锅炉热力计算

1、煤粉锅炉热力计算煤粉锅炉热力计算 热力计算方法热力计算方法 主要设计参数的选择主要设计参数的选择 炉膛传热计算炉膛传热计算 对流受热面计算对流受热面计算 锅炉校核热力计算程序锅炉校核热力计算程序 F220/100-WF220/100-W锅炉校核热力计算说明锅炉校核热力计算说明热力计算方法与应用热力计算方法与应用1/1 锅炉机组的热力计算锅炉机组的热力计算从燃料的燃烧和热平衡计算开始，然后从燃料的燃烧和热平衡计算开始，然后按烟气流向对锅炉机组的各个受热面（炉膛、屏式过热器、对按烟气流向对锅炉机组的各个受热面（炉膛、屏式过热器、对流过热器及尾部受热面等）进行计算流过热器及尾部受热面等）进行计算 锅

2、炉热力计算分为设计计算和校核计算锅炉热力计算分为设计计算和校核计算 设计计算设计计算 给定锅炉容量、参数和燃料特性给定锅炉容量、参数和燃料特性 确定炉膛尺寸和各部件的受热面积；燃料消耗量；锅炉效率；确定炉膛尺寸和各部件的受热面积；燃料消耗量；锅炉效率；各受热面交界处介质的参数；各受热面吸热量和介质速度等各受热面交界处介质的参数；各受热面吸热量和介质速度等 常用于新锅炉的设计。在额定负荷下进行常用于新锅炉的设计。在额定负荷下进行 热力计算方法热力计算方法1/2热力计算方法热力计算方法 校核计算校核计算 已知锅炉结构和尺寸、锅炉负荷和燃料特性已知锅炉结构和尺寸、锅炉负荷和燃料特性 确定各受热面交界

3、处介质参数、锅炉热效率、燃料消耗量等确定各受热面交界处介质参数、锅炉热效率、燃料消耗量等 用于考核锅炉在非设计负荷或燃用非设计燃料时热力特性及用于考核锅炉在非设计负荷或燃用非设计燃料时热力特性及经济指标；由于计算参数多与炉膛结构有关，故设计计算也常经济指标；由于计算参数多与炉膛结构有关，故设计计算也常采用校核计算方法采用校核计算方法 锅炉校核热力计算应在锅炉结构计算的基础上进行锅炉校核热力计算应在锅炉结构计算的基础上进行 对锅炉机组作校核计算时，烟气的中间温度和内部介质温度对锅炉机组作校核计算时，烟气的中间温度和内部介质温度包括排烟温度、热空气温度，甚至过热蒸汽温度均是未知数，包括排烟温度、热

4、空气温度，甚至过热蒸汽温度均是未知数，故需故需先假定，然后用逐步逼近法去确定先假定，然后用逐步逼近法去确定 2/2炉膛出口烟气温度的选择炉膛出口烟气温度的选择 炉膛出口烟气温度炉膛出口烟气温度 为凝渣管或屏式过热器前的烟温为凝渣管或屏式过热器前的烟温 根据锅炉受热面的辐射和对流传热的最佳比值根据锅炉受热面的辐射和对流传热的最佳比值（辐射受热（辐射受热面和对流受热面的金属耗量及总成本最小），面和对流受热面的金属耗量及总成本最小）， 应为应为12501250 为防止对流受热面的结渣。则一般应取为防止对流受热面的结渣。则一般应取 (ST-100)(ST-100) 当没有可靠的灰熔点资料时，当没有可靠

5、的灰熔点资料时， 不应超过不应超过10501050 当炉膛出口处布置着屏式受热面时，当炉膛出口处布置着屏式受热面时， 一般取一般取1100110012001200 对于易结渣的燃料，对于易结渣的燃料， 应保持在应保持在1000100010501050 的水平的水平 1/3排烟温度与热空气温度排烟温度与热空气温度的选择的选择 最佳排烟温度最佳排烟温度 为燃料费用和尾部受热面金属费用总和最少时为燃料费用和尾部受热面金属费用总和最少时所对应的排烟温度，同时还与锅炉的给水温度、燃料的性质等因素所对应的排烟温度，同时还与锅炉的给水温度、燃料的性质等因素有关。推荐值见表有关。推荐值见表12-312-3 低

6、，排烟热损失小，锅炉热效率高，节约燃料；但由于尾部受低，排烟热损失小，锅炉热效率高，节约燃料；但由于尾部受热面的传热温压降低，金属耗量增多热面的传热温压降低，金属耗量增多 py py 热空气温度热空气温度t trk rk 主要取决于燃料的性质主要取决于燃料的性质 着火性能好和水分低的燃料，可以采用较低着火性能好和水分低的燃料，可以采用较低t trkrk；着火性能差或水；着火性能差或水分较多的燃料，一般要求采用较高值。此外，分较多的燃料，一般要求采用较高值。此外， t trkrk值还与制粉系统的值还与制粉系统的干燥剂种类、锅炉的排渣方式等有关。推荐值见表干燥剂种类、锅炉的排渣方式等有关。推荐值见

7、表12-4 12-4 2/3 工质质量流速工质质量流速太低，太低，工质的传热能力下降，受热面管壁温度升工质的传热能力下降，受热面管壁温度升高；高；太高太高，工质的流动阻力大，电耗大，工质的流动阻力大，电耗大 通常要求过热器系统的总阻力应不大于过热器出口压力的通常要求过热器系统的总阻力应不大于过热器出口压力的10%10%；再热；再热系统的总阻力应不大于再热蒸汽进口压力的系统的总阻力应不大于再热蒸汽进口压力的10%10%；省煤器中水的阻力应；省煤器中水的阻力应不大于汽包压力的不大于汽包压力的10%10%。推荐值见表。推荐值见表12-512-5 烟气流速烟气流速Wy Wy 过低，过低，受热面面积增加

8、，积灰加重，同时影响传热；受热面面积增加，积灰加重，同时影响传热； Wy Wy 过高，过高，飞灰磨损加重飞灰磨损加重 当当7007000 0C C时，飞灰颗粒变硬，磨损问题相对突出，这时，应按磨损时，飞灰颗粒变硬，磨损问题相对突出，这时，应按磨损条件确定横向冲刷受热面的极限烟速条件确定横向冲刷受热面的极限烟速 对于一般的煤为对于一般的煤为9 910 m/ s10 m/ s；对于灰多和灰分磨蚀性较强的燃料为；对于灰多和灰分磨蚀性较强的燃料为7 78 m/ s8 m/ s；对于灰少和磨蚀性较弱的煤为；对于灰少和磨蚀性较弱的煤为101012 m12 ms s工质质量流速工质质量流速与与烟气速度烟气速

9、度WyWy的选择的选择3/3 炉内传热计算目的炉内传热计算目的 确定炉膛出口烟气温度和炉膛的辐射传热量，确定炉膛出口烟气温度和炉膛的辐射传热量，以便进行对流受热面的换热计算及锅炉热平衡校核。以便进行对流受热面的换热计算及锅炉热平衡校核。为应用传热学基本原理分析炉内辐射传热，简化计算，需作以下假设为应用传热学基本原理分析炉内辐射传热，简化计算，需作以下假设 把传热过程和燃烧过程分开，在必须计及燃烧工况影响时，引入经把传热过程和燃烧过程分开，在必须计及燃烧工况影响时，引入经验系数予以考虑验系数予以考虑 炉内传热只考虑辐射换热，略去约占总换热量炉内传热只考虑辐射换热，略去约占总换热量5%5%的对流换

10、热的对流换热 炉内的各物理量（温度、黑度和热负荷等）认为是均匀的炉内的各物理量（温度、黑度和热负荷等）认为是均匀的 与水冷壁相切的平面是火焰的辐射面，也是水冷壁接受火焰辐射的与水冷壁相切的平面是火焰的辐射面，也是水冷壁接受火焰辐射的面积，称为水冷壁面积面积，称为水冷壁面积 这样，炉内火焰与四周炉壁之间的辐射换热可简化为两个互相平行这样，炉内火焰与四周炉壁之间的辐射换热可简化为两个互相平行的无限大平面间的辐射换热来考虑的无限大平面间的辐射换热来考虑 炉内传热计算模型炉内传热计算模型1/12高温烟气和管壁间的辐射换热高温烟气和管壁间的辐射换热 根据传热学基本公式，根据传热学基本公式，高温烟气每小时

11、传给辐射受热面的热量可高温烟气每小时传给辐射受热面的热量可用下列公式计算：用下列公式计算：kW),TT1(T)Fx(a)TT)(Fx(aQ4hy4b4hyii04b4hyii0f 式中：式中： 为炉膛黑度；为炉膛黑度；F Fi i 为布置水冷壁的炉墙面积，为布置水冷壁的炉墙面积，m m2 2 ，x xi i为为 水水冷壁的角系数（冷壁的角系数（14-2814-28），查图），查图14-314-3；T Thyhy、T Tb b 分别为火焰平均温度分别为火焰平均温度与辐射受热面上灰污层表面温度；与辐射受热面上灰污层表面温度；（1T1Tb b4 4 /T/Thyhy4 4）为因受热面管壁）为因受热面

12、管壁污染而使其吸热量降低的程度，用污染系数污染而使其吸热量降低的程度，用污染系数(14-31)(14-31)表示表示 与燃料性质、燃烧工况、水冷壁结构等因素有关，推荐值见表与燃料性质、燃烧工况、水冷壁结构等因素有关，推荐值见表14-214-2。当炉膛出口烟窗布置屏式水冷壁时，考虑炉膛与屏之间的热。当炉膛出口烟窗布置屏式水冷壁时，考虑炉膛与屏之间的热交换，交换，= = 0 0。与燃料种类和屏区烟温有关。可查图与燃料种类和屏区烟温有关。可查图14-414-4 显然，显然，水冷壁污染越严重，水冷壁污染越严重，T Tb b 越大，管壁灰污层反方向辐射越越大，管壁灰污层反方向辐射越强，水冷壁吸收辐射热能

13、力下降，这时，污染系数强，水冷壁吸收辐射热能力下降，这时，污染系数是减小的。是减小的。不不同受热面污染情况不同，同受热面污染情况不同，也不同也不同 2/12a高温烟气和管壁间的辐射换热高温烟气和管壁间的辐射换热上式可改写为：上式可改写为： kW,T)Fx(aQ4hyiii0f 令令 ，称之为炉墙的热有效系数（，称之为炉墙的热有效系数（14-3014-30） 锅炉各部分水冷壁的角系数锅炉各部分水冷壁的角系数x x不同，水冷壁污染情况不同，水冷壁污染情况也不也不同，故对整个炉墙，应采用同，故对整个炉墙，应采用平均热有效系数，平均热有效系数，即即式中式中 = F= F1 1 + F + F2 2 +

14、.,+.,为炉膛总炉墙面积为炉膛总炉墙面积, m, m2 2。 将式将式(14-35)(14-35)代入上式代入上式, ,即可得到即可得到炉内高温烟气炉内高温烟气( (火焰火焰) )和水冷和水冷壁之间的辐射热交换公式壁之间的辐射热交换公式)1014(kW,TFaQ4hy0 iiix )3514(FFii F3/12式中：式中： 为为保热系数保热系数，考虑炉膛向外部环境散热的系数，考虑炉膛向外部环境散热的系数 炉内烟气放热量炉内烟气放热量 假设假设1Kg1Kg计算燃料在炉内完全燃烧产生的有效热量计算燃料在炉内完全燃烧产生的有效热量 全部用于加全部用于加热燃烧产物而不与炉壁发生热交换时，燃烧产物所

15、能达到的最高温热燃烧产物而不与炉壁发生热交换时，燃烧产物所能达到的最高温度称为度称为绝热燃烧温度或理论燃烧温度，用绝热燃烧温度或理论燃烧温度，用T Ta a 表示，表示，I Ia a= = 燃料燃烧过程中，将热量传给水冷壁，燃料燃烧过程中，将热量传给水冷壁，离开炉膛时烟气冷却到离开炉膛时烟气冷却到 ，对应的烟气焓为对应的烟气焓为 ，若以，若以 作为定性温度，则作为定性温度，则烟气在炉内的放热烟气在炉内的放热量量可用下式计算可用下式计算 )614(kW),TT(VCB)IQ(BQapjjjf )414(qq15g5 QQI T T 4/12炉内烟气放热量炉内烟气放热量 为温度为温度T Ta a

16、至至 之间燃烧产物的平均热容量之间燃烧产物的平均热容量炉内有效放热量炉内有效放热量 包括燃料及燃料燃烧所需空气送入的热量包括燃料及燃料燃烧所需空气送入的热量, ,即即其中其中 为空气带入炉内的热量为空气带入炉内的热量式中：式中： 、 分别为理论热空气、冷空气的焓，分别为理论热空气、冷空气的焓，KJ/KgKJ/Kg。pjVC)k .kg/(kJ,TTIQVCapj kg/kJ,Qq100qqq100QQk4643r kg/kJ,I )(I )(Q0lkzf0rkzfk QkQ0rkI0lkIT 5/12 高温烟气和管壁间辐射换热量应等于炉内烟气的放热量，由此可得高温烟气和管壁间辐射换热量应等于炉

17、内烟气的放热量，由此可得炉内炉内辐射传热基本方程式辐射传热基本方程式）TT(VCBTFaapjj4hypj0 根据相似理论将上述方程变换为无因次相似准则方程可得到根据相似理论将上述方程变换为无因次相似准则方程可得到炉膛出炉膛出口烟气温度计算式口烟气温度计算式）（4314K,1VCBTFaMTT6 . 0pjj3a0a 对应对应1kg1kg燃料的炉膛辐射传热量为燃料的炉膛辐射传热量为 kg/kJ),IQ(Qf 炉膛出口烟气温度及炉膛出口烟气温度及 辐射传热量计算式辐射传热量计算式6/12 炉膛黑度炉膛黑度 (P325)对应火焰有效辐射的假想黑度对应火焰有效辐射的假想黑度 室燃炉室燃炉 与火焰黑度

18、与火焰黑度ahy 及热有效系数及热有效系数有关，即有关，即)1414()a1(aaahyhyhy 火焰黑度火焰黑度ahy (P326) 表示炉内高温介质的辐射能力表示炉内高温介质的辐射能力 k k为总辐射减弱系数，固体燃料火焰的主要辐射成分是三原子气体、为总辐射减弱系数，固体燃料火焰的主要辐射成分是三原子气体、灰粒和焦碳粒子灰粒和焦碳粒子, , 故有故有 炉膛黑度与火焰黑度炉膛黑度与火焰黑度)1714(e1akpshy ps)xx10krk(hy21hhqe1a aa7/12 三原子气体辐射减弱系数三原子气体辐射减弱系数k kq q 按下式计算（或由有关标准中的线算按下式计算（或由有关标准中的

19、线算图查出）图查出） )2214()Mpa.m/(1),1000T37. 01)(1 . 0prs2 .10r6 . 178. 0(2 .10kOHq2 yOHOHVVr22 yROORVVr22 三原子气体的辐射减弱系数三原子气体的辐射减弱系数k kq q r r 为三原子气体总的容积份额，为三原子气体总的容积份额，r = r = ，其中，其中 、 分别为水蒸汽和三原子气体的容积份额，用下式计算分别为水蒸汽和三原子气体的容积份额，用下式计算O2RO2Hrr OH2rOR2r8/12 d dh h为为 烟气中灰粒子直径烟气中灰粒子直径,m,m，取决于磨煤机型式，对钢球磨，取决于磨煤机型式，对钢

20、球磨，取取d dh h=13=13 h h为灰分浓度，为灰分浓度，Kg/KgKg/Kg，用下式计算，用下式计算 灰分颗粒的辐射减弱系数灰分颗粒的辐射减弱系数k kh h按下式计算（或由有关标准中的线算按下式计算（或由有关标准中的线算图查出）图查出） )2714(dT55900k32h2h 0yyfharhV100aA 灰分颗粒的辐射减弱系数灰分颗粒的辐射减弱系数k kh h9/12 x x1 1、x x2 2 分别为考虑焦碳颗粒浓度影响的无因次量分别为考虑焦碳颗粒浓度影响的无因次量 x x1 1取决于燃料种类：无烟煤、贫煤取取决于燃料种类：无烟煤、贫煤取x x1 1=1=1；烟煤、；烟煤、褐煤

21、褐煤x x1 1=0.5=0.5 x x2 2取决于燃烧方式：室燃炉取取决于燃烧方式：室燃炉取x x2 2=0.1=0.1 p p为炉内介质压力为炉内介质压力, ,常压锅炉常压锅炉 p = 0.1 Mpa p = 0.1 Mpa s s为炉内介质的辐射层有效厚度为炉内介质的辐射层有效厚度, , m m火焰黑度火焰黑度计算式中其它物理量计算式中其它物理量10/12经验系数经验系数 M M M M(P333)(P333)为考虑炉内火焰最高温度相对位置的经验系数，为考虑炉内火焰最高温度相对位置的经验系数，与与燃料性质、燃烧方式及燃烧器布置的相对高度等因素有关。可燃料性质、燃烧方式及燃烧器布置的相对高

22、度等因素有关。可由经验公式计算确定：由经验公式计算确定：M = A BM = A B（x xr r +x +x ） 为燃烧器相对高度，为燃烧器相对高度，h hr r、h hl l分别为燃烧器和炉分别为燃烧器和炉膛的高度，即从冷灰斗中心或炉底到燃烧器轴线和到炉膛出口膛的高度，即从冷灰斗中心或炉底到燃烧器轴线和到炉膛出口中心的高度中心的高度 x x 为火焰最高温度变化的修正值，对于四角切圆燃烧器，为火焰最高温度变化的修正值，对于四角切圆燃烧器，x = 0 x = 0，A A、B B为经验系数，与燃料种类和炉子的结构有关，为经验系数，与燃料种类和炉子的结构有关，燃用无烟煤、贫煤时燃用无烟煤、贫煤时A

23、=0.56A=0.56；B=0.5B=0.5h/hxrr 11/12)5714(m/kW,H)IQ(Bq2jf 式中式中 为炉膛水冷壁的辐射受热面，为炉膛水冷壁的辐射受热面， ，m m2 2 炉内热负荷沿炉膛的宽度、深度和高度是变化的。为确定炉膛某区炉内热负荷沿炉膛的宽度、深度和高度是变化的。为确定炉膛某区域受热面实际热负荷，引入沿炉膛高度、宽度或深度热负荷不均匀系域受热面实际热负荷，引入沿炉膛高度、宽度或深度热负荷不均匀系数和沿各侧炉壁热负荷不均匀系数数和沿各侧炉壁热负荷不均匀系数 炉膛高度某个区段上辐射受热面的热负荷为炉膛高度某个区段上辐射受热面的热负荷为)5814(m/kW,qq2fgf

24、i 辐射受热面平均热负荷辐射受热面平均热负荷H iixFH 系数系数g g可从图可从图14-914-9中查得中查得 当炉膛出口烟窗布置屏式受热面时，考虑屏间烟气对炉膛的反辐当炉膛出口烟窗布置屏式受热面时，考虑屏间烟气对炉膛的反辐射，炉膛出口截面的热负荷还应乘以图射，炉膛出口截面的热负荷还应乘以图14-414-4所示的所示的，即，即)6014(qqfifp 12/12烟气对流放热量烟气对流放热量Qdfdf）（，415kg/kJ)III (Q0fdf kg/kJ,I )1(II0k0y k/kJ,I )1(II0k0y 对于空气预热器以外的各对于空气预热器以外的各对流受热面，漏风焓值对流受热面，漏

25、风焓值 取冷空气温度（取冷空气温度（20203030）计算计算 对管式空气预热器，对管式空气预热器，按该段空气预热器进、出口按该段空气预热器进、出口空气温度的平均值计算空气温度的平均值计算 0fI0fI1/22 过热器和省煤器：过热器和省煤器： 工质对流吸热量工质对流吸热量Qdxdx)715(kg/kJ),ii (BDQjdx 屏式过热器及吸收炉内辐射热的屏式过热器及吸收炉内辐射热的对流过热器：对流过热器：)615(kg/kJ,Q)ii (BDQfjdx 2/22)915(kg/kJ,QQQfff g g 为屏区（在炉膛高度方向）热负荷分布不均匀系数，查图为屏区（在炉膛高度方向）热负荷分布不均

26、匀系数，查图14-914-9 为考虑屏间烟气向炉膛反辐射影响的修正系数，查图为考虑屏间烟气向炉膛反辐射影响的修正系数，查图14-414-4 q qf f 为炉膛辐射受热面平均热负荷，为炉膛辐射受热面平均热负荷，kwkwm m2 2，式（，式（10-2510-25）计算确定）计算确定 为炉膛出口（屏进口）处烟窗面积，为炉膛出口（屏进口）处烟窗面积，m m2 2F 屏进口处截面（炉膛出口截面）所吸收的炉膛辐射热量屏进口处截面（炉膛出口截面）所吸收的炉膛辐射热量)1015(BFqQjfgf fQ 工质对流吸热量工质对流吸热量Qdxdx3/22工质对流吸热量工质对流吸热量Qdxdx pffx)a1(Q

27、Q4/22 从炉膛（透过屏）向屏后受热面的直接辐射热，从炉膛（透过屏）向屏后受热面的直接辐射热，即来自炉膛的辐射热量经屏吸收后，继续向屏后即来自炉膛的辐射热量经屏吸收后，继续向屏后受热面辐射的热量受热面辐射的热量a a 为屏间烟气黑度，用后述有关公式计算确定为屏间烟气黑度，用后述有关公式计算确定 121psb1sbx b b、s s1 1 分别为屏间烟气空间的深度分别为屏间烟气空间的深度和宽度，后者即为屏间节距和宽度，后者即为屏间节距 工质对流吸热量工质对流吸热量Qdxdx 为屏进口截面对出口截面的角系为屏进口截面对出口截面的角系数，表示炉膛辐射热透过屏间空间而数，表示炉膛辐射热透过屏间空间而

28、落在屏后面受热面的部分落在屏后面受热面的部分px 5/22 对于空气预热器，空气的吸热量按下式计算对于空气预热器，空气的吸热量按下式计算)815(),II)(2(Q0ky0kykydx 为空气预热器出口处空气量与理论空气量之比，为空气预热器出口处空气量与理论空气量之比， 、 为空气预热器进、出口理论空气焓，为空气预热器进、出口理论空气焓，kJ/kgkJ/kgzf 0kI 0kI 工质对流吸热量工质对流吸热量Qdxdx6/22对流传热量对流传热量Qdcdc对应于一公斤计算燃料，对流传热量按下式计算对应于一公斤计算燃料，对流传热量按下式计算式中式中 K K 为传热系数，为传热系数，kW/ kW/

29、（m m2 2 . . ） H H 为传热面积，为传热面积，m m2 2 t t 为传热温压，为传热温压，在稳定状态下在稳定状态下)315(kg/kJ,BtKHQjdc 7/22dcdxdfQQQ 传传 热热 温温 压压t t t 参与换热的两种介质在整个受热面中的平均温差，与两种介质参与换热的两种介质在整个受热面中的平均温差，与两种介质相互间的流动方向有关相互间的流动方向有关 顺流或逆流的顺流或逆流的t 按对流平均温差计算按对流平均温差计算 ）（5615,ttlntttxdxd t td d、t tx x 分别为受热面两端温差中的较大值和较小值，分别为受热面两端温差中的较大值和较小值，当当

30、1.7 1.7 时时, ,传热温压可取算术平均值传热温压可取算术平均值）（5715,t2tttpjpjxd 、 为烟气与工质进、出口温度算术平均值为烟气与工质进、出口温度算术平均值 py pyt其它流动方式的温压其它流动方式的温压, ,则按逆流温压则按逆流温压t tnlnl 乘以修正系数乘以修正系数来计算来计算 ）（5815ttn 系数系数由图查出。为此，需先计算一些辅助参数。见由图查出。为此，需先计算一些辅助参数。见P366P366370 370 8/22xdtt 管式受热面的传热系数可简化为多层平壁的传热系数进行计算，即管式受热面的传热系数可简化为多层平壁的传热系数进行计算，即传热系数传热

31、系数K K的表达式的表达式）（1415).m/(kW,111k22ggmmhh1 1 1、 2 2 分别为加热介质对管壁及管壁对受热介质的放热系数，分别为加热介质对管壁及管壁对受热介质的放热系数， kW/kW/（m m2 2.）h h、mm、g g 分别为烟气侧灰层、管壁及工质侧水垢层的厚度，分别为烟气侧灰层、管壁及工质侧水垢层的厚度，m mh h、 mm、g g 分别为烟气侧灰层、管壁及工质侧水垢层的导热系数，分别为烟气侧灰层、管壁及工质侧水垢层的导热系数， kW/kW/（m.m.） ).m/(kW,111k22hh1 可简化为：可简化为：9/22横向冲刷错列（式横向冲刷错列（式15-15）

32、、）、顺列（顺列（式式15-16 6）布置的光管管束：布置的光管管束：对流受热面传热系数对流受热面传热系数K K)1515(111K21 )1615(11K21 受热介质为水、汽水混合物和超临界压力过热蒸汽的受热面，式受热介质为水、汽水混合物和超临界压力过热蒸汽的受热面，式（15-1515-15）、（）、（15-1615-16）可变为）可变为 111k 1k 管式空气预热器：管式空气预热器：2111K 10/22 屏式受热面应考虑较大的炉内辐射热使管壁温度升高，以导屏式受热面应考虑较大的炉内辐射热使管壁温度升高，以导致对流传热减少的影响，这时有致对流传热减少的影响，这时有 屏式受热面传热系数屏

33、式受热面传热系数K K12df1)1)(QQ1(1K Q Qf f 为屏从炉膛中吸收的辐射热，为屏从炉膛中吸收的辐射热，kJ/kgkJ/kg； Q Qd d 为屏以对流方式（包括管间空间的烟气辐射）传递的为屏以对流方式（包括管间空间的烟气辐射）传递的热量，热量，kJ/kg kJ/kg 11/22 1 1 包括烟气的对流放热系数包括烟气的对流放热系数d d 和管间烟气容积的辐射放热系数和管间烟气容积的辐射放热系数f f 对流管束：对流管束：烟气对管壁的放热系数烟气对管壁的放热系数1 1与与管壁对受热介质的放热系数管壁对受热介质的放热系数2 2）.m/(kW),(2fd1 为受热面的利用系数，考虑

34、烟气冲刷受热面的不均匀等引起为受热面的利用系数，考虑烟气冲刷受热面的不均匀等引起受热面吸热量减少的影响。大锅炉管子被横向冲刷时，可取受热面吸热量减少的影响。大锅炉管子被横向冲刷时，可取=1=1；空预器因空预器因K K 中已考虑了中已考虑了的影响，的影响，也可取为也可取为1 1 屏式受热面：屏式受热面： ）（.m/(kW),xs2d2fd21 s2 、d 分别为分别为屏中的管间纵向节距和管子外径屏中的管间纵向节距和管子外径 x 为为屏管角系数，根据屏式受热面的屏管角系数，根据屏式受热面的s2/d，查图，查图14-3（a）曲线）曲线52 2 只与对流放热系数只与对流放热系数d d有关有关 12/2

35、2 烟气对屏式受热面、过热器、再热器、省煤器以及空气对空预烟气对屏式受热面、过热器、再热器、省煤器以及空气对空预器的传热，均属横向冲刷方式器的传热，均属横向冲刷方式横向冲刷顺列管束横向冲刷顺列管束对流放热系数对流放热系数d d）（1715).m/(kW,PRdCC2 . 0233. 0r65. 0ezsd Re 为雷诺准则，反映流动状态对热交换的影响为雷诺准则，反映流动状态对热交换的影响 Pr 为为普朗特准则，反映流体物性对热交换的影响普朗特准则，反映流体物性对热交换的影响 和和分别为分别为 动力粘度和运动粘度，动力粘度和运动粘度， = 为为 介质流速介质流速,m/s；d为受热面管子外径为受热

36、面管子外径,m；cp 为定压比热，为定压比热，kJ/（kg.）；）；为为 流体导热系数流体导热系数,Kw/(m. ) dRe prcP Cz 为沿烟气流向管排的修正系数，当管子排数为沿烟气流向管排的修正系数，当管子排数10时时, 取取 Cz = 1；当；当 4 m/sy4 m/s时时, ,取取= 0.85= 0.85 对于空气预热器，考虑冲刷不完善、管子污染等原因综合影响，对于空气预热器，考虑冲刷不完善、管子污染等原因综合影响，可查表可查表15-715-7。当各空气行程间有中间管板时，。当各空气行程间有中间管板时，值有所下降。一层中值有所下降。一层中间管板，间管板，值下降值下降0.10.1；二

37、层中间管板，；二层中间管板，值下降值下降0.150.1520/22 管式受热面：管式受热面： 当当1/21（如凝渣管、过热器、再热器和省煤器）时（如凝渣管、过热器、再热器和省煤器）时,以烟气以烟气侧管子外表面面积作为计算受热面面积。侧管子外表面面积作为计算受热面面积。 当当1与与2相差不大（如空气预热器）时，则取相应于管子平均直径相差不大（如空气预热器）时，则取相应于管子平均直径的面积作为计算受热面的面积。的面积作为计算受热面的面积。 屏式受热面：屏式受热面： 考虑到屏间空间的烟气辐射热强度较对流热强度大的多，其计算考虑到屏间空间的烟气辐射热强度较对流热强度大的多，其计算受热面面积取为屏风面积

38、（由屏最外圈管子的外轮廓线所围成的平面受热面面积取为屏风面积（由屏最外圈管子的外轮廓线所围成的平面面积）的两倍再乘以角系数面积）的两倍再乘以角系数x，x查图查图10-5曲线曲线5 烟气的对流放热系数仍应按屏的全部管子外表面面积计算烟气的对流放热系数仍应按屏的全部管子外表面面积计算受热面的面积受热面的面积21/22 介质流速按其平均温度和流通截面的最窄面积计算介质流速按其平均温度和流通截面的最窄面积计算 烟气流速烟气流速y ： 介质流速介质流速）（，7115s/mF273)273(VBpjyjy 空气预热器中空气流速空气预热器中空气流速k ： ）（，7215s/mF273)273t (VBpj0

39、pjjk 水和蒸汽的流速水和蒸汽的流速：）（，7415s/mfDpj 22/22 按计算任务书列出原始数据按计算任务书列出原始数据 燃料的燃烧计算：选取各烟道的过量空气系数，计算三原子气体的容积燃料的燃烧计算：选取各烟道的过量空气系数，计算三原子气体的容积和容积份额、烟气和空气的焓，绘制烟气焓温表等表格和容积份额、烟气和空气的焓，绘制烟气焓温表等表格 锅炉的热平衡计算：假设排烟温度和热风温度，用以确定热损失、锅炉锅炉的热平衡计算：假设排烟温度和热风温度，用以确定热损失、锅炉效率和燃料消耗量效率和燃料消耗量 炉膛传热计算：假定炉膛出口处的烟温，求出烟气的有效放热量、烟气炉膛传热计算：假定炉膛出口

40、处的烟温，求出烟气的有效放热量、烟气的平均热容量、水冷壁的面积、受热面的热有效系数、系数的平均热容量、水冷壁的面积、受热面的热有效系数、系数M和炉膛黑度和炉膛黑度等，按公式（等，按公式（14-43）、（）、（14-3）计算炉膛出口的烟温及炉膛辐射传热量）计算炉膛出口的烟温及炉膛辐射传热量 如果计算得到的炉膛出口烟温与假设值之差未超过土如果计算得到的炉膛出口烟温与假设值之差未超过土100，则炉膛传，则炉膛传热计算结束；如超过误差，则需重新假定炉膛出口处的烟温进行计算热计算结束；如超过误差，则需重新假定炉膛出口处的烟温进行计算锅炉校核热力计算程序锅炉校核热力计算程序1/4 按烟气流程进行炉膛与空气

41、预热器之间各对流受热面的传热计算按烟气流程进行炉膛与空气预热器之间各对流受热面的传热计算 已知受热面每种介质任一端的温度，假定另一端的一个温度，已知受热面每种介质任一端的温度，假定另一端的一个温度，根据两种介质的热平衡，由公式求出另一个温度及烟气的放热量根据两种介质的热平衡，由公式求出另一个温度及烟气的放热量 根据介质的流动方式求出传热温压；根据介质的流动方式求出传热温压； 根据受热面布置情况及燃根据受热面布置情况及燃料特性等，确定各放热系数及污染系数或热有效系数，并计算传热料特性等，确定各放热系数及污染系数或热有效系数，并计算传热系数，系数， 按公式求出对流传热量按公式求出对流传热量 如果如果 2 %，(凝渣管允许为凝渣管允许为5%), 则计算结束则计算结束,否则否则, 重新假定介质温度进行计算重新假定介质温度进行计算,直至满足条件为止直至满足条件为止锅炉校核热力计算程序锅炉校核热力计算程序2/4dfdcdfQQQ 锅炉热