清华大学热能工程教学课件-第7章-对流受热面传热计算1

第7章对流受热面及半辐射受热面传热计算,前言,一、对流受热面是指炉膛出口后烟气行程中所有用来交换烟气热量的受热面。,对流受热面包括：凝渣管束锅炉管束对流过热器对流再热器省煤器空气预热器,前言,对流受热面传热特点：（1）对流传热方式为主（2）由于烟气中含有三原子气体及飞灰，受热面还接受烟气的辐射放热。（3）布置在炉膛出口处的对流受热面还直接受来自炉膛的辐射热。,二半辐射受热面布置在炉膛上部的屏式受热面，该受热面同时兼以辐射和对流方式吸收热量。其中前屏以辐射为主，常合并在炉膛计算中。而对于大屏、半大屏、后屏则为两种换热量的叠加，为半辐射式，按对流受热面的方式进行计算。,包括：屏式过热器屏式再热器,前言,7.1基本方程7.2传热系数7.3对流放热系数7.4辐射放热系数7.5温压,提纲,7.1基本方程,传热方程烟气热平衡方程工质热平衡,传热温压（7.5）传热系数（7.2）汽水受热面：按烟气侧管径计算H管式空预器：按平均直径计算回转式空预器：蓄热板双侧表面积屏式受热面：双面受热的辐射受热面积,对流受热面的总传热量,7.1基本方程,式中，Apb由屏的最靠边的管子围成的平面面积；Xp为屏的角系数，可从图10-9a中曲线5查得。,屏式过热器受热面积,7.1基本方程,对流受热面的传热量(每Kg燃料为基础),7.1基本方程,热流密度q(KW/m2),烟气侧放热量Qrp(KJ/Kg),7.1基本方程,屏式过热器和炉膛出口的过热器省煤器/过热器/再热器（非炉膛出口）空气预热器,工质吸热量,7.1基本方程,7.1基本方程,屏式过热器所吸收来自炉膛的辐射热计算(KJ/Kg),屏入口截面(炉膛出口截面)所吸收的炉膛辐射热量:,7.1基本方程,由屏辐射给屏后受热面的辐射热量:,7.1基本方程,7.1基本方程,7.1基本方程,7.1基本方程,在炉膛辐射换热中，一部分辐射热投向炉膛出口窗Qch(KJ/Kg),投向炉膛出口窗炉膛辐射换热中传给凝渣管束的热量(KJ/Kg),当凝渣管束管排数大于或等于5排时，xnz=1,7.1基本方程,当凝渣管束管排数小于5排时，凝渣管束后面的对流受热面所吸收来自炉膛的辐射热(KJ/Kg)为：当凝渣管束管排数大于或等于5时=0,7.1基本方程,各受热面吸热量分配,7.1基本方程,各受热面吸热量分配计算,炉膛水冷壁吸热量,水冷壁吸收的辐射热量，KJ/Kg整个炉膛的辐射热量，KJ/Kg炉膛投向出口窗的辐射热量，KJ/Kg,7.1基本方程,凝渣管束的吸热量,凝渣管束总的吸热量，KJ/Kg凝渣管束由炉内吸收的辐射热量，KJ/Kg凝渣管束的对流热量，KJ/Kg,7.1基本方程,烟气对凝渣管束后过热器的放热量,过热器总的吸热量，KJ/Kg过热器由炉内吸收的辐射热量，KJ/Kg过热器的对流热量，KJ/Kg,7.1基本方程,凝渣管束后过热器的工质从烟气的吸热量,锅炉的额定蒸发量，Kg/s减温器的减温焓，KJ/Kg对于中低压锅炉取为3363KJ/Kg对于高压锅炉取为4284KJ/Kg如果不设减温器取为0KJ/Kg,省煤器入口烟气焓,7.1基本方程,7.1基本方程,烟气侧对空气预热器的放热量,空气预热器的吸热量，KJ/Kg,空气预热器的工质从烟气侧吸收的热量,空气预热器出口的过剩空气系数,7.1基本方程,7.1基本方程,省煤器的吸热量，KJ/Kg,由锅炉机组的热平衡，省煤器工质侧吸收的热量,对于沸腾炉,对于层燃炉、煤粉炉、油炉和煤气炉,7.2传热系数,锅炉受热面的传热过程,锅炉受热面的传热过程是热烟气的热量透过管壁传给被加热介质（水、水蒸气及空气）的过程，包含了三个串联的换热环节。,热流体对外壁面的放热从外壁面穿过管壁到内壁面的导热内壁面对管内流体的放热,7.2传热系数,传热系数一般公式：简化公式：,7.2传热系数,7.2传热系数,传热系数的计算，目前在国内有两种方法：层状燃烧以及沸腾燃烧工业锅炉热力计算方法锅炉机组热力计算标准方法,7.2传热系数,传热系数计算时对冲刷不均的考虑,各种受热面的传热系数计算,7.2传热系数,燃煤错列燃油/燃气燃煤顺列燃油/燃气,（1）对流过热器,7.2传热系数,(2)省煤器、直流锅炉的过渡区、蒸发受热面以及超临界压力锅炉的对流过热器,7.2传热系数,当燃用固体燃料，管束为错列布置时，,简化为,当燃用固体燃料，管束为顺列布置以及燃用气体燃料和重油时，,简化为,7.2传热系数,（3）对于屏式过热器,7.2传热系数,（4）对于管式空气预热器,7.2传热系数,（5）对于回转式空气预热器,7.2传热系数,对厚度为0.6-1.2mm的蓄热板，C值与转速的关系:,7.2传热系数,受热面的污染系数、热有效系数和利用系数,7.2传热系数,(1)污染系数,7.2传热系数,7.2传热系数,试验测量原理,7.2传热系数,污染系数计算公式,7.2传热系数,7.2传热系数,7.2传热系数,7.2传热系数,屏式过热器的污染系数,7.2传热系数,7.2传热系数,(2)热有效系数,7.2传热系数,7.2传热系数,7.2