(锅炉原理)第十章对流受热面传热计算

中国 南京第十章对流受热面传热计算能源与环境学院Energy

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Environment111/28/2019中国 南京对流传热的特点就对流传热本身而言能源与环境学院Energy

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Environment211/28/2019••考虑温度的影响考虑气流速度的影响同时需考虑管间烟气的辐射影响靠近炉膛出口的受热面，需考虑直接接受炉内辐射传热的影响（下一章：半辐射式受热面）第一节

对流传热计算的基本公式中国 南京对流传热计算的基本任务设计计算：已知对流受热面的吸热量，求该受热面的结构尺寸。校核计算：已知受热面的结构尺寸，校核该受热面的进出口参数。能源与环境学院Energy

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Environment311/28/2019第一节

对流传热计算的基本公式中国 南京第一节

对流传热计算的基本公式对流传热的基本方程式一、烟气对流放热量二、工质对流吸热量三、对流传热量热平衡：能源与环境学院Energy

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Environment411/28/2019中国 南京第二节

传热温压顺流或逆流（或五次以上交叉流按顺流计算）：对数平均温差–

端差之比tlar/tsma1.7，则可采用算术平均温差

混合流（图10-4）和交叉流（图10-5，管式空气预热器）：按逆流传热温压乘修正系数tpar0.92任何复杂的流动方式，当顺流温压和逆流温压之间满足tcou能源与环境学院Energy

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Environment511/28/2019中国 南京第三节

传热系数一、管式承压受热面传热系数忽略金属管壁的热阻和不计管内结垢烟气侧放热系数能源与环境学院Energy

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Environment611/28/2019中国 南京第三节

传热系数–

燃用固体燃料时，错列布置的横向冲刷光管管束（可能用于省煤器），其灰层热阻用灰污系数

考虑–

其余情况下采用热有效系数（）法计算受热面的传热系数–

若管内为水、汽水混合物或超临界压力以上的过热蒸汽，可简化为能源与环境学院Energy

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Environment711/28/2019中国 南京第三节

传热系数二、扩展表面式承压受热面传热系数外表面扩展式受热面较多地采用鳍片式和肋片式（一般用于

省煤器以强化烟气侧的传热），按烟气侧全部表面积计算传热系数。f为鳍片或肋片效率；hs

为鳍片管或肋片管的受热面效率能源与环境学院Energy

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Environment811/28/2019中国 南京第三节

传热系数来综合考虑灰分的污染、气流对管三、空气预热器传热系数采用受热面的利用系数子冲刷的不完善等的影响。–

管式空气预热器–

回转式空气预热器能源与环境学院Energy

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Environment911/28/2019中国 南京第四节

放热系数烟气对管壁的放热系数

1，一般包括烟气的对流放热系数和管间烟气容积的辐射放热系数

r

。••••••–

影响对流放热系数的因素烟气流速温度管子尺寸管束冲刷方式管束布置方式物性参数能源与环境学院Energy

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Environment1011/28/2019中国 南京第四节

放热系数由于影响因素很多，工程上是应用相似理论来进行分析得出放热系数公式对于锅炉各受热面，烟气、空气、蒸汽、水等介质的流动均为强迫流动在不考虑自然对流影响的情况下，稳定对流放热具有下列关系：一、光管对流受热面的对流放热系数1.（烟气）横向冲刷顺列管束•错列管束能源与环境学院Energy

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Environment1111/28/2019中国 南京第四节

放热系数2.纵向冲刷（蒸汽和管式空气预热器中的介质）超临界水和蒸汽的放热系数[公式10-39，10-40]二、扩张受热面的对流放热系数（用于省煤器）三、回转式空气预热器的对流放热系数定性尺寸：蓄热板的当量直径（表10-7）；定性温度：进出口流体均温。C取决于蓄热板的型式。能源与环境学院Energy

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Environment1211/28/2019中国 南京第四节

放热系数能源与环境学院Energy

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Environment1311/28/2019四、辐射放热系数烟气和灰污壁面之间的热交换qR，应为多次吸收和反射的结果。为简化起见，仅考虑一次吸收的能量，但用加大壁面黑度的办法来对多次吸收进行补偿。把壁面黑度取为实测灰污壁面黑度2与绝对黑体的黑度之间的平均值即，(2

+1)/2

0.9，这样，•烟气辐射放热系数（适合于含灰气流）中国 南京第四节

放热系数烟气黑度介质的吸收减弱系数辐射层有效厚度能源与环境学院Energy

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Environment1411/28/2019中国 南京第四节

放热系数•灰污表面温度对墙式受热面和对流过热器对省煤器能源与环境学院Energy

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Environment1511/28/2019中国 南京第五节

污染系数、热有效系数、利用系数和鳍(肋)片效率能源与环境学院Energy

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Environment1611/28/2019在对流受热面的传热计算中，用来表示受热面的灰污程度有三种系数：一、污染系数

二、热有效系数三、利用系数中国 南京第六节

对流受热面的面积、介质流速、流通截面积和附加受热面能源与环境学院Energy

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Environment1711/28/2019一、对流受热面的面积当管式受热面按平壁公式计算传热系数时，为减少误差，按下述原则确定受热面的面积H：当壁面两侧的放热系数相差悬殊时，取放热系数较小一侧的管子表面积作为计算受热面积。当管子壁面两侧的放热系数同属一个数量级，相差不大时，则取相应于管子平均直径的面积作为计算受热面积。中国 南京第六节

对流受热面的面积、介质流速、流通截面积和附加受热面能源与环境学院Energy

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Environment1811/28/2019一、对流受热面的面积当管式受热面按平壁公式计算传热系数时，为减少误差，按下述原则确定受热面的面积H：当壁面两侧的放热系数相差悬殊时，取放热系数较小一侧的管子表面积作为计算受热面积。当管子壁面两侧的放热系数同属一个数量级，相差不大时，则取相应于管子平均直径的面积作为计算受热面积。中国 南京第六节

对流受热面的面积、介质流速、流通截面积和附加受热面能源与环境学院Energy

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Environment1911/28/2019一、对流受热面的面积过热器、再热器和省煤器：H=管子外表面积管式空预器：H=烟气侧和空气侧的平均表面积再生式空预器：H=2×蓄热板面积附加受热面：H=炉墙面积×角系数（膜式壁角系为1.0）中国 南京第六节

对流受热面的面积、介质流速、流通截面积和附加受热面二、介质流速和流通截面积•–

介质流速烟气•空气•蒸汽•–

流通截面积管内介质流动•管外烟气横向冲刷•烟道截面变化时取几何平均能源与环境学院Energy

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Environment2011/28/2019中国 南京第六节对流受热面的面积、介质流速、流通截面积和附加受热面三、回转式空气预热器的受热面积、流通截面积和当量直径–

蓄热板的受热面积Fa：可安装蓄热板的有效面积，Fa=nrfa（fa查表10-6FH

：蓄热板的高度流通截面积蓄热板的当量直径（根据板型查表10-7）：蓄热板：的面积密度（表10-7）能源与环境学院Energy

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Environment2111/28/2019中国 南京第六节对流受热面的面积、介质流速、流通截面积和附加受热面能源与环境学院Energy

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Environment2211/28/2019四、附加受热面的计算附加受热面的面积＜主受热面的5%，不用单独计而把它包括在内部介质与它串联的主受热面中去计算。附加受热面的面积≥主受热面的5%，则需要单独算。：中国 南京炉膛传热计算的基本步骤能源与环境学院Energy

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Environment2311/28/2019一、对流受热面传热计算的基本步骤已知：受热面的结构尺寸，进口烟气温度，进口工质温度。求：出口的烟气温度，出口工质温度，以及受热面的吸热量。中国 南京炉膛传热计算的基本步骤能源与环境学院Energy

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Environment2411/28/2019由基本的结构尺寸求计算受热面积H，烟气的流通截面F， 工质的流通截面f，有效辐射层厚度S。假定烟气的出口温度

”

，求出口烟气焓I”

。求出烟气的对流放热量Q

re，若吸收炉膛的辐射传热，则需1c求出吸收炉膛的辐射热Qr。由Qc

=

Qc

，求出工质的出口焓I”

，并查得温度t”

。re

ab求平均传热温压Δt求烟气流速wg、工质流速w求烟气侧的对流放热系数求工质侧的对流放热系数2中国 南京炉膛传热计算的基本步骤1r、热有效系数、利用系数求烟气黑度求灰污壁温T2求烟气侧辐射放热系数根据燃料种类、受热面布置选取污染系数求传热系数K求对流传热量Qctr校核则计算满足要求,否则重新假设烟气出口温度。能源与环境学院Energy

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Environment2511/28/2019当燃料灰分含量不高时，计算时未考虑飞灰的焓。中国 南京对承压受热面，漏风的焓取冷空气焓。管式空气预热器（漏风焓按进出口空气平均温度计算）回转式空气预热器（分冷、热段）采用烟气挡板时平行烟道内受热面烟气对流放热量能源与环境学院Energy

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Environment2611/28/2019当燃料灰分含量不高时，计算时未考虑飞灰的焓。中国 南京工质对流吸热量基本计算公式（过、再热器和省煤器）–

靠近炉膛受热面（吸热量包括吸收炉膛和屏空间的辐射热，但只在屏后第一级对流受热面计算时考虑）–

过热器之间设喷水减温时，计算考虑喷水导致的各级蒸汽流量和蒸汽进、出口温度（焓值）的变化能源与环境学院Energy

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Environment2711/28/2019当燃料灰分含量不高时，计算时未考虑飞灰的焓。中国 南京工质对流吸热量基本计算公式（空气预热器）–

带热风再循环空预器能源与环境学院Energy

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Environment2811/28/2019当燃料灰分含量不高时，计算时未考虑飞灰的焓。中国 南京传热温压顺流和逆流传热温压能源与环境学院Energy

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Environment2911/28/2019中国 南京污染系数•定义适用于固体燃料错列布置管束，用经验式计算或查图能源与环境学院Energy

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Environment3011/28/2019中国 南京热有效系数•能源与环境学院Energy