锅炉炉膛传热计算
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。
循环流化床锅炉炉膛辐射传热系数的计算方法
本文摘自1995年《电站系统工程》第11卷第2期循环流化床锅炉炉膛内辐射换热计算方法探讨湖北省燃烧工程学会田正渠对比了两种循环流化床(CFB)锅炉炉膛内求取辐射换热系数的方法；计算表明：炉内稀相区辐射换热系数占总传热系数的65%左右。
下面只摘了第二种方法,也就是最简便的计算CFB锅炉炉膛内辐射换热系数方法。
床层有效黑度法俄学者勃洛东尼教授等提出，正确计算CFB炉内辐射换热系数的问题，可归结为求取流化床层的辐射有效黑度a*，然后按辐射热计算公式来求得辐射换热系数αt，即αt=a*(T∞2+T w2) (T∞+T w)式中：T∞为床层核心层温度，K；T w为炉内壁面温度，K。
对于流化床炉膛a*=σ/[(1/εw)＋( 1/εe)－1]；对于循环流化床炉膛a*=σ/[(1/εw)＋( 1/εb)－1]。
式中：σ——斯蒂芬-波尔兹曼常数，σ= 5. 67×10-8，W/(m2·K4)。
εw——炉膛壁面黑度，在前苏联BTTI-9HIIH热力计算标准方法中(1973年)取其为常量，即εw = 0.75或0.8；εb——为床层等温黑度；εe——为床层有效黑度。
关于εb与εe关系式如下：εe/εb=A+(1－A)( T w/ T∞)^4；当( T w/T∞)≤1时，εb=εs^0.4。
其中εs为床层颗粒物料黑度(可据工作温度查有关手册)；A为反映床层等温性的参数，A=1－exp(－0. 16Ar^0.26 )，A r≥122这里Ar由床层温度T∞算出。
当Ar≥10^5，等温性参数A≈1，且εe≈εb，这时对应于充分掺混的等温床层。
对于快速循环流化床炉膛的稀相区，实为一空隙度很大的物料弥散系统，可允许使用εb=εs^0.31式作计算。
〔举例]援引文[1]中74页例题CFB炉在床温850℃及流化速度6米/秒下运行。
床砂粒200微米，膜式壁温360 ℃，在给出了一系列的物性和热工参数条件下，问求总传热系数。
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。
炉膛热力计算
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
锅炉受热面传热及计算
在锅炉的炉膛中，研究的是烟气辐射。
烟气一般由
二原子气体（N2，O2，CO） 三原子气体（CO2，H2O，SO2） 以及悬浮固体粒子（炭黑、飞灰，焦碳粒子） 所组成。
氮和氧发射和吸收辐射热的能力很弱，可以 认为是透明的，一般情况下，烟气中CO的 浓度很低。因此，中烟气中具有辐射能力的 主要是三原子气体和悬浮的固体粒子。
锅炉受热面传热及计算
一、炉膛的传热计算
炉膛是现代锅炉最重要的部分，从炉膛传 热过程来看，进入炉子的燃料与空气混合 着火燃烧后生成的高温的火焰与烟气，通 过辐射把热量传递给四周水冷壁管，到达 炉膛出口处，烟气温度冷却到某一数值， 然后进入对流烟道。
1.特点 ①炉膛内的传热过程与燃料的燃烧过程同时进行，参与燃烧与传热过程 的各因素相互影响。例如，燃料种类不同燃烧过程不尽相同，形成的火 焰成分及温度场不同，炉膛的吸热量就会不同，即传热过程不同。反之， 传热过程不同就会导致温度场发生变化，影响燃烧及燃尽。 ②炉膛传热以辐射为主，对流所占比例很小。 原因： 炉膛内火焰温度较高，例如1000℃左右，而四周水冷壁管的温度较低， 例如≤400℃ 炉膛内烟气流速较低，因此，对流传热量占总换热量的份额很小，一般 ≤5%。
③火焰与烟气温度在其行程上变化剧烈 对于一般的煤粉炉
原因： 火焰根部，燃料燃烧生成 的热量大于辐射传热量， 火焰温度升高。 火焰继续上升，可燃物逐 渐燃烬，燃烧生成的热量 小于辐射传热量，因而， 火焰温度下降。 于是，存在一点在该点火 焰温度最高，称该点火焰 中心。
④火焰在炉膛内的换热是一种容积辐射。 辐射换热量与整个炉膛的形状和尺寸等有 关。容积越大，炉内换热器量越多，炉膛 出口烟气温度越低。反之炉膛内换热量越 小，炉膛出口烟气温度越高。 ⑤运行因素影响炉内传热过程，例如，运 行过程中，污染发生，污染后的受热面表 面温度升高，导致炉膛换热量降低。
2-CFB锅炉炉膛传热计算公式说明
CFB锅炉炉内传热计算目录⒈ 100%负荷全炉膛传热计算 (2)⒉ 100%负荷全炉膛传热计算结果的校核 (6)⒊低负荷传热计算 (7)CFB 锅炉与煤粉锅炉的显著不同是CFB 锅炉中的物料（包括煤灰、脱硫添加剂等）浓度C p ，大大高于煤粉炉，而且炉内各处的浓度也不一样，它对炉内传热起着重要作用。
为此首先需要计算出炉膛出口处的物料浓度C p ，此处浓度可由外循环倍率求出。
而炉膛不同高度的物料浓度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。
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C p 对辐射传热和对流传热都有显著影响。
炉内受热面的结构尺寸，如鳍片的净宽度、厚度等，对平均换热系数的影响也是非常明显的。
鳍片宽度对物料颗粒的团聚产生影响；另一方面，宽度与扩展受热面的利用系数有关。
至于炉内的温度水平与煤粉炉一样，对辐射传热有着重要的影响。
清华大学对CFB 锅炉炉膛传热作了深入的研究，长江动力公司、华中理工大学、浙江大学等单位也对CFB 锅炉炉膛中的传热过程进行了有益的探索。
根据已公开发表的文献报导，考虑工程上的方便和可行，本节根椐清华大学提出的方法，进一步分析整理，对某台440 t/h CFB 锅炉进行了计算，其结果见表1～表4。
⒈ 100%负荷全炉膛传热计算CFB 锅炉炉膛受热面的吸热量按下式计算：T H K Q ∆⋅⋅= （1）式中 Q ——传热量，W ；K ——基于烟气侧总面积的传热系数，W/m 2·K ； △T ——温差，K ； H ——烟气侧总面积，m 2。
（1） 受热面结构尺寸对传热的影响传热系数K 按式（3-40）计算，其中分母包括四部分热阻：烟气侧热阻b1α''；工质侧热阻和受热面本身热阻ft f1H H ⋅α；λδ1；以及附加热阻as ε。
λδεαα1a f tf b 111+++''=s H H K （2）式中bα''——烟气侧向壁面总表面的名义换热系数，W/m 2·K ； f α——工质侧换热系数，W/m 2·K ，可按苏1973年热力计算标准求取；t H ——烟气侧总面积，m 2；f H ——工质侧总面积，m 2；as ε——附加热阻； 1δ——管子厚度，m ；λ——受热面金属导热系数，W/m 2·K ；bs bb1]1)1([αεαηα⋅++-=''P （3）式中 P ——鳍片面积系数，tfmH H P =；fmH——鳍片面积，m2；tH——受热面外部面积，m2。
第七章锅炉本体的热力计算
1.炉膛容积Vl
炉子火床表面到炉膛出口烟窗之间 的容积。 底部是火床表面；四周以及顶部为 水冷壁中心线表面（如水冷壁覆盖 耐火材料，则为耐火材料向火表 面） ；没有布置水冷壁的部分为炉 墙内表面 ；炉膛出口界面为出口烟 窗第一排管子中心线界面。 炉排上的燃料层厚度一般取 为150毫米。 如果装有老鹰铁，则炉排长 度计算到两者的接触点的垂 直平面，如没老鹰铁，则到 炉排末端。
Vy—对应αl''的每kg燃料燃烧后的烟气容积，Nm3/kg cpj—烟气从0到ll温度范围内的平均容积比热，kJ/Nm3· ℃。
五、火焰平均温度及水冷壁管外积灰层表面温度
事实上，燃烧是一个动态过程， 烟气温度的变化取决于燃烧放热 与辐射换热之间的平衡。
Q f 0 al H f Th4 Tb4
（7-21）
或查图
h
Aar a fh 100G y
* * k kq k g kq rq kh h C
ah 1 e
kp
2. 燃用气体或液体燃料时
分发光部分和不发光部分的黑度合成.
四、炉膛有效放热量与理论燃烧温度
炉膛有效放热量,也称入炉热量，是相应于1kg真正参与燃烧的 燃料所进入炉膛的热量，它计及了随它一起加进炉膛的其他 热量，即
解决关键
K
1 1
1
1
K
1
2
h 1 1 h 2
1
1
h 1 1 1 h 2
工业试验解决缺Βιβλιοθήκη 灰污系数值另外方法:有效系数
燃用固体燃料的错列管束，在烟气横向冲刷时，其灰污 系数与烟气的流速、管子的节距和直径以及烟气中灰粒 的分散度等因素有关。
锅炉原理-第七章锅炉传热计算
炉膛传热计算 ❖ 炉膛传热原理 ❖ 炉膛黑度计算 ❖ 炉膛受热面的辐 射特性 ❖ 炉膛传热计算方 法 ❖ 炉膛结构和热负 荷分布
对流受热面计算 ❖ 传热特点 ❖ 传热计算 ❖ 传热系数 ❖ 积灰污染对传热的 影响 ❖ 温压计算 ❖ 受热面布置和计算
炉膛传热原理
炉膛辐射传热特点
炉膛传热过程 ➢ 燃烧与传热—动态过程
炉膛热负荷分布
沿炉高某段的平均热负荷：qfi＝ηgqf kw/m2 炉膛各侧壁的平均热负荷：qfb＝ηbqf kw/m2 当炉膛出口为屏式受热面时，考虑屏间烟气向炉 膛的反辐射，炉膛出口截面的热负荷为：qfp＝βqfi kw/m2
对流受热面传热特点
对流受热面中同时存在对流和辐射传热，但对 流传热的份额大，故采用对流传热的计算公式， 在传热系数中同时计及辐射传热因素。
炉膛结构和热负荷分布
炉膛结构
➢ 燃料对炉膛尺寸的影响。 燃料不同炉膛尺寸由小到大依次为：天然气、油、
煤粉。 煤种不同：烟煤挥发分高，易于着火和燃烧，炉
膛尺寸相对小些； 褐煤水分多，烟气容积大，炉膛容积要求较大； 无烟煤挥发分少，着火和燃尽困难，除了燃烧器
采用稳焰措施，还要延长在炉膛的停留时间。
炉膛结构和热负荷分布
➢ 炉壁的表面温度为Tb，黑度为ab，面积为同侧炉 墙的面积
炉膛传热原理
炉膛辐射传热公式
物理、数学模型
➢ 通过以上假定，炉膛传热计算就简化为两个互 相平行的无限大平面间的辐射传热。根据斯蒂 芬—波尔兹曼定律，可得：
辐射传热方程式： BjQf asFb0 Th4y Tb4
系统黑度：
as
污染系数
ψ、x、ζ关系 ψ＝xζ （该式只在当水冷壁管的s/d〉1、水冷壁管表 面受到污染、管壁为非黑体时才成立。）
锅炉受热面传热及计算
Q
Bj
Ql
I
'' l
—保温系数， 1 q5 q5
B j —计算燃料消耗量 若烟气在Tll 和Tl" 温度之间的比热容量，
可以用某一平均值VCPj 表示，最后得到：
Q B jVC pj Tll Tl''
2．辐射换热方程式 ① 直接计算辐射换热量，Stephan-Boltzmann 把火焰和炉壁看成两个无限大的平行平面，则
Q axt Fl 0 Th4y Tb4
axt
—系统黑度 ,
axt
1
1 1 1
ahy ab
Thy , Tb 火焰炉壁的平均温度
F ahy , ab —火焰炉壁的黑度; l —炉壁面积
② 根据有效辐射计算换热量 如果火焰对炉壁的有效辐射为 q yx1 ，炉壁对火焰 的有效辐射为 q yx2 ，则单位面积上火焰和炉壁间的 换热量为 q yx1 q yx2 。该热量与火焰对炉壁的有效辐
③火焰与烟气温度在其行程上变化剧烈 对于一般的煤粉炉
原因： 火焰根部，燃料燃烧生成 的热量大于辐射传热量， 火焰温度升高。 火焰继续上升，可燃物逐 渐燃烬，燃烧生成的热量 小于辐射传热量，因而， 火焰温度下降。 于是，存在一点在该点火 焰温度最高，称该点火焰 中心。
④火焰在炉膛内的换热是一种容积辐射。 辐射换热量与整个炉膛的形状和尺寸等有 关。容积越大，炉内换热器量越多，炉膛 出口烟气温度越低。反之炉膛内换热量越 小，炉膛出口烟气温度越高。 ⑤运行因素影响炉内传热过程，例如，运 行过程中，污染发生，污染后的受热面表 面温度升高，导致炉膛换热量降低。
二维模型：适用于轴对称的圆柱型炉膛。
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
《锅炉原理》备课笔记9
《锅炉原理》备课笔记9第九章炉内传热计算§9-1炉内传热的相似理论计算方法一．炉内辐射传热的基本概念1． 基本概念：投射辐射、有效辐射、系统黑度、炉膛黑度。
2． 计算公式是四次方差式，四次方差乘以系统黑度乘以辐射常数。
（通用）二．炉内传热计算的相似理论方法1．炉膛内辐射传热占95%以上。
对流传热占不到5%。
因此我们认为炉膛内完全是辐射传热，没有对流传热。
全部热量都是按照辐射的方式传递的。
2．理论燃烧温度的概念，应当叫绝热燃烧温度。
因为如果是理论的，参与燃烧的空气量应当是理论空气量（过量空气系数为1），而不是实际空气量（过量空气系数为实际的炉膛出口过量空气系数）。
从计算过程来看，只是没有对外传热所以应当叫绝热燃烧温度。
绝热燃烧温度就是把所有单位时间送入炉膛的热量当作焓，不对外传热，计算得到的相映的温度。
计算绝热燃烧温度的时候，因为烟气各个气体成分的比热是温度的函数，不能直接计算，只能用试算法计算。
3． 定性温度：用炉膛出口烟气温度作为定性温度。
4． 水冷壁面积：把与水冷壁相切的平面看作火焰的辐射表面，这个平面也是接受火焰辐射的水冷壁面积，叫做水冷壁面积。
5． 炉内传热的方程组：⎪⎩⎪⎨⎧''-=''-==)()(410l a p j l l j l T T VC B I Q B Q T Fa Q ϕϕσψ （9-12）（9-13） 6． 炉内有效放热量：包括修正后的1公斤燃料的有效放热量、1公斤燃烧用空气带进炉膛的热量。
7． 古尔维奇公式的推导过程：（1） 让（9-12）=（9-13），经过整理为（9-18）式。
（2） 带入卜略克—肖林公式（9-19）。
卜略克—肖林公式公式是描述炉膛内火焰平均温度与炉膛出口烟气温度的关系的经验公式。
卜略克—肖林公式从描述炉膛内沿炉膛高度的温度场的纯数学方法的公式演变而来。
（3） 经过数学数据整理得到古尔维奇公式（9-22）（9-23）（9-24）（9-25）。
锅炉炉膛换热计算
锅炉炉膛换热计算（锅炉原理）锅炉热力计算的目的是确定锅炉受热面与燃烧产物和工质参数间的关系，计算的基础是燃料的燃烧计算和锅炉的热平衡计算。
根据锅炉各种受热面的不同性质，将锅炉热力计算分为炉膛换热计算和炉膛出口后对流受热面的换热计算两大部分。
从热力计算方法上分为受热面的设计计算和校核计算，在工程实际中，校核计算应用的更多，譬如，当燃料发生较大的变更、锅炉受热面改造、改变运行方式等情况下均需要进行校核计算。
第一节锅炉炉膛内传热的特点一、炉膛换热的主要特点在锅炉炉膛中进行着燃料的燃烧过程，送入炉膛的燃料放出近乎全部的热量，将燃烧产物（主要为燃烧而生成的烟气）迅速加热升高至很高的温度（常规煤粉炉的炉膛火焰最高温度约为1500~1600℃）；同时，燃烧产物又以辐射为主、对流为辅的传热方式将热量传递给炉膛受热面中的工质，燃烧产物的温度沿流程逐渐降低。
二、炉膛换热计算的主要任务从传热的角度，炉膛内必须布置足够的受热面，以在炉膛的出口处将高温烟气冷却到合适的温度，使烟气进入炉膛后的密集对流管束时温度已经低于灰的熔融温度，避免受热面结渣。
炉膛换热计算均以计算炉膛出口截面上的平均烟气温度为核心。
设计计算是在已知炉膛出口温度的条件下，计算所需受热面的数量，校核计算是在已知炉膛内布置的受热面的条件下，计算炉膛出口的烟气温度。
三、炉膛换热计算的主要困难炉膛换热计算是一个受多种因素影响的复杂课题，炉膛的换热过程是伴随燃料的燃烧过程同时进行的，它不仅取决于炉膛的结构型式、几何尺寸，而且与燃料的种类、燃料性质、燃烧器的布置和型式以及运行方式等都有紧密且复杂的关系。
炉膛换热计算的主要困难来自炉内过程的复杂性。
炉膛本身结构复杂，火焰温度分布不均匀，火焰的辐射特性不易确定，尤其是燃料燃烧后对受热面产生的积灰或结渣程度难以准确计算，其对传热的影响程度也极难定量估计。
由于影响因素众多且关系过于复杂，基于纯数学方法描述物理化学过程的炉膛换热计算方法尚未进入工程实用阶段，因此，依赖大量经验数据的计算方法在工程实际中仍起着不可替代的作用。
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
锅炉炉膛各热负荷计算公式
锅炉炉膛各热负荷计算公式在工业生产和生活中，锅炉是一种常见的热能设备，用于产生蒸汽或热水，以供暖、供应工业生产过程中的热能需求。
在锅炉的设计和运行过程中，热负荷的计算是非常重要的，它直接影响着锅炉的选型和运行效率。
本文将介绍锅炉炉膛各热负荷的计算公式，以帮助读者更好地理解和应用这些公式。
首先，我们需要了解什么是炉膛热负荷。
炉膛热负荷是指锅炉炉膛内的燃烧过程所需的热能量。
它包括燃料的燃烧热值、燃料的燃烧率、烟气的热损失等因素。
通过对炉膛热负荷的计算，可以确定锅炉的热负荷大小，进而确定锅炉的选型和运行参数。
接下来，我们将介绍几种常见的锅炉炉膛各热负荷计算公式。
1. 燃料的燃烧热值计算公式。
燃料的燃烧热值是指单位质量的燃料在完全燃烧时所释放的热能。
通常用单位质量的燃料所释放的热能来表示，单位为kJ/kg或MJ/kg。
燃料的燃烧热值可以通过以下公式来计算：Qv = Qm H。
其中，Qv表示燃料的燃烧热值，单位为MJ/kg；Qm表示燃料的燃烧热值，单位为kJ/kg；H表示燃料的质量，单位为kg。
2. 燃料的燃烧率计算公式。
燃料的燃烧率是指单位时间内燃料的燃烧速率，通常用kg/h或t/h来表示。
燃料的燃烧率可以通过以下公式来计算：G = Q / Qv。
其中，G表示燃料的燃烧率，单位为kg/h；Q表示燃料的热负荷，单位为MJ/h；Qv表示燃料的燃烧热值，单位为MJ/kg。
3. 烟气的热损失计算公式。
烟气的热损失是指燃烧过程中因烟气带走的热能损失。
烟气的热损失可以通过以下公式来计算：Ql = (1 η) Q。
其中，Ql表示烟气的热损失，单位为MJ/h；η表示锅炉的热效率；Q表示燃料的热负荷，单位为MJ/h。
通过以上公式，我们可以计算出锅炉炉膛各热负荷的大小，从而为锅炉的选型和运行提供依据。
在实际应用中，还需要考虑到燃料的燃烧过程中的热损失、热交换器的效率等因素，以获得更准确的热负荷计算结果。
总之，锅炉炉膛各热负荷的计算是锅炉设计和运行中的重要环节，它直接影响着锅炉的能效和运行成本。
锅炉原理-第9章炉膛传热及计算
4 0 axt Fl (Thy Tb4 ) BjVCpj (Tll Tl )
4 0 al FT l hy B jVCpj (Tll Tl )
7
9.3 炉膛温度场分布规律
炉膛中火焰的温度（相似理论法）
根据大量试验测定，对于一般具有相当高度而四周
均匀布满水冷壁的炉膛，其温度分布是类似的
锅炉原理
第9章 炉膛传热及计算
第9章主要内容
炉膛传热过程 炉膛传热方程 炉膛温度场分布规律
2
9.1 炉膛传热过程
炉膛传热过程及特点
炉膛传热过程
进入炉膛的燃料与空气混合，着火燃烧后生成高温 的火焰（烟气），通过传热过程将热能传递给四周 水冷壁管中的工质，到达炉膛出口处，烟气被冷却 到某一温度后进入对流烟道
1 lg hy lg m+n lg l 4
hy ln
火焰的平均温度为
4 Thy Tll4(1 n )Tl4 n
4 0 al FT l hy B jVCpj (Tll Tl )
代入炉膛传热基本方程式
l4n
Bo (1 l) 0 a1
炉膛中火焰温度的变化曲线可表示为
4 e X e X
l4 e e
dx
4 hy 4 0
1
1
(1 e )
1
(1 e )
d 4 0 dx
ln ln Xm
8
9.3 炉膛温度场分布规律
炉膛中火焰的温度（相似理论法）
炉膛传热过程的特点 1. 炉膛内传热过程和燃料燃烧过程同时进行，参与燃
烧与传热过程的各因素相互影响
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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
计算公式见 课本
M 与火焰中心有关的量 B0 波尔兹曼准则
B jVc pj B0 0 pj FlTa3
Ql I l" Vc pj Ta Tl "
！！！想知道推导过程 可以看看冯俊凯那本书
1
1
3.传热系数
至于对流换热系数等等见课本
q yx1 q yx2 q yx1
q yx1 火焰对炉壁的有效辐射 热负荷 q yx2 炉壁对火焰的有效反辐 射热负荷
假想黑度，对应于有效辐射热量
4 q yx1 al 0Thy ,
炉壁总换热量 Q (q yx1 q yx2 ) Fb q yx1Fb
4 Fbal 0Thy
m n
2.对流受热面的传热计算
水蒸气
' qm 2 c p 2 , t 2
烟气 qm1c p1 , t1'
" t2
t1"
Qf
烟气放热量=水蒸气吸热量？？？
烟气放热量+辐射放热量=水蒸气吸热量
2.对流受热面的传热计算
" ' Q kAt m qm1c p1 (t1' t1" ) qm 2 c p 2 (t 2 t 2 )
Q"f
Q 'f (1 a) x"p
5.67 1011 aFp"Tp4 r Bj
Q
' f
g ql Fl"
Bj
g 炉膛受热面热负荷沿高 度分布不均匀系数 考虑屏间烟气向炉膛反 辐射影响的修正系数
ql 炉膛辐射受热面的平均 热负荷 Fl" 炉膛出口烟窗的截面积
(i ) A已知，t m？一般只知道四个温度 中两个？
' 假设一个温度， ：已知t1'，t 2，可以假设t1"， eg " 从而可以求出t 2 , 知道Q
(ii )由烟气流量以蒸汽流量 及换热面布置情况 计算k (iii)Q kAt m Q - Q (iv) 1% Q (v)不满足锅炉设计指导书
其它的 Qd
2.对流受热面的传热计算
对于空气预热器 " ky o" o ' ( I ky I ky ) Qd ky 2 屏式过热器的辐射吸热 量为 Qf Q Q
' f " f
来自炉膛的传热 量经过屏吸收后 剩下的
烟气对屏后受热 面辐射的热量
1.炉膛传热原理
从辐射换热角度计算炉膛换热
4 Q f xt Fb 0 (Thy Tb4 )
xt
b Tb
hy Thy
1 1 1 1 hy b boltzman constant
式中： 0 stefan
Q f 辐射换热量 Fb 炉壁表面积 xt 系统黑度 hy， b 火焰，炉壁黑度
ahy 1 e s 3.6 Vl Fl
kps
k 火焰辐射减弱系数 p 炉膛压力 s 炉膛的有效辐射层厚度 Vl 炉膛容积 Fl 炉壁面积
关键是求k
k h 火焰中悬浮灰粒辐射减 弱系数 kh 55900
3 2 Tl"d h
h 飞灰浓度
k j 火焰中焦炭颗粒的辐射 减弱系数 x1 , x2 影响系数
对流换热面的传热特点 对流受热面的传热计算 传热计算
1.对流受热面传热特点
传热特点 对流换热为主，但是还是有辐射。如何考虑？ 传热学中是把这部分计算在那？ 对流换热为主：对流过热器和再热器、是省煤 器、空气预热器。屏式换热器，前屏以辐射为 主，计算在炉膛里。大屏及后屏半辐射式用对 流受热面公式计算 计算公式 Nu C Re Pr ，具体参数选取课本以及锅 炉课程设计一书
2.对流受热面的传热计算
针对过热器再热器具体公式为：
Qd KHt Bj
0 Qd ( I I I lf )
保热系数
I 进口烟气焓 I 出口烟气焓
0 I lf 漏风焓
漏风系数 对含有辐射热量的屏式 过热器 Qd D (i i) Q f Bj D (i i) Bj
4 Qf xt Fb0 (Thy Tb4 )
联立求解可以推出
Tb4 al (1 4 ) 1 1 Thy ( 1) ahy ab 1
4 q yx1 al 0Thy 4 q yx2 ab 0Tb4 (1 ab )al 0Thy
4 4 al 0Thy ab 0Tb4 (1 ab )al 0Thy 4 al 0Thy
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
1.炉膛传热原理
从火焰和烟气的放热过程计算炉膛换热 原始的燃烧放热+烟气再循环热量-炉膛出口的烟气焓=炉膛换热
Q B j Ql I l" , q5 1 q5
KW
B j 锅炉计算燃料量， / s kg
保热系数
Ql I l" Vc pj (Ta Tl " ) Q B jVc pj (Ta Tl " )
1.炉膛传热原理
二、火焰辐射 1辐射成份 三原子气体（CO2,H2O） 焦炭粒子 灰粒 炭黑粒子（缺氧，高温裂解，黄色火焰，PAH，soot） 2辐射影响因素 火焰辐射成份（不同燃料） 有效辐射成分在炉膛中的分布 燃烧方式和燃烧工况（同燃料，不同的燃烧方式） 各辐射成分的相互影响
炉膛传热计算
主要内容
炉膛传热原理 炉膛传热计算方法 炉膛黑度计算
炉膛受热面的辐射特性
1.炉膛传热原理
一、炉膛传热过程 复杂问题。燃烧和传热同时存在，燃烧问题比较 复杂，如何处理是个比较难的问题 传热分析，化学热 燃烧放热 炉膛水冷壁 水 烟气 火焰温度分布曲线（先升高，后下降） 炉膛内温度高，传热以辐射为主 任务：按照选定的炉膛出口温度布置辐射受热面 积，或者布置了炉内辐射受热面积，校核炉膛出 口烟温是否合适。炉膛要求可见课本P137中5条
绝热温度 的计算公 式
燃料完全燃烧的热量用来 加热燃烧产物而不与炉壁 发生换热
1.炉膛传热原理
热平衡方程： 未知
4 xt Fb0 (Thy Tb4 ) BjVc pj (Ta Tl" )
未知
未知
一个方程，三个未知数，如何求？？？利用相似原理来求求解
2.炉膛传热计算方法
一、前苏联“热力计算标准方法” 1.单室炉及半开式炉膛中的换热计算
最终计算公式
Ta Tl 0Fl alTa3 0.6 M( ) 1 B jVc pj
"
什么量？？
需要知道什么 温度？
已知量？？？？ 未知量？？？
1.假设炉膛出口温度 2.某些物理量的定义 其它炉型及公式看看书即可，求解方法大同小异！
3.炉膛黑度计算
一、炉膛黑度计算 说明：炉膛黑度是进行炉膛热力计算时引进对应于火焰有效 辐射的假想黑度。其与火焰黑度和炉壁黑度有一定关系。
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.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
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 mΒιβλιοθήκη m2h m g 1 1 h m g 2