锅炉培训锅规释义附件二

1、附件二：火焰直接加热有机热载体锅炉最高液膜温度计算方法B.1 概述本方法适用于以有机热载体为传热介质的锅炉， 是确定锅炉内部有机热载体 的最高液膜温度（炉管壁面上的有机热载体的最高温度） 的计算方法。在直接及 非直接受火加热液相锅炉的设计中， 本方法为计算其内部有机热载体的计算最高 液膜温度的推荐方法。本方法中 B.6.1 节有关直接受火加热有机热载体锅炉计算最高液膜温度的确定、B.6.2节有关炉管内放热系数的确定和B.6.3.1节有关燃油/燃气圆筒形盘管式锅炉的最大热流密度确定的计算公式取自于DIN 4757, B.6.3.2节有关燃煤链条炉排锅炉最大热流密度的确定依据于 工业锅炉设计计算方

2、法 中“层燃锅炉炉膛 传热计算”的相关公式，计算公式中所采用的喉口处辐射受热面热流密度修正系 数，是根据辐射传热计算关系及燃煤链条炉排锅炉工程设计和实际运行方面的良 好经验确定的。B.2 计算目的和要求计算有机热载体锅炉最高液膜温度的目的， 是为了确定所设计的锅炉能否满足其内部任何一处受热面上有机热载体的液膜温度低于所使用有机热载体的最 高允许液膜温度， 并不会使其发生气化的条件。 该计算结果要求所设计锅炉在其 内部最大热流密度处和最小雷诺数处的计算最高液膜温度， 应当低于所使用有机 热载体的最高允许液膜温度。采用本方法对有机热载体锅炉进行的最高液膜温度计算， 仅为对所设计锅炉 的安全性提供一

3、个验证条件， 其计算结果并不是该锅炉的实际最高液膜温度的精 确计算值。B.3 适用范围及条件本计算方法适用于以有机热载体为传热介质的燃油/燃气锅炉，燃煤链条炉排锅炉，以及采用电或工业余热等为热源进行加热的锅炉。本计算方法对直接受火加热液相锅炉的最高液膜温度计算基于以下条件考 虑：1 有机热载体锅炉受热面由炉管构成，有机热载体在管内以强制循环的方 式流动；2 在锅炉的燃烧室内或燃烬室内火焰不会接触到任何一处的炉管； (如有发 生火焰直接冲刷炉管的情况， 计算公式中应当考虑增加火焰冲刷修正系数， 该系 数可取 1.3。)3 燃油/燃气锅炉的燃烧室为圆形截面， 燃煤链条锅炉的燃烬室为方形或圆 形截面

4、；4 燃油/ 燃气锅炉的最大热流密度发生在燃烧室内环绕火焰中心的炉管向 火面圆周上，其最小雷诺数发生在燃烧室末端与火焰中心垂直的端面受热面炉管 内；燃煤链条锅炉的最大热流密度发生在燃烬室下部炉拱喉口处的炉管向火面 圆周上，其最小雷诺数发生在锅炉的对流受热面炉管内；1)对于燃煤链条炉排锅炉，还须考虑以下限制条件：燃用一类、二类、三类烟煤，或具有更低热值及挥发分的煤种；2)锅炉的计算绝热燃烧温度在1600 C以下;3)炉膛出口的烟气温度不宜低于 700r；4)炉拱喉口处前后拱之间的水平投影距离 l thr 与燃烬室沿着炉排方向的长 度 Lfur 之比大于 0.3。B.4符号、含义与单位afur炉膛

5、系统黑度cp在 t bulk 温度下的定压比热J/ (kg K)dfire火焰直径mdod炉管外径mdid炉管内径mDfur燃油/燃气锅炉燃烧室平均直径ml thr燃煤锅炉炉拱喉口流通截面的宽度mLfur燃煤锅炉沿炉排方向燃烬室的长度ML炉管有效长度Mqfur燃油/燃气锅炉辐射受热面热流密度W/m2qr燃煤锅炉辐射受热面热流密度W/m2qrmax辐射受热面最大热流密度W/m2t bulkt walt fpermitt film虫htfTflT adi丁”I furT av有机热载体主流体的平均温度炉管外壁温度有机热载体最高允许液膜温度锅炉计算最高液膜温度炉管边界层内有机热载体的温升燃油/燃气锅

6、炉的炉膛火焰温度燃煤链条锅炉的炉膛绝热燃烧温度CCCCCKKKK燃煤链条锅炉的炉膛出口烟温 燃煤链条锅炉的炉膛烟气(火焰)有效平均温度T wal炉管外壁温度(Twal=t wa+273.15)WhtfavOhtf炉管内有机热载体平均流速 管内对流放热系数m/sW/ (m -C)Mhtf在t bulk温度下有机热载体的动力黏度Pa-SUhtf在t bulk温度下有机热载体的运动黏度在t bulk温度下有机热载体的导热系数W/ (m- K)00Pr变量因数绝对黑体辐射常数(o0=5.67X1O-8)X Phtfw/( m - K4)Recphtf千、卄*八 IWhtfav X did雷诺数Re =

7、普朗特数Pr =5tfB5符号示意管壁图B-1被加热有机热载体管内温度剖面图火焰烟气图B-2燃油/燃气圆筒形锅炉燃烧室略图1r，HIIIIIIIIOIlIliliui 寵 iH=-rlfthrII匚一I经"恣恣山申'血田0 田典田血：B>%田；肚 虽0 J £onr-i<- rDn"nrOD LQ1 LiniIllirr-F式中叽hl考虑管壁切向辐射热损失的修正系数,叽hl e 0.9。B 6.1.2锅炉计算最高液膜温度按照公式 B.2计算:t film =t bulk+ 住 htf(B.2)B.6.1.3计算最高液膜温度不得超过所选用有机热载

8、体的最高允许液膜温度，即t film W t fpermit(B.3) 可适用于有机热载体电加热和余（废）热锅炉的最高液膜温度计算。 对于有机热载体电加热锅炉和余（废）热锅炉，htf = q rmax ahtf图B-3燃煤链条锅炉略图B.6计算B 6.1直接受火加热的有机热载体锅炉计算最高液膜温度的确定B 6.1.1炉管边界层内有机热载体的温升按照公式B.1计算：(B.1)A htf=qrmax/ ahtf X dod/did X ipwhlCB 6.2管内放热系数的确定管内有机热载体的流动为紊流状态时，管内对流放热系数由公式B.4给出:?htfoatf=%dX X 0.12X Re X Pr

9、 W/did考虑炉管弯曲及热流方向影响的修正系数，(m2C)(B.4)叽0.8o公式B.4适用于:104v Rev 1061.5V Pr v 500didv LB 6.3锅炉最大热流密度的确定B.6.3.1燃油/燃气圆筒形盘管式锅炉的最大热流密度由公式B.5计算:qrmax = ipsafX 帕 X qfurW/m(B.5)式中a安全系数，ipsaf 1.15；帕考虑空气预热温度和过量空气影响的修正系数，可查图B-6;qfur燃油/燃气锅炉辐射受热面热流密度。燃油/燃气锅炉辐射受热面热流密度可由图B-5查出，或按照公式B.6计算d fire2qfur = X afur X 00X (T4fl

10、T4wal)W/m2(B.6)Dfur式中炉膛系统黑度afur可由图B-4查出。B63.2燃煤链条锅炉的最大热流密度由公式B.7计算:q rmax= saf X iphfd X q rW/m2(B.7)式中qr炉膛辐射受热面热流密度，可由锅炉热力计算书查得;%af安全系数，叽afQ 1.15；忸fd喉口处辐射受热面热流密度的修正系数。B6.3.2.1喉口处辐射受热面热流密度修正系数町fd,由公式B.8计算:(B.8)T4adi T 4walhfd = E fur XT4av T 4wal式中 E fur炉拱结构修正系数，E fur由公式B.9给出;炉膛绝热燃烧温度，可由锅炉热力计算书查得;炉膛

11、烟气（火焰）有效平均温度，可由锅炉热力计算书查得，或由公式B.10计算;T' wal在炉膛绝热燃烧温度下的管壁温度，可由锅炉热力计算书查得,或由公式B.11计算;T”wal在炉膛烟气（火焰）有效平均温度下的管壁温度，可由锅炉热力计算书查得，或由公式B.11计算。B6322炉拱结构修正系数E fur按照公式B.9计算:(适用于 Lfur > I thr > 0.3Lfur)l thrE fur=1 (B.9)Lfur式中l thr炉拱结构修正系数，E fur由公式B.9给出;炉前后拱之间喉口的水平投影距离，m，如图B-3所示。B.6.3.2.3炉膛烟气（火焰）有效平均温度 Tav按照下式计算:Tav =T 1-n adi X T n fur K(B.10)式中T”fur炉膛出口烟温，由锅炉热力计算书查得;n反映燃烧工况对炉内温度场影响的因子， 对于链条炉排锅炉,n=0.7。B.6.3.2.4在不同烟气温度下的管壁温度Twai按照下式计算:Twal= £ X qr + Tbulk(B.11)式中 Tbulk计算管壁处的有机热载体平均主流