循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)傳熱計(jì)算

1、第四章循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)傳熱計(jì)算第四章循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)傳熱計(jì)算循環(huán)流化床鍋爐爐膛中的傳熱是一個(gè)復(fù)雜的過程，傳熱系數(shù)的計(jì)算精度直接影響了受熱面設(shè)計(jì)時(shí)的布置數(shù)量，從而影響鍋爐的實(shí)際出力、蒸汽參數(shù)和燃燒溫度。正確計(jì)算燃燒室受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一，也是區(qū)別于煤粉爐的重要方面。隨著循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的日益成熟，有關(guān)循環(huán)流化床鍋爐的爐膛傳熱計(jì)算思想和方法的研究也在迅速發(fā)展。許多著名的循環(huán)流化床制造公司和研究部門在此方面也做了大量的工作，有的已經(jīng)形成商業(yè)化產(chǎn)品使用的設(shè)計(jì)導(dǎo)則。但由于技術(shù)保密的原因，目前國(guó)內(nèi)外還沒有公開的可以用于工程使用的循環(huán)流化床鍋爐爐膛傳熱計(jì)算方法，因此對(duì)它的研究具

2、有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和實(shí)踐意義。清華大學(xué)對(duì)CFB鍋爐爐膛傳熱作了深入的研究，長(zhǎng)江動(dòng)力公司、華中理工大學(xué)、浙江大學(xué)等單位也對(duì)CFB鍋爐爐膛中的傳熱過程進(jìn)行了有益的探索。根據(jù)已公開發(fā)表的文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，考慮工程上的方便和可行，本章根楣清華大學(xué)提出的方法，進(jìn)一步分析整理，作為我們研究的基礎(chǔ)。為了了解CFB鍋爐傳熱計(jì)算發(fā)展過程，也參看了巴蘇的傳熱理論和計(jì)算方法，浙江大學(xué)和華中理工大學(xué)的傳熱計(jì)算與巴蘇的相近似。4.1 清華的傳熱理論及計(jì)算方法4.1.1 循環(huán)流化床傳熱分析CFB鍋爐與煤粉鍋爐的顯著不同是CFB鍋爐中的物料（包括煤灰、脫硫添加劑等）濃度Cp大大高于煤粉爐，而且爐內(nèi)各處的濃度也不一樣，它對(duì)爐內(nèi)傳熱起著

3、重要作用。為此首先需要計(jì)算出爐膛出口處的物料濃度Cp,此處濃度可由外循環(huán)倍率求出。而爐膛不同高度的物料濃度則由內(nèi)循環(huán)流率決定，它沿爐膛高度是逐漸變化的，底部高、上部低。近壁區(qū)貼壁下降流的溫度比中心區(qū)溫度低的趨勢(shì)，使邊壁下降流減少了輻射換熱系數(shù)；水平截面方向上的橫向攪混形成良好的近壁區(qū)物料與中心區(qū)物料的質(zhì)交換，同時(shí)近壁區(qū)與中心區(qū)的對(duì)流和輻射的熱交換使截面方向的溫度趨于一致，綜合作用的結(jié)果近壁區(qū)物料向壁面的輻射加強(qiáng)，總輻射換熱系數(shù)明顯提高。在計(jì)算水冷壁、雙面水冷壁、屏式過熱器和屏式再熱器時(shí)需采用不同的計(jì)算式。物料濃度Cp對(duì)輻射傳熱和對(duì)流傳熱都有顯著影響。燃燒室的平均溫度是床對(duì)受熱面換熱系數(shù)的另p一

4、個(gè)重要影響因素。床溫的升高增加了煙氣輻射換熱并提高煙氣的導(dǎo)熱系數(shù)。雖然粒徑的減小會(huì)提高顆粒對(duì)受熱面的對(duì)流換熱系數(shù)，在循環(huán)流化床鍋爐條件下，燃燒室內(nèi)部的物料顆粒粒徑變化較小，在較小范圍內(nèi)的粒徑變化時(shí)換熱系數(shù)的變化不大，在進(jìn)行滿負(fù)荷傳熱計(jì)算時(shí)可以忽略，但在低負(fù)荷傳熱計(jì)算時(shí)，應(yīng)該考慮小的顆粒有提高傳熱系數(shù)的能力。爐內(nèi)受熱面的結(jié)構(gòu)尺寸，如鰭片的凈寬度、厚度等，對(duì)平均換熱系數(shù)的影響也是非常明顯的。鰭片寬度對(duì)物料顆粒的團(tuán)聚產(chǎn)生影響；另一方面，寬度與擴(kuò)展受熱面的利用系數(shù)有關(guān)。根66第四章循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)傳熱計(jì)算據(jù)實(shí)驗(yàn)研究，可以歸納出循環(huán)流化床鍋爐燃燒室受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計(jì)算方法。CFB鍋爐爐膛受熱面的吸熱量

5、按下式計(jì)算：(4-1)Q=KHT式中Q傳熱量，W;K基于煙氣側(cè)總面積的傳熱系數(shù)，W/m2K;AT溫差,K;2H煙氣側(cè)總面積，m。4.1.2 受熱面結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)傳熱的影響1傳熱系數(shù)K按式(4-2)計(jì)算，其中分母包括四部分熱阻：煙氣側(cè)熱阻,；工質(zhì)側(cè)熱阻和受1熱面本身熱阻:fHL；亙；以及附加熱阻Hf.as;0(4-2)1工夫.二asfHf式中a煙氣側(cè)向壁面總表面的名義換熱系數(shù)，W/m2K;otf工質(zhì)側(cè)換熱系數(shù)，W/m2K,可按蘇1973年熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)求取;2Ht煙氣側(cè)總面積，m；Hf工質(zhì)側(cè)總面積，m2;2&S附加熱阻，mK/W;&管子厚度,m;-受熱面金屬導(dǎo)熱系數(shù)，W/m2K;：b=

6、P(-1)1二b1.；s：b(4-3)式中P鰭片面積系數(shù)，P=H皿Ht2Hfin£曰片面積,m；Ht受熱面外部面積，m2。HfmS-d(4-4)P=二Hts-、1(-1)d67第四章循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)傳熱計(jì)算s,d管子節(jié)距、外徑，m,見圖4-1。n鰭片利用系數(shù),th(：h)11=h(4-5)式中與受熱面受熱情況、膜式壁鰭片結(jié)構(gòu)尺寸和材料等有關(guān)，可表不為N：b(h、)'''(1'；s：b)(4-6)式中N受熱情況，單面受熱N=1,雙面受熱N=2;圖4-1爐膛受熱面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖h實(shí)際鰭片高度(4-7)6鰭片厚度，m；翳一一受熱面污染系數(shù)，取為0.0005;h一

7、布算高度，m：(4-8)h”-有效高度，m：hhh-.N(4-9)根據(jù)實(shí)驗(yàn)和運(yùn)行數(shù)據(jù)，可得到鰭片寬度系數(shù)比T結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系:口-0.1659-+0.3032-+0.8608dd(4-10)ab煙氣側(cè)換熱系數(shù)，見式(4-15):備s附加熱阻，在計(jì)算耐火材料涂層受熱面時(shí)考慮:vas1a(4-11)受熱面耐火層厚度，m;a受熱面耐火層導(dǎo)熱系數(shù)，W/mK,按式(4-12)計(jì)算:'a=a0,alTa(4-12)68第四章循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)傳熱計(jì)算式中a0、a1系數(shù);Ta耐火層平均溫度，K,按式（4-13）計(jì)算:Ta=(又Tw)/2(4-13)式中Tb煙氣側(cè)溫度，K;Tw受熱面壁面溫度，K,見式（

8、4-17）:受熱面外內(nèi)面積比為2p-d-(2-n)61-1Ji(4-14)式中展管壁厚度,m;按兩者的線性疊加，則有(4-15)s管節(jié)距，m;鰭片厚度，m。4.1.3 CFB鍋爐煙氣側(cè)換熱系數(shù)o（b爐膛煙氣物料兩相混合物向壁面的換熱包括對(duì)流和輻射兩部分,式中輻射換熱系數(shù)，W/m2K,見式（4-16）:«c對(duì)流換熱系數(shù)，W/m2K,見式（4-26）:22(4-16)二，=；二Tw）（T；T：）式中-Boltzmann常數(shù);(4-17)式中Tf受熱面內(nèi)工質(zhì)溫度,KoTw水冷壁管壁溫度，按式（4-17）計(jì)算:Tw5：Tw水冷壁管壁內(nèi)外側(cè)溫差Tw=0.7NO.7HfJ1000二f(4-18)

9、式中Tb煙氣側(cè)溫度，K;Tf受熱面內(nèi)工質(zhì)溫度,K；N受熱情況，1或2;w導(dǎo)熱影響系數(shù),69第四章循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)傳熱計(jì)算(4-19)式中金屬導(dǎo)熱系數(shù)，W/m2K；w=0.2+0.007壁面與煙氣側(cè)的系統(tǒng)黑度8可寫彳式（4-20）的形式:(4-20)11-1二w式中加煙氣側(cè)黑度，按式（4-21）計(jì)算:壁面黑度，一般為0.50.8。在氣固兩相中，煙氣側(cè)黑度包括顆粒黑度和煙氣黑度兩部分:(4-21)式中3一一固體物料黑度，由式（4-22）計(jì)算:0P(1-)B<(1-<)B4(1-；P)b(4-22)2，、一，2式中B系數(shù)，各向同性反射時(shí)為0.5,漫反射顆粒為-,本文中取為2;332一一

10、物料表面平均黑度，與固體顆粒的濃度有關(guān)，可表示為(4-23)4=1exp(CpB)式中C-一常數(shù)；C期0.10.2;Cp物料空間濃度,3kg/m。g煙氣黑度，由式（4-24）計(jì)算:(4-24)；g=1exp-kgSg煙氣輻射減弱系數(shù)k可按下式簡(jiǎn)單計(jì)算:式中,kg0.552rH2OTb-0.111八2000J(4-25)rH2O煙氣中水蒸氣份額;r工煙氣中三原子氣體份額;sg煙氣輻射厚度，近似為下降流厚度,m。(4-26)對(duì)流換熱系數(shù)由煙氣對(duì)流和顆粒對(duì)流兩部分組成，即：c=：c-：c70第四章循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)傳熱計(jì)算式中a煙氣對(duì)流換熱系數(shù)，W/mK,計(jì)算見式(4-27);&：顆粒對(duì)流換

11、熱系數(shù)，計(jì)算見式(4-28)。g=c<gvf"7(4-27)式中Co煙氣對(duì)流系數(shù)，46J/m3K;vf煙氣速度，m/s。二：二以4)0.5：°(4-28)式中Vf煙氣速度，m/s,該項(xiàng)為顆粒對(duì)流強(qiáng)度與顆粒粒徑的直接修正；a：。一一初始流態(tài)條件下顆粒對(duì)流理論換熱系數(shù)，其值與顆粒的粒度、溫度、受熱面布c置有關(guān)；Cc顆粒對(duì)流系數(shù)，按式(4-29)計(jì)算：Cc=1-exp-CpcCpn1(4-29)式中Cpc顆粒系數(shù)，0.010.02;Cp爐膛局部物料濃度，kg/m3；ni常數(shù)，0.851.25。根據(jù)第二章中上部快速床的分析，則受熱面所在位置的濃度與其高度位置密切相關(guān)，用于傳熱

12、的平均濃度關(guān)聯(lián)到受熱面的平均高度，則雙面水冷壁、屏過、屏再局部物料濃度Cp按式(4-30)計(jì)算：(4-30)C：H-HH8-一,+2.8%4"3.04.05.06.07.0流化速度m/s圖4-2特征攜帶量o250506s量帶攜征特式中Cpp實(shí)際溫度下爐膛出口處特征物料濃度，kg/m3；該數(shù)值可以根據(jù)圖4-2選定，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)予以修正。Hit爐膛總高度，m；Hpz雙面水冷壁屏再或屏過總高度，m。水冷壁物料濃度Cp按式(4-31)計(jì)算：71第四章循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)傳熱計(jì)算Cp-42CppHlt-h1-dhexp.lt-2.8.exp一幺7+2.8+4.2Cpppp(4-31)式中hi爐膛下

13、部冷灰斗錐體計(jì)算高度(從布風(fēng)板算起)，m;dh梯形段上直段耐火層高度，m。4.1.4 按清華方法對(duì)一臺(tái)440t/h貧煤CFB鍋爐的計(jì)算用清華方法對(duì)按某國(guó)外引進(jìn)程序設(shè)計(jì)的鍋爐輸入數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析校核，以便了解影響傳熱的因素和影響關(guān)系。該爐為燃燒貧煤的440t/hCFB鍋爐，100%,、50%負(fù)荷的計(jì)算結(jié)果見表4-1表4-4。此外，按清華方法對(duì)一臺(tái)440t/h無煙煤、440t/h煙煤、480t/h褐煤CFB鍋爐爐膛也進(jìn)行了同樣的傳熱計(jì)算，結(jié)果示于表4-10。4.1.5 100%負(fù)荷全爐膛傳熱量計(jì)算結(jié)果的校核在上節(jié)中已經(jīng)求出水冷壁、雙面水冷壁、屏過、屏再四部分受熱面所吸收的熱量。其和應(yīng)等于鍋

14、爐熱平衡計(jì)算中在爐內(nèi)的傳熱量。以新鄉(xiāng)440t/h鍋爐主循環(huán)回路作為對(duì)象，熱平衡爐內(nèi)傳熱量Q1：100-q3-q4-q6-Q1=Bj(Qnet,ar346QkIff一yx一fh)(4-32)100-q41000.530.3.)=0.995父51105.625492+2076.5+2561114392.17i<100-3)=5085016382=83051650kJ/h1000二833051650231.4MW3600其中Qk=PB'n'I；+(%+%)#(4-33)=(1.2-0.05-0.06)(1:2)(4824.1816)(0.050.06)34.34.18=2060

15、.6815.8=2076.5kJ/kg式中Iff回料器及冷渣器反回風(fēng)帶入的熱量，kJ/kg；iyx主循環(huán)回路出口(分離器出口)煙氣焰，煙溫883C查溫始表，當(dāng)過量空氣系數(shù)0=1.2時(shí)，IyX=2665.044.1816=11144.2kJ/kg。Ifh離開主循環(huán)回路(分離器出口)的飛灰?guī)ё叩臒嵫?，kJ/kg,AarAsh100100八Ifh=amar"-CmkJ/kg(4-34)100100-Cfh100-q472第四章循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)傳熱計(jì)算式中0fh飛灰份額，%；Aar燃料中灰份，%；Ash加石灰石產(chǎn)生的灰份;Cfh飛灰可燃物含量，;（Cu）fh飛灰熱炫，kJ/kg。將具體數(shù)據(jù)

16、代入式（3-34）后得:805=92.17kJ/kg,18.464.2100100Ifh=0.5100100-15100-2.97爐膛傳熱計(jì)算中爐內(nèi)四種受熱面總的吸熱量為:129.29MW（水冷壁）+25.59MW（水冷屏）+46.94MW（屏過）+34.15MW（屏再）=235.97MW,該數(shù)值與爐內(nèi)熱平衡計(jì)算的傳熱量232.66MW相差小于1.5%,故可以結(jié)束計(jì)算。4.1.6低負(fù)荷傳熱計(jì)算一般的，煤粉爐當(dāng)處于低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，相對(duì)于正常負(fù)荷時(shí)，爐膛中的水冷壁受熱面顯得過大，導(dǎo)致爐內(nèi)溫度水平大大降低，爐膛出口溫度也下降。為了維持低負(fù)荷時(shí)汽溫仍保持在額定范圍內(nèi)，在設(shè)計(jì)鍋爐時(shí)，除了額定工況的計(jì)算外，

17、還必須進(jìn)行70%、50%負(fù)荷的計(jì)算，這時(shí)一般要大大增加過熱器及再熱器受熱面，以保證低負(fù)荷時(shí)溫壓大大降低的情況下仍能達(dá)到汽溫的要求。但對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐，低負(fù)荷時(shí)，煙氣流速減小，煙氣攜帶固體的能力下降，可使理論燃燒溫度上升（參照下一節(jié)），從而可以彌補(bǔ)由于在低負(fù)荷時(shí)相對(duì)于正常負(fù)荷時(shí)過大的水冷壁受熱面而造成的煙氣過度冷卻。同時(shí)，也可以降低水冷壁的傳熱系數(shù)，使?fàn)t膛出口溫度較少變化，從而維持過熱汽溫達(dá)到額定值。低負(fù)荷傳熱計(jì)算一般進(jìn)行75%和50%額定負(fù)荷計(jì)算。下面討論幾個(gè)工況參數(shù)的變化情況。（1）床層溫度豆。和爐膛出口溫度4：100%負(fù)荷時(shí)由于內(nèi)外物料循環(huán)流量較高，爐膛上下乃至于整個(gè)主循環(huán)回路的溫度基本

18、一致。但低負(fù)荷時(shí)爐內(nèi)，物料循環(huán)流率顯著降低，趨向于鼓泡床，故床層溫度顯著高于爐膛出口溫度。這時(shí)為了求得床層溫度，就得進(jìn)行分段計(jì)算，進(jìn)行密相區(qū)傳熱計(jì)算。而為了求得爐膛出口溫度仍可以進(jìn)行全爐膛計(jì)算。（2）密相區(qū)燃燒率為了進(jìn)行分段計(jì)算，就需要知道密相區(qū)的燃燒率&上升和下降的物料量和物料溫度。經(jīng)分析，低負(fù)荷時(shí)燃燒工況向鼓泡床轉(zhuǎn)化，故燃燒率句應(yīng)大于正常運(yùn)行時(shí)的勾。以100MWe級(jí)CFB鍋爐為例，正常運(yùn)行時(shí)取&M.47,低負(fù)荷時(shí)取名M.6。73第四章循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)傳熱計(jì)算(3)上升與下降循環(huán)物料的溫差考慮循環(huán)物料量降低，故上升與下降物料的溫差也應(yīng)減小，取為3C。(4)煙氣速度U0煙氣速

19、度受煤耗量Bj和煙氣體積(由于“增加，體積增加)和煙氣溫度Qpj的影響，一般低負(fù)荷時(shí)煙氣速度下降。以100MWe機(jī)組為例，100%負(fù)荷時(shí)U0=5.68m/s；75%負(fù)荷時(shí)uo=3.81m/s;50%負(fù)荷時(shí)U0=3.18m/so(5)上升的循環(huán)物料量由于負(fù)荷降低，分離器效率降低，故循環(huán)物料量也相應(yīng)比滿負(fù)荷時(shí)要降低。降低多少可以通過校核計(jì)算求知。就是說，根據(jù)鍋爐說明書給出低負(fù)荷時(shí)的床溫0cc或根據(jù)實(shí)際運(yùn)行時(shí)測(cè)出的床溫來反求循環(huán)物料量。至于下降和上升的循環(huán)物料量比m也只能通過校核計(jì)算求得。從50%負(fù)荷實(shí)際計(jì)算看出密相區(qū)燃燒率變化對(duì)物料濃度影響不大，而改變下降與上升的物料量比m值則對(duì)物料濃度影響很敏感

20、。m減少，則物料濃度Cp減小很多。物料濃度除按上述校核計(jì)算求取外，可按式(4-35)計(jì)算。GsCp=2.83s(4-35)U0Gs可由資料根據(jù)煙氣速度求取，例如圖5-2。假定煙氣速度為3.18m/s,則Gs"7,則73C=2.83=6.23kg/m。p3.18g(6)分離器分離效率Y低負(fù)荷時(shí)由于煙氣量減少，則分離器進(jìn)口煙氣速度降低，因而使分離器效率降低，從而導(dǎo)致循環(huán)量Glc和物料濃度Cp減少。(7)煙氣輻射層厚度s煙氣輻射層厚度sg隨著負(fù)荷的下降而下降，可參照資料計(jì)算，但它對(duì)傳熱影響不是很大。以440t/h鍋爐為例所進(jìn)行的50%負(fù)荷全爐膛計(jì)算結(jié)果見表4-1表4-4。其中4種受熱面總計(jì)

21、傳熱量為55.36+13.02+24.78+18.80=111.96MW;而根據(jù)熱平衡計(jì)算爐內(nèi)傳熱量為119.55MW,誤差為6%。表4-5為相關(guān)的440t/h鍋爐50%負(fù)荷性能參數(shù)計(jì)算結(jié)果。由于床層溫度是可控制量，因此計(jì)算中通常假定某個(gè)低于滿負(fù)荷的溫度作為計(jì)算依據(jù)。以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行爐膛傳熱計(jì)算，得到爐膛出口煙氣溫度。為便于計(jì)算，在積累了大量經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，低負(fù)荷計(jì)算可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定床底溫度，第五章表5-11給出了經(jīng)驗(yàn)總結(jié)結(jié)果，是可以用于設(shè)計(jì)計(jì)算的。74第四章循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)傳熱計(jì)算表4-1某440t/hCFB鍋爐100%、50%負(fù)荷全爐膛水冷壁傳熱計(jì)算項(xiàng)目符號(hào)單位100%負(fù)荷50%負(fù)荷煙氣速

22、度Vfm/s5.683.18床側(cè)溫度TbK11851012受熱面內(nèi)工質(zhì)溫度TfK613613管節(jié)距Sm0.090.09管外徑dm0.060.06鰭片厚度Sm0.0060.006管壁厚S1m0.00650.0065物料濃度cpp3kg/m1.720.73爐膛總高度Hitm39.4139.41爐膛下部計(jì)算高度Hpgm5.55.5梯形段上直段耐火層高度Hnhm0.450.45局部物料空間濃度Cpkg/m322.469.56顆粒對(duì)流理論換熱系數(shù)0%W/m2K100100煙氣中水蒸汽份額H2O%0.0640.064煙氣中三原子氣體份額r、%0.150.15煙氣側(cè)水冷壁總面積Ht2m12031203工質(zhì)側(cè)

23、換熱系數(shù)afW/m2K1500015000實(shí)際設(shè)計(jì)運(yùn)行系數(shù)*Xiu1+0.211受熱面受熱情況N單面1、雙面211煙氣輻射厚度Sm0.20.1壁面黑度&w0.80.8受熱面金屬導(dǎo)熱系數(shù)入W/m2k40.3940.39受熱面壁面污染系數(shù)&s2m2K/W0.00050.0005受熱面耐火層厚度Sam100100涂層水冷壁面積m2360.7360.7常數(shù)B1/22/32/32/3Boltzmann常數(shù)aW/m2K45.67E-085.67E-08煙氣對(duì)流系數(shù)*Cgc55鰭片寬度系數(shù)*g0.9423250.942325耐火材料系數(shù)Aa02.52.5耐火材料系數(shù)Ba10.000250.0

24、002575第四章循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)傳熱計(jì)算續(xù)表4-1某440t/hCFB鍋爐100%、50%負(fù)荷全爐膛水冷壁傳熱計(jì)算項(xiàng)目符號(hào)單位100%負(fù)荷50%負(fù)荷顆粒對(duì)流系數(shù)Cc0.2360.108顆粒對(duì)流理論換熱系數(shù)dW/m2K56.30619.325煙氣對(duì)流換熱系數(shù)aW/m2K16.86611.237對(duì)流換熱系數(shù)%W/m2K73.17230.563煙氣輻射減弱系數(shù)k0.086560.15146物料表面平均黑度p0.741610.53498固體物料黑度P0.904900.80993煙氣黑度g0.017160.01503床層黑度b0.906530.81279系統(tǒng)黑度£0.739040.6755

25、3受熱面管壁溫差州wK13.7679.604管外壁溫度TwK626.767622.604輻射換熱系數(shù)火W/m2K136.43288.390換熱系數(shù)W/m2K209.604118.953鰭片高度hm0.015000.01500折算高度*h，m0.015920.01592有效高度*h”m0.015920.01592鰭片厚度系數(shù)*v0.043330.04333折算厚度*s'0.000260.00026參數(shù)34.054663.11917鰭片利用系數(shù)0.998610.99918鰭片面積比（P）Hfin/Ht0.253700.25370名義床側(cè)換熱系數(shù)aW/m2K189.654112.252受熱面

26、內(nèi)外面積比Ht/Hf1.6021.602壁面平均溫度*TwK619.884617.802受熱面內(nèi)外溫差*國(guó)K572.000399.000受熱面耐火層平均溫度*TaK905.884817.302受熱面耐火層導(dǎo)熱系數(shù)*bW/m2K2.6572.635附加熱阻電s0.038140.03845傳熱系數(shù)KW/m2k180.490108.977光管水冷壁受熱面吸熱量QaaMW124.2052.31涂層水冷壁傳熱系數(shù)KW/m2k23.15721.218涂層水冷壁吸熱量QtcMW4.7783.054水冷壁受熱面總吸熱量QMW128.97655.36276第四章循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)傳熱計(jì)算表4-2某440t/hC

27、FB鍋爐100%、50%負(fù)荷雙面水冷壁全爐膛傳熱計(jì)算項(xiàng)目單位符號(hào)100%負(fù)荷50%負(fù)荷煙氣速度Vfm/s5.683.18床側(cè)溫度TbK11851058受熱面內(nèi)工質(zhì)溫度TfK613613管節(jié)距Sjm0.07270.0727管外徑dm0.060.06鰭片厚度Sm0.0060.006管壁厚S1m0.00650.0065物料濃度Cpp3kg/m1.720.73爐膛總高度Hitm39.4139.41雙面水冷壁總高度Hssm2727局部物料空間濃度cpkg/m314.7376.272顆粒對(duì)流理論換熱系數(shù)UpW/m2K100100煙氣中水蒸汽份額H2O%0.0640.064煙氣中三原子氣體份額r2%0.15

28、0.15煙氣側(cè)水冷壁總面積Ht2m260260工質(zhì)側(cè)換熱系數(shù)afW/m2K1500015000.*實(shí)際設(shè)計(jì)運(yùn)行系數(shù)Xiu1+0.211受熱面受熱情況N單面1、雙面222煙氣輻射厚度Sm0.80.4壁面黑度&w0.50.80.80.8受熱面金屬導(dǎo)熱系數(shù)入W/m2K40.3940.39受熱面壁面污染系數(shù)ssm2K/W0.00050.0005受熱面耐火層厚度sam100100涂層水冷壁面積m214.814.8常數(shù)B1/22/30.50.5Boltzmann常數(shù)aW/m2K45.67E-085.67E-08鰭片寬度系數(shù)*g0.980.98耐火材料系數(shù)Aao2.52.5耐火材料系數(shù)Bai0.00

29、0250.00025煙氣對(duì)流系數(shù)*C：W/m2K,4-55577第四章循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)傳熱計(jì)算續(xù)表4-2某440t/hCFB鍋爐100%、50%負(fù)荷雙面水冷壁全爐膛傳熱計(jì)算項(xiàng)目單位符號(hào)100%負(fù)荷50%負(fù)荷顆粒對(duì)流系數(shù)Ccp0.1620.072顆粒對(duì)流理論換熱系數(shù)apW/m2K38.63012.929煙氣對(duì)流換熱系數(shù)dW/m2K16.86611.237對(duì)流換熱系數(shù)%W/m2K55.49624.166煙氣輻射減弱系數(shù)k0.040220.06867物料表面平均黑度p0.640070.43907固體物料黑度P0.861030.75637煙氣黑度g0.031670.02710床層黑度b0.86543

30、0.76297系統(tǒng)黑度£0.711500.64075受熱面管壁溫差awK13.87810.797管外壁溫度TwK626.878623.797輻射換熱系數(shù)OrW/m2K131.36592.170換熱系數(shù)bW/m2K186.861116.336鰭片高度hm0.006350.00635折算高度*h，m0.006450.00645有效高度*h”m0.004560.00456鰭片厚度系數(shù)*v0.204720.20472*折算厚度s'0.001230.00123參數(shù)34.173503.34746鰭片利用系數(shù)0.999880.99992鰭片面積比（P）Hfin/Ht0.125810.125

31、81名義床側(cè)換熱系數(shù)dW/m2K170.892109.940受熱面內(nèi)外面積比Ht/Hf1.3671.367壁面平均溫度*TwK619.939618.398受熱面內(nèi)外溫差*國(guó)K572.000445.000受熱面耐火層平均溫度*TaK905.939840.898受熱面耐火層導(dǎo)熱系數(shù)方W/m2K125.350112.650附加熱阻為s0.001300.00139傳熱系數(shù)KW/m2K163.834106.975受熱面吸熱量QggMW24.3712.38涂層雙面水冷壁傳熱系數(shù)KW/m2K144.89697.697涂層雙面水冷壁吸熱量QtcMW1.2270.643雙面水冷壁總吸熱量QMW25.59213.

32、02078第四章循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)傳熱計(jì)算表4-3某440t/hCFB鍋爐100%、50%負(fù)荷屏過全爐膛傳熱計(jì)算項(xiàng)目單位符號(hào)100%負(fù)荷50%負(fù)荷煙氣速度Vfm/s5.683.18床側(cè)溫度TbK11651058受熱面內(nèi)工質(zhì)溫度TfK719721管節(jié)距§m0.07270.0727管外徑dm0.0510.051鰭片厚度m0.0060.006管壁厚m0.00550.0055物料濃度Cpp3kg/m1.720.73爐膛總高度Hitm39.4139.41雙面水冷壁總高度Hssm2222局部物料空間濃度cpkg/m311.7454.999顆粒對(duì)流理論換熱系數(shù)d2W/m2K100100煙氣中水蒸汽

33、份額rH2O%0.0640.064煙氣中三原子氣體份額rE%0.150.15煙氣側(cè)總面積Ht2m568.3568.3工質(zhì)側(cè)換熱系數(shù)of2W/m2K38502555.*實(shí)際設(shè)計(jì)運(yùn)行系數(shù)Xiu1±0.211受熱面受熱情況N單面1、雙面222煙氣輻射厚度Sm0.80.4壁面黑度w0.50.80.80.8受熱面金屬導(dǎo)熱系數(shù)入W/m2K3232受熱面壁面污染系數(shù)%m2K/W0.00030.0003受熱面耐火層厚度用m100100涂層水冷壁面積m252.6852.68耐火材料系數(shù)Aao2.52.5耐火材料系數(shù)Bai0.000250.00025常數(shù)B1/22/30.50.5Boltzmann常數(shù)a

34、24W/m2K45.67E-085.67E-08*鰭片寬度系數(shù)g0.960.96煙氣對(duì)流系數(shù)*CgW/m2K,4-55579第四章循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)傳熱計(jì)算續(xù)表4-3某440t/hCFB鍋爐100%、50%負(fù)荷屏過全爐膛傳熱計(jì)算項(xiàng)目單位符號(hào)100%負(fù)荷50%負(fù)荷顆粒對(duì)流系數(shù)CP0.1310.058顆粒對(duì)流理論換熱系數(shù)式2W/m2K31.33110.382煙氣對(duì)流換熱系數(shù)gOt2W/m2K16.86611.237對(duì)流換熱系數(shù)%2W/m2K48.19721.620煙氣輻射減弱系數(shù)k0.041210.06867物料表面平均黑度p名0.584550.39164固體物料黑度p0.834870.72662

35、煙氣黑度g0.032430.02710床層黑度b0.840230.73403系統(tǒng)黑度£0.694370.62022受熱面管壁溫差K70.18379.909管外壁溫度TwK789.183800.909輻射換熱系數(shù)度W/m2K152.340115.106換熱系數(shù)2W/m2K200.537136.726鰭片高度hm0.010850.01085折算高度*h，m0.011350.01135有效高度*h”m0.008030.00803鰭片厚度系數(shù)*v0.101380.10138*折算厚度s'0.000610.00061參數(shù)35.762034.80132鰭片利用系數(shù)0.999290.999

36、51鰭片面積比（P）Hfin/Ht0.226490.22649名義床側(cè)換熱系數(shù)of2W/m2K189.126131.324受熱面內(nèi)外面積比Ht/Hf1.5251.525壁面平均溫度*TwK754.092760.955受熱面內(nèi)外溫差*tK446.000337.000受熱面耐火層平均溫度*TaK977.092929.455受熱面耐火層導(dǎo)熱系數(shù)*方2W/m2K133.950123.450附加熱阻為s0.001050.00111傳熱系數(shù)K一，2W/mk170.782119.283光管受熱面吸熱量QggMW43.2922.84爐膛涂層屏過傳熱系數(shù)KW/m2k151.470108.773涂層屏過吸熱量Qt

37、cMW3.5591.931屏過總吸熱量QMW46.84624.77680第四章循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)傳熱計(jì)算表4-4某440t/hCFB鍋爐100%、50%負(fù)荷屏再全爐膛傳熱計(jì)算項(xiàng)目單位符號(hào)100%負(fù)荷50%負(fù)荷煙氣速度Vfm/s5.683.18床側(cè)溫度TbK11651058受熱面內(nèi)工質(zhì)溫度TfK748738管節(jié)距§m0.070.07管外徑dm0.0570.057鰭片厚度m0.0060.006管壁厚m0.0050.005物料濃度Cpp3kg/m1.720.73爐膛總高度Hitm39.439.4屏再總高度Hpzm2222局部物料空間濃度cpkg/m311.7525.001顆粒對(duì)流理論換熱系

38、數(shù)d2W/m2K100100煙氣中水蒸汽份額rH2O%0.0640.064煙氣中三原子氣體份額rE%0.150.15煙氣側(cè)總面積Ht2m444.5444.5工質(zhì)側(cè)換熱系數(shù)of2W/m2K1303895.*實(shí)際設(shè)計(jì)運(yùn)行系數(shù)Xiu1±0.211受熱面受熱情況N單面1、雙面222煙氣輻射厚度Sm0.820.4壁面黑度w0.50.80.80.8受熱面金屬導(dǎo)熱系數(shù)入W/m2K23.523.5受熱面壁面污染系數(shù)%m2K/W0.00030.0003受熱面耐火層厚度用m100100涂層水冷壁面積m239.539.5耐火材料系數(shù)Aao2.52.5耐火材料系數(shù)Bai0.000250.00025常數(shù)B1/

39、22/30.50.5Boltzmann常數(shù)a24W/m2K45.67E-085.67E-08*鰭片寬度系數(shù)g0.90.9煙氣對(duì)流系數(shù)*Cgc5581第四章循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)傳熱計(jì)算續(xù)表4-4某440t/hCFB鍋爐100%、50%負(fù)荷屏再全爐膛傳熱計(jì)算項(xiàng)目單位符號(hào)100%負(fù)荷50%負(fù)荷顆粒對(duì)流系數(shù)CP0.1320.058顆粒對(duì)流理論換熱系數(shù)*2W/m2K31.34710.388煙氣對(duì)流換熱系數(shù)收2W/m2K16.86611.237對(duì)流換熱系數(shù)%2W/m2K48.21321.625煙氣輻射減弱系數(shù)k0.040630.06867物料表面平均黑度卷0.584690.39175固體物料黑度P0.834

40、940.72669煙氣黑度g0.032760.02710床層黑度b0.840350.73410系統(tǒng)黑度£0.694450.62027受熱面管壁溫差K175.237195.776管外壁溫度TwK923.237933.776輻射換熱系數(shù)火W/m2K181.684139.489換熱系數(shù)%2W/m2K229.897161.114鰭片高度hm0.006500.00650折算高度*h，m0.006610.00661有效高度*h”m0.004680.00468鰭片厚度系數(shù)*v0.153850.15385*折算厚度s'0.000920.00092參數(shù)36.175115.22008鰭片利用系數(shù)

41、0.999720.99980鰭片面積比（P）Hfin/Ht0.134670.13467名義床側(cè)換熱系數(shù)aF2W/m2K215.056153.681受熱面內(nèi)外面積比Ht/Hf1.3081.308壁面平均溫度*TwK835.618835.888受熱面內(nèi)外溫差*AtK417.000320.000受熱面耐火層平均溫度*TaK1044.118995.888受熱面耐火層導(dǎo)熱系數(shù)方2W/m2K136.850125.150附加熱阻為s0.001030.00110傳熱系數(shù)KW/m2k170.467122.239光管受熱面吸熱量QaaMW31.6017.39爐膛涂層屏再傳熱系數(shù)K一，2W/mk1515851113

42、62涂層屏再吸熱量QtcMW2.4971.408屏再總吸熱量QMW34.09418.79582第四章循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)傳熱計(jì)算表4-5440t/h鍋爐50%負(fù)荷性能參數(shù)計(jì)算結(jié)果名稱符號(hào)單位數(shù)據(jù)碳Car%66.1氫Har%2.77氧Oar%3.67氮Nar%1.14硫Sar%0.51灰Aar%18.46水Mar%7.35爐膛出口過?？諝庀禂?shù)a1.6灰中CaCO3含量*83%70灰中MgCO3含量1"MgCO3%2.15灰中H2O含量TH2O%0.15灰中雜質(zhì)含量刀雜質(zhì)%27.7脫硫率有%90石灰石耗量Bshkg/s0.31實(shí)際煤耗量Bkg/s7.098計(jì)算煤耗量Bj6.85一次風(fēng)率V0

43、.50密相區(qū)燃燒率S0.47爐膛溫度9785.00煙氣平均溫度%K1058.00理論空氣量V0Nm3/kg6.513理論含水量VH2ONm3/kg0.507理論含氮量Vn2Nm3/kg5.154三原子氣體含量VRO2Nm3/kg1.24煙氣體積VyNm3/kg10.87爐膛深度am7爐膛寬度bm13.16布風(fēng)板截面深度abm3.53布風(fēng)板截面寬度bbm13.16可燃?xì)怏w未完全燃燒熱損失q3%0.5可燃?xì)怏w未完全燃燒熱損失q3ft1固體未完全燃燒熱損失q4%2.97稀相區(qū)空截面煙氣速度Uym/s3.18截面熱負(fù)荷qf1.99密相區(qū)空截面煙氣速度（S）_ux_m/s2.88密相區(qū)空截面空氣速度uk

44、m2.97分離器入口截面寬度a2m5.4583第四章循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)傳熱計(jì)算續(xù)表4-5440t/h鍋爐50%負(fù)荷性能參數(shù)計(jì)算結(jié)果名稱符號(hào)數(shù)據(jù)單位分離器入口截面深度b22.85m分離器個(gè)數(shù)Gfi2個(gè)分離器入口煙氣速度Ufi9.34m/s分離效率T99.3%飛灰份額afh0.501燃料份額Aar18.46%飛灰可燃物Cfh15%固體未完全燃燒損失q42.97%石灰石耗量（說明書給出）Bsh0.31kg/s實(shí)際煤耗量B7.098kg/s循環(huán)倍率R17.17c煙氣量Gy13.27kg/kg飛灰攜帶率Msh1.58kg/kg煙氣溫度Ty785c脫硫率有0.9%含硫量Sar0.0051%脫硫后產(chǎn)生的硫酸

45、鈣MCaSO40.02kg/kg煤鈣硫比Ks2石灰石耗量（用公式計(jì)算得）Bsh0.045kg/kg硫酸鈣在石灰石中份額TlCaCO30.7%硫酸鎂在石灰石中份額TlMgCO30.022%其它雜質(zhì)Msh0.279kg/kg未反應(yīng)CaO及其它雜質(zhì)MCaO0.010kg/kg石灰石反應(yīng)產(chǎn)生的灰量Ash0.030kg/kg標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)物料濃度Pcn2.11kg/Nm3物料濃度Pc0.54kg/m3停留時(shí)（計(jì)算（440t/h鍋爐）爐膛深度a6.68m爐膛寬度b13.16m錐體高度h96m錐體角316稀相區(qū)高度h239.7m煙氣速度u03.18m/s煙氣停留時(shí)間X11.98s氣體未完全燃燒損失q3%0.584第四章循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)傳熱計(jì)算續(xù)表4-5440t/h鍋爐50%負(fù)荷性能參數(shù)計(jì)算結(jié)果名稱符號(hào)單位數(shù)據(jù)灰渣熱損失q6%0.3熱空氣溫度9c199理論熱空氣焰IrkkJ/kg1721理論冷空氣焰IlkkJ/kg143.4爐膛出口過量空氣系數(shù)a-1.6空預(yù)器出口過量空氣系數(shù)K'-1.49爐膛漏風(fēng)系數(shù)St-0.05制粉系統(tǒng)漏風(fēng)系數(shù)收f-0.06一次風(fēng)率*0.499二次風(fēng)率差%0.44回料器出口風(fēng)溫0hlc739冷渣器出口風(fēng)溫Szc130回料器出口風(fēng)焰IhlkJ/kg1037冷渣器出口風(fēng)焰IlzkJ/kg172.3回料器熱風(fēng)份額3%0.023冷渣器熱風(fēng)份額3%0.06回料器熱風(fēng)帶入熱量Ih1k