八(bā)  鍋爐計算(suàn)舉(jǔ)例    

鍋爐計(jì)算(suàn)舉例(lì)一：某公(gōng)司(sī)1000萬kcal/h燃(rán)煤鍊(liàn)條(tiáo)爐排有(yǒu)機熱載(zǎi)體(tǐ)鍋爐(lú)。根據鍋(guō)爐(lú)熱力計(jì)算(suàn)書(shū)和設計(jì)圖紙，已知(zhī)條件(jiàn)如下:

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

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

3)有(yǒu)機(jī)熱載(zǎi)體進爐溫度                    t'_i                        302℃

4)有機(jī)熱載體(tǐ)出爐(lú)溫度                    t"_o                        335℃

6)管内(nèi)對流(liú)放熱系數                      α_htf                      2880 w/㎡·℃

7)爐管(guǎn)的内徑和(hé)外徑                      d_id/d_od                     99/108mm

9)管壁溫度                              t'_wal/t"_wal                  642/632k

10)燃燼室長(zhǎng)度(dù)和前後(hòu)爐拱(gǒng)的水(shuǐ)平間(jiān)距       l_fur/l_thr                    4.8/1.9m

1.爐(lú)膛煙氣（火(huǒ)焰）的(de)有效(xiào)平均(jun1)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.爐拱結構(gòu)修正系(xì)數x_fur

3.熱流密度(dù)修正系數y_hfd

4.輻射受(shòu)熱(rè)面最大(dà)熱(rè)流密度q_rmax

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

5.爐(lú)管邊(biān)界(jiè)層内有機熱載體的溫升(shēng)△t_htf

式(shì)中(zhōng)，y_whl為考(kǎo)慮(lǜ)管壁(bì)切向(xiàng)輻(fú)射熱損(sǔn)失的系(xì)數(shù)，≈0.9。

6.鍋爐(lú)計算最高液膜溫度t_film

t_film=t_balk +△t_htf=335+45=380℃

7.所用(yòng)有機熱載體最(zuì)高允(yǔn)許液(yè)膜溫(wēn)度(dù)與(yǔ)鍋(guō)爐(lú)計算(suàn)最高液膜溫(wēn)度(dù)的比(bǐ)較

計算要求：t_fpermit≥t_film，計算結(jié)果：375℃(t_fpermit)＜380℃(t_film)

8.計算結(jié)論

該鍋(guō)爐(lú)的計(jì)算最高(gāo)液膜溫度大(dà)于所用有(yǒu)機熱(rè)載體(tǐ)最高(gāo)允許液膜溫度(dù)，故鍋爐的(de)設計安全性不符合《鍋爐安(ān)全技術監察規程》第十(shí)一章11.2.4條的(de)規定。

　　9.設計建議

　　根據該(gāi)鍋爐的設計條(tiáo)件和計(jì)算參數，建(jiàn)議采(cǎi)用以(yǐ)下(xià)方式解(jiě)決該(gāi)鍋爐存在(zài)的上述設計問(wèn)題，以符合鍋規(guī)有關計(jì)算最高液膜溫度的規(guī)定：

　　1)改(gǎi)變該(gāi)鍋爐的(de)設計功率，通過(guò)減少其(qí)燃料量，降低鍋(guō)爐的輻射(shè)受熱(rè)面熱(rè)流密(mì)度q_r和(hé)絕熱燃燒(shāo)溫度t_adi，以使(shǐ)鍋(guō)爐(lú)的計(jì)算最(zuì)高(gāo)液(yè)膜溫度下降(jiàng)到一個(gè)安全水平；

　　2)增加鍋爐(lú)的有(yǒu)機熱(rè)載體設計(jì)流量，或修改爐管(guǎn)的直徑和數(shù)量，提高(gāo)爐管内(nèi)介質的(de)流(liú)速，可(kě)以在保持(chí)系統最高(gāo)工作(zuò)溫度(dù)不變的情況下(xià)，通過加強爐管(guǎn)内部的(de)對流換(huàn)熱并(bìng)降低鍋爐(lú)進出口的(de)介質(zhì)溫差，以使鍋爐(lú)的計算最(zuì)高液(yè)膜溫度下降到(dào)一個安(ān)全水平(píng)；

　　3)選擇熱穩(wěn)定性更高的有(yǒu)機熱載(zǎi)體(tǐ)，使其具有(yǒu)更(gèng)高的最(zuì)高允許液膜溫(wēn)度，以(yǐ)使(shǐ)該鍋爐(lú)的計算最(zuì)高(gāo)液(yè)膜溫度低(dī)于其(qí)最高(gāo)允(yǔn)許(xǔ)液膜(mó)溫度(dù)。

　　鍋爐(lú)計算舉例二：某(mǒu)公司800萬(wàn)kcal/h燃煤鍊(liàn)條爐(lú)排有(yǒu)機熱(rè)載體鍋爐。根據(jù)鍋爐(lú)熱(rè)力計算(suàn)書和設計圖紙(zhǐ)，已知條件如下：

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

2)爐膛出口煙溫                          t"_fur                      702+273=975k

3)有機(jī)熱載(zǎi)體(tǐ)進爐溫(wēn)度                    t'_i                         300℃

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

5)過量空氣系(xì)數(shù)                          α_a                             1.4

6)管内(nèi)對(duì)流放熱系數(shù)                      α_htf                      2950w/㎡·℃

7)爐管的内(nèi)徑和外(wài)徑                      d_id/d_od                     80/89mm

8)輻射受熱(rè)面熱流密(mì)度(dù)                    q_r                        33410w/㎡

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

10)燃(rán)燼室長(zhǎng)度(dù)和前(qián)後爐(lú)拱的(de)水平(píng)間距       l_fur/l_thr                    7.0/3.5m

11)所用(yòng)有機(jī)熱載體的(de)最高允許液膜溫度     t_fpermit                        375℃

将(jiāng)已知條(tiáo)件(jiàn)代入以下公(gōng)式計(jì)算：

1.爐膛煙氣（火(huǒ)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)修正系(xì)數x_fur

                                          

         

3.熱流密(mì)度修正(zhèng)系數y_hfd

 

                  

 

4.輻射受熱(rè)面最大熱流密度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(yǒu)機熱(rè)載體(tǐ)的溫升△t_htf

 

 

式(shì)中(zhōng)，y_whl為考(kǎo)慮(lǜ)管壁(bì)切向(xiàng)輻射熱損(sǔn)失的系數(shù)，y_whl≈0.9。

6.鍋爐(lú)計算最高(gāo)液膜溫度(dù)t_film

t_film=t_balk +△t_htf=330+35=365℃

7.所用有機(jī)熱載體(tǐ)最高允(yǔn)許液膜溫度與(yǔ)鍋爐計算最高液膜溫度(dù)的比(bǐ)較

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

8.計(jì)算結(jié)論

該鍋爐的計(jì)算最高液(yè)膜溫(wēn)度低于所(suǒ)用有機熱載體最高(gāo)允許液膜溫度(dù)，故鍋爐的設計(jì)安(ān)全性符合《鍋(guō)爐安全技(jì)術監察規程》第(dì)十一章11.2.4條的規(guī)定。

　　附件：德(dé)國标(biāo)準din4754《有機熱(rè)載體傳熱(rè)系統(tǒng)操作的安全要(yào)求及(jí)檢驗(yàn) 》（heat trans- fer systems operating with organic heat transfer media safety requirements and testing）标(biāo)準(zhǔn)中(zhōng)燃(rán)油/燃(rán)氣圓筒(tǒng)形(xíng)有機(jī)熱載體(tǐ)鍋(guō)爐最高液膜溫度計(jì)算方(fāng)法的(de)翻譯(yì)稿。

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