《锅炉原理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第九章 锅炉炉膛换热计算

第九章锅炉炉膛换热计算 锅炉热力计算的目的 目的:确定锅炉受热面与燃烧产物和工质参数间的关系 令基础:燃料的燃烧计算和锅炉的热平衡计算; 令按受热面性质分为炉膛换热计篁和炉膛出口后对流受热面 的换热计篁 令按计算方法分为设计计篁和校核计算

锅炉热力计算的目的 ❖ 目的：确定锅炉受热面与燃烧产物和工质参数间的关系； ❖ 基础：燃料的燃烧计算和锅炉的热平衡计算； ❖ 按受热面性质分为炉膛换热计算和炉膛出口后对流受热面 的换热计算； ❖ 按计算方法分为设计计算和校核计算。 第九章 锅炉炉膛换热计算

第九章锅炉炉膛换热计算 第第一节锅炉炉膛内传热的特点 第第二节炉膛辐射传热的基本方程和有效辐射热计算方法 第第三节炉内传热的相似理论计算方法 第第四节炉膛受热面的辐射特性 第第五节炉膛火焰黑度 令第六节火焰中心位置修正系数M 令第七节炉膛结构特征及其他参数 令第八节炉膛换热计算的修正方法 今第九节炉膛换热的其他计算方法

第九章 锅炉炉膛换热计算 第 第一节 锅炉炉膛内传热的特点 第 第二节 炉膛辐射传热的基本方程和有效辐射热计算方法 第 第三节 炉内传热的相似理论计算方法 第 第四节 炉膛受热面的辐射特性 第 第五节 炉膛火焰黑度 ❖ 第六节 火焰中心位置修正系数M ❖ 第七节 炉膛结构特征及其他参数 ❖ 第八节 炉膛换热计算的修正方法 ❖ 第九节 炉膛换热的其他计算方法

第一节锅炉炉膛内传热的特点 令烟气侧:燃料与空气混合,着火、燃烧、产生高温烟气,与 水冷壁进行热交换(辐射为主、对流为辅)。 工质侧:管内工质流动,吸收烟气放热量(以对流换热为 主)。 令在炉膛的出口将烟气冷却到合适的温度,(烟气进入密集对 流管束,低于灰熔融温度,不结渣)

第一节 锅炉炉膛内传热的特点 ❖ 烟气侧：燃料与空气混合，着火、燃烧、产生高温烟气，与 水冷壁进行热交换（辐射为主、对流为辅）。 ❖ 工质侧：管内工质流动，吸收烟气放热量（以对流换热为 主）。 ❖ 在炉膛的出口将烟气冷却到合适的温度，（烟气进入密集对 流管束，低于灰熔融温度，不结渣）

第一节锅炉炉膛内传热的特点 炉膛换热计算的主要任务 令(1)设计计算:已知炉膛出口温度,求受热面(数量和 布置等) 今(2)校核计算:已知炉膛内布置的受热面,求出炉膛出 口烟气温度。 ◆炉膛出口截面上的平均烟气温度是计算的核心

炉膛换热计算的主要任务 ❖ （1）设计计算：已知炉膛出口温度，求受热面（数量和 布置等） ❖ （2）校核计算：已知炉膛内布置的受热面，求出炉膛出 口烟气温度。 ❖ 炉膛出口截面上的平均烟气温度是计算的核心 第一节 锅炉炉膛内传热的特点

第一节锅炉炉膛内传热的特点 炉膛换热计算的主要困难 令炉膛结构复杂,火焰温度分布不均匀,火焰辐射特性不易确定 (黑度), 令受热面污染对传热的影响程度,极难定量估计 令基于纯数学方法描述物理化学过程的炉膛换热计算方法尚未工程 实用, 令采用依赖大量经验数据的计算方法

炉膛换热计算的主要困难 ❖ 炉膛结构复杂，火焰温度分布不均匀，火焰辐射特性不易确定 （黑度）， ❖ 受热面污染对传热的影响程度，极难定量估计。 ❖ 基于纯数学方法描述物理化学过程的炉膛换热计算方法尚未工程 实用， ❖ 采用依赖大量经验数据的计算方法。 第一节 锅炉炉膛内传热的特点

第一节锅炉炉膛内传热的特点 计算方法现状 世界各锅炉制造商各种各样的计算方法,差别很大, φ基本思眳:简化物理模型,依赖大量测试数据及总结的经验参数, 辅助以先进数值计算, 计算方法尚处于不断改进与完善中 讲述我国推荐采用的工程计算方法

计算方法现状 ❖ 世界各锅炉制造商各种各样的计算方法，差别很大， ❖ 基本思路：简化物理模型，依赖大量测试数据及总结的经验参数， 辅助以先进数值计算， ❖ 计算方法尚处于不断改进与完善中 ❖ 讲述我国推荐采用的工程计算方法。 第一节 锅炉炉膛内传热的特点

第一节锅炉炉膛内传热的特点 炉膛内复杂换热过程简化—一我国 现行工程计算方法 令1.将炉膛内燃烧与传热过程分开考虑 2.炉膛内换热以辐射换热方式进行 令3.炉内温度看作均匀,火焰辐射按平均火焰温度计算, 4.炉膛受热面及火焰面均按灰体处理 基本物理模型: 令复杂的炉膛换热过程被简化为两个无限接近的灰体表面 (具有不同的温度和黑度)间的辐射换热问题

炉膛内复杂换热过程简化——我国 现行工程计算方法 ❖ 1．将炉膛内燃烧与传热过程分开考虑 ❖ 2．炉膛内换热以辐射换热方式进行 ❖ 3．炉内温度看作均匀，火焰辐射按平均火焰温度计算， ❖ 4．炉膛受热面及火焰面均按灰体处理。 ❖ 基本物理模型： ❖ 复杂的炉膛换热过程被简化为两个无限接近的灰体表面 （具有不同的温度和黑度）间的辐射换热问题。 第一节 锅炉炉膛内传热的特点

第一节锅炉炉膛内传热的特点 简化 火焰面具有:平均火焰温度 度,更积,F 炉膛辐射壁面具有:均疊面温 度,黑度,面积

火焰面具有：平均火焰温度 ，黑 度 ，面积 ， 炉膛辐射壁面具有：平均壁面温 度 ，黑度 ，面积 第一节 锅炉炉膛内传热的特点 简化

第九章锅炉炉膛换热计算 第第一节锅炉炉膛内传热的特点 第第二节炉膛辐射传热的基本方程和有效辐射热计算方法 第第三节炉内传热的相似理论计算方法 第第四节炉膛受热面的辐射特性 第第五节炉膛火焰黑度 令第六节火焰中心位置修正系数M 令第七节炉膛结构特征及其他参数 令第八节炉膛换热计算的修正方法 今第九节炉膛换热的其他计算方法

第九章 锅炉炉膛换热计算 第 第一节 锅炉炉膛内传热的特点 第 第二节 炉膛辐射传热的基本方程和有效辐射热计算方法 第 第三节 炉内传热的相似理论计算方法 第 第四节 炉膛受热面的辐射特性 第 第五节 炉膛火焰黑度 ❖ 第六节 火焰中心位置修正系数M ❖ 第七节 炉膛结构特征及其他参数 ❖ 第八节 炉膛换热计算的修正方法 ❖ 第九节 炉膛换热的其他计算方法

第二节炉膛辐射传热的基本方程和有效辐 射热计算方法 炉膛传热的基本方程 令(1)高温烟气与辐射受热面间的辐射换热方程 B,9=0F(Tm-7b) (2)高温烟气在炉内放热的热平衡方程 B, 2=B, (2 -1)=B, yc(Ta-l) 二者相等得到炉膛换热的基本方程:

炉膛传热的基本方程 ❖ （1）高温烟气与辐射受热面间的辐射换热方程 ( ) 4 4 Bj Qf = 0 as Fl Thy −Tb ( ) ( ) " " j f j l l j p Ta Tl B Q =B Q − I =B Vc − 第二节 炉膛辐射传热的基本方程和有效辐 射热计算方法 （2）高温烟气在炉内放热的热平衡方程 二者相等得到炉膛换热的基本方程: