锅炉课程设计 - 图文

烟气放热量时，附加吸热量通常取为零。

大型锅炉的空气预热器均采用回转式，布置于省煤器之后的尾部烟道内。在计算回转式空气预热器时，空气预热器的传热量Qdc按“标准”式（7-01）确定；烟气放热量Qdf按“标准”式（7-02）确定，其中附加吸热量QДoп取为零，漏风焓按进、出口风温的平均值计算（不是冷风焓）。工质吸热量Qdx按“标准”式（7-05）确定，其中的β气系数）。对于三分仓式空气预热器β

T′

T′

为预热器出口风量与理论空气量之比（称空

为一、二次风的空气系数之和。如果一、二次风的出口热

风温度不同，计算预热器出口热风焓I0вл时，可以按一、二次热风温度的加权平均值计算。 回转式空气预热器的传热系数k按“标准”式（7-27）确定。其中烟速、空气流速计算所需要的通流截面积按7-32节确定。

回转式空气预热器的传热面积按7-32节确定。其中每1m转子容积容纳的总面积c值，列于7-32节的唯一表中。由于c的具体取值与蓄热板的结构有关，因此允许根据我国空预器制造厂的经验对表中的c值进行一定的修正。例如例题的空预器波形板采用强化蓄热型，从表中查到c值为365m/m，取用c′值为260 m/m，修正系数为c′/c =0.712。

进行空气预热器传热计算时，为简化计，一、二次风量合并起来一起计算风侧的对流放热系数α2，和风侧的总温升。至于总温升在一、二次风之间的分配，计算十分复杂，取决于预热器一、二次风的通道角、一、二次风量以及空气预热器的旋转方向（蓄热板转到空气通道后，先与一次风接触还是先与二次风接触），本课程设计不做要求。

预热器计算完成以后会得到排烟温度计算值。在锅炉设计热力计算中这个值应该等于热平衡计算中排烟温度的取用值（如果是锅炉校核热力计算，二者偏差允许在±10℃以内），就是说，整个锅炉机组的热平衡计算误差应该为零。但考虑到计算锅炉效率时的制造厂裕度的引入，以及计算过程中的舍入误差，因此允许排烟温度计算值与选取值之间有一定的偏差，该偏差的相对值不应超过1%。

锅炉机组的热平衡误差校核，即是确定从炉膛直至省煤器各受热面烟气放热量之和（烟气侧热量）∑Qi与根据锅炉效率计算得到的锅炉有效利用热量(汽水侧热量)Qyx之间的偏差。∑Qi按下式计算（以例题为例）

∑Qi =Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q8+Q9+Q10+Q11 (5)

式中 Q1、Q2?Q11—依次为炉膛、分隔屏、后屏、末级再热器、后墙水冷壁悬吊管、末级过热器、蒸汽冷却管、低再垂直段、转向室、低再水平段、省煤器的烟气放热量。注意计算以上热量时不要漏掉相应各区段的附加吸热量。 Qyx按下式计算:

2

3

2

3

3

Qyx?Qr??100?q4 (6)

式中各符号意义同本章公式（4）。

烟气侧热量∑Qi与汽水侧热量Qyx之差的相对值不得大于0.5%。否则应重新进行锅炉的全部热力计算过程。

锅炉机组的热平衡误差计算过程可参考例题的“锅炉机组的热平衡误差”部分。

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关于对流受热面计算的几点说明：

1、 对流受热面的工质侧放热系数α2都远大于烟气侧的放热系数α1，故换热面积均按烟侧管子表面计算。对垂直烟气流动方向的光管，其计算面积按光管实际外表面积计算；对平行烟气流动方向的管子和加了防磨护瓦的管子，其计算面积等于光管实际外表面积乘一个折扣系数p。p一般取值0.5。

2、 例题中各受热部件辐射与对流放热系数值之比α

f

/α

d

分别为，分隔屏:5.533；后

屏:4.537；末级再热器：3.234; 末级过热器：0.845；低再水平段：0.468;省煤器:0.228。可见半辐射式受面的辐射热量大于对流热量，而对流式受热面的辐射热量小于对流热量。

3、锅炉机组热平衡的烟气侧热量∑Qi只计算到省煤器出口为止，空气预热器的吸热量已在炉膛有效热量Ql中包括了。

至此设计计算步骤中的第8、9项计算完毕。

设计计算步骤中的第10项为编制整台锅炉热力计算数据汇总表。表的格式、内容可参照例题第25～28页的主要计算数据汇总表。

第三章 锅炉的校核计算

整台锅炉的校核热力计算较为复杂，往往要经过多次计算才能完成。可按如下顺序进行计算： 首先假定锅炉的排烟温度和热空气温度，依此确定锅炉的热损失、热效率以及燃料消耗量。在进行非额定负荷的校核热力计时，锅炉的炉膛出口过量空气系数αl〞及散热损失q5要按负荷进行修正。

低负荷时αl〞要适当提高，在50%~70%负荷时αl〞（D）=αl〞（De）+0.253De/D 散热损失按下式修正:：q5(D)= q5(De) 3 De / D。

排烟温度按下式估计:：θ(D)= θ(De) 3（D/ De）0.085 ℃。

以上诸式中，D为所求负荷，De为额定负荷。

接着进行炉膛计算，求得炉膛出口烟温。随后进行炉膛以后所有半辐射式受热面、对流受热面的计算，直至空气预热器出口。注意上面全部受热面的计算均是在结构受热面已经确定情况下进行的，都属于校核热力计算。此时只有空气预热器进口风温、省煤器的进口水温、再热器的进口汽温是已知的，其余参数包括过热、再热蒸汽出口温度、预热器出口热空气温度都是未知量，需要经过校核热力计算得到。

如果计算求得的排烟温度与原来估计的排烟温度相差不超过±10℃，热空气温度相差不超过±40℃，则计算即认为合格，最后以计算得到的排烟温度和热空气温度校准排烟损失、锅炉效率、燃料消耗量、炉膛出口烟温以及炉膛辐射换热量。然后按照下式计算锅炉的热平衡误差：

Qr???Q???(Ql?Ism??????Ilk0) (7)

100?q417

式中 Ism″—省煤器出口烟气焓，kJ/kg;

∑Δα—炉膛出口至省煤器出口的漏风系数之和，例题中∑Δα=0.05 其余符号意义同本章公式（4）。 ΔQ应不超过Qr的0.5%。

如果计算得到的排烟温度和热空气温度与原来的估计值相差超过上述规定，则应重新假定排烟温度和热空气温度再重做计算。如果由于重新假定排烟温度和热空气温度而引起的燃料消耗量变化的值不超过2%，那末各对流受热面的传热系数可不重算，仅需校正各受热面的进出口温度、温压和传热量。

第四章 符号与参考文献

A. 符号比较

原苏联《锅炉机组热力计算标准方法（98）》[1]上的符号使用的是俄文字母，为便于与我们的热动类学生习惯使用的中文符号相衔接，顺利进行课程设计的计算，特将原苏联《锅炉机组热力计算标准方法（98）》上的主要符号与我国教材[2][3]的相应符号进行比较，并说明意义。详见下表。

主要符号意义及其比较表 符号 性质 原苏联标准（98）[1] 符号 名 称 Qir QT Qp Qл Qл QB Qдоп Q Q Q rn kr0 kзл 参 数 工作基低位发热量 炉内有效放热量 燃料的可支配热 炉内的吸热量 屏从炉膛获得的辐射热量 空气带入炉内的热量 附加吸热量 烟气放热量 工质吸热量 对流传热量 三原子气体的总容积份额 三原子气体辐射吸收系数 灰粒子的辐射吸收系数 燃烧产物辐射吸收系数 燃烧产物中灰的浓度 辐射受热面污染壁面的黑度 受热面入口处烟气焓 按环境温度计的理论漏风焓 符号 Qar,net,p Ql Qr Qf Qfp Qk Qfj Qdf Qdx Qdc r kq kh k μh agb Iy′ Ik0 我国教材[2][3] 名 称 收到基低位发热量 炉内有效放热量 锅炉输入热量 炉膛辐射吸热量 屏的辐射吸热量 空气带入炉内的热量 附加吸热量 烟气放热量 工质吸热量 对流传热量 三原子气体的总容积份额 三原子气体辐射减弱系数 灰粒子的辐射减弱系数 炉内介质辐射减弱系数 无因次飞灰浓度 辐射受热面管壁黑度 烟气在受热面入口的焓 α=1时漏入冷空气的焓 热 量 k μзл aз I′ I0.прс 18

I θT〞 T T〞 Tз 尺 寸 HT FCT H 工质的焓 炉膛出口温度（摄氏温度） 炉膛出口温度（绝对温度） 考虑污染的管外壁温度 炉膛高度 炉墙总面积 计算传热面积 由预热器送入炉膛的空气量与理论空气量的比值 炉膛出口过量空气系数 炉膛漏风系数 hg θl〞 Tl〞 Tgb hl Fl F 工质的焓 炉膛出口温度（摄氏温度） 炉膛出口温度（绝对） 管壁外表面温度 炉膛高度 水冷壁的面积 受热面面积 热器出口过量空气系数 炉膛出口过量空气系数 炉膛漏风系数 制粉系统漏风系数 辐射放热系数 对流放热系数 屏的角系数 炉高方向的热负荷不均系数 空气预热器的漏风系数 最小截面出烟气速度 计算燃料消耗量 βT′ αT〞 ΔαT 系 数 Δααплл βky〞 αl〞 Δαl Δαzf 制粉系统漏风系数 辐射放热系数 对流放热系数 受热面角系数的总和 沿炉膛高度的吸热不均系数 αk ∑xp yп ΔαBпαf αd xp ηh Δα 空气预热器的漏风系数 烟气的计算速度 计算燃料消耗量 其 它 wr Bp wy Bj

B. 参考文献

1、原苏联，《锅炉热力计算标准方法》1998，内部资料； 2、叶江明，《电厂锅炉原理及设备》中国电力出版社，2007.8； 3、范从振，《锅炉原理》原水利电力出版社，1986.5； 4、赵翔等，《锅炉课程设计》中国电力出版社，1991.5；

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