传热系数计算方法

1、第四章循环流化床锅炉炉传热计算循环流化床锅炉炉膛中的传热是一个复杂的过程，传热系数的计算精度直接影响了受热面设计时的布置数量，从而影响锅炉的实际出力、蒸汽参数和燃烧温度。正确计算燃烧室受热面 传热系数是循环流化床锅炉设计的关键之一，也是区别于煤粉炉的重要方面。随着循环流化床燃烧技术的日益成熟，有关循环流化床锅炉的炉膛传热计算思想和方法的研究也在迅速发展。许多著名的循环流化床制造公司和研究部门在此方面也做了大量的工作， 有的已经形成商业化产品使用的设计导则。但由于技术的原因，目前国外还没有公开的可以用于工程使用的循环流化床锅炉炉膛传热 计算方法，因此对它的研究具有重要的学术价值和实践意义。清华大

2、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、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，本章根据清华大学提出的方法，进一步分析整理，作为我们研究的基础。为了了解CFB锅炉传热计算发展过程，也参看了巴的传热理论和计算方法，大学和华中理工大学的传热计算与巴的相近似。4.1 清华的传热理论及计算方法4.1.1 循环流化床传热分析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G大大高于煤粉炉，而且炉各处的浓度也不一样，它对炉传热起着重要作用。 为此首先需要计算出炉膛出口处的物料浓度

3、CP，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G对辐射传热和对流传热都有显著影响。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

4、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，燃烧室部的物料颗粒粒径变化较小， 在较小围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。炉受热面的结构尺寸，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。根据实验研究，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)Q K H T式中 Q 传热量，WK基于烟气侧总面积的传热系数，W/m

5、 K;温差,K；H烟气侧总面积，mio4.1.2 受热面结构尺寸对传热的影响传热系数 K按式(4-2)计算，其中分母包括四部分热阻：烟气侧热阻;工质侧热阻和1 H受热面本身热阻丄口丄；二；以及附加热阻asf Hf1as(4-2)式中 b 烟气侧向壁面总表面的名义换热系数，W/ni K;f 工质侧换热系数，W/nV K,可按1973年热力计算标准求取;H 烟气侧总面积，卅；H 工质侧总面积，卅；as附加热阻，m2 K/W1管子厚度，m受热面金属导热系数，W/m k；bP( 1)叮(4-3)式中p鳍片面积系数，pHfm 可；鳍片面积，m；H 受热面外部面积,2Dop Hfm _Ht s(4-4)(

6、2 1)d式中式中s, d管子节距、外径， m见图4-1。鳍片利用系数,th( h )h(4-5)-与受热面受热情况、膜式壁鳍片结构尺寸和材料 等有关，可表示为N b(h )(1 s b)(4-6)N受热情况，单面受热N=1，双面受热 N=2；h实际鳍片高度图4-1炉膛受热面结构简图(4-7)鳍片厚度，m;s受热面污染系数，取为0.0005 ；h'折算高度，m：(4-8)h” 一一有效高度，m：hh (4-9)JN根据实验和运行数据，可得到鳍片宽度系数与结构尺寸的关系：2ss0.1659+0.3032+0.8608dd(4-10)a b烟气侧换热系数，见式(4-15):as 附加热阻，

7、在计算耐火材料涂层受热面时考虑：aasa(4-11)a受热面耐火层厚度，m;a受热面耐火层导热系数， W/mK,按式(4-12)计算:式中 a。、ai系数；Ta 耐火层平均温度，K按式(4-13)计算:Ta (Tb Tw)/2(4-13)式中 Tb烟气侧温度，K;Tw受热面壁面温度，K,见式(4-17):受热面外面积比为比 12 s (2) 11Hfd 2 1(4-14)式中1管壁厚度，ms管节距，m鳍片厚度，m。4.1.3 CFB锅炉烟气侧换热系数b炉膛烟气物料两相混合物向壁面的换热包括对流和辐射两部分,按两者的线性叠加,则有(4-15)式中辐射换热系数,2W/m K,见式(4-16):对流

8、换热系数,(Tb2W/m K,Tw )(Tb2见式(4-26):tW)(4-16)式中Boltzmann 常数;水冷壁管壁温度，按式(4-17)计算:TwTf式中Tf 受热面工质温度,Ko水冷壁管壁外侧温差TwO.7N0.7 Tb TfHfin 1000(4-18)式中 Tb烟气侧温度，K;Tf受热面工质温度，K;N受热情况，1或2;w导热影响系数，w=0.2+0.007(4-19)式中一一金属导热系数，w/m k；壁面与烟气侧的系统黑度可写作式(4-20)的形式:1丄丄1b w(4-20)式中b烟气侧黑度，按式(4-21)计算:壁面黑度，一般为 0.50.8。在气固两相中，烟气侧黑度包括颗粒

9、黑度和烟气黑度两部分:p g pgb(4-21)式中p 固体物料黑度，由式(4-22)计算:pppp，Ss2s.(1 f)B (1 f)B (1 f)B(4-22)2式中B系数，各向同性反射时为0.5，漫反射颗粒为，本文中取为3物料表面平均黑度，与固体颗粒的浓度有关，可表示为S 1 exp C CpB(4-23)式中 C 常数；C为0.10.2 ;Cp物料空间浓度，kg/m3。g 烟气黑度，由式(4-24)计算:g 1 exp kgSg(4-24)烟气辐射减弱系数k可按下式简单计算:0.55 2rHO0.12000(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

10、辐射厚度，近似为下降流厚度，对流换热系数由烟气对流和颗粒对流两部分组成，即gpc cc(4-26)式中 g 烟气对流换热系数，W/n2 K,计算见式(4-27);颗粒对流换热系数，计算见式(4-28)。Cg0.7Vf(4-27)式中 Cc 烟气对流系数，46J/m3 K;Vf烟气速度，m/s。p CO)。5P0c(4-28)式中 Vf烟气速度，m/s，该项为颗粒对流强度与颗粒粒径的直接修正；p0 初始流态条件下颗粒对流理论换热系数，其值与颗粒的粒度、温度、受热面布置有关；Cc 颗粒对流系数，按式(4-29)计算：Cc 1 expCpcCni p式中 Cpc颗粒系数，0.010.02 ;Cp炉膛

11、局部物料浓度，kg/m3;ni常数，0.851.25。根据第二章中上部快速床的分析， 则受热面所在位置的浓度与其高度位置密切相关，用于传热的平均浓度关联到受热面的平均高度，则双面水冷壁、屏过、屏再局部物料浓度CP按式(4-30)计算：式中Cpp'Cp42 空Hpz(4-30)expHlt72.8实际温度下炉膛出口处特征物料浓度，kg/m3；该数值可以根据图 4-2选定，并根据经验予以 修正。Ht 炉膛总高度，mHoz双面水冷壁屏再或屏过2.01.50.50.0exp2.84.2CO. 量带携征特水冷壁物料浓度Cp按式(4-31)计算:2.03.04.05.0流化速度m/s 图4-2特征

12、携带量6.07.0CCp 42乔池exp牛 2.8 exp4.2Cpp(4-31)式中h1炉膛下部冷灰斗锥体计算高度(从布风板算起dh梯形段上直段耐火层高度,按清华方法对一台 440 t/h 贫煤CFB锅炉的计算用清华方法对按某国外引进程序设计的锅炉 解影响传热的因素和影响关系。该炉为燃烧贫煤的 结果见表 4-1表4-4。此外，按清华方法对一台440 t/h无烟煤、进行了同样的传热计算，结果示于表4-10。4.1.5 100%负荷全炉膛传热量计算结果的校核输入数据及计算结果进行了分析校核， 以便了440 t/h CFB锅炉，100%、50%负荷的计算440 t/h 烟煤、480 t/h褐煤CF

13、B锅炉炉膛也在上节中已经求出水冷壁、双面水冷壁、屏过、屏再四部分受热面所吸收的热量。其和应等于锅炉热平衡计算中在炉的传热量。以440 t/h锅炉主循环回路作为对象，热平衡炉传热量Q:Qi(4-32)100 q3Bj (Qnet,ar 100q40.995 51105.625492100q6QkIff1 yx 1 fh )0.5而3 0.332076.5 256 1114392.1750850 1638283051650 kJ/h83305165010003600231.4 MW其中QI 0QkBn I rk(itzf)L；(4-33)(1.2 0.050.06)(12)(482 4.1816)

14、(0.05 0.06) 34.3 4.182060.68 15.82076.5 kJ/kg式中I ff 回料器及冷渣器反回风带入的热量，kJ/kg ；11144.2 kJ/kg 。lyx主循环回路出口 （分离器出口）烟气焓，烟温883 C查温焓表，当过量空气系数=1.2 时，Iyx 2665.04 4.1816I fh 离开主循环回路（分离器出口）的飞灰带走的热焓，kJ/kg,_Aar Ash100100 cIfhafhC fh kJ/kg100100-Cfh 100-q4(4-34)式中 a fh飞灰份额，%A 燃料中灰份，%Ash 加石灰石产生的灰份；Cfh飞灰可燃物含量，%(Cu ) f

15、h 飞灰热绘，kJ/kg 。fh0.5込虫妙100100-15100100-2.9780592.17 kJ/kg炉膛传热计算中炉四种受热面总的吸热量为:129.29MW（水冷壁）+25.59 MW水冷屏）+46.94MW（屏过）+34.15MW（屏再）=235.97 M，该数值与炉热平衡计算的传热量232.66 MW相差小于1.5%，故可以结束计算。4.1.6 低负荷传热计算一般的，煤粉炉当处于低负荷运行时，相对于正常负荷时，炉膛中的水冷壁受热面显得过 大，导致炉温度水平大大降低，炉膛出口温度也下降。 为了维持低负荷时汽温仍保持在额定围，在设计锅炉时，除了额定工况的计算外，还必须进行70% 5

16、0%负荷的计算，这时一般要大大增加过热器及再热器受热面，以保证低负荷时温压大大降低的情况下仍能达到汽温的要求。但对于循环流化床锅炉，低负荷时，烟气流速减小，烟气携带固体的能力下降，可使理论燃烧温度上升（参照下一节），从而可以弥补由于在低负荷时相对于正常负荷时过大的水冷壁受 热面而造成的烟气过度冷却。同时，也可以降低水冷壁的传热系数，使炉膛出口温度较少变化，从而维持过热汽温达到额定值。低负荷传热计算一般进行75強口 50%额定负荷计算。下面讨论几个工况参数的变化情况。（1）床层温度cc和炉膛出口温度lt100%负荷时由于外物料循环流量较高，炉膛上下乃至于整个主循环回路的温度基本一致。 但低负荷时

17、炉，物料循环流率显著降低，趋向于鼓泡床，故床层温度显著高于炉膛出口温度。 这时为了求得床层温度，就得进行分段计算， 进行密相区传热计算。 而为了求得炉膛出口温度仍可以进行全炉膛计算。（2）密相区燃烧率为了进行分段计算，就需要知道密相区的燃烧率、上升和下降的物料量和物料温度。 经分析，低负荷时燃烧工况向鼓泡床转化，故燃烧率a应大于正常运行时的以100 MWe级CFB锅炉为例，正常运行时取m 0.47，低负荷时取 a 0.6。（3）上升与下降循环物料的温差考虑循环物料量降低，故上升与下降物料的温差也应减小，取为3 C。（4）烟气速度U0烟气速度受煤耗量 B和烟气体积（由于a增加，体积增加）和烟气温

18、度 Qj的影响，一般低 负荷时烟气速度下降。 以100 MW机组为例，100%负荷时Uo=5.68 m/s ; 75%负荷时ib=3.81 m/s ; 50%负荷时 Uo=3.18 m/s 。（5）上升的循环物料量由于负荷降低，分离器效率降低，故循环物料量也相应比满负荷时要降低。降低多少可以通过校核计算求知。就是说，根据锅炉说明书给出低负荷时的床温e cc或根据实际运行时测出的床温来反求循环物料量。从50%负荷实际计算看出密相区燃烧率变化对物料浓度影响不大，而改变下降与上升的物料量比m值则对物料浓度影响很敏感。m减少，则物料浓度 G减小很多。物料浓度除按上述校核计算求取外，可按式(4-35)计

19、算。Cp2.83GsUo(4-35)GS可由资料根据烟气速度求取，例如图5-2。假定烟气速度为3.18 m/s，贝U G 7,则Cp2.83 丄 6.23 kg/m3。3.18(6) 分离器分离效率n低负荷时由于烟气量减少，则分离器进口烟气速度降低，因而使分离器效率降低，从而导致循环量Gc和物料浓度CP减少。(7) 烟气辐射层厚度S烟气辐射层厚度Sg随着负荷的下降而下降，可参照资料计算，但它对传热影响不是很大。以440 t/h锅炉为例所进行的 50%负荷全炉膛计算结果见表 4-1表4-4。其中4种受热面总计 传热量为55.36+ 13.02 +24.78+18.80= 111.96 MV；而根

20、据热平衡计算炉传热量为 119.55 MW, 误差为6%表4-5为相关的440 t/h锅炉50%负荷性能参数计算结果。由于床层温度是可控制量，因此计算常假定某个低于满负荷的温度作为计算依据。以此为基础，进行炉膛传热计算，得到炉膛出口烟气温度。为便于计算，在积累了大量经验的基础上，低负荷计算可以根据经验确定床底温度，第五章表5-11给出了经验总结结果，是可以用于设计计算的。表4-1 某440t/h CFB锅炉100%、50%负荷全炉膛水冷壁传热计算项目符号单位100%负荷50%负荷烟气速度Vfm/s5.683.18床侧温度TbK11851012受热面工质温度TfK613613管节距Sm0.090

21、.09管外径dm0.060.06鳍片厚度Sm0.0060.006管壁厚S 1m0.00650.0065物料浓度Gpkg/m31.720.73炉膛总高度Htm39.4139.41炉膛下部计算高度Hgm5.55.5梯形段上直段耐火层高度m0.450.45局部物料空间浓度CPkg/m322.469.56颗粒对流理论换热系数0cpw/m K100100烟气中水蒸汽份额r H2O%0.0640.064烟气中三原子气体份额r工%0.150.15烟气侧水冷壁总面积Hm12031203工质侧换热系数a fw/m k1500015000实际设计运行系数*Xu1 ± 0.211受热面受热情况N单面1、双

22、面211烟气辐射厚度Sm0.20.1壁面黑度£ w0.80.8受热面金属导热系数入w/m k40.3940.39受热面壁面污染系数& sm k/w0.00050.0005受热面耐火层厚度S am100100涂层水冷壁面积m360.7360.7常数B1/22/32/32/3Boltzmann 常数(Tw/m k45.67E-085.67E-08烟气对流系数*Cfc55鳍片宽度系数*p0.9423250.942325耐火材料系数Aa。2.52.5耐火材料系数Ba10.000250.00025续表4-1 某440t/h CFB锅炉100% 50%负荷全炉膛水冷壁传热计算项目符号单位

23、100%负荷50%负荷颗粒对流系数Cc0.2360.108颗粒对流理论换热系数Pcw/m k56.30619.325烟气对流换热系数g cw/mK16.86611.237对流换热系数a cw/m k73.17230.563烟气辐射减弱系数k0.086560.15146物料表面平均黑度ps0.741610.53498固体物料黑度p£0.904900.80993烟气黑度g£0.017160.01503床层黑度£ b0.906530.81279系统黑度£0.739040.67553受热面管壁温差TwK13.7679.604管外壁温度K626.767622.60

24、4辐射换热系数a rW/rfr K136.43288.390换热系数a bW/rfrK209.604118.953鳍片高度hm0.015000.01500折算高度*h'm0.015920.01592有效高度*h”m0.015920.01592鳍片厚度系数*v0.043330.04333折算厚度*s'0.000260.00026参数34.054663.11917鳍片利用系数n0.998610.99918鳍片面积比（P）Hn /Ht0.253700.25370名义床侧换热系数bw/m k189.654112.252受热面外面积比H/Hf1.6021.602壁面平均温度*TK619.

25、884617.802受热面外温差*TK572.000399.000受热面耐火层平均温度*TaK905.884817.302受热面耐火层导热系数*入aw/mK2.6572.635附加热阻£ as0.038140.03845传热系数KW/nr-K180.490108.977光管水冷壁受热面吸热量QggMW124.2052.31涂层水冷壁传热系数KW/rfr K23.15721.218涂层水冷壁吸热量QtcMW4.7783.054水冷壁受热面总吸热量QMW128.97655.362表4-2 某440t/h CFB锅炉100% 50%负荷双面水冷壁全炉膛传热计算项目单位符号100%负荷50%

26、负荷烟气速度Vm/s5.683.18床侧温度TbK11851058受热面工质温度TK613613管节距Sm0.07270.0727管外径dm0.060.06鳍片厚度sm0.0060.006管壁厚s 1m0.00650.0065物料浓度Cppkg/m31.720.73炉膛总高度m39.4139.41双面水冷壁总高度HSsm2727局部物料空间浓度CPkg/m314.7376.272颗粒对流理论换热系数0cpw/m -K100100烟气中水蒸汽份额r H2O%0.0640.064烟气中三原子气体份额r匸%0.150.15烟气侧水冷壁总面积Htm260260工质侧换热系数a fw/m -k15000

27、15000实际设计运行系数*Xu1 ± 0.211受热面受热情况N单面1、双面222烟气辐射厚度Sm0.80.4壁面黑度£ w0.50.80.80.8受热面金属导热系数入w/m -K40.3940.39受热面壁面污染系数& sm - k/w0.00050.0005受热面耐火层厚度S am100100涂层水冷壁面积m14.814.8常数B1/22/30.50.5Boltzmann 常数(Tw/m -k45.67E-085.67E-08鳍片宽度系数*口0.980.98耐火材料系数Aa。2.52.5耐火材料系数Ba0.000250.00025烟气对流系数*CW/m - K

28、 4555续表4-2 某440t/h CFB锅炉100% 50%负荷双面水冷壁全炉膛传热计算项目单位符号100%负荷50%负荷颗粒对流系数CcP0.1620.072颗粒对流理论换热系数Pcw/m - k38.63012.929烟气对流换热系数g cw/m -k16.86611.237对流换热系数a cw/m - k55.49624.166烟气辐射减弱系数k0.040220.06867物料表面平均黑度ps0.640070.43907固体物料黑度p£0.861030.75637烟气黑度g£0.031670.02710床层黑度£ b0.865430.76297系统黑度&

29、#163;0.711500.64075受热面管壁温差TWK13.87810.797管外壁温度TWK626.878623.797辐射换热系数a rW/m2 K131.36592.170换热系数a bW/rm K186.861116.336鳍片高度hm0.006350.00635折算高度h'm0.006450.00645有效高度*h”m0.004560.00456鳍片厚度系数*v0.204720.20472折算厚度*s'0.001230.00123参数34.173503.34746鳍片利用系数n0.999880.99992鳍片面积比（P）Hfin /Ht0.125810.12581

30、名义床侧换热系数bW/m k170.892109.940受热面外面积比H/Hf1.3671.367壁面平均温度*TWK619.939618.398受热面外温差*TK572.000445.000受热面耐火层平均温度*K905.939840.898受热面耐火层导热系数*入aW/m k125.350112.650附加热阻£ as0.001300.00139传热系数KW/m k163.834106.975受热面吸热量QgMW24.3712.38涂层双面水冷壁传热系数KW/m k144.89697.697涂层双面水冷壁吸热量QCMW1.2270.643双面水冷壁总吸热量QMW25.59213.

31、020表4-3 某440t/h CFB锅炉100% 50%负荷屏过全炉膛传热计算项目单位符号100%负荷50%负荷烟气速度Vm/s5.683.18床侧温度TbK11651058受热面工质温度TK719721管节距Sm0.07270.0727管外径dm0.0510.051鳍片厚度m0.0060.006管壁厚S 1m0.00550.0055物料浓度CPpkg/m31.720.73炉膛总高度Hm39.4139.41双面水冷壁总高度HSsm2222局部物料空间浓度CPkg/m311.7454.999颗粒对流理论换热系数0cpw/m K100100烟气中水蒸汽份额r H2O%0.0640.064烟气中三

32、原子气体份额r匸%0.150.15烟气侧总面积Htm568.3568.3工质侧换热系数a fw/m k38502555实际设计运行系数*Xu1±0.211受热面受热情况N单面1、双面222烟气辐射厚度Sm0.80.4壁面黑度s w0.50.80.80.8受热面金属导热系数入w/m K3232受热面壁面污染系数S sm k/w0.00030.0003受热面耐火层厚度S am100100涂层水冷壁面积m52.6852.68耐火材料系数Aa。2.52.5耐火材料系数Ba0.000250.00025常数B1/22/30.50.5Boltzmann 常数(Tw/m k45.67E-085.67

33、E-08鳍片宽度系数*0.960.96烟气对流系数*W/m K 4555续表4-3 某440t/h CFB锅炉100% 50%负荷屏过全炉膛传热计算项目单位符号100%负荷50%负荷颗粒对流系数CP0.1310.058颗粒对流理论换热系数Pcw/m k31.33110.382烟气对流换热系数g cw/m k16.86611.237对流换热系数a cw/nV K48.19721.620烟气辐射减弱系数k0.041210.06867物料表面平均黑度ps0.584550.39164固体物料黑度p£0.834870.72662烟气黑度g£0.032430.02710床层黑度

34、3; b0.840230.73403系统黑度£0.694370.62022受热面管壁温差TwK70.18379.909管外壁温度K789.183800.909辐射换热系数a rW/mV K152.340115.106换热系数a bW/mV K200.537136.726鳍片高度hm0.010850.01085折算高度*h'm0.011350.01135有效高度*h”m0.008030.00803鳍片厚度系数*v0.101380.10138折算厚度*s'0.000610.00061参数35.762034.80132鳍片利用系数n0.999290.99951鳍片面积比（P

35、）Hfin /Ht0.226490.22649名义床侧换热系数bW/mV K189.126131.324受热面外面积比H/Hf1.5251.525壁面平均温度*TwK754.092760.955受热面外温差*TK446.000337.000受热面耐火层平均温度*Ta_K977.092929.455受热面耐火层导热系数*入aW/m K133.950123.450附加热阻£ as0.001050.00111传热系数KW/mV K170.782119.283光管受热面吸热量QgMW43.2922.84炉膛涂层屏过传热系数KW/m2 - K151.470108.773涂层屏过吸热量QtcMW

36、3.5591.931屏过总吸热量QMW46.84624.776表4-4 某440t/h CFB锅炉100% 50%负荷屏再全炉膛传热计算项目单位符号100%负荷50%负荷烟气速度Vm/s5.683.18床侧温度TbK11651058受热面工质温度TK748738管节距Sm0.070.07管外径dm0.0570.057鳍片厚度Sm0.0060.006管壁厚S 1m0.0050.005物料浓度Cppkg/m31.720.73炉膛总高度Hm39.439.4屏再总高度H>zm2222局部物料空间浓度CPkg/m311.7525.001颗粒对流理论换热系数0cpw/m K100100烟气中水蒸汽份

37、额r H2O%0.0640.064烟气中三原子气体份额r工%0.150.15烟气侧总面积Hm444.5444.5工质侧换热系数a fw/m k1303895实际设计运行系数*Xu1±0.211受热面受热情况N单面1、双面222烟气辐射厚度Sm0.820.4壁面黑度S w0.50.80.80.8受热面金属导热系数入w/m K23.523.5受热面壁面污染系数S sm k/w0.00030.0003受热面耐火层厚度S am100100涂层水冷壁面积m39.539.5耐火材料系数Aa。2.52.5耐火材料系数Ba0.000250.00025常数B1/22/30.50.5Boltzmann

38、常数(Tw/m k45.67E-085.67E-08鳍片宽度系数*0.90.9烟气对流系数*Cc55续表4-4 某440t/h CFB锅炉100% 50%负荷屏再全炉膛传热计算项目单位符号100%负荷50%负荷颗粒对流系数cP0.1320.058颗粒对流理论换热系数Pcw/nV K31.34710.388烟气对流换热系数gcw/m K16.86611.237对流换热系数a cw/m K48.21321.625烟气辐射减弱系数k0.040630.06867物料表面平均黑度ps0.584690.39175固体物料黑度p£0.834940.72669烟气黑度g£0.032760.

39、02710床层黑度£ b0.840350.73410系统黑度£0.694450.62027受热面管壁温差TwK175.237195.776管外壁温度K923.237933.776辐射换热系数a rW/rm K181.684139.489换热系数a bW/rm K229.897161.114鳍片高度hm0.006500.00650折算高度*h'm0.006610.00661有效高度*h”m0.004680.00468鳍片厚度系数*v0.153850.15385折算厚度*s'0.000920.00092参数36.175115.22008鳍片利用系数n0.9997

40、20.99980鳍片面积比（P）Hfin /Ht0.134670.13467名义床侧换热系数bW/m k215.056153.681受热面外面积比H/Hf1.3081.308壁面平均温度*TvK835.618835.888受热面外温差*TK417.000320.000受热面耐火层平均温度*TaK1044.118995.888受热面耐火层导热系数*入aW/m k136.850125.150附加热阻£ as0.001030.00110传热系数KW/m k170.467122.239光管受热面吸热量QgMW31.6017.39炉膛涂层屏再传热系数KW/m2 - K151.585111.36

41、2涂层屏再吸热量QtcMW2.4971.408屏再总吸热量QMW34.09418.795表4-5 440 t/h 锅炉50%负荷性能参数计算结果名称符号单位数据碳Car%66.1氢H.r%2.77氧Qr%3.67氮NLr%1.14硫Sar%0.51灰Ar%18.46水Mr%7.35炉膛岀口过剩空气系数a1.6灰中CaCO含量CaCO 3%70灰中MgCO含量MgCO 3%2.15灰中H2O含量n H2O%0.15灰中杂质含量n杂质%27.7脱硫率n s%90石灰石耗量Bshkg/s0.31实际煤耗量Bkg/s7.098计算煤耗量B6.85一次风率Y 10.50密相区燃烧率50.47炉膛温度e7

42、85.00烟气平均温度9 pjK1058.00理论空气量V）Nnn/kg6.513理论含水量2ONnn/kg0.507理论含氮量VN2Nnn/kg5.154三原子气体含量V?O2Nnn/kg1.24烟气体积VyNnn/kg10.87炉膛深度am7炉膛宽度bn13.16布风板截面深度abrn3.53布风板截面宽度bbrn13.16可燃气体未完全燃烧热损失q3%0.5可燃气体未完全燃烧热损失q3ft1固体未完全燃烧热损失q4%2.97稀相区空截面烟气速度Uyin/s3.18截面热负荷qf1.99密相区空截面烟气速度（5）Uymin/s2.88密相区空截面空气速度Ukm2.97分离器入口截面宽度a2

43、rn5.45续表4-5 440 t/h 锅炉50%负荷性能参数计算结果名称符号数据单位分离器入口截面深度b22.85rn分离器个数G2个分离器入口烟气速度Uf19.34n/s分离效率n99.3%飞灰份额玄也0.501燃料份额Ar18.46%飞灰可燃物Ch15%固体未完全燃烧损失q42.97%石灰石耗量（说明书给出）Bsh0.31kg/s实际煤耗量B7.098kg/s循环倍率R17.17°C烟气量G13.27kg/kg飞灰携带率MSh1.58kg/kg烟气温度Ty785C脱硫率n s0.9%含硫量Sar0.0051%脱硫后产生的硫酸钙MCaSO40.02kg/kg 煤钙硫比Ks2石灰石

44、耗量（用公式计算得）Bh0.045kg/kg硫酸钙在石灰石中份额n CaCO30.7%硫酸镁在石灰石中份额n MgCO30.022%其它杂质MSh0.279kg/kg未反应CaO及其它杂质MCaO0.010kg/kg石灰石反应产生的灰量Ah0.030kg/kg标准状态物料浓度Rn2.113kg/Nm物料浓度Pc0.54kg/m3停留时间计算（440 t/h 锅 炉）炉膛深度a6.68m炉膛宽度b13.16m锥体高度h96m锥体角316o稀相区高度h239.7m烟气速度U03.18m/s烟气停留时间T11.98s气体未完全燃烧损失q3%0.5续表4-5 440 t/h 锅炉50%负荷性能参数计算

45、结果名称符号单位数据灰渣热损失q6%0.3热空气温度e°C199理论热空气焓IrkkJ/kg1721理论冷空气焓I lkkJ/kg143.4炉膛岀口过量空气系数a-1.6空预器岀口过量空气系数B k”-1.49炉膛漏风系数a k-0.05制粉系统漏风系数a zf-0.06一次风率Y 10.499二次风率Y2%0.44回料器出口风温e hlC739冷渣器出口风温e lzC130回料器出口风焓I hlkJ/kg1037冷渣器出口风焓IlzkJ/kg172.3回料器热风份额B%0.023冷渣器热风份额B%0.06回料器热风带入热量I h1kJ/kg155.34冷渣器热风带入热量IlzkJ/kg67.33计算煤耗量Bkg/h24645.6出口烟气温度eC739出口烟气焓I yqkJ/h10380热空气焓QkJ/kg2426.2炉膛放热量(kJ/h)QkJ/h430384655炉膛放热量(MW)QMW119.554.1.7 CFB 锅炉理论燃烧温度计算以某440 t/h锅炉为例计算。每1 kg煤的炉放热量QQ Q net,ar100 q4100 Qk Ih(4-36)式中Q net,ar255