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1、第三章 锅炉主要计算本章主要内容：3-1 燃料燃烧计算3-2 锅炉热损失计算3-3 锅炉本体热力计算3-4 锅炉房引、送风系统计算3-5 锅炉强度计算第一节 燃料燃烧计算? 固体和液体燃料燃烧计算?炉内化学反应 ?C+O2 CO2+33700 (kJ/kg)?2H2+O22H2O+125600 (kJ/kg)?S+O2 SO2+9050 (kJ/kg)?2C+O22CO+9270 (kJ/kg)?燃烧计算方法?内容：空气量（焓）、烟气量（焓）?假定?理想气体?忽略空气中的惰性气体?1kg燃料第一节 燃料燃烧计算?燃烧计算 ?1kg可燃质燃烧所需的氧气量?1kg氧质量换算成体积?1kg燃料燃烧所
2、需的空气量33322.4C1.866Nm /kg12 22.4S0.7Nm /kg32 22.4H5.55Nm /kg2=0 karararar1V(1.866C5.55H0.7S0.7O )0.21 100=+322.4O0.7Nm /kg32=第一节 燃料燃烧计算? 气体燃料燃烧计算?气体燃料燃烧反应?1Nm3可燃气体燃烧所需的空气量mn222222422226222222222nnC H(m)OmCOH O42 2HO2H OCH2OCO2H O2C H7O4CO6H O2COO2CO2H S3O2H O+2SO+3 43 mn3 233 2CH2NmnC HmNm4H0.5NmCO0.
3、5NmH S1.5Nm+ 第一节 燃料燃烧计算?1Nm3气体燃料燃烧所需的空气量? 过量空气系数与漏风系数?过量空气系数 ?定义：实际空气量与理论空气量之比?表明燃烧设备的不完善程度?炉膛出口过量空气系数?锅炉燃烧工况及运行经济性的指标：(q2+q3+q4) min?设计 ? 火床炉：1.31.5 ? 小型煤粉炉：1.21.3 ? 燃油、燃气炉：1.051.10?运行：烟气分析033 k22mn21nV(0.5CO0.5H1.5H S+m+C HONm / Nm0.214=+k 0 kV1V=l第一节 燃料燃烧计算?漏风系数?定义：漏入空气与理论空气量之比?意义?表明炉墙的气密性，炉膛出口后的
4、烟道漏风量不参与燃烧?降低烟气温度?增加烟气体积，增加电耗和q2?平衡通风系统中在额定负荷下的推荐值第一节 燃料燃烧计算? 燃烧产物烟气量的计算?固体和液体燃料理论烟气量的计算?三原子气体量?理论水蒸气含量?燃料中的水分：0.0124Mar ?燃料中的氢：0.11Har?1Nm3干空气带入的水蒸汽体积：0.0161Nm3?蒸汽雾化重油：1.24Gwh?理论氮气量222222200000 yCOSOH ONROH ONVVV+V+V =V+V+V=+2ararar ROarararCSKV1.8660.71.866,KC0.375S100100100=+=+H O200 ararkwhV0.01
5、24M0.111H0.0161V1.24G=+2000arar NkkNN22.4V0.79V0.80.79V23100100=+=+第一节 燃料燃烧计算?气体燃料理论烟气量的计算?三原子气体?理论水蒸气?理论氮气()2RO2mn22V0.01 CO +CO+mC H +SO +H S=()200 H O2mn2gkV=0.01 H +0.5nC H +H S+0.124(d +V d)200 Nk2V =0.79V +0.01N222000 yROH ONVV+V+V=第一节 燃料燃烧计算?实际烟气量Vy?理论烟气量?过量空气中的氧气量?过量空气中的氮气量?过量空气中的水蒸汽的量? 空气和烟
6、气的焓值?定义：1kg（1m3）燃料燃烧产生的烟气量和所需的空气量从0 加热到所需的热量?空气焓：?烟气焓：?当折算灰分1.44时飞灰焓Ifh=02220 Ok0 Nk0 H OkV =0.21(-1)VV =0.79(-1)VV=0.0161(-1)V22222000 yyH ONOyk00 gyRONkVV + V+ V +VV +1.0161( -1)VV =V+V +(-1)V=0 kkkIV ()c=()22222200000arfh yykfhROCOH OH ONNkkAII +-1 I +IV()+V()+V ()(1)V ()(100cccccfh)=+2N2222H O2a
7、rar RO00ar k N 0 k0 Ok0 k 00H O ararkwhCSV=1.866+0.7100100 NV =0.8+0.79VV =100 0.79(-1)VV =0.21(-1)V0.0161(-1)VV=V=0.0124M +0.111H +0.0161V +1.24G 第一节 燃料燃烧计算? 利用烟气分析结果进行的计算?判断燃烧工况、调整运行?已知：元素分析各成分V0k、VRO2?烟气分析测定容积份额：RO2、O2、CO、N2?计算 ?干烟气量?固体和液体?气体?烟气量?CO含量24ROCOCH3arar gy 2422mn233 gy 24V+V+VC0.375SV
8、=1.866(m /kg)RO +CO+CHROCOCOCOmC HH SV(m /m )RO CO CH+=+=+ 2arar ygyH Oarar 203 kwhC0.375SV =VV1.8660.111H +0.0124MROCO0.0161 V +1.24G(m /kg)+=+2221-O -(1+ )ROCO=(%)0.605 +第一节 燃料燃烧计算?燃烧特性系数?完全燃烧方程式?烟气中最大三原子气体量?过量空气系数：忽略Nar?不完全燃烧?完全燃烧arararararH -0.126O +0.038N2.35C +0.375S=2 20.21 ORO1=+max 20.21RO1
9、=+2221 O -0.5CO1 3.76100-(RO +O )= max 222222RO121 O21 ORO1 3.76100-(RO +O )=0 k1.0161lV00 k1.0161(1)ylVV+炉膛炉膛对流受热面对流受热面空气预热器空气预热器0 nk 11.0161niV=00 nk 11.0161( 1)nyl iVV=+01.0161lKVar lmA 100aar fhA 100aar pfA 100a0“0 pyk1.0161(1)yVV+01.0161 KV0 k1.0161kyVar cjA 100aar hzA 100aar pfA 100a煤灰风烟的物质平衡1
10、kg燃料的灰01.0161KV第二节 锅炉热损失计算? q4的计算?测定量：B、Qnet.v.ar、Ghz、 Glm、 Rhz、 Rlm、 Aar?计算? q3的计算?测定量：q4、Car、 Sar、RO2、CO、 Qnet.v.ar?计算?经验公式4 . .32700 100100100fhfharlmlmhzhznet v arlmhzfha RAa Ra RqQRRR=+24COHCH4 3 net.v.ararar4net.v.ar2(12640V+10800V +35820V)100-q Q100C +0.375S100235.9CO100%QRO +CO100qq= =33.2CO
11、%q=第二节 锅炉热损失计算? q2的计算?测定量：烟气分析、Qnet.v.ar、py?计算 ? q5的计算?测定量：出力D?计算 ? q6的计算?测定量：?计算()0 pypyklk4 2 net.v.arI -V100100%Q100cqq=55DqqD=()6 net.v.ar6 net.v.ar100%100Q4.1868(“)100%Qhzarhz hzlqlqlqlqA aqcGttqB=第三节 锅炉本体热力计算? 概述?设计受热面面积计算、核算烟气温度?水动力计算、烟风阻力计算、强度计算和工艺设计的基础?内容 ?炉膛辐射受热面：斯蒂芬-波尔兹曼定律（四次方定律）?对流受热面 ?
12、炉内辐射换热计算?方法：相似理论+实验研究半经验公式?苏联：古尔维奇法（投射热和反射热）烟煤、贫煤电站锅炉?工业部：直接计算法层燃水管锅炉第三节 锅炉本体热力计算?传热方程 ?火焰（烟气）放热Qfr=受热面介质吸热量Qxr?热平衡方程1124 022kW5.67 10kW/(m K )kW/mmKKxrxrfxbhQqHaTTg辐热热,绝对辐数热,辐热积,统 温,温,射受面吸量黑体射常,流密度有效射受面面系黑度水冷壁外表面度火焰平均度4444 00();()(1)xr xrxfhbxrxhb fQQa HTTqaTTH=第三节 锅炉本体热力计算式（1）简化4 0(2)1h xrxTq ma=
13、+锅炉工作压力(MPa)0.71.01.31.62.53.9 m0.13 0.14 0.15 0.16 0.18 0.21综合系数m第三节 锅炉本体热力计算火焰（烟气）放热Qfr0 0();()(3)36003600jyyljyy frfrl fB V CTTB V CQqTTH=33 00kg/hNm /kgkJ/(Nm K)KKjyyllBVCTTTTg计热数烟积,烟区间热,论烧温炉烟温 ,算耗煤量,保系气体气在 和的平均比理燃度,膛出口气度00(4)llll yy llQIQIV CTT=式中3464100-kJ/kg; 100-kJ/kgllrklqqqQQQQqI=+炉热炉烟膛有效放
14、量,膛出口焓,第三节 锅炉本体热力计算4006033 0001(2)(3)()(5)36004.9 103600jyyhfxljyyjyyffB V CTmHaTTB V CB V CBHTH T+=尔兹则数合并式得令波曼准404001(5):()(6)1/,“/hxlhhllBmaTTTT+= = =变为无温式形其中因此度1:(1)(1)1 1 (1)(1)x hbhaaxaa =+炉统膛系黑度-,0.8 - - -bha a x 炉数 炉炉墙积水冷壁表面黑度 取 火焰黑度 膛水冷度，即平均角系 排面与面之比第三节 锅炉本体热力计算?炉膛传热计算重要参数?理论燃烧温度T0?炉膛有效放热量Ql全部用于加热烟气使其能达到的最高温度?炉膛出口烟气温度Tl”?辐射换热热流密度=对流换热热流密度经济性?燃烧工况?对流受热面结焦，；强加1234FFFFF+第五节 锅炉强度计算?孔桥的加强?管接头加强允许的最小孔桥减弱系数?最大允许当量直径?加强原则 4 3w () 1121ddddtdtdtK= =纵桥横桥桥向孔：向孔：斜向孔： 12 0ydFFFdSS+
