◇八◇  鍋[Guō]爐計算舉例    

鍋爐計算舉◇例◇(Lì)一：某公司(Sī)1000萬kcal/h燃煤鍊(Liàn)條爐排有機熱⋄載⋄體鍋爐。根據鍋爐熱力(Lì)計[Jì]算書和設計▿圖▿紙，已知條件(Jiàn)如下:

1)絕熱(Rè)燃燒溫度                          T_adi                      1522+273=1795K

2)爐膛出口[Kǒu]∇煙∇溫                          T"_fur                      820+273=1093K

3)有機熱●載●體進爐溫度                    t'_i                        302℃

4)有機熱載體出爐溫度                    t"_o                        335℃

6)管内對流放熱系▿數▿                      α_htf                      2880 W/㎡·℃

7)爐[Lú]◊管◊的内徑和外徑                      d_id/d_od                     99/108mm

9)管壁溫度                              T'_wal/T"_wal                  642/632K

10)燃(Rán)燼室長(Zhǎng)度和前後爐拱的水平間距       L_fur/l_thr                    4.8/1.9m

1.爐膛煙氣（火焰）的有效平均溫度T_av

                T_av= T^(1-n)_adi×T"ⁿ_furK 

                  =1795^(1-0.7)×1093^0.7=9.47×133.98=1269K

2.爐拱結構修正∇系∇◈數◈x_fur

3.熱流●密●度修正系數y_hfd

4.輻[Fú]射受熱(Rè)面最大熱(Rè)流密度q_rmax

q_rmax=y_saf×y_hfd×q_r=1.15×2.51×45350=130903W/㎡ 

5.爐管邊界層(Céng)内有機熱載體的溫▽升▽△t_htf

式中，y_whl為考(Kǎo)慮管壁切向◈輻◈射熱損失的(De)系數，≈0.9。

6.鍋爐計算最高液膜溫度t_film

t_film=t_balk +△t_htf=335+45=380℃

7.所用有機熱載[Zǎi]體最高允許液膜溫度與鍋爐計●算●最高液膜溫度的[De]比較

計算[Suàn]要求：t_fpermit≥t_film，計算結果：375℃(t_fpermit)＜380℃(t_film)

8.計算▽結▽[Jié]論

該鍋爐的計算最高液膜溫度大于所用有機熱載體最高允[Yǔn]許液膜溫[Wēn]∆度∆(Dù)，故鍋爐的設計◈安◈全[Quán]性[Xìng]不符合(Hé)《鍋爐安全技術監察規程》第十一章11.2.4條◆的◆(De)規定(Dìng)。

　　9.設計建議

　　根據該鍋爐的[De]設計條件(Jiàn)和計算參數，建議(Yì)采用以下方式解(Jiě)決該鍋◊爐◊存在的上述[Shù]設計問題，以符合鍋規有關計算最高液膜▲溫▲度的規定：

　　1)改變該鍋爐的設計功率，通過減少其燃料(Liào)⋄量⋄，降低鍋爐的◆輻◆◈射◈受熱面熱流密度q_r●和●[Hé]絕熱燃燒溫度T_adi，以使鍋爐[Lú]的計算最高液膜▿溫▿度下降到一個(Gè)安全水平；

　　2)增加鍋爐▾的▾有[Yǒu]機熱載體設▽計▽[Jì]流量(Liàng)，或修改爐管的直徑和○數○(Shù)量，提高(Gāo)爐管内介質的流速，可以在保[Bǎo]持系統最高工(Gōng)作溫度不變的情況(Kuàng)下，通過加強爐∆管∆[Guǎn]内部的⋄對⋄流換熱并降低鍋爐進▿出▿口的介質溫差，以使鍋◇爐◇[Lú]的計算最高液[Yè]膜溫度下[Xià]降到一個安全水平；

　　3)選擇熱穩定性更高的有機熱載體[Tǐ]，◊使◊其具有更高的最高允許(Xǔ)液膜溫度，以使該鍋爐[Lú]的計算最高液膜溫度低于其最高允許液▾膜▾溫⋄度⋄。

　　鍋爐計▿算▿舉例二：某公司800萬kcal/h燃煤鍊條爐排(Pái)有機熱載(Zǎi)體鍋爐。根據鍋爐熱力計▲算▲(Suàn)書和設[Shè]計圖◇紙◇，已知條件(Jiàn)如下[Xià]：

1)絕熱(Rè)燃燒(Shāo)溫度                          T_adi                    1510+273=1783K

2)爐膛出口(Kǒu)煙溫[Wēn]                          T"_fur                      702+273=975K

3)有○機○熱載體進爐溫(Wēn)度                    t'_i                         300℃

4)有機▽熱▽[Rè]載體出爐[Lú]溫度                    t"_o                         330℃

5)過量(Liàng)空氣(Qì)系數                          α_a                             1.4

6)管内對流放熱系∆數∆                      α_htf                      2950W/㎡·℃

7)爐管的内徑和外徑                      d_id/d_od                     80/89mm

8)輻射受▿熱▿(Rè)面熱流密◇度◇                    q_r                        33410W/㎡

9)管壁溫度                              T'_wal/T"_wal                  663/647K

10)燃(Rán)燼室長度(Dù)和前後爐拱的水平間距       L_fur/l_thr                    7.0/3.5m

11)所用有機熱載體的最(Zuì)高允∆許∆液膜[Mó]溫度     t_fpermit                        375℃

将已知條件代◈入◈以下公(Gōng)式計算：

1.◇爐◇膛煙(Yān)氣（火焰）的有效[Xiào]平均溫度T_av

                T_av= T^(1-n)_adi×T"ⁿ_furK 

                  =1783^(1-0.7)×975^0.7=9.45×123.68=1169K

2.爐拱結構修正系數[Shù]x_fur

                                          

         

3.熱流密度修▾正▾(Zhèng)系數y_hfd

 

                  

 

4.輻射受熱▲面▲最大熱流密度q_rmax

q_rmax=y_saf×y_hfd×q_r=1.15×2.68×334410=103065W/㎡ 

5.爐管⋄邊⋄界層内有機熱載體(Tǐ)的溫升△t_htf

 

 

式中，y_whl為考慮管壁切向輻射熱損(Sǔn)失的系數(Shù)，y_whl≈0.9。

6.鍋爐計●算●最高[Gāo]液膜溫度t_film

t_film=t_balk +△t_htf=330+35=365℃

7.所用有機熱載[Zǎi]體最高允(Yǔn)許液◈膜◈溫度與鍋爐計算最高液膜◈溫◈度的比較

要求：t_fpermit≥t_film，結果：375℃＞365℃

8.計算結[Jié]論

該鍋爐的●計●算最高(Gāo)液[Yè]膜◆溫◆(Wēn)度低于所用有機熱載體最高允許液膜溫度，故鍋爐的設∆計∆安全性符合《鍋爐安全技術監察規程》第十一章11.2.4條的規[Guī]定。

　　附件：德國标準DIN4754《有機熱載體傳熱系統(Tǒng)操作●的●安全要[Yào]求及檢驗 》（Heat Trans- fer Systems Operating With Organic Heat Transfer Media Safety Requirements and Testing）标準中[Zhōng]燃油[Yóu]/燃氣圓筒[Tǒng]形有機(Jī)熱載體鍋爐最高液膜溫度計算方法的[De]翻譯稿[Gǎo]。

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