爐膛熱力計算

1、爐膛熱力計算 爐內換熱的計算方法是用來計算單爐膛和半開式爐膛的換熱。其本質是以能量方程和輻射能傳遞方程導出的準則為基礎，用相似理論方法整理實驗數據，建立出爐膛出口煙溫的直接計算式。1.1 計算流程控制1.2 相關的公式爐膛計算的重點就是爐膛出口煙溫的準則方程：根據準則方程得到的爐膛出口煙溫計算式是：爐膛計算的進行都是基于這個計算式進行。其中1.2.1 -是絕熱燃燒溫度，根據1kg燃料送入爐內的熱量來決定，計算出后由煙氣性質計算（即手工計算的溫焓表）計算出響應的煙氣溫度。，如果有再循環(huán)煙氣，要考慮再循環(huán)煙氣帶入爐膛的熱量。是固體（液體）燃料工作基低位發(fā)熱量，,氣體燃料的干燥基低位發(fā)熱量，。 -

2、化學未完全燃燒熱損失，來自熱平衡計算； - 機械未完全燃燒熱損失，來自熱平衡計算； - 排渣和冷卻水熱損失，來自熱平衡計算- 空氣帶入爐內的熱量，其中，- 爐膛出口過量空氣系數； - 爐膛漏風系數；- 制粉系統(tǒng)漏風系數； - 再循環(huán)煙氣抽取點處過量空氣系數； - 再循環(huán)系數。一般情況下沒有煙氣再循環(huán)的時候不考慮最后一項。 - 空預器出口空氣溫度下的理論空氣焓，也就是熱空氣焓。 - 漏風焓。1.2.2 M是表示沿爐膛高度方向溫度最大值相對位置對爐內換熱的影響，即沿爐膛高度方向溫度場不等溫性對爐內換熱的影響。對于室燃爐 對于層燃爐 ，是燃料層面積與爐墻面積的比值。是系數，根據燃燒室的形態(tài)不同取不同

3、的數值。對于固態(tài)排渣煤粉爐： 燃燒器切向和對沖布置的時候， 燃燒器單面前墻布置的時候， 對于液態(tài)排渣煤粉爐 層燃爐 對于裝有擺動式燃燒器的爐膛，燃燒器向下或者向上每擺動10°，相應地增加或者減少0.01當固體燃料與重油或者氣態(tài)燃料混燒時，系數按固體燃料值進行計算。1.2.3 （布格爾準則有效值） - 吸收特性準則（即布格爾準則）是燃燒產物的基本輻射特性的表征。- 爐內介質的吸收系數（輻射減弱系數），。按爐膛出口煙溫和煙氣組成來計算，考慮三原子氣體、炭黑、飛灰和焦炭粒子的輻射； - 爐膛內的壓力，MPa，這是一個需要用戶輸入的數據。 - 有效輻射層厚度，m。 三原子氣體輻射減弱系數 -

4、 煙氣中三原子氣體的總容積份額，來自于煙氣性質計算； - 煙氣中水蒸汽容積份額，來自于煙氣性質計算； - 爐膛內的壓力，MPa，這是一個需要用戶輸入的數據； - 有效輻射層厚度，m； - 爐膛出口煙氣溫度，K；炭黑粒子輻射減弱系數 - 爐膛出口過量空氣系數；- 燃料應用基碳氫比；- 爐膛出口煙氣溫度，K；灰粒子輻射減弱系數 - 煙氣飛灰份額，來自于煙氣性質計算；- 爐膛出口煙氣溫度，K； - 有效輻射層厚度，m； - 系數，根據燃料種類選取燃料種類無煙煤屑1.00煙煤、貧煤0.80褐煤0.75頁巖0.75鏟采泥煤0.60液態(tài)排渣爐的值都在表中值上加0.10。這個表中所列的燃料種類都是俄羅斯的煤

5、，是否使用于我國煤種，有待證明。焦炭粒子輻射減弱系數 根據燃料種類按下表選取。燃料種類 無煙煤屑、貧煤0.25煙煤0.20褐煤、頁巖、鏟采泥煤0.10燃用重油或者氣體燃料時，基本的輻射組分是三原子氣體以及懸浮在氣流內的碳黑粒子，考慮到發(fā)光火焰（碳黑粒子）對爐膛的充滿度，爐內介質的輻射減弱系數可以用下式計算： 燃用天然氣時=0.1，在氣密式鍋爐內燃用重油=0.3，非氣密鍋爐內燃用重油=0.6。高爐煤氣=0。燃用固體燃料時，基本的輻射組分是三原子氣體、灰粒子和焦炭粒子。因此爐內介質的輻射減弱系數是： 對于層燃爐=0有效輻射層厚度的計算：無屏時爐膛有效輻射層厚度為：，和分別為爐膛的計算容積和面積。有

6、屏時爐膛有效輻射層厚度分為自由容積和屏間容積兩種，就是兩個容積的和。爐膛計算面積見1.2.4 水冷壁平均熱有效系數水冷壁的熱有效系數等于水冷壁角系數與系數的乘積，是表示考慮污染或者敷設衛(wèi)燃帶是產生的熱阻。如果爐墻各段的水冷壁熱有效系數不同，或者部分水冷壁表面覆蓋耐火材料，或者部分爐墻沒有水冷壁，熱有效系數的平均值為：未敷設水冷壁的爐墻區(qū)域，=0水冷壁角系數反映水冷壁在幾何上吸收輻射熱的能力。對于膜式壁而言，=1。對裝有銷釘的水冷壁和鰭片管水冷壁以及鑄鐵板覆蓋和耐火材料覆蓋的水冷壁，=1。爐膛出口煙窗，=1。單排光管水冷壁的角系數取決于它的結構：光管水冷壁外徑為，節(jié)距為，水冷壁中心線到爐墻表面的

7、距離為，如果 如果 如果 如果 其他情況，。由于污染或者絕熱覆蓋層而使水冷壁吸熱量降低的系數按照下表選取:水冷壁形式燃料種類室燃爐貼墻光管和膜式水冷壁氣體燃料重油其它0.650.550.45層燃爐貼墻光管和膜式水冷壁所有燃料0.6耐火材料覆蓋的銷釘水冷壁所有燃料0.2如果是液態(tài)排渣：是灰的熔化溫度耐火磚覆蓋的銷釘水冷壁所有燃料0.1對于布置在爐膛容積內的光管雙面曝光水冷壁和屏，當燃用固體燃料時，相對于貼墻水冷壁的值要減少0.1；而對于整體焊接式水冷壁及屏要減少0.05。燃用混合燃料是按引起最大污染的燃料來取用的值。對于出口煙窗，要在上表所列的貼墻水冷壁的值基礎上乘以一個系數，這個系數主要考慮了

8、爐膛和受熱面間的相互換熱的系數。當爐膛出口煙窗后面布置有屏時，燃用固體燃料0.6，燃用重油和氣體燃料0.8；出口煙窗后面布置凝渣管時0.9；布置鍋爐管束時1.0；緊靠出口煙窗沒有受熱面0.5。1.2.5 爐墻面積 爐膛容積內沒有屏時，爐膛計算表面積就是包覆爐膛容積的表面和雙面水冷壁表面積之和。如果爐膛容積內有屏，計算的時候就比較復雜。需要考慮到爐膛水冷壁和屏的曝光不均勻性。 自由容積爐膛面積 屏面積 屏區(qū)爐墻面積 屏的曝光不均勻系數 屏區(qū)水冷壁曝光不均勻系數和分別與屏的角系數、屏區(qū)水冷壁的角系數以及爐膛自由容積黑度和屏區(qū)黑度有關。 分別是爐膛自由容積的黑度、屏容積黑度以及屏角系數和屏區(qū)水冷壁角

9、系數。其中，為屏的深度，m，為縱向節(jié)距m。，是爐膛自由容積的布格爾準則。，是爐膛屏間容積的布格爾準則。，。關于的計算在中有詳細的說明。是爐膛自由容積的有效輻射層厚度，是屏間容積的有效輻射層厚度。， ， ，分別是爐膛自由容積、自由容積爐墻面積、自由容積與屏容積分界面積，。， - 屏的高度，1.2.6 保熱系數 為考慮散熱損失的影響，在計算煙氣放給受熱面的熱量時，引入一個保熱系數的概念，它和熱平衡計算中的散熱損失有關 - 為鍋爐熱效率。來自于熱平衡計算。1.2.7 計算燃料消耗量 為了計算燃燒產物空氣的容積以及煙氣對受熱面的防熱量，引入計算燃料消耗量，他考慮了機械不完全燃燒熱損失，按照下式計算： - 機械未完全燃燒熱損失，% - 鍋爐有效利用熱，。 - 燃料帶入爐膛的熱量，燃料的低位發(fā)熱量加上燃料的顯熱，。 - 為鍋爐熱效率，%。 - 暖風熱