第四章-对流受热面的传热
传热系数计算方法
据实验研究，可以归纳出循环流化床锅炉燃烧室受热面传热系数的计算方法。
CFB锅炉炉膛受热面的吸热量按下式计算:
(4-1)式中Q――传热量，W;
Ht――烟气侧总面积,
Hf——工质侧总面积，m2；
as――附加热阻，m2K/W;
1——管子厚度，m;
受热面金属导热系数，W/m2K;
b[P(1)1]1
式中P――鳍片面积系数，P旦如
Ht
Ht——受热面外部面积，m2o
式中
pHfm
Hts1
s, d管子节距、外径,
鳍片利用系数,
th( h)h
与受热面受热情况、
g1 exp kgSg
烟气辐射减弱系数k可按下式简单计算:
kg
0.55 2rH2o
0.1 1
(4-25)
式中，rH2o——烟气中水蒸气份额;
r——烟气中三原子气体份额;
sg――烟气辐射厚度，近似为下降流厚度,
对流换热ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ数由烟气对流和颗粒对流两部分组成，即
(4-26)
C――烟气对流换热系数，W/m2K，计算见式(4-27);
则由内循环流率决定， 它沿炉膛高度是逐渐变化的，底部高、 上部低。近壁区贴壁下降流的温 度比中心区温度低的趋势, 使边壁下降流减少了辐射换热系数； 水平截面方向上的横向搅混形 成良好的近壁区物料与中心区物料的质交换, 同时近壁区与中心区的对流和辐射的热交换使截 面方向的温度趋于一致, 综合作用的结果近壁区物料向壁面的辐射加强, 总辐射换热系数明显 提高。在计算水冷壁、双面水冷壁、屏式过热器和屏式再热器时需采用不同的计算式。物料浓 度Cp对辐射传热和对流传热都有显着影响。燃烧室的平均温度是床对受热面换热系数的另一 个重要影响因素。 床温的升高增加了烟气辐射换热并提高烟气的导热系数。 虽然粒径的减小会 提高颗粒对受热面的对流换热系数, 在循环流化床锅炉条件下, 燃烧室内部的物料颗粒粒径变 化较小,在较小范围内的粒径变化时换热系数的变化不大, 在进行满负荷传热计算时可以忽略, 但在低负荷传热计算时,应该考虑小的颗粒有提高传热系数的能力。
传热过程基础知识
传热过程基础知识传热过程是一个物体或系统与其周围环境之间热量交换的过程。
热量是指能量的转移，可以通过辐射、传导和对流三种方式传递。
首先，我们来看辐射传热。
辐射传热是指物体通过电磁波的传播而向周围环境传递热量。
辐射传热不需要介质的存在，它可以在真空中传输热量。
这是因为所有物体都会产生热辐射，用一个术语叫做黑体辐射。
黑体辐射的强度与物体的温度有关，温度越高，辐射的能量越多。
例如，太阳发出的光和热就是一种辐射传热。
传导传热是指物体之间的热量通过分子或原子之间的碰撞传递。
这种传热方式通常发生在固体物体中，因为固体物体的分子或原子之间是紧密排列的。
热传导通常发生在热端和冷端之间存在温度差的物体中。
当物体的一部分受热后，分子或原子的振动能量会传递给相邻的分子或原子，从而传递热量。
对流传热是指液体或气体中的热量通过流体的运动和对流传递给周围环境。
对流传热通常包括自然对流和强制对流两种方式。
自然对流是指流体受热而形成的密度梯度引起的自发流动。
如在锅中烧开水时，底部热水会上升，而冷水会下降，形成对流循环。
强制对流是指通过外力的作用，如风或泵浦，使流体产生对流流动。
例如，空调中的风扇可以通过强制对流将室内的热空气排出室外，从而降低室内温度。
除了以上三种传热方式，还存在相变传热和混相传热。
相变传热是指物体在相变过程中释放或吸收热量。
当物体发生相变时，其温度保持不变，所吸收或释放的热量用于相变过程。
例如，冰块融化时，吸收的热量被用于将冰转化为水。
混相传热是指不同相（如气相和液相）之间的热量转移。
这种传热方式通常发生在液滴蒸发和冷凝过程中。
传热过程的速率可以通过热传导、辐射和对流传热的传热系数来衡量。
传热系数是指单位时间内单位面积上热量的传递速率与温度差的比值。
热传导传热系数取决于物体的导热性质，如热导率。
辐射传热系数取决于物体的辐射性质，例如发射率和吸收率。
对流传热系数取决于流体的流动性质，如流速和流体的粘度。
传热过程在许多实际应用中起着重要作用，如建筑物的供暖和空调、发动机的冷却、工业生产中的加热与冷却等。
第四章 对流受热面的传热计算
对于锅炉对流受热面，影响的因素有物性， 对于锅炉对流受热面，影响的因素有物性，流 温度。管束中管子布置方式及结构特性， 速，温度。管束中管子布置方式及结构特性， 受热的冲刷方式等。 受热的冲刷方式等。 放热系数的值多是在专门试验台上用试验方法 确定，用相似理论方法加以整理， 确定，用相似理论方法加以整理，得出各种实 用的计算公式。 用的计算公式。
4
当燃用气体和液体燃料时，烟气为不含灰气流， 当燃用气体和液体燃料时 ， 烟气为不含灰气流 ， 有效辐射成分仅是三原子气体，此时， 有效辐射成分仅是三原子气体，此时，烟气的吸 收率不等于黑度，即烟气不能作为灰体来处理。 收率不等于黑度，即烟气不能作为灰体来处理。
设 烟 气 的 吸 收 率 为 A y， 则 A y ≠ a
以灰层外表作为计算基础的圆管传热系数K为 以灰层外表作为计算基础的圆管传热系数 为 1 K= 1 δ h d 0 δ m d 0 δ g d 0 1 d 0 + + d λ d + λ d + α d α 1 λh 1 m 2 g 3 2 4
即， 热烟气 → 外壁 → 内壁 → 工质
导热 对流
对流+辐射
烟气对灰层外表面的对流传热量 Qd = α d πd 0 l (t1 − t b1 ) → 即牛顿冷却公式 我们知道，辐射传热量与两物体温度四次方之差成正比。为了方 便， 把高温烟气对灰层外表面的辐射放热也写或牛顿冷却公式的 形式，即
化工原理传热
化工原理传热
传热是化工过程中重要的物理现象之一，它涉及能量的转移和分布。
传热可以通过三种方式进行：传导、对流和辐射。
传导是指热能在固体或液体中以分子间相互碰撞的方式传递。
在传导过程中，热量会从高温区域传递到低温区域，直到温度达到平衡。
对流是指热能通过流体的运动传递。
当物体表面受热时，周围的流体会被加热并膨胀，然后从热源处上升。
这导致了对流循环，使热量从热源传递到周围环境。
辐射是指热能以电磁波的形式传递，不需要介质来传递热量。
辐射可以通过空气、液体和固体传播，甚至可以在真空中传播。
辐射热传递取决于物体的温度和表面特性。
在化工过程中，传热是必不可少的。
传热的目的可以是控制温度以实现反应的理想条件，或者从一个系统中移除或向其输入热量。
为了实现有效的传热，可以采取以下措施：
1. 提高传热系数：通过增加传热表面积或提高传热介质的流速，可以增加传热系数，从而加快传热速度。
2. 减小传热阻力：通过改变传热介质的性质或减小传热介质的流通路径长度，可以减小传热阻力，提高传热效率。
3. 使用传热表面增强技术：如使用鳍片、流体分散剂或填料等
技术，可以增大传热表面积，从而提高传热效率。
4. 优化换热设备设计：通过合理设计换热设备的结构和组件，可以实现更高效的传热过程，并减少传热介质的能量损失。
化工过程中的传热是一个复杂的过程，需要综合考虑多种因素。
通过合理选择传热方式和采取相应的措施，可以实现高效的能量传递和分布，从而提高化工过程的效率和质量。
对流受热面的换热系数与烟气流速的关系
对流受热面的换热系数与烟气流速的关系【摘要】本文探讨了对流受热面的换热系数与烟气流速的关系。
首先介绍了研究背景，指出了换热系数在工程领域中的重要性。
接着阐述了换热系数的定义及其在换热过程中的作用。
然后分析了流速对换热系数的影响，并介绍了进行实验的方法。
通过实验结果的分析，探讨了烟气流速对换热系数的影响规律。
最后总结了影响换热系数的因素，并给出了结论总结。
未来展望部分提出了进一步深入研究的方向，为相关领域的研究提供了参考。
本研究对于深化对流受热面的换热系数与烟气流速之间关系的认识具有一定的理论和实际意义，为工程实践提供了有益的指导。
【关键词】对流受热面、换热系数、烟气流速、引言、研究背景、流速影响、实验方法、结果分析、影响因素、结论总结、未来展望1. 引言1.1 研究背景对流受热面的换热系数与烟气流速之间的关系是传热学领域中一个重要且具有挑战性的研究课题。
换热系数是描述热交换效率的重要参数，而烟气流速则是影响换热过程的关键因素之一。
深入研究受热面的换热系数与烟气流速之间的关系，不仅有助于优化传热设备的设计与运行，还能为提高能源利用效率、减少对环境的影响提供重要参考。
过去的研究表明，换热系数与烟气流速之间存在着明显的相关性。
随着烟气流速的增加，受热面的换热系数往往会有所提高。
这是因为较高的流速可以加速烟气与受热面的热交换，促进烟气中的热量传递到受热面上。
烟气流速对换热系数的影响并非线性的，不同的情况下可能存在一定的变化规律，因此需要进行更深入的研究与分析。
本文旨在通过实验方法，探讨对流受热面的换热系数与烟气流速之间的关系，为相关领域的研究提供新的实证依据。
2. 正文2.1 换热系数的定义换热系数是指在对流传热过程中，单位面积上的传热功率与温度差之比。
换热系数的大小反映了对流换热效果的好坏，换热系数越大，说明换热效果越好，传热速率越快。
换热系数通常用W/(m^2·K)表示，表示每平方米面积上每温度单位温差下传热功率的大小。
4 供热锅炉的构造
以增强对煤种的适应性；锅炉水容量大，适应负荷变 化的能力强。但只能单面操作，单面进风。此型燃煤 锅炉容量以不大于10t/h为宜。
（二）“O”型锅炉 1、基本构造: 如图所示为SZ型双锅纵置
2）第一回程烟管进口（平封头）处，由于管板内外温 差大，产生很大的应力，致使后管板产生裂纹，进而 产生水（汽）泄漏。
第四节 水管锅炉
定义:汽水在管内流动吸热，烟气在管外冲刷放热的锅 炉称之为水管锅炉。
特点 1、水管锅炉没有大直径的锅壳，用富有弹性的弯水管
取代了刚性较大的直烟管，增大了锅炉容量和提高了 参数。 2、采用外燃方式，燃烧室的布置非常灵活，在燃烧室 内可以布置各种燃烧设备，有效地燃用各种燃料。 结论 水管锅炉具有很多的优越性，对于大容量、高参数锅 炉来说，水管锅炉是惟一选择。 水管锅炉的主要特征反映在锅筒的数目和布置方式上， 下面介绍几种典型的水管锅炉结构型式。
立式烟管锅炉
1—下炉排 2—下炉门 3—水冷炉排 4—上炉 门 5—第一烟管管束6—前烟箱 7—第二烟管 管 8—烟囱 9—后上烟箱 10—后下烟箱
第三节 水火管锅炉
水火管锅炉是火管和水管组合的卧式外燃快装锅炉。 （一）基本构造：
1、燃烧室由锅壳内移至锅壳外，置于锅壳下部，形成 外置炉膛（外燃）。在炉膛内设置炉排。
低温水直接冲击高温的锅筒壁；由于给水管略低于锅 炉的最低水位，使水面处的炉水含盐量降低，消除了 蒸发表面上的发沫现象。
②结构：将给水管放置在给水槽内，管上开有 10~12mm的小孔，孔距100mm左右。
3）排污装置 ①目的：排除蒸发表面浓缩（含盐量较高）的炉水， 降低炉水的含盐量。
化工原理传热
化工原理传热传热是化工工程中非常重要的一个环节，它涉及到许多工艺过程和设备的设计与操作。
在化工生产中，传热过程不仅影响着产品质量和生产效率，还直接关系到能源的利用效率和环境保护。
因此，对于化工原理传热的深入理解和掌握，对于化工工程师来说至关重要。
传热的基本原理包括传热方式、传热系数、传热表达式等。
传热方式主要包括传导、对流和辐射三种方式。
传导是指热量通过物质内部的传递，对流是指热量通过流体的对流传递，而辐射是指热量通过电磁波的辐射传递。
传热系数是描述传热效果的物理量，它与传热介质的性质、流体状态、流体性质等因素有关。
传热表达式则是用来描述传热过程的数学表达式，可以通过传热方程和传热系数来进行计算和分析。
在化工生产中，传热过程通常涉及到换热器、蒸发器、冷凝器等设备。
换热器是用来实现不同流体之间热量交换的设备，它包括了许多种类，如壳管式换热器、板式换热器等。
蒸发器是将液态物质转化为气态物质的设备，它在化工生产中应用广泛。
而冷凝器则是将气态物质转化为液态物质的设备，也是化工生产不可或缺的一部分。
在传热过程中，热传导、对流传热和辐射传热是相互作用的。
热传导是传热过程中最基本的方式，它在许多设备和工艺中都有重要的应用。
对流传热则是流体在传热过程中的一种重要方式，它受到流体的流动状态、速度、流体性质等因素的影响。
而辐射传热则是在高温条件下的一种重要传热方式，它在许多高温工艺和设备中都有重要的应用。
总的来说，化工原理传热是化工工程师必须要深入了解和掌握的一个重要内容。
通过对传热的基本原理、传热设备和传热过程的深入研究，可以更好地指导化工生产实践，提高生产效率，降低能源消耗，保护环境，实现可持续发展。
希望本文能为化工工程师提供一些有益的参考和帮助。
锅炉原理课程设计
榆林学院题目锅炉课程设计学生姓名学号院 ( 系 ) 能源工程学院专业热能与动力工程指导教师胡广涛报告日期2015年06月 10日目录前言第一章锅炉课程设计任务书 (4)第二章煤的元素分析数据校核和煤种判别 (5)第三章燃料燃烧计算 (6)第四章锅炉热平衡计算 (8)第五章炉膛设计和热力计算 (9)第六章前屏过热器设计和热力计算 (13)第七章后屏过热器设计和热力计算 (17)第八章高温再热器设计和热力计算 (21)第九章第一悬吊管热力计算 (25)第十章高温对流过热器设计和热力计算 (27)第十一章第二悬吊管热力计算 (30)第十二章低温再热器垂直段设计和热力计算 (32)第十三章转向室热力计算 (36)第十四章低温再热器水平段设计和热力计算 (38)第十五章省煤器设计及热力计算 (41)第十六章分离器气温和前屏进口气温的校核 (44)第十七章空气预热器设计和热力计算 (45)第十八章锅炉整体热平衡校核 (52)第十九章热力计算结果的汇总 (53)前言《锅炉原理》是一门涉及基础理论面较广，而专业实践性较强的课程。
该课程的教学必须有相应的实践教学环节相配合，而课程设计就是让学生全面运用所学的锅炉原理知识设计一台锅炉，因此，它是《锅炉原理》课程理论联系实际的重要教学环节。
它对加强学生的能力培养起着重要的作用。
本设计说明书详细的记录了锅炉本体各受热面的结构特征和工作过程，内容包括锅炉受热面，锅炉炉膛的辐射传热及计算。
对流受热面的传热及计算，锅炉受热面的布置原理和热力计算，受热面外部工作过程，锅炉蒸汽参数的变化特性与调节空气动力计算等。
由于知识掌握程度有限以及三周的设计时间对于我们难免有些仓促，此次设计一定存在一些错误和遗漏。
第一章锅炉课程设计任务书1.1 引言锅炉课程设计是巩固我们理论知识和提高实践能力的重要环节。
它不仅使我们对锅炉原理课程的知识得以巩固、充实和提高掌握了锅炉机组的热力计算方法，学会使用锅炉机组热力计算标准方法，并具有综合考虑锅炉机组设计与布置的初步能力而且培养了我们查阅资料，合理选择和分析数据的能力，培养了我们严肃认真和负责的态度。
物质的热传递与传热方程
物质的热传递与传热方程热传递是指物体之间传递热量的过程。
在自然界中，热量会自动从高温物体传递到低温物体，以达到热平衡。
了解物质的热传递规律对于工程、科学研究以及日常生活都具有重要意义。
本文将探讨物质的热传递原理以及传热方程。
一、热传递方式物质的热传递可以通过三种方式进行：传导、对流和辐射。
1. 传导传导是指物体内部的热量传递。
当物体的一部分受热时，其分子会增加热运动并与周围分子碰撞，从而将热量传递给周围物体的分子。
常见的传导材料有金属、一些固体和液体。
传导热量的大小取决于材料的热导率和温度梯度。
2. 对流对流是指通过流体的运动来传递热量。
当流体受热并膨胀时，其密度减小，从而形成向上的浮力，推动冷流体下沉。
这种上升和下降的流体运动形成了对流传热。
对流传热可以是自然对流或强制对流，取决于流体运动的形式。
3. 辐射辐射是指通过电磁波的传播传递热量。
所有物体都会向外发射热辐射，其强度与物体的温度有关。
热辐射可以在真空中传递，因此，在没有其他传热方式的情况下，辐射是物体热量传递的唯一方式。
二、传热方程传热方程是用来描述热传递过程的数学模型。
根据不同的传热方式，我们有不同的传热方程。
1. 传导传热方程传导传热方程是用来描述物体内部热量传递的方程。
其一维形式可以表示为：q = -kA(dT/dx)其中，q是热流量，单位为瓦特(W)；k是材料的热导率，单位为瓦特/(米·开尔文)，A是传热截面积，单位为平方米；dT/dx是温度梯度，单位是开尔文/米。
通过该方程，我们可以计算出传热速率和材料的热导率之间的关系，从而预测热传递的行为。
2. 对流传热方程对流传热方程用来描述通过流体的传热过程。
其一维形式可以表示为：q = hA(Ts - T)其中，q是热流量，单位为瓦特(W)；h是对流换热系数，单位为瓦特/(平方米·开尔文)；A是传热面积，单位为平方米；Ts是表面温度，单位为开尔文；T是流体温度，单位为开尔文。
对流受热面传热计算
F
(或f
)
Z
d
2 i
m2
4
(10 69)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 管外烟气横向冲刷 F ab Z1dl m2
(10 70)
• 烟道截面变化时取几何平均 F 2F F
F F
(10 70a)
第十章 对流受热面传热计算
三、回转式空气预热器旳受热面积、流通截面 积和当量直径
1、转子有效截面积Fa
（式10-71）
– 当壁面两侧旳放热系数相差悬殊时，取放热系数较小一侧旳管子表面 积作为计算受热面积。
– 当管子壁面两侧旳放热系数同属一种数量级，相差不大时，则取相应 于管子平均直径旳面积作为计算受热面积。
第十章 对流受热面传热计算
一、对流受热面旳面积
– 过热器、再热器和省煤器：H=管子外表面积 – 管式空预器：H=烟气侧和空气侧旳平均表面积 – 再生式空预器：H=2×蓄热板面积 – 附加受热面：H=炉墙面积×角系数（膜式壁角系数为1.0）
9. 求烟气黑度1
10. 求灰污壁温T2
11. 求烟气侧辐射放热系数r 12. 根据燃料种类、受热面布置选用污染系数、热有效系数、利用系数
13. 求传热系数K
14. 求对流传热量Qctr
15. 校核
Qctr Qcre
Q
100
Qcre
主受热面（对流过、再、省、屏、空）Q 2%
凝渣管Q 5%
则计算满足要求,不然重新假设烟气出口温度（第2步）计算。
Nu 0.023Re0.8 Pr 0.4 CLCt
(10 37)
• 超临界水和蒸汽旳放热系数[公式10-39，10-40]
二、扩张受热面旳对流放热系数（用于省煤器） 三、回转式空气预热器旳对流放热系数
对流受热面热力计算程序求解过程和方法
对流受热面热力计算程序求解过程和方法流受热面热力计算程序是用于计算流体在受热面的热力学性质和传热情况的数值模拟程序。
该程序通过数值解法来求解流体在受热面的温度分布、压力分布、速度分布等参数，从而得到流体的传热和流动特性。
流受热面热力计算程序的求解过程如下：1.几何建模：首先，需要根据实际的流体系统情况建立几何模型，并确定受热面的形状和位置。
可以使用CAD软件进行建模，并将建模结果导入计算程序中。
2.网格划分：将几何模型划分为多个小区域，形成网格。
这些网格将作为数值计算的基本单元，通过网格划分可以将连续的流体区域离散为离散的网格点，使得问题转化为求解离散点的数值计算问题。
网格划分可以采用结构化网格或非结构化网格，具体选择哪种网格划分方式取决于实际情况。
3.数值求解：根据流体力学和热传导定律的基本方程，结合边界条件和初始条件，建立用于求解流体流动和传热问题的方程组。
常用的方程包括质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程等。
4.迭代求解：将建立的方程组通过数值计算方法进行离散化处理，得到一个离散的代数方程组。
然后通过迭代方法，不断求解这个代数方程组，得到流体在受热面的温度、压力、速度等参数的数值解。
常用的迭代方法包括雅可比迭代法、高斯-赛德尔迭代法、追赶法等。
5.计算结果分析：根据数值计算的结果，可以得到流体在受热面的温度分布、压力分布、速度分布等信息。
通过分析这些结果，可以评估受热面的传热效果和流体流动特性，进而指导系统的设计和优化。
流受热面热力计算程序的求解方法主要包括有限差分法、有限元法和有限体积法等。
有限差分法是一种常用的数值解法，通过将导数用差分来近似表示，将连续的微分方程转化为离散的代数方程。
有限元法是一种广泛应用的数值解法，将求解区域分割为多个小区域，建立适当的试验函数空间，将原方程用试验函数表示，并建立离散化形式的代数方程。
有限体积法是一种基于控制体积的数值解法，根据高斯定理和斯托克斯定律，将问题空间离散为一种特殊形式的差分控制体积，将微分方程转化为代数方程。
对流受热面的换热计算
锅炉对流受热面的换热计算大型电站锅炉的对流受热面是指对流换热为主的对流过热器和再热器、省煤器、空气预 热器、直流锅炉的过渡区等，也包括辐射份额较大的屏式受热面。
尽管这些受热面的结构布 置、工质和烟气的参数都有着很大的不同，辐射传热所占的份额不同，但为了简化计算，均 采用对流传热计算的规律，将辐射传热部分折算到对流传热，各个不同受热面的计算方法有 所不同。
对流受热面的换热计算，不论是设计计算还是校核计算，都是利用对流传热方程和烟气 侧与工质侧的热平衡方程，分别从对流传热和热平衡的角度来表达对流受热面的对流换热 量。
对流受热面换热计算的基本方程1. 受热面的对流传热方程式中Q j ——以对流方式由烟气传递给受热面内工质的热量，以况燃料（固体、液体）或 1m 3 ；燃料（气体）为基准；K ——传热系数,W/（m 2・，C ）；廿——传热温压，°C； H — 一参与对流换热的受热面面积，m 2； B ——锅炉计算燃料量，kg/s 。
2. 烟气侧热平衡方程对各段受热面，烟气侧热平衡方程是基本相同的Q d =^（h ，— h 〃 + A a h o ）,kJ/kg式中中——保热系数，考虑散热损失的影响；h '、 y截面上的平均焓值，Mg ；址一对应于过量空气系数a =1时，漏入该段受热面烟气侧的冷空气焓值,kJ/kg ； A a ——该段受热面的漏风系数。
3.工质侧热平衡方程对于布置在不同位置、不同工质状态的受热面，工质吸热量的计算方法不同。
（1）布置在炉膛出口处的屏式过热器或对流过热器。
这一类受热面的工质总吸热量由两部分组成：屏间（或对流受热面）烟气的对流换热量 和炉膛烟气的辐射换热量，所以，在计算屏（或对流受热面）的对流换热量时，应从工质吸 收的热量中扣除该受热面接受的炉膛辐射热量，即 D （h ”- h ） Q d = ―B— - Q f ,kJ/kg式中 Q f ——受热面吸收来自炉膛的辐射热量,kJ/kg ；D ——工质流量，kg/s ； h ”、h f — 受热面出口及入口的工质焓值,kJ/kg 。
《锅炉设备及运行》题库
《锅炉设备及运行》题库第一章概述一、填空题1.锅炉四管是、、、。
2.煤粉炉一次风的作用是，循环硫化床锅炉一次风的作用是。
二、选择题1.直流锅炉点火前必须建立启动流量的原因是（ A ）。
A防止启动期间水冷壁超温 B防止启动期间过热器超温C为强化热态冲洗效果 D为建立汽轮机冲转压力2.超临界锅炉水冲洗的流量约为额定流量的（ C ）A 20%B 5%C 30%D 35%3.在超临界状态下，水冷壁管内的阻力与过热器内的汽阻变化情况是（B）A水冷壁管内的阻力迅速下降，过热器内的汽阻迅速上升；B水冷壁管内的阻力迅速上升，过热器内的汽阻基本不变；C水冷壁管内的阻力迅速下降，过热器内的汽阻基本不变；D水冷壁管内的阻力迅速上升，过热器内的汽阻也迅速上升。
三、判断题1.直流锅炉只能在超临界压力下运行。
（×）2 强制循环锅炉比自然循环锅炉水循环更安全。
(√)3.锅炉汽水流程划分以内置式启动分离器为界设计成双流程。
(√)4.控制启动分离器出口蒸汽温度，也就是控制锅炉的加热段和蒸发段、过热段吸热量的分配。
(×)5.由于直流锅炉运行要求给水品质比汽包锅炉高得多，因此在直流锅炉启动过程中不须进行炉水洗硅。
(×)6.直流锅炉运行中，水变为蒸汽不存在汽、水两相区，即水变为过热蒸汽经历了加热和过热两个阶段。
(√)四、简答题1.超临界锅炉（直流锅炉）的运行特点答：第一.水冷壁传热特性变化最大第二.汽温响应速度加快第三.对燃烧调节要求更高第四.凝结水必须精处理同时，必须严格检测蒸汽含铁量，注意启动系统的切换（对外置式的）、储水箱水位波动和中间点温度控制转换的问题。
第三章制粉系统及其设备一、填空题1.煤粉的性质主要表现在煤粉的流动性、细度、颗粒组成、水分、爆炸性。
2.冷一次风的用户有密封风机风源、给煤机密封风、磨一次冷风等。
3.磨煤机的变加载是接受给煤机的电流信号，控制比例溢流阀压力大小，变更蓄能器和油缸的油压，来实现加载力的变化。
锅炉原理课程设计——京西无烟煤
锅炉原理课程设计——京西无烟煤(总41页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--新疆大学课程设计任务书 13-14 学年第１学期学院：电气工程学院专业：热能与动力工程学生姓名：学号：课程设计题目：220t/h锅炉整体校核热力计算煤种：京西无烟煤起迄日期:2013年 12月 23 日~ 2014年1月3 日课程设计地点:二教指导教师:胡申华系主任：胡申华下达任务书日期: ２０13年12 月 23日课程设计任务书课程设计任务书第一章锅炉课程设计概论锅炉课程设计的目的锅炉课程设计是“锅炉原理”课程的重要实践性环节。
通过课程设计以达到巩固、充实和提高锅炉课程知识；掌握锅炉机组的热力计算方法，并学会使用热力计算标准；具备综合考虑机组设计与布置的初步能力；培养我们查阅、合理选择和分析数据的能力；培养我们对工程技术问题的严肃和负责的态度。
设计任务在给定的给水温度和燃料特性的前提下，确定保证达到额定蒸发量。
选定的经济指标及给定的蒸汽参数所必须的各个受热面的结构尺寸，并为选择辅助设备和进行空气动力计算，水动力计算，管壁温度计算，强度计算，设计内容：1．确定锅炉的整体布置，并绘制锅炉结构图。
2．锅炉炉膛及主要受热面的热力计算。
3．额定负荷下锅炉的热力计算。
4．编写课程设计书。
根据计算任务的不同，可分为设计（结构）热力计算和校核热力计算两种。
我是进行校核热力计算。
设计热力计算：设计热力计算的任务是，在锅炉容量和参数，燃料性质及某些受热面边界处的水，汽，风，烟温度给定的情况下，选定合理的炉子结构和尺寸，并计算出各个受热面的数值，同时也为锅炉其他一些计算提供必要的原始数据。
设计要求：1、完成设计说明书一份。
2、在每个受热面的结构设计中，应该附受热面结构简图.3、计算一般都采用表格的方式进行。
4、绘制锅炉总图原始材料：1、锅炉额定蒸发量：De=220t/h2、过热蒸汽压力(表压)：Pgr=3、过热蒸汽温度：t1=540℃4、给水温度：tgs=215℃5、制粉系统：中间仓储式（热空气作干燥剂、钢球筒式磨煤机，热风送粉）6、燃烧方式：四角切圆燃烧7、排渣方式：固态一次喷水减温次喷水减温8、环境温度：20℃↓↓9、蒸汽流程：汽包→顶棚管→低温对流过热器-→屏式过器→高温对流过热器冷段-→高温对流过热器热段→汽轮机10、烟气流程：炉膛→屏式过热器→高温对流过热器→低温对流过热器→高温省煤器→高温空预器→低温省煤器→低温空预器11、燃料特性：①名称：京西无烟煤②煤的收到基成分Car=％、Mar=5％、Aar=％、Har=％、Oar=2％、Nar=％、Sar=％。
锅炉课程设计说明书
锅炉课程设计说明书*名：***班级：热动06-2班学号：**********指导教师：***锅炉课程设计说明书目录绪论设计目的及基本资料 (4)一、锅炉课程设计的目的 (4)二、锅炉校核计算主要内容 (4)三、整体校核热力计算过程顺序 (4)四、热力校核计算基本资参数 (4)五、燃料特性 (5)第一章辅助计算 (6)1.1锅炉的空气量计算 (7)1.2燃料燃烧计算 (7)第二章炉膛校核热力计算.................... 错误!未定义书签。
2.1 校核热力计算步骤 ·············································错误!未定义书签。
2.2炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增的计算 (16)第三章、对流受热面的热力计算 (17)3.1对流受热面计算步骤 (17)3.2屏式过热器热力计算 (17)第四章凝渣管的传热计算.................... 错误!未定义书签。
4.1凝渣管结构及计算主要特点··································错误!未定义书签。
锅炉对流受热面计算
锅炉对流受热面计算首先，我们需要了解对流受热面的概念。
对流受热面是指锅炉内部与工作介质(如水、汽、烟气等)直接接触的部分，通过对流传递热量。
对流受热面通常是由管壳式加热面组成，包括锅炉壳体、水冷壁、空气预热器等。
对流受热面的计算主要涉及到三个方面：传热系数的估算、换热面积的计算和热效率的评估。
1.传热系数的估算传热系数是指单位面积上单位时间内通过对流传递的热量。
传热系数的估算是锅炉对流受热面计算中的重要环节。
传热系数的大小与介质的物性、流动状态、受热面的形状等因素密切相关。
一般情况下，传热系数可通过实验或经验公式进行估算。
例如，针对空气在不同速度下对流传热，可以采用Nu=0.66Re^0.66Pr^0.33的经验公式，其中Nu为Nusselt数，Re为雷诺数，Pr为普朗特数。
将估算得到的传热系数应用于对流受热面的计算中。
2.换热面积的计算换热面积是指对流受热面上的有效热交换面积。
换热面积的计算是锅炉对流受热面计算的核心。
换热面积的计算主要考虑两个方面：一是考虑传热介质(如水、汽、烟气等)流动的特点，将受热面积与流量、流速等因素相结合进行计算；二是考虑传热过程的热阻情况，将传热系数与热阻相结合计算。
对于不同的换热面，可以采用不同的计算方法，如管内对流受热面积的计算采用管内光面积进行计算、管外对流受热面积的计算采用外表面积进行计算。
通过换热面积的计算，可以确定锅炉对流受热面的大小，为锅炉的设计和运行提供依据。
3.热效率的评估热效率是锅炉对流受热面计算中一个重要的评价指标。
热效率是指锅炉单位燃料消耗所产生的热量与输入燃料的热量之比。
热效率的评估包括热损失的计算和进一步改进的方法。
热损失通常分为两个部分：烟气中的热损失和未充分燃烧或燃烧副产物中的热损失。
通过对锅炉热效率的评估，可以进行锅炉设计参数的优化和改进，提高锅炉的热效率和能源利用率。
综上所述，锅炉对流受热面计算是锅炉设计和运行中的重要环节。
通过对传热系数的估算、换热面积的计算和热效率的评估，可以保证锅炉的正常运行和高效热能利用。
04锅炉动静态特性
过热器压力降随机组负荷而变化 。
机组负荷D↑→过热器压力降↑。 主蒸汽压力一定时，汽包压力随机组负荷增加而上升。 燃烧扰动和负荷扰动→主蒸汽压力变化。
二、主蒸汽与再热蒸汽温度 过热器出口蒸汽温度称为主蒸汽温度。主蒸汽温度与再热蒸汽 温度统称为锅炉汽温。 正常运行中锅炉汽温应维持在额定值，允许波动范围一般为 +5～一10℃。汽温高限由制造厂选用钢材品种、设计特点而定。
(2)负荷一汽温静态特性。 图5—5为锅炉负荷与主蒸汽温度、再热汽温度静态特性。
负荷一汽温静态特性是根据上述传热型式传热量份额分 配分析结论以及在以下条件下得到的；
1)过热器是对流辐射联合型传热面，以对流型式为主；
2)过热器进口为汽包出口的饱和蒸汽，在负荷变化范围 内认为饱和蒸汽焓值不变；
3)再热器为对流型式传热面； 4)汽轮机高压缸排汽为再热器进口蒸汽，其汽温随着负 荷增高而上升； 5)受热面的传热量主要决定于烟气侧的条件。
第二节 锅炉状态参数监控要求
锅炉状态参数主要有主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温 度、炉膛风压等。在运行中必须对各种状态参数进行连续的 监视和控制。
一、主蒸汽压力
单元机组蒸汽压力沿流程变化下图所示。
过热器出口压力称为主蒸汽压力。主蒸汽压力是蒸汽质量的重 要指标，定压运行时各负荷都要维持主蒸汽压力额定值，允许 小范围内波动。 1000t／h亚临界压力自然循环锅炉主蒸汽额定压力为16.7MPa， 允许波动范围为土0.196MPa。
第六节 直流锅炉静态特性
一、汽温静态特性 直流锅炉各级受热面串联连接，水的加热与汽化、蒸 汽的过热三个阶段的分界点在受热面中的位臵不固定而随 工况变化。由此而形成了直流锅炉不同于汽包锅炉的汽温 静态特性。 下面进行分析。 (1)假设新工况的燃料发热量、锅炉热效率、给水焓 都和原工况相同，而负荷不同。则有以下几种情况：原工 况和新工况的燃料量和给水流量保持比例。 在上述假定条件)可保持不变。
锅炉的基础知识——传热知识概述(四)
As long as the mood is clear, there will be no rainy days in life.精品模板助您成功（页眉可删）锅炉的基础知识——传热知识概述（四）两个物体温度不同所引起的热量传递过程叫做传热.1. 热量传递的方式热量总是由高温处向低温处传递的。
传递的方式有三种：导热、对流和辐射。
温差越大，单位时间内热量传递越快。
（1）导热：导热是通过物体的直接接触，热量从高温物体向低温物体传递的过程，物体本身各部分不发生相对移动。
例如用钢匙搅动热水，手握的一端就会逐渐热起来，这就是热传导的例子。
热传导与物质材料的性能有关。
不同物质有不同的导热系数，同一物质处在不同温度状态下，导热系数也不同。
所谓导热系数是指在1m2的面积上，当温度差为1℃时，每小时通过厚度为1m的平壁的热量，其单位为kW/m·℃，用符号“λ”表示。
根据表1.2—1介绍，锅炉钢板的导热系数是35.6~50.6kM/m·℃，一般水垢的导热系数是1.28~3.14 kM/m·℃，水垢的导热系数产均值比钢板小90%左右。
如果有了水垢，则受热面传热大大减小。
水垢太厚，会使金属管壁烧坏或堵塞管内水流通道，影响锅炉安全运行。
如果锅炉受热面管子外壁沉积着烟灰，管子内壁又积聚着水垢，则不仅影响导热的正常进行，造成燃料的浪费，而且还会使受热面管子的壁温增高，甚至过热而烧坏。
因此，锅炉在运行中，必须经常吹灰、排污，水处理要良好，使受热面内外表面保持清洁，以保证锅炉运行安全可靠。
表1.2—1 不同物质的导热系数见表(2)对流传热：对流传热是由于液体或气体各部分发生对流而引起的的传热过程。
在锅炉的传热过程中，加热锅筒内的水、锅炉的水循环流动，热水上升，冷水下降，使热量传给了全部锅炉的水；又如烟气以某种流速冲刷锅炉受热面的管壁，在与管壁接触过程中的热传递，都属对流传热过程。
对流传热的传热过程与流体的性质、流速的大小、流体运动的特性、流道的形状以及流体冲刷管子的方向等因素有关。
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1
K ' 以平壁代圆管
1 h 2
(a)当管壁两侧的放热系数相差很大时，以放热系数小的 侧面积作为计算传热面积。
(b)当两侧的放热系数相当时，以内、外壁的表面积的算 术平均值作为计算传热面积。
（6）理论上，1 为烟气对灰层外表面的放热系数，即应以1h
代替1 。
综合上述，传热系数可一般性地表示为
Q f f d 0lt1 t0
总放热量
Q Qd Q f d f d0lt1 tb1
1d0lt1 tb1
d0 —灰层外表面直径 t1 —烟气平均温度 tb1 —灰层外表层温度
Q 1 t1 tb1 d0l
1 2
—热有效系数
2．省煤器，真流锅炉的过渡区，蒸发受热面等，燃 用固体燃料，管束错列布置时
K 1
1 1
燃用固体燃料，管束顺列布置及燃用气体和液体燃料时
K 1
对于凝渣管和小型锅炉的锅炉管束，燃用固体燃料时，不
论布置型式如何，K 1
3． 半辐射式屏式过热器
K
1
1
错列布置时
d
CsCn
d
R P 0.6 0.33 er
Cs —节距修正系数
Cn —考虑沿气流方向管子排数以
及横向相对节距的修正系数
2. 顺列布置
d
CsCn
d
R P 0.65 0.33
Q
h h
tb1
tb2
d1l
Q
m m
tb2
tb3 d 2l
Q
g g
tb3
tb2 d3l
Q 2 tb2 t2 d 4l
说明各符号的意义，注意：d1, d2, d3, 为平均直径，整理得：
t1
t2
Q
d 0 l
1
1
h h
（1）K K ' 即理论上传热系数的数值与计算面积有关。于是传热
量的数值也计算面积有关。所以在传热计算时必须搞清二者的关系。
（2）由于一般锅炉的工质经过严格水处理及运行的煮炉情况，
水垢较少或无水垢，即 0 ，d3 d 4 dn （管内径）
（3）由于金属的导热系数较大，金属的热阻可忽略不计，即 m 0 。 m
1
1
Qf Qd
1
2
式中：
1
Qf Qd
—考虑屏式过热器吸收炉膛辐射热影响的系数
Q f —屏吸收炉膛的辐射热量
Qd —屏吸收屏间烟气的辐射和对流的热量
因为：屏的受热面按平壁计算，烟气侧的放热系 数
1
d
d
2s2 x p
（2）从壁面高温侧向低温侧的热量传递。
（3）从壁面低温侧向冷流体的热量传递。由 于有结垢，实际上是垢层由表面对冷流体的 放热。
即， 热烟气 对流辐射 外壁 导热 内壁对流 工质
烟气对灰层外表面的对流传热量 Qd dd0lt1 tb1
即牛顿冷却公式 我们知道，辐射传热量与两物体温度四次方之差成正比。为了方 便，把高温烟气对灰层外表面的辐射放热也写或牛顿冷却公式的 形式，即
d0 d3
1
2
d d
0 4
同样可得到按垢层内表面为计算基础的传热系数K '
K'
1
1
1
d d
4 0
h h
d4 d1
m m
d4 d2
g g
d d
4 3
1
2
分析与说明：
f
—屏的利用系数，s2—屏的管子纵向管节距，
xp—屏的辐射角系数
4．管式空预器
K 1 2 1 2
—利用系数
5．回转式空预器
K
C
11
xy1 xk 2
xy ， xk 烟气侧受热面，空气侧受热面各点总受热面积的份额
§4-3 对流放热系数
由传热学，受迫流动下
d0 d1
m m
d0 d2
g g
d0 d3
1
2
d0 d4
以灰层外表作为计算基础的圆管传热系数K为
1
K
1
1
h h
d0 d1
m m
d d
0 2
g g
Nu f Re, Pr
dd
f
wd v
, C p
对于锅炉对流受热面，影响的因素有物性，流
速，温度。管束中管子布置方式及结构特性，
受热的冲刷方式等。
放热系数的值多是在专门试验台上用试验方法 确定，用相似理论方法加以整理，得出各种实 用的计算公式。
一、横向冲刷管束时的对流放热系数
一、
除以B j 表示以每 kg 计算燃料为基础。
热平衡方程：
烟气侧
Qrp
I'
I ''
I
0 lf
工质侧
D i'' i'
Qrp
Bj
Qf
§4-2 传热过程和传热系数
传热过程：
三个串联环节
（1）从热流体（烟气）到壁面高温侧的热量 传递。由于积灰，管外壁上有灰层，实际上 是热流体向灰层外表面放热。
（4）管外壁虽有积灰，但一般灰层较薄，即 d0 d1 d （管外径）。
（5）计算表明，无论何种情况，采用平壁传热系数的计算公式来代
替上面的计算公式，即认为 d 1 ，所引起的计算误差不大。但是， dn
传热量的数值受计算传热面积的影响仍很大。实际中，任何情况可以
认为： K
1
1 h
K
1
1
h
1
1 h 2
尽管如此，实际中，上式直接由于确定传热系数仍有困难。 须由实验确定 K 的大小。
实用的传热系数计算式
1．对流式过热器
燃用固体燃料，管束错列布置时
K
1
1 1
1
2
—污染系数
燃用固体燃料，管束顺列布置，以及燃 用气体和液体燃料时
K 1
11
第四章 对流受热面的传热计算
§4-1 基本方程式
一、对流受热面
是指炉膛出口后烟气行程中所有用来交换烟气热 量的受热面。
特点：
（1）对流传热方式为主
（2）由于烟气中含有三原子气体及飞灰，∴受热 面还接受烟气的辐射放热。为一复合传热过程。
（3）布置在炉膛出口处的对流受热面还直接受来 自炉膛的辐射热 。