【正文】 溫壓的大小于兩種介質(zhì)相互間的流動(dòng)方向有關(guān)。 （ 2）煙氣速度 在布置有被煙氣橫向或斜向沖刷的光滑管束和肋片管束的煙道中，應(yīng)采用最小斷面原則來(lái)確定煙氣流通斷面積。 （ 4） 確定 煙氣對(duì)流換熱系數(shù)。 （ 1）爐膛換熱基本公式 對(duì)于單室爐，爐膛出口煙溫為： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 26 頁(yè) 27 33039。根據(jù)表 63 查的氣體燃料的沾污系數(shù)為 （ 3）熱有效系數(shù) 為灰垢覆蓋的水冷壁管的吸熱量與火焰熱有效系數(shù)值愈大，表示水冷壁實(shí)際吸熱能力愈高。 碳黑粒子的輻射減弱系數(shù) 按以下公式進(jìn)行計(jì)算： ? ?yyllfg HCTak ???????? ??? 0 0 39。爐內(nèi)煙氣流速較小，因而對(duì)流換熱可忽略。 對(duì)過(guò)熱蒸汽鍋爐：（沒(méi)有排污） ? ?gsgq IIDQ ??1 （ 48） 式中 ： D —— 鍋爐蒸 發(fā)量， m3/s； gqI —— 飽和蒸汽焓 m3/kg； gsI —— 給水焓， m3/kg； 鍋爐的熱效率和燃料消耗量 鍋爐的熱效率為： %1 0 0 65432 qqqqqn ?????? （ 49） 鍋爐的燃料消耗量為： 1001 ??? rB ? m3/s （ 410） 式中 ： B —— 燃料消耗量， m3 /s 所謂計(jì)算燃料消耗量指的是單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際參加燃燒產(chǎn)生煙氣的燃料量，對(duì)燃?xì)忮仩t來(lái)講 B = jB 。 鍋爐的輸入熱量 Qr 相應(yīng)于 1 M3燃?xì)馑腿脲仩t系統(tǒng)的熱 量 Qr（ KJ/ M3）是指鍋爐范圍以外輸入的熱量。由于本設(shè)計(jì)為燃?xì)忮仩t設(shè)計(jì)，沒(méi)有飛灰焓一項(xiàng)，即 fhI =0。 對(duì)烷烴類(lèi)燃?xì)?(天然氣、石油伴生氣、液化石油氣 )可采用 0 0 . 2 6 8 ,1000 n e t v a rVQ? （ 32） 0 0 . 2 4 ,1000 g r v a rVQ? （ 33） 式 中 ： ,varQ —— 收到基高位熱值， 3/kJm 。采用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的受熱面，對(duì)鍋殼式鍋爐采用單波形爐膽和雙波形爐膽燃燒，強(qiáng)化型傳熱低阻力 火管，以及低阻力型擴(kuò)展尾部受熱面。 為了抑制大氣環(huán)境的惡化，北京等全國(guó)許多大中城市都提出了用燃油燃?xì)忮仩t代替燃煤鍋爐的實(shí)施方案，這又給燃油燃?xì)忮仩t的發(fā)展提供了一個(gè)很好的發(fā)展機(jī)遇。因?yàn)椴捎梦⒄龎喝紵屯L(fēng)方式，要求爐墻的強(qiáng)度和密封性要好，一般爐膛水冷壁都布置成密閉性結(jié)構(gòu)，爐墻可采用一層或兩層金屬護(hù)板。 常用的燃燒器特點(diǎn) 表 14 燃燒方式 主要特點(diǎn) 擴(kuò)散式燃燒 一次空氣系數(shù) a=1 要求有較大的燃燒室，可設(shè)計(jì)成各種形式結(jié)構(gòu)適應(yīng)各種燃?xì)?，調(diào)節(jié)性好，在各種形式的鍋爐上均可使用。燃?xì)夥诸?lèi)見(jiàn)表 11 。隨著現(xiàn)有煤制氣設(shè)備的老化、一些城市逐漸用管道天然氣取代城市煤氣 ,煤制氣的用量有可能逐年減少 ,或者維持現(xiàn)有的水平。中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 1 頁(yè) 1 前 言 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和環(huán)保意識(shí)漸加強(qiáng)，燃油、燃?xì)忮仩t近年展很快。今后煤制氣將主要在煤礦附近的城鎮(zhèn)及近年新建城市煤氣管網(wǎng)的城市使用。 表 11 燃?xì)夥诸?lèi) 種類(lèi) 來(lái)源及品名 天然燃?xì)? 來(lái)自自然界的可燃?xì)?，如天然?，石油伴生氣等。不產(chǎn)生回火。 燃?xì)忮仩t的發(fā)展及 其優(yōu)點(diǎn) 燃?xì)忮仩t是 20 世紀(jì)中期才出現(xiàn)的，到 20世紀(jì) 70 年代末已取得很大發(fā)展。 燃?xì)忮仩t在未來(lái)的的發(fā)展有較好的前景，主要原因有以下幾點(diǎn)： 客觀因素 : (1)高層民用建筑的發(fā)展 :自 80 年代以來(lái) ,中國(guó)的大中城市的高層民用建筑有較大的發(fā)展 。除此之外還可以根據(jù)具體要求配備低溫過(guò)熱器（≤ 250℃）受熱面。 使燃料在爐內(nèi)能夠燃燒完全，減少不完全燃燒損失，實(shí)際送入爐內(nèi)的空氣量要比理論空氣量大，這一空氣量稱為實(shí)際供給空氣量 k? 。 計(jì)算式為： ? ?001y y k fhI I I I?? ? ? ? ( 0)fhI ? （ 315） 1. 理論煙氣焓為各組成成分焓之和，即 ? ?2 2 2 2 2 20 0 0y R O R O N N H O H OI V c V c V c? ? ? （ 316） 2ROV、20NV、20HOV—— 煙氣中三原子氣體容積、理論氮?dú)馊莘e和理論水蒸氣容積， 3/Nm kg ； 2ROc、2Nc、2HOc—— 三原子氣體、氮?dú)?、何水蒸氣的平均定壓比熱容，其值可查表的，?2RO COcc?。有： zqrarvr QI ??? , （ 43） 式中 ： arvQ , —— 燃料的低位發(fā)熱值；（ KJ/ M3） Ir —— 用鍋爐系統(tǒng)以外的熱量加入鍋爐的空氣時(shí)，相應(yīng)于每燃?xì)馑哂械臒崃?；?KJ/ M3） zqQ —— 燃?xì)獾奈锢盹@熱。 在熱力計(jì)算中，空氣或煙氣的體積是按實(shí)際參加燃燒的燃料量來(lái)計(jì)算的，在空氣或煙氣的體積計(jì)算焓溫表時(shí)都應(yīng)該采用計(jì)算燃料消耗量。 爐膛傳熱計(jì)算按照計(jì)算目的可分為設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算兩種。39。 ???iiipj FF?? （ 423） 爐膛的幾何計(jì)算 爐膛結(jié)構(gòu)尺寸確定爐膛的結(jié)構(gòu)特性 。39。 （ 5） 確定煙氣輻射換熱系數(shù)。即流通斷面應(yīng)是通過(guò)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(gè)橫向斷面積與管或肋片管所占面積之差。若介質(zhì)之一在整個(gè)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(dòng)的方向無(wú)關(guān)。 對(duì)流換熱溫壓 參與換熱的兩種介 質(zhì)在整個(gè)受熱面中的平均溫差稱之為溫壓。 h2? —— 水垢層對(duì)內(nèi)部工質(zhì)的放熱系數(shù)，由于鍋爐正常運(yùn)行不允許有 較厚水垢層，因此可采用干凈管壁對(duì)工質(zhì)的放熱系數(shù)來(lái)代替 因此，式可簡(jiǎn)化為： hhhhK2111 1???? ??? （ 429） 由于煙氣對(duì)灰污層的放熱熱阻以及灰污層的熱阻都很難單獨(dú)確定，因此計(jì)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(lái)考慮灰污對(duì)傳熱的影響。 （ 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(yīng)出口溫度（對(duì)過(guò)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。 爐膛換熱計(jì)算 目前推薦的爐膛換熱計(jì)算公式多系建立在相似理論基礎(chǔ)上的半經(jīng)驗(yàn)公式或建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的經(jīng)驗(yàn)公式。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(shí)吸熱量 /水冷壁表面黑度為1，表面無(wú)灰垢時(shí)吸熱量 沾污系數(shù)與燃料種類(lèi)、燃燒方式和水冷壁型式有關(guān)。 火焰發(fā)光部分的黑度用下式計(jì)算： kfpskqpgsb e ???? 1? （ 416） 火焰不發(fā)光部分的黑度用下式計(jì)算： pskfg fge???1? （ 417） 按以下公 式進(jìn)行計(jì)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(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 23 頁(yè) 按下式計(jì)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(yīng)的爐膛溫度也越高，爐內(nèi)碳?xì)浠衔锓纸饩蛷?qiáng)烈，火焰中碳黑濃度就變大，使增大， K 。 爐膛傳熱過(guò)程主要是高溫火焰和水冷壁之間的輻射換熱。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 17 頁(yè) 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。 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(wú)力熱損失， %。燃燒產(chǎn)物焓包括煙氣焓合飛灰焓兩部分組成。 3 空氣、煙氣的初步計(jì)算 氣體燃料 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 1 3m 氣體燃料反應(yīng)計(jì)算方程式完全燃燒所需要的空氣（指干空氣）稱為氣體燃料的理論空氣量（ 33/mm） 當(dāng)氣體燃料的組成已知時(shí)，便可以 計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)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?xì)庵懈鞣N可燃組分的體積百分?jǐn)?shù) ,%； 2O —— 燃?xì)庵醒醯娜莘e成分， %。環(huán)保型燃油燃?xì)忮仩t，特別是蒸汽鍋爐，由于采用可低阻力性火管傳熱技術(shù)和低阻力高擴(kuò)展受熱面的緊湊型尾部受熱面，環(huán)保型燃油燃?xì)忮仩t的排煙溫度基本上和大容量的工業(yè)鍋爐相同，可達(dá) 130~140℃ （ 2） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。因此，目前燃油燃?xì)忮仩t的發(fā)展就出現(xiàn)明顯“中西結(jié)合”態(tài)勢(shì)，即國(guó)內(nèi)鍋爐本體配國(guó)外燃 燒器。 水 管鍋爐 水管鍋爐與鍋殼鍋爐相比，容量和壓力都不受限制，便于布置成各種形式，水循環(huán)也比較好，但對(duì)給水要求比較高。 ： 0kV = 33/mm； （濕 /干）： 0yV =。作為鍋爐的燃料，污染小、發(fā)熱量高、易于操作調(diào)節(jié)，是一種優(yōu)質(zhì)鍋爐燃料。 中國(guó)燃?xì)馐袌?chǎng)預(yù)測(cè) 煤制氣在中國(guó) 21 世紀(jì)初的燃?xì)馐袌?chǎng)上 ,煤制氣不會(huì)有很大的發(fā)展 。從國(guó)外的統(tǒng)計(jì)情況，燃油、燃?xì)忮仩t供熱（汽）已占較大比例，美國(guó)占 98%，日本占 99%。 天然氣和液化氣 :天然氣和液化氣在中國(guó)未來(lái)的燃?xì)馐袌?chǎng)將占據(jù)主導(dǎo)地位 。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 3 頁(yè) 人造燃?xì)? 由固體或液體燃料加工而得的可燃?xì)怏w，如發(fā)生爐煤氣等。 半預(yù)混合式燃燒 一次空氣系數(shù) a= 燃燒熱強(qiáng)度較高，可不用鼓風(fēng)機(jī)；適應(yīng)各種燃?xì)?，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，體積較大，運(yùn)行時(shí)可能產(chǎn)生噪音和回火，一般只用于中小容量鍋爐。 燃油最初在鍋爐上使用是在 20 世紀(jì) 30 年代，當(dāng)時(shí)它是作為一種輔助燃料用在鏈條爐排鍋爐上。促進(jìn)了燃?xì)忮仩t的應(yīng)用。對(duì)水管式鍋爐，采用膜式壁型爐膛，緊湊的對(duì)流受熱面，可配備引風(fēng)裝置，除此之外還可以根據(jù)具體要求配備高溫過(guò)熱器（≥ 250℃）受熱面。 % ??? ??? k 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 9 頁(yè) 空氣焓的計(jì)算 理想空氣焓為 1㎡燃料所需理論空氣量在定壓下從 0（℃）加熱到 kt （℃）所需要的熱量。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 12 頁(yè) 表 31 空氣、煙氣焓溫表 t CCO2 CN2 CO2 CH2O (ct)k I0k IK I0y Iy