生物质锅炉设计用表.doc

《锅 炉 原 理》
课 程 设 计 示 例 说 明

课程设计示例
1. 设计任务书
2. 原始资料
锅炉型式：带有屏式过热器的汽包锅炉
额定蒸发量：D＝220t/h
过热器温度：t＝540℃
过热器压力：pgr＝100kgf/cm2（表压）
给水温度：tgs＝215℃
热空气温度：trk＝400℃
排烟温度：θ＝130℃
冷空气温度：tlk＝30℃
设计煤种：某无烟煤，成分如下，
Cy=63%，Hy＝1.938%，Oy＝2.16%，Ny＝0.555%，Sy＝0.62%，Ay＝22.017%，Wy＝9.71%，Qyd＝22558kJ/kg
制粉系统：本锅炉采用钢球磨煤机中间贮仓式热风送粉系统
锅炉给定参数：
给水温度：tgs＝215℃， 锅炉负荷：D＝220t/h，过热蒸汽压力：pgr＝100kgf/cm2（表压）， 过热蒸汽温度：tgr＝540℃ 汽包工作压力：p=112 kgf/cm2（绝对）
3. 改烧煤种的元素分析数据校核和煤种判别
3.1 改烧煤种数据
Cy=66.70%，Hy＝3.20%，Oy＝2.10%，Ny＝1.25%，Sy＝2.47%，Ay=17.97%，Wy＝6.31%，Vr=9.41%，Qyd＝25191kJ/kg
t1=1190℃，t2=1340℃，t3=1450℃，Kkm=1.6
3.2 元素成分校核
Cy＋Hy＋Oy＋Ny＋Sy＋Ay＋Wy＝66.7＋3.2＋2.1＋1.25＋2.47＋17.97＋6.31=100.00%，元素分析正确。

3.3 发热量计算
应用基低位发热量
Qydw′＝339Cy＋1030Hy-109（Oy-Sy-25Wy
3.4 煤种判别
Vr=？<10%，煤种为无烟煤
Syzs＝4187Sy/ Qydw
Ayzs＝4187Ay/ Qydw
Wyzs＝4187Wy/ Qydw
4. 锅炉结构特性（见结构计算书）
5. 锅炉汽水系统（见任务书）（附）
6. 燃烧产物和锅炉热平衡计算
6.1 理论空气量和理论烟气容积
序号
项目名称
符号
单位
计算公式或数据来源
结果
1
理论
空气量
V0
Nm3/kg
0.0889(Cy+0.375Sy)+0.265Hy-0.0333Oy =0.0889×(66.7＋0.375×2.47)+0.265×3.2-0.0333×2.1

2
理论氮气容积
VN20
Nm3/kg
0.79V0+0.8Ny/100=0.79×6.79+0.8×1.25/100

3
RO2
气体容积
VRO2
Nm3/kg
1.866(Cy+0.375 Sy)/100=1.866×(66.7+0.375×2.47)/100

4
理论水蒸汽容积
V0H2O
Nm3/kg
11.1Hy/100+1.24Wy/100+0.0161 V0
=11.1×3.2/100+1.24×6.31/100+0.0161×6.79

6.2 空气平衡表

受热面名称
炉膛、屏
凝渣管
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
α′

Δα

α″

47

6.3 烟气特性表
名称
符号
单位
受热面名称
炉膛、屏
凝渣管
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
受热面进口过量空气系数
α′
/

受热面出口过量空气系数
α″
/

平均过量空气系数
αpj
/

过量空气量
ΔV
Nm3/kg

水蒸气容积
VH2O
Nm3/kg

RO2容积
V RO2
Nm3/kg

理论氮气容积
V0 N2
Nm3/kg

烟气总容积
Vy
Nm3/ kg

RO2份额
rRO2
/

水蒸气份额
rH2O
/

三原子气体份额
rn
/

烟气质量
Gy
kg/kg

飞灰浓度
μh
kg/kg

ΔV＝（αpj-1）V0 对炉膛α用α″ VH2O＝V0H2O+0.0161(αpj-1)V0 V RO2＝1.866(Cy+0.375Sy)/100
V0 N2＝0.79 V0+0.8Ny/100 Vy＝VH2O+ V RO2+ V0 N2+ΔV
rRO2= V RO2/ Vy rH2O= VH2O / Vy rn＝rRO2＋ rH2O
Gy＝1-Ay/100+1.306αpjV0 αfh＝0.95 μh＝Ayαfh/(100 Gy)

6.4 烟气焓温表
温度/℃
理论烟气焓
I0y/kJ/kg
理论空气焓
I0k/kJ/kg
飞灰焓
Ifh/kJ/kg
烟 气 焓
炉膛、屏
高温过热器
低温过热器
高温省煤器
高温空预器
低温省煤器
低温空预器
30

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1800

1900

2000

2100

2200

I0y=VRO2(cθ)CO2+V0N2(cθ)N2+ V0H2O(cθ) H2O I0k=V0(cθ)k Ifh=αfhAy (cθ)k/100 Iy= I0y+(α″-1)I0k +Ifh

6.5 热平衡计算
序号
项目名称
符号
单位
计算公式或数据来源
结果
1
燃料带入热量
Qr
kJ/kg
Qydw/630=25191/603=39.99>Wy=6.31, 不计显热，无外部热源加热空气，取Qydw

2
排烟温度
θpy
℃
假定

3
排烟焓
Ipy
kJ/kg
由焓温表计算

4
冷空气温度
tlk
℃
给定

5
理论冷空气焓
Ilk
kJ/kg
焓温表

6
机械不完全
燃烧热损失
q4
%
《锅炉原理-周》P152

7
化学不完全
燃烧热损失
q3
%
《锅炉原理-周》P153

8
排烟热损失
q2
%
100×Q2/Qr=100(Ipy- Ilk)(1- q4/100)/ Qr

9
散热损失
q5
%
《锅炉原理-周》P153图8-3

10
灰渣热物理
损失
q6
%
∵Ay=17.97<Qydw/419=25191/419=60.12，∴不计

11
保热系数
φ
/
1-q5/100=1-0.5/100

12
锅炉总损失
Σq
％
q2 +q3+ q4 +q5 +q6=5.88+0+4+0.5+0

13
锅炉效率
η
％
1-Σq

14
过热蒸汽焓
i″gr
kJ/kg
蒸汽特性表，9.898MPa，540℃

15
给水焓
igs
kJ/kg
水特性表，11.564MPa，215℃

16
过热蒸汽流量
D
kg/h
给定参数

17
锅炉有效利用热
Qgl
kJ/h
D(i″gr- igs)=220×103 ×(3475.1-924)

18
实际燃料
消耗量
B
kg/h
Qgl/(ηQr/100)
= 561.24×106/(89.62×25191/100)

19
计算燃料
消耗量
Bj
kg/h
B(1-q4/100)= 24.86×103×(1-4/100)

7. 炉膛的热力计算
序号
项目名称
符号
单位
计算公式或数据来源
结果
1
热空气温度
trk
℃
假定《锅炉原理-周》P224表12-2

2
理论热空气焓
I0rk

焓温表

3
炉膛漏风系数
Δαl
/
空气平衡表

4
制粉系统
漏风系数
Δαzf
/
《锅炉原理-周》P179表10-1

5
冷空气温度
tlk
℃
给定

6
理论冷空气焓
I0lk
kJ/kg
焓温表

7
空预器出口过量空气系数
β″gk
/
α″l-(Δαl+Δαzf)＝1.2-(0.05+0.06)　 《锅炉原理-周》P181

8
空气带入
炉内的热量
Qk
kJ/kg
β″gk I0rk+(Δαl+Δαzf) I0lk
=1.09×3680+(0.05+0.06)×265 《锅炉原理-周》P169

9
燃料带入
炉内的热量
Ql
kJ/kg
Qr(100- q3- q4 - q6)/(100- q4)+Qk=25191×(100- 0+4 + 0)/ (100- 4)+ 4037.7

10
理论燃烧温度
θa
℃
由Ql查焓温表

11
炉膛出口烟温
θ″l
℃
假定

12
炉膛出口烟焓
I″l
kJ/kg
查焓温表

13
烟气平均热容
Vcpj
kJ/kg·℃
(Ql - I″l)/( θa-θ″l)=(29228.7-15246.3)/ ( 2029.2-1130)

14
水蒸汽
容积份额
rH2O
/
烟气特性表

15
三原子气体
容积份额
rn
/
烟气特性表

16
三原子气体
分压力
pn
MPa
p rn=0.098×0.213

17
辐射层有效
厚度
S
m
结构计算书

18
三原子气体
辐射减弱系数
ky
1/(m MPa)
=

19
灰粒子辐射
减弱系数
kh
1/(m MPa)
55900/=55900/

20
焦炭粒子辐射
减弱系数
kJ
1/(m MPa)
经验公式

21
无因次量
x1
/
取决于燃料种类，无烟煤等1，烟煤0.5

22
无因次量
x2
/
燃烧方式，室燃0.1，层燃炉0.03

23
飞灰浓度
μh
kg/kg
烟气特性表

24
火焰辐射
减弱系数
k
1/
(m MPa)
kyrn+khμh+kJx1x2
=3.98×0.213+80.68×0.0149+10×1×0.1

25
火焰黑度
a
/
《锅炉原理-周》P169（9－42）1-e-kpS=1-e-3.04×0.098×5.44

26
炉膛总(包敷)
面积
FL
m2
结构计算书

27
水冷壁
热有效系数
ψ
/
《锅炉原理-周》P173表9-3 Cfh>12%

28
卫燃带
热有效系数
ψw
/
《锅炉原理-周》P173表9-3

29
炉顶管
热有效系数
ψld
/
给定

30
烟窗
热有效系数
ψch
/
给定

31
门孔热有效系数
ψk
/
《锅炉原理-周》P174

32
燃烧器
热有效系数
ψr
/
《锅炉原理-周》P174

33
平均
热有效系数
ψpj
/
(ΣψiFi)/FL=(0.446×(736-68.25-32.34-70.06-1-6.82)+68.25×0.2+32.34×0.441+70.06×0.441+0+0)/736

34
炉膛黑度
al
/
《锅炉原理-周》P174（9-96）a/(a+(1-a) ψpj)=0.803/(0.803+(1-0.803)×0.418)

35
系数M
M
/
结构计算书

36
炉膛出口
温度
θ″lj
℃
-273=-273

37
误差
Δθ″l
℃
θ″l-θ″lj=1130-1113.4

38
允许误差
δ
℃
给定

39
炉膛出口烟焓
I″l

烟气焓温表

40
炉膛吸热量
Qfl
kJ/kg
Φ(Ql- I″l)=0.995×(29228.7-15000.5)

41
炉内平均
辐射热强度
qf
kW/m2
Bj Qfl/(3600HfL)= 23.87×103×14157.1/(3600×721.27)

42
炉顶辐射吸热
分布系数
ηld
/
《锅炉原理-周》P175图9-8，按炉顶相对高度大于1外推

43
炉顶辐射热强度
qld

ηldqf =0.6×127.54

44
炉顶辐射
受热面积
Hld
m2
结构计算书

45
炉顶吸热量
Qld
kJ/kg
qld Hld/Bj=3600×76.52×31.69/(23.87×103)

46
烟窗辐射吸热
分布系数
ηch
/
《锅炉原理-周》P175图9-8，按烟窗相对高度等于1

47
系数β
β
/
附页P178图VI

48
烟窗辐射热强度
qch
kW/m2
βηch qf=0.98×0.65×127.54

49
烟窗受热面积
H′pq
m2
结构计算书

50
屏区吸收炉膛
辐射热
Qch
kJ/kg
qch H′pq/ Bj=3600×81.24×70.06/(23.87×103)

51
一级减温水量
Djw1
kg/h
先假定

52
二级减温水量
Djw2
kg/h
先假定

53
炉顶过热器焓增
Δi
kJ/kg
QldBj/(D- Djw1- Djw2)= 365.72×23.87×103/(220000-200-200)

54
饱和蒸汽焓
i″bh
kJ/kg
蒸汽特性表，汽包压力112×0.098=10.976MPa，317.9℃

55
炉顶出口蒸汽焓
i″ld
kJ/kg
i″bh+Δi=2705.48+39.75

56
炉顶出口
蒸汽温度
t″ld
℃
由112×0.098=10.976MPa， (320℃)2720.4，(340℃)2837.0插入

8. 屏式过热器热力计算
序号
项目名称
符号
单位
计算公式或数据来源
结果
1
烟气进屏温度
θ′P
℃
炉膛计算结果

2
烟气进屏焓
I′P
kJ/kg
炉膛计算结果

3
烟气出屏温度
θ″P
℃
假定

4
烟气出屏焓
I″P
kJ/kg
烟气焓温表

5
烟气平均温度
θpj
℃
(θ′P+θ″P)/2=(1113.4+965)/2

6
烟气在屏区
放热量
Qpq
kJ/kg
Φ(I′P -I″P)=0.995×(15000.5-12811.6)

7
水蒸汽容积
份额
rH2O
/
烟气特性表

8
三原子气体
和水蒸气容积份额
rn
/
烟气特性表

9
三原子气体
分压力
pn
MPa
p rn=0.098×0.213

10
辐射层有效
厚度
S
m
结构计算书

11
三原子气体
辐射减弱系数
ky
1/(m MPa)
=

12
灰粒子
辐射减弱系数
kh
1/(m MPa)
55900/=55900/

13
飞灰浓度
μh
kg/kg
烟气特性表

14
烟气辐射
减弱系数
k
1/
(m MPa)
kyrn+khμh=11.33×0.213+84.35×0.0149

15
烟气黑度
a
/
1-e-kpS=1-e-3.67×0.098×0.77

16
屏区穿透角系数
Φpq

结构计算书

17
屏出口面积
F″
m2
结构计算书

18
修正系数
ξr
/
《锅炉原理》P214

19
炉膛向屏区的
辐射热
Qch
kJ/kg
炉膛计算结果

20
炉膛向屏后的
辐射热
Qfph
kJ/kg
Qch(1-a)Φpq =858.4×(1-0.24)×0.137

21
屏区吸收的炉膛辐射热量
Qfpq
kJ/kg
Qch- Qfph=858.4-89.38

22
屏区出口截面积
H″pq
m2
结构计算书

23
屏间烟气向后
辐射热量
Qhpq
kJ/kg
3600×5.67×10-11a H″pq(θPj+273)4ξr/Bj
=3600×5.67×10-11×0.24×50.6×(1039.2+273)4×0.5/(23.87×103)

24
屏间烟气在屏区对流放热量
Qdpq
kJ/kg
Φ(I′P- I″P)- Qhpq =0.995×(15000.5-12811.6)- 153.94=2178-153.94

25
屏区附加受热面吸热量
Qfjpq
kJ/kg
假定Qdpd=121 kJ/kg，Qdpc=260.5 kJ/kg，Qfjpq=Qpd+ Qpc=121+260.5

26
屏本身对流吸热
Qdp
kJ/kg
Qdpq- Qfjpq=2024.1-381.5

27
屏顶辐受热面积
Hpd
m2
结构计算书

28
屏侧受热面积
Hpc
m2
结构计算书

29
屏本身受热面积
Hp
m2
结构计算书

30
屏顶吸收的炉膛辐射热
Qfpd
kJ/kg
QfpqHpd/(Hpd+Hpc+Hp)=769.02×23.9/(23.9+52.5+352.8)

31
屏侧吸收的炉膛辐射热
Qfpc
kJ/kg
QfpqHpc/(Hpd+Hpc+Hp)= 769.02×52.5/(23.9+52.5+352.8)

32
屏本身吸收的
炉膛辐射热
Qfp
kJ/kg
Qfpq- Qfpd –Qfpc=769.02-43.01-94.48

33
屏本身吸收的
总热量
Qp
kJ/kg
Qdp+ Qfp=1642.6+631.5

34
蒸汽进屏温度
t′p
℃
假定(调整结果)

35
蒸汽进屏焓
i′p
kJ/kg
水蒸气表，按压力108×0.098MPa=10.584 MPa，(360℃)2939.9，(380℃)3012.8

36
蒸汽出屏焓
i″p
kJ/kg
i′p+ QpBj/(D-Djw2)= 2968.5+2274.1×23.87×103/(220000-200)

37
蒸汽出屏温度
t″p
℃
水蒸气表，按压力105×0.098MPa=10.29 MPa，(420℃)3148.5 ，(440℃)3206.1, (460℃)3261.4

38
屏内蒸汽
平均温度
tpj
℃
(t′p+ t″p)/2=(367.9.3+443.4)/2

39
屏内蒸汽
平均比容
v
m3/ kg
水蒸气表，按压力106.5×0.098MPa=10.437 MPa，(400℃)0.02519 ，(420℃)0.02654

40
屏蒸汽流动
截面积
fp
m2
结构计算书

41
屏内蒸汽
平均流速
w
m/s
(D-Djw2) v/(3600 fp )=(220000-200)×0.02557/(3600×0.0965)

42
管壁对蒸汽对
放热系数
α2
W/(m2℃)
《锅炉课程设计》P179，图IX，dn=32mm，Cd=0.99，Cdα0=0.99×2791.2
《锅炉原理》P202，图10-9

43
烟气平均
流通截面积
Fp
m2
结构计算书

44
烟气容积
Vy
m3/ kg
烟气特性表

45
屏间烟气流速
wy
m/s
Bj Vy(θPj +273)/(273×3600 Fp)＝23.87×103×8.559×(1039.2+273)/(273×3600×59.45)

46
烟气侧对流
放热系数
αd
W/(m2℃)
《锅炉课程设计》P182-183，图XI，管排数10，Cz=1；σ1=13.8，σ2=1.1，Cs=0.605；
θPj=1039.2℃，rH2O=0.066，Ct=0.9；管径d=42mm，α0 Cz Cs Ct=44.19×1×0.605×0.9
《锅炉原理》P198，图10-6

47
灰污系数
ε
m2℃/W
《锅炉课程设计》P186，图XIV，2线
《锅炉原理》P209，图10-15，2线

48
管壁灰污层温度
thb
℃
tpj+(ε+1/α2)BjQp/(3600Hp)= 405.7+(0.007+1/2763.3)×23.87×103×2274.1×103/(3600×352.8)

49
辐射放热系数
αf
W/(m2℃)
《锅炉课程设计》P187，αf=aα0=0.24×325.6
《锅炉原理》P207，图10-12

50
利用系数
ζ
/
《锅炉课程设计》P186，图XIV
《锅炉原理》P209，图10-15

51
屏角系数
xp
/
结构计算书

52
纵向节距
s2
m
结构计算书

53
烟气对管壁的
放热系数
α1
W/(m2℃)
ζ(αdπd/(2s2xp)+αf)=0.86×(24.06×π×42/(2×46×0.98)+78.15)

54
对流传热系数
K
W/(m2℃)
α1/[1+(1+Qfp/Qdp)( ε+1/α2) α1]=97.5/[1+(1+634.94/1621.4)(0.007+1/2763.3)×97.5]

55
传热温差
Δt
℃
θ′P -t′=1113.4-367.9=745.5，θ″P-t″=965-443.4=521.6，(θ′P-t′)/( θ″P-t″)=745.5/521.6=1.43<1.7，
[(θ′P-t′)+ ( θ″P-t″)]/2=(745.5+521.6)/2

56
屏对流传热量
Qchp
kJ/kg
3.6 KΔtHp/Bj=3.6×48.78×633.6×352.8/(23.87×103)

57
误差
ΔQ
%
│(Qdp-Qchp)/ Qdp│=│(1642.6-1644.5) /1642.6│

58
允许误差
δ
%
给定

59
屏侧水冷壁水温
tbs

水蒸气表，按压力112×0.098=10.976MPa，饱和温度

60
平均传热温差
Δtpc
℃
θpj- tbs=1039.2-317.9

61
屏侧水冷壁
对流吸热量
Qchpc
kJ/kg
3.6KΔtpcHpc/Bj=3.6×48.78×721.5×52.5/(23.87×103)

62
误差
ΔQpc
%
│(Qdpc -Qchpc)/ Qdpc│=│(260.5-278.7)/260.5│

63
允许误差
δ
%
给定

64
屏顶蒸汽进口焓
i′pd
kJ/kg
炉顶出口

65
屏顶蒸汽
进口温度
t′pd
℃
炉顶出口

66
屏顶蒸汽焓增
Δipd
kJ/kg
Bj(Qpd+Qfpd)/(D-Djw1-Djw2)=23.87×(121+42.82)/(220-0.2-0.2)

67
屏顶蒸汽出口焓
i″pd
kJ/kg
i′ld+Δi=2745.2+17.81

68
屏顶蒸汽
出口汽温
t″pd
℃
水蒸汽表，由112×0.098=10.976MPa， (320℃)2720.4，(340℃)2837.0插入

69
平均传热温差
Δt pd
℃
θPj-( t′pd + t″pd)/2=1039.2-(324.3+327.3)/2

70
屏顶对流吸热量
Qchpd
kJ/kg
3.6 KΔtpdHpd/Bj=3.6×48.89×713.4×23.9/(23.87×103)

71
误差
ΔQpd
%
│ (Qpd -Qchpd)/ Qpd│=│(121-125.7)/121│

72
允许误差
δ
%
给定

9. 凝渣管
序号
项目名称
符号
单位
计算公式或数据来源
结果
1
烟气进口温度
θ′nz
℃
屏计算结果

2
烟气进口焓
I′nz
kJ/kg
屏计算结果

3
烟气出口温度
θ″nz
℃
假定

4
烟气出口焓
I″nz
kJ/kg
烟气焓温表

5
烟气平均温度
θpj
℃
(θ′nz+θ″nz)/2=(965+954.5)/2

6
烟气放热量
Qdnz
kJ/kg
Φ(I′nz -I″nz)=0.995×(12811.6-12620.8)

7
水蒸汽容积
份额
rH2O
/
烟气特性表

8
三原子气体
容积份额
rn
/
烟气特性表

9
三原子气体
分压力
pn
MPa
p rn=0.098×0.213

10
辐射层
有效厚度
S
m
结构计算书

11
三原子气体
辐射减弱系数
ky
1/(m MPa)
=

12
灰粒子
辐射减弱系数
kh
1/(m MPa)
55900/=55900/

13
飞灰浓度
μh
kg/kg
烟气特性表

14
烟气辐射
减弱系数
k
1/
(m MPa)
kyrn+khμh=8.42×0.213+87.94×0.0147

15
烟气黑度
a
/
1-e-kpS=1-e-3.09×0.098×1.56

16
管壁灰污层温度
thb
℃
《锅炉原理》P206，tpj+Δt= tbh+80=317.9+80

17
辐射放热系数
αf
W/(m2℃)
《锅炉课程设计》P187，αf=aα0=0.376×194.8
《锅炉原理》P207，图10-12

18
烟气平均
流通截面积
Fnz
m2
结构计算书

19
烟气容积
Vy
m3/ kg
烟气特性表

20
烟气流速
wy
m/s
Bj Vy(θPj +273)/(273×3600 Fnz)＝23.87×103×8.559×(959.8+273)/(273×3600×41.7)

21
烟气侧
对流放热系数
αd
W/(m2)
《锅炉课程设计》P184，图XII，管排数1，σ1=5.16，Cz=0.8；σ2>4，Cs=0.7；θPj=958.5℃，rH2O=0.066，Ct=0.92；管径d=133mm，α0 Cz Cs Ct=41.87×0.8×0.7×0.92
《锅炉原理》P199，图10-7　按120mm，σ2>4

22
利用系数
ξ
/
《锅炉原理》P195

23
烟气侧
总放热系数
α1
W/(m2)
ξ(αd+αf)=1×(73.24+21.57)

24
热有效系数
Ψ
/
《锅炉原理》P209，表10-4

25
传热系数
K
W/(m2℃)
Ψα1=0.6×94.81

26
传热温压
Δtnz
℃
θpj-tbh=959.8-317.9

27
传热面积
Hnz
m2
结构计算书

28
对流吸热量
Qchnz
kJ/kg
3.6 KΔtnzHnz/Bj=3.6×56.89×641.9×28/(23.87×103)

29
误差
ΔQ
％
│ (Qdnz -Qchnz)/ Qdnz│=│(153.3-154.2)/153.3│

30
允许误差
δ
％
给定

31
炉膛和屏区
辐射出的热量
Qf′nz
kJ/kg
屏区结果Qfph+ Qhpq=89.38+153.94

32
凝渣管角系数
xnz
/
《锅炉课程设计》P174，图I，a线5，1，σ1=5.16
《锅炉原理》P177，图9－5，线5

33
凝渣管吸收
附加辐射热量
Qfj′nz
kJ/kg
xnz Qf′nz=0.28×243.32

34
穿过凝渣管
的辐射热
Qfj″nz
kJ/kg
(1-xnz) Qf′nz=(1-0.28)×243.32

10. 高温过热器热段
序号
项目名称
符号
单位
计算公式或数据来源
结果
1
烟气进口温度
θ′gr
℃
凝渣管计算结果

2
烟气进口焓
I′gr
kJ/kg
凝渣管计算结果

3
烟气出口温度
θ″gr
℃
假定

4
烟气出口焓
I″gr
kJ/kg
烟气焓温表

5
烟气平均温度
θPj
℃
(θ′gr+θ″gr)/2=(954.5+800)/2

6
烟气放热量
Qdgr
kJ/kg
Φ(I′gr-I″gr+ΔαIlk)=×0.995×(12657.5-10645+0.03×265)

7
热段接收炉膛
屏区辐射热
Qfgr
kJ/kg
凝渣管结果Qfj″nz/2=175.2/2

8
高温过热器热段总吸热量
Qgr
kJ/kg
Qdgr+ Qfgr=1010.2+87.6

9
水蒸汽
容积份额
rH2O
/
烟气特性表

10
三原子气体
和水蒸气容积份额
rn
/
烟气特性表

11
三原子气体
分压力
pn
MPa
p rn=0.098×0.211

12
辐射层
有效厚度
S
m
结构计算书

13
三原子气体
辐射减弱系数
ky
1/(m MPa)
=

14
灰粒子
辐射减弱系数
kh
1/(m MPa)
55900/=55900/

15
飞灰浓度
μh
kg/kg
烟气特性表

16
烟气辐射
减弱系数
k
1/
(m MPa)
kyrn+khμh=25.69×0.211+92.10×0.0147

17
烟气黑度
a
/
1-e-kpS=1-e-6.77×0.098×0.186

18
烟气平均
流通截面积
Fg
m2
结构计算书

19
烟气容积
Vy
m3/ kg
烟气特性表

20
烟气流速
wy
m/s
Bj Vy(θPj +273)/(273×3600 F)＝23.87×103×8.662×(877.3+273)/(273×3600×25.16)

21
烟气侧
对流放热系数
αd
W/(m2℃)
《锅炉课程设计》P182-183，图XI，管排数12，Cz=1；σ1=2.26，σ2=2.06，Cs=1；
θPj=877.3℃，rH2O=0.065，Ct=0.92；管径d=42mm，α0 Cz Cs Ct=70.94×1×1×0.92
《锅炉原理》P198，图10-6

22
灰污系数
ε
m2℃/W
《锅炉课程设计》P186
《锅炉原理》P206

23
蒸汽出口温度
t″gr
℃
锅炉给定参数

24
蒸汽出口焓
i″gr
kJ/kg
水蒸汽表101×0.98=9.898MPa，540℃

25
蒸汽进口焓
i′gr
kJ/kg
i″gr- QgrBj/D= 3475.1-1097.8×23.87×103/220000

26
蒸汽进口温度
t′gr
℃
水蒸汽表，按压力103×0.098MPa=10.094 MPa，(480℃)3318.59 ，(500℃)3370.87

27
蒸汽平均温度
tpj
℃
(t′gr+ t″gr)/2=(494.3+540)/2

28
蒸汽平均比容
v
m3/ kg
水蒸汽表，按压力102×0.098MPa=9.996 MPa，(500℃)0.03283，(520℃)0.03399

29
蒸汽流动截面积
fgr
m2
结构计算书

30
蒸汽平均流速
w
m/s
Dv/(3600 fgr )=220000×0.03383/(3600×0.0917)

31
管壁对蒸汽
对流放热系数
α2
W/(m2℃)
《锅炉课程设计》P179，图IX，dn=32mm，Cd=0.99，Cdα0=0.99×2558.6
《锅炉原理》P202，图10-9

32
热段受热面积
Hgr
m2
结构计算书

33
管壁灰污层温度
thb
℃
tpj+(ε+1/α2)BjQgr/(3600Hgr)= 517.2+(0.0043+1/2533)×23.87×103×1097.8×103/(3600×337.5) 《锅炉原理》P206

34
辐射放热系数
αf
W/(m2℃)
《锅炉课程设计》P187，θPj=877.3℃，αf=aα0=0.116×226.8
《锅炉原理》P207，图10-12

35