锅炉系统对流受热面换热计算讲稿

第十章对流受热面换热计算第一节概述第二节对流受热面换热计算的基本方程第三节受热面传热系数的计算方法第四节对流受热面的污染对换热的影响第五节传热温压的计算第六节对流换热面积和流速的计算第七节主要对流受热面的计算特点炉膛以外的、对流换热为主的对流过热器、再热器、省煤器、空气预热器等，也包括辐射份额较大的屏式受热面。第一节概述辐射传热所占份额不同，为简化，均将辐射部分折算到对流传热，不同受热面有各自不同的计算方法。对流受热面传热计算方法与传热学的相关内容大同小异，只是在必要之处附加了与工程实际有关的修正系数。校核计算特点和目的校核计算的目的是：计算得到出口烟气温度和出口（或进口）工质温度；迭代计算的特点明显；不仅体现在每组受热面的计算，还用在过热器系统和整台锅炉。烟温？工质温度？烟温√工质温度√Hk计算时，已知：受热面，进口烟气温度和进口（或出口）工质温度；第一节概述第十章对流受热面换热计算第一节概述第二节对流受热面换热计算的基本方程第三节受热面传热系数的计算方法第四节对流受热面的污染对换热的影响第五节传热温压的计算第六节对流换热面积和流速的计算第七节主要对流受热面的计算特点利用三个基本方程对流传热方程烟气侧热平衡方程工质侧的热平衡方程，分别从传热和热平衡的角度来表达对流受热面的对流传热量。（热平衡方程实际为一个）以1kg燃料为基准(kJ/kg或kJ/m3)第二节对流受热面换热计算的基本方程1．对流受热面的的传热方程烟温？工质温度？烟温√工质温度√Hk第二节对对流流受热面面换热计计算基本本方程2．烟气侧热热平衡方方程3．工质侧侧热平衡衡方程（（与受热热面有关关）迭代计算算的原因因两种介质质均各已已知一个个温度，，两种介质质均有一一个温度度未知，，只有一个个热平衡衡方程，，无法求求解必须采用用先假定定后校核核的迭代代计算方方法烟温？工质温度？烟温√工质温度√Hk第二节对对流流受热面面换热计计算基本本方程迭代计算算过程先假定其中一种种介质的的终温，，按热平衡方方程式求出受热热面的吸吸热量并并计算出出另一种种介质的的终温，，计算传热热系数和和温压，，按传热方程程式计算受热热面的吸吸热量，，传热方程程计算的的热量应该等于于热平衡方方程计算算的烟气气放热量量或工质质吸收的的热量否则重新新假定终终温后再再行计算算，直至至热量之之差不超超过2%烟温？工质温度？烟温√工质温度√Hk第二节对对流流受热面面换热计计算基本本方程第十章对对流受受热面换换热计算算第一节概概述第二节对对流受受热面换换热计算算的基本本方程第三节受热面传传热系数数的计算算方法第四节对对流受受热面的的污染对对换热的的影响第五节传传热温温压的计计算第六节对流换热热面积和和流速的的计算第七节主主要对对流受热热面的计计算特点点第三节受受热面面传热系系数的计计算方法法一、传热系数数计算的的一般表表达式引入灰污污系数第三节受受热面面传热系系数的计计算方法法一、传热系数数计算的的一般表表达式引入热有有效系数数烟气侧对对流放热热系数二、不同受热热面的传传热系数数实用表表达式（（例）1．对流式式过热器器和再热热器受热热面当燃用固固体燃料料、管束束为错列列布置时时，第三节受受热热面传热热系数的的计算方方法当燃用固固体燃料料、管束束为顺列列布置2．省煤器器、直流流锅炉的的过渡区区、蒸发发受热面面以及超超临界压压力锅炉炉的受热热面工质对管管内壁的的传热系系数很大大第三节受受热热面传热热系数的的计算方方法当燃用固固体燃料料、管束束为错列列布置燃用固体体燃料、、管束为为顺列布布置3．屏式过过热器（（半辐射射式屏式式过热器器）受热热面第三节受热面传传热系数数的计算算方法4．对管式式空气预预热器第三节受热面传传热系数数的计算算方法5．回转式式空气预预热器第三节受热面传传热系数数的计算算方法三、对流放热热系数传热学的的知识，，稳态强强制对流流换热的的准则数数方程为为第三节受热面传传热系数数的计算算方法计算举例例（详查查标准））1．气流横横向冲刷刷光滑管管束的对对流放热热系数1)顺列管束束第三节受热面传传热系数数的计算算方法或2)错列管束束气流横向向冲刷束束时，表表面传热热系数的的特征数数方程为为第三节受热面传传热系数数的计算算方法或2．流体纵纵向冲刷刷光滑管管束的对对流放热热系数工质及管管式空气气预热器器中管内内流动的的烟气或或空气:第三节受热面传传热系数数的计算算方法3．回转式式空气预预热器烟烟气与空空气侧对对流放热热系数第三节受热面传传热系数数的计算算方法四、燃烧烧产物的的辐射传传热系数数对流放热热量与温温差的一一次方成成正比，，辐射换热热与烟气气温度四四次方和和管壁温温度四次次方之差差值成比比例。燃烧产物物的辐射射传热系系数，把把辐射换换热量计计算在总总的对流流换热之之中第三节受热面传传热系数数的计算算方法燃烧产物物的辐射射传热系系数计算算式第三节受热面传传热系数数的计算算方法含灰气流流不含灰气气流第十章对对流受受热面换换热计算算第一节概概述第二节对对流受受热面换换热计算算的基本本方程第三节受热面传传热系数数的计算算方法第四节对对流受受热面的的污染对对换热的的影响第五节传传热温温压的计计算第六节对流换热热面积和和流速的的计算第七节主主要对对流受热热面的计计算特点点一、灰污污系数第四节对对流流受热面面的污染染对换热热的影响响灰污系数数是考虑虑燃用固固体燃料料时，横横向冲刷刷错列布布置光管管管束灰灰垢的影影响二、受热热面的热热有效系系数第四节对对流流受热面面的污染染对换热热的影响响当锅炉燃燃用固体体燃料时时，顺列列布置的的管束以以及燃用用液体和和气体燃燃料的各各种布置置的管束束采用热热有效系系数来表表示灰垢垢对传热热的影响响。对于顺列列布置的的对流过过热器、、凝渣管管、再热热器及直直流锅炉炉的过渡渡区等受受热面，，燃用贫贫煤和无无烟煤时时，=0.6；燃用烟烟煤、褐褐煤和洗洗中煤时时，=0.65；燃用油油页岩时时，=0.6。三、受热热面的利利用系数数第四节对对流流受热面面的污染染对换热热的影响响空气预热热器采用用利用系系数综合合表示灰灰垢和烟烟气冲刷刷不均匀匀的影响响燃料管式空气预热器板式空气预热器铸铁肋片式空气预热器除下列燃料外其他燃料0.750.850.80重油0.650.750.70天然气、木材0.700.800.70三、受热热面的利利用系数数第四节对对流流受热面面的污染染对换热热的影响响另外，由由于屏式式受热面面都布置置在炉膛膛顶部烟烟气进入入水平烟烟道的转转弯处，，烟气流流速易出出现不均均匀现象象，因此此，屏式式过热器器在计算算烟气侧侧放热系系数时，，也采用用利用系系数来考考虑烟气气对屏的的冲刷不不均匀对对传热过过程的影影响。当当平均烟烟气流速速大于4m/s时，取=0.85，随烟气气流速的的降低，，不均匀匀性相对对增加,值减小。。四、受热热面表面面灰污层层温度第四节对对流流受热面面的污染染对换热热的影响响辐射受热热面管壁壁外表面面的温度度亦即沉沉积在管管子外部部灰渣层层的平均均温度对进口烟烟温小于于400℃℃的省煤器器对进口烟烟温大于于400℃的单级省省煤器或或双级布布置省煤煤器的上上级省煤煤器，或或直流锅锅炉的过过渡区，，燃烧固固体燃料料或液体体燃料时时第十章对对流受受热面换换热计算算第一节概概述第二节对流流受热面换热热计算的基本本方程第三节受热面传热系系数的计算方方法第四节对流流受热面的污污染对换热的的影响第五节传热热温压的计算算第六节对流换热面积积和流速的计计算第七节主要要对流受热面面的计算特点点第四节传热热温压t的计算温压：参与热热交换的两种种介质在整个个受热面中的的平均温差。。温压的大小与与两种介质在在受热面内的的温度变化、、流动方向有有关常见的流动方方式有：顺流流、逆流、串串联混合流、、平行混合流流和交叉混合合流一、顺流和逆逆流t“θ“θ“θ“θ“θ‘θ‘θ‘θ‘t“顺流蒸发受热面t‘t‘t‘t“t“t‘逆流逆流第四节传热热温压t的计算顺流的平均温温压第四节传热热温压t的计算逆流的平均温温压第四节传热热温压t的计算二、串联混合合流系统第四节传热热温压t的计算三、并联混合合流系统第四节传热热温压t的计算四、交叉流系系统第四节传热热温压t的计算第十章对流流受热面换热热计算第一节概述述第二节对流流受热面换热热计算的基本本方程第三节受热面传热系系数的计算方方法第四节对流流受热面的污污染对换热的的影响第五节传热热温压的计算算第六节对流换热面积积和流速的计计算第七节主要要对流受热面面的计算特点点第六节对流换热面积积和流速的计计算一般原则壁面两侧放热热系数相差很很大，放热系系数小侧的湿湿润面积为传传热面积放热系数相近近，管子内外外表面积的算算术平均值作作为传热面积积。一、对流换热面积积1．过热器、再再热器、省煤煤器和锅炉凝凝渣管束等受受热面，换热热面积以管子子烟气侧表面面积计算。第六节对流换热面积积和流速的计计算2．管式空气预预热器换热面面积以管内外外表面积的平平均值计算。。3．回转式空气气预热器的换换热面积按蓄蓄热板两侧面面积之和计算算。4．屏式过热器器的换热面积积屏式过热器是是一半辐射式式受热面，传传热面积按平平壁表面积计计算：二、对流受热面流流体流速计算对流放热热系数需介质质的流速（介质的平均均体积流量和和介质流通截截面积），温度不断变化化，体积流量量也随之变化化，因此，流流体的流速不不恒定。流体流速是指指在定性温度度下、规定的的流通截面上上的平均流速速。定性温度一般般取为流体进进出口截面上上的温度的算算术平均值。。第六节对流换热面积积和流速的计计算1．介质平均体体积流量烟气的平均体体积流量第六节对流换热面积积和流速的计计算空气的平均体体积流量水和水蒸气的的平均体积流流量2．介质的平均均流通截面积积1）计算原则有效流通截面面积系指烟道道横断面的内内侧总面积与与管束所占面面积的差值。。第六节对流换热面积积和流速的计计算2）介质横向冲冲刷光管的流流通截面3）介质纵向冲冲刷光管的流流通截面积第十章对流流受热面换热热计算第一节概述述第二节对流流受热面换热热计算的基本本方程第三节受热面传热系系数的计算方方法第四节对流流受热面的污污染对换热的的影响第五节传热热温压的计算算第六节对流换热面积积和流速的计计算第七节主要要对流受热面面的计算特点点第七节主主要对流受热热