锅炉原理课程设计(7)

1 2 3 管子直径 管子总数 后烟井前墙管子节距 d×δ ∑n s mm — m 结构设计 结构设计 结构设计 Φ63.5×9.03 113 0.168 悬吊管二排管子 4 5 6 7 8 9 10 11 横向节距 纵向节距 系数 两排管的角系数 单根管长 换热面积 烟气辐射层有效厚度 烟气流通截面积 s1 s2 s2/d xp L H S Fg m m — — m m2 m m2 结构设计 结构设计 结构设计 查图3-5 结构设计 πdL∑n 0.9d((4/π)?(s1s2/d2)-1) (18.816-0.0635×113/2)×9.4 0.336 0.168 2.65 0.74 9.400 211.90 0.962 143.15 11.2第二悬吊管热力计算

表4-20 第二悬吊管热力计算

序号 1 2 3 4 5 6 7 进口烟温 进口烟焓 出口烟温 出口烟焓 烟气平均温度 烟气平均温度 烟气放热量 高过向第二悬吊管的辐射热 8 第二悬吊管吸收的外来辐射热 9 10 第二悬吊管受热面总吸热量 烟气辐射层有效厚度 水蒸汽容积份额 11 三原子气体总容积份额 三原子气体减弱系数 灰粒平均直径 12 烟气中飞灰浓度 灰分颗粒减弱系数 名 称 符 号 ?'st2 I'st2 ?\st2 I\st2 ?av T1 Qst2,g Qsh,S\ΣQ'st2 ΣQst2 S rH2O rg kgrg dash μash kashμash 单 位 ℃ kJ/kg ℃ kJ/kg ℃ K kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg m — — m-1 μm kg/kg m-1 计算公式或数据来源 高过出口烟温，查表4-18 高过出口烟焓，查表4-18 假设后校核 调用函数 (?'st2+?\st2)/2 ?av+273 θ(I'st2-I\st2) Q\sh,S，查表4-18 xpQsh,S\ΣQ'st2+Qst2,g 结构计算，查表4-19 烟气特性，查表4-3 烟气特性，查表4-3 式(3-19)，调用函数 中速磨煤机 烟气特性，查表4-3 式(3-20)，调用函数 结 果 827 9409.9 818.8 9306.5 822.9 1095.9 103.0 48.5 35.9 138.9 0.962 0.0907 0.2350 0.2579 12 0.0145 0.1375 31

m-1 — — ℃ m2·℃/W K — kW/m2 13 14 15 16 17 18 19 20 21 烟气介质的吸收减弱系数 烟气介质的光学密度 烟气黑度 第二悬吊管汽温 受热面污染热阻 受热面灰污表面温度 受热面的黑度 烟气对受热面辐射换热热流 烟气辐射放热系数 烟气容积 ka η ε1 tst2 Rf T2 ε2 qR αr Vg Fg Wg νg λg Prg Reg Nug αc ξ α1 K Δt Qst2c,tr δQst2c Qst2\kgrg+kashμash kaS 1-e-η 分离器出口温度与前屏进口工质温度的平均值 选取 (tst2+273)+1000RfBcalΣQst2/H 选取 ε1ε2(ζ0T14-ζ0T24) 0.3954 0.380 0.316 449 0.0045 926.4 0.9 11.39 67.21 7.433 143.15 14.446 1.3058E-04 0.0935 0.588 7025.12 58.43 86.01 1.0 153.21 90.69 373.9 103.7 0.7 12.6 W/(m2·℃) 1000qR/(T1-T2) Nm3/kg m2 m/s m2/s W/(m·℃) — — — 烟气特性，查表4-3 结构计算，查表4-19 BcalVgT1/(273Fg) 调用函数 调用函数 调用函数 Wgd/νg 0.35Reg0.6Prg0.37 22 烟气流通截面积 烟气流速 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 烟气运动黏度 烟气导热系数 烟气普朗特数 烟气雷诺数 烟气努塞尔数 烟气对流放热系数 利用系数 烟气侧放热系数 传热系数 传热温压 对流传热量 计算误差 悬吊管向低再垂直段辐射热量 W/(m2·℃) Nugλg/d — 选取 W/(m2·℃) ξ（αc+αr） W/(m2·℃) α1/(1+Rfα1) ℃ kJ/kg % kJ/kg ?av-tst2 0.001KHΔt/Bcal 允许误差±2% Qsh,S\ΣQ'st2 33 第十二章 低温再热器垂直段设计和热力计算

12.1低温再热器垂直段结构设计

表4-21 低再垂直段结构计算 序号 1 2 3 管子直径 片数 每片管子数 名 称 符 号 d×δ n1 n2 单 位 mm — — 32

计算公式或数据来源 结构设计 结构设计 结构设计 结 果 Φ60.3×4.2 110 8

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 管子总数 横向截距 纵向截距 工质流通截面 系数 主受热面的角系数 屏片最外圈管子的外轮廓线所围成的平面面积 计算受热面积 顶棚受热面积 两侧受热面积 底部受热面积 省煤器悬吊管 总受热面积 受热面区总容积 受热面区总包围面积 烟气辐射层有效厚度 烟气流通截面积 Σn s1 s2 f s2/d xp Fp Hp Fce Fs Fb Feco.h — m m m2 — — m2 m2 m2 m2 m2 m2 m2 m3 m2 m m2 n1×n2 结构设计 结构设计 π/4×di2×∑n s2/d 查图3-5 (0.784+0.0603)×9.4×2×55×2 Fpxp 3.689×18.816 3.689×9.4×2 Fce π×0.0635×9.4×110 Hp+Fce+Fs+Fb+Feco.h 34.7×18.816 ∑H+9.4×18.816×2 3.6Vrh1v/∑F (18.816-0.0603×55)×9.4 880 0.336 0.112 1.862 1.86 0.65 1476.01 1134.91 69.41 69.35 69.41 206.27 1549.35 652.92 1903.09 1.235 145.70 ∑H Vrh1v ∑F S Fg 流通烟气份额 21 22 23 前一半屏片 后一半屏片 低温再热器平均烟气份额 gv1 gv2 g — — — 1-gh1，见图4-8 1-gh1-gh2，见图4-8 (gv1+gv2)/2 0.91 0.75 0.83 12.2低温再热器垂直段热力计算

表4-22 低温再热器垂直段热力计算

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

进口烟温 进口烟焓 出口烟温 出口烟焓 烟气平均温度 烟气平均温度 烟气份额 烟气放热量 烟气辐射层有效厚度 水蒸汽容积份额 名 称 符 号 ?'rh1v I'rh1v ?\rh1v I\rh1v ?av T1 g Qrh1v,g S rH2O 单 位 ℃ kJ/kg ℃ kJ/kg ℃ K — kJ/kg m — 33

计算公式或数据来源 第二悬吊管出口烟温，查表4-20 第二悬吊管出口烟焓，查表4-20 假设后校核 调用函数 (?'rh1v+?\rh1v)/2 ?av+273 结构计算，查表4-21 θ(I'rh1v-I\rh1v)g 结构计算，查表4-21 烟气特性，查表4-3 结 果 818.8 9306.8 756 8525.0 787.4 1060.4 0.83 647.5 1.235 0.0907

三原子气体总容积份额 三原子气体减弱系数 灰粒平均直径 11 烟气中飞灰浓度 灰分颗粒减弱系数 12 13 14 15 16 17 18 19 烟气介质的吸收减弱系数 烟气介质的光学密度 烟气黑度 烟气的综合黑度 屏空间热有效系数 屏空间黑度 下一级获取屏空间辐射热有效系数 低温再热器垂直段向转向室的穿透辐射热流 受热面出口处的截面积 20 低温再热器垂直段向转向室的穿透辐射热 顶棚受热面对流吸热量 两侧墙受热面对流吸热量 省煤器悬吊管对流吸热量 21 底部受热面对流吸热量 附加受热面对流吸热量 低温再热器垂直段受热面的对流热量 22 23 24 25 26 27 28 透过悬吊管直接落到低温再热器垂直段的辐射热 低温再热器垂直段受热面总吸热量 低温再热器垂直段出口汽温 低温再热器垂直段出口蒸汽焓 低温再热器垂直段进口蒸汽焓 低温再热器垂直段进口汽温 低温再热器垂直段平均汽温 rg kgrg dash μash kashμash ka η εp εsynp ψp,S εp,Ssyn ψ\p,S q\rh1v,S Fout Q\rh1v,S Qcec Qsc Qecoc Qbc Qcrh1v,add Qrh1vc Qrh1vr ΣQrh1v t\rh1v i\rh1v i'rh1v t'rh1v tav — m-1 μm kg/kg m-1 m-1 — — — — — — kW/m2 m2 kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg ℃ kJ/kg kJ/kg ℃ ℃ 烟气特性，查表4-3 式(3-19)，调用函数 中速磨煤机 烟气特性，查表4-3 式(3-20)，调用函数 kgrg+kashμash kaS 1-e-η εp/(0.48kas1εp+1) 选取 εpsyn/(εpsyn+(1-εpsyn)ψp,S) 选取 ψp,S\p,Ssynζ0(?\rh1v+273)4 18.816×9.4，结构计算 q\rh1v,SFout/Bcal 假设后校核 假设后校核 假设后校核 假设后校核 Qcec+Qsc+Qbc+Qecoc Qrh1v,g-Qcrhlv,add-Q\rh1v,S Qst2\，查表4-20 Qrh1vr+Qrh1vc 高再入口汽温，查表4-14 高再入口蒸汽焓，查表4-14 i\rh1v-BcalΣQrh1v/(Drh/3.6) 调用函数，p=4.3MPa (t'rh1v+t\rh1v)/2 0.2350 0.2309 12 0.0145 0.1399 0.3708 0.458 0.367 0.360 0.26 0.683 0.25 10.86 176.87 27.7 26.5 26.5 106.0 28.0 187.0 432.8 12.6 445.4 467.0 3365.8 3295.8 437.2 452.1 34

m2·℃/W m3/kg kg/(m2·s) m/s 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 受热面污染热阻 蒸汽比容 工质质量流速 蒸汽流速 工质侧对流换热系数 高温再热器受热面灰污表面温度 受热面的黑度 辐射热交换综合系数 烟气对受热面辐射换热热流 烟气对受热面辐射换热热流 两者之间的误差 烟气辐射放热系数 烟气容积 Rf υ ρω ω α2 T2 ε2 Csyn qR(1) qR(2) δqR αr Vg Fg Wg νg λg Prg Reg Nug αc ξ α1 K Δt1 Δt2 Δt Qrh1vc,tr δQrh1vc tce,s Δtce,s Qcec,tr δQce 选取 调用函数，p=4.28MPa (Drh/3.6)/f υ(Drh/3.6)/f 0.0043 0.0729 236.6 17.3 918.81 871.7 0.8 0.330 12.85 12.47 -0.01 68.10 7.433 145.70 11.399 1.2361E+00 0.0904 0.591 5560.88 37.81 56.68 1.0 141.84 79.39 351.8 318.8 335.0 435.6 0.6 449 338.4 26.9 1.5 W/(m2·℃) 查附图A-4，或调用函数 K — — kW/m2 kW/m2 % (tav+273)+1000(Rf+1/α2)BcalΣQrh1v/Hp 选取 1/(1/εsynp+1/ε2-1) Csyn(ζ0T14-ζ0T24) ψp,sεp,Ssynζ0T14 <±5%，说明ψp,s和Rf选取合适 W/(m2·℃) 1000qR(1)/(T1-T2) m3 m2 m/s m2/s W/(m·℃) — — — 烟气特性，查表4-3 结构计算，查表4-21 gBcalVgT1/(273Fg) 调用函数 调用函数 调用函数 Wgd/νg 0.26Reg0.6Prg0.37 40 烟气流通截面积 烟气流速 41 42 43 44 45 46 47 48 烟气运动黏度 烟气导热系数 烟气普朗特数 烟气雷诺数 烟气努塞尔数 烟气对流放热系数 修正系数 烟气侧放热系数 传热系数 进口端差 W/(m2·℃) Nugλg/d — 选取 W/(m2·℃) ξ(πdαc/(2s2xp)+αr) W/(m2·℃) α1/(1+(1+Qrh1v/Qrh1v)(Rf+1/α2)α1) ℃ ℃ ℃ kJ/kg % ℃ ℃ kJ/kg % 35

?'rh1v-t\rh1v ?\rh1v-t'rh1v 式（3-65） 0.001KHpΔt/Bcal 允许误差±2% 分离器出口温度与前屏进口工质温度的平均值 ?av-tce,s 0.001KFceΔtce,s/Bcal 允许误差±10% 49 出口端差 传热温压 对流传热量 50 计算误差 顶棚和两侧包覆受热面管内蒸汽温度 顶棚及两侧包覆受热面传51 热温压 顶棚受热面对流传热量 顶棚受热面计算误差

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