关于电站锅炉几种热力计算标准的研究

有差异。下面, 首先对对流放热系数加以分析。
1957 年标准规定:
烟气横向流过顺列管束时, 对流放热系数按下式计算:
(k =
0. 177Cz
∗ d
wd +
0. 64
烟气横向流过错列管束时, 对流放热系数按下式计算:
kcal / ( m 2h℃) ( 17)
当
s1 d
-
s2 d
-
1 1
≤0.
7
时,
当燃用无烟煤及贫煤时, 取为 0. 4;
∑ H ——辐射受热面, m 2, 可按下式计算: H =
Fcm·x ;
其中: F cm ——装有水冷壁的炉墙面积, m 2;
x —— 水冷壁的角系数;
am—— 炉膛黑度;
B p——计算燃料消耗量, kg/ h;
V Ccp ——平均热容量, kcal / ( kg·℃) , V Ccp = ( Qm- I "m) / ( a- "m) ——保热系数, = 1- q5/ 100;
M = 0. 56- 0. 5x ∀ 不论 x ∀ 值如何, M 的最大值不超过 0. 5 ( 室烧炉) , x ∀= hr / H ∀ hr , H ∀—— 燃烧器轴线的位置高度和炉子总高度;
——保热系数:
( 2) 炉膛黑度 1957 年标准规定:
=
1-
q5 #k ·a+
q5
炉膛黑度的计算式为:
am = 1-
( 3) 因 CE 锅炉和预热器的密封性能较好, CE 标准的漏风值较小, 而苏联标准的漏风较大。 ( 4) 对于炉内传热计算, CE 标准将炉膛分为上下两部分进行计算, 上炉膛包括炉膛上部的 分割屏, 屏区水冷壁, 壁式再热器及顶棚等。计算时沿高度分层, 并将出口截面分为若干网格, 用积分法计算, 即可求出上炉膛各部分的吸热量和出口烟温。苏联标准计算只能给出炉膛理论燃 烧温度、炉膛出口截面的平均烟气温度以及全炉膛的平均辐射热负荷, 如求上炉膛区域前屏, 顶 棚及水冷壁的吸热量时, 只简单的乘以沿高度方向的热负荷不均匀系数, 误差较大。 ( 5) 对于对流受热面计算, CE 标准规定, 烟气辐射只考虑管间或屏间的三原子气体辐射, 不考虑灰粒辐射和管束前的烟室辐射, 而苏联标准计算烟气辐射时综合考虑了三者的影响。另 外, CE 标准规定总的传热系数即为对流放热系数和三原子气体的辐射放热系数简单相加, 不 存在沾污系数, 沾污壁温的概念, 也不考虑工质侧传热系数的影响。而苏联标准计算传热系 数时综合考虑了这几项的影响。从这一点看, CE 标准还不够全面。以上几点由哈锅资料的分 析中也得到了证实。
式中:
K = K ∀rn + K n &= 0. 8+ 1. 6r H2O Pn ·s
1-
0.
38
T "m 10 00
3
+ 7. 0&
1
d
2 n
T
"2 m
( 6)
&—— 炉子出口处烟气中灰分的浓度,
&=
10A p ayH Vy
g
/
m
3
ayH—— 燃料灰分被烟气带走的份额, 对固态排渣煤粉炉, 取为 0. 9;
"m =
M
Ta
4.
9!cpF c
aT
T
3 a
108 B pV Ccp
0. 6
+
1
273 ℃
( 3)
式中: !cp ——平均热有效系数; M ——系数, 其值决定于沿炉膛高度火焰最高温度所处相对位置 x ∀。 当室燃高反应的燃料及层燃所有的燃料时, M = 0. 59- 0. 5x ∀ 当室燃低反应的固体燃料 ( 无烟煤屑及贫煤) 以及高灰分的烟煤时,
( 1) CE 标准热力计算采用高位发热量和每小时全部燃烧产物 ( 重量) , 而苏联标准采用 低位发热量和每公斤燃料燃烧产生的燃烧产物 ( 容积) 进行计算。
( 2) CE 标准计算精确度较高, 对 100% 负荷除排烟温度可以有±2 的计算偏差外, 各级 受热面的工质与烟气温度必须严格衔接; 而苏联标准采用假设后复校的办法, 排烟和热风温 度可以有±10℃的误差, 各级对流受热面吸热量的计算值与假设值间的误差为±2% , 两级布 置省煤器和管式空气预热器的工质中间温度可以有±10℃的误差, 燃料带入炉膛内的总热量 与各级受热面吸热量总和间的误差不大于 0. 5% 。
1962 年联合通报对 1957 年标准修正后:
"m =
M
Ta
4. 9
H
am T
3 a
10 8
B pV Ccp
0. 6
+
1
273 ℃
( 2)
式中: M ——根据 1962 年联合通报, 对煤粉炉, M = 0. 59- 0. 5x
其中: x —— 炉内最高温度中心的相对分布位置
1973 年标准规定:
1957 年标准和 1973 年标准辐射放热系数的计算公式相同, 但是, 烟气黑度和受热面的沾
污壁温的计算是不相同的。
1. 3 屏式受热面计算 1957 年标准规定, 屏式受热面与顺列对流过热器传热系数的计算方法相同, 而 1973 年标
准屏式受热面传热系数的计算公式为:
式中: 其中 −——利用系数
kcal / ( m 2h℃) ( 13) kcal / ( m 2h℃) ( 14)
燃用固体燃料时, 错列布置管束的传热系数与 1957 年标准相同。
燃用固体燃料时, 顺列布置管束的传热系数计算公式为:
对于过热器:
K = !(1/ ( 1+ (1/ (2 )
kcal / ( m 2h℃) ( 15)
( 12)
1. 2 对流受热面传热计算
1957 年标准和 1973 年标准对流受热面热力计算的基本方程相同, 但传热系数的计算有
所不同。
1957 年标准可按下式计算:
对于过热器 K = a1/ [ 1+ ( )+ 1/ (2) (1] 对于省煤器及蒸发受热面 k= (1/ ( 1+ )(1) 1973 年标准可按下式计算:
第 18 卷第 1 期 2001 年 2 月
现 代 电 力
M ODER N EL ECT R IC PO WER
文章编号: 1007-2322( 2001) 01-0008-07
Vo l. 18 N o. 1 Feb. 2001
关于电站锅炉几种热力计算标准的研究
李 伟 王雅勤
( 华北电力大学( 北京) 动能工程系, 北京 102206)
第1期
李 伟等: 关于电站锅炉几种热力计算标准的研究
1 1
对于省煤器, 蒸发受热面以及超临界压力的过热器: k= !(1
kcal / ( m 2h℃) ( 16)
上述说明: 1973 年标准在计算传热系数时, 将管束错列布置和顺列布置分别考虑, 规定
较细致。另外, 1957 年和 1973 年标准在对流放热系数、辐射放热系数和污染系数的规定上都
1962 年联合通报对 1957 年标准修正后:
炉膛黑度的计算式为 am= 1-
a+ ( 1- %
( 1- a ) ∃% ) ( 1- ∃% ) ( 1- a )
对于室燃炉 ∃= 0, 则: 1973 年标准规定:
am= a +
a ( 1- a )
%
炉膛黑度的计算式为:
a = 1-
a + ( 1- a∋) ∃ ( 1- a ) ( 1- % cp ) ( 1- ∃)
Gr = 1- A p / 100+ 1. 306(V 0 kg/ kg
焦碳粒子的有效辐射减弱系数按下式计算: k∀= k#∃#%·x 1 ·x 2
因此, 燃用固体燃料时, 炉内介质的辐射减弱系数为以上三项之和。即:
k = kr r n + k & + k#∃#% x 1 x 2 1/ ( m kgf / cm2)
(k = 0. 270Cz
∗ d
wd +
0. 6
kcal / ( m 2h℃) ( 18)
当
s1 d
-
1
>
0.
7
时,
s2 d
-
1
(k = 0. 295Cz
∗ d
wd +
0. 6
s1 d
-
1
0. 25
s2 d
-
1
kcal / ( m 2h℃)
( 19)
! 在湍流状况下, 烟气纵向流过受热面时的对流放热系数按下式计算:
第1期
李 伟等: 关于电站锅炉几种热力计算标准的研究
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1957 年标准规定:
"m=
Ta
1. 27
H
am T
3 a
108· ·BpV Ccp
0. 6燃烧温度, K ;
——辐射受热面的假想污染系数, 对煤粉炉, 当燃用烟煤、褐煤及泥煤时, 取为 0. 45,
kcal / ( m 2h℃) ( 21)
(k=
C s · Cz ·
∗ d
wd +
0. 6
Pr 0. 33
kcal / ( m 2h℃) ( 22)
! 单相湍流介质对受热面进行纵向冲刷时, 其放热系数按下式计算:
(,=
0.
023
∗ d&
w ·d +
0. 8
P r0. 4 Ct ·Cd ·Cl
kcal / ( m 2h℃) ( 23)
0. 82 [ a + ( 1- % )
( 1- a ) ∃% ] ( 1- ∃% ) ( 1- a )