b. 校核计算
对流受热面校核计算的目的是:根据已知的受热面的结构特性、烟气和工质的入口温度等,确定受热面的传热量及烟气和工质的出口温度。其计算步骤如下:
1、先估取受热面的出口烟气温度,并由焓温表查的出口烟气焓,然后按公式算出烟气侧放热量Qrp; Qrp??BjB(I'?I''???I0lk)
2、按工质侧热平衡方程求得工质出口焓及温度 3、同设计计算步骤1~4
4、按传热方程求得受热面传热量Qcr
5、检验受热面出口烟气温度估取的是否合理,按下式计算其相对误差 ?Q?Qrp?QcrQrp?100%
对于无减温器的过热器,?Q??3%;对于有减温器的过热器、锅炉管束、省煤器及空气预热器,?Q??2%;对于防渣管,?Q??5%;若满足上述误差范围,认为该受热面的计算即告完成。温度及吸热量,应以热平衡方程中的值为准。
如果相对误差?Q超出上述范围,必须重新估取烟气出口温度,再次计算。
2.2.3 防渣管计算
后墙水冷壁管子在炉膛出口处拉稀成二排组成防渣管,防渣管横向节距为314mm,纵向节距为260 mm。
a. 防渣管的结构计算 序号 1 项目 管径 符号 d 单位 mm 公式或数据来源 结果 63.5 - 22 -
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 管长 横向节距 管根数 有效角系数 受热面积 烟气流通截面积 防渣管的有效辐射受热面 防渣管受炉膛辐射面积 纵向节距 烟气有效辐射层厚度 比值 比值 l S1 n xc1 Hch fch He,o Fe,o S2 S σ1 σ2 m mm 根 m2 m m2 m mm m m m 22 查标准p164图C2 3πdln 2.82*l-n*l*d Xc1*Fe,o 等于炉膛出口烟窗面积 0.9(4S1*S2/dπ-1) S1/d S2/d 2.50 314.00 13 0.48 9.61 6.03 3.28 6.83 260.00 1.26 5.10 7.25
b. 防渣管的热力计算 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 进口烟温 进口烟焓 出口烟温 出口烟焓 烟气侧对流放热量 平均烟温 管内工质温度 最大温压 最小温压 平均温压 烟气流速 烟气中水蒸气容积份额 三原子气体容积份额 条件对流放热系数 修正系数 修正系数 修正系数 ???' I' ℃ 等于炉膛出口烟温 查焓温表 先假定,在校核 查焓温表 φ(I'-I'') 1/2(?'+?'') 按p=2.5MPa查水蒸汽表 900.77 10281.21 850 9659.25 610.14 875.39 243.00 657.77 607.00 632.385 7.61 0.05 0.18 60.00 0.88 0.80 0.60 KJ/Kg ℃ KJ/Kg ?'' I\Qh.b KJ/Kg ?av t tmax tmin t ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ m/s 2w/(m*℃) ?'-t ?''-t (?tmax+?tmin)/2 Bj*Vy*(?pj+273)/Fy/273/3600 查图C14a 查图C14b 查图14b 同上 ?ω rH2O rRO2 α0 Cz Cw Cs - 23 -
18 19 20 21 管壁积灰层表面温度 条件辐射放热系数 三原子气体总分压力 三原子气体辐射力 三原子气体辐射减弱系数 气体介质吸收力 烟气黑度 辐射放热系数 烟囱处炉膛辐射热负荷分布系数 防渣管吸收炉膛辐射热量 烟气对管壁放热系数 有效系数 传热系数 传热量 误差 防渣管总吸热量 twal ɑ0 pNO2 KNO2 ℃ w/(m2*℃) MPa MPa?m 243+80 查图C18 rRO2*0.1 323.00 135.00 0.17 0.15 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 KNO2 kpS ɑg ɑr ye.o Qr ɑ1 ψ K p*rq 10((0.78+1.6*rH20)/sqrt(10*p*rq*s)-0.1)(1-0.37*?''/1000)r(m?-1MPa) q w/(m2*℃) KJ/Kg w/(m2*℃) 2w/(m*℃) KNO2Sp 1-exp-kps2.65 0.33 0.198 135.65 0.60 13.63 98.36 0.60 59.02 604.3 0.87 623.77 aoag 3.6Ye.oqrFe.oxe.o/Bcal ɑ0+ɑr ψɑ1 3.6KH?t/Bcal |(Qh.b-Qh.t)/Qh.b|*100% Qh.b+Qr Qh.t KJ/Kg ?Q % Qscr KJ/Kg
2.2.4 对流管束的计算
按烟气流通方向对流管束采用“W”型冲刷方式,由?63.5X3的管子组成,横向布置方式为30排,节距为157 mm,第一回程有7排纵向节距为175 mm的管子组成,第二程为空烟道,第三回程有6排纵向节距为170 mm的管子组成。 对流管束与上下锅筒之间均采用焊接连接。
a 对流管束结构设计及计算 序号 1 2 名称 管径 平均管长 符号 d 单位 mm mm - 24 -
公式或数据来源 选定管径 选定 结果 63.5 3700
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 横向相对节距 纵向相对节距 区段I受热面积 区段II受热面积 σ1 σ2 H1 H2 m m2 m m2 m m m m 3222S1/d S2/d n1*n2'*π*d*l n2*n2'*π*d*l H1+H2 (S1-d)*l*(n1-1) (S1-d)*l*(n2-1) (H1+H2)/(H1/F1+H2/F2) 0.9*d*(4*S1*S2/π*d2-1) 2.47 2.76 113.82 99.59 213.41 1.7871 1.5318 1.658 7.056 0.361 管束总对流受热面积 Hzs 区段I流通断面积 区段II流通断面积 烟气流通截面积 烟气容积 辐射层厚度 F1 F2 Fy Vy S
b 对流管束热力计算 序号 1 2 3 4 5 6 7 对数平均温度差 8 9 10 基准对流放热系数 11 节距修正系数 管排修正系数 烟气物性修正系数 12 对流放热系数 13 14 基准辐射放热系数 15 修正系数 Cr 管子灰壁温度 thb αH Cs Cz Cφ αd 平均烟温 烟气流速 ?t 名称 进口烟温 进口烟气焓 出口烟温 出口烟气焓 烟气侧放热量 管内工质温度 符号 ?' h' ?” h\单位 ℃ KJ/Kg ℃ KJ/Kg KJ/Kg ℃ ℃ 公式或数据来源 防渣管出口烟温 防渣管进口烟焓 先假定,在校核 查焓温表 ?*(h'y-h\y+?αhk) 0结果 850 9659.25 400 4297.3 5312.12 243 332.77 625 Qrp t p=2.5MPa的饱和温度 (?'- ?\㏑((?'-t)/(?\t+?t ℃ ?pj wy m/s αH w/(m2*℃) w/(m2*℃) ℃ w/(m2*℃) w/(m2*℃) Bj*Vy*(?pj+273)/Fy/273/3600 34.67 《标准》P304 《标准》P304 《标准》P305 《标准》P305 α0*Cs*Cz*Ccp t+60 《标准》P314 《标准》P314 82.57 1.05 0.96 0.97 80.73 303 94.00 0.96 - 25 -
16 17 18 19 20 管间辐射放热系数 21 22 烟气侧放热系数 23 24 传热系数 25 26 27 传热量 相对误差 允许误差 热有效系数 利用系数 pq 三原子气体总分压力 三原子气体辐射减弱kq 系数 烟气的辐射总厚度 kps 烟气黑度 ay αf' ξ α1 ψ K Qcr 1/m.Mpa 1/m.Mpa w/(m*℃) w/(m2*℃) w/(m2*℃) KJ/Kg % % 20.018 p*rq ((7.8+16*rH2O)/3.16/sqrt(pq*s)2.69 -1)*(1-0.37*(?pj+273)/1000) kq*rq*p*s 1-exp(-kps) αH*Cr*ay 《标准》P66 ξ*(αf'+αd) 《标准》P66 ψ*α1 K*△t*Hzs/Bj*3.6 (Qrp-Qcr)/Qrp 规定 0.017 0.0165 1.08 1 81.82 0.65 53.18 5288.10 0.489 ±2
2.2.5 省煤器的计算
省煤器采用方型铸铁式省煤器,采用长度为2000mm,省煤器管内径为?60mm的标准件,单根受热面积为2.95m2,在1500mm的空间中布置8排,10列,单组共有80根省煤器,受热面积236 m2, 省煤器共分两组布置,总面积为472 m2。
省煤器中被加热的炉水由一根DN100的管子引入上锅筒。省煤器集箱上设有安全阀座、压力表座、温度计座、再循环管座、排污管座等。
a 铸铁省煤器结构设计计算 序号 名称 符号 单位 公式或数据来源 结果 - 26 -