對流受熱面換熱計算-鍋爐原理

1、第十章 對流受熱面換熱計算對流受熱面換熱計算第十章 對流受熱面換熱計算第一節(jié) 概述第二節(jié) 對流受熱面換熱計算的基本方程第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂档挠嬎惴椒ǖ谒墓?jié) 對流受熱面的污染對換熱的影響第五節(jié) 傳熱溫壓的計算第六節(jié) 對流換熱面積和流速的計算第七節(jié) 主要對流受熱面的計算特點爐膛以外的、對流換熱為主的對流過熱器、再熱器、省煤器、空氣預熱器等，也包括輻射份額較大的屏式受熱面。第一節(jié) 概述輻射傳熱所占份額不同，為簡化，均將輻射部分折算到對流傳熱，不同受熱面有各自不同的計算方法。對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎惴椒ㄅc傳熱學的相關內容大同小異，只是在必要之處附加了與工程實際有關的修正系數。校核計算特點和目的校核計算的目

2、的是：計算得到出口煙氣溫度和出口（或進口）工質溫度；迭代計算的特點明顯；不僅體現在每組受熱面的計算，還用在過熱器系統和整臺鍋爐。煙溫煙溫？工質溫度？工質溫度？煙溫煙溫工質溫度工質溫度H Hk k計算時，已知：受熱面，進口煙氣溫度和進口（或出口）工質溫度；第一節(jié) 概述第十章 對流受熱面換熱計算第一節(jié) 概述第二節(jié) 對流受熱面換熱計算的基本方程第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂档挠嬎惴椒ǖ谒墓?jié) 對流受熱面的污染對換熱的影響第五節(jié) 傳熱溫壓的計算第六節(jié) 對流換熱面積和流速的計算第七節(jié) 主要對流受熱面的計算特點利用三個基本方程對流傳熱方程煙氣側熱平衡方程工質側的熱平衡方程，分別從傳熱和熱平衡的角度來表達對流受熱面的

3、對流傳熱量。（熱平衡方程實際為一個熱平衡方程實際為一個）以1kg燃料為基準(kJ/kg或kJ/m3)第二節(jié) 對流受熱面換熱計算的基本方程1對流受熱面的傳熱方程jjdBtHKQ)(0lkdIIIQfjdQBiiDQ)(kgkJBiiDQjd/)(kgkJIIQkykykykyd/)(2( 00煙溫煙溫？工質溫度？工質溫度？煙溫煙溫工質溫度工質溫度H Hk k第二節(jié) 對流受熱面換熱計算基本方程2煙氣側熱平衡方程3工質側熱平衡方程（與受熱面有關）迭代計算的原因兩種介質均各已知一個溫度，兩種介質均有一個溫度未知，只有一個熱平衡方程，無法求解必須采用先假定后校核的迭代計算方法煙溫煙溫？工質溫度？工質溫度

4、？煙溫煙溫工質溫度工質溫度H Hk k第二節(jié) 對流受熱面換熱計算基本方程迭代計算過程先假定其中一種介質的終溫，按熱平衡方程式求出受熱面的吸熱量并計算出另一種介質的終溫，計算傳熱系數和溫壓，按傳熱方程式計算受熱面的吸熱量，傳熱方程計算的熱量應該等于熱平衡方程計算的煙氣放熱量或工質吸收的熱量否則重新假定終溫后再行計算，直至熱量之差不超過2%煙溫煙溫？工質溫度？工質溫度？煙溫煙溫工質溫度工質溫度H Hk k第二節(jié) 對流受熱面換熱計算基本方程第十章 對流受熱面換熱計算第一節(jié) 概述第二節(jié) 對流受熱面換熱計算的基本方程第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂档挠嬎惴椒ǖ谒墓?jié) 對流受熱面的污染對換熱的影響第五節(jié) 傳熱溫壓的計

5、算第六節(jié) 對流換熱面積和流速的計算第七節(jié) 主要對流受熱面的計算特點第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂档挠嬎惴椒ㄒ弧鳠嵯禂涤嬎愕囊话惚磉_式21111sgsgbbhhhK1111hhh引入灰污系數21111K第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂档挠嬎惴椒ㄒ?、傳熱系數計算的一般表達式fd1引入熱有效系數0KK21111K煙氣側對流放熱系數二、不同受熱面的傳熱系數實用表達式（例）1對流式過熱器和再熱器受熱面當燃用固體燃料、管束為錯列布置時，21111K21111K第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂档挠嬎惴椒ó斎加霉腆w燃料、管束為順列布置2省煤器、直流鍋爐的過渡區(qū)、蒸發(fā)受熱面以及超臨界壓力鍋爐的受熱面 工質對管內壁的傳熱系數很大111K1

6、K第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂档挠嬎惴椒ó斎加霉腆w燃料、管束為錯列布置燃用固體燃料、管束為順列布置3屏式過熱器（半輻射式屏式過熱器）受熱面)1)(1 (1121dfQQK第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂档挠嬎惴椒?對管式空氣預熱器1121K第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂档挠嬎惴椒?回轉式空氣預熱器2111kyxxCK第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂档挠嬎惴椒ㄈ?、對流放熱系數傳熱學的知識，穩(wěn)態(tài)強制對流換熱的準則數方程為mnPrReCNu 第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂档挠嬎惴椒ㄓ嬎闩e例（詳查標準）1氣流橫向沖刷光滑管束的對流放熱系數1)順列管束64. 0Re177. 0zCNu 第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂档挠嬎惴椒?或64. 0)(177.

7、 0wddCzd2)錯列管束氣流橫向沖刷束時，表面?zhèn)鳠嵯禂档奶卣鲾捣匠虨榈谌?jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂档挠嬎惴椒?3. 06 . 0PrReszCCNu 或33. 06 . 0Pr)(wddCCszd2流體縱向沖刷光滑管束的對流放熱系數工質及管式空氣預熱器中管內流動的煙氣或空氣:4080.PrRecNu 14 . 08 . 0Pr)(023. 0ccWddtdldld第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂档挠嬎惴椒?回轉式空氣預熱器煙氣與空氣側對流放熱系數40830030.dlPrRed.第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂档挠嬎惴椒ㄋ摹⑷紵a物的輻射傳熱系數對流放熱量與溫差的一次方成正比，輻射換熱與煙氣溫度四次方和管壁溫度四次方

8、之差值成比例。燃燒產物的輻射傳熱系數，把輻射換熱量計算在總的對流換熱之中fd1第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂档挠嬎惴椒ㄈ紵a物的輻射傳熱系數計算式第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂档挠嬎惴椒═TTTTaaababhgbf1121107 .5438含灰氣流不含灰氣流TTTTTaagbgbqgbf1121107 . 56 . 338第十章 對流受熱面換熱計算第一節(jié) 概述第二節(jié) 對流受熱面換熱計算的基本方程第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂档挠嬎惴椒ǖ谒墓?jié) 對流受熱面的污染對換熱的影響第五節(jié) 傳熱溫壓的計算第六節(jié) 對流換熱面積和流速的計算第七節(jié) 主要對流受熱面的計算特點一、灰污系數第四節(jié) 對流受熱面的污染對換熱的影響灰污系數是考慮

9、燃用固體燃料時，橫向沖刷錯列布置光管管束灰垢的影響01hdcc二、受熱面的熱有效系數 第四節(jié) 對流受熱面的污染對換熱的影響當鍋爐燃用固體燃料時，順列布置的管束以及燃用液體和氣體燃料的各種布置的管束采用熱有效系數來表示灰垢對傳熱的影響。 對于順列布置的對流過熱器、凝渣管、再熱器及直流鍋爐的過渡區(qū)等受熱面，燃用貧煤和無煙煤時，=0.6；燃用煙煤、褐煤和洗中煤時，=0.65；燃用油頁巖時，=0.6。 三、受熱面的利用系數 第四節(jié) 對流受熱面的污染對換熱的影響空氣預熱器采用利用系數綜合表示灰垢和煙氣沖刷不均勻的影響 燃料管式空氣預熱器板式空氣預熱器鑄鐵肋片式空氣預熱器除下列燃料外其他燃料0.750.8

10、50.80重油0.650.750.70天然氣、木材0.700.800.70三、受熱面的利用系數 第四節(jié) 對流受熱面的污染對換熱的影響另外，由于屏式受熱面都布置在爐膛頂部煙氣進入水平煙道的轉彎處，煙氣流速易出現不均勻現象，因此，屏式過熱器在計算煙氣側放熱系數時，也采用利用系數來考慮煙氣對屏的沖刷不均勻對傳熱過程的影響。當平均煙氣流速大于4m/s時，取=0.85，隨煙氣流速的降低，不均勻性相對增加, 值減小。 四、受熱面表面灰污層溫度 第四節(jié) 對流受熱面的污染對換熱的影響輻射受熱面管壁外表面的溫度亦即沉積在管子外部灰渣層的平均溫度 HQBttjhg)1(2對進口煙溫小于400的省煤器 25 tth

11、g對進口煙溫大于400的單級省煤器或雙級布置省煤器的上級省煤器，或直流鍋爐的過渡區(qū)，燃燒固體燃料或液體燃料時 100 tthg第十章 對流受熱面換熱計算第一節(jié) 概述第二節(jié) 對流受熱面換熱計算的基本方程第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂档挠嬎惴椒ǖ谒墓?jié) 對流受熱面的污染對換熱的影響第五節(jié) 傳熱溫壓的計算第六節(jié) 對流換熱面積和流速的計算第七節(jié) 主要對流受熱面的計算特點第四節(jié) 傳熱溫壓t的計算溫壓：參與熱交換的兩種介質在整個受熱面中的平均溫差。溫壓的大小與兩種介質在受熱面內的溫度變化、流動方向有關常見的流動方式有：順流、逆流、串聯混合流、平行混合流和交叉混合流一、順流和逆流t“t“順流順流蒸發(fā)受熱蒸發(fā)受熱面面t

12、ttt“t“t逆流逆流逆流逆流第四節(jié) 傳熱溫壓t的計算順流的平均溫壓xdxdslttttttttt lnln第四節(jié) 傳熱溫壓t的計算逆流的平均溫壓tttttnl ln第四節(jié) 傳熱溫壓t的計算二、串聯混合流系統 nlchtt第四節(jié) 傳熱溫壓t的計算三、并聯混合流系統nlbhtt第四節(jié) 傳熱溫壓t的計算四、交叉流系統第四節(jié) 傳熱溫壓t的計算nljctt第十章 對流受熱面換熱計算第一節(jié) 概述第二節(jié) 對流受熱面換熱計算的基本方程第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂档挠嬎惴椒ǖ谒墓?jié) 對流受熱面的污染對換熱的影響第五節(jié) 傳熱溫壓的計算第六節(jié) 對流換熱面積和流速的計算第七節(jié) 主要對流受熱面的計算特點第六節(jié) 對流換熱面積和

13、流速的計算一般原則壁面兩側放熱系數相差很大，放熱系數小側的濕潤面積為傳熱面積放熱系數相近，管子內外表面積的算術平均值作為傳熱面積。一、對流換熱面積1過熱器、再熱器、省煤器和鍋爐凝渣管束等受熱面，換熱面積以管子煙氣側表面積計算。)(22mFxHpp第六節(jié) 對流換熱面積和流速的計算2管式空氣預熱器換熱面積以管內外表面積的平均值計算。3回轉式空氣預熱器的換熱面積按蓄熱板兩側面積之和計算。4屏式過熱器的換熱面積屏式過熱器是一半輻射式受熱面，傳熱面積按平壁表面積計算：二、對流受熱面流體流速計算對流放熱系數需介質的流速（介質的平均體積流量和介質流通截面積），溫度不斷變化，體積流量也隨之變化，因此，流體的流

14、速不恒定。流體流速是指在定性溫度下、規(guī)定的流通截面上的平均流速。定性溫度一般取為流體進出口截面上的溫度的算術平均值。第六節(jié) 對流換熱面積和流速的計算1介質平均體積流量煙氣的平均體積流量273)273(rjyVBV273)273(0tVBVjkyk第六節(jié) 對流換熱面積和流速的計算DvVs空氣的平均體積流量水和水蒸氣的平均體積流量2介質的平均流通截面積1）計算原則有效流通截面積系指煙道橫斷面的內側總面積與管束所占面積的差值。ldzabF142ndzF第六節(jié) 對流換熱面積和流速的計算42dzabF2）介質橫向沖刷光管的流通截面3）介質縱向沖刷光管的流通截面積第十章 對流受熱面換熱計算第一節(jié) 概述第二

15、節(jié) 對流受熱面換熱計算的基本方程第三節(jié) 受熱面?zhèn)鳠嵯禂档挠嬎惴椒ǖ谒墓?jié) 對流受熱面的污染對換熱的影響第五節(jié) 傳熱溫壓的計算第六節(jié) 對流換熱面積和流速的計算第七節(jié) 主要對流受熱面的計算特點第七節(jié) 主要對流受熱面的計算特點一般對流受熱面的校核計算流程否是已知結構和熱力計算基礎數據已知受熱面進口煙溫和進口（或出口）工質溫度假設出口煙氣溫度、或出口（或進口）工質溫度利用熱平衡方程計算未知的煙溫或工質溫度及對流換熱量計算平均傳熱溫壓及傳熱系數利用傳熱方程計算對流傳熱量校核對流傳熱量差值滿足要求？該受熱面計算結束迭代計算過程先假定其中一種介質的終溫，按熱平衡方程式求出受熱面的吸熱量并計算出另一種介質的終溫，計算傳熱系數和溫壓，按傳熱方程式計算受熱面的吸熱量，傳熱方程計算的熱量應該等于熱平衡方程計算的煙氣放熱量或工質吸收的熱量否則重新假定終溫后再行計算，直至熱量之差不超過2%第七節(jié) 主要對流受熱面的計算特點噴水減溫器熱量平衡相關計算熱量平衡：第七節(jié) 主要對流受熱面的計算特點噴水減溫器過熱器過熱器,qqiDjwiD,qhiDqqjwiiijwqjwsqiDiiD)(減溫水量計算jwsqjwqqhiiiDDDD第七節(jié) 主要對流受熱面的計算特點不同的受熱面的計算有