【文章內(nèi)容簡介】 以及爐膛的有效輻射層厚度。（2） 計(jì)算燃料在爐內(nèi)的有效放熱量，在選定爐子過量空氣系數(shù)和的情況下，由焓溫表求得理想燃燒溫度。（3） 先假定一個(gè)爐膛出口溫度，在溫焓表中求得相應(yīng)的，從而可求得煙氣的平均溫度。（4） 計(jì)算爐膛出口溫度，其結(jié)果應(yīng)當(dāng)與求煙氣平均熱容時(shí)所假定的溫度值基本相同。如誤差不大于100℃，則計(jì)算可以認(rèn)為滿足要求；如誤差大于100℃則須再假定，并重新計(jì)算，直至誤差小于100℃為止，最后以計(jì)算所得為準(zhǔn)。（5） 計(jì)算輻射受熱面面積平均熱強(qiáng)度和容積平均熱強(qiáng)度。 （） （） 鍋爐爐膽傳熱計(jì)算匯總表序號名稱符號單位公式結(jié)果1鍋爐輸入熱量設(shè)計(jì)給定404452計(jì)算燃料消耗量熱平衡計(jì)算3保熱系數(shù)—熱平衡計(jì)算4爐膽出口過量空氣系數(shù)—選取5爐膽漏風(fēng)系數(shù)—選取6冷空氣溫度設(shè)計(jì)207冷空氣焓查溫焓表8熱空氣溫度設(shè)計(jì)209熱空氣焓查溫焓表10空氣帶入爐內(nèi)熱量11爐膽入爐熱量12絕熱燃燒溫度查溫焓表192313絕熱燃燒絕熱溫度+273219614爐膽出口溫度假定120015爐膽出口絕對溫度+273147316火焰絕對平均溫度17爐膽壁溫28418爐膽絕對壁溫+27355719爐膽出口煙焓查溫焓表2383020輻射和對流換熱系數(shù)設(shè)計(jì)選取1521輻射和對流的有效面積計(jì)算22煙氣放熱量23煙氣傳熱量24計(jì)算誤差％ 對流受熱面的計(jì)算 計(jì)算考慮因素鍋爐中的對流受熱面是指鍋爐管束、過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器等。在這些受熱面中，高溫?zé)煔庵饕詫α鞯姆绞竭M(jìn)行放熱，所以稱之為對流受熱面。由于煙氣中含有三原子氣體及飛灰，他們具有一定的輻射能力，因此除對流放熱外還要考慮煙氣的輻射放熱。此外對布置在爐膛出口處的對流受熱面，還需考慮來自爐膛的輻射熱量。對流受熱面的傳熱計(jì)算，都是以燃燒1或者1燃料時(shí)，煙氣的放熱量或工質(zhì)的吸熱量為計(jì)算基礎(chǔ)。由此可得出對流受熱面的傳熱方程式和熱平衡方程式。傳熱方程式： ， ()熱平衡方程式：煙氣側(cè)： ， ()工質(zhì)側(cè)： ， ()式中——在某一對流受熱面匯總，每或每計(jì)算燃料產(chǎn)生的煙氣放給受熱面的熱量，在穩(wěn)定傳熱情況下，他等于工質(zhì)的吸熱量也就是經(jīng)過受熱面的傳熱量。式中——在某一對流受熱面中，有管外煙氣至管內(nèi)工質(zhì)的傳熱系數(shù)，； ——某一對流受熱面的計(jì)算傳熱面積，； ——平均溫差，℃； ——每秒鐘計(jì)算燃料消耗量，或； ——計(jì)及散熱損失的保熱系數(shù)； ——煙氣進(jìn)入和離開此受熱面時(shí)的焓，或； ——工質(zhì)在受熱面進(jìn)口和出口處的焓，； ——每秒工質(zhì)的流量，； ——工質(zhì)所吸收來自爐膛的輻射熱量。 以上三式是對流受熱面計(jì)算的基本方程式。在已知對流受熱面的傳熱面積情況下，需要確定煙氣經(jīng)放熱后的焓及相應(yīng)的溫度，這時(shí)計(jì)算的關(guān)鍵在于確定傳熱系數(shù)。 傳熱系數(shù)的計(jì)算 對流受熱面的一側(cè)是煙氣，另一側(cè)是工質(zhì)——水、蒸汽或空氣。而煙氣側(cè)的表面上不可避免地有一層積灰，水或蒸汽側(cè)的表面上患有水垢，這就增加了傳熱熱阻，鍋爐對流受熱面的傳熱系數(shù)可用下式表示： kW/(℃) () 式中——煙氣對有灰污層管壁的放熱系數(shù)，kW/(℃)； ——灰污層的熱阻，； ——金屬管壁的熱阻，在傳熱計(jì)算中往往可以略去不計(jì)； ——管壁內(nèi)表面水垢層的熱阻，在鍋爐正常工作時(shí)，不允許有較厚的水垢存在，因此在傳熱計(jì)算中可不計(jì)算；——水垢層對內(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工質(zhì)的放熱系數(shù)來代替。式子可簡化為： kW/(℃) ()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(dú)測定，因此計(jì)算時(shí)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。 對流換熱系數(shù)的計(jì)算由傳熱學(xué)得知，在受壓迫流動(dòng)情況下，放熱的準(zhǔn)則關(guān)系式為： ()即 () 式中 稱為努歇爾特準(zhǔn)則； 成為雷諾準(zhǔn)則； 稱普朗特準(zhǔn)則。根據(jù)相似原理通過大量實(shí)驗(yàn)研究，可以得到各種不同沖刷換熱條件下準(zhǔn)則之間的關(guān)系式，從而可以求出相應(yīng)的對流放熱系數(shù)。 對流傳熱溫壓 在對流受熱面的傳熱計(jì)算中，除了需要確定傳熱系數(shù)以外，還須確定傳熱溫差。由于換熱介質(zhì)沿受熱面有著溫度變化，因此他們之間的溫差是不等的，在實(shí)際計(jì)算中，就需要確定平均溫差。從傳熱學(xué)中我們知道，平均溫差和受熱面兩側(cè)介質(zhì)的相對流向有關(guān)。從相同的進(jìn)、出口溫度條件下，逆流具有最大的平均溫差，而順流的平均溫差最小。在實(shí)際的對流受熱面布置中，往往不是純逆流，通常采用的是混合流動(dòng)系數(shù)。混合流動(dòng)系數(shù)包括：串聯(lián)混合流——沿?zé)煔饬髁飨蛴写?lián)的順流和逆流；平行混合流——順溜和逆流并列在煙道中；交叉混合流——煙氣流向與受熱介質(zhì)流向垂直交叉，可以一次或多次交叉。 對流受熱面?zhèn)鳠嵊?jì)算步驟 對流受熱面的傳熱計(jì)算也是采用校核計(jì)算的方法，即已知受熱面的結(jié)構(gòu)特性，工質(zhì)的入口溫度、計(jì)算燃料消耗量、煙氣入口溫度、漏風(fēng)系數(shù)和漏風(fēng)焓等。需要確定的是受熱面的傳熱量和煙氣、工質(zhì)的出口溫度。計(jì)算的次序大致如下：（1） 先假定受熱面的煙氣出口溫度，并由溫焓表查的出口焓，然后按煙氣側(cè)的熱平衡方程算出煙氣放熱量。（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。（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。（4） 確定。（5） 確定。（6） 確定煙氣側(cè)的放熱系數(shù)，并在需要時(shí)求取工質(zhì)側(cè)的放熱系數(shù)。（7） 采用灰污系數(shù)或有效系數(shù)；對空氣預(yù)熱器取用利用系數(shù)。（8） 確定傳熱系數(shù)。（9） 按煙氣和工質(zhì)的進(jìn)出口溫度以及他們之間的相對流動(dòng)，確定平均溫差。（10） 按傳熱方程式求得受熱面的傳熱量。（11） 檢驗(yàn)?zāi)呈軣崦娴臒煔獬隹跍囟鹊脑僭O(shè)值是否合理，可按下式計(jì)算煙氣放熱量和出熱量的誤差分?jǐn)?shù)，即： () 對防渣管，對無減溫器的過熱器，其他受熱面當(dāng)時(shí)，則可認(rèn)為假定的煙氣出口溫度是合理的，該部分受熱面的傳熱計(jì)算可告結(jié)束；此時(shí)，溫度和焓的最終數(shù)值應(yīng)以平衡方程式中的值為準(zhǔn)。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 連接在上下兩鍋或上鍋筒與下集箱之間的多排并列管構(gòu)成的受熱面稱為鍋爐管束。它是中、小型鍋爐的主要對流受熱面。管束所用的管子一般為，管束內(nèi)管子的排列可以是順列，也可以是錯(cuò)列，前者結(jié)構(gòu)簡單，便于檢修，后者在煙氣作橫向沖刷時(shí)，傳熱效果好。通常，鍋爐管束的橫向節(jié)距和縱向節(jié)距在下列范圍內(nèi)：=(~）d（順側(cè)），=(~)d(錯(cuò)列)。布置鍋爐管束時(shí)，應(yīng)盡量保證煙氣對管束的均勻沖刷，并應(yīng)考慮排放煙道積灰的可能性。本鍋爐為濕背式的三回程鍋殼式鍋爐，對流受熱面分第一煙管管束，第二煙管管束。其中第一管束煙管為螺紋管，而螺紋管又稱低肋管，主要是靠管外肋化（肋化系數(shù)為2~3）擴(kuò)大傳熱面積，一般用于管內(nèi)給熱系數(shù)比管外給熱系數(shù)大1倍以上的場合。對于管外冷凝及沸騰，由于表面張力作用，也有較好的強(qiáng)化作用。 螺紋管 第二管束煙管采用光管，蒸汽鍋爐光管是由普通的無縫鋼管彎制而成，一般是貼近燃燒室爐墻內(nèi)壁、互相平行的垂直布置，上端與鍋筒或上集箱連接，下端與下集箱連接。具體的計(jì)算結(jié)果參看下表：序號名稱符號單位公式結(jié)果1螺紋管節(jié)距mm設(shè)計(jì)選取502螺紋管槽深mm設(shè)計(jì)選取23螺紋管的內(nèi)徑drmm設(shè)計(jì)選取4螺紋管的根數(shù)Nr—設(shè)計(jì)選取2505光管的內(nèi)徑dgmm設(shè)計(jì)選取6光管的根數(shù)Ng—設(shè)計(jì)選取07拉撐管的內(nèi)徑dlmm設(shè)計(jì)選取8拉撐管的根數(shù)Nl—設(shè)計(jì)選取09螺紋管煙氣流通面積FrNr10光管煙氣流通面積FgNg11拉撐管煙氣流通面積FlNl12縱向沖刷管長度Lm設(shè)計(jì)選取13螺紋管傳熱面積HrdrLNr14光管傳熱面積HgdgLNg15拉撐管傳熱面積HldlLNl16煙氣總流通面積FdFr+Fg+Fl17總傳熱面積HdHr+Hg+Hl符號名稱符號單位公式結(jié)果1入口煙溫℃設(shè)計(jì)給定12002入口煙焓kJ/kg查溫焓表238303出口煙溫℃熱平衡計(jì)算2904出口煙焓kJ/kg查溫焓表5管束出口過量空氣系數(shù)—選取6管束漏風(fēng)系數(shù)Δ—選取7冷空氣溫度℃選取208冷空氣焓kJ/kg查溫焓表9保熱系數(shù)—熱平衡計(jì)算10管束熱平衡熱量kJ/kg11平均煙氣溫度℃74512大端溫差Δ℃100613小端溫差Δ℃9614對數(shù)溫差Δt℃（ΔΔ）/ln15平均煙氣流速Wm/s2516煙氣的普朗特?cái)?shù)Pr—查煙氣特性表17煙氣運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)v/s查煙氣特性表18煙氣導(dǎo)熱系數(shù)kW/(m℃))查煙氣特性表19光管或拉撐管雷諾數(shù)Reg— —20螺紋管雷諾數(shù)Rer—21比值R1—t/dr22比值R2—/dr23光管對流換熱系數(shù)kW/(m℃)24螺紋管對流換熱系數(shù)kW/(m℃)25煙氣的總對流換熱系數(shù)kW/(m℃)26工質(zhì)溫度與管壁溫差dt℃606027管壁溫度℃25428煙氣壓力PMPa29水蒸氣體積份額—30三原子氣體體積份額—+31煙氣體積m/kg32三原子氣體輻射減弱系數(shù)kq1/(MPam)33飛灰輻射減弱系數(shù)kh1/(MPam)34氣體介質(zhì)吸收力kps1/(MPam)(kq+kh)ps=(s=0。9dr)35煙氣黑度—36溫度比—37煙氣輻射放熱系數(shù)kW/(℃)38熱有效系數(shù)—估取39總傳熱系數(shù)KkW/(℃)40主受熱面?zhèn)鳠崃縦J/kg41主受熱面?zhèn)鳠嵴`差Δ％序號名稱符號單位公式結(jié)果1螺紋管節(jié)距tmm設(shè)計(jì)選取2螺紋管槽深mm設(shè)計(jì)選取3螺紋管的內(nèi)徑drmm設(shè)計(jì)選取684螺紋管的根數(shù)Nr—設(shè)計(jì)選取05光管的內(nèi)徑dgmm設(shè)計(jì)選取686光管的根數(shù)Ng—設(shè)計(jì)選取1807拉撐管的內(nèi)徑dlmm設(shè)計(jì)選取688拉撐管的根數(shù)Nl—設(shè)計(jì)選取09螺紋管煙氣流通面積FrNr10光管煙氣流通面積FgNg11拉撐管煙氣流通面積FlNl12縱向沖刷管長度Lm設(shè)計(jì)選取13螺紋管傳熱面積HrdrLNr14光管傳熱面積HgdgLNg。715拉撐管傳熱面積dlLNl16煙氣總流通面積Fr+Fg+Fl17總傳熱面積Hr+Hg+Hl符號名稱符號單位公式結(jié)果1