【正文】 （72） 式中： 、——火焰、爐壁的平均溫度，K ——絕對黑體的輻射常數(shù)，其值為 ——輻射傳熱量，KW ——爐壁表面積， 、——系統(tǒng)、火焰、爐壁的黑度從爐膛中火焰和煙氣的放熱過程還可以列出熱平衡方程式。經(jīng)過爐內(nèi)熱交換后到達爐膛出口的煙氣這一過程可用熱平衡方程式來表示： （73） （74）式中：——保熱系數(shù)，使考慮爐膛向外部環(huán)境的散熱損失系數(shù)。 ——鍋爐計算燃料量， ——爐膛有效放熱量， ——爐膛出口煙氣焓， ——散熱損失，%而 （75）式中：——每kg燃料煙氣的平均比熱容， ——爐膛出口溫度 將式（75）代入式（73），可得 （76）火焰和煙氣的放熱量等于爐壁的吸熱量，由此可列出爐膛傳熱計算的基本方程式： （77） 爐膛受熱面的輻射特性 爐膛受熱面與火焰之間進行輻射換熱時的輻射特性可以用角系數(shù)X、熱有效系數(shù)及污染系數(shù)來描述。 角系數(shù) 參與爐內(nèi)輻射熱交換的爐墻水冷壁的輻射受熱面積并不是簡單地用其幾何平面來表示，而要考慮接收火焰輻射能的情況，通常用角系數(shù)X來說明火焰輻射到爐膛的熱量中投射到水冷壁管上的份額，即 （78） 熱有效系數(shù) 爐膛受熱面的熱有效系數(shù)表示受熱面吸熱的有效性，即火焰投射到爐膛的熱量中有多少被受熱面所吸收，其定義可用下式表示： （79） 通常希望值大，受熱面吸收熱量多，受熱面管的利用就好。值的大小取決于爐壁對火焰的有效反輻射的大小。如；如。爐壁的有效反輻射包括爐壁的自身輻射和對火焰有效輻射的反射兩部分，爐壁溫度低，爐壁黑度大，就可使其自身輻射和反輻射減少，從而增大。水冷壁管很干凈時，外壁溫度接近管內(nèi)工質(zhì)溫度，與高溫火焰的有效輻射相比，管壁的自身輻射可忽略不計；而且此時管壁的黑度很大，反輻射也小，則熱有效系數(shù)就大。 水冷壁受到污染后，熱有效系數(shù)會大幅度減小?！捎谄鋵?dǎo)熱系數(shù)很小[（m℃）],當(dāng)受熱面熱負(fù)荷為100KW/時，會使灰層表面溫度與水冷壁表面溫度相差400～500℃，也就是灰層表面達到900～1000℃。這時爐壁的自身輻射就不能忽略，而且污染嚴(yán)重，其黑度越小，爐壁吸收率越低，反射率越高，反射輻射越大?？梢姞t壁的熱有效系數(shù)值的大小取決于并反映了水冷壁管的污染程度。 污染系數(shù)水冷壁的污染程度還可用污染系數(shù)來表示: （710）水冷壁污染越嚴(yán)重，則污染系數(shù)越小，這是由于所結(jié)積的灰垢使得管壁灰污壁溫升高和黑度減小，造成水冷壁吸收輻射熱的能力下降。不同的燃料所含灰份不同，造成的污染程度也不同。～～2mm的灰垢層。在爐膛中不同位置的水冷壁上，所積灰垢層的厚度和成分略有不同。污染系數(shù)可通過實驗測得，其數(shù)值可查表得到。第八章 Bamp。WB300MW鍋爐熱力特性分析本課題選取Bamp。WB－1025/－M 型鍋爐機組為研究實例。該鍋爐為壓臨界、一次中間再熱、單汽包、自然循環(huán)鍋爐，采用單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣，Π型布置。主要的設(shè)計參數(shù)見下表： 煤質(zhì)特性（表一）名稱Car%Har%Oar%Nar%Sar%Aar%Mar%Var%Qnet，ar(kj/kg)數(shù)值23453 Bamp。WB－1025/－M 型鍋爐主要參數(shù)(表二) 名稱功率過熱蒸汽流 量過熱蒸汽壓力過熱蒸汽溫度燃料消耗量理論空氣量排煙溫度給水溫度單位MWt/hMPa℃t/ht/h℃℃數(shù)值3009105401101135272 分區(qū)段模型分析應(yīng)用 計算結(jié)果 根據(jù)改進后的分區(qū)段模型，將整個爐膛沿高度方向分為 6 個區(qū)段，然后將最大放熱區(qū)段按照燃燒器的層次分為 4 個區(qū)段。依據(jù)上面的煙氣出口溫度計算公式和相關(guān)參數(shù)確定的方法進行計算，計算結(jié)果見下圖8圖8圖83。 （圖81）分區(qū)段模型溫度分布（圖82）爐膛溫度試驗值與計算值分布 （圖83）不同負(fù)荷下爐膛沿高度方向的溫度分布 計算結(jié)果分析 根據(jù)大容量鍋爐的傳熱特性對最大放熱區(qū)域的進一步細分，建立了爐膛分區(qū)段計算的新方法。通過對本課題研究鍋爐機組進行了計算并繪圖，計算結(jié)果和實測數(shù)據(jù)相對比，表明新的分區(qū)段模型更能詳細的反映出爐膛內(nèi)部溫度分部規(guī)律，符合實際情況。一維分區(qū)段模型在計算局部熱負(fù)荷方面有著一定的優(yōu)勢，但也是一個假想模型，和實際的情況還存在著一定的差別。比如，爐膛斷面上的溫度場、速度場、成分場也不是均勻的。因此，一維分區(qū)段模型也有一定的經(jīng)驗性。 排煙溫度及排煙熱損失一、排煙溫度及排煙熱損失產(chǎn)生的原因排煙熱損失是由于煙氣離開鍋爐機組最后受熱面時所擁有的熱量隨煙氣排入大氣而不能得到利用造成的。排煙熱損失是鍋爐機組熱損失中最大的一項，一般為5－12%。排煙溫度越高，相應(yīng)的排煙熱損失越大。一般排煙溫度每增高15－20℃，會使得排煙熱損失增加約為1%。降低排煙溫度雖然可以節(jié)約燃料，但是鍋爐機組最后的受熱面?zhèn)鳠釡夭钕鄬^小，需要用更多的受熱面積。這樣，鍋爐的金屬消耗量增大，通風(fēng)阻力以及風(fēng)機電耗都會隨之增加，為了布置更多的受熱面鍋爐的尺寸也會增大。合理的排煙溫度應(yīng)該根據(jù)排煙熱損失和受熱面金屬消耗費用，通過技術(shù)經(jīng)濟比較來確定的。目前電廠的排煙溫度約在110160℃。二、排煙熱損失影響因素 煤質(zhì)對排煙熱損失的影響。煤質(zhì)對排煙熱損失的影響主要體現(xiàn)在兩個方面，一個是煤中水分的含量，當(dāng)煤中水分含量高時，煙氣容積增加，相應(yīng)的排煙容積也增大，導(dǎo)致排煙熱損失增加。另一方面，煤中硫含量高時，為了避免或者減輕低溫受熱面的酸腐蝕，不得不提高排煙溫度，排煙熱損失增加。爐膛出口過量空氣系數(shù)和煙道漏風(fēng)對排煙熱損失的影響。過量空氣系數(shù)不僅僅影響排煙熱損失，同時還影響機械未完全燃燒熱損失以及化學(xué)未完全燃燒熱損失。在一定范圍內(nèi)減小過量空氣系數(shù)，排煙體積減小，q2降低。但是由于過量空氣系數(shù)減小，煤粉顆粒得不到充分氧氣而無法燃盡，如果過量空氣系數(shù)過大，不僅 q2增加，爐內(nèi)溫度降低也不利于燃燒反應(yīng)的進行，qq4 也都增大。過量空氣系數(shù)的確定應(yīng)綜合考慮各個因素使得效率最高。排煙溫度（表三）100%負(fù)荷70%負(fù)荷50%負(fù)荷新標(biāo)準(zhǔn)新方法排煙熱損失（表四）100%負(fù)荷70%負(fù)荷50%負(fù)荷新標(biāo)準(zhǔn)新方法 爐膛出口煙溫特性 概述爐膛出口煙氣溫度是鍋爐爐膛內(nèi)燃料燃燒、煙氣流動和煙氣向工質(zhì)傳熱等過程的綜合作用的結(jié)果。在電站鍋爐熱力計算過程中，爐膛出口煙氣溫度的計算是非常重要的，它對整個熱力計算有著很大的影響。鍋爐爐膛內(nèi)的過程是非常復(fù)雜的，在其內(nèi)部同時進行著流動、混合燃燒、傳熱等過程，而且這些過程相互作用、相互影響。由于過程復(fù)雜，采用純理論分析困難大，因此爐膛出口煙溫的計算多采用經(jīng)驗公式或者半經(jīng)驗半理論公式計算。杜－卜出口煙氣溫度計算公式： （81）新標(biāo)準(zhǔn)中引入了布格爾準(zhǔn)則，同時對系數(shù) M 也進行了修正，系數(shù) M 考慮了再循環(huán)系數(shù)，為： （82） 影響爐膛出口煙溫的因素　爐膛出口煙溫一般是根據(jù)設(shè)計煤種的元素分析和低位發(fā)熱量通過爐膛傳熱計算得到的，但是在鍋爐運行時，燃用的煤質(zhì)很難保證與設(shè)計煤種相同，這樣就導(dǎo)致爐膛出口煙溫的變化。煤質(zhì)中水分的含量也會影響爐膛出口煙溫，為了減小飛灰，提高鍋爐效率，通常煤粉在進入爐膛前水分含量調(diào)整到 10%左右。爐膛出口過量空氣系數(shù)對出口煙溫的影響：爐膛出口過量空氣系數(shù)是指進入爐膛的空氣量與理論空氣量的比值。為了使鍋爐的效率達到最高，過量空氣系數(shù)應(yīng)保持最佳值。鍋爐負(fù)荷對出口煙溫的影響。鍋爐負(fù)荷降低，鍋爐蒸發(fā)量會下降，這樣需要的燃料消耗量就減少，煤粉在爐膛內(nèi)燃燒放出的熱量也減少，而爐膛的輻射受熱面積沒有變化，這樣就導(dǎo)致爐膛出口煙溫降低，出口煙溫隨負(fù)荷的變化幅度很大，從出口煙溫的計算結(jié)果和變化趨勢上都可以清楚的看出。出口煙溫100%負(fù)荷70%負(fù)荷50%負(fù)荷杜卜方法新標(biāo)準(zhǔn)第九章 結(jié)論與展望結(jié)論：（1）在鍋爐熱力計算中，前蘇聯(lián)的《鍋爐機組熱力計算標(biāo)準(zhǔn)方法》對于 200MW以上的機組，試驗值和計算值存在著較大的誤差，容易造成過熱器超溫、減溫水量過大等問題。（2）由于各種因素的影響，鍋爐煤質(zhì)會偏離設(shè)計煤質(zhì)。本文分析了當(dāng)煤質(zhì)變化時對電廠各設(shè)備以及鍋爐燃燒的影響，為鍋爐安全經(jīng)濟運行提供了參考依據(jù)。（3）本文從燃燒穩(wěn)定性，燃盡等方面分析了鍋爐的燃燒特性，討論了影響燃燒穩(wěn)定和燃盡的因素。優(yōu)化燃燒是提高經(jīng)濟性的關(guān)鍵，文中從煤粉燃盡程度、過量空氣系數(shù)、煤粉細度和負(fù)荷適應(yīng)特性等方面分析了優(yōu)化燃燒提高鍋爐運行經(jīng)濟性的措施。（4）新的爐膛熱力計算標(biāo)準(zhǔn)，重新修正了影響煙氣溫度θT的主要參數(shù)，建立了新的爐內(nèi)換熱模型。根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)建立的模型更能夠反映爐內(nèi)的實際換熱情況。（5）對鍋爐的部分受熱面的傳熱計算方法進行了改進。對于屏式過熱器的傳熱計算突出了其輻射特性。大屏的傳熱計算根據(jù)屏區(qū)的煙溫水平，將大屏按照獨立的輻射受熱面處理，即大屏的傳熱計算與爐膛分開進行。（6）在米多爾分區(qū)段模型的基礎(chǔ)，將燃燒器區(qū)域進一步分段，建立了新的一維分區(qū)段模型。（7）根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)和新方法對本課題選取的 Bamp。WB－1025/－M 機組進行了熱力計算。通過計算，分析了鍋爐效率、排煙溫度和各項熱損失。（8）爐膛出口煙溫是鍋爐熱力特性的主要參數(shù)，本文對選取的機組比較了不同方法計算出的爐膛出口煙氣溫度值，新標(biāo)準(zhǔn)更能體現(xiàn)出實際的爐膛換熱。同時分析了影響爐膛出口煙溫的因素。展望：（1）大容量鍋爐變工況計算是一項復(fù)雜的工作，影響變工況的因素多，而且確定困難，此工作有待于進一步的深入研究。（2）新的一維分區(qū)段計算模型為了計算方便進行了一些簡化，是假想的模型，與實際運行情況還存在一些差別。 （3）由于我國煤質(zhì)復(fù)雜，鍋爐爐型多，應(yīng)將實際運行數(shù)據(jù)與新標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合，建立更適應(yīng)我國實際情況的模型和計算方法。 參考文獻[1]劉德昌、. 北京：[2]. 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