浅谈小容量中参数锅炉水动力计算.doc

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1、浅谈小容量中参数锅炉水动力计算摘要：锅炉的水动力计算，是锅炉三大计算之一，它是锅炉运行时水况稳定的基础，锅炉的形式不同、受热面管子布置不同、负荷不同，锅炉水动力自然也就不同。锅炉水动力的计算是锅炉安全运行的基础，也是锅炉效能计算的前提。本文以自然循环的锅炉为例，即是考虑自然锅炉的水动力计算是基础。文中末尾又简要介绍了锅炉水动力计算冃前采用计算机处理的方式。关键词：自然循环热水锅炉回路分析水动力中图分类号：TK212.+2文献标识码：A文章编号：名词解释：循环冋路：在自然循环热水锅炉中，由上升管及下降管等组成的闭合系统称为回路。单根下降管或一组基木

2、相同的下降管与一组结构、位置、流动方向和热负荷都基本相同的管组成的回路称为简单回路，反Z称为复杂冋路。水力系统：热水锅炉的水力系统包括加水进入锅炉到出口之间的连接管、集箱和受热面管组。各种运行工况下，水力系统内部应保持单相介质（热水），不应汽化。过冷沸腾：受热面管内流体截血上平均温度低于该压力下的饱和温度时，近壁面所产生的现象称为过冷沸腾。前言：锅炉是一种把煤炭、石油或者天然气等能源储藏的化学能转变为热能或产生蒸汽推动汽轮机、带动发电机的重要设备。锅炉，感觉离我们很远，但却与我们的生活息息相关，因为，中国的电能70%来自于火电，火力发电最重要的一

3、部分就是锅炉，锅炉在工农业生产、民用采暖、余热发电方面都有着关键的作用。锅炉是一种承床的特种设备，以水为介质，产牛热能。锅炉本身存在着一个能量的转换与动态的循环，这就需要对锅炉的汽相、液相循环进行计算，以保证锅炉的正常运行。现在，锅炉的水力计算，已经不用手工，基本采用计算机，输入数据后，就可以得出结果。因为锅炉的水力计算公式多、繁杂、且高次公式也多。锅炉计算一般包括锅炉热力计算、锅炉水动力计算以及锅炉材料强度校核等项ao本文就锅炉水动力计算这部分内容做了一些阐述。我国目前都依照JB/T8659-1997《热水锅炉水动力计算方法》（简称为标准方法）

4、进行热水锅炉的水动力计算，标准方法是将锅炉受热面划分成若干个管组，然后根据各个管组的平均吸热量及几何特性等参数通过图解法求出各管组的水动力工作点。此方法不仅计算过程繁琐，不能准确确定每根单管的工质流量，而且存在着图解法所固有的计算误差。为此，本文根据流体力学原理，依据锅炉水动力计算方法的基本原则，提出了一种可以直接计算口然循环热水锅炉各循环回路中每根单管水动力特性的自然循环热水锅炉水动力数值计算新方法，即水动力冋路分析法，并推导得出基于该方法的水动力回路分析计算基木方程组，给出了其数值求解方法及计算程序框图，并简要的列举出标准方法计算锅炉水动力的

5、步骤，两者对比，殊途同归。口然循环锅炉水动力的计算之前，需要解决计算的方法和思路！以下就简耍说明水循环动力方法和步骤口然循环锅炉的水循环计算方法和步骤。（1）确定循环流量或流速，循环倍率，循环冋路的各种压差，以及可靠性指标；（2）计算时的受热状况、工质流速、压差等参数为管组或回路的平均值，但在进行安全性校验时，需按条件最差的管子进行；（3）锅炉在通常的负荷变化范围内对水循环特性影响不大，通常只对额定参数进行计算；（4）对结构特性和受热状况基木相同的回路，可选其中一个回路进行计算。二、自然循环锅炉的水动力基本方程的建立及形式（1）压差法：从锅炉液位

6、面到下集箱中心高度之间，计算的上升管压差与下降管压差相等。方程式为：，式中，一一锅炉液位面到下集箱的中心高度；、——分别为上升管和下降管中工质的平均密度；、——分别为上升管和下降管屮工质流动阻力。（2）运动压头法：循环冋路中产生的水循环动力，在稳定流动时，用于克服回路中工质流动的总阻力。方程式为：（3）有效压头法：循环冋路中运动压头克服上升管得流动阻力后剩余的部分水循环动力，在稳定流动时，用于克服回路中下降管的流动阻力。方程式为：%1.单管路水动力等效计算方法与等效图1•单管路水动力筹效计算方法的第一步要推导给出单管路的水动力等效图。如图1所示：

7、对单管列动量方程，并对各分、汇流点列连续性方程：P2-P1(AP)=pgH+l/2p32工匚即：势能+因局部阻力而产生的动能损失图1单管示意图对图1所示的单管路进行等效计算，令：E二卩gllU二P2-P1G二PsfR二/2Pf2则可等效为：U二E+RG2E—流动势kg/ms2;R—流阻，m/kg;U—压差；G—工质流量，kg/s根据以上推导，可以给出单管路的水动力筹效图，见图2图2单管等效图U二E+RG2右端第二项前的符号如图2所示，当工质向上流动时取正号,反之取负号。2.水动力冋路分析法理论基础：根据流体动力学原理，可以得到以下计算原则：A：在

8、网状管路屮，(如对流管束、水冷壁)流入任意一个节点的工质流量必定等于流出该节点的工质流量，即：工G二0。B：在网状管路中任一回路内各段管