第6章(完)鍋爐本體的熱力計(jì)算

§6-1爐膛傳熱過程及計(jì)算§6-2對流受熱面的傳熱計(jì)算§6-3輻射放熱系數(shù)§6-4平均溫差§6-5對流受熱面?zhèn)鳠嵊?jì)算方法提要2023/2/5第6章鍋爐本體的熱力計(jì)算本章主要內(nèi)容鍋爐設(shè)計(jì)與制造設(shè)計(jì)內(nèi)容概述爐膛設(shè)計(jì)受熱面布置設(shè)計(jì)與校核計(jì)算：熱力、強(qiáng)度、水動(dòng)力、煙風(fēng)阻力計(jì)算說明書編寫：熱力、強(qiáng)度、水動(dòng)力、煙風(fēng)阻力圖紙的設(shè)計(jì)與制造工藝編制制造過程概述受壓部件鋼架吊掛爐墻其它等等§6-1爐膛傳熱過程及計(jì)算內(nèi)容爐膛輻射換熱：斯蒂芬-波爾茲曼定律（四次方定律）對流受熱面爐內(nèi)輻射換熱計(jì)算方法：相似理論+實(shí)驗(yàn)研究→半經(jīng)驗(yàn)公式蘇聯(lián)：古爾維奇法（投射熱和反射熱）→煙煤、貧煤電站鍋爐工業(yè)部：直接計(jì)算法→層燃水管鍋爐概述爐膛傳熱計(jì)算的目的：確定爐膛輻射受熱面的吸熱量、爐膛出口煙氣溫度和爐膛熱流密度的分布爐膛設(shè)計(jì)任務(wù)：選定了爐膛出口煙溫時(shí)，確定需布置的輻射受熱面積或布置好爐內(nèi)受熱面后，校核爐膛出口煙溫是否合理計(jì)算方法：相似理論+實(shí)驗(yàn)研究→半經(jīng)驗(yàn)公式爐內(nèi)煙氣流速低，主要沿管壁縱向流動(dòng)，對流傳熱弱，所占換熱份額少，故對流傳熱量可忽略2023/2/5§6-1爐膛傳熱過程及計(jì)算§6-1-1爐膛傳熱的基本方程傳熱方程

斯蒂芬-波爾茲曼定律（四次方定律）2023/2/5§6-1爐膛傳熱過程及計(jì)算§6-1-1爐膛傳熱的基本方程爐內(nèi)熱量平衡方程1kg燃料帶入爐膛的熱量

2023/2/5§6-1爐膛傳熱過程及計(jì)算§6-1-1爐膛傳熱的基本方程其次，可通過煙氣側(cè)熱平衡方程寫出爐膛內(nèi)熱平衡方程

即燃料燃燒的熱量只加熱空氣2023/2/5§6-1爐膛傳熱過程及計(jì)算§6-1-2爐膛幾何特性層燃爐爐膛容積：是指火床表面至爐膛煙窗之間的容積爐膛容積的周界：底部為火床表面；四周及頂部為水冷壁中心線所在的表面；出口截面為出口煙窗處第一排水管中心線的所在面層燃爐膛周界面積爐膛周界面積=火床面積R+全部爐墻面積+出口煙床面積靠墻的水冷壁：雙面曝光的水冷壁：爐膛周界總面積：爐膛的有效輻射層厚度2023/2/5§6-1爐膛傳熱過程及計(jì)算每片水冷壁的輻射受熱面積H輻射受熱面H與水冷壁面積F的關(guān)系式：式中：—水冷壁的角系數(shù)能量投射份額落到管子背面的熱量投射到管子的總熱量因此,角系數(shù)2023/2/5§6-1爐膛傳熱過程及計(jì)算沾污系數(shù)和熱有效系數(shù)熱有效系數(shù)熱有效系數(shù)、沾污系數(shù)和輻射角系數(shù)目前，實(shí)驗(yàn)得到：引入水冷壁管壁的沾污系數(shù)2023/2/5§6-1爐膛傳熱過程及計(jì)算§6-1-3煙氣厚度和爐膛系統(tǒng)黑度煙氣（火焰）黑度火焰黑度k—火焰輻射減弱系數(shù)，是火焰中各輻射介質(zhì)的減弱系數(shù)的代數(shù)和，1/(m.MPa)

—爐膛介質(zhì)的壓力，一般供熱鍋爐在常壓下燃燒

S—有效輻射層厚度(1)層燃爐火焰輻射減弱系數(shù)的計(jì)算2023/2/5§6-1爐膛傳熱過程及計(jì)算(2)室燃爐火焰輻射減弱系數(shù)的計(jì)算爐膛的系統(tǒng)黑度§6-1爐膛傳熱過程及計(jì)算§6-1-4理論燃燒溫度與爐膛傳熱計(jì)算理論燃燒溫度越高，爐膛溫度水平越高，利于改善燃燒和增強(qiáng)傳熱發(fā)熱量高的燃料也較高對一定的燃料而言，減少，提高送風(fēng)溫度也有利于提高實(shí)際爐膛內(nèi)傳熱的存在，燃料不在絕熱工況下燃燒2023/2/5§6-1爐膛傳熱過程及計(jì)算爐內(nèi)溫度分布和火焰平均有效溫度爐內(nèi)溫度分布和火焰平均有效溫度與燃燒及傳熱條件有關(guān)煙氣的平均溫度：爐膛出口煙氣溫度爐膛熱力計(jì)算時(shí)，爐膛出口溫度(℃)或(K)的選擇很重要，爐膛出口煙氣溫度是燃燒產(chǎn)物經(jīng)過爐內(nèi)換熱后的結(jié)果。如果爐膛出口煙氣溫度過高，即爐內(nèi)的輻射受熱面布置的太少。反之，若爐膛出口煙氣溫度過低，即為爐內(nèi)的輻射受熱面布置得太多。爐膛出口煙溫的大小，決定著鍋爐輻射受熱面及對流受熱面吸熱量的比例關(guān)系2023/2/5§6-1爐膛傳熱過程及計(jì)算爐膛傳熱計(jì)算爐膛傳熱計(jì)算，采用火焰投射、熱有效系數(shù)的計(jì)算體系；爐膛的傳熱計(jì)算是基于爐膛熱量的平衡關(guān)系；爐量內(nèi)均勻布置水冷壁的輻射換熱量2023/2/5§6-1爐膛傳熱過程及計(jì)算爐膛傳熱計(jì)算的步驟

爐膛傳熱按計(jì)算的目的，分為設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算。爐膛傳熱計(jì)算是在燃料燃燒計(jì)算和熱平衡計(jì)算之后進(jìn)行的，主要步驟有：（1）根據(jù)已有爐膛的結(jié)構(gòu)尺寸，確定爐膛的結(jié)構(gòu)特性（2）計(jì)算燃料在爐內(nèi)的有效放熱量，在選定爐子過量空氣系數(shù)和的情況下，由焓溫表求得理論燃燒溫度（3）先假定一個(gè)爐膛出口溫度，在焓溫表中求得相應(yīng)的I，從而可得煙氣的平均熱容量（4）計(jì)算火焰黑度、爐膛黑度和波爾茨曼準(zhǔn)則（5）選取m值，計(jì)算或者查取爐膛出口溫度，其結(jié)果應(yīng)與煙氣平均熱容量假定溫度基本相同，誤差不超過100℃（6）計(jì)算輻射受熱面平均熱強(qiáng)度（P1566-46）（7）計(jì)算爐膛容積熱強(qiáng)度、爐排面積熱強(qiáng)度2023/2/5§6-1爐膛傳熱過程及計(jì)算6-2-1對流受熱面的基本方程式對流受熱面的傳熱計(jì)算，以1Kg燃料燃燒時(shí)，煙氣的放熱量或工質(zhì)的吸熱量為計(jì)算基礎(chǔ)，由此得到對流受熱面的傳熱和熱平衡方程式傳熱方程式（6-59）2023/2/5§6-2對流受熱面的傳熱計(jì)算熱平衡方程式受熱面?zhèn)鳠釤煔鈧?cè)放熱：工質(zhì)吸熱§6-2對流受熱面的傳熱計(jì)算§6-2-2傳熱系數(shù)（6-63）實(shí)際中δh/λh

無法確定實(shí)際中用（6-63a）2023/2/5§6-2對流受熱面的傳熱計(jì)算2023/2/5§6-2對流受熱面的傳熱計(jì)算6-2-3對流放熱系數(shù)（實(shí)際的各種計(jì)算）（簡介）2023/2/5§6-2對流受熱面的傳熱計(jì)算流速計(jì)算輻射放熱系數(shù)：在對流煙道管束中的有效輻射厚度為：2023/2/5§6-3輻射放熱系數(shù)（對流換熱中）單純的順流或逆流，可采用平均溫差：混合系統(tǒng)的平均溫差：2023/2/5§6-4平均溫差§6-5-1對流受熱面?zhèn)鳠嵊?jì)算的步驟（1）計(jì)算前，根據(jù)給定的蒸汽參數(shù)、給水溫度、選定的煙氣出口溫度、工質(zhì)的出