八  鍋爐(lú)計算舉例    

鍋爐(lú)計算舉例(lì)一：某公(gōng)司(sī)1000萬kcal/h燃(rán)煤鍊(liàn)條爐(lú)排有(yǒu)機熱載體鍋爐(lú)。根據鍋爐熱(rè)力計算(suàn)書和(hé)設計圖紙，已(yǐ)知條件(jiàn)如下:

1)絕熱(rè)燃燒溫度                          t_adi                      1522+273=1795k

2)爐膛出(chū)口煙溫                          t"_fur                      820+273=1093k

3)有機熱載(zǎi)體進爐溫度                    t'_i                        302℃

4)有機熱載體(tǐ)出爐溫度                    t"_o                        335℃

6)管(guǎn)内對流(liú)放熱(rè)系數                      α_htf                      2880 w/㎡·℃

7)爐管的(de)内(nèi)徑和(hé)外徑                      d_id/d_od                     99/108mm

9)管壁溫(wēn)度(dù)                              t'_wal/t"_wal                  642/632k

10)燃(rán)燼室(shì)長度和前後爐拱(gǒng)的水平(píng)間距       l_fur/l_thr                    4.8/1.9m

1.爐膛煙(yān)氣（火(huǒ)焰）的(de)有效(xiào)平均溫度t_av

                t_av= t^(1-n)_adi×t"ⁿ_furk 

                  =1795^(1-0.7)×1093^0.7=9.47×133.98=1269k

2.爐拱(gǒng)結構修正系數x_fur

3.熱流密度修正系數(shù)y_hfd

4.輻射(shè)受熱(rè)面最(zuì)大熱流密(mì)度q_rmax

q_rmax=y_saf×y_hfd×q_r=1.15×2.51×45350=130903w/㎡ 

5.爐管邊界層内有機熱(rè)載體(tǐ)的溫升△t_htf

式中，y_whl為考慮(lǜ)管壁(bì)切向輻射熱損(sǔn)失的系(xì)數(shù)，≈0.9。

6.鍋爐(lú)計算(suàn)最(zuì)高液膜溫度t_film

t_film=t_balk +△t_htf=335+45=380℃

7.所用有機(jī)熱載體最(zuì)高允許(xǔ)液(yè)膜(mó)溫度與鍋爐(lú)計算最高液膜溫度的比(bǐ)較

計算要(yào)求：t_fpermit≥t_film，計算結果：375℃(t_fpermit)＜380℃(t_film)

8.計算結(jié)論

該鍋(guō)爐的計(jì)算最(zuì)高液膜溫(wēn)度大于所用(yòng)有(yǒu)機熱載(zǎi)體最高允許液膜溫度(dù)，故鍋爐的(de)設計(jì)安全性(xìng)不符合(hé)《鍋爐安(ān)全技術(shù)監察規程》第十(shí)一章11.2.4條的規定。

　　9.設計建議

　　根據該鍋爐的(de)設計(jì)條(tiáo)件和計算參數，建(jiàn)議采用以下(xià)方式解(jiě)決該鍋爐存在的上(shàng)述(shù)設計問(wèn)題，以符合鍋規(guī)有關(guān)計算(suàn)最高液(yè)膜溫度的規(guī)定：

　　1)改(gǎi)變該鍋爐的(de)設計功(gōng)率，通(tōng)過減(jiǎn)少其燃料量，降低鍋(guō)爐的(de)輻射(shè)受熱面熱(rè)流(liú)密(mì)度q_r和(hé)絕熱燃(rán)燒溫度(dù)t_adi，以使(shǐ)鍋爐(lú)的計(jì)算最高(gāo)液(yè)膜溫(wēn)度下降到(dào)一個(gè)安全水平；

　　2)增加鍋爐的有機熱載體(tǐ)設計(jì)流量，或修改爐(lú)管的直徑和數量，提高爐管内(nèi)介質的流速，可(kě)以(yǐ)在保持(chí)系統(tǒng)最高工作溫度不變的情(qíng)況下(xià)，通過加強爐管(guǎn)内部(bù)的對流換(huàn)熱并降低鍋爐(lú)進出(chū)口的介(jiè)質溫差，以使(shǐ)鍋爐(lú)的計算(suàn)最高液(yè)膜溫(wēn)度下降到(dào)一個安全(quán)水平；

　　3)選擇熱穩(wěn)定性(xìng)更(gèng)高的有(yǒu)機熱載體(tǐ)，使其具有(yǒu)更高(gāo)的最(zuì)高允許液(yè)膜(mó)溫(wēn)度，以使該鍋爐的計算(suàn)最高液膜溫度低于其(qí)最(zuì)高允許(xǔ)液膜溫度(dù)。

　　鍋爐(lú)計算舉例二：某(mǒu)公司800萬kcal/h燃(rán)煤鍊條爐(lú)排有機熱(rè)載體(tǐ)鍋爐(lú)。根(gēn)據鍋爐(lú)熱力計算(suàn)書和設計(jì)圖紙(zhǐ)，已知(zhī)條件如下(xià)：

1)絕熱燃(rán)燒(shāo)溫度                          t_adi                    1510+273=1783k

2)爐膛(táng)出口煙(yān)溫                          t"_fur                      702+273=975k

3)有機(jī)熱載體(tǐ)進爐溫度                    t'_i                         300℃

4)有(yǒu)機熱載體出爐(lú)溫度(dù)                    t"_o                         330℃

5)過量(liàng)空氣系(xì)數                          α_a                             1.4

6)管(guǎn)内對流放熱系數(shù)                      α_htf                      2950w/㎡·℃

7)爐管的内(nèi)徑和(hé)外徑                      d_id/d_od                     80/89mm

8)輻射(shè)受(shòu)熱(rè)面熱(rè)流密(mì)度                    q_r                        33410w/㎡

9)管壁溫(wēn)度                              t'_wal/t"_wal                  663/647k

10)燃(rán)燼室(shì)長度和前後爐拱的水平(píng)間距       l_fur/l_thr                    7.0/3.5m

11)所(suǒ)用(yòng)有機熱載體的(de)最高允許(xǔ)液膜溫度     t_fpermit                        375℃

将已(yǐ)知條(tiáo)件代入以下公式計算(suàn)：

1.爐膛煙氣（火焰）的有效(xiào)平均溫度(dù)t_av

                t_av= t^(1-n)_adi×t"ⁿ_furk 

                  =1783^(1-0.7)×975^0.7=9.45×123.68=1169k

2.爐拱(gǒng)結構(gòu)修(xiū)正(zhèng)系數(shù)x_fur

                                          

         

3.熱流密度修正(zhèng)系數y_hfd

 

                  

 

4.輻射(shè)受熱面最(zuì)大熱(rè)流密度q_rmax

q_rmax=y_saf×y_hfd×q_r=1.15×2.68×334410=103065w/㎡ 

5.爐管邊(biān)界層内有機熱(rè)載體的溫升△t_htf

 

 

式(shì)中，y_whl為考(kǎo)慮管壁(bì)切向輻(fú)射熱損失的(de)系數，y_whl≈0.9。

6.鍋爐(lú)計算(suàn)最高(gāo)液膜溫度t_film

t_film=t_balk +△t_htf=330+35=365℃

7.所用有(yǒu)機(jī)熱載體最(zuì)高允(yǔn)許液膜溫度與(yǔ)鍋爐(lú)計(jì)算最高(gāo)液膜(mó)溫度的比(bǐ)較

要(yào)求：t_fpermit≥t_film，結(jié)果：375℃＞365℃

8.計(jì)算結(jié)論

該鍋(guō)爐的(de)計(jì)算最(zuì)高液膜溫(wēn)度低于所(suǒ)用有機熱載(zǎi)體最高(gāo)允許(xǔ)液(yè)膜溫度(dù)，故鍋爐的設計(jì)安全性符(fú)合《鍋爐安全(quán)技(jì)術監(jiān)察規(guī)程》第十一章11.2.4條的規(guī)定。

　　附(fù)件：德(dé)國标準din4754《有(yǒu)機熱(rè)載體傳熱系統操作(zuò)的安全要求及檢驗 》（heat trans- fer systems operating with organic heat transfer media safety requirements and testing）标準中(zhōng)燃油/燃(rán)氣圓筒形有機(jī)熱載(zǎi)體(tǐ)鍋(guō)爐最高液膜溫(wēn)度計(jì)算方法的翻譯稿。

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