四 輻射受熱面最大熱流密度的計算方法
依據燃煤鍊條爐排鍋爐(lú)熱力計算(suàn)方法以及輻射傳熱計算公式,可以采用以下計算方法對燃燼室喉口部位(wèi)輻射受熱面最大熱(rè)流密度進(jìn)行計算:
本計算方法是将燃燼室(shì)喉口部位輻射受(shòu)熱面最大熱流密度與燃燼(jìn)室平均(jun1)熱流(liú)密度之比作為最大熱流密度計算的修正系數,對(duì)已知的燃燼室輻射(shè)受熱面平(píng)均熱流密度進行修(xiū)正,由此計算出燃燼室喉口部位輻射受熱面最大熱流密度,該方法的(de)要點是計算出最大熱流密度(dù)的修正系數。
假定在同一鍋爐的燃燼室内各(gè)個部位受熱面(miàn)上所接受的輻射熱強度,除因(yīn)所作用的輻射溫度不同(tóng)外,其(qí)他相關的輻射傳熱(rè)條件基本相同,根據(jù)輻射傳熱計算公式,最大輻射熱流密度的修正系數應當(dāng)與導緻産生最大熱流(liú)密(mì)度和(hé)平均熱流密度的有效輻射溫度有關,故該修正系數應該是爐膛最高輻(fú)射溫度的四次方與平均輻射溫(wēn)度的四次方之比(bǐ)的函(hán)數。由于爐拱喉口
該修正系數的計算方法可以(yǐ)是:根據《工業鍋爐設計計算(suàn)方法》一書,利用其中的燃煤鍊條爐排鍋(guō)爐熱力計算方法和鍋爐熱力計算書中的計算結果(guǒ),将已知該鍋爐的絕(jué)熱燃燒溫度、爐膛内煙氣(火焰(yàn))的(de)有效平均溫度、爐膛(táng)黑度、管壁溫度等參數帶入(rù)輻射(shè)傳熱公式,并考(kǎo)慮到爐拱結構及其尺寸對喉口處輻射(shè)強度的直接影響,采用燃燼室被爐拱覆蓋的截面(miàn)積與燃燼室截面積之比(即燃燼室被爐拱覆蓋部(bù)分的(de)長度與(yǔ)燃燼室總長度的比值,詳見(jiàn)圖B-3)作為爐拱結構修正系(xì)數,對燃燒室内發光火焰和高溫煙氣投向燃燼室受熱面的(de)輻射強度加以修正,計算出爐拱喉口處輻射受熱(rè)面最(zuì)大熱流密度的修正系數。然(rán)後利用該修正系數對已知的輻射受熱面(miàn)平均熱流密度(dù)進行修正,即可計(jì)算出輻射受熱面的最大熱流密度值。
利用鍋爐熱力計算結果,将已(yǐ)知的絕熱燃燒溫度(dù)與爐膛内(nèi)煙(yān)氣(火焰)的有效平均溫度的四次方之(zhī)比作為因子,對已(yǐ)知的輻射受熱面(平均)熱流密度修(xiū)正,據此計算,該鍋爐輻射受熱面最(zuì)大熱流密度的計算方法可以通過(guò)以(yǐ)下計算公式(公(gōng)式序号與附件二中的公式序号相(xiàng)同)表達:
qrmax=ysaf×yhfd×qr (B.7)
式中 qrmax———輻射受熱面最大熱流密度,W/㎡;
qr———輻射(shè)受熱面熱流密度,W/㎡,可由鍋爐熱力計(jì)算書查出;
ysaf———安全系數(≈1.15);
yhfd———輻射(shè)受(shòu)熱面熱流密度的修正系數(shù),由公式B.8計算
式(shì)中 xfur——爐拱結構修正(zhèng)系數,可(kě)由公式B.9計算;
lthr
Lfur
xfur=1- ——— (B.9)
式中 lthr——爐拱喉(hóu)口流通截面的寬度,m,見“燃(rán)煤鍊條爐排有機熱(rè)載體鍋爐示意圖(tú)”;
Lfur——沿爐排方向(xiàng)的(de)燃燼室長度,m,見“燃煤鍊條爐排有(yǒu)機熱載體鍋爐示(shì)意圖(tú)”;
Tadi——絕(jué)熱燃燒溫(wēn)度,K ,由鍋(guō)爐熱力計(jì)算書查出;
T'wal——管壁(bì)溫(wēn)度,K ,為絕熱溫度輻射(shè)區域的管壁溫度,可由《工業鍋(guō)爐設計計算方法》中公式5-28計算;
T"wal——管壁溫度,K ,為爐膛内平均煙溫(wēn)輻(fú)射區域的管壁溫度,可由《工業鍋(guō)爐設計計算方法》中公式5-28 計算;
Tav——爐内煙氣(火焰)的有效平均溫度,K ,由鍋爐熱力計算書查出,或由(yóu)公式B.8計算;(注:該公式來自《工業鍋爐設(shè)計計算方法》中“層狀燃燒及流(liú)化床燃燒工業(yè)鍋(guō)爐熱力計算方法(fǎ)”的“層燃爐爐膛熱力計算”爐膛傳熱計算一節,公式号為5-27。見公式B.10)
Tav= T(1-n)adi×T"nfur (B.10)
式中 T"fur——爐膛出口煙溫,K ,由鍋爐熱力計算書(shū)查出;
n——反(fǎn)映燃燒工況對爐内(nèi)溫(wēn)度場(chǎng)的影響,對于鍊條(tiáo)爐排鍋爐,n=0.7。
燃煤鍊條(tiáo)爐排有機熱載(zǎi)體鍋爐示(shì)意圖