【正文】 以 計算出標準狀態(tài)下的氣體燃燒所需要的理論空氣量 0V ： 0 2 2 21 0 . 5 0 . 5 1 . 50 . 2 1 4 mnnV H C O m C H H S O????? ? ? ? ? ?????????? 31） 式中 ： 0V —— 理論空氣量（干空氣 /濕空氣）， 33/mm； 2H ， CO， mnCH， 2O ， 2HS—— 燃氣中各種可燃組分的體積百分數(shù) ,%； 2O —— 燃氣中氧的容積成分， %。 2. 水蒸氣體積下式計算： ? ? 1 12 02H O m n m n g anV H H S C H C H d V d??? ? ? ? ? ?????? （ 37） 式中： 20HOV—— 理論煙氣中水蒸氣體積（水蒸氣 /干空氣）， 33/mm； gd —— 標態(tài)下燃氣的含濕量， 3/kgm ； ad —— 標態(tài)下空氣的含濕量， 3/kgm 。燃燒產(chǎn)物焓包括煙氣焓合飛灰焓兩部分組成。對燃油、燃氣鍋爐，一般均以標準狀態(tài)下 1kg 燃料油或 1 3m 氣體燃料為基準計算。 2q —— 牌要熱損失， %； 3q —— 氣體不完全燃燒損失， %； 4q —— 固體不完全燃燒損失， %； 5q —— 散熱損失， %； 6q —— 燃料無力熱損失， %。對燃用天然氣的鍋爐，取 3q =%。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計論文 第 17 頁 鍋爐有效利用熱 鍋爐有效利用熱 1Q 系指鍋爐供出工質(zhì)的總焓與給水焓的差值。反之，爐膛輻射受熱面愈少，則換熱量也愈少，爐膛出口溫度就愈高。 爐膛傳熱過程主要是高溫火焰和水冷壁之間的輻射換熱。 。 火焰發(fā)光部分的黑度用下式計算： kfpskqpgsb e ???? 1? （ 416） 火焰不發(fā)光部分的黑度用下式計算： pskfg fge???1? （ 417） 按以下公 式進行計算： ? ? ? ?? ? ? ?? ?1000 2 TSPk gOHq ???? ?? （ 418） 式中 qk —— 三原子氣體的輻射減弱系數(shù)， 1/(MPa m) qP —— 火焰中三原子氣體總分壓力， MPa； S—— 爐膛有效輻射層厚度， m， 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計論文 第 23 頁 按下式計算： SFVS ?? （ 419） 其中： 1V —— 爐膛容積， M3； 1F —— 爐壁面積， M2； g? —— 火焰中三原子氣體總的容積份額 OH2? —— 火焰中三原子氣體總的容積份額 T111—— 爐膛出口煙溫 ,越高，相應的爐膛溫度也越高，爐內(nèi)碳氫化合物分解就強烈，火焰中碳黑濃度就變大，使增大， K 。 （二）爐膛黑度 從爐膛傳熱的基本方程式可知，在均布水冷壁的爐膛內(nèi)，火焰與水冷壁之間的輻射換熱可視作空腔和內(nèi)包凸形物體組成的封閉系統(tǒng)之間的輻射換熱。其意義可表示為： ζ =水冷壁表面為非黑體、表面被灰垢覆蓋時吸熱量 /水冷壁表面黑度為1，表面無灰垢時吸熱量 沾污系數(shù)與燃料種類、燃燒方式和水冷壁型式有關。 。 爐膛換熱計算 目前推薦的爐膛換熱計算公式多系建立在相似理論基礎上的半經(jīng)驗公式或建立在實驗基礎上的經(jīng)驗公式。由于燃燒器的結構型式、布置方式及過量空氣系數(shù)等因素不同，會使火焰中心的相對高度 maxX 偏離 rX ，這時需引入⊿ X 修正值進行 。 （ 2） 按工質(zhì)側(cè)的熱平衡方程式求得工質(zhì)出口焓，并由水蒸氣表查得相應出口溫度（對過熱器） （ 3） 求得煙氣平均溫度和工質(zhì)平均溫度，以及煙氣平均流速和工質(zhì)平均流速。 基本方程 對流受熱面的傳熱計算，都是以燃燒 1m3燃料時，煙氣的放熱量或工質(zhì)的吸熱量為計算基礎。 h2? —— 水垢層對內(nèi)部工質(zhì)的放熱系數(shù)，由于鍋爐正常運行不允許有 較厚水垢層，因此可采用干凈管壁對工質(zhì)的放熱系數(shù)來代替 因此，式可簡化為： hhhhK2111 1???? ??? （ 429） 由于煙氣對灰污層的放熱熱阻以及灰污層的熱阻都很難單獨確定，因此計算中往往根據(jù)下述不同情況，用灰污系數(shù)，有效系數(shù)或利用系數(shù)來考慮灰污對傳熱的影響。除低溫級空氣預熱器外，鍋爐對流受熱面煙氣側(cè)放熱系數(shù)均由對流放熱系數(shù)和輻射放熱系數(shù)所組成。 對流換熱溫壓 參與換熱的兩種介 質(zhì)在整個受熱面中的平均溫差稱之為溫壓。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計論文 第 36 頁 表 43 對流受熱面計算 序號 名稱 符號 單位 計算公式 計算結果 1 螺紋管節(jié)距 t ㎜ 設計選定 51 2 螺紋管槽深 ε ㎜ 設計選定 2 3 螺紋管的內(nèi)徑 dr ㎜ 設計選定 42 4 螺紋管的根數(shù) Nr 設計選定 50 5 光管 的內(nèi)徑 dg ㎜ 設計選定 42 6 光管的根數(shù) Ng 設計選定 0 7 拉撐管的內(nèi)徑 dl ㎜ 設計選定 42 8 拉撐管的根數(shù) Nl 設計選定 0 9 螺紋管煙氣流通面積 Fr ㎡ dr2 Nr 10 光管煙氣流通面積 Fg ㎡ dg2 Ng 0 11 拉撐管煙氣流通面積 Fl ㎡ dl2 Nl 0 12 縱向沖刷管長度 L m 設計選定 13 螺紋管傳熱面積 Hr ㎡ L Nr 14 光管傳熱面積 Hg ㎡ L Ng 0 15 拉撐管傳熱面積 Hl ㎡ L Nl 0 16 煙氣總流通面積 Fd ㎡ Fr+Fg+Fl 17 總傳熱面積 Hd ㎡ Hr+Hg+Hl 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計論文 第 37 頁 序號 名稱 符號 單位 計算公式 計算結果 1 入口煙溫 t1 ℃ 設計給定 1068 2 入口煙焓 I1 kJ/kg 查焓溫表 19469 3 出口煙溫 t2 ℃ 熱平衡計算 4 出口煙焓 I2 kJ/kg 查 焓溫表 5154 5 管束出口過量空氣系數(shù) α d1 —— 選取 6 管束漏風系數(shù) △α —— 選取 0 7 冷空氣溫度 tlk ℃ 選取 30 8 冷空氣焓 I0lk kJ/kg 查焓溫表 9 保熱系數(shù) ψ —— 熱平衡計算 10 管束平衡熱量 Qrp1 kJ/kg ψ (I1I2) 11 平均煙氣溫度 υ p ℃ (t1+t2)/2 12 大端溫壓 △ td ℃ t1t 903 13 小端溫壓 △ tx ℃ t2t 14 對數(shù)溫壓 △ t ℃ 15 平均煙氣流速 W m/s 16 煙氣普朗特數(shù) Pr —— 查煙氣忒正表 17 煙氣運動粘性系數(shù) υ m2/s 查煙氣特性表 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計論文 第 38 頁 18 煙氣導熱系數(shù) kw/(m.℃ ) 查煙氣特性表 19 光管或拉撐管雷諾數(shù) Reg —— wdg/υ 20 螺紋管雷諾數(shù) Rer —— wdr/υ 21 比值 R1 —— t/dr 22 比 值 R2 —— ε /dr 23 光管對流換熱系數(shù) α g kw/(m.℃ ) λ /dg 0 24 螺紋管對流換熱系數(shù) α r kw/(m.℃ ) 25 煙氣的總對流換熱系數(shù) α l kw/(m.℃ ) 26 工質(zhì)溫度與管壁溫差 dt ℃ 60 60 27 管壁溫度 tb ℃ tbh+60 28 煙氣壓力 P Mpa 29 水蒸氣體積份額 rH2O —— rH2O 30 三原子氣體 體積份額 rq —— rH2O+rRO2 31 煙氣容積 Vy m/kg V0y+(α d1)V0 32 三原子氣體輻射減弱系數(shù) kq 1/() 33 飛灰輻射減弱系數(shù) kh 1/() 0 34 氣體介質(zhì)吸收力 kps 1/() (kq+kh)ps(s=) 35 煙氣黑度 α y —— 1ekps 36 溫度比 τ —— (tb+273)/(υ p+273) 37 煙氣輻射放熱系數(shù) α f kw/(m2℃ ) 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計論文 第 39 頁 38 熱有效系數(shù) ψ —— 估取 39 總傳熱系數(shù) K kw/(m2℃ ) ψ (ad+af) 40 主受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù) Qcr kJ/kg KHd△ t/Bj 41 主受熱傳熱誤差 △ ％ |QcrQrp1|/Qrp1 100 序號 名稱 符號 單位 計算公式 計算結果 1 螺紋管節(jié)距 t ㎜ 設計選定 51 2 螺紋管槽深 ε ㎜ 設計選定 2 3 螺紋管的內(nèi)徑 dr ㎜ 設計選定 42 4 螺紋管的根數(shù) Nr 設計選定 60 5 光管的內(nèi)徑 dg ㎜ 設計選定 42 6 光管的根數(shù) Ng 設計選定 0 7 拉撐管的內(nèi)徑 dl ㎜ 設計選定 42 8 拉撐管的根數(shù) Nl 設計選定 0 9 螺紋管煙氣流通面積 Fr ㎡ dr2 Nr 10 光管煙氣流通面積 Fg ㎡ dg2 Ng 0 11 拉撐管煙氣流通面積 Fl ㎡ dl2 Nl 0 12 縱向沖刷管長度 L m 設計選定 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計論文 第 40 頁 13 螺紋管傳熱面積 Hr ㎡ L Nr 14 光管傳熱面積 Hg ㎡ L Ng 0 15 拉撐管傳熱面積 Hl ㎡ L Nl 0 16 煙氣總流通面積 Fd ㎡ Fr+Fg+Fl 17 總傳熱面積 Hd ㎡ Hr+Hg+Hl 序號 名稱 符號 單位 計算公式 計算結果 1 入口煙溫 t1 ℃ 設計給定 2 入口煙焓 I1 kJ/kg 查焓溫表 5154 3 出口煙溫 t2 ℃ 熱平衡計算 200 4 出口煙焓 I2 kJ/kg 查焓溫表 5 管束出口過量空氣系數(shù) α d2 —— 選取 6 管束漏風系數(shù) △α —— 選取 0 7 冷空氣溫度 tlk ℃ 選取 30 8 冷空氣焓 I0lk kJ/kg 查焓溫表 9 保熱系數(shù) ψ —— 熱平衡計算 10 管束平衡熱量 Qrp1 kJ/kg ψ 。若介質(zhì)之一在整個受熱面范圍內(nèi)溫度不變，則溫壓大小與它們之間相互流動的方向無關。 輻射換熱系數(shù)為： yhbyhbyyfTTTTT301 ?????????? ??? （ 433） 式中： 0? —— 0? = 1011 KJ/（ NM3 K4）； y? —— 煙氣黑度； yT —— 煙氣平均溫度， K； hbT —— 壁面溫度與煙氣溫度之比， K。即流通斷面應是通過垂直于氣流方向的排 管中心線的平面，其面積等于煙道整個橫向斷面積與管或肋片管所占面積之差。 傳熱方程式 : jcr BtHdkQ ?? （ 426） 熱平衡方程式 : 煙氣側(cè) : ? ?39。 （ 5） 確定煙氣輻射換熱系數(shù)。在這些受熱面中 ，高溫煙氣主要是以對流的方式進行放熱，所以稱為對流受熱面。39。因而不需要膨脹環(huán)或波紋爐膽。 ???iiipj FF?? （ 423） 爐