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锅炉设计-浙江大学通用锅炉设计热力计算系统 BESS高级操作手册.doc

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1、浙江大学通用锅炉热力计算系统高级操作手册浙江大学锅炉热力计算系统高级操作手册浙江大学化工机械研究所二零零六年七月66目 录目 录I第一章项目方案管理子系统11.1概述11.2项目存储模式11.3人员角色管理21.4权限管理41.5项目方案管理41.6新建项目工作流程51.7一问一答6第二章传热部件库72.1概述72.2炉膛102.3辐射冷却室142.4燃烬室142.5炉膛内辐射面(汽)162.6炉膛内辐射面(水)162.7炉膛内过热器(流化床)162.8分离器(蒸汽)172.9分离器(汽水)172.10分离器(绝热)172.11凝渣管束172.12炉膛侧辐射受热面(水)202.13对流受热面(

2、汽)202.14对流受热面(汽水)232.15对流受热面(水)242.16辐射受热面(汽)262.17辐射受热面(汽水)282.18辐射受热面(水)292.19附加受热面(汽)302.20附加受热面(汽水)312.21附加受热面(水)312.22引出管(汽)312.23引出管(汽水)322.24引出管(水)332.25特殊受热面(汽)332.26特殊受热面(汽水)342.27特殊受热面(水)352.28管式空预器362.29回转式空预器382.30铸铁空预器(南通)402.31减温器402.32铸铁省煤器412.33铸铁省煤器(03标准)432.34除氧蒸发器442.35返料掺风器442.36

3、烟管对流管束442.37埋管44第三章复杂问题处理453.1包墙管453.2吊挂管悬挂多个部件463.3带外置式换热器的循环流化床463.4烟气再循环47第四章专题说明524.1循环流化床经验算法524.2WNS燃油燃气锅炉554.3污染系数、利用系数和热有效系数564.4火焰中心位置系数M634.5火焰黑度修正系数m654.6灰粒子有效直径664.7计算低负荷67第五章常见错误68第一章 项目方案管理子系统1.1 概述项目方案管理子系统借助数据库系统,集中管理企业网络环境中与BESS锅炉计算系统使用有关的各种数据和信息(亦即:锅炉设计方案的主要信息),以确保这些信息被规范、安全、可靠的存储;

4、同时,根据分配的权限让用户安全快捷地检索利用数据信息。软件下载: 提取码:uzcr1.2 项目存储模式项目分别存储在企业项目库和本地项目库。企业项目库 部署在BESS系统的数据库服务器上,集中管理整个企业中的项目信息。本地项目库 存放在客户端计算机中,是在安装锅炉计算软件的时候由系统自动创建一个文件目录,本地项目库的数据存储在此文件目录下。管理用户个人查看、计算的项目。用户如果需要查看或计算企业项目库中的项目,可以根据自己的权限从企业项目库下载,保存到本地项目库。经过一定的时间,系统会自动清除保存在本地项目库的项目,如果需要请重新下载。在设计方案时,用户对项目的新建、修改等过程都是先在本地项目

5、库保存,完成后应及时提交到企业项目库,保持本地项目库与企业项目库数据的一致性。1.3 人员角色管理根据权限的大小,人员角色的权限范围可以分为针对整个企业项目库和针对具体的项目。具体的角色分配如下图所示。1.3.1针对整个企业项目库的人员角色权限范围覆盖整个企业项目库的人员角色具有特权,这部分角色分为超级管理员、总工程师和项目管理员,他们具有管理整个企业项目库的权限。只有超级管理员才可以指定特权人员。超级管理员:具有创建“总工程师”的权限,一般情况下很少使用。总工程师:具有系统全部功能的权限。负责指定项目管理员;一般情况下作为项目的审定人员,审定通过后把该项目设为“设计终结状态”。项目管理员:具

6、有管理整个企业项目库的权限,该职位一般由总师办担当。当新任务到达总师办以后,项目管理员在系统中新建项目,设置基本参数,并指定该项目的项目负责人。项目管理员的具体权限为:创建和删除用户;分配用户查询和使用数据的权限;指派项目负责人;设定项目的状态;单机版系统的使用管理;查阅系统日志。项目管理员在新建用户角色的时候,分为“一般人员”和“管理人员”。两者的区别在于:管理人员除了具备“一般人员”的权限外,可以被指定为“项目负责人”。1.3.2针对具体项目的人员角色(1) 项目负责人项目负责人具有管理某个具体项目的权限。如果该项目由某个处室负责,一般由该处的处长担任项目负责人;如果该项目需要跨部门合作,

7、则需要统领跨部门的领导担任项目负责人。项目负责人的具体权限为:指定该项目的设计人员、校核人员和审核人员,以及当前修改人;一般由项目负责人担任该项目的审核人员。项目负责人可以对该项目的方案进行管理。当该项目的某一个方案已经完成、或者不愿意该方案被修改,项目负责人可以把该方案锁定。锁定后,该方案的数据及其附件都被设定为“只读”模式,即使项目的当前修改人也不能对该方案进行修改。项目负责人由项目管理员在创建新项目的时候指派。(2) 项目的“当前修改人”只有项目的当前修改人能对该项目进行修改。项目负责人在指派项目设计人员和校核人员后,从这两人中指派当前修改人,或者由项目负责人自己担任当前修改人。当前修改

8、人在修改项目前,首先需要申请“获得修改权”,取得针对该项目的独家修改权。当前修改人对项目进行设计修改,按保存按钮后将更新的数据保存在本地的项目库,应及时上传到企业项目库。当前修改人完成对项目的修改与上传后,应及时“释放修改权”。如果当前修改人没有释放修改权,项目负责人强行改变当前修改人的时候,软件提示当前修改人在本地项目库中所做的修改、但未及时提交到企业项目库的数据将不再能上传到服务器项目库。比如设计人员A是某个项目的当前修改人,并“获得修改权”,在本地项目库设计方案,临时接到出差通知,没有把本地项目库的数据上传到企业项目库,当然,也没有“释放修改权”;由于任务紧迫,项目负责人需要指定其他人员

9、来接任设计任务,强行把当前修改人改为设计人员B;为了保证版本的一致性,系统设定,设计人员A在出差前所作的修改将不能上传到服务器。(3) 项目其他角色项目设计人:负责项目方案的设计,创建和修改设计方案。项目校核人:校对由项目设计人提交的方案,提出校核意见。项目审核人:审核由项目校对人提交的方案,提出审核意见。项目审定人:对项目审核人提交的方案进行审定,提出审定意见;有权把项目状态改为“设计终结状态”;一般由总工程师担任。以上是对一个项目过程中的四种人员角色的设定,但是系统并不需要项目严格按照设计、校核、审核和审定的流程进行。1.4 权限管理系统可以根据以下几个方面设定某个人员角色的权限: 工质类

10、型:蒸汽锅炉、热水锅炉 结构型式:室燃炉、层燃炉、流化床和余热炉 容量范围 项目权限:查看、计算、打印具有特前的管理人员,可以根据以上几个方面进行排列组合,设定具体人员角色的权限范围。比如可以设定设计一处的小王具有查看和计算100t/h670t/h结构为室燃炉的蒸汽锅炉的权限。另外,还可以设定用户具有针对具体项目的权限。同样是前面提到的设计一处的小王,如果临时需要设计一台480t/h的循环流化床锅炉,项目管理员可以在王工原来的权限基础上,设定他具有查看和计算这台480t/h循环流化床锅炉的权限,但是不能查看或计算其他的循环流化床锅炉。1.5 项目方案管理设计方案管理是设计方案管理子系统的核心功

11、能。本系统管理的设计方案信息包括:方案关键信息、热力计算系统的数据文件、设计方案的附属信息等。这些信息被存储在系统的数据库中,授权用户可以通过企业的Intranet检索、浏览、创建、修改和删除这些信息。1.5.1 系统管理的信息内容 设计方案的关键信息:锅炉的项目编号、容量、工质类型、结构形式、额定压力和温度、燃料种类、日期、附件信息等(这些列出的关键信息均可用作为方案库查询的条件)。 热力计算的计算模型及计算结果数据文件(单一的二进制数据文件)。 设计方案的附属信息,包括:设计方案的有关说明图形、图片,Word文档、Excel表格等各种文件。这些信息即可能是在投标时向用户展示的方案图、照片、

12、图表等,也可能是锅炉运行后的安装报告、运行报告、用户回访信息、问题记录等。为保证信息安全及信息完整性,上述信息都将以记录的形式存储到系统服务器上的数据库中。1.5.2 项目设计的状态管理系统可以对项目设计所处的状态进行管理。对于投标设计项目,方案状态分为:投标设计态和投标设计终结态。对于制造设计项目,方案状态分为:设计态和设计终结态。当设计方案完成,审定通过后,总工程师把该项目设置为“设计终结态”。为了保证数据的原始性,此时系统把该项目的数据文件设为“只读”,不能修改。如果后续有该项目的DCS测得的数据等文件需要添加近来,可以把项目状态改为“追加修改状态”,允许往该项目中添加信息。1.6 新建

13、项目工作流程新建一个项目的典型工作流程如下图所示:1.7 一问一答(1) 问:如果王工要修改项目,应该如何操作?答:首先,从该项目的基本信息中找到“项目负责人”,向项目负责人申请;项目负责人把王工指派为“当前修改人”;王工用自己的帐号登陆系统,申请“获得修改权”。此时王工就具备了修改项目的权限,修改后应及时上传到企业项目库,并“释放修改权”。(2) 问:王工是项目负责人,在指派“当前修改人”的时候,却无法从下拉列表中找到合适的人选,为什么? 答:首先,王工需要项目的状态为“项目设计态”;确认项目的设计部门,指定项目的设计人员和校核人员;此时在“当前修改人”的下拉列表中出现设计人员和校核人员,王

14、工可以从中选择“当前修改人”。第二章 传热部件库2.1 概述传热部件库中包括了BESS系统所支持的各种传热部件模板,各部件的功能简介如下:部件名称换热介质功能说明高温侧低温侧L 炉膛烟气汽水混合物或水对于蒸汽锅炉,低温侧为汽水混合物;对于热水锅炉低温侧为水。根据不同的炉型、计算标准按照辐射传热理论有不同的计算方法辐射冷却室烟气汽水混合物辐射传热,作为假想炉膛来计算,主要用于余热锅炉。燃烬室烟气汽水混合物73标准参考双室炉的算法进行计算。2003标准按照标准中的算法计算。炉膛内蒸汽辐射面烟气蒸汽接受炉膛的辐射热,按照炉膛的平均辐射热负荷折算出辐射强度来计算辐射传热,典型部件如顶棚管、全辐射屏过热

15、器。炉膛内过热器(流化床)烟气蒸汽直接输入传热系数和传热面积,专用于循环流化床锅炉计算(此时,无炉膛的平均辐射热负荷)。分离器(绝热)烟气无实现灰分离,并完成部分燃料的燃烧,用于循环流化床锅炉。分离器(蒸汽)烟气蒸汽实现灰分离,分离器外部由蒸汽冷却,烟气将部分热量传递给蒸汽。直接输入传热系数和传热面积,用于循环流化床锅炉。分离器(汽水)烟气汽水混合物实现灰分离,分离其外部由汽水混合物冷却,烟气将部分热量传递给汽水混合物。直接输入传热系数和传热面积,用于循环流化床锅炉。凝渣管烟气汽水混合物或水凝渣管作为炉膛水冷壁的一部分,挡在炉膛出口接受炉膛辐射热和烟气的对流传热。对于蒸汽锅炉,低温侧为汽水混合

16、物。对于热水锅炉,特指把炉膛的一部分管子在炉膛出口处拉稀而形成的凝渣管,低温侧走水,这部分管子与炉膛一同完成对低温侧水的加热(参见特殊问题说明)。炉膛侧辐射受热面(水)烟气水炉膛水冷壁的部分管子拉出来作为炉膛出口墙壁,接受烟气的辐射传热,仅用于热水锅炉(参见特殊问题说明)。对流管束(汽)烟气蒸汽以对流传热为主,同时可以接受来自炉膛的辐射热,按照计算标准中的对流传热算法来计算。典型部件为过热器。对流管束(汽水)烟气汽水混合物以对流传热为主,同时可以接受来自炉膛的辐射热,按照计算标准中的对流传热算法来计算。典型部件为蒸发管束对流管束(水)烟气水以对流传热为主,同时可以接受来自炉膛的辐射热,按照计算

17、标准中的对流传热算法来计算。典型部件为省煤器辐射受热面(汽)烟气蒸汽存在一定烟气空间的辐射传热,典型部件为转向室蒸汽包墙。辐射受热面(汽水)烟气汽水混合物存在一定烟气空间的辐射传热,典型部件为转向室水冷壁包墙。辐射受热面(水)烟气水存在一定烟气空间的辐射传热,典型部件为省煤器包墙。附加受热面(汽)烟气蒸汽作为一个大部件的附属部件,传热系数用大部件的传热系数打一个折扣来确定。典型部件为大部件旁边的包墙(蒸汽),穿过大部件的吊挂管(蒸汽)等。附加受热面(汽水)烟气汽水混合物作为一个大部件的附属部件,传热系数用大部件的传热系数打一个折扣来确定。典型部件为大部件旁边的包墙(汽水),穿过大部件的吊挂管(

18、汽水)等。附加受热面(水)烟气水作为一个大部件的附属部件,传热系数用大部件的传热系数打一个折扣来确定。典型部件为大部件旁边的包墙(水),穿过大部件的吊挂管(水)等。引出管(汽)烟气蒸汽直接设置烟气经过此部件后温度降低的度数,相应放出热量被蒸汽吸收,多用于220t以上电站锅炉。引出管(汽水)烟气汽水混合物直接设置烟气经过此部件后温度降低的度数,相应放出热量被汽水混合物吸收,多用于220t以上电站锅炉。引出管(水)烟气水直接设置烟气经过此部件后温度降低的度数,相应放出热量被水吸收,多用于220t以上电站锅炉。特殊受热面(汽)烟气蒸汽直接输入部件的传热系数和传热面积,或直接传热量,可用于算法不明确或

19、计算系统中尚未支持的新部件。特殊受热面(汽水)烟气汽水混合物直接输入部件的传热系数和传热面积,或直接传热量,可用于算法不明确或计算系统中尚未支持的新部件。特殊受热面(水)烟气水直接输入部件的传热系数和传热面积,或直接传热量,可用于算法不明确或计算系统中尚未支持的新部件。管式空预器烟气空气烟气和空气按对流传热计算传热。回转式空预器烟气空气参照标准进行回转式空预器计算。铸铁空预器(南通)烟气空气对流传热,传热系数参考南通某厂提供的线算图计算。减温器蒸汽水分为面式减温器、喷水减温器和自制冷凝水减温器三种。在计算模型中可以包括多个减温器,但其中只有一个减温器可设定为可调减温,而其它减温器均由用户自行设

20、定减温能力。铸铁省煤器烟气水对流传热,传热系数查苏联57标准提供的线算图。铸铁省煤器(03标准)烟气水对流传热,传热系数查2003标准提供的线算图。除氧蒸发器烟气汽水混合物对流传热,为独立的蒸发系统,具有自行设定的锅筒压力。参见特殊问题说明。返料掺风器无无不参与传热。作用是在分离器的返料灰中掺入空气,实现灰的流化,计算灰与空气混合的温度。这部分空气通常对计算结果影响不大,在粗略计算中可以不考虑。专用于循环流化床。热风再循环分叉无无标明再循环热空气的抽取出口位置,抽取的热风将返回空气流程的起点。烟气再循环分叉出口无无标明再循环烟气的抽取出口位置。在烟气流程中应该独占一个传热区。烟气再循环分叉入口

21、无无标明再循环烟气的返回入口位置。如果再循环烟气送入炉膛内,则把该部件放入炉膛传热区,如果送入炉膛出口之后的某个位置,则应该独占一个传热区。煤气预热器气体燃料把在界面中输入的热量作为气体燃料的内加热来处理在部件库中,图标的颜色显示了参与换热流体的属性:红色表示烟气,蓝色表示蒸汽,绿色表示水,黄色表示空气,蓝绿相间表示汽水混合物。由于系统支持多种计算标准,所有部件模型库中的部件对应不同标准的算法。以下在介绍部件的计算原理和计算过程时,如果没有特殊说明,默认为是参照前苏联1957年版锅炉机组热力计算标准。2.2 炉膛根据所选锅炉结构和计算参考标准的不同,系统会弹出不同的炉膛输入参数界面。2.2.1

22、 炉膛部分的计算顺序1) 首先计算燃料进入炉膛的有效发热量,从而计算得到炉膛的理论燃烧温度;2) 根据计算标准提供的经验公式计算炉膛的出口烟温;3) 由燃料的有效发热量与炉膛出口烟气焓的差值得到炉膛烟气辐射放出的总热量Qr,该热量将由炉膛水冷壁、接受炉膛辐射热的屏式受热面和对流受热面共同吸收;4) 用炉膛烟气辐射放出的总热量Qr除以计算总辐射受热面面积Hr,得到平均辐射热负荷qr;5) 由qr乘上炉膛顶棚、屏式受热面和炉膛出口处对流受热面各自的炉膛辐射效果系数就可以得到各部件接受炉膛辐射传热的辐射传热负荷强度qri,进而再乘以各部件接受炉膛辐射传热的传热面积,就得到各部件接受炉膛的辐射传热的热

23、量Qr1,Qr2,Qrn。这些热量的总和记为Q;6) 由炉膛放出的辐射总热量Qr减去Q,考虑散热损失,就是炉膛水冷壁吸收的辐射传热量。2.2.2 炉膛的计算总辐射受热面面积Hr炉膛计算总辐射受热面面积是所有接收炉膛辐射热的部件的折算辐射面积之和,具体与炉膛水冷壁的辐射受热面面积、角系数、炉内辐射受热部件及布置在出口窗后面吸收炉膛辐射热的部件有关。该面积将用于计算炉膛的平均辐射热负荷。该面积的计算方法请参考计算标准。1) 炉膛内水冷壁部分:H0 = xi * Fi其中x为水冷壁的角系数,是水冷壁所吸收的热量与假定装了水冷壁的炉墙是一个连续平面而温度又等于水冷壁的温度时所吸收的热量之比。对于销钉式

24、及翼片式水冷壁以及用铸铁块掩盖起来的水冷壁,常设角系数等于1。F为该片水冷壁的炉墙面积。2) 如果有炉内顶棚或屏式辐射受热部件,如上图中的部件P1,则应该加上这些部件的折算辐射传热面积。该类屏式辐射受热部件可以是多个。H1 = xm * Fm其中Fm为某个屏式传热部件的辐射传热面积,xm为该传热部件的角系数。3) 炉膛后传热部件,如上图中的部件P2:H2 = xn * Fn其中xn是考虑管子排数之后的角系数, Fn为受热面第一排管子垂直于烟气冲刷方向的平面面积。 注意:这里虽然第一排管子的角系数一般为1,但是它本身的角系数是可能小于1的,因为受热面管束可能只吸收了从炉膛漏出来的一部分辐射热,其

25、余热量穿过该管束辐射到其后的受热面上(如图所示)。4) 炉膛计算总辐射面面积Hr:Hr = H0 + H1 + H2上面只是举例说明炉膛内部和后部存在辐射受热面的一种情况,实际中传热部件个数并不完全是这样,用户根据实际考虑各种情况。注意:在循环流化床中,炉膛没有辐射受热面,故后面的传热部件的炉膛辐射传热折算面积都应该填0。2.2.3 炉膛黑度系统支持两种方法:直接输入炉膛黑度或按照标准计算炉膛黑度。注意:系统对2.0以后的版本做了修订。当计算标准采用苏联57标准时,按照苏联57标准“修正与补充之一” (57标准P280)上的公式计算炉膛黑度。在计算发光火焰部分介质减弱系数cb的时候,对于辐射层

26、有效厚度大于等于2.5m的煤粉炉,取cb=0.8;对于其它情况,按照P280页的公式计算。如果用户已经在2.0以前的版本上总结了炉膛黑度的经验数据,可以继续采用直接输入炉膛黑度的做法。当采用2003标准计算时,参考标准5.3.3节计算炉膛黑度,取水冷壁表面的黑度为0.8。2.2.4 蒸汽锅炉的炉膛计算1 计算炉子的有效发热量1)由环境冷空气温度计算得到冷空气焓;2)由空气进口温度(当有空气预热器时为热风温度)计算得到热空气焓;3)计算得到理论空气量;4)计算得到空预器出口过量空气系数、炉膛漏风系数和制粉系统漏风系数; 5)由57标准公式(6-07)计算空气带到炉子里去的热量;6)由57标准公式

27、(6-06)计算得到炉子的有效发热量;7)对于气体燃料,还需加入显热、炉内加热量和外加热量。2 计算理论燃烧温度由炉子的有效发热量和炉膛出口处的过量空气系数反算得到相应的理论燃烧温度。3 计算烟气出口温度1)求炉膛黑度;a. 根据57标准P39公式(6-11)计算燃烧面与辐射受热面之比;b. 根据57标准P39公式(6-10a)计算水冷壁敷设度;c. 根据57标准P41公式(6-19)计算辐射层有效厚度;d. 根据s大于小于2.5m的情况,按照57标准公式P280计算火焰有效黑度;e根据57标准P279公式计算炉膛黑度。2)由57标准P34公式求保热系数;3)计算烟气平均比热容;4)由57标准

28、P279公式求炉膛烟气出口温度。4 由57标准公式(6-08)计算炉膛辐射传热量;5 由57标准公式(6-25)计算炉膛辐射受热面热负荷;6 计算炉膛容积热负荷;7 计算水平断面热负荷。2.2.5 热水锅炉的炉膛计算热水锅炉的炉膛计算需要计算热水从炉膛中吸收的热量。计算的思想如下:炉膛中燃料燃烧放出的总热量(由炉膛的理论燃烧温度描述),被分为:1) 被烟气带走的热量(由炉膛出口处的烟气温度描述);2) 由炉膛漏到后面传热部件中的辐射热量(由炉膛的辐射热负荷*各传热部件炉膛辐射传热面积的总和描述),对于循环流化床锅炉,此项一般为0;3) 炉膛吸收的热量;4) 炉膛的散热损失(由保热系数决定)。5

29、) 热水锅炉炉膛部分传给水的热量。其中第5部分炉膛传给水的热量根据上述热量分配方式逆向计算,从炉膛总传热量中扣除1,2,4 三部分热量得到。1 计算炉膛的总传热量1)由炉膛入口烟气的温度得到其焓值I1;2)计算得到炉膛的出口烟温s2及其焓值I2;3)由公式:(I1I2)计算燃料消耗量炉膛辐射受热面热负荷(总辐射受热面积炉膛辐射受热面积)保热系数,计算得到炉膛总传热量。;2 计算水出口温度t2;1)由水的进口温度得到其焓值I1;2)由公式:( I1+炉膛总传热量 )/(3600水进口流量),得到水的出口焓I2;3)由I2返算得到水的出口温度t2。2.2.6 循环流化床时的炉膛计算参见“专题说明”

30、中的“循环流化床经验算法”。2.3 辐射冷却室辐射冷却室主要假想炉膛完成余热锅炉的中存在辐射冷却的计算,工质侧为汽水混合物。注意,对于余热锅炉外的其它炉型,该部件并非指水冷壁,水冷壁已包括在炉膛的计算中。与蒸发管束等工质侧为汽水混合物的部件计算相似,炉膛辐射冷却室的传热计算将只计算烟气经过该部件引起的温度变化,而工质侧的温度直接取为锅筒饱和压力所对应的饱和温度。工质侧的汽水相变过程的传热平衡依靠余热锅炉整体的传热平衡计算来保证。该部件的计算过程如下:1)由57标准P279-280计算方法求系统黑度,可以参照炉膛黑度的求法;2)计算烟气平均比热容VC (I1 I2)/ (s1 s2),其中I1、

31、I2为烟气进出口的温度,s1、s2为烟气进出口的焓;3)由57标准P34公式求保热系数;4)由57标准P279公式求炉膛出口烟气温度。2.4 燃烬室燃烬室的热力计算是参考无锡华光锅炉股份有限公司提供的计算书,综合考虑73标准和工业锅炉03标准的计算方法编写的。燃烬室的低温工质侧为汽水混合物。燃烬室利用水冷壁吸收烟气的辐射热,完成部分工质的相变过程。与蒸发管束等工质侧为汽水混合物的部件计算相似,燃烬室的传热计算将只计算烟气经过它引起的温度变化,而工质侧的温度直接取为锅筒饱和压力所对应的饱和温度。工质侧的汽水相变过程的传热平衡是依靠锅炉整体的传热平衡计算来保证的。2.4.1 界面中输入参数的意义1

32、) 无因次量x1,x2考虑火炬中炭粒子浓度影响的无因次量,取决于燃料的种类(x1)和燃烧方式(x2),根据73标准6-08选取。2) 加权平均有效吸热系数表示光管水冷壁的有效吸收能力,参考73标准6-30选取。2.4.2 计算燃烬室的黑度1)根据73标准P32公式(6-12)计算室内介质的辐射减弱系数;2)根据73标准P30公式(6-06)计算室内介质的有效黑度;3)根据73标准P41公式(6-58)计算燃烬室的折算黑度。2.4.3 计算燃烬室的出口烟温1)假设燃烬室的出口烟温,参考73标准公式(6-32),根据进出口烟气温度和烟气焓值计算平均热容量VC;2)参考73标准P40公式(6-54)

33、计算污染壁温T3;3)用污染壁温T3(摄氏度)和进口烟温S1,计算无因次温度st3 (T3 + 273.15)/(S1 + 273.15);4)参考73标准P35公式(6-29)计算波尔茨曼准则数Bo;5)参考73标准P42公式(6-64)计算无因次温度stT,忽略参数f的影响,即f 0;6)计算出口烟温S2 stT * (S1 + 273.15) 273.15。2.4.4 计算燃烬室的传热量2.5 炉膛内辐射面(汽)此部件计算方法适用于炉膛顶棚管和炉膛内的全辐射屏式过热器的传热计算。根据辐射吸收的热量和蒸汽进口温度计算蒸汽的出口温度。1)计算辐射传热量 辐射效果系数炉膛平均辐射热负荷辐射传热

34、面积;2)计算辐射焓值 辐射传热量 / (3600蒸汽流量);3)蒸汽出口焓 蒸汽进口焓+计算辐射焓值;4)由蒸汽出口焓查焓温表得到蒸汽出口温度。2.6 炉膛内辐射面(水)此部件是炉膛内部受辐射传热的部件,常用于热水锅炉。计算过程类似于炉膛内辐射面(汽)。2.7 炉膛内过热器(流化床)该部件的计算方法适用于计算流化床炉膛内布置的蒸汽受热面(过热器),用户需要输入该受热面的传热系数和传热面积。系统根据流经该部件的蒸汽温度和流化床炉膛出口的烟气温度,计算传热温压,进而计算传热量。2.7.1 计算蒸汽出口温度1)得到蒸汽进口压力和温度;2)由蒸汽进口压力和温度得到蒸汽进口焓;3)得到蒸汽流量; 4)

35、蒸汽焓增 =(假设放热量燃料消耗量)/(3600蒸汽流量);5)蒸汽出口焓 = 蒸汽进口焓+蒸汽焓增;6)根据出口蒸汽焓得出口蒸汽温度。2.7.2 计算温压温压t 炉膛内温度(蒸汽进口温度 + 蒸汽出口温度)/2。这里,认为循环流化床炉膛内的温度是均匀的,并取为炉膛出口的温度。2.7.3 由57标准公式(7-01)公式计算对流传热量2.7.4 校核假设传热量Qp2.8 分离器(蒸汽)参见专题说明“循环流化床经验算法”2.9 分离器(汽水)参见专题说明“循环流化床经验算法”2.10 分离器(绝热)参见专题说明“循环流化床经验算法”2.11 凝渣管束凝渣管束的计算针对蒸汽锅炉和热水锅炉有不同的方法

36、。对于蒸汽锅炉,该凝渣管部件的使用条件是:连接锅筒,与炉膛共同实现汽化过程。在蒸汽锅炉中,凝渣管束连接着锅筒,管内工质为汽水混合物,因此无需计算工质侧的温度,只需要计算烟气经过凝渣管束的温降。在热水锅炉中,这里的凝渣管部件特指将炉膛水冷壁的一部分管子抽出,在炉膛出口处形成凝渣管的情况(参见专题说明)。它在炉膛出口处吸收烟气对流传热放出的热量,并接受来自炉膛的辐射传热量,使工质(水)的温度升高。凝渣管的出口水和炉膛其它水冷壁的出口水在集箱混合,混合水的水温为炉膛水的出口温度。系统的处理方法为:凝渣管作为一个独立的受热区出现在烟气流程中,可以计算出烟气经过凝渣管前后的温度;在水流程中,不出现凝渣管

37、,系统自动把凝渣管吸收的热量加到水冷壁吸收的热量中去,再计算炉膛出口水温。同时,可能还有部分水冷壁的管子作为炉膛出口烟道的包墙管,吸收烟气的辐射热。对于这部分包墙管,选取部件库中的“炉膛侧辐射受热面(水)”计算。在流程中的处理方法类似于凝渣管。凝渣管和炉膛侧辐射受热面(水)部件输入参数的意义参见“部件模型库”中的说明。该模型的原理和流程处理的方法参见下面的示意图。界面中输入参数的意义:(1)部件水流量占总流量的百分数:指凝渣管部件的水流量占炉膛水冷壁总流量的百分数。该参数仅在热水锅炉时使用。(2)部件流动压力降:指水经过该部件损失的压力降。该参数用于计算凝渣管入口处水的近似温度,仅在热水锅炉时

38、使用。2.11.1 假设传热量,根据能量平衡,由进口烟温计算得到出口烟温2.11.2 如果是热水锅炉,计算水出口温度t21)得到水进口压力和温度;2)由水进口压力和温度得到进水焓;3)得到水流量;4)水焓增 =(假设传热量计算燃料消耗量)/(3600水流量);5)水出口焓 = 水进口焓+水对流焓增;6)根据水出口焓计算得到水出口温度。2.11.3 计算温压t1)烟气进口温度减去水进口温度,得到较大端的温差;2)烟气出口温度减去水出口温度,得到较小端的温差;3)依据57标准P274公式求温压t。2.11.4 计算传热系数K1)在省煤器和蒸发对流管束中,管壁对受热介质的传热系数远大于加热介质对管壁

39、的传热系数,因此,管壁内侧的热阻力可以忽略不计(57标准P46);2)57标准57页“对于鳍片式受热面,辐射层厚度很小,可以不计算辐射放热系数”;3)如果是直鳍片式部件,则利用57标准公式(7-58)单独求传热系数;4)参考57标准P63-65,求灰污系数;5)参考57标准P58,求管子污染壁温;6)确定管束类型、烟气的冲刷方式和管束排列方式;7)如果是光管式,参考57标准P50-53,求对流传热系数;8)如果是螺旋鳍片管或圆形鳍片管,参考57标准P63,求对流传热系数。系统目前不支持混合排列的鳍片管的计算;9)如果是螺旋鳍片管或圆形鳍片管,则辐射传热量忽略不计,跳过(10)(15);10)求

40、进出口烟气的水蒸汽和二氧化物的平均份额、飞灰平均浓度和平均温度;11)以下计算烟气总吸收能力的时候,注意分清洁气流与非清洁气流;12)由57标准公式(7-45)求三原子辐射减弱系数,公式(7-46)求灰粒辐射减弱系数kn;13)由57标准公式(7-44)求烟气总吸收能力;14)由57标准P55求烟气流黑度;15)由57标准公式(7-41)或公式(7-42)求辐射放热系数;16)由57标准公式(7-09)求烟气对管壁放热系数;17)由57标准公式(7-10b)求总传热系数K。2.11.5 由57标准公式(7-01)公式计算传热量2.11.6 校核假设传热量2.12 炉膛侧辐射受热面(水)炉膛侧辐

41、射受热面(水)仅用在热水锅炉中,该部件的管子属于炉膛水冷壁的一部分。它在炉膛出口处接收烟气的传热量(传热方式为烟气的辐射传热),使工质(水)的温度升高。炉膛侧辐射受热面(水)的出口水和炉膛其它水冷壁的出口水在集箱混合,混合水的水温为炉膛水的出口温度。系统的处理方法为:炉膛侧辐射受热面(水)作为一个独立的部件出现在烟气流程中,可以计算出烟气经过该部件引起的温度变化;在水流程中,不出现炉膛侧辐射受热面(水),系统会自动把该部件吸收的热量与炉膛水冷壁吸收的热量相加,再计算炉膛出口水温。2.13 对流受热面(汽)对流受热面(汽)是将蒸汽升温的部件。它一侧是烟气,另一侧(工质侧)是蒸汽。对流受热面(汽)

42、的传热方式主要以对流传热为主,但同时可以接受来自炉膛的辐射传热。典型部件是过热器。如果炉膛出口的防渣管内部工质为蒸汽,也需要按此部件来计算。对于光滑管束的过热器的传热系数按锅炉机组热力计算标准P47页公式(7-10a)计算。烟气对管壁的放热系数按锅炉机组热力计算标准P46页公式(7-09)计算。其中对流放热系数的求法参照锅炉机组热力计算标准P47-55页的标准。可以分为烟气横向冲刷顺列管束的放热系数的求法公式(7-26),烟气横向冲刷错列管束的放热系数的求法公式(7-27)、(7-28),烟气纵向冲刷管束的放热系数的求法公式(7-33),烟气斜向冲刷管束的放热系数的求法7-26条,和烟气混和冲

43、刷管束的放热系数的求法公式(7-39)。其中辐射放热系数的求法参照锅炉机组热力计算标准P55-60页的标准,公式是(7-40)、(7-41)和(7-42)。鳍片及翼片受热面的传热系数按锅炉机组热力计算标准P62页公式(7-60)计算。蒸汽侧的放热系数的求法类似于烟气侧的放热系数的标准方法。对于受热面的污染系数及利用系数按锅炉机组热力计算标准P63-65页的标准计算。对于固体燃料,烟气横向冲刷光滑管束按公式(7-64),烟气冲刷混和排列的管束按公式(7-65)。对于燃用液体和气体及木材的情况,可查P65页7-53条的表格。温压的求法参照锅炉机组热力计算标准P65-72页的标准。烟气与工质之间不同

44、的流动形式温压的求法是不同的。主要分为顺流、逆流、连续混和流、平行混和流及交流。前两种参照公式(7-66)和(7-67)。后三种参照公式(7-70),其中的系数可以查线算图。 传热系数总修正系数的默认值是1。用户可根据经验及需要填写。其中烟气横向冲刷管束混合排列的光滑管过热器,系统认为顺列部分和错列部分的管子相同,只是排列方式不同,因此也只需要输入一组管子参数。如果遇到两部分管子不同的情况,可以把同一个部件拆分为错列和顺列两部分来计算。用户需要注意系统目前尚不支持除“烟气横向冲刷混合排列的光滑管”形式外其他的混合排列情况。用户需要注意:辐射层有效厚度s是修正以后的辐射层有效厚度(用户需要根据原

45、始的辐射层有效厚度s,考虑相应的修正后计算得到s后再填入),这一数值必须填入,否则会发生计算错误。冲刷不均匀系数即流通系数,表示由于受热面并不是处处都有烟气流过,以至吸热量减少的程度。参见锅炉机组热力计算标准P46页的说明。对流受热面(汽)的污染系数反映了受热面积灰、污染对传热的影响,对传热系数影响很大,主要由燃料的特性决定。对于燃用常规动力用煤的情况,用户可以让系统自行计算污染系数。而对于燃用气体燃料、液体燃料、垃圾、生物质燃料的情况,用户应该根据经验或参照标准P65自行选用污染系数。2.13.1 假设传热量Qp,根据能量平衡,由进口烟温得到出口烟温2.13.2 计算蒸汽出口温度1)得到进口蒸汽压力和温度;2)由蒸汽进口压力和温度得到蒸汽进口焓;3)得到蒸汽流量;4)蒸汽辐射焓增 =(qHF)/(3600蒸汽流量),其中为修正系数,q为炉膛平均辐射受热面热负荷,HF为过热器通过角系数修正后的辐射受热面积;5)蒸汽对流焓增 =(假设对流放热量燃料消耗量)/(3600蒸汽流量);6)出口蒸汽焓 = 进口蒸汽焓+蒸汽辐射焓增+蒸汽对流焓增;7)根据出口蒸汽焓得出口蒸汽温度。2.13.3 计算温压1)得到进出口烟

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