有机热载体锅炉(燃煤导热油炉)热力计算书

●热工计算一览表设计条件1额定供热量13.958MW2燃料山东良庄(Ⅱ类烟煤)3导热油流量789m3/h4过剩空气系数1.6计算结果1理论空气量4.8098Nm3/kg辐射段实际空气量7.2147Nm3/kg辐射段空气量/小时25719.21Nm3/h对流段实际空气量7.6957Nm3/kg2实际烟气量8.1496Nm3/kg炉体出口总烟气量29051.8347Nm3/h3理论燃料消耗量0.9902kg/s实际燃料消耗量1.0763kg/s4热效率73.2999%(含空预器)5理论燃烧温度1522.3824℃6排烟温度333.0901℃空预器排烟温度262.32℃7辐射段出口烟温781.2574℃8介质进口温度307.1℃9介质出口温度335℃10对流段I烟气平均流速10.0439m/s对流段II烟气平均流速10.0465m/s11介质膜温度342.8189℃12介质进出口总阻力损失0.3469MPa其中管内流动阻力0.321MPa其中进出口位能损失0.025MPa13炉内烟气总阻力49.1149mmH2o序号名称符号单位计算公式及数字来源数值一.设计参数1额定供热量QMW13.95(10^4kcal/h)12002介质额定循环量Vm3/s0.2191m3/h789二.介质进出口温度计算1介质出口温度t2℃3352介质进口温度t1℃假设后校核3073介质平均温度tpj℃tpj=(t1+t2)/2321.054介质种类DOWTHERM-A5介质平均温度下比热Cpj查表2.8096介质平均温度下密度ρ1kg/m3查表802.897介质吸热量QjkwQj=Cpj*m*ΔtCpj*V*ρ1*(t2-t1)14051.38设计额定供热量Q1kwQ1=1000*Q13958.70≤(Qj-Q1)/Q1≤1％成立9计算介质进口温度t1j℃t1j=t2-Q1/(Cpj*V*ρ1)307.28三.燃料燃烧计算燃煤种类:山东良庄(Ⅱ类烟煤)1燃料成分Cy46.55Hy3.06Oy6.11Sy1.94Ny0.86Ay32.48Wy92燃料低位发热值QdwkJ/kg176713理论空气量V0Nm3/kgV0=0.0889(Cy+0.375Sy)+0.265(Hy-0.126Oy)4.8094理论烟气量Vco20Nm3/kgVco20=1.866Cy/1000.868Vso20Nm3/kgVso20=0.7Sy/1000.013VRo20Nm3/kgVRo20=VcO20+VsO200.882VN20Nm3/kgVN20=0.79V0+0.008Ny3.806VH2o0Nm3/kgVH2o0=0.111Hy+0.0124Wy+0.0161V0+1.24Gzq0.528●辐射段烟气焓温表计算5辐射段空气过剩系数α输入1.56实际空气量VNm3/kgV=α*V07.2147实际烟气量Vco2Nm3/kgVco2=Vco200.868Vso2Nm3/kgVco2=Vso200.013序号名称符号单位计算公式及数字来源数值VRo2Nm3/kgVRo2=Vco2+Vso20.882VN2Nm3/kgVN2=VN20+0.79(α-1)V05.706VH2oNm3/kgVH2o=VH2o0+0.0161(α-1)V00.567Vo2Nm3/kgVo2=0.21(α-1)V00.5058烟气总量VyNm3/kgVy=VCO2+VSO2+VN2+VH2O+VO27.669烟气体积百分比CO2%VCO2/VyX100%11.338SO2%VSO2/VyX100%0.177RO2%VRO2/VyX100%11.515N2%N2/VyX100%74.488H2O%VH2O/VyX100%7.403O2%VO2/VyX100%6.592Σ%(RO2+N2+H2O+O2)%10010辐射段烟气焓温表●对流段烟气焓温表计算11对流段漏风系数αd输入0.112对流段实际空气量VNm3/kgV=(α+αd)*V07.69513实际烟气量Vco2Nm3/kgVco2=Vco200.868Vso2Nm3/kgVco2=Vso200.013VRo2Nm3/kgVRo2=Vco2+Vso20.882VN2Nm3/kgVN2=VN20+0.79(α-1)V06.086VH2oNm3/kgVH2o=VH2o0+0.0161(α-1)V00.574Vo2Nm3/kgVo2=0.21(α-1)V00.60614烟气总量VyNm3/kgVyd=VCO2+VSO2+VN2+VH2O+VO28.14915烟气体积百分比CO2%VCO2/VydX100%10.658SO2%VSO2/VydX100%0.166RO2%VRO2/VydX100%10.825N2%N2/VydX100%74.684H2O%VH2O/VydX100%7.053O2%VO2/VydX100%7.436Σ%(RO2+N2+H2O+O2)%10016对流段烟气焓温表●热力平衡计算冷空气温度tck℃20冷空气平均比热ClkkJ/(Nm3.℃)查表1.32冷空气焓IlkkJ/kgIlk=α*V0*Clk*tlk177.77热空气温度trk℃输入120热空气平均比热CrkkJ/(Nm3.℃)查表1.3256热空气焓IrkkJ/kgIrk=α*V0*Crk*trk1071.15入炉燃料温度tm℃输入20序号名称符号单位计算公式及数字来源数值烟煤平均比热CmkJ/(kg.℃)Cm=1.091.09燃料带入的焓值ImkJ/kgIm=Cm*tm21.8锅炉输入热量QrkJ/kgQr=Qdw+Im+Qwl17692.8炉体排烟温度tpy℃假设后效核333.09炉体排烟焓IpykJ/kg查焓温表3785.86炉体排烟热损q2%q2=(Ipy-Ilk-Ilkd)/Qr*10019.21气体未完全燃烧热损q3%一般情况假设0.5固体未完全燃烧热损q4%一般情况假设5散热损失q5%一般情况假设1炉渣及其它热损q6%一般情况假设1锅炉效率η%100-q2-q3-q4-q5-q673.29实际燃料消耗量Bkg/sB=Q1/(η*Qr)1.0763计算燃料消耗量Bjkg/sBj=(1-q4/100)*B0.9902炉子的保温系数ψψ=η/（η+q5/(1+Q1ky/Q1))0.974Q1ky=Qky*BJ入炉热量QLkJ/kgQL=Qr*(100-q3-q4-q6)/(100-q4)+Irk+Qwl18488.2理论燃烧温度t℃查θ-I表1522.38五.辐射室传热计算结构参数辐射容积Vlm3Vl=fl1*fl2*fh-fr^2*(4-π)105.94辐射室水冷壁附加面积Ffjm264辐射室水冷壁面积Flm2Fl=fh(π*2*fr+2*(fl1+fl2-2*fr))+fdyx+Ffj174.03辐射受热面当量平面面积DLHm2273.366有效受热面积Hfyxm2Hfyx=ηs*H'ηs=1.0273.36辐射段出口烟温tp1℃先假设,后校核(校核值)782.67辐射段出口烟焓IP1kJ/kg查焓温表8876.29烟气平均热容量VckJ/kg.℃从tm到tp1区间内Vc=(θl-Ip1)/(tm-tp1)12.99烟气有效辐射层厚度SmS=3.6*Vl/Fl1.9131炉膛容积热负荷qvkw/m3qv=B*Qdw/Vl179.52三原子气体辐射减弱系数*rqKq*rq1/(MPa*m)Kq=(1-0.37*Tp1/1000)*((0.78+1.6rH20)/(rq*P*S*10)^.5-0.1)*rq*101.55其中Tp1=tp1+273rq=rRO2+rH2OP=0.1MPa飞灰辐射减弱系数*UfhKfh*Ufh1/(MPa*m)Kfh*Ufh=43850*py/(t3^2*dfh^2(1/3)*ufh0.8221碳黑粒子辐射减弱系数Kth1/(MPa*m)Kth=kj*x1*x20.153火焰发光部分黑度αfgαfg=1-e^(-(kq+kth+kfh*ufh)*p*s0.3757火焰黑度αhαh=αfg(燃固体燃料）0.3757盘管部分水冷壁有效角系数Xp顺排密贴排列1序号名称符号单位计算公式及数字来源数值炉顶部分水冷壁有效角系数Xd顺排有隙排列0.95污染系数ζ层燃煤0.6水冷壁平均热有效系数ΨΨ=x*ζ0.5237炉膛黑度αlαl=(αh+(1-αh)*p)/(1-(1-αh)(1-Ψ)(1-p))0.6051燃烧器火焰经验系数M表6-4《锅炉手册》层燃煤0.52炉膛辐射出口温度t3℃t3=Tm/(M*(5.67*10^(-11)*αl*Ψ*FZ*Tm^3/(ψ*Bj*Vc))^0.6+1)-273781.25辐射段出口烟焓I3kJ/kg查θ-I表8858.82六对流段传热计算1对流室进口烟气温度t3℃t3781.252对流室进口烟气焓I3kJ/kg查焓温表8858.823对流室出口烟气温度t4℃查焓温表得t4333.094对流室出口烟气焓I4kJ/kgI4=(Irk-Ilk)/ψ+Ipy3785.865对流I室介质进口温度tl℃307.1对流II室介质进口温度tl'℃307.16对流I室介质出口温度t2℃322.3对流II室介质出口温度t2'℃310.57对流I室逆流大温差Δt1℃Δt1=t31-t2458.94对流I室逆流小温差Δt2℃Δt2=t41-t1109.838对流II室顺流大温差Δt1'℃Δt1'=t32-t1'106.39对流II室顺流小温差Δt2'℃Δt2'=t42-t2'25.999对流I室平均温差Δt℃Δt=(Δt1-Δt2)/ln(Δt1/Δt2)243.66对流II室平均温差Δt'℃Δt'=(Δt1'-Δt2')/ln(Δt1'/Δt2')56.9310对流段结构参数●第一对流室热平衡计算a.对流段蛇管排列形式顺列b.烟气平均流通面积Fym22.56c.管束横向相对节距б1б1=S1/d11.57d.管束纵向相对节距б2б2=S2/d12.89e.换热面积有效对流换热面积系数Cyx0.85有效对流换热面积Hm2DLDH=d*π*Ldl*n*Cyx310.511烟气有效辐射层厚度SmS=0.9*d*(4/π*б1*б2-1)0.164812烟气平均温度θpj℃θpj=(t1+t2)/2+Δt599.0913烟气平均流速Wym/sNWy=Bj*Vy/Fy*(θpj+273)/2731014烟气横向冲刷αdkw/(m2*℃)αd=αh*Cs*Cz*Cw0.0766管束对流放热系数15三原子气体辐射减弱系数kq1/MPakq=10*((0.78+1.6rH2o)/sqr(rq*P*S*10)-0.1)*(1-0.37*Tpy/1000)*rq6.7921Tpy=t4+27316烟气黑度αyαy=1-e^(-kq*P*S)0.121617受热面积灰层表面温度tb℃tb=tpj+Δth374.7序号名称符号单位计算公式及数字来源数值Δth=60℃燃煤18辐射换热系数αfkw/(m2*℃)αf=5.1*10^(-11)*αy*T^3*(1-(Tb/T)^4)/(1-Tb/T)0.0111其中Tb=tb+273,Tpj=θpj+27319综合传热系数kkw/(m2*℃)k=(αd+αf)*ψ0.057ψ=0.55~0.65燃烟褐煤取0.620第一对流室对流面吸热量QcrnkJ/kgQcrn=k*Δt*h/Bj4361.98第一．二对流室界面烟气温度℃416.9●第二对流室热平衡计算a.对流段蛇管排列形式顺列b.烟气平均流通面积Fym21.9c.管束横向相对节距б1б1=S1/d11.57d.管束纵向相对节距б2б2=S2/d12.89e.换热面积有效对流换热面积系数Cyx0.85对流室有效对流换热面积Hm2DLDH=d*π*Ldl*n*Cyx228.3121烟气有效辐射层厚度SmS=0.9*d*(4/π*б1*б2-1)0.1648第二对流室进口烟气温度℃416.9第二对流室出口烟气温度℃33322烟气平均温度θpj℃θpj