淺談有關鍋爐的校核計算

摘 要:為了方便鍋爐設計的計算，在這里淺談了有關鍋爐校核計算的事項，從煤的特性到鍋爐的設計結(jié)構和外界等綜合因素校鍋爐參數(shù)。

關鍵詞:鍋爐校核計算參數(shù)因素綜合

中圖分類號:TK225文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(b)-0108-01

1 引言

鍋爐機組的熱力計算，一般都從燃料的燃燒和熱平衡計算開始，然后按煙氣流向歐陸機組的各個受熱面(爐膛、過熱器等等)進行計算，鍋爐熱力計算分為設計計算和校核計算，兩者計算方法差不多，其區(qū)別在于計算任務和所求的數(shù)據(jù)不同。校核計算的任務是在給定的鍋爐負荷和燃料特性的前提下，按鍋爐機組已有的結(jié)構和尺寸，去確定各個受熱面交界出的水溫、汽溫、空氣和煙氣溫度、鍋爐熱效率、燃料消耗量以及空氣和煙氣的流量和流速。進行校核計算是為了估計鍋爐機組按指定燃料運行的經(jīng)濟指標，尋求必需的改進鍋爐結(jié)構的措施，選擇輔助設備以及空氣動力、水動力、壁溫和強度等計算提供原始資料。

2 概述

對鍋爐機組做校核計算時，不僅煙氣的中間溫度是未知數(shù)，而且排煙溫度和熱空氣溫度，有是連過熱蒸汽的溫度也是未知數(shù)。因此在計算時，上述溫度需先假定，然后用漸進法去確定，所謂逐漸接近法就是當一個參數(shù)未知而用已知量直接求解又條件不足時，可以先假設一個目標參數(shù)的值，將其帶入進行運算。并求出另一參數(shù)的值。然后用求出的參數(shù)值對目標參量進行校核。如果誤差合格，則假設值便可作為問題的解，而如果校核不合格，則應把進行校核時得到的目標參數(shù)值作為已知，重新代入計算，直到校核誤差達到要求為止。根據(jù)鍋爐基本結(jié)構和燃料特性(收到基、揮發(fā)分、灰熔點特性、可磨度、低位發(fā)熱量)，鍋爐設計參數(shù)有鍋爐額定蒸發(fā)量、過熱蒸汽參數(shù)、汽包蒸汽壓力、給水參數(shù)、排污率、排煙溫度、與熱空氣溫度、冷空氣溫度、空氣中含水蒸氣量。

3 設計步驟

第一步:進行鍋爐熱平衡計算，設定熱空氣溫度，確定鍋爐熱效率，根據(jù)過熱器出口焓、再熱器進出口焓、給水焓以及蒸汽流量確定鍋爐有效利用熱以及燃料消耗量。

3.1 空氣平衡

煙道(爐膛、凝渣管簇、高溫省煤器、高溫空氣預熱器、高溫過熱器、低溫過熱器、低溫省煤器、低溫空氣預熱器)各處空氣系數(shù)(出口和入口)及各受熱面的漏風系數(shù)()，空氣預熱器出口熱空氣的過量空氣系數(shù)為:，為制粉系統(tǒng)漏風系數(shù)(以理論空氣量為基礎)

3.2 燃燒產(chǎn)物的體積及焓的計算

3.2.1理論空氣量:

3.2.2理論氮容積

3.2.3三原子氣體容積

3.2.4理論水蒸汽容積

3.3 燃燒產(chǎn)物的平均特性、熱平衡及燃料消耗量和煙氣焓溫的計算可根據(jù)《鍋爐熱力計算標準方法》、焓溫表等相關公式求出

第二步:進行爐膛熱力計算，先確定爐膛各結(jié)構參數(shù)，假設爐膛出口煙溫，由低位發(fā)熱量和空氣帶入熱量確定單位燃料帶入爐膛的熱量從而確定理論燃燒溫度，再由《鍋爐原理》中選定參數(shù)計算出爐膛黑度和火焰黑度，計算出爐膛出口煙溫，確定爐膛出口輻射熱和爐膛熱強度。

3.4 爐膛結(jié)構特性

由水冷壁、管節(jié)距、管中心與護墻距離、護墻面積、水冷壁輻射面積、爐膛容積、煙氣輻射層有效厚度、燃燒器中心高度、爐膛出口高度等確定角系數(shù)、相對值等待求參數(shù)。

3.5 爐膛熱力計算

給定冷空氣溫度，假定熱空氣溫度和爐膛出口煙溫，通過焓溫表查出理論燃燒溫度和爐膛出口煙焓，結(jié)合第一步中計算的數(shù)據(jù)求爐膛出口過量空氣系數(shù)、爐膛漏風系數(shù)、制粉系統(tǒng)漏風系數(shù)、熱空氣焓、冷空氣、空氣預熱器來熱空氣份額、空氣進入爐膛的熱量、燃料有效放熱量。

第三步:進行后屏過熱器熱力計算，確定結(jié)構參數(shù)后，先假設屏的出口煙溫，進行屏的對流放熱量和輻射放熱量計算，再確定屏的進出口工質(zhì)溫度，算出屏的傳熱溫壓，然后再由煙氣和工質(zhì)的物理特性確定煙氣側(cè)和工質(zhì)側(cè)的放熱系數(shù)，以計算出傳熱系數(shù)，最后進行屏的對流與傳熱量的校核。

3.6 凝渣管的傳熱計算

3.7 過熱器的結(jié)構特性及換熱計算(注意管束的布置方式，布置方式不同，管束橫向節(jié)距和縱向節(jié)距也不同計算方法不同)

3.8 由高溫過熱器結(jié)構特性進行高溫過熱器傳熱計算

第四步:進行低溫過熱器熱力計算，先假設出口煙溫，進行對流放熱量和輻射放熱量的計算，然后計算出工質(zhì)的進出口溫度，確定傳熱溫壓，再根據(jù)低溫過熱器煙氣和工質(zhì)的物理特性確定煙氣側(cè)和工質(zhì)側(cè)的放熱系數(shù)，以計算出傳熱系數(shù)，進行低溫過熱器對流于傳熱量的校核。

第五步:進行高溫過熱器熱力計算，先確定熱段進口工質(zhì)焓，計算出熱段工質(zhì)吸熱量，確定輻射放熱量和對流放熱量，計算出高溫過熱器煙氣的進出口溫度，要求高溫過熱器和低溫過熱器出口煙氣溫度相差不能大于50℃，再確定傳熱溫壓，由和低溫過熱器相同的傳熱系數(shù)確定傳熱量，并與對流放熱量進行比較分析確定如何增減受熱面

3.9 省煤器結(jié)構特性、換熱計算和空預器的熱力計算

3.10 鍋爐受熱面的熱量分配

主要包括:鍋爐總有效吸熱量、爐膛總傳熱量、凝渣管區(qū)域傳熱量、高溫過熱器區(qū)域傳熱量、低溫過熱器總傳熱量、省煤器總吸熱量、空氣預熱器總熱量和排煙溫度校核等。

第六步:對數(shù)據(jù)結(jié)果進行匯總，驗證數(shù)據(jù)是否在假設和給定范圍內(nèi)，如果滿足則假設成功，若不滿足重新校核。

4 結(jié)語

在進行鍋爐校核計算之前應考慮鍋爐校核熱力計算與設計熱力計算之異同點。知道鍋爐爐膛熱力計算式，式中各項的意義和爐膛熱力計算的步驟。爐膛黑度的計算，寫出鍋爐對流受熱面的熱力計算的基本方程式，考慮鍋爐熱力計算各受熱面的允許計算誤差。熟悉鍋爐爐膛結(jié)構計算的基本內(nèi)容，熱平衡計算中，保溫系數(shù)的獲取，鍋爐燃料消耗量和計算燃料消耗量的計算，水冷壁的角系數(shù)，爐頂過熱器，過量空氣系數(shù)等。在計算中各段受熱面的過量空氣系數(shù)的確定，鍋爐爐膛出口煙溫的估算，從哪幾個方面進行考慮，結(jié)合所繪制的鍋爐本體結(jié)構圖，進行的熱力校核計算的鍋爐的基本工質(zhì)參數(shù)值，燃料基本數(shù)據(jù)，其數(shù)值變化對鍋爐工作的影響。

參考文獻

[1]馮俊凱，沈幼庭.鍋爐原理及計算.北京:科學出版社，1998．

[2]林宗虎，徐通模.實用鍋爐手冊.北京:化學工業(yè)出版社，1999．

[3]胡蔭平.電站鍋爐手冊.北京:中國電力出版社，2005．