锅炉及锅炉房设备 课件 第五章 锅炉本体布置及热力计算

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1、锅炉原理锅炉及锅炉房设备第一章基本知识第二章燃料及燃烧计算第三章锅炉热平衡第四章燃烧原理及燃烧设备第五章锅炉本体布置及热力计算第六章锅炉设备的空气动力计算第七章锅炉受压元件的强度计算第八章锅炉水循环及汽水分离退出第九章锅炉化学水处理第十章锅炉房设备及其布置第五章锅炉本体布置及热力计算§5.1锅炉蒸汽参数对锅炉各受热面布置的影响§5.2炉膛辐射蒸发受热面的结构布置§5.3炉膛辐射受热面的热力计算§5.4对流受热面的结构及其布置返回§5.5对流受热面的传热计算§5.1锅炉蒸汽参数对锅炉各受热面布置的影响第五章锅炉本体包括：炉膛、对流烟道、各种受热面。根据

2、热力计算目的不同分为：设计计算：根据指定的燃料、蒸发量和蒸汽参数等，用于设计锅炉校核计算：因燃料、蒸发量和蒸汽参数等改变，用于对原有锅炉的改造热力计算的理论基础——传热学理论（传导、对流、辐射）水冷壁——以辐射传热为主,省煤器、空气预热器——以对流传热为主一、锅炉热力特性1.锅炉沿烟气流程各受热面之间的热量分配原则：(1)根据工程热力学中的T—S图可知：给水在锅炉中总吸热量可分为三部分热量，即：预热热Qyr，汽化热Qqh和过热热Qgr；(2)锅炉给水温度及蒸汽参数的不同，其三部分热量的分配比例也各不相同。§5.1锅炉蒸汽参数对锅炉各受热面布置的影响2

3、.锅炉各受热面结构布置及位置的设计原则：1）给水在锅炉中总吸热量的分配比例，随给水温度、蒸汽参数的变化而变化，三部分热量的分配比例的变化，对锅炉各受热面结构的设计将产生很大的影响：①低参数小容量锅炉因炉膛体积小，在确保燃料的燃烧温度条件下，，则炉内水冷壁(辐射蒸发受热面)的吸热量满足不了蒸发量所需的汽化热Qqh要求。必须在对流烟道中布置一定量的锅炉管束(对流蒸发受热面)，才能满足蒸发量所需的汽化热=。②中参数小容量锅炉因炉膛体积适中，炉内水冷壁的吸热量满足了蒸发量所需的汽化热Qqh要求，即：。又确保燃料的燃烧温度；由于有一定量的预热热Qyr和过热热Q

4、gr要求，则在对流烟道中布置适量的省煤器，过热器以满足Qyr和Qgr。第五章§5.1锅炉蒸汽参数对锅炉各受热面布置的影响③高参数大容量锅炉因炉膛体积大，其，而若要对流传热量Qdl满足Qyr和Qgr时，则在对流烟道中省煤器，过热器布置面积相当大，一般在锅炉设计和结构布置上很困难，而且金属消耗量增大；为此，在炉膛出口处或炉膛顶部布置半辐射式过热器或辐射式过热器，吸收部分辐射热以满足过热热Qgr的需求：；同时，增大省煤器受热面积，并与空气预热器交叉布置以满足予热热Qyr的需求。④超高参数大容量锅炉，在高参数大容量锅炉的基础上，一般在尾部对流烟道中布置一定数

5、量的再热器，以满足再热热Qgr。2）锅炉燃料特性的影响①高Vdaf的燃料，炉膛体积较大，炉膛高度较低；低Vdaf而含碳量Car较高的燃料，炉膛体积较小，炉膛高度较高，热空气温度较高，空气预热器受热面面积布置的较大；②高水分Mzs的燃料，基本上同低Vdaf的燃料；③高灰分Azs的燃料，基本上同低Vdaf的燃料。第五章上联箱低温过热器再热器高温省煤器高温过热器低温省煤器低温过热器汽包屏式过热器下降管水冷壁燃烧器下联箱§5.2炉膛辐射蒸发受热面的结构布置一、水冷壁的结构布置及种类：1．水冷壁的作用保护炉墙强化换热，降低锅炉金属耗量与造价，应合理布置，不要适

6、得其反，造成炉膛温度过低2．光管水冷壁：①低压锅炉：；②中压锅炉：；；。③高压锅炉：；3．鳍片管水冷壁(膜式水冷壁)：；其有效辐射角系数：。第五章§5.2炉膛辐射蒸发受热面的结构布置二、炉膛几何特性尺寸的确定基本步骤：(1)根据锅炉容量、蒸汽参数、燃料特性及燃烧方式，确定B和(2)选定qR、qv或qf、qv，再确定：R、Vl或F、Vl及Hl；(3)最后确定：炉膛宽度和炉膛深度，制定炉膛几何特性尺寸。1．炉膛容积Vl——炉子火床表面至出口烟窗间的容积底部——火床表面炉膛出口截面——出口烟窗第一排水管中心线所在表面四周及顶部2．炉膛周界面积Fl——包围炉

7、膛容积的所有周界封闭面积的总和火床面积R;全部水冷壁面积Fi=bili炉墙面积：前后墙、侧墙、炉顶;出口烟窗面积第五章§5.2炉膛辐射蒸发受热面的结构布置三、辐射蒸发受热面的结构布置1.有效辐射受热面的面积：2.炉内辐射换热计算中的系数：1）有效辐射角系数：火焰投射到受热面上的热量Q/投射到炉壁上的热量Qt；2）沾污系数—管壁灰污反方向辐射因子，。受热面吸热量Qf/火焰投射到受热面上的热量Q；3）热有效系数：受热面吸热量Qf/投射到炉壁上的热量①平均热有效系数：；②对未设置水冷壁的区域：。第五章§5.3炉膛辐射受热面的热力计算一、炉内辐射换热计算方程

8、传热学斯蒂芬—波尔茨曼定律：(kW)2.烟气侧热平衡方程：(kW)1）炉膛有效吸热量：(kJ/kg)2）空气