锅炉设计相关业务描述.docx

锅炉机组的设计
一、 设计概述
锅炉机组的热力计算，一般都从燃料的燃烧和热平衡计算开始，然后按烟气的流向对锅炉机组的各个受热面（炉膛、屏式过热器、对流过热器等）进行计算。锅炉热力计算分为设计计算和校核计算。两者的计算方法基本相同，其区别在于计算任务和所需求的数据不同。
1、 设计计算
设计计算的任务是根据给定的锅炉容量、参数和燃料特性去确定锅炉机组的炉子尺寸和各个部件各受热面面积，并确定锅炉的燃料消耗量、锅炉效率、各受热面交界处的温度和焓、各受热面的吸热量和介质速度等参数，为选择辅助设备和进行空气动力计算、水动力计算、管子金属壁温计算和强度计算等提供原始资料。
2、 校核计算
校核计算的任务是在给定锅炉负荷和燃料特性的前提下，按锅炉机组已有的结构和尺寸，去确定各个受热面交界处的水温、汽温、空气和烟气温度、锅炉效率、燃料消耗量以及空气和烟气的流量和流速。进行校核计算是为了估计锅炉机组按指定燃料运行的经济指标，寻求必要的改进锅炉结构的措施，选择辅助设备（或检验原有辅助设备的适用性）以及为空气动力、水动力、壁温和强度等计算提供原始资料。
对锅炉机组作校核计算时，不仅烟气的中间温度和内部介质温度是未知数，而且排烟温度和热空气温度（空预器出口的空气温度），有时连过热蒸汽的温度也是未知数。因此，在进行计算时，上述温度须先假定，然后用渐近法（渐次逼近法）去确定。
对锅炉机组的各个部件也分为设计计算和校核计算两种方法，但经常采用后一种方法，即先布置好各个部件的受热面，然后用校核——渐近计算法去确定它们的吸热量。
二、 锅炉的设计计算
1、 设计计算的步骤
设计热力计算一般按以下步骤进行：
1) 按计算任务书列出原始数据。 
2) 根据燃料燃烧方式、受热面布置（指有几级过热器、再热器、省煤器、空气预热器等）进行空气平衡计算。 
3) 计算理论空气量、根据各受热面的平均过量空气系数计算烟气特性表，根据各受热面出口过量空气系数，计算烟气、空气焓温表。
4) 热平衡计算。即根据燃料燃烧方式（指煤粉燃烧、循环流化床燃烧，以及燃烧器的布置等）决定q3及q4的数值。根据排烟温度和排烟过量空气系数决定q2，根据锅炉容量决定q5，以及根据燃烧方法决定q6，最后决定锅炉热效率η，燃料消耗量B和保热系数φ等。 
5) 依据所选取的炉膛容积热负荷qv决定炉膛容积VL。决定炉膛截面尺寸和形状，并布置水冷壁、炉内辐射受热面及悬吊管、蒸汽冷却管等。
6) 根据选取的空气预热温度进行炉膛传热计算（例题为下炉膛计算）。
7) 进行炉膛内辐射受热面的传热计算，并决定各受热面的结构尺寸。  
8) 依次进行水平烟道、尾部竖井烟道内的对流受热面的传热计算，并决定各受热面的结构尺寸。
9) 确定锅炉机组热平衡计算误差。 
10) 编制整台锅炉热力计算数据汇总表。 
2、 辅助计算和热平衡计算
在进行锅炉设计，决定炉膛尺寸、各受热面的面积和结构之前，必须预先决定燃料消耗量、烟气在各受热面处的成分等主要数据，设计步骤中的第2、3、4项即完成这些任务，这些计算属于辅助计算。 辅助计算前要先选定锅炉的总布置，一般常见的是“П”型布置。
2.1空气平衡计算
空气平衡计算，即根据布置方案选取炉膛出口过量空气系数，各段烟道中及制粉系统的漏风系数，可参照原苏联热力计算标准（1998），（以下简称标准）表ⅩⅫ进行，或者根据国内锅炉制造厂的经验数据确定。然后确定各受热面入口过量空气系数和出口过量空气系数。计算烟气容积、制定烟气特性表时，要明确各公式、各步骤的意义。烟气各特性对应的过量 空气系数一定要代入所计算受热面平均的过量空气系数（即进口与出口的算术平均值），这是因为烟气特性计算的主要目的，是要决定各受热面烟气流量和烟气流速的平均值。按照标准的规定，炉膛的平均过量空气系数例外，应代入炉膛出口过量空气系数。
2.2燃料燃烧计算
1） 燃烧计算：
需计算出理论空气量、理论氮容积、RO2容积、理论干烟气容积、理论水蒸汽容积等。计算结果见表
2-1燃烧计算表
序号
项目名称
符号
数值
单位 （标准状况下）
计算公式及数据
结果
1
理论空气量
V0
6.0346
m3/kg
0.0889(Car+0.375Sar)+0.265Har-0.0333Oar

2
理论氮容积
V0N2
4.7746
m3/kg
0.8*Nar/100+0.79V0

3
R02容积
VRO2
1.0895
m3/kg
1.866*Car/100+0.7*Sar/100

4
理论干烟气容积
V0gy
5.8641
m3/kg
V0N2+VRO2

5
理论水蒸气容积
V0H2O
0.5955
m3/kg
11.1*Har/100+1.24*Mar/100+1.61dkV0

6
飞灰份额
αfh

查表2-4

2） 烟气特性计算：
需要计算出各受热面的烟道平均过量空气系数。干烟气容积、水蒸汽容积，烟气总容积、RO2容积份额、三原子气体和水蒸汽容积总份额、容积飞灰浓度、烟
气质量、质量飞灰浓度等。
2-2烟气特性表
序号
项目名称
符号
单位 （标准状况下）
炉膛，屏凝渣管
高过
低过
高温省煤器
高温空预器
低温省煤器
低温空预器
1
受热面出口过量空气系数（查表1-5）
α"
_

2
烟道平均过量空气系数
αpj
_

3
干烟气容积 V0gy+(αpj-1)v0
Vgy
m3/kg

4
水蒸气容积V0H2O+0.0161(αpj-1)V0
VH2O
m3/kg

5
烟气总容积 Vgy+VH2O
Vy
m3/kg

6
RO2容积份额 VRO2/VY
r RO2
_

7
水蒸气容积份额 VH2O/Vy
r H2O
_

8
三原子气体和水蒸汽溶剂总份额 rRO2+r H20
r
_

9
容积飞灰浓度 10Aarαfh/Vy
μν
g/m3

10
烟气质量 1-Aar/100+1.306αpjV0
my
kg/kg

11
质量飞灰浓度 αfhAar/(100my)
μy
kg/kg

3） 烟气焓、空气焓、蒸汽焓的计算：
炉膛、屏式过热器、高温过热器、低温过热器、高温省煤器、高温空气预热器、低温省煤器、低温空气预热器等所在烟气区域的烟气在不同温度下的焓，并列成表格作为温焓表。具体见表1-3、1-4、1-5、1-6
计算焓温表时，各烟气焓所对应的过量空气系数一定要代入所计算受热面出口的过量空气系数，而不可以代受热面的平均的过量空气系数，这是因为烟气焓温计算的目的是要决定各受热面的烟气放热量。焓温计算时飞灰的焓在某些条件下可以忽略不计，但有时要计入。如果是手工进行焓温计算，应先考虑用得到的烟气范围，以减小不必要的计算量。一般可参考以下给出的区间：
炉膛：1600℃~2200℃和800℃~1400℃；
以上第一个温度区间用于理论燃烧温度计算，第二个温度区间用于炉膛出口烟温计算； 
屏式过热器：700℃~1200℃； 
对流式过热器（转向室前）：900℃~1100℃； 
对流式过热器（转向室后）：500℃~900℃； 
省煤器：300℃~500℃； 
空气预热器：100℃~200℃。
对在锅炉受热面的各个部位的蒸汽或者空气的焓值进行计算，列成表格，作为温焓表。具体见下表
2-3烟气焓温表—用于炉膛、屏、高过的计算
烟气或空气温度
（℃）
理论烟气焓（kj/kg）
理论空气焓（kj/kg）
理论烟气焓增(kj/kg)
炉膛、屏，凝渣管
高温过热器
=1.20
=1.225

hy
△hy

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

2100

2200

2-4烟气焓温表—用于低温过热器、高温省煤器的计算
烟气或空气温度
（℃）
理论烟气焓（kj/kg）
理论空气焓
()
理论烟气焓增
(kj/kg)
低温过热器
高温省煤器
=1.25
=1.27

300

400

500

600

700

800

2-5烟气焓温表—用于高温空预器、低温省煤器的计算
烟气或空气温度
（℃）
理论烟气焓（kj/kg）
理论空气焓()
理论烟气焓增
(kj/kg)
高温空预器
低温省煤器
=1.32
=1.34

100

200

300

400

500

600

2-6烟气焓温表—用于低温空预器的计算
烟气或空气温度
（℃）
理论烟气焓（kj/kg）
理论空气焓
()
理论烟气焓增
(kj/kg)
低温空预器
=1.39

100

200

300

400

500

600

(3）锅炉热平衡及燃料消耗量见下表
2-7热平衡及燃料消耗量计算
序号
名称
符号
单位
公式
结果
1
锅炉输入热量
Qr
kJ/kg
式（2-8）Qr≌Q

2
排烟温度
Θpy
℃
先估后算

3
排烟焓
hpy
kJ/kg
查焓温表用插值法求

4
冷空气温度
tlk
℃
取用

5
理论冷空气焓
h0lk
kJ/kg
h0lk=(ct)kV0

6
化学未完全燃烧损失
q3
%
取用

7
机械未完全燃烧损失
q4
%
取用

8
排烟处过量空气系数
αpy

查表2-9即低温空预器出口过量空气过量系数

9
排烟损失
q2
%
（100-q4)(hpy-αpyh0lk)/Qr

10
散热损失
q5
%
取用

11
灰渣损失
q6
%
式（2-13）

12
锅炉总损失
∑q
%
q2+q3+q4+q5+q6

13
锅炉热效率
η
%
100-∑q

14
保热系数
φ

1-q5/(η+q5)

15
过热蒸汽焓
h"gg
kJ/kg
查附录B-6、B-7， 高温过热器出口参数 p=9.9Mpa(查表1-6），t=540℃

16
给水温度
tgs
℃
给定

17
给水焓
hgs
kJ/kg
查附录B-6、B-7， 低温省煤器入口参数 p=10.78Mpa(查表1-6），t=215℃

18
锅炉有效利用热
Q
kJ/h
Dgr(h"gg-hgs)

19
实际燃料消耗量
B
kg/h
100*Q/(ηQr)

20
计算燃料消耗量
Bj
kg/h
B(1-q4/100)

3、炉膛校核热力计算
3.1校核热力计算步骤
1、计算炉膛结构尺寸及烟气有效辐射层。
2、选取热风温度、并依据有关条件计算随每kg燃料进入炉膛的有效热量。
3、根据燃料种类、燃烧设备的形式和布置方式，计算火焰中心位置的系数M。
4、估计炉膛出口烟温，计算炉膛烟气平均热容量。
5、计算炉膛受热面辐射换热特性参数。
6、根据燃料和燃烧方式计算火焰黑度和炉膛黑度。
7、计算炉膛出口烟温。
8、核对炉膛出口烟温误差。
9、计算炉膛热力参数。
10、炉膛内其他辐射受热面的换热计算。
3-1炉膛的结构数据表
序号
名称
符号
单位
结果
1
前墙总面积
Aq
m²

2
侧墙总面积
2Ac
m²

3
后墙总面积
Ah
m²

4
喷燃气及门孔面积
Ayc
m²

5
炉顶面积
Ald
m²

6
炉膛与屏交界面积
A2
m²

7
炉墙总面积
A1
m²

8
炉膛截面面积
AA
m²

9
水冷壁管外径
d
mm

10
水冷壁管节距
S
mm

11
管子至墙中心距
e
mm

12
水冷壁角系数
Xsl

13
炉顶角系数
Xld

14
出口烟囱角系数
Xyc

15
炉膛容积
V1
m³

16
冷灰二等分平面到出口烟囱中心线的距离
H1
m

17
冷灰二等分平面到炉的距离
H0
m

18
冷灰二等分平面到燃烧器中心线距离
Hr
m

19
炉膛总有效辐射受热面
Alz
m²

20
炉膛水冷程度
X

21
炉膛有效辐射层厚度
S
M

3-2炉膛热力校核计算表
序号
名称
符号
单位
公式
结果
1
炉膛出口过量空气系数
α"1

查表1-5漏风系数和过量空气系数

2
炉膛漏风系数
Δα1

查表1-5漏风系数和过量空气系数

3
制粉系统漏风系数
Δαzf

查表1-5漏风系数和过量空气系数

4
热风温度
trk
℃
先估后算

5
理论热风焓
h0rk
kJ/kg
查温焓表

6
理论冷风焓
h0lk
kJ/kg
查表2-14锅炉热平衡及燃料消耗量计算

7
空气带入炉膛热量
Qk
kJ/kg
(α"1-Δα1-Δαzf)h0rh+(Δα1+Δαzf)*h0lk

8
对应于每千克燃料送入炉膛的热量
Ql
kJ/kg
Qr*(1-((q3+q6)/(100-q4)))+Qk

9
理论燃烧温度
φ0
℃
查温焓表

10
理论燃烧绝对温度
T0
K
φ0+273

11
火焰中心相对高度系数
X

hr/Hl+Δx(其中hr=4962,hl=22176-4092+1762,Δx=0)

12
系数M
M

A-BX
注：A，B取值查表3-5，表3-6

13
炉膛出口烟气温度
φ"1
℃
先估后算 注：T"1=φ"1+273

炉膛出口烟气绝对温度
T"1
kJ/kg

14
炉膛出口烟气焓
h"gl
kJ/(kg℃)
查温焓表

15
烟气平均热容量
Vc
kJ/(kg℃)
（Q1-h"gl)/(φ0-φ"1)

16
水冷壁污染系数
ξsl

查表3-4水冷壁灰污系数

17
水冷壁角系数
Xsl

查表3-1炉膛结构数据

18
水冷壁热有效系数
ψsl

ξsl*Xsl

19
屏、炉交界面的污染系数
ξyc

βξsl（β取0.98）

20
屏、炉交界面的角系数
Xyc

取用

21
屏、炉交界面的热有效系数
ψyc

ξyc*Xyc

22
燃烧器及门孔的热有效系数
ψr

未敷设水冷壁

23
平均热有效系数
ψpj

（ψsl*A+ψyc*A2+ψr*Ayc)/A1 其中A=Aq+2*Ac+Ah+Ald-Ayc

24
炉膛有效辐射层厚度
s
m
查表3-1炉膛结构数据

25
炉膛内压力
p
Mpa

26
水蒸气容积份额
rH20

查表2-9烟气特征表

27
三原子气体和水蒸气容积总份额
r

查表2-9烟气特征表

28
三原子气体辐射减弱系数
kq
1/(m·Mpa)
10.2*（（0.78+1.6*rH20）/sqrt(10.2*γ*ps)-0.1)*(1-0.37*T"1/1000)

29
烟气质量飞灰浓度
μy
kg/m³
查表2-9烟气特征表

30
灰粒平均直径
dh
μm
查附录B-1筒式钢球磨球机（通常取13μm)

31
灰粒辐射减弱系数
kh
1/(m·Mpa)
55900/POUWER(T"1²*dh²,1/3) 注：dh单位为μm

32
燃料种类修正系数
x1

对低反应的燃料（无烟煤、半无烟煤、贫煤等）x1=1;
对高反应的燃料（烟煤、褐煤、泥煤、页岩、木柴等）x1=0.5

33
燃烧方法修正系数
x2

对室燃炉x2=0.1 对层燃炉x2=0.03

34
煤粉火焰辐射减弱系数
k
1/(m·Mpa)
kq*r+kh*μy+10*x1*x2

35
火焰黑度
αh

1-e-kps

36
炉膛黑度
αl

αh/(αh+(1-αh)*ψsl)

37
炉膛出口烟气温度(计算值)
φ"1
℃
TO/(M*(3600*σ0α1ψpj*A1*T30/φ*Bj*Vc)^0.6+1)-273
注：σ0=5.67*10-11W/(m2·k4)Bj单位为kg/h

38
计算误差
Δφ
℃
φ"1-φ"1（估）（允许误差±100℃）

39
炉膛出口烟气焓
h"y1
kJ/kg
查焓温表，φ"1按计算值

40
炉膛有效热辐射放热量
Qfl
kJ/kg
Φ（Q1-h"yl)

41
辐射受热面平均热负荷
qs
W/m²
Bj*Qfl/(3.6*ALZ)

42
炉膛截面热强度
qA
W/m²
Bj*Qr/(3.6*AA)

43
炉膛容积热强度
qV
W/m²
Bj*Qr/(3.6*V1)

3-3炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增的计算
序号
名称
符号
单位
公式
结果
1
顶棚管径
d
㎜

2
节距
S
㎜

3
排数
n

4
顶棚管角系数
x

查《标准》线算图1（即附录A-1)

5
顶棚面积
Ald
㎡

6
蒸汽流通面积
Alt
㎡
1580*(3.14*0.032²)/4

7
炉膛顶棚热负荷分配不均系数
ηh

查《标准》线算图11（即附录A-6)
(对本炉型：x=h/H0=H0/H0=23938/23938)

8
炉膛顶棚总辐射吸热量
Qld
kj/h
3.6*ηh*qs*Ald

9
减温水总量
Djw
kg/h
先估后校

10
炉膛顶棚蒸汽流量
Dld
kg/h
D-Djw

11
炉膛顶棚蒸汽焓增
Δhld
kj/kg
Qld/Dld

12
炉膛顶棚进口蒸汽焓
h'ld
kj/kg
查附录B-6、B-7
注：蒸汽参数——汽包压力对应的干饱和蒸汽

13
炉膛顶棚出口蒸汽焓
h"ld
kj/kg
h'ld+Δhld

14
炉膛顶棚出口蒸汽温度
t"ld
℃
查附录B-6、B-7

4、对流受热面的热力计算
4、1 对流受热面计算步骤
1、假设受热面出口烟气温度，查取相应焓值。
2、根据出口烟焓，通过Qd=φ(I’-I’’+△aIoLF)计算对流传热量。
3、依据烟气侧放热量等于工质侧吸热量原理，求取工质出口焓和相应温度。
4、计算平均对流传热温差。
5、计算烟气侧对流放热系数及管壁污染系数。
6、计算工质侧对流放热系数。
7、计算管壁污染层温度。
8、计算烟气黑度，及确定烟气侧辐射放热系数。
9、计算对流放热系数K。
10、计算对流传热量。与计算结果相比较，其差值应在允许范围之内。否则重新假设受热面出口烟温，重复上述计算。
4、2屏式过热器热力计算
屏式过热器在热力计算方面具有以下特点：
1、 在换热方式上，既受烟气冲刷，又吸收炉膛及屏间高温烟气的热辐射；
2、 屏式过热器属于中间过热器，其进出口处的工质参数在进行屏的计算时往往是未知数；
3、 屏与屏之间横向节距大，烟气流速低，且冲刷不完善。所以某些交换参数不同于一般对流受热面。
屏的具体热力计算见下表
4-1屏的结构数据计算表
序号
名称
符号
单位
结果
1
管子外径
d
mm

2
屏的片数
Z

3
每片屏的管子排数
n

4
屏的深度
L
m

5
屏的平均高度
h
m

6
一片屏的平面面积
Ap
m²

7
屏的横向节距
S1
mm

8
比值
σ1

9
屏的纵向节距
S2
mm

10
比值
σ2

11
屏的角系数
X1

12
屏的计算受热面积
Apj
m²

13
屏区顶棚面积
Adp
m²

14
屏区两侧水冷壁面积
Asl
m²

15
屏区附加受热面面积
Apfj
m²

16
烟气进屏流通面积
A'p
m²

17
烟气出屏流通面积
A"p
m²

18
烟气平均流通面积
Ay
m²

19
蒸汽流通面积
Ah
m²

20
烟气有效辐射层厚度
s
m

21
屏区进口烟窗面积
A'ch
m²

22
屏区出口烟窗面积
A"ch
m²

4-2屏的热力计算
序号
名称
符号
单位
公式
结果
1
烟气进屏温度
θ'p
℃
查表3-9炉膛校核热力计算
即炉膛出口烟气温度Θ"1

2
烟气进屏焓
h'yp
kJ/kg
查表3-9炉膛校核热力计算
即炉膛出口烟气焓h"y1

3
烟气出屏温度
θ"p
℃
先估后算

4
烟气出屏焓
h"yp
kJ/kg
查焓温表

5
烟气平均温度
Θpj
℃
(Θ'p+Θ"p)/2

6
屏区附加受热面对流吸热量
Qdpfj
kJ/kg
先估后算

7
屏的对流吸热量
Qdp
kJ/kg
φ*（h'yp-h"yp+Δα*h0lk)-Qdpfj

8
炉膛与屏相互换热系数
β

查附录A-15

9
炉膛出口烟囱的沿高度热负荷分配系数
ηyc

查《标准》线算图11（即附录A-6）
（x=h/H0=H1/H0=19845/23938)

10
炉膛出口烟囱射入屏区的炉膛辐射热量
Q'fp
kJ/kg
β*ηyc*φ*(Q1-h'yp)*A'ch/Slz

11
屏间烟气有效辐射层厚度
s
m
查表4-5屏的结构数据表

12
屏间烟气压力
p
Mpa

13
水蒸气容积份额
ΥH2O

查表2-9烟气特性表

14
三原子气体辐射减弱系数
kq
1/(m·Mpa)
10.2*（(（0.78+1.6*ΥH2O）/sqrt(10.2*Υ*p*s))-0.1)*(1-0.37*Tpj/1000)

15
三原子气体和水蒸气容积总份额
r
kg/m³
查表2-9烟气特性表

16
灰粒的辐射减弱系数
kh
1/(m·Mpa)
55900/power((Θpj+273)^2*dh^2,1/3)
注：dh单位为μm

17
烟气质量飞灰浓度
μy
kg/m³
查表2-9烟气特性表

18
烟气的辐射减弱系数
k
1/(m·Mpa)
kq*r+kh*μy

19
屏区烟气黑度
α

1-e-kps

20
屏进口对出口的角系数
x

sqrt((L/s1)^2+1)-L/s1
注：s1单位为m

21
燃料种类修正系数
ξτ

取用

22
屏出口烟囱面积
A"p
m²
查表4-5屏的结构数据计算

23
炉膛及屏间烟气向屏后受热面的辐射热量
Q"fp
kJ/kg
(Q'fp*(1-α)*x)/β+(б0*α*Ach*T4pj*ξr)/(Bj/3600)
注：σ0=5.67*10-11W/(M²·K4)

24
屏区吸收的炉膛辐射热
Qfpq
kJ/kg
Q'fp-Q"fp

25
屏区附加受热面吸收额辐射热量
Qfpfj
kJ/kg
Qfpq*(Apfj/(Apj+Apfj))

26
屏区水冷壁吸收的辐射热量
Qfpsl
kJ/kg
Qfpq*(Asl/(Apj+Apfj))

27
屏区顶棚吸收的辐射热量
Qfpld
kJ/kg
Qfpq*(Adp/(Apj+Apfj))

28
屏吸收的辐射热量
Qfp
kJ/kg
Qfpq-Qfpfj

29
屏吸收的总热量
Qp
kJ/kg
Qdp+Qfp

第一级减温水喷水焓
hjw
kJ/kg
查焓温表130摄氏度

30
第一级减温水喷水量
Djw1
kg/h
取用

31
第二级减温水喷水量
Djw2
kg/h
取用

32
屏中蒸汽流量
Dp
kg/h
D-Djw2

33
蒸汽进屏温度
t'p
℃
先估后算

34
蒸汽进屏焓
h'p
kJ/kg
查附录B-6、B-7,按计算负荷下进屏p=10.49 Mpa

35
蒸汽出屏焓
h"p
kJ/kg
h'p+Bj*Qp/Dp

36
蒸汽出屏温度
t"p
℃
查附录B-6、B-7,按计算负荷下出屏p=10.20 Mpa

37
屏内蒸汽平均温度
tpj
℃
(t'p+t"p)/2

38
平均传热温差
Δt1
℃
Θpj-tpj

39
屏内蒸汽平均比体积

m³/kg
查附录B-6、B-7,按计算负荷下进出口压力平均值ppj=10.345 Mpa
(查表1-6）及tpj

40
屏内蒸汽流速
ωq
m/s
(Dp*ν)/(3600*Alt)

41
管壁对蒸汽的放热系数
α2
W/(m²·℃)
α2=Cdα0
查《标准》线算图15（附录A-10）

42
烟气流速
ωy
m/s
(Bj*Vj/(3600*Ay))*(1+Θpj/273)(其中Vy见表2-9）

43
烟气侧对流放热系数
αd
W/(m²·℃)
αd=α0CzCsCw
查《标准》线算图12（附录A-7）

44
灰污系数
ε
(m²·℃)/W
查附录A-14曲线2（吹灰）

45
管壁灰污层温度
tbb
℃
tpj+(（ε+1/α2）*Bj*Qp)/(3.6*Apj)

46
辐射放热系数
αf
W/(m²·℃)
αf=aα0
查《标准》线算图19（附录A-11）

47
利用系数
ξ

查附录A-14曲线2（吹灰）

48
烟气侧放热系数
α1
W/(m²·℃)
ξ*（αd*π*d/2*s2*x+αf) x-屏的角系数
查《标准》线算图1（附录A-1)

49
对流传热系数
k
W/(m²·℃)
α1/(1+(1+Qfpq/Qdp)*(ε+1/α2)*α1)

50
屏的对流传热量
Qdp
kJ/kg
3.6*Apj*Δt1*k/Bj

51
计算误差

%
(Qdp(估）-Qdp)/Qdp

52
屏区水冷壁的水温
ts
℃
查计算负荷下汽包p= 10.45 Mpa的饱和温度

53
平均传热温差
Δt2
℃
Θpj-ts

54
屏区水冷壁对流吸热量
Qdpsl
kJ/kg
3.6*k*Δt2*Asl/Bj

55
屏区顶棚进口蒸汽温度
t'pld
℃
查表3-10炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增的计算表

56
屏区顶棚进口蒸汽焓
h'pld
kJ/kg
查表3-10炉膛顶棚辐射受热面吸热量及工质焓增的计算表

57
屏区顶棚蒸汽焓增
Δhpld
kJ/kg
先估后算

58
屏区顶棚出口蒸汽焓
h"pld
kJ/kg
h'pld+Δhpld

59
屏区顶棚出口蒸汽温度
t"pld
℃
查附录B-6、B-7按汽包压力p= 10.45 Mpa(查表1-6）

60
屏区顶棚平均气温
tpldpj
℃
（t'pld+t"pld）/2

61
平均传热温差
Δt3
℃
Θpj-tpldpj

62
屏区顶棚对流吸热量
Qdpld
kJ/kg
3.6*k*Δt3*Apfj/Bj

63
屏区顶棚总吸热量
Qpld
kJ/kg
Qdpld+Qfpld

64
屏区顶棚蒸汽流量
Dpld
kg/h
等于表3-10中Dld

65
屏区顶棚焓增
Δhpld
kJ/kg
Qpld*Bj/Dpld

66
计算误差检查

%
(Δhpld(估）-Δhpld)/Δhpld
允许误差±2%

67
屏区附加受热面对流吸热量
Qdpfj
kJ/kg
Qdpsl+Qdpld

68
计算误差

%
(Qdpfj(估）-Qdpfj)/Qdpfj
允许误差±10%

69
屏区受热面总对流吸热量
Qdpq
kJ/kg
Qdpfj+Qdp

5、凝渣管的热力计算
5、1 凝渣管结构及其计算主要特点
1、和后屏过热器类似，也直接吸收炉膛辐射热。当管少于5排时，将有部分炉膛辐射热落在其后受热面上。
2、凝渣管区域都布置其它附加受热面。
3、凝渣管内为汽水混合物，在沸腾状态下进行换热，工质温度始终为饱和温度。
5、2凝渣管结构及计算
凝渣管总吸热量包含对流吸热量和辐射吸热量。具体见下表
5-1凝渣管结构及计算
序号
名称
符号
单位
公式
结果
1
管子尺寸
d
mm

2
管子排列方式及根数
n
根
横排一排

3
管子节距
S1
mm
7680/（10+1）

4
受热面积
Hnz
m²
πdlpjn=3.14*0.133*6.424*10

5
烟道流通截面积
Ay
m²
6.424*(7.68-10*0.133)

6
烟道容积
V
m³
7.68*6.424*0.55

7
烟道表面积
A
m²
2*(7.68*6.424+6.424*0.55+7.68*0.55)

8
烟气辐射层厚度
s
m
3.6*V/A

9
烟气进凝渣管温度
Θ'nz
℃
等于屏出口烟气温度

10
烟气进凝渣管焓
h'ynz
kJ/kg
等于屏出口烟气焓

11
烟气出凝渣管温度
Θ"nz
℃
Θ'nz-5

12
烟气出凝渣管焓
h"ynz
kJ/kg
查焓温表

13
凝渣管对流吸热量
Qdnz
kJ/kg
φ*（h'ynz-h"ynz)

14
凝渣管角系数
Xnz

查《标准》线算图1（附录A-1）(a)曲线5

15
来自炉膛及屏的辐射热
Q'fnz
kJ/kg
查表4-6屏的热力计算第20项，即等于Q"fp

16
凝渣管吸收的辐射热
Qfnz
kJ/kg
Q'fnz*xnz

17
凝渣管总吸收热量
Qnz
kJ/kg
Qdnz+Qfnz

18
通过凝渣管的辐射热
Q"fnz
kJ/kg
Q'fnz*(1-xnz)

6、高温过热器的热力计算
6.1高温过热器结构及传热计算
高温过热器分冷段和热段两部分。蒸汽从屏出来后，先进入高温对流过热器冷段，经过二次喷水减温后进入高温对流过热器热段。冷段在烟道两侧为逆流，热段在中间为顺流。根据高温过热器结构尺寸对高温过热器进行热力计算，具体见下表

6-1高温过热器的结构尺寸
序号
名称
符号
单位
结果
1
管子尺寸
d
mm
已知
2
冷端横向节距及布置
n1

3
热端横向节距及布置
nr

4
横向节距
S1
mm

5
横向节距比
σ1

6
纵向节距
S2
mm

7
纵向节距比
σ2

8
管子纵向排管
n2

9
冷端蒸汽流通面积
Alit
m²

10
热端蒸汽流通面积
Arlt
m²

11
平均流通截面积
Apj
m²

12
烟气流通面积
Ay
m²

13
冷段受热面积
Al
m²

14
热段受热面积
Ar
m²

15
顶棚受热面积
Ald
m²

16
管束前烟室深度
lys
m

17
管束深度
lgs
m

18
有效辐射层厚度
s
m

6-2高温过热器的热力计算
名称
符号
单位
公式
结果
进口烟气温度
θ'gg
℃
查表4-7凝渣管结构及计算第11项

进口烟气焓
h'ygg
kJ/kg
查表4-7凝渣管结构及计算第12项

进冷段蒸汽温度
t'ggl
℃
即屏出口蒸汽温度，查表4-6屏的热力计算

进冷段蒸汽焓
h'ggl
kJ/kg
即屏出口蒸汽焓，表4-6屏的热力计算

总辐射吸热量
Q'fgg
kJ/kg
等于Q"fnz

冷段辐射吸热量
Qfggl
kJ/kg
Q'fgg·Al/(Al+Ar+Fld)

热段辐射吸热量
Qfggr
kJ/kg
Q'fgg·Ar/(Al+Ar+Fld)

顶棚辐射吸热量
Qfggld
kJ/kg
Q'fgg·Fld/(Al+Ar+Fld)

出热段蒸汽温度
t"ggr
℃
建议取额定值540℃