自然循环热水锅炉水动力计算

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1、自然循环热水锅炉水动力计算例题A1锅炉规范额定供热量Qsup：7.0MW额定工作压力P：1.0MPa回水温度tbac.w：70℃供水温度thot.w：115℃锅炉为双锅筒、横置式链条炉，回水进入锅筒后分别进入前墙、后墙、两侧墙和对流管束回路中，两侧水冷壁对称布置，前墙和后墙水冷壁在3.2m标高下覆盖有耐火涂料层，如图A-1所示。图A-1锅炉简图A2锅炉结构特性计算A2.1前墙回路上升管划分为三个区段，第Ⅰ区段为覆盖有耐火涂料层的水冷壁管，第Ⅱ区段为未覆盖有耐火涂料层的水冷壁管，第Ⅲ区段为炉顶水冷壁(图A-2)A2.2后墙回路上升管划分为二个区

2、段，第Ⅰ区段为覆盖有耐火涂料层的水冷壁管，剩下的受热面作为第Ⅱ区段(图A-3)。A2.3侧墙水冷壁回路上升管不分段(图A-4)A2.4对流管束回路不分段，循环高度取为对流管束回路的平均循环高度，并设对流管束高温区为上升区域(共7排)，低温区为下降区(共6排)。对流管束共有347根，相应的上升管区域根数为191根，下降管区域根数为156根(图A-5)。对流管束总的流通截面积Ao为：Ao=347×0.785×0.0442=0.5274m2下降管区域流通截面积Adc为：Adc=156×0.785×0.0442=0.2371m2下降管区域流通截面积与

3、对流管束总的流通截面积比Adc/Ao为：其值在推荐值(0.44—0.48)的范围内。图A-2前墙水冷壁回路图A-3后墙水冷壁回路图A4侧墙水冷壁图A5对流管束回路A2.5结构特性数据如表A-1所示表A-1结构特性数据截面积各区段长度各区段高度各区段弯头度数及个数回路名称回路元件管径×壁厚管子根数单根管子整个回路与上升管截面积比ⅠⅡⅢ总长度ⅠⅡⅢ总高度ⅠⅡⅢD×dnAAo/l1l2l3lh1h2h3ha-na-na-nmm×mm/m2m2/mmmmmmmm(o)(o)(o)前墙水上升管51×3.5180.001520.02741.52.564.

4、18.161.022.461.214.6955o-275o-1冷壁下降管108×420.007850.01570.579.124.6965o-150o-125o-1后墙水上升管51×3.5180.001520.02746.142.999.133.012.425.43128o-150o–160o-1冷壁下降管108×420.007850.01570.578.165.4330o–130o-1侧墙水上升管51×3.5140.001520.02135.005.00冷壁下降管108×420.007850.01570.748.345.0075o–1对流上

5、升管51×3.51910.001520.29034.103.7030o–2管束下降管51×3.51560.001520.23710.824.103.7030o–2A3各循环回路局部阻力系数计算各循环回路局部阻力系数计算结果如表A-2所示。表A-2各循环回路局部阻力系数计算序名称符号单位计算公式前墙水冷壁后墙水冷壁侧墙水对流号及数据来源ⅠⅡⅢⅠⅡ冷壁管束上升管1入口阻力系数xin表2-4、表2-60.70.70.70.52出口阻力系数xout表2-71.01.01.11.03弯头阻力系数xbxb=Kxo0.340.20.410.180.244总

6、局部阻力系数åxrs.lcåxrs.lc=xin+xout+xb1.041.21.111.181.81.74下降管1入口阻力系数xin表2-40.50.50.50.52出口阻力系数xout表2-71.11.11.11.03弯头阻力系数xbxb=Kxo0.480.250.210.244总局部阻力系数åxdc.lcåxdc.lc=xin+xout+xb2.081.851.811.74A4各受热面吸热量分配由热力计算得，炉膛水冷壁平均热流密度qav为107.67kW/m2，炉膛出口温度为qout.f=893.6℃，对流管束烟气出口温度qout.co

7、nv=220℃，对流管束总的受热面积为Ao=250.9m2，(其中上升管区域受热面积为Ars=138.1m2)，对流管束总吸热量为3109.46kW(其中吸收来自炉膛的辐射吸热量为Qfr=320.5kW)。设来自炉膛的辐射热被对流管束高温区(即上升管区域)均匀吸收。设对流管束高温区与低温区分界处的烟气温度为q(℃)，则q为：(A-1)式中：t¾对流管束内工质平均温度，℃。t可取为：t=0.5(thot.w+tbac.w)=0.5×(115+70)=92.5(℃)则由式(A-1)得：求得：q=383.8(℃)则对流管束下降管区域所吸收的热量Qc

8、d为：(kW)上升管区域总吸热量Qcr：Qcr=Q-Qcd=3109.46-678.19=2431.27(kW)表A-3给出了各受热面热量分配结果。表A-3各受热面