第6章(完)锅炉本体的热力计算

§6-1炉膛传热过程及计算§6-2对流受热面的传热计算§6-3辐射放热系数§6-4平均温差§6-5对流受热面传热计算方法提要2023/2/5第6章锅炉本体的热力计算本章主要内容锅炉设计与制造设计内容概述炉膛设计受热面布置设计与校核计算：热力、强度、水动力、烟风阻力计算说明书编写：热力、强度、水动力、烟风阻力图纸的设计与制造工艺编制制造过程概述受压部件钢架吊挂炉墙其它等等§6-1炉膛传热过程及计算内容炉膛辐射换热：斯蒂芬-波尔兹曼定律（四次方定律）对流受热面炉内辐射换热计算方法：相似理论+实验研究→半经验公式苏联：古尔维奇法（投射热和反射热）→烟煤、贫煤电站锅炉工业部：直接计算法→层燃水管锅炉概述炉膛传热计算的目的：确定炉膛辐射受热面的吸热量、炉膛出口烟气温度和炉膛热流密度的分布炉膛设计任务：选定了炉膛出口烟温时，确定需布置的辐射受热面积或布置好炉内受热面后，校核炉膛出口烟温是否合理计算方法：相似理论+实验研究→半经验公式炉内烟气流速低，主要沿管壁纵向流动，对流传热弱，所占换热份额少，故对流传热量可忽略2023/2/5§6-1炉膛传热过程及计算§6-1-1炉膛传热的基本方程传热方程

斯蒂芬-波尔兹曼定律（四次方定律）2023/2/5§6-1炉膛传热过程及计算§6-1-1炉膛传热的基本方程炉内热量平衡方程1kg燃料带入炉膛的热量

2023/2/5§6-1炉膛传热过程及计算§6-1-1炉膛传热的基本方程其次，可通过烟气侧热平衡方程写出炉膛内热平衡方程

即燃料燃烧的热量只加热空气2023/2/5§6-1炉膛传热过程及计算§6-1-2炉膛几何特性层燃炉炉膛容积：是指火床表面至炉膛烟窗之间的容积炉膛容积的周界：底部为火床表面；四周及顶部为水冷壁中心线所在的表面；出口截面为出口烟窗处第一排水管中心线的所在面层燃炉膛周界面积炉膛周界面积=火床面积R+全部炉墙面积+出口烟床面积靠墙的水冷壁：双面曝光的水冷壁：炉膛周界总面积：炉膛的有效辐射层厚度2023/2/5§6-1炉膛传热过程及计算每片水冷壁的辐射受热面积H辐射受热面H与水冷壁面积F的关系式：式中：—水冷壁的角系数能量投射份额落到管子背面的热量投射到管子的总热量因此,角系数2023/2/5§6-1炉膛传热过程及计算沾污系数和热有效系数热有效系数热有效系数、沾污系数和辐射角系数目前，实验得到：引入水冷壁管壁的沾污系数2023/2/5§6-1炉膛传热过程及计算§6-1-3烟气厚度和炉膛系统黑度烟气（火焰）黑度火焰黑度k—火焰辐射减弱系数，是火焰中各辐射介质的减弱系数的代数和，1/(m.MPa)

—炉膛介质的压力，一般供热锅炉在常压下燃烧

S—有效辐射层厚度(1)层燃炉火焰辐射减弱系数的计算2023/2/5§6-1炉膛传热过程及计算(2)室燃炉火焰辐射减弱系数的计算炉膛的系统黑度§6-1炉膛传热过程及计算§6-1-4理论燃烧温度与炉膛传热计算理论燃烧温度越高，炉膛温度水平越高，利于改善燃烧和增强传热发热量高的燃料也较高对一定的燃料而言，减少，提高送风温度也有利于提高实际炉膛内传热的存在，燃料不在绝热工况下燃烧2023/2/5§6-1炉膛传热过程及计算炉内温度分布和火焰平均有效温度炉内温度分布和火焰平均有效温度与燃烧及传热条件有关烟气的平均温度：炉膛出口烟气温度炉膛热力计算时，炉膛出口温度(℃)或(K)的选择很重要，炉膛出口烟气温度是燃烧产物经过炉内换热后的结果。如果炉膛出口烟气温度过高，即炉内的辐射受热面布置的太少。反之，若炉膛出口烟气温度过低，即为炉内的辐射受热面布置得太多。炉膛出口烟温的大小，决定着锅炉辐射受热面及对流受热面吸热量的比例关系2023/2/5§6-1炉膛传热过程及计算炉膛传热计算炉膛传热计算，采用火焰投射、热有效系数的计算体系；炉膛的传热计算是基于炉膛热量的平衡关系；炉量内均匀布置水冷壁的辐射换热量2023/2/5§6-1炉膛传热过程及计算炉膛传热计算的步骤

炉膛传热按计算的目的，分为设计计算和校核计算。炉膛传热计算是在燃料燃烧计算和热平衡计算之后进行的，主要步骤有：（1）根据已有炉膛的结构尺寸，确定炉膛的结构特性（2）计算燃料在炉内的有效放热量，在选定炉子过量空气系数和的情况下，由焓温表求得理论燃烧温度（3）先假定一个炉膛出口温度，在焓温表中求得相应的I，从而可得烟气的平均热容量（4）计算火焰黑度、炉膛黑度和波尔茨曼准则（5）选取m值，计算或者查取炉膛出口温度，其结果应与烟气平均热容量假定温度基本相同，误差不超过100℃（6）计算辐射受热面平均热强度（P1566-46）（7）计算炉膛容积热强度、炉排面积热强度2023/2/5§6-1炉膛传热过程及计算6-2-1对流受热面的基本方程式对流受热面的传热计算，以1Kg燃料燃烧时，烟气的放热量或工质的吸热量为计算基础，由此得到对流受热面的传热和热平衡方程式传热方程式（6-59）2023/2/5§6-2对流受热面的传热计算热平衡方程式受热面传热烟气侧放热：工质吸热§6-2对流受热面的传热计算§6-2-2传热系数（6-63）实际中δh/λh

无法确定实际中用（6-63a）2023/2/5§6-2对流受热面的传热计算2023/2/5§6-2对流受热面的传热计算6-2-3对流放热系数（实际的各种计算）（简介）2023/2/5§6-2对流受热面的传热计算流速计算辐射放热系数：在对流烟道管束中的有效辐射厚度为：2023/2/5§6-3辐射放热系数（对流换热中）单纯的顺流或逆流，可采用平均温差：混合系统的平均温差：2023/2/5§6-4平均温差§6-5-1对流受热面传热计算的步骤（1）计算前，根据给定的蒸汽参数、给水温度、选定的烟气出口温度、工质的出