锅炉原理-第七章锅炉传热计算ppt课件.ppt

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1、第十章锅炉传热计算炉膛传热计算炉膛传热原理炉膛黑度计算炉膛受热面的辐射特性炉膛传热计算方法炉膛结构和热负荷分布对流受热面计算传热特点传热计算传热系数积灰污染对传热的影响温压计算受热面布置和计算炉膛传热原理炉膛辐射传热特点炉膛传热过程燃烧与传热—动态过程辐射（>95%），θL>1400℃，≈1000℃计算任务：选，确定HL炉膛传热原理炉膛传热过程与火焰辐射煤粉：灰粒、焦碳粒、少量三原子气体、碳黑4种介质：火焰中具有辐射能力（1）三原子气体：CO2、H2O红外光谱—不发光火焰（2）焦碳粒子发光主要辐射成分（3）灰粒〃〃（4）碳黑粒子烃

2、类化合物裂解发光火焰半发光火焰炉膛传热原理炉膛辐射传热特点炉内辐射传热特点炉内火焰温度表现出明显的不规则的三维特性当把假想火焰平面（与水冷壁平面相切的假想平面）的火焰温度定为火焰平均温度时，其值大于该平面的实际火焰温度。该方法计算的炉膛辐射传热量比实际值高；炉膛出口温度的计算值比实际值低炉膛传热原理火焰辐射强度沿炉膛截面方向的减弱把炉膛看做是两端封闭，截面积与实际炉膛相同，半径为R的圆柱体。以其半高中心和端面中心所传递热流的平均值作为整个炉膛的平均值来确定辐射强度的梯度，即在稳态下，对x由R/2至R积分，得火焰辐射力的降低值炉膛辐

3、射传热过程的假定条件：把传热过程和燃烧过程分开，如需要，引入经验系数来考虑燃烧工况的影响忽略对流传热部分认为炉内的各物理量是均匀的。如：火焰和受热面外壁的温度和黑度，炉膛出口烟温和受热面热负荷用平均值表示炉膛传热原理炉膛辐射传热公式炉膛辐射传热过程的假定条件：炉膛受热面及火焰面均按灰体处理以与水冷壁相切的表面为火焰的辐射表面，其温度等于火焰的平均温度Thy，黑度等于火焰对炉壁辐射的黑度ahy炉壁的表面温度为Tb，黑度为ab，面积为同侧炉墙的面积炉膛传热原理炉膛辐射传热公式辐射传热方程式：系统黑度：物理、数学模型通过以上假定，炉膛传

4、热计算就简化为两个互相平行的无限大平面间的辐射传热。根据斯蒂芬—波尔兹曼定律，可得：炉膛传热原理炉膛辐射传热公式火焰和烟气的放热量等于炉壁的吸热量：该式含有三个未知数：Thy、Tb、as，且难以用试验确定，故不能用于工程计算，还要用相似理论原理，并根据试验引进一些系数，得出半经验性的计算公式。热平衡方程式：Ql—炉膛有效放热量，炉膛输入热量Qr＋烟气再循环热量炉膛传热原理炉膛辐射传热公式绝热燃烧温度Ta：在绝热条件下，燃料完全燃烧所产生的热量可将燃烧产物加热达到的最高温度。又称为理论燃烧温度。炉膛传热原理炉膛辐射传热公式1kg燃料

5、的炉内有效热：包括燃料的有效放热与随燃烧空气带入的热量。保热系数就是工质吸收的热量与烟气放出热量的比值。若假定各段烟道的保热系数与整台锅炉相等,且锅炉没有空预器或空预器的吸热量相对锅炉有效利用热量很小时,。则炉膛传热原理保热系数假想黑度。表示炉膛火焰的有效辐射占火焰作为绝对黑体时的辐射力的份额炉膛黑度计算炉膛黑度aL室燃炉炉膛黑度计算式：炉膛换热基本方程式变为：火焰与水冷壁间的辐射换热量qf为火焰与水冷壁的有效辐射热的差值，即炉膛黑度计算炉膛黑度公式推导炉膛黑度计算炉膛黑度公式推导相当于定义火焰的有效辐射在数值上等于某一表面的本身

6、辐射，该表面温度为火焰平均温度，黑度为假想的炉膛黑度。固体燃料(布盖尔定律)：其中,炉膛的有效辐射层厚度：炉膛压力：p＝0.1MPa炉膛传热计算中，采用平均火焰黑度（以和成分来计算整个炉膛的火焰黑度）炉膛黑度计算火焰黑度火焰辐射减弱系数：炉膛黑度计算火焰黑度三原子气体的辐射减弱系数：1/（m·MPa）其中，pq—火焰中三原子气体的分压力，pq=pr，Mpa；r—火焰中三原子气体的总容积份额火焰中悬浮灰粒的辐射减弱系数：kj—火焰中焦炭颗粒的辐射减弱系数，kj=10，1/（m·MPa）x1—考虑煤种对焦炭浓度的影响系数，无烟煤、贫煤

7、取x1=1；其他挥发分含量高的煤取x1=0.5；x2—考虑燃烧方式对焦炭浓度的影响系数，对煤粉炉，x2=0.1；dh—火焰中灰粒的平均直径，μm。炉膛黑度计算火焰黑度对于膜式水冷壁：x＝1如果炉膛一侧壁面上的角系数为xi，该壁面的面积Fi，则其有效辐射面积为Hi=xiFi各侧墙的角系数不相等时，炉膛的总有效辐射面积为：Hl=∑（xiFi）整个炉膛的平均角系数为：，又称为水冷度，大型电站锅炉一般在0.9以上。炉膛受热面的辐射特性水冷壁角系数x表示受热面吸热的有效性炉膛受热面的辐射特性水冷壁热有效系数ψψ↑→Q↑，受热面管的利用就好；

8、ψ值大小取决于炉壁对火焰的有效反辐射J2的大小，如J2=0，则ψ=1；如J2=J1，则ψ=0。Tb↓→自身辐射↓；ab↑→吸收率↑，反射率↓炉膛受热面的辐射特性热有效系数ψψ↑水冷壁很干净时，外壁温度接近管内工质温度，与高温火焰的有效辐射相比，管壁