度也较大; 2、压力越高,溶解度越大; 3、压力一定,溶解度不同的盐有增有减,过热汽温很高 时,接近理想气体,盐分受温度影响大;
16
第四节 汽水分离装置 一、汽水分离过程的组织 二、立式旋风分离器 三、涡轮式旋风分离器:(轴流式)
22
一、蒸汽清洗工作原理
分配系数: Sqsi2oa1s0i2oS0gsis2o,mg/kg
蒸汽的含硅酸量取决于锅水的含硅酸量; (1)凝结蒸汽率: d1x00(100p)(i'ism), %
i"i'
(2)总平衡方程:( 10 p ) 0Sg s2 io 1S 0 q s2 i0 opg sS 2 iso
S'qsio2 Sqsio2
S'qsio2
asio2 (Sgsio2 100
Ssio2 qx
2
)
β:清洗不完全系数;
S q s2 io (1 )K 1 q s2 ix 0 ( oS g s0 2 i 2 oS q s2 ix)o K 1 g s2 is 0 S og s2 0 iso
26
影响蒸汽清洗效果的因素:
力; ② 局部区域汽流流速不要太高; ③ 进行重力分离;
④采用二次分离元件;
19
二、立式旋风分离器:
1、工作过程:(见《锅炉原理》多媒体教学软件) 2、结构型式及允许负荷:φ290,φ315,φ350
20
三、涡轮式旋风分离器:(轴流式) 多用于强制循环锅炉
21
第五节 蒸汽清洗装置
一、蒸汽清洗工作原理 二、蒸汽清洗装置 三、提高蒸汽清洗效果措施
四、ψ、Χ、ζ关系
6炉膛结构尺寸和热力计算
序号名称计算公式或数据来源1侧墙面积据图 据图 据图据图 A 1+A 2+A 3+A 42前墙面积据图算3后墙面积据图算4炉膛出口烟窗面积据图算5炉顶包覆面积据图算6燃烧器面积据图7前后侧墙水冷壁角系数按膜式水冷壁选取(近似取1)8炉顶角系数查表按s/d=查取(近似取1)9炉膛出口烟处角系数选取(近似取1)10整个炉膛的平均角系数(2A c x+A q x +A h x+A ch x ch +A ld x ld )/(+A q +A h +A ch +A ld )11炉膛自由容积的水冷壁面积A q +A h +2(Ac -A r /2)+A ch+A ld12炉膛容积A c a炉膛结构尺寸计算V l m 32073.x pj0.9809A zy m 21137.x ld 0.9x ch 1A rm 27.31x 0.9A ch m 280A ld m 249.A q m 2311.A h m 2247.A 4m 213.A C m 2227.A 2m 28.A 3m 2156.符号单位数值A 1m 248.13炉膛的自由容积V l 14自由容积的辐射层有效厚度 3.6V zy /A zy15炉膛的辐射层有效厚度 3.6V l /A zy16燃烧器中心线的高度据图17炉膛高度据图18燃烧器相对高度h r /H l 19火焰中心相对高度h r /H l +ΔX,ΔX 按附录二表Ⅲ查得为序号单位1 2 3 4℃5℃6kJ/kg 7kJ/kg 8kJ/kg 9kJ/kg 10℃11K 12 13℃14kJ/kg15kJ/(kg ℃)16 171819 202122232425m 2炉膛出口屏的热有效系数ψch ξch *X ch 炉膛总面积A lqA zy 炉膛出口屏的污染系数ξch βξsl (β取0.98)炉膛出口屏的角系数X ch 取用炉顶包覆管的角系数x ld 取用炉顶包覆管的热有效系数ψld ξld *X ld 水冷壁有效系数ψsl ξsl *X sl 炉顶包覆管的污染系数ξld 查赵翔《锅炉课程水冷壁污染系数ξsl 查赵翔《锅炉课程水冷壁角系数X sl 查表炉膛结构数据 炉膛出口烟气焓h "gl 查温焓表烟气平均热容量V c (Q 1-h"gl )/(φ0-φ"1)系数MM 查赵翔《锅炉课程 炉膛出口烟气温度φ"1根据赵翔《锅炉课理论燃烧温度φ0根据Q 1查温焓表理论燃烧绝对温度T 0φ0+273空气带入炉膛热量Q k (α"1-Δα1-Δα燃料送入炉膛的热量Q l Q r *(100-q 3-q 4-理论热风焓h 0rk 查温焓表理论冷风焓h 0lk 查表锅炉热平衡及燃料消耗量计算热风温度t rk 选定冷风温度t lk 给定炉膛漏风系数Δα1查烟气特性表制粉系统漏风系数Δαzf 赵翔《锅炉课程设炉膛热力计算名称符号公式炉膛出口过量空气系数α"1查烟气特性表h r /H l0.1422x l 0.1h r m 3.8H l m 27.1S zym6.5629S m6.5629V zy m32073.2627m 28Mpa 29 30 31Mpa 321/(m ·Mpa)33kg/kg34μm351/(m ·Mpa)3637381/(m ·Mpa)39 4041℃42℃43kJ/kg44kJ/kg45W/m ²46W/m ²q V查赵翔《锅炉课程设计》附录三图Ⅶ49W/m ²50W kj/kg 51(A hp=A ch )kj/kg先假定后校核炉膛容积热强度B *Q r /(3.6*V 1)炉顶辐射分布系数后屏辐射热强度W/m ²W kj/kg后屏吸热量附加过热器总吸热量4748525354后屏辐射吸热分布系数查赵翔《锅炉课程炉顶辐射热强度 炉顶吸热量炉膛截面热强度q A B *Q r /(3.6*A l )炉膛有效热辐射放热量Q f l Φ(Q 1-h"yl )辐射受热面平均热负荷q s B j *Q f l /(3.6*A lq )计算误差Δφφ"1-φ"1(估)(允炉膛出口烟气焓h"y1查焓温表,φ"1按计炉膛黑度αl αh /(αh +(1-αh )*ψ炉膛出口烟气温度(计算值)φ"1T O /(M*(3600*σ0α1 煤粉火焰辐射减弱系数k k q * r n +k h *μh +10*x 1*x 2火焰黑度αh 1-e -kps无因次量x 1对低反应的燃料(无烟煤、半无烟煤、贫无因次量x 2对室燃炉x 2=0.1 对灰粒平均直径d h 查附录B-1筒式钢球磨球机(通常取13μ灰粒辐射减弱系数k h 55900/POUWER(T"1²*d h ²,1/3)三原子气体辐射减弱系数k q 10*((0.78+1.6*r H20)/sqr(10*p n *s)-烟气质量飞灰浓度μh 查烟气特性表三原子气体和水蒸气容积总份额r n 查表烟气特征表三原子气体和水蒸气分压力p n P*r n 炉膛内压力p 近似取0.1MPa 左右水蒸气容积份额r H 20查表烟气特征表平均热有效系数ψpj (ψsl *A+ψ炉膛有效辐射层厚度s 查表炉膛结构数据55kg/h 56kg/h 57kj/kg 58kj/kg60℃先假定后校核约为铭牌负荷的3%左右包覆出口蒸汽焓h bf "59kj/kg kj/kg 附加过热器总吸热量包覆出口蒸汽温度t bf "查蒸汽特性表54附加过热器焓增量饱和蒸汽焓查蒸汽特性表一级减温水量二级减温水量。
炉膛热力计算
炉膛热力计算炉内换热的计算方法是用来计算单炉膛和半开式炉膛的换热。
其本质是以能量方程和辐射能传递方程导出的准则为基础,用相似理论方法整理实验数据,建立出炉膛出口烟温的直接计算式。
1.1 计算流程控制1.2 相关的公式炉膛计算的重点就是炉膛出口烟温的准则方程:6.003.06.00~B B M B T T u a T T+=''=''θ 300)(aCT CP CP P T F VC B B ψσϕ=根据准则方程得到的炉膛出口烟温计算式是:0.630.30273 1()aTCP CT a up CP T F T MBB Vc ϑσψϕ''=-⎡⎤+⎢⎥⎢⎥⎣⎦℃ 炉膛计算的进行都是基于这个计算式进行。
其中110 5.6710σ-=⨯ 1.2.1 Ta --是绝热燃烧温度,℃根据1kg 燃料送入炉内的热量T Q 来决定,计算出T Q 后由烟气性质计算(即手工计算的温焓表)计算出响应的烟气温度。
3464100100T q q q Q QrQ q B ---=+-,如果有再循环烟气,要考虑再循环烟气带入炉膛的热量。
r Q 是固体(液体)燃料工作基低位发热量,/kJ kg ,气体燃料的干燥基低位发热量,3/kJ m 。
3q -- 化学未完全燃烧热损失,来自热平衡计算; 4q -- 机械未完全燃烧热损失,来自热平衡计算; 6q -- 排渣和冷却水热损失,来自热平衡计算Q B -- 空气带入炉内的热量,/kJ kg ,''((1))()T T zhf rec T ky T zhf l Q r I I ααααααB =-∆-∆--+∆+∆其中,T α-- 炉膛出口过量空气系数; T α∆-- 炉膛漏风系数;zhf α∆-- 制粉系统漏风系数;rec α -- 再循环烟气抽取点处过量空气系数;T r -- 再循环系数。
一般情况下没有烟气再循环的时候不考虑最后一项。
锅炉炉膛传热计算
Tb al (1 ) 4 Thy ab al ahy ahy (1 ahy )
要想知道炉膛黑度必须 知道火焰黑度和热有效 系数
3.炉膛黑度计算
二、火焰黑度 将火焰当做灰体处理,固体燃料火焰黑度求法
k k q r k h h k j x1 x2 k q 三原子气体的辐射减弱 系数 0.78 1.6 H 2O Tl" k q 10.2 ( 0.1 (1 0.37 ) ) 1000 10.2 pq s r rH 2O rCO2 VH 2O VCO2 Vy
3.传热系数
高温烟气对流 和辐射放热的热阻 1 d f
管壁导热热阻 水垢热阻
灰层热阻
水垢表面对流 换热系数
h m g 1 R 1 h m g 2
1 K
h h
m m
m m
2
h m g 1 1 h m g 2
4.炉膛受热面的辐射特性
一、角系数(几何参数,物理量?) 求解方法见传热学课本第?章辐射换热计算,对 于课程设计,查表,也可采用公式计算 二、热有效系数 三、污染系数(针对水冷壁污染来讲的) 可以查表,课本以及课程设计书中有
x
5.炉膛结构和热负荷分布
看看上次课笔记
对流换热面计算
主要内容
1
1
3.传热系数
至于对流换热系数等等见课本
1.炉膛传热原理
三、炉膛辐射传热公式 方法:利用假设来建立物理模型和数学模型,用经验公式和 半经验公式方法 假设: 传热与燃烧模型分开,引入经验系数考虑燃烧工况 忽略对流换热 各物理量均匀分布 火焰与炉膛的处理辐射换热等效为两块大平板 两块大平板的物理量为 b , Tb , hy , Thy
锅炉热力计算书
第一节热力计算汇总1.煤质资料
2.受热面结构尺寸
3.锅炉设计参数
4.热损失及热负荷(设计煤种)
注:
1.热负荷按燃料低位热值,不含风热计算
2.燃烧器投运层数是从下而上。
5.介质温度(设计煤种)
6.烟气温度
7.烟气平均流速(设计煤种)
8.吸热量
9.烟、空气流量(设计煤种)
10.空气温度(设计煤种)
11.锅炉设计参数(校核煤种)
12.热损失及热负荷
注:
1.热负荷按燃料低位热值,不含风热计算
2.燃烧器投运层数是从下而上。
15.烟气平均流速(校核煤种)
16.吸热量(校核煤种)
17.烟、空气流量(校核煤种)
18.空气温度(校核煤种)。
锅炉原理课程设计-某超临界600MW锅炉炉膛热力计算(全套图纸)
课程设计报告名称:锅炉原理课程设计题目:某超临界600MW锅炉炉膛热力计算(金竹山无烟煤)成绩:全套CAD图纸加153893706《锅炉原理》课程设计任务书一、目的与要求1,按照前苏联1973年锅炉热力计算标准对某台超临界600MW锅炉炉膛部分进行热力计算。
2,按照2008版教学一览,本课程设计应该安排在1-2教学周。
由于2015年9月3日北京阅兵,根据学校统一安排,本学期第1周放假,锅炉原理课程设计只能在1周时间(即第2周)内完成。
二、主要内容1.燃料燃烧产物计算2.烟气焓温表计算3.某超临界600MW炉膛结构计算(含前屏)4.该超临界600MW炉膛热力计算(含前屏)5.热力计算汇总表三、进度计划四、设计(实验)成果要求1.每3名学生分为1组,计算一个煤种。
答辩时,以组为单位进行。
2.每名学生提交课程设计报告1份。
独立回答老师提出的问题。
五、考核方式1.课设报告:60%2.答辩:20%3.签到:20%一、课程设计的目的与要求1.燃料燃烧产物计算2.烟气焓温表计算3.某超临界600MW炉膛结构计算(含前屏)4.该超临界600MW炉膛热力计算(含前屏)5.热力计算汇总表5.1烟气总焓降5.2辐射总换热量5.3 工质总焓升二、课程设计正文1.结构示意图2.热力计算流程图3.煤质参数表600MW机组锅炉设计计算原始参数烟气焓温表6.下部炉膛结构计算过程表表4-6 炉膛结构特征和水冷壁有效系数的计算一、炉膛结构计算二、水冷壁热有效系数的计算三、在BMCR工况下,假定下面5层燃烧运行,同时每层燃烧器给粉量相同8. 上部炉膛结构计算过程表表4-8 减温水假设表4-9 前屏结构计算119. 上部炉膛热力计算过程表表4-10 前屏热力计算一、烟气参数二、炉内直接辐射热 三、屏区空间(烟气)穿透辐射四、前屏对流传热量的计算与校核14五、附加受热面对流吸热量10. 热力计算汇总表10.1烟气总焓降10.2辐射总换热量 10.3 工质总焓升三、课程设计总结或结论1. 除去散热损失,炉膛烟气总焓降等于工质总焓升。
煤粉锅炉炉墙传热计算
K
4
(1 12 )1T14 12 2T24 (1 12 )1 12 2
选取 设计确定 查表 设计确定 查表 查标准
538.72
6 7 8 9 10 11
周围空气温度 耐火砖的厚度 耐火砖的导热率 蛭石保温层厚度 蛭石砖的导热率 炉墙外壁对空气的导热系数
K m W/(m2.℃) m W/(m2.℃) W/(m2.℃)
W/m2
114.44
23 24 25 26 27
耐火砖外表面温度 炉体外表面温度 炉体外表面温度 炉墙外表面积 散热量
K K ℃ m2 W
538.72 309.84 36.84
设计确定 F1qS1
190 21744.03
三、对流管束部分传热计算
1 2 3 4 5 6 7 炉墙内部平均温度 周围空气温度 耐火砖的厚度 耐火砖的导热率 蛭石保温层厚度 蛭石保温层的导热率 炉墙外壁对空气的导热系数 T3 Tk δ λ δ λ α
5
总热阻
∑R
W/(m2.℃)
1 1 1 S
T3 Tk R
t3-qs3R2
2.09
6
炉墙散热损失
qs4
W/m2
114.44
7 8 9 10
炉体外表面温度 炉体外表面温度 炉墙外表面积 散热量
t t F4 Q4
K ℃ m2 W
309.84 36.84
设计确定 F4qS4
35 4005.48
W/m2
114.44
23 24 25 26 27
耐火砖外表面温度 炉体外表面温度 炉体外表面温度 炉墙外表面积 散热量
K K ℃ m2 W
538.72 309.84 36.84
pwi炉温计算公式
pwi炉温计算公式
在炼油和化工行业中,炉温的准确测量对于生产过程的控制至关重要。PWI炉温计算公式是一种常用的方法,用于估算炉膛中的温度。本文将介绍PWI炉温计算公式的原理和应用,并且探讨其优缺点。
PWI炉温计算公式是基于炉内气体成分的测量值和燃烧反应的热力学原理推导出来的。它的计算公式如下:
T = (Q / m) * (1 / Cp) + To
为了提高PWI炉温计算公式的准确性,可以采取以下措施。首先,可以使用先进的传感器和仪器来测量炉内气体成分和温度,以提高输入数据的准确性。其次,可以进行实验研究,探索炉内燃烧的非均匀性和不完全燃烧的影响,以修正计算公式。此外,还可以结合数值模拟和实际操作数据,进行模型优化和验证,以提高计算结果的可靠性。
其中,T表示炉膛温度,Q表示燃烧热量,m表示燃料质量,Cp表示燃料的定压热容,To表示环境温度。
PWI炉温计算公式的原理是基于能量平衡的概念。在炉内,燃料燃烧会释放热量,而炉壁和炉膛的散热会带走部分热量。通过计算燃烧释放的热量和散热带走的热量,可以估算出炉膛中的温度。
PWI炉温计算公式的应用非常广泛。在炼油行业中,它可以用于计算裂化炉内的温度,以帮助控制裂解反应的进行。在化工行业中,它可以用于计算反应釜中的温度,以帮助控制反应的速率和产物的选择性。此外,PWI炉温计算公式还可以用于估算工业炉膛中的温度,以帮助工程师设计和改进工业炉的结构。
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axtFb 0 (Th4y Tb4 ) Bj (Ql Il") kW
? ? ? 试验测定困难,无法工程应用
炉膛传热计算的实现
通常在工程应用上: 采用相似理论原理,建立各物理量之间的
关系 依据试验结果,引进修正系数 用半经验公式计算 有多种计算方法 我国常用前苏联的热力计算方法(1973)
7.1 炉膛传热原理 –辐射传热方程
炉膛传热计算基本方程式
Qf axtFb0 (Th4y Tb4 ) kW
火焰和炉壁间的系统黑度,其值与 火焰黑度及炉壁黑度的大小有关
axt
1
1 1 1
ahy ab
7.1 炉膛传热原理 – 烟气放热方程
热平衡方程
炉膛出口温度下的烟气焓,kJ/kg
发光火焰(在可见光和红外光谱中连续辐射,
三倍于三原子气体)
7.1 炉膛传热原理 – 火焰辐射
影响火焰辐射因素
成分:组成不同,火焰的辐射能力不同。火焰有效辐射成 分(三原子,焦碳,灰粒,碳黑),举例气体、重油、煤 粉火焰。
分布:炉膛内分布,有效辐射成分浓度场
燃烧方式和燃烧工况:不同结构火焰
对流<5%,忽略不计(循环流化床锅炉不同) 炉内物理量取平均值,认为均匀以简化计算,如Cp,黑度,
温度
以与水冷壁相切的表面为火焰辐射表面 炉壁表面温度Tb,黑度b,同侧炉墙面积 简化为两个互相平行的无限大平面
火焰辐射表面
辐射温度=火焰 平均温度Thy
黑度=火焰对炉 壁的黑度hy
火焰中具有辐射能力的成分(4种)
三原子气体:CO2, H2O, SO2 不发光火焰(红外区域内) N2,O2 辐射与吸收能力微弱,可忽略
焦碳粒子:30-50 m 强辐射能力,发光,主要辐射成分,
灰粒: 10-20 m,也发光
半发光火焰
碳黑粒子: 烃类化合物高温裂解 0.01-0.05 m
炉膛出口烟温的计算公式:
Tl"
Ta
M ( 0alFlTa3
)0.6
1
K
B jV cpj
第二节 炉膛黑度计算
7.2 炉膛黑度计算 – 炉膛黑度1
炉膛黑度al:实际计算所用 概念
是为了进行炉膛热力计算引进的对应于火焰 有效辐射的假想黑度,不是火焰黑度,不是
火焰与炉壁间的系统黑度,但相互间有一定 的内在关系
可说明火焰与炉壁间辐射热交换的关系
对于室燃炉:
al
ahy
ahy
(1 ahy ) pj
炉壁的 热有效系数
7.2 炉膛黑度计算 – 炉膛黑度2
炉壁的热有效系数:
考虑炉膛受热面吸热能力大小的系数
炉膛受热面辐射特性之一:
热有效系数
角系数 x 沾污系数
火焰对炉壁的有效辐射,kW/m2
炉膛中的传热过程是一个动态过程,燃料着火后 燃烧非常强烈,其放热量大于四周水冷壁吸热,火焰 温度迅速上升,形成最大值所在的火焰中心。随后可 燃物逐渐燃尽,其放热量小于水冷壁吸热量,火焰温 度下降,形成炉内温度场沿炉膛高度不均匀分布曲线, 如图所示。
7.1 炉膛传热原理 – 炉膛传热过程(1)
炉膛传热计算目的
锅炉热力计算
第七章 炉膛传热计算
第一节 第二节 第三节
炉膛传热原理 炉膛黑度计算 炉膛受热面的辐射特性
第四节 炉膛传热计算方法 第五节 炉膛结构和热负荷分布
第一节 炉膛传热原理
炉膛是锅炉中的一个重要部件。其复杂性在于同 时存在燃烧和传热过程,而燃烧本身就对传热有很大 的影响。另外,燃烧产生的灰分对受热面的污染程度 不同也会使吸热量发生变化。反过来,传热过程的强 弱又会影响燃料的着火和燃尽。
每kg燃料的燃烧产物,从 绝热燃烧温度Ta 炉膛 出口温度Tl”的热容量平均 值
7.1 炉膛传热原理 – 传热方程组
辐射传热方程(斯蒂芬-玻尔兹曼定律)
Qf axtFb0 (Th4y Tb4 ) kW
热平衡方程
Q Bj (Ql Il") BjVcpj (Ta Tl") kW
Fbqhy
Fbal
T4
0 hy
kW
辐射传热方程
Qf axtFb0 (Th4y Tb4 ) kW
定义式:
炉壁对火焰的有效辐射,kW/m2
qhy qlb
qhy
火焰投射到炉壁上的热量 最终被受热面吸收的份额
7.2 炉膛黑度计算 – 炉膛黑度3
炉壁的热有效系数 qhy qlb
qhy
炉膛壁面总换热量:
火焰的有效辐射
炉壁对火焰的 有效辐射
Q
Fb (qhy
qlb )
各辐射成分间的相互影响:不同吸收辐射能频谱不是几何
叠加
C
CO2
7.1 炉膛传热原理 – 传热计算(3)
炉膛内的传热过程包括: 烟气放热-高温烟气边燃烧边放出热量 辐射传热-烟气与受热面之间的换热 导热传热-热量通过金属受热面(水冷壁)传递 介质吸热-饱和水吸热变为饱和蒸汽,一般介质温
使炉膛结构和尺寸合理 布置适当受热面,影响炉膛出口温度
炉膛传热计算任务
按选定炉膛出口温度,确定炉膛受热面Hf
或
布置炉膛受热面Hf,校核炉膛出口温度
7.1 炉膛传热原理 – 火焰辐射(2)
炉膛中的辐射传热
由燃料燃烧形成的高温火焰和烟气流通过辐射向受热面进行 的热量传递。是容积辐射(辐射与吸收在整个容积内进行,与 两个固体之间的表面辐射不同)
Q Bj (Ql Il") BjVcpj (Ta Tl") kW
保热系数 1 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ5 q5
炉膛有效放热量--折算到每 kg燃料送入炉内的总热量,亦 即每kg燃料所产生的烟气在绝 热燃烧温度下所具有的焓值, kJ/kg
炉膛出口温度
理论燃烧温度(燃料完全燃
烧的所产生的热量全部用来加 热燃烧产物所能达到的温度)
度不变 炉内传热计算一般通过烟气放热与辐射换热之间的
热平衡来计算.
7.1 炉膛传热原理 – 传热计算
炉膛辐射传热公式
数学模型尚不成熟,复杂性 经验和半经验方法得出满足工程上要求的计算公式。
炉膛辐射传热计算假定
传热与燃烧分开:与燃料、烟气流动、扩散、受热面、污 染分开,影响再分别考虑(经验系数)