未知
未知
一个方程，三个未知数，如何求？？？利用相似原理来求求解
2.炉膛传热计算方法
一、前苏联“热力计算标准方法” 1.单室炉及半开式炉膛中的换热计算
0.6 Tl " B0 0.6 Ta Mal0.6 B0 " l
计算公式见 课本
M 与火焰中心有关的量 B0 波尔兹曼准则
Ql Qr 100 q3 q4 q6 o o Qk， Qk al" al azf I rk (al azf ) I lk 100 q4
理论燃烧温度：假定燃料燃烧时放出的热量未向外界传热而使烟气所能达到的 最高温度，它与有效放热量Ql相关。烟气各个气体成分的比热是温度的函数， 不能直接计算，只能用试算迭代法计算。
保热系数
Ql I l" Vc pj (Ta Tl " ) Q B jVc pj (Ta Tl" ) Vc pj ——每kg燃料烟气的平均比热容 Ta ——绝热燃烧温度
1.炉膛传热原理
炉内有效放热量：包括修正后的1公斤燃料的有效放热量、1公斤燃烧用空气带 进炉膛的热量。
1.炉膛传热原理
从火焰和烟气的放热过程计算炉膛换热 原始的燃烧放热+烟气再循环热量-炉膛出口的烟气焓=炉膛换热
Q B j Ql I l" , KW q5 q5
1
Ql 炉膛有效放热量（每kg燃料计算的锅炉输入热量 加上烟气再循环的热量） B j 锅炉计算燃料量，kg / s
水垢表面对流
高温烟气对流 和辐射放热的热阻 1 d f
灰层热阻
管壁导热热阻
换热系数
h m g 1 R 1 h m g 2
1 K
h h
m m
水垢热阻
2
m m
h m g 1 1 h m g 2
1
1
B jVc pj B0 0 pj FlTa3
Ql I l" Vc pj Ta Tl "
！！！想知道推导过程 可以看看冯俊凯那本书
最终计算公式
Tl" ——炉膛出口温度 Ta ——绝热火焰温度 M ——火焰中心位置修正系数
Ta Tl 0Fl alTa3 0.6 M( ) 1 B jVc pj
Ql VC p 0
该如何求绝热燃烧温度呢？根据Ql查炉膛处烟气焓温表，找出温度对应值。 示例！ ((F10-24195.29)*100)/‘烟气焓温表（炉膛、 屏式过热器、高温过热器）’!F36:F37+1900）
1.炉膛传热原理
热平衡方程： 未知
4 xt Fb0 (Thy Tb4 ) BjVc pj (Ta Tl" )
炉膛传热计算
主要内容


炉膛传热原理 炉膛传热计算方法 炉膛黑度计算 炉膛受热面的辐射特性
1.炉膛传热原理
一、炉膛传热过程 复杂问题。燃烧和传热同时存在，燃烧问题比较 复杂，如何处理是个比较难的问题 传热分析，化学热 燃烧放热 炉膛水冷壁 水 烟气 火焰温度分布曲线（先升高，后下降） 炉膛内温度高，传热以辐射为主 任务：按照选定的炉膛出口温度布置辐射受热面 积，或者布置了炉内辐射受热面积，校核炉膛出 口烟温是否合适。
1.炉膛传热原理
三、炉膛辐射传热公式 方法：利用假设来建立物理模型和数学模型，用经验公式和半经验公式方法 假设： 传热与燃烧模型分开，引入经验系数考虑燃烧工况 忽略对流换热 各物理量均匀分布 火焰与炉膛的处理辐射换热等效为两块大平板 两块大平板的物理量为
b , Tb , hy , Thy
Q"f
Q 'f (1 a) x"p


5.67 1011 aFp"Tp4 r Bj
g ql Fl"
Bj
g 炉膛受热面热负荷沿高 度分布不均匀系数 考虑屏间烟气向炉膛反 辐射影响的修正系数
ql 炉膛辐射受热面的平均 热负荷 Fl" 炉膛出口烟窗的截面积
3.传热系数
要想知道炉膛黑度必须 知道火焰黑度和热有效 系数
3.炉膛黑度计算
二、火焰黑度 将火焰当做灰体处理，固体燃料火焰黑度求法
k k q r k h h k j x1 x2 k q 三原子气体的辐射减弱 系数 0.78 1.6 H 2O Tl" k q 10.2 （ 0.1 ） (1 0.37 ) 1000 10.2 pq s r rH 2O rCO2 VH 2O VCO2 Vy
4.炉膛受热面的辐射特性
一、热有效系数（火焰投射到炉壁）
=
受热面吸收的热量 投射到炉壁的热量
二、角系数（几何参数，物理量？） 求解方法见传热学课本第？章辐射换热计算，对于课程设计，查表，也可采 用公式计算
x= 投射到受热面上的热量 投射到炉壁的热量
三、污染系数（针对水冷壁污染来讲的） 可以查表，课本以及课程设计书中表3-4有
ahy 1 e s 3.6 Vl Fl
kps
k 火焰辐射减弱系数 p 炉膛压力 s 炉膛的有效辐射层厚度 Vl 炉膛容积 Fl 炉壁面积
关键是求k
k h 火焰中悬浮灰粒辐射减 弱系数 kh 55900
3 2 Tl"d h
h 飞灰浓度
k j 火焰中焦炭颗粒的辐射 减弱系数 x1 , x2 影响系数
假想黑度，对应于有效辐射热量
4 q yx1 al 0Thy ,
炉壁总换热量 Q (q yx1 q yx2 ) Fb q yx1Fb
4 Fbal 0Thy
4 Qf xt Fb0 (Thy Tb4 )
联立求解可以推出
Tb4 al (1 4 ) 1 1 Thy ( 1) ahy ab 1
2.对流受热面的传热计算
针对过热器再热器具体公式为：
Qd KHt Bj
0 Qd ( I I I lf )
保热系数
I 进口烟气焓 I 出口烟气焓
0 I lf 漏风焓
漏风系数 对含有辐射热量的屏式 过热器 Qd D (i i) Q f Bj D (i i) Bj
主要内容

对流换热面的传热特点
对流受热面的传热计算 传热计算


1.对流受热面传热特点
传热特点 对流换热为主，但是还是有辐射。如何考虑？ 传热学中是把这部分计算在那？ 对流换热为主：对流过热器和再热器、是省煤 器、空气预热器。屏式换热器，前屏以辐射为 主，计算在炉膛里。大屏及后屏半辐射式用对 流受热面公式计算 m n 计算公式 Nu C Re Pr ，具体参数选取课本 以及锅炉课程设计一书
1.假设炉膛出口温度 2.某些物理量的定义 其它炉型及公式看看书即可，求解方法大同小异！
3.炉膛黑度计算
一、炉膛黑度计算 说明：炉膛黑度是进行炉膛热力计算时引进对应于火焰有效辐射的 假想黑度。其与火焰黑度和炉壁黑度有一定关系。

q yx1 q yx2 q yx1
q yx1 火焰对炉壁的有效辐射 热负荷 q yx2 炉壁对火焰的有效反辐 射热负荷

" l
Ta
3 o l pj FT l a M B V C j y pj 0.6
273 1
Q (Ql Il" )
计算过程： 1、假定θl’’ 2、计算 M、 、Vcpj、al、Ta 2、用该公式计算θl’’ 3、检验假设
对流换热面计算
其它的 Qd
2.对流受热面的传热计算
来自炉膛的传热 量经过屏吸收后 剩下的
对于空气预热器 " ky o" o ' Qd ky 2 ( I ky I ky ) 屏式过热器的辐射吸热 量为 Q f Q 'f Q"f Q 'f
烟气对屏后受热 面辐射的热量
(i ) A已知，t m？一般只知道四个温度 中两个？
' 假设一个温度， eg：已知t1'，t 2 ，可以假设t1"， " 从而可以求出t 2 , 知道Q
(ii )由烟气流量以蒸汽流量 及换热面布置情况 计算k (iii)Q kAt m Q - Q (iv) 1% Q (v)不满足再假设温度值
1.炉膛传热原理
二、火焰辐射 1辐射成份 三原子气体（CO2,H2O） 焦炭粒子 灰粒 炭黑粒子（缺氧，高温裂解，黄色火焰，PAH，soot） 2辐射影响因素 火焰辐射成份（不同燃料） 有效辐射成分在炉膛中的分布 燃烧方式和燃烧工况（同燃料，不同的燃烧方式） 各辐射成分的相互影响
=
受热面吸收的热量 投射到受热面上的热量
x
5.火焰中心位置修正系数
系数M是用来考虑炉膛高度方向温度最高处的相对位置对炉内换热影响的参数。
M A B( xi x) Hr xi Hl Hr
nB H n B
i j i i
ri
各参数具体含义请见课程设计书28页
炉膛传热计算过程
"
0 ——黑体辐射系数（5.67 10-11）
Fl ——炉墙面积
——水冷壁热有效系数的平均值
Vc pj ——1kg燃料燃烧产物在Ta -Tl"区间内总的平均比热容
已知量？？？？
Ta、0、Fl
——保热系数 B j ——计算燃料消耗量
al ——炉膛黑度
未知量？？？ Tl"、M、 、Vcpj、al
2.对流受热面的传热计算
水蒸气
' qm 2 c p 2 , t 2