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文档简介
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1kg燃料的炉内有效热:包括燃料的有效放热与随燃烧空气带入的热量。
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
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。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:
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;ψ值大小取决于炉壁对火焰的有效反辐射qyx2的大小,如qyx2=0,则ψ=1;如qyx2=qyx1,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,管壁的自身辐射可忽略不计;而此时管壁黑度很大,反辐射很小,ψ就大。
污染↑→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ψ
表示水冷壁的污染程度
污染↑→ζ↓,不同燃料所含灰分不同,造成的污染程度也不同。
当炉膛出口布置屏式过热器时,考虑屏间烟气向炉膛反辐射的影响,对屏与炉膛分界面的污染系数要乘以修正系数β:ζP=βζ,β—考虑屏间烟气反辐射影响的系数。炉膛受热面的辐射特性污染系数ψ、x、ζ关系
ψ=xζ(该式只在当水冷壁管的s/d〉1、水冷壁管表面受到污染、管壁为非黑体时才成立。)炉膛受热面的辐射特性污染系数
应用相似理论推导,试验系数综合。单室炉及半开式炉膛中的换热计算。无因次炉膛出口烟温:B0—波尔兹曼准则,计算式为:炉膛传热计算方法前苏联计算方法(标准)
参数M—取决于火焰中心的相对位置xm。xm主要与燃烧器的相对高度xr有关。
xr=燃烧器中心标高到炉底或冷灰斗中心的距离/炉膛高度;炉膛高度—沿炉膛中心线从炉底或冷灰斗中心到炉膛出口中心之间的距离。对于大容量锅炉,可取xm=xr炉膛传热计算方法前苏联计算方法(标准)
由于燃烧器的结构型式、布置方式或过量空气系数等因素的影响,会使火焰中心相对高度xm偏离xr,需引进△x进行修正:
xm=xr+△x对于前墙或对冲布置的多层燃烧器燃用煤粉时,D≤420t/h,△x=0.1;D>420t/h,△x=0.05;摆动式燃烧器(上下摆动20°时),△x=±0.1。炉膛传热计算方法前苏联计算方法(标准)
单室炉时系数M与xm的关系
M=A-Bxm室燃烟煤、褐煤及层燃所有燃料时,A=0.59,B=0.5室燃无烟煤、贫煤、高灰份烟煤时,A=0.56,B=0.5。炉膛传热计算方法前苏联计算方法(标准)
实用式
℃
ψ-整个炉壁的平均值炉膛传热计算方法前苏联计算方法(标准)
炉壁总面积Fb应包括空容积(自由容积)的炉壁面积Fk、屏的面积Fp及屏区水冷壁的面积Fpb,后两项还应计及其曝光不完全性,即
zp,zpb—屏和屏区水冷壁的曝光不均匀系数。
带有屏的炉膛传热计算炉膛上方若布置屏式过热器,炉膛热力计算中要将屏及屏区水冷壁包括在内,规定如下:炉膛传热计算方法前苏联计算方法(标准)
屏和屏区水冷壁的有效辐射受热面积为:xp,xpb—屏和屏区水冷壁的角系数炉膛传热计算方法前苏联计算方法(标准)
带有屏的炉膛传热计算
炉膛有效辐射层厚度s考虑屏的面积后计算如下:
屏及屏区水冷壁的曝光不均匀系数按下式计算:炉膛传热计算方法前苏联计算方法(标准)
炉膛几何特征:指炉膛的容积、炉壁面积和受热面积等几何尺寸。炉膛容积:a.确定炉膛容积的边界;b.屏区容积是否计入炉膛容积,见图14-5;炉壁面积:按包覆炉膛容积的表面尺寸计算。对双面曝光水冷壁及屏,应以其边界管中心线间距离和管子曝光长度的乘积的两倍(即计及双面)作为其相应的受热面积;炉膛结构炉膛结构和热负荷分布炉膛宽度、深度和横截面面积均按水冷壁管中心线之间的距离计算。
炉膛有效受热面积Hl:炉壁面积减去不布置水冷壁的面积(如燃烧器、防爆门),即各水冷壁所占据的炉墙面积Fi,乘一个水冷壁的角系数xi,如下式所示:炉膛结构炉膛结构和热负荷分布
炉膛形状与火焰形式、燃烧方式、燃烧器布置和炉型等有关。常见有瘦高和矮胖两种型式。炉膛宽度a和深度b的比例:常见的炉膛截面形状有方形(a/b≤1.2)和长方形(a/b>1.2)两种,方形炉膛适用于切向燃烧,长方形炉膛适用于前墙布置或前后墙对冲布置旋流燃烧器。确定炉膛宽度a时,还要兼顾对流受热面的工质流速和烟气流速,以及锅筒内部装置的要求。炉膛结构和热负荷分布炉膛结构
燃料对炉膛尺寸的影响。
燃料不同炉膛尺寸由小到大依次为:天然气、油、煤粉。煤种不同:烟煤挥发分高,易于着火和燃烧,炉膛尺寸相对小些;
褐煤水分多,烟气容积大,炉膛容积要求较大;
无烟煤挥发分少,着火和燃尽困难,除了燃烧器采用稳焰措施,还要延长在炉膛的停留时间。炉膛结构和热负荷分布炉膛结构
炉膛有效辐射受热面的平均热负荷qf
炉膛内温度场是不均匀的,使热负荷沿炉膛高度和各侧炉壁的分布也不均匀。分别用沿炉高热负荷分布不均匀系数ηg、沿炉宽或炉深热负荷分布不均匀系数ηrl和各侧壁热负荷分布不均匀系数ηb来进行修正。炉膛热负荷分布炉膛结构和热负荷分布
沿炉高某段的平均热负荷:qfi=ηgqfkw/m2
炉膛各侧壁的平均热负荷:qfb=ηbqfkw/m2
当炉膛出口为屏式受热面时,考虑屏间烟气向炉膛的反辐射,炉膛出口截面的热负荷为:qfp=βqfikw/m2炉膛热负荷分布炉膛结构和热负荷分布
对流受热面中同时存在对流和辐射传热,但对流传热的份额大,故采用对流传热的计算公式,在传热系数中同时计及辐射传热因素。
对流受热面:布置在对流烟道的凝渣管束,锅炉管束(工业锅炉)、对流过热器和再热器、省煤器、直流锅炉的过渡区和空预器。
炉膛上部的屏式受热面:前屏以辐射换热为主,在炉膛受热面计算中一并进行;半辐射换热的大屏、后屏仍用对流传热公式计算,但具体方法有所不同。
锅炉对流受热面中的对流换热是一种气体横向或纵向冲刷管束的受迫对流换热。关系式为:对流受热面传热特点
计算公式均以每kg燃料为计算基准。传热方程:
表示每kg燃料的燃烧产物传给工质的热量Qd与受热面积H、烟气和工质间的温压△t成正比。
K—传热系数,表示温压为1℃,每m2受热面积的传热量,反映传热过程的强弱程度。传热计算基本方程对流受热面传热计算
热平衡方程:
表示计算受热面中工质吸收的热量等于烟气放出的热量。等式右边为每kg燃料的烟气放出的热量。漏风焓按焓温表查得。查表时,空预器按空气平均温度;其他受热面按冷空气温度计算。传热计算基本方程对流受热面传热计算
等式左边是每kg燃料的工质吸热量,对不同的对流受热面分别为:对于靠近炉膛,受到来自炉膛辐射量Qf的屏式过热器和对流过热器,要扣除Qf,则
对于布置在尾部烟道中的过热器、再热器、省煤器和直流锅炉的过渡区,则对流受热面传热计算传热计算基本方程
其中:—空预器出口过量空气系数,等于
—空预器空气侧的漏风量(向外漏)。
—空预器进出口处的理论空气焓值。
对于空预器,则对流受热面传热计算传热计算基本方程
屏式过热器的来自炉膛的辐射吸热量Qf为其中:屏进口(炉膛出口)截面所吸收的炉膛辐射吸热量
屏出口处向屏后受热面的辐射热量
上式右边第一项为来自炉膛的辐射热量经屏吸收后,继续向屏后受热面辐射的热量;第二项为屏间烟气对屏后受热面辐射的热量。
a—屏间烟气黑度;Fp”—屏后受热面烟窗的面积;Tp—屏间烟气的平均温度;ξr—考虑燃料种类影响的修正系数,对煤取0.5;xp”—屏进口截面对出口截面的角系数,后屏按式(15-12)计算,大屏按图15-1查取。对流受热面传热计算传热计算基本方程
分为设计计算和校核计算,实际都采用校核计算。即先初步布置受热面结构,(因为传热系数与受热面结构有关),再校核计算吸热量。
校核计算步骤:先估计其中一种介质的终温和焓值,并按热平衡方程式求出该终温所相应的受热面吸热量及另一种介质的终温和焓值。计算传热系数和温压,再由传热方程式得出传给受热面的热量,若两个热量之差不超过2%,计算结束。超过,则需重新假定终温,重新计算。
温度和吸热量的最终数值,以热平衡方程式中的数值为准。第二次选取的终温值与第一次选取的终温值之差,最好不超过50℃,此时传热系数不必重算,只需重算温压和吸热量,重解热平衡方程式和传热方程式。传热计算方法对流受热面传热计算
两次计算热量之差仍大于2%,则可采用线性内插法来求真正的终温。
解析内插法为:
Qσ和Qr分别为按传热方程式和热平衡方程式求出的热量。
用内插法求得的温度之值与据以计算传热系数的温度之差如果未超过50℃,则仅须按内插法求得的温度去校准吸热量和由热平衡方程式去校准吸热介质的所求温度,即可结束计算;若超过50℃,则须按内插法求得的终温重新进行全部计算,包括传热系数及温压的计算在内。传热计算方法对流受热面传热计算
传热系数公式
过程:高温烟气—灰层—管壁金属—水垢层—管内工质;高温烟气通过对流和辐射放热方式向灰层外表面的放热,用对流放热系数αd和辐射放热系数αf之和α1=αd+αf来进行计算。水垢表面对工质的对流放热用管内工质对流放热系数α2进行计算。
传热过程的热阻:
传热系数:K=1/R
实际传热过程中,管壁金属的热阻很小,可忽略不计;锅炉给水水质要求严格,不允许在受热面结垢,水垢热阻可不计;灰层热阻影响因素甚多,热力计算中用污染系数ε或热有效系数ψ来表示。基本原理传热系数
传热系数的简化计算式为:
不同的受热面有不同形式的传热系数计算公式,见表15-2。
管式空预器,立式布置采用利用系数ξ,以综合考虑管子的积灰污染,烟气和空气对受热面冲刷不均匀等因素
回转式空预器内是蓄热式不稳定传热过程,用cn来考虑非稳定传热的影响。其值与预热器转子的转速n有关,可按表15-3取用传热系数基本原理
Cs—管束几何布置方式的修正系数。与纵向相对节距σ2=s2/d及横向相对节距σ1=s1/d有关。计算公式见式(15-18)当σ2≥2或σ1≤1.5时,Cs=1;σ2<2且σ1>3时,σ1取为3。
Cz—烟气行程方向上管子排数的修正系数。当Z2≥10时,Cz=1;Z2<10时,计算公式见式(15-19)
Cω—体现温度及烟气成分等物理性能的变化对放热系数的影响。
烟气流横向冲刷顺列管束时的对流放热系数
雷诺数:,反映流动状态对传热的影响;
普朗特数:,反映流体物性对传热的影响。对流放热系数传热系数
烟气流横向冲刷错列管束时的对流放热系数
Cs—节距修正系数,由σ1与φσ值确定,其中;为平均斜向相对节距,;
σ2计算公式见式(15-21)
Cz—烟气行程方向上管子排数的修正系数。当Z2≥10时,Cz=1;
Z2<10时,计算公式见式(15-22)。
实际应用中,烟气流横向冲刷管束时的对流放热系数计算公式都制成线算图,顺列管束见图15-2;错列管束见图15-3,且15-3图可用于确定烟气或空气横向冲刷错列管束时的对流放热系数,则传热系数对流放热系数
纵向冲刷受热面时的对流放热系数
Cω—考虑管壁温度对流体物性影响的温度修正系数。当管内为烟气且被冷却或管内为蒸汽和水且被加热时,Cω=1;当管内为空气且被加热时,其中,T为流体(空气)的温度,Tb为管壁内表面的温度,K。
Cl—相对长度修正系数,考虑传热的入口效应对的影响。仅在l/d<50且圆管入口是直的,没有圆形导边时采用,查图15-4确定;当l/d≥50时,Cl=1。
ddl—当量直径,圆管内流动取管内径;非圆管内流动或纵向冲刷管束时,ddl=4F/U,m;对于布置有管束的矩形烟道,见式(15-25)。传热系数对流放热系数
式(15-23)的适用范围为Re=104~5×105,对过热蒸汽上限可到2×106;Pr=0.6~120。定性温度取流体的进出口截面温度的算术平均值。线算图见图15-4。则传热系数对流放热系数
回转式空预器对流放热系数回转式空预器采用如图15-5所示的蓄热板为传热元件,气流的冲刷与传热元件的结构有关,故引入系数A加以修正。在Re=1000~10000范围试验得到烟气侧和空气侧的放热系数:Cω、Cl可按式(15-23)中的规定求取,传热元件的平均壁温为:
xy、xk分别为烟气侧受热面积和空气侧受热面积各占总受热面积的份额。系数A取决于蓄热板的型式。其具体取值见354-355页传热系数对流放热系数
空预器烟气和空气的流通截面计算式
其中,Dn—转子内径;Kyj—考虑传热元件占去一部分转子流通截面的系数,可查表15-4;Kgb—考虑轮毂、隔板、横档板和中心管占去一部分转子流通截面的系数,可查图15-6。冷段的流通截面可按以上两式算出后再乘以1.02即得。
传热元件的受热面积计算式h—蓄热板组的高度,m;C—每1m3转子体积(除去轮毂和隔板体积)中按双面计算的受热面积,m2/m3,见表15-4。传热系数对流放热系数
为简化计算,将经多次吸收和反射之后才完全吸收的辐射能,作为一次吸收考虑,而用增加管壁表面黑度的方法,即用管束黑度ags代替管壁黑度ab:
假定燃烧固体燃料的燃烧产物(含灰气流)及受热面管束为灰体,可得出单位管壁面积的辐射换热量为:Thb—灰污壁面的绝对温度,K。
辐射放热系数公式可表达为:
将黑体辐射常数和ab=0.8,ags=0.9代入则得式(15-39)。辐射放热系数传热系数
烟气黑度计算式为:
ay=1-e-kps
(15—42)炉膛压力:p=0.1MPa
辐射减弱系数:
密闭空间内的烟气容积向其周界表面辐射时的有效辐射层厚度:
s=3.6V/Fzm(15—44)
光管管束:;鳍片管管束,按上式求出的s值应乘以0.4。屏式受热面:其中,A、B、C为相邻两片屏之间烟室的高度、宽度和深度,m。高温级管式空预器时也应考虑烟气辐射,其s取为0.9dn。传热系数辐射放热系数
灰污温度燃用固体燃料或液体燃料,计算受热面的辐射放热系数时,管子外表面有灰垢沉积,形成热阻,使管壁外表面温度升高,这时的管壁温度应取为管壁外表面灰污层温度
对屏式受热面、对流过热器和包墙管过热器:
式中,t—受热介质的平均温度,℃;
ε—污染系数,m2·℃/kW。
其他受热面的灰壁温度计算式为:对于第二级空预器,灰壁温度取烟气和空气的平均温度。传热系数辐射放热系数
对流烟道中的烟气空间,如转弯气室、各级(组)受热面的前部或级间的气室等,其中的烟气具有辐射能力,对贴壁受热面、管束及独立管排等的辐射热量可按式(15-49)计算。
位于对流受热面管束前方或管束之间的气室中烟气的辐射,可以近似的将计算管束的辐射放热系数加大来考虑其对受热面传热的影响,如式(15-50)所示。
位于管束后面的烟气空间因其中烟气温度要比管束中的烟气温度低,逆向对管束的辐射可以不计;同理,多级屏受热面的级间或级后烟气空间,其黑度与屏的黑度很相近,对屏的辐射也可忽略不计,对于凝渣管束也同样如此。
传热系数辐射放热系数
由于管壁对蒸汽和水的放热系数α2对传热系数的影响很小,故在计算中可做某些简化。计算省煤器的传热系数时,可不考虑水侧热阻;过热器和再热器则需求取蒸汽在管内流动的放热系数。其值可查图15-11。整个过热器、再热器或其中某一段的平均蒸汽压力取其进出口压力总和之一半。工质侧的放热系数传热系数
表示燃用固体燃料时,管壁外表面积灰对传热的影响。
定义:在同样的传热温压、传热面积及结构参数条件下,污染管壁的传热热阻1/K与清洁管壁的热阻1/K0的差值。即
上式再展开就可得到式(15-52)。污染系数ε积灰污染对传热的影响屏式过热器受热面的污染也用污染系数表示。燃用固体燃料时按照燃料的性质和烟气平均温度查图15-9。
污染系数与烟气流速、管子节距和直径、灰粒尺寸等众多因素有关。根据实验测定,燃用固体燃料的错列管束的污染系数由下式确定:
ε0—基准污染系数,见图15-8。;Cd—管径修正系数,见图15-8。
Ckl—灰的粒度组成的修正系数,由R30来表示,计算公式(15-54)。△ε—考虑其他因素影响的修正系数,按表15-5选取。污染系数ε积灰污染对传热的影响屏式过热器受热面的污染也用污染系数表示。燃用固体燃料时按照燃料的性质和烟气平均温度查图15-9。
通过修正清洁管的传热系数来考虑管壁外表面积灰对传热的影响。
定义:污染管传热系数K与清洁管传热系数K0之比,即
计算顺列布置的对流过热器、省煤器、凝渣管、锅炉管束、再热器和直流锅炉的过渡区等受热面,都用热有效系数来修正传热系数。燃用无烟煤屑和贫煤时,ψ=0.6;燃用烟煤、褐煤、烟煤的洗中煤时,ψ=0.65;燃用油页岩时,ψ=0.5。热有效系数ψ积灰污染对传热的影响
考虑烟气对受热面冲刷不均匀而造成的对传热过程的影响。
屏式过热器,可按烟气流速wy查图15-10,当wy〉4m/s时,取ξ=0.85
管式空预器,把灰污染和冲刷不均匀的影响合并在利用系数内予以考虑,其值见表15-7。该表数据为不带中间管板的情况,当设置中间管板使空气折流时,利用系数将降低。有一块中间管板,ξ值降低0.1,有两块中间管板,ξ值降低0.15
回转式空预器的利用系数ξ与燃料无关,只取决于漏风系数。当△αky=0.2~0.25时,ξ=0.8;当△αky=0.15时,ξ=0.9
利用系数ξ积灰污染对传热的影响
概述
逆流流动:两种介质在整个流通路径上彼此反向平行流动的受热面连接方式。
顺流流动:彼此同向平行流动时的受热面连接方式。
两种流动方式的温压可用对数平均温差来表示:
当时,可按算术平均温差来计算:
式中:;。温压计算对数平均温差
在冷热两种介质进出口温度相同时,逆流的平均温压最大,顺流最小,而其他任何流动方式所得到的温压值皆介于其间,计算式如下:
ψ—温压修正系数,考虑非逆流所造成的影响。
如果按顺流计算的温压:,则对于任何复杂的工质流动,其平均温压均可按下式计算:温压计算对数平均温差
平行混合流的温压受热面布置成平行的几段,工质流动由并联的几个行程所组成。具体型式见图15-12(b),温压修正系数可查图15-14。两个无量纲参数(15-62)式。
注:图15-14是对各个行程的受热面积都相等的情况下作出的,但如果,仍足够准确。温压计算不同连接方式的温压计算
串联混合流的温压受热面由两部分串联组成,一部分为顺流,一部分为逆流。对流过热器常采用这种布置方式。具体型式见图15-12(a),温压修正系数可查图15-13。该线算图不能外推应用。三个无量纲定性参数(15-61)式。
其他情况的温压如果受热面的连接方式与上述三种不同,又不能满足条件,则应将受热面分区段进行计算。温压计算
交叉流的温压受热面中,两种介质的流动方向是互相交叉的,如管式空预器。具体型式见图15-12(c),其温压修正系数可查图15-15,主要取决于行程数及介质相互流动的总趋势。
图15-15是用于总趋向为逆流的情况,两个无量纲参数P、R按式(15-62)计算。若总趋向为顺流,则用参数P1代替P。(15-64)式。
注:图15-15是对各个行程的受热面积都相等的情况下作出的,但如果各个行程的受热面不相等的偏差不大于20%,且按图求出的ψ≥0.9,仍可采用。不同连接方式的温压计算温压计算不同连接方式的温压计算
其他情况的温压
如果计算受热面中的工质比热容变化很大,或工质发生集态变化,例如蒸汽压力大于12MPa的过热器、进口蒸汽湿度很大的过热器、过渡区以及沸腾式省煤器,此时,不能按照工质的进出口温度来求平均温度,以免造成很大的误差,而应将受热面分段,使每一段中的工质比热近似为常数或集态不发生变化,分别求出各段的温压,再求整个受热面的平均温压。
逆流布置的沸腾式省煤器,其出口蒸汽含量x≤30%时,可用假想水温代替真实水温。假想出口水温tjx的计算式为式(15-68)。此时省煤器工质进口端的温压不能过小,应满足表15-8的规定值,否则应分区段计算平均温压。
减温器装在饱和蒸汽端的过热器,使受热面的开始段内的工质存在蒸发过程,如能满足式(15-69),则仍可按通常的方法计算温压,而不必分段温压计算不同连接方式的温压计算
布置在炉膛出口的顺列管束,当σ2≤1.5且σ1>4时,其传热面积可按屏来计算。
管式空预器的传热面积是
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