第7章 锅炉受热面热力计算

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§7.1 辐射受热面热力计算
辐射受热面是布置在锅炉炉膛内吸收辐射热的那一部分受 辐射受热面是布置在锅炉炉膛内吸收辐射热的那一部分受 热面，主要是水冷壁受热面。 热面，主要是水冷壁受热面。 计算的任务： 计算的任务： 1.设计计算：已知炉膛出口烟气温度，确定炉膛内应布置 1.设计计算：已知炉膛出口烟气温度， 设计计算 多少受热面； 多少受热面； 2.校核计算：已知炉膛内布置的受热面大小，确定炉膛出 2.校核计算：已知炉膛内布置的受热面大小， 校核计算 口烟气温度。 口烟气温度。 炉膛出口烟气温度取值范围： 炉膛出口烟气温度取值范围： 燃煤锅炉：900～1150℃（流化床除外）； 燃煤锅炉：900～1150℃ 流化床除外）； 燃油锅炉：≤1250℃； 燃油锅炉： 1250℃ 燃气锅炉： ≤ 1350℃。 燃气锅炉： 1350℃
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污染系数：为了反映灰垢对吸热量的影响，利用污染系数来 污染系数：为了反映灰垢对吸热量的影响， 表示水冷壁管被灰垢所污染的程度， 表示水冷壁管被灰垢所污染的程度，其意义是表示火焰辐射 到水冷壁受热面上的能量为水冷壁受热面所吸收的份额。 到水冷壁受热面上的能量为水冷壁受热面所吸收的份额。污 染系数越小，表明水冷壁受污染的程度越严重， 染系数越小，表明水冷壁受污染的程度越严重，这时炉壁温 度升高，换热面黑度减小，水冷壁吸收辐射热的能力降低 度升高，换热面黑度减小，
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理论燃烧温度： 理论燃烧温度：假定燃料燃烧时放出的热量未向外界传热 Ta 而使烟气所能达到的最高温度，它与有效放热量Ql相关。 而使烟气所能达到的最高温度，它与有效放热量Q 相关。 炉膛黑度：火焰投射黑度，表示火焰与炉壁之间的辐射换 炉膛黑度：火焰投射黑度， 热关系。 热关系。 火焰黑度：表示火焰的辐射能力。影响火焰辐射能力的 火焰黑度：表示火焰的辐射能力。 主要因素： 主要因素： 介质浓度： ⑴ 介质浓度： 固体燃料：三原子气体、灰粒子、焦炭粒子； ① 固体燃料：三原子气体、灰粒子、焦炭粒子； 液体、气体燃料：三原子气体、碳黑粒子。 ② 液体、气体燃料：三原子气体、碳黑粒子。 燃料的种类、燃烧方法及燃烧工况等。 ⑵ 燃料的种类、燃烧方法及燃烧工况等。
热有效系数：是指被灰垢所覆盖的水冷壁管的吸热量占火焰 热有效系数： 总有效辐射的份额。其值越大， 总有效辐射的份额。其值越大，表示水冷壁的实际吸热能力 越强。 越强。
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§7.2 对流受热面热力计算
对流受热面是布置在锅炉烟道中， 对流受热面是布置在锅炉烟道中，受高温烟气直接冲刷并 是布置在锅炉烟道中 以对流方式传递热量的那一部分受热面。 以对流方式传递热量的那一部分受热面。对流受热面包括 锅炉管束或烟管、过热器、省煤器及空气预热器等。 锅炉管束或烟管、过热器、省煤器及空气预热器等。 对流受热面传热计算的任务是： 对流受热面传热计算的任务是： 1.设计计算：已知要求传递的热量，确定需要多少受热面； 1.设计计算：已知要求传递的热量，确定需要多少受热面； 设计计算 2.校核计算：已知受热面，确定传递多少热量。 2.校核计算：已知受热面，确定传递多少热量。 校核计算 实际常采用校核计算的方法，即先把受热面布置好， 实际常采用校核计算的方法，即先把受热面布置好， 再进行传热计算， 再进行传热计算，按照传热方程计算的传热量与热平衡方程 计算的传热量比较，两者相差应不大于±2%为准 为准。 计算的传热量比较，两者相差应不大于±2%为准。
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§7.1 辐射受热面热力计算
7.1.1 炉膛传热计算基本公式 锅炉炉膛内的传热计算过程十分复杂，至今为止尚未找 锅炉炉膛内的传热计算过程十分复杂， 到严格精确的理论计算方法， 到严格精确的理论计算方法，目前工程上炉内传热计算的方 法仍然采用以简化的传热模型与相似理论为基础， 法仍然采用以简化的传热模型与相似理论为基础，根据大量 试验和运行数据进行补充修正而得到的半经验或经验公式。 试验和运行数据进行补充修正而得到的半经验或经验公式。 炉膛传热计算包括以下内容：确定燃烧条件对传热的 炉膛传热计算包括以下内容： 影响，即计算M 确定炉膛内烟气性质， 影响，即计算M值；确定炉膛内烟气性质，即计算理论燃 烧温度和烟气平均热容量；确定炉膛内火焰辐射特性， 烧温度和烟气平均热容量；确定炉膛内火焰辐射特性，即 计算火焰黑度和炉膛黑度；确定辐射受热面特性， 计算火焰黑度和炉膛黑度；确定辐射受热面特性，即计算 热有效系数、有效辐射面积、角系数和污染系数。 热有效系数、有效辐射面积、角系数和污染系数。
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复习题
1、为什么炉膛出口烟气温度不能太高，也不能太低而要 为什么炉膛出口烟气温度不能太高， 保持在一个合理的取值范围内？ 保持在一个合理的取值范围内？ 2、简述受热面热力计算的目的。 简述受热面热力计算的目的。
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第7章 锅炉受热面热力计算 章
§7.1 辐射受热面热力计算 §7.2 对流受热面热力计算
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第7章 锅炉受热面热力计算
1、计算类型： 计算类型： 设计计算：（1）为布置受热面提供依据；（2）为选配 ：（1 为布置受热面提供依据；（ ；（2 设计计算：（ 送引风机提供原始数据 校核计算：（1）燃料变动时的校核计算；（2）锅炉改 校核计算：（ ：（1 燃料变动时的校核计算；（ ；（2 造时的校核计算。 造时的校核计算。 2、热力计算方法: 热力计算方法: （1）辐射换热计算方法:直接计算辐射换热量;根据投 辐射换热计算方法:直接计算辐射换热量; 射热计算换热量。 射热计算换热量。 （2）对流换热计算方法:依据对流传热的基本方程，结 对流换热计算方法:依据对流传热的基本方程， 合受热面的实际情况，建立相应的计算公式或线算图。 合受热面的实际情况，建立相应的计算公式或线算图。