四 輻射受熱面最大熱流密(mì)度的計算方法
依據燃煤(méi)鍊條爐排鍋爐熱力計算方法以及輻射傳熱計算公式,可以采用以下(xià)計算方法對燃燼室喉口部位輻射受熱面最大熱流密度進(jìn)行計算:
本計算方法是将燃燼(jìn)室(shì)喉(hóu)口部位輻射受(shòu)熱面最大熱流密度與燃燼室平均熱流密度之比(bǐ)作為最大熱流密度計算的修正系數(shù),對(duì)已知的燃燼室輻射受熱面(miàn)平均(jun1)熱流密度進行修(xiū)正,由此計算出燃燼(jìn)室(shì)喉口部位輻射受熱面最大熱流密度,該方法的要點是計算出最(zuì)大熱流密度的修正系數。
假定在同一鍋爐的燃燼室内各個部(bù)位受熱面上所接受(shòu)的輻射熱(rè)強度,除因(yīn)所作用的輻射溫度不同外,其他相(xiàng)關的輻(fú)射傳熱條件基本相同,根據(jù)輻射傳熱計算公式,最大輻射熱流密度的修正系數應當與導緻産生最大熱流密度和平均熱流密度(dù)的有效(xiào)輻射溫度有關,故該修正系數應該是(shì)爐(lú)膛最高輻(fú)射溫度的四次方與平均輻射溫度的四次方之比的函數。由于爐拱喉口
該修正系(xì)數的計算方法可以(yǐ)是:根據《工業鍋(guō)爐設計計算方(fāng)法》一書,利用其(qí)中的(de)燃煤鍊條爐排鍋爐熱力計算方法和鍋爐熱力計算書中的計(jì)算結果(guǒ),将已知該鍋爐的絕熱燃燒溫度、爐膛内煙氣(火焰)的有效平(píng)均溫度、爐(lú)膛黑度、管壁溫度等參數帶入輻射傳熱公式,并考(kǎo)慮到爐拱結構及其尺寸對喉口處輻射強度的直接影響,采(cǎi)用燃燼室被爐拱覆蓋的截面(miàn)積與燃燼室截面積之比(即燃燼室被爐拱覆蓋部分(fèn)的(de)長度與燃燼室總長度的比值,詳見(jiàn)圖B-3)作為爐拱結構修正系數,對(duì)燃燒室内發光火焰(yàn)和高溫煙氣投向燃燼室(shì)受熱面的輻射強度加以修正,計算出爐拱喉(hóu)口處輻射受熱面最大熱流密度的(de)修(xiū)正系數。然後利(lì)用該修正系數對已知的輻射受熱面平均熱流密度(dù)進行修正,即可計算出輻射受(shòu)熱面的最大熱流密度(dù)值。
利用鍋爐熱力計算結(jié)果(guǒ),将已(yǐ)知的絕熱燃燒溫度與爐膛内(nèi)煙氣(qì)(火焰)的有效平均溫度的(de)四次方之比作為因子,對已知的輻射受熱面(miàn)(平均)熱流密度修正,據此(cǐ)計算,該鍋爐輻射受(shòu)熱面最(zuì)大熱(rè)流密度的計算方法可以通過以下計算公式(公(gōng)式序号與附件二(èr)中(zhōng)的公式序(xù)号相同)表達:
qrmax=ysaf×yhfd×qr (B.7)
式中 qrmax———輻射受熱面最大(dà)熱流密度,W/㎡;
qr———輻射受熱面熱流密度(dù),W/㎡,可由(yóu)鍋爐熱力計算書查出;
ysaf———安全系(xì)數(≈1.15);
yhfd———輻射(shè)受熱面熱流密度的(de)修正系數,由公式B.8計算
式中 xfur——爐拱結構修正(zhèng)系數,可由公(gōng)式B.9計算;
lthr
Lfur
xfur=1- ——— (B.9)
式中 lthr——爐拱喉口流通截面的寬度,m,見“燃煤(méi)鍊條爐排有機熱載體鍋爐示意圖(tú)”;
Lfur——沿爐排方向的(de)燃燼室長(zhǎng)度,m,見“燃煤鍊條爐排有(yǒu)機熱載體鍋爐示(shì)意圖”;
Tadi——絕熱燃燒溫(wēn)度,K ,由鍋(guō)爐熱力計算書查(chá)出;
T'wal——管壁溫度,K ,為絕熱溫度(dù)輻射區域的管壁溫度,可(kě)由《工業鍋爐設計(jì)計算方法》中公式5-28計算;
T"wal——管壁溫度,K ,為爐(lú)膛内平均煙溫(wēn)輻射區域的管(guǎn)壁溫度,可由《工業(yè)鍋(guō)爐設計計(jì)算方法(fǎ)》中公式5-28 計算;
Tav——爐内煙氣(qì)(火焰)的有效平均溫度,K ,由鍋爐(lú)熱力計算書查出,或(huò)由公式(shì)B.8計(jì)算;(注:該公式來自《工業鍋爐設(shè)計計算方法》中(zhōng)“層狀燃燒及流化床燃燒工業鍋爐熱力計算方法”的“層燃爐爐膛熱力計算”爐膛傳熱計算一節(jiē),公式号為5-27。見公式B.10)
Tav= T(1-n)adi×T"nfur (B.10)
式中 T"fur——爐膛出口(kǒu)煙溫,K ,由(yóu)鍋爐(lú)熱力計算書查出;
n——反(fǎn)映燃燒工況對爐内(nèi)溫度場的影響,對于鍊條爐排鍋爐,n=0.7。
燃煤(méi)鍊條爐排有機熱載(zǎi)體鍋爐示意圖