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锅炉本体热力计算 第一页，共三十一页，2022年，8月28日 §6.1 炉膛传热过程及计算 第六章 炉膛传热过程具有如下特点 炉膛内的传热过程是与燃料的燃烧过程同时进行的。 炉膛传热以辐射为主、对流所占比例很小。 火焰与烟气的温度在其行程上变化很大。 燃用不同燃料，火焰的辐射特性不同。 辐射受热面通常被灰污所包覆。 　 第二页，共三十一页，2022年，8月28日 §6.1 炉膛传热过程及计算 炉膛传热计算的任务在于： 确定炉膛辐射受热面的吸热量和炉膛出口烟气温度。为了应用传热学的基本原理计算炉内传热，特做如下假定： 把传热过程和燃烧过程分开，在必须计及燃烧工况影响时，则引入经验系数来考虑。 对流传热所占份额不大（5％左右），计算时可忽略。 火焰辐射传热量按某一平均温度来计算。 不同的燃料采用不同的火焰黑度。 采用灰污系数修正。 一、炉膛传热基本方程式 炉膛的传热计算实际上是计算火焰与水冷壁间的辐射换热量，据斯一波公式有： (kw) 　　　　 第六章 第三页，共三十一页，2022年，8月28日 §6.1 炉膛传热过程及计算 另一方面，可从烟气侧列出热平衡方程式： 　　　 (kw) 二、有效辐射受热面 由于水冷管壁一般都是靠墙布置，只有曝光的一面受到火焰的辐射，而其背面只受到炉墙的反射辐射（炉壁假定为绝热面），所以不能完全利用。因此水冷壁辐射受热面积并不等于管子的外表面积。 　　 　　 　　　 第六章 第四页，共三十一页，2022年，8月28日 §6.1 炉膛传热过程及计算 设火焰向炉墙总的辐射热量为 。第一次投落在管子壁面上的热量为 则热量投射的份额为： ：只与表面形状，两物体间几何位置相关，与温度无关的系数。 漏过到炉墙的热量为： 第六章 第五页，共三十一页，2022年，8月28日 §6.1 炉膛传热过程及计算 经炉墙反射至水冷壁管的热量 　　 经两次辐射至管子的热量为： 有： 有效角系数 炉膛辐射受热面积Hf 在锅炉实行运行时，由于水冷壁被灰污包敷，使管壁积灰层表面温度升高，以致不能忽略管壁本身的辐射，也就导致水冷壁受热面吸热量的减少，为考虑积灰的影响我们引入水冷壁管的粘污系数。 第六章 第六页，共三十一页，2022年，8月28日 §6.1 炉膛传热过程及计算 综合考虑 和 的影响，引入热有效系数 举例说明灰污对传热的影响： 管内工质温度为400 °C左右 若管壁为洁净，则管壁外表面温度等于工质温度 若管壁上积灰垢厚0.5mm，λ＝0.1w/m2 · °C，此时管外 壁灰表面温度为900～1000°C ，因此管壁本身辐射就不 能忽略； 三、火焰黑度（ ） 在火焰黑度计算时有：假定 第六章 第七页，共三十一页，2022年，8月28日 §6.1 炉膛传热过程及计算 火焰视为灰体，即 计算中所涉及到的温度和烟气成分以炉膛出口截面处为准。 在炉膛中，沿火焰行程,随着温度场的变化，火焰中具有辐射能力的成分如赤热焦炭粒，RO2和碳黑粒子等也是变动的，并且随燃料种类，燃烧方式，燃烧工况的不同而不同，因此，炉膛沿火焰行程各处 是不同的 第六章 第八页，共三十一页，2022年，8月28日 §6.1 炉膛传热过程及计算 例如：在燃用重油时，碳黑粒子 RO2火焰尾部黑度的变化是剧烈的，这是由于引起火焰发光的碳黑颗粒完全燃尽，到火焰末端仅仅是三厚子气体的辐射所致。而燃煤炉（焦炭、灰粒、 RO2）的 变化则较平缓。 据传热学定义： K：火焰辐射减弱系数 1/m·mPa p：炉膛压力，供热锅炉P=0.1MPa（常压燃烧） S：有效辐射层厚度： 燃用气体或液体燃料时：(主要辐射介子RO2 ，炭黑粒子） 这时 是由发光部分黑度 和不发光部分黑度 第九页，共三十一页，2022年，8月28日 §6.1 炉膛传热过程及计算 第六章 m：发光部分在火焰中所占份额 m 气体燃料 液体燃料 ≤400 0.1 0.55 ≥1200 0.6 1 1200 ≤ ≤400 用插值法求取 第十页，共三十一页，2022年，8月28日 §6.1 炉膛传热过程及计算