炉膛热力计算

1、炉膛热力计算 炉内换热的计算方法是用来计算单炉膛和半开式炉膛的换热。其本质是以能量方程和辐射能传递方程导出的准则为基础，用相似理论方法整理实验数据，建立出炉膛出口烟温的直接计算式。1.1 计算流程控制1.2 相关的公式炉膛计算的重点就是炉膛出口烟温的准则方程：根据准则方程得到的炉膛出口烟温计算式是：炉膛计算的进行都是基于这个计算式进行。其中1.2.1 -是绝热燃烧温度，根据1kg燃料送入炉内的热量来决定，计算出后由烟气性质计算（即手工计算的温焓表）计算出响应的烟气温度。，如果有再循环烟气，要考虑再循环烟气带入炉膛的热量。是固体（液体）燃料工作基低位发热量，,气体燃料的干燥基低位发热量，。 -

2、化学未完全燃烧热损失，来自热平衡计算； - 机械未完全燃烧热损失，来自热平衡计算； - 排渣和冷却水热损失，来自热平衡计算- 空气带入炉内的热量，其中，- 炉膛出口过量空气系数； - 炉膛漏风系数；- 制粉系统漏风系数； - 再循环烟气抽取点处过量空气系数； - 再循环系数。一般情况下没有烟气再循环的时候不考虑最后一项。 - 空预器出口空气温度下的理论空气焓，也就是热空气焓。 - 漏风焓。1.2.2 M是表示沿炉膛高度方向温度最大值相对位置对炉内换热的影响，即沿炉膛高度方向温度场不等温性对炉内换热的影响。对于室燃炉 对于层燃炉 ，是燃料层面积与炉墙面积的比值。是系数，根据燃烧室的形态不同取不同

3、的数值。对于固态排渣煤粉炉： 燃烧器切向和对冲布置的时候， 燃烧器单面前墙布置的时候， 对于液态排渣煤粉炉 层燃炉 对于装有摆动式燃烧器的炉膛，燃烧器向下或者向上每摆动10°，相应地增加或者减少0.01当固体燃料与重油或者气态燃料混烧时，系数按固体燃料值进行计算。1.2.3 （布格尔准则有效值） - 吸收特性准则（即布格尔准则）是燃烧产物的基本辐射特性的表征。- 炉内介质的吸收系数（辐射减弱系数），。按炉膛出口烟温和烟气组成来计算，考虑三原子气体、炭黑、飞灰和焦炭粒子的辐射； - 炉膛内的压力，MPa，这是一个需要用户输入的数据。 - 有效辐射层厚度，m。 三原子气体辐射减弱系数 -

4、 烟气中三原子气体的总容积份额，来自于烟气性质计算； - 烟气中水蒸汽容积份额，来自于烟气性质计算； - 炉膛内的压力，MPa，这是一个需要用户输入的数据； - 有效辐射层厚度，m； - 炉膛出口烟气温度，K；炭黑粒子辐射减弱系数 - 炉膛出口过量空气系数；- 燃料应用基碳氢比；- 炉膛出口烟气温度，K；灰粒子辐射减弱系数 - 烟气飞灰份额，来自于烟气性质计算；- 炉膛出口烟气温度，K； - 有效辐射层厚度，m； - 系数，根据燃料种类选取燃料种类无烟煤屑1.00烟煤、贫煤0.80褐煤0.75页岩0.75铲采泥煤0.60液态排渣炉的值都在表中值上加0.10。这个表中所列的燃料种类都是俄罗斯的煤

5、，是否使用于我国煤种，有待证明。焦炭粒子辐射减弱系数 根据燃料种类按下表选取。燃料种类 无烟煤屑、贫煤0.25烟煤0.20褐煤、页岩、铲采泥煤0.10燃用重油或者气体燃料时，基本的辐射组分是三原子气体以及悬浮在气流内的碳黑粒子，考虑到发光火焰（碳黑粒子）对炉膛的充满度，炉内介质的辐射减弱系数可以用下式计算： 燃用天然气时=0.1，在气密式锅炉内燃用重油=0.3，非气密锅炉内燃用重油=0.6。高炉煤气=0。燃用固体燃料时，基本的辐射组分是三原子气体、灰粒子和焦炭粒子。因此炉内介质的辐射减弱系数是： 对于层燃炉=0有效辐射层厚度的计算：无屏时炉膛有效辐射层厚度为：，和分别为炉膛的计算容积和面积。有

6、屏时炉膛有效辐射层厚度分为自由容积和屏间容积两种，就是两个容积的和。炉膛计算面积见1.2.4 水冷壁平均热有效系数水冷壁的热有效系数等于水冷壁角系数与系数的乘积，是表示考虑污染或者敷设卫燃带是产生的热阻。如果炉墙各段的水冷壁热有效系数不同，或者部分水冷壁表面覆盖耐火材料，或者部分炉墙没有水冷壁，热有效系数的平均值为：未敷设水冷壁的炉墙区域，=0水冷壁角系数反映水冷壁在几何上吸收辐射热的能力。对于膜式壁而言，=1。对装有销钉的水冷壁和鳍片管水冷壁以及铸铁板覆盖和耐火材料覆盖的水冷壁，=1。炉膛出口烟窗，=1。单排光管水冷壁的角系数取决于它的结构：光管水冷壁外径为，节距为，水冷壁中心线到炉墙表面的

7、距离为，如果 如果 如果 如果 其他情况，。由于污染或者绝热覆盖层而使水冷壁吸热量降低的系数按照下表选取:水冷壁形式燃料种类室燃炉贴墙光管和膜式水冷壁气体燃料重油其它0.650.550.45层燃炉贴墙光管和膜式水冷壁所有燃料0.6耐火材料覆盖的销钉水冷壁所有燃料0.2如果是液态排渣：是灰的熔化温度耐火砖覆盖的销钉水冷壁所有燃料0.1对于布置在炉膛容积内的光管双面曝光水冷壁和屏，当燃用固体燃料时，相对于贴墙水冷壁的值要减少0.1；而对于整体焊接式水冷壁及屏要减少0.05。燃用混合燃料是按引起最大污染的燃料来取用的值。对于出口烟窗，要在上表所列的贴墙水冷壁的值基础上乘以一个系数，这个系数主要考虑了

8、炉膛和受热面间的相互换热的系数。当炉膛出口烟窗后面布置有屏时，燃用固体燃料0.6，燃用重油和气体燃料0.8；出口烟窗后面布置凝渣管时0.9；布置锅炉管束时1.0；紧靠出口烟窗没有受热面0.5。1.2.5 炉墙面积 炉膛容积内没有屏时，炉膛计算表面积就是包覆炉膛容积的表面和双面水冷壁表面积之和。如果炉膛容积内有屏，计算的时候就比较复杂。需要考虑到炉膛水冷壁和屏的曝光不均匀性。 自由容积炉膛面积 屏面积 屏区炉墙面积 屏的曝光不均匀系数 屏区水冷壁曝光不均匀系数和分别与屏的角系数、屏区水冷壁的角系数以及炉膛自由容积黑度和屏区黑度有关。 分别是炉膛自由容积的黑度、屏容积黑度以及屏角系数和屏区水冷壁角

9、系数。其中，为屏的深度，m，为纵向节距m。，是炉膛自由容积的布格尔准则。，是炉膛屏间容积的布格尔准则。，。关于的计算在中有详细的说明。是炉膛自由容积的有效辐射层厚度，是屏间容积的有效辐射层厚度。， ， ，分别是炉膛自由容积、自由容积炉墙面积、自由容积与屏容积分界面积，。， - 屏的高度，1.2.6 保热系数 为考虑散热损失的影响，在计算烟气放给受热面的热量时，引入一个保热系数的概念，它和热平衡计算中的散热损失有关 - 为锅炉热效率。来自于热平衡计算。1.2.7 计算燃料消耗量 为了计算燃烧产物空气的容积以及烟气对受热面的防热量，引入计算燃料消耗量，他考虑了机械不完全燃烧热损失，按照下式计算： - 机械未完全燃烧热损失，% - 锅炉有效利用热，。 - 燃料带入炉膛的热量，燃料的低位发热量加上燃料的显热，。 - 为锅炉热效率，%。 - 暖风热