锅炉本体热力计算11

qV B' Qnet,ar Vl kW / m3 ；qR B' Qnet ,ar R kW / m2
B’—每秒燃料消耗量，kg/s。
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七、锅炉本体热力计算
6.2 对流传热面传热计算
6.2.1基本方程式
以燃烧1kg燃料为计算基础： KHt kJ / kg 传热方程式： Qcr Bj ' 热平衡方程式： 烟气侧： Qrp (I 'I "I k0 ) kJ / kg 工质侧： Q D' (i"i' ) Q kJ / kg
式中
Fbi、χi —为某一区段的炉壁面积和其相应的有效角系数； Hff —对于覆盖有耐火层的水冷壁其辐射受热面面积； Fl—炉膛周界总面积，m2； R—火床面积，m2。 0
七、锅炉本体热力计算
7.1.2炉膛传热的基本方程及炉膛黑度
火焰与炉壁之间的辐射换热量：
Qf Qhy Qby 0al H f (Th4 Tb4 ) （四次方温差公式）
炉膛系统黑度：室燃炉 层燃炉
al
al
1 1 ab (1 ah 1)
1 (1 ah )(1 ) 1 ab 1 (1 ah )(1 )
火床与炉壁面积之比： R Fbz
式中 Qhy —火焰有效辐射； Qby —炉壁有效辐射； ab —水冷壁的表面黑度，可取0.8； ah —火焰黑度。 Th —火焰的平均温度，K；T b —水冷壁表面温度，K。
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七、锅炉本体热力计算
6.1.5火焰平均温度及水冷壁管外积灰层表面温度
4 4(1n ) "4 n 火焰平均温度：Th Tll Tl
K K
n——燃烧工况对炉膛内火焰温度场的影响。
水冷壁管外积灰层表面温度： Tb q f Tgb 式中 Tgb—水冷壁管金属壁温，K；
ε—管外积灰层热阻，一般取2.6 m3 · ℃/kW; qf —壁受热面辐射热流密度， kW / m2; Bj’ —每秒计算燃料量，kg/s。
火焰辐射减弱系数： k kq kg
式中 kq 、kg 、kh—分别为三原子气体、固体颗粒和灰粒的减弱系数，1/m· Mpa； C—焦炭粒等的修正系数。
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七、锅炉本体热力计算
6.1.4炉膛有效放热量与理论燃烧温度
炉膛有效放热量Ql 是指相应于1kg真正参与燃烧的燃料所带入炉膛的热 量。 100 q q q
灰污系数表示管壁积灰后所引起热阻的增加： K K 0
有积灰时时的传热热阻：
传热系数：
K 1
1 1 1 2
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七、锅炉本体热力计算
6.2.3有效系数ψ
有效系数
K / K0 1 1 1 / 2 1 K 0 1 / h 1 2 1 h
Ql Qr
3 4 6
100 q4
Qk
kJ / kg
式中
Qk — 燃烧需要的空气带进炉膛的热量。
ll
Tll ll 273
理论燃烧温度：假定在绝热情况下将Ql 作为烟气的理论焓而得到烟气 理论温度 ll 。 Ql
V y c pj
式中： Vy— 在αl〃情况下每kg燃料燃烧后的烟气容积，Nm3/kg; cpj— 烟气从0℃到θ ll℃温度范围内的平均容 积比热，kJ/Nm3 · ℃。
6.1.6炉膛换热计算
炉膛换热无因次方程式： 波尔茨曼准则—Bo＝ H
0
4n 4 " 1 h l Bo( )＝ al m 1 l " 1 l "
B j 'Vy c pj
f
T
3 ll
； 火焰无因次温度— h＝Th ；
ll
T
炉膛出口无因次温度—
l "＝
Tl " Tll
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七、锅炉本体热力计算
7.1 锅炉传热过程及计算
7.1.1炉膛几何特性
炉膛容积Vl：由炉子火床表面至炉膛出口烟窗之间的容积。 炉膛周界面积Fl：包围炉膛容积的所有周界封闭面积的总和，包 含火床面积R、全部水冷壁面积、未有水冷壁的炉墙面积和出口 烟窗第一排水管中心线面积。 有效辐射受热面Hf ： 有效角系数x：火焰投射到管壁受热面的总热量与投射到炉壁 x Q / Qhy (2 2 ) 的热量之比。 Hf H f xi Fbi H ff m2 Fl R 炉膛水冷程度χ ：整个炉膛的平均有效角系数。
七、锅炉本体热力计算
6.1.7 炉膛换热计算步骤
（1）确定炉膛几何特性：炉膛各面炉墙面积Fbi、炉膛周界面积Fl、炉膛 容积Vl、炉膛有效辐射受热面总面积Hf、炉排面积R、炉膛水冷程度 χ、炉膛有效辐射层厚度δ。 （2）计算炉内有效放热量Ql、，在选定炉子出口过量空气系数αl”的情况 下，由焓温表得理论燃烧温度 ll 。 （3）先假定一个炉膛出口温度 l " ，在焓温表中求得相应得I ll " ,从而计算烟 气的平均热容量Vycpj。 （4）计算炉膛火焰黑度 ah 、炉膛系统黑度 al 和波尔茨曼准则Bo。 （5）选取m值，计算Bo(1/ al +m)值后由图查取 l " ，求出 l " 。 （6） l " 应与假设的值相差不大于100℃，否则重新假定再算，最后以计 算所得的 l " 为准。 B j ' Qf q kW / m2 （7）计算炉膛辐射受热面平均热流密度： f H f （8）计算炉膛容积热强度、炉排热强度：
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6.1.3 火焰黑度
火焰黑度：
式中
ah 1 e kp
k—火焰辐射减弱系数，1/m· Mpa； p—炉膛内介质的压力； V δ —有效辐射层厚度，m;对炉膛： 3.6 l Fl Vl — 炉膛容积，m3; Fl — 炉膛包覆面积，m2;
kg kh C
rp
Bj '
f
炉膛出口烟窗后的对流受热面，受到的炉膛辐射热：
Qf ' ch q f Fch xgs Bj ' kJ / kg
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七、锅炉本体热力计算
6.2.2传热系数
1 1 1 ＝ h K 1h h 2 1 1 1 ＝ K 0 1 2
1 1 1 h 1 1 1 ( h )1 1 h 2 h 2