【正文】 可以預測，如果集箱布置方式不當，引起較大的屏間流量偏差時，兩種因素重疊在一起，就會導致更。 管屏出口汽溫是在考慮吸熱偏差、集箱軸向流量分配偏差因素上求出的。三種受熱面的管屏出口汽溫分布圖分別為圖 3 311 中的（ a）、（ b）所示。 實例應用計算結果 根據(jù)熱偏差計算理論，針對兩種熱負荷分布情況，求出了后屏過熱器、高溫過熱器和高溫再熱器管屏出口平均汽溫。 東北電力大學本科畢業(yè)論文 26 頂棚過熱器和包墻過熱器由頂棚管，后煙道側墻、前墻及后墻、水平煙道延伸包墻組成。 立式低溫過熱器位于尾部煙道轉向室內，水平低溫過熱器上 方，共 110 片，管徑為Φ 51，以 136mm 的橫向節(jié)距沿爐寬方向布置。 過熱器分隔屏位于爐膛上方，前墻水冷壁和過熱器后屏之間，沿爐寬方向布置四大片，每大片又沿爐深方向分為六小片。 末級過熱器位于后水冷壁 排管后方的水平煙道內，共 96 片，管徑為Φ 51，以 的橫向節(jié)距沿整個爐寬方向布置。鍋爐以最大連續(xù)負荷（即 BMCR 工況）為設計參數(shù)，鍋爐的最大連續(xù)蒸發(fā)量為 1165t/h；機組電負荷為 330MW（即 TRL 工況）時 ，鍋爐的額定蒸發(fā)量為 。當煙氣橫向沖刷管子時，沖刷作用最強處熱負荷最大，積灰厚度又最薄。 通過過熱偏差計算，計算出計算點的蒸汽溫度 jt 和相應的參數(shù)，根據(jù)壁溫計算模型計算 wt 和 bt 。℃ )]； ? — 管子外徑與內徑比，即 ? = nw dd / ； wd — 管子外徑（ m）； nd — 管子內徑（ m）。 wt 計算公式 ???????? ????? m a x2m a x 12 qqJtt jw ? ????? （ 338） 其中： jt — 計算點管內介質溫度（℃）； J — 熱量均流系數(shù)； 2? — 計算點管子內壁對介質的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) [kW/（ 2m 該溫度用于校核管子的強度計算。在確定了壁溫校核點的介質溫度、最大熱強度和管內壁放熱系數(shù)的基礎上，受熱 面的壁溫就可以根據(jù)計算公式求得。對 于過熱系統(tǒng)受熱面，在進行壁溫校核計算前，應估計到最大熱負荷管易出現(xiàn)在以下部位： （ 1）對于順列管束和屏式過熱器，最大熱負荷管是沿煙氣流程的第一排管子； 熱負荷分布情況 （括號內數(shù)字代表管屏序號） r? G? r? 屛式過熱器 熱負荷對稱（ ） 熱負荷非對稱（ 14,15） 高溫過熱器 熱負荷對稱（ 15,16） 熱負荷非對稱（ 22,23） 東北電力大學本科畢業(yè)論文 24 （ 2）對于錯列管束，最大熱負荷管是沿煙氣流程的第一或第二排管子； （ 3）如果屏式過熱器的第一排管被遮蓋或是由高耐熱鋼制成，還應校核第二排或第三排管子。現(xiàn)代大型鍋爐的特點是熱負荷大、蒸汽參數(shù)高、采用屏式或輻射式過熱器，受熱面工作環(huán)境溫度較高，使受熱面壁溫幾乎接近鋼材最高許用溫度，尤其是過熱系統(tǒng)受熱面，并聯(lián)管組存在的吸熱偏差和流量偏差，使偏差管壁溫超過管組的平均壁溫，甚至超過最高許用溫度，引起管子爆管事故。 屏過、高過和高再最大熱偏差值及其對應的流量偏差和吸熱偏差的數(shù)值匯總在表 中： 表 最大熱偏差系數(shù) 金屬壁溫計算 鍋爐的工作可靠性在很大程度上決定于其受壓部分各級受熱面的金屬壁溫是否超過所用鋼材在所受應力水平下的許用溫度，而某一局部地點受熱面的金屬壁溫首先決定于該點 管內介質溫度 t ， 其次決定于該點所處位置煙氣溫度值? 、煙氣對管子外壁的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 1? 或者熱負荷 q 、管子內 壁與介質之間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 2? 、管子壁厚 ? 、鋼材導熱率 ? 、管子積灰和其內壁積垢的厚度以及其導熱率 [27]。 從各受熱面的偏差曲線分布特點及表 的數(shù)據(jù)知，當最大熱負荷偏向煙道四分之一處時三種受熱面產(chǎn)生的最大熱 偏差系數(shù)明顯小于熱負荷對稱分布時對應的最大值，這與通常最大熱負荷偏向一側產(chǎn)生的熱偏差較大的現(xiàn)象不符，其原因是假設最大熱負荷與最小的流量疊加在一起，產(chǎn)生了大的熱偏差。 (a)額定負荷 (b)最大負荷 圖 38 后屏屏間偏差曲線 (a)額定負荷 (b)最大負荷 圖 39 高過片間偏差曲線 根據(jù)熱偏差系數(shù)計算方法分別對 1109t/h 自然循環(huán) 鍋爐屏過、高過 的并列管屏在兩種熱負荷分布兩種情況進行了計算。 東北電力大學本科畢業(yè)論文 22 熱偏差系數(shù)計算 根據(jù)熱偏差系數(shù) ? 的定義，在計算出受熱面各管屏或各管子吸熱不均系數(shù)r? 、流量不均系數(shù) G? 及結構不均系數(shù) g? ,后，受熱面管屏或管子的熱偏差系數(shù) ?就可以由其表達式計算；或者根據(jù)熱力計算得到管組中計算管 i 自蒸汽進口到計算點的焓增 ih? 以及相應區(qū)段管組的平均焓增 ??ih 求得對應管段的熱偏差系數(shù)，即： GHriihh ???? ????? （ 337） 由計算分析知道，熱偏差系數(shù)最大 的管子不一定是熱負荷最大的管子，也不一定是流量最小的管子。 各套管的壓力平衡方程： 22022022011424242 ??????????????????????????????????????????????????????dggZdggZdggZpnnin ?????? （ 334） 化簡得到： AgZgZgZgZ nnii ???????????? 22222211 （ 335） 第 j 管屏流量平衡方程為： jni Dgggg ??????????? 21 （ 336） 以上兩個方程便是各套管流量初步計算的數(shù)學模型，根據(jù)數(shù)學模型編制了管間流量迭代計算程序。 下面介紹一種初步的計算方法： 假設某過熱器受熱面有 N 列管屏，同屏有 n 套管子，假設第 j 管屏的蒸汽總流量為 jD （ kg/s） ； jD 可以通過屏間流量分配計算得到，可以使管間流量計算結果更為準確。由于各管間的流量分配不但與各管的幾何參數(shù)有關，還與蒸汽參數(shù)有關，而蒸汽參數(shù)又與吸熱量及流量有關。在過熱系統(tǒng)受熱面中，同片各套管子可能有若干段組成，其管徑、長度、局部 阻力、管材可能各不相同，借之以平衡管子之間的流量偏差。高過和高再分配、匯流集箱 [2]。屏式過熱器管屏數(shù)為 18 片，高溫過熱器管屏數(shù)為 30 片，高溫再熱器管屏數(shù)為 60 片。對于同屏 各管流量計算時，因并聯(lián)各管阻力系數(shù)差異較大，各流量系數(shù)就不相同 [28]。 則式 可以寫成： xGxxG Bkk ?? 2 00,00, ?? （ 333） 可以假定第一支管的三個流量不均系數(shù)進 行與流量相似的計算，可以計算各支管的流量不均系數(shù)。在式 中，只有流量未知，可以通過 n 個方程預先假定 3 個第一根當量管的流量 ? ?1?OOG、 ? ?2?OOG、 ? ?3?OOG，代入下面化簡后的 n 個方程，可以算出三個對應的總流量 ? ?1?OXG、 ? ?2?oxG、 ? ?3?oxG，利用圖解逐步逼近 法可以求得符合條件的第一根支管的流量 ooG ，把 ooG 代入方程組，依次可以求出其它各支管的流量。為方便分析，引入任意一根管子的流量系數(shù) xk ，即： 22 xxxx gfdlk ??? ?????? ?? ? （ 321） 其中： a? 為該管子內工質平均比容，在初始計算時，可認為并聯(lián)各當量支管的 a? 相同，取管組進出口工質比容的算術平均值 [23]。 并聯(lián)管組流量偏差 計算 屏間流量偏差計算 沿集箱長度方向上并聯(lián)各管屏流量計算時，可以把每一片管屏視為分配及匯流集箱之間的一根當量支管，根據(jù)管屏結構數(shù)據(jù)及管屏材料特性，計算出每根當量支管的阻力系數(shù)。輻射角系數(shù)計算公式的通用表達式可以如下表示： FdsEdsDdsCdsBdsAx ???????????????????????????????????? 121314151 （ 320） 式中 A、 B 、 C 、 D 、 E 和 F 表示待定系數(shù)。 圖 35 h 示意圖 第 3 章 過熱器熱偏差基本計算方法 17 圖 36 垂至于輻射方 向第 2 排及以后各排管子的 p 值 對流管束前后煙室容積各排管子的輻射角系數(shù) 表 各系數(shù)值（橫行為系數(shù)縱行為管排號） A B C D E F 1 2 3 4 5 0 6 0 0 0 0 布置在倒 U 型爐膛水平煙道中的過熱器和再熱器管組中各排管子接收管組前、后煙氣容積的輻射角系數(shù) x 一般隨縱向節(jié)距比 ds/2 變化很小，且 ds/2 變化不大。 就幾種情況下受熱面偏差系數(shù)的具體計算方法作一些說明： 管間煙氣輻射受熱面偏差系數(shù) f? 根據(jù)輻射受熱面積差異，屏中各種管段類 型一般可分為六種，且對應一定的受熱面偏差系數(shù)計算公式 ：由受熱面偏差系數(shù)定義， 1?f? ； （ 311） ：olopf ElxsDlsHH 422 ???? ????? ； （ 312） ：oopf ElxsdlHH ??? ???22； （ 313） ：21032 sdEof ???? ??? ； （ 314） ：2 22sfsff ??? ?? （ 315） 對流受熱面偏差系數(shù) d? 東北電力大學本科畢業(yè)論文 16 ：od ?? ?? ； （ 316） ： fd ??? （ 317） 管前煙室輻射因數(shù) fp 的確定 屏式過熱器或再熱器垂直于煙氣輻射的各管排 : 第一排管： 41 222324252 ????????????????????????????????????????? dsdsdsdsdsp f （ 318） 第 1 排管的 fp 值可由計算式求出，也可以根據(jù)管子的縱向節(jié)距比 ds/2 由圖 34 中曲線查取。 令 dxsEo /2 2? ，則有： aoo dlEH ? （ 2m ） （ 39） 其中 oE 稱為中間管的面積折算系數(shù)。對每片屏中的中間管而言，每米長中間管段接受屏間煙氣輻射的面積為 oH ，其總輻射受熱面包括左右兩側，其值為ao lxsH 22? ，其中 x 為屏間煙氣對管段 a 的角系數(shù)，其計算式為： tg dsdssdx ?????? 2221 ? （ 38） 式 中： d — 管子外徑（ m ） ； 2s — 管子縱向節(jié)距（ m ）； ?— 兩管內切線與垂直方向上的直徑的夾角（176。 圖 33 高過各管屏對應的吸熱不均系數(shù) 根據(jù)吸熱不均分布函數(shù)可以求 出每級受熱面每片管屏對應的吸熱不均勻系數(shù)，便于準確計算管段出口汽溫和危險點的壁溫。假設坐標原點取在煙道左端，從左端開始，受熱面每一管屏對應一個坐標，可以求出每一管屏處的吸熱不均系數(shù) rx? 。,1。,1。,1。,1。 根 據(jù) 合 理 的 假 設 條 件 ， 本 節(jié) 求 出 了 最 大 吸 熱 不 均 系 數(shù) m a x,xm a x, ?? kkx ?? 和 時，吸熱不均系數(shù)函數(shù)呈對稱布置和偏向右側四分之一煙道的函數(shù)表達式。利用已知的幾個條件可以求出函數(shù)中的五個待