1、爐膛傳熱計算主要內容爐膛傳熱原理爐膛傳熱計算方法爐膛黑度計算爐膛受熱面的輻射特性1.爐膛傳熱原理一、爐膛傳熱過程復雜問題。燃燒和傳熱同時存在，燃燒問題比較復雜，如何處理是個比較難的問題傳熱分析，化學熱 燃燒放熱 爐膛水冷壁 水 煙氣 火焰溫度分布曲線（先升高，后下降）爐膛內溫度高，傳熱以輻射為主任務：按照選定的爐膛出口溫度布置輻射受熱面積，或者布置了爐內輻射受熱面積，校核爐膛出口煙溫是否合適。1.爐膛傳熱原理二、火焰輻射1輻射成份l三原子氣體（CO2,H2O）l焦炭粒子l灰粒l炭黑粒子（缺氧，高溫裂解，黃色火焰，PAH，soot）2輻射影響因素火焰輻射成份（不同燃料）有效輻射成分在爐膛中的分布

2、燃燒方式和燃燒工況（同燃料，不同的燃燒方式）各輻射成分的相互影響1.爐膛傳熱原理三、爐膛輻射傳熱公式方法：利用假設來建立物理模型和數學模型，用經驗公式和半經驗公式方法假設：傳熱與燃燒模型分開，引入經驗系數考慮燃燒工況忽略對流換熱各物理量均勻分布火焰與爐膛的處理輻射換熱等效為兩塊大平板兩塊大平板的物理量為hyhybbTT,1.爐膛傳熱原理bbThyhyT火焰，爐壁黑度，系統黑度爐壁表面積輻射換熱量式中：bhyxtbfbhyxtbhybxtfFQTTFQconstantboltzmanstefan1111)(0440從輻射換熱角度計算爐膛換熱(等效為兩平行大平板之間的換熱問題)1.爐膛傳熱原理55

3、,1kgkg /()()kgjllljllpjaljpjalpjaQBQIKWqqQBsQIVcTTQB VcTTVcT 爐膛有效放熱量（每燃料計算的鍋爐輸入熱量加上煙氣再循環的熱量）鍋爐計算燃料量，保熱系數每燃料煙氣的平均比熱容絕熱燃燒溫度從火焰和煙氣的放熱過程計算爐膛換熱原始的燃燒放熱+煙氣再循環熱量-爐膛出口的煙氣焓=爐膛換熱爐內有效放熱量：包括修正后的1公斤燃料的有效放熱量、1公斤燃燒用空氣帶進爐膛的熱量。1.爐膛傳熱原理3464100()100oolrkkllzfrklzflkqqqQQQQaaaIaaIq ，理論燃燒溫度：假定燃料燃燒時放出的熱量未向外界傳熱而使煙氣所能達到的最高溫

4、度，它與有效放熱量Ql相關。煙氣各個氣體成分的比熱是溫度的函數，不能直接計算，只能用試算迭代法計算。0lpQVC該如何求絕熱燃燒溫度呢？根據Ql查爐膛處煙氣焓溫表，找出溫度對應值。示例！(F10-24195.29)*100)/煙氣焓溫表（爐膛、屏式過熱器、高溫過熱器）!F36:F37+1900）1.爐膛傳熱原理)()(440lapjjbhybxtTTVcBTTF熱平衡方程：未知未知未知一個方程，三個未知數，如何求？利用相似原理來求求解2.爐膛傳熱計算方法一、前蘇聯“熱力計算標準方法”1.單室爐及半開式爐膛中的換熱計算30006 . 006 . 06 . 00Blallpjalpjpjjlall

5、TTIQVcTFVcBBMBMaBTT波爾茲曼準則與火焰中心有關的量！想知道推導過程可以看看馮俊凱那本書計算公式見課本1)(6 . 030pjjallalVcBTaFMTT最終計算公式已知量？未知量？1.假設爐膛出口溫度2.某些物理量的定義其它爐型及公式看看書即可，求解方法大同小異！-1105.67 101kg-lalpjaljlTTMFVcT TBa爐膛出口溫度絕熱火焰溫度火焰中心位置修正系數黑體輻射系數（）爐墻面積水冷壁熱有效系數的平均值燃料燃燒產物在區間內總的平均比熱容保熱系數計算燃料消耗量爐膛黑度lpjlTMVca、 、 、0alTF、 、3.爐膛黑度計算一、爐膛黑度計算說明：爐膛黑度

6、是進行爐膛熱力計算時引進對應于火焰有效輻射的假想黑度。其與火焰黑度和爐壁黑度有一定關系。4012140121121)(Q,hylbbyxbyxyxhylyxyxyxyxyxyxTaFFqFqqTaqqqqqq爐壁總換熱量射熱負荷爐壁對火焰的有效反輻熱負荷火焰對爐壁的有效輻射)(440bhybxtfTTFQ假想黑度，對應于有效輻射熱量聯立求解可以推出)1 () 111(144hybbhylTTaaa)1 ()1 ()1 ()1 (44040404040402401hyhyhylblhybhylhylbbbhylhylbbbyxhylyxaaaaaaTTTaTaaTaTaTaaTaqTaq要想知道

7、爐膛黑度必須知道火焰黑度和熱有效系數3.爐膛黑度計算二、火焰黑度將火焰當做灰體處理，固體燃料火焰黑度求法爐壁面積爐膛容積爐膛的有效輻射層厚度爐膛壓力火焰輻射減弱系數llllkpshyFVspkFVsea6 . 31影響系數減弱系數火焰中焦炭顆粒的輻射飛灰濃度弱系數火焰中懸浮灰粒輻射減）（系數三原子氣體的輻射減弱2132CHCHH21,55900)100037. 01 (1 . 02 .106 . 178. 02 .1022222xxkdTkkVVVrrrTspkkxxkkrkkjhhlhhyOOOOlqOqqjhhq關鍵是求k4.爐膛受熱面的輻射特性一、熱有效系數（火焰投射到爐壁）二、角系數（

8、幾何參數，物理量？）求解方法見傳熱學課本第？章輻射換熱計算，對于課程設計，查表，也可采用公式計算三、污染系數（針對水冷壁污染來講的）可以查表，課本以及課程設計書中表3-4有x=受熱面吸收的熱量投射到爐壁的熱量x=投射到受熱面上的熱量投射到爐壁的熱量=受熱面吸收的熱量投射到受熱面上的熱量5.火焰中心位置修正系數()irilijririiMAB xxHxHn B HHn B系數M是用來考慮爐膛高度方向溫度最高處的相對位置對爐內換熱影響的參數。各參數具體含義請見課程設計書28頁0.632731alolpjlajypjTFTMB V C 計算過程：計算過程：1 1、假定、假定l l2、計算、計算2 2

9、、用該公式計算、用該公式計算l l3 3、檢驗假設、檢驗假設()llQQI爐膛傳熱計算過程pjlaMVcaT、 、 、對流換熱面計算主要內容對流換熱面的傳熱特點對流受熱面的傳熱計算傳熱計算1.對流受熱面傳熱特點傳熱特點對流換熱為主，但是還是有輻射。如何考慮？傳熱學中是把這部分計算在那？對流換熱為主：對流過熱器和再熱器、是省煤器、空氣預熱器。屏式換熱器，前屏以輻射為主，計算在爐膛里。大屏及后屏半輻射式用對流受熱面公式計算計算公式 ，具體參數選取課本以及鍋爐課程設計一書nmCNuPrRe2.對流受熱面的傳熱計算222,tcqpm水蒸氣1t111,tcqpm煙氣2t煙氣放熱量=水蒸氣吸熱量？煙氣放熱

10、量+輻射放熱量=水蒸氣吸熱量fQ2.對流受熱面的傳熱計算不滿足再假設溫度值計算及換熱面布置情況由煙氣流量以蒸汽流量知道從而可以求出，可以假設，：已知假設一個溫度，中兩個？一般只知道四個溫度已知，)(%1QQ-Q)(Q)(k)(Q,eg)()()(212122221111vivtkAiiiiitttttAittcqttcqtkAQmmpmpmm2.對流受熱面的傳熱計算)(BD)(BD)(jdjd00ddiiQQiiQIIIIIIQBtKHQflflfj 其它的過熱器對含有輻射熱量的屏式漏風系數漏風焓出口煙氣焓進口煙氣焓保熱系數針對過熱器再熱器具體公式為：2.對流受熱面的傳熱計算爐膛出口煙窗的截面積熱負荷爐膛輻射受熱面的平均輻射影響的修正系數考慮屏間煙氣向爐膛反度分布不均勻系數爐膛受熱面熱負荷沿高量為屏式過熱器的輻射吸熱對于空氣預熱器d)(2llgjllgffffokyokykykyFqBFqQQQQIIQjrpppffBTaFxaQQ4111067. 5)1 (來自爐膛的傳熱量經過屏吸收后剩下的煙氣對屏后受熱面輻射的熱量3.傳熱系數hh灰層熱阻2換熱系數水垢表面對流212