华北电力大学锅炉原理教案第 20 讲 锅炉炉膛辐射换热原理.docxVIP

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第20讲9.1~9.4锅炉炉膛辐射换热原理

一、教学目标

1、了解炉膛内传热的特点和辐射受热面的特性；

2、掌握辐射换热基本方程和有效辐射计算方法；

3、掌握炉内辐射传热相似理论和计算方法；

二、教学重点

1、炉膛内传热的特点

2、炉膛受热面的传热特性

3、辐射换热基本方程和有效辐射计算方法

三、教学难点

1、辐射换热基本方程和有效辐射计算方法

2、结渣与沾污对传热的影响

四、教学内容和要点

1、炉膛内传热的特点：

（1）沿着炉膛高度烟气温度先上升，后下降。火焰中心温度：≈1500℃左右。

（2）临界压力以下锅炉或者超临界锅炉的临界压力以下工况，水冷壁中的工质的温度近似为常数。即工作压力下的饱和温度。

（3）超临界锅炉：水冷壁中的工质温度沿着炉膛高度逐渐升高。

（4）煤的发热量、挥发分含量、煤粉颗粒粒径影响火焰中心沿着炉膛高度的位置。

（5）煤的结渣性能、沾污性能影响水冷壁的传热量

（6）过热器、再热器中的工质温度沿着蒸汽流程逐渐提高，而且低温段、中温段过热器、再热器布置在炉膛上部。

2、炉膛的周界

（1）底边界：冷灰斗一半高度。计算水冷壁面积时，要将这部分假想面积计算在内。

（2）四周边界：前、后、左、右墙水冷壁。

（3）上边界：炉膛顶部顶棚过热器。

（4）出口边界：后屏的前部边界。

3、炉内传热计算模型

（1）将燃烧过程与传热过程分开

（2）以辐射换热为主；

（3）火焰平均温度；

（4）炉膛受热面及火焰面按灰体处理。

4、炉膛传热计算基本方程：

（1）公式（9-4）；

σ0asFl(T?Tb4)=?BjVcp(Ta?Tl)

（2）物理意义：辐射换热量=烟气焓降复习：烟气焓的计算公式，§3.7

（3）保热系数

（4）热有效系数（9-8）

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Ψ=

火焰和水冷壁间的辐射换热量火焰的有效辐射热量

（5）尾涡卷吸

（3）顺列布置时，纵向节距太小。

5、相似理论计算方法：

（1）炉膛出口烟气温度（9-25）式

（2）烟气的平均热容Vcp的额计算：由烟气温度查阅烟气焓温表，得到烟气焓Iy，计算得到

（3）炉膛烟气出口温度通过假设初值，迭代计算得到。

6、炉膛受热面的辐射特性：

（1）角系数

（2）沾污系数（受热面的清洁程度，沾污系数越大，受热面的吸热能力越强）（9-29）

ζ=受热面的吸热量

投射到受热面上的热量

（3）沾污系数的取值方法

195页：表9-1

补充：

1、炉膛热力计算结果不准确的原因（1）烟气温度不准确

用平均烟气比热容计算结果有误差。

（2）沾污系数不准确

（3）热有效系数不准确

2、前苏联公布的1973年锅炉热力计算标准方法只适用于超高压670t/h以下的煤粉锅炉。

3、1025t/h~2008t/h量级亚临界压力锅炉热力计算方法为美国ABB-CE公司的软件包。

4、1995t/h~2995t/h级超临界锅炉热力计算方法：

（1）上海锅炉厂有限公司：美国Alstom公司软件包；

（2）哈尔滨锅炉厂有限公司：日本三菱（Mitsubish）公司软件包；

（3）东方锅炉集团股份有限公司：日本日立（Hitachi）公司软件包。

五、采用的教学方法和手段

教学方法：讲述法、讨论法

教学手段：在教案基础上，PPT文件与板书投影相结合

教学学时：2