富氧燃烧的炉膛的传热系数计算方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及富氧燃烧技术领域，公开了一种富氧燃烧的炉膛的传热系数计算方法及装置。其中，该方法包括：对空气燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数K

Method and device for calculating heat transfer coefficient of oxygen enriched combustion furnace

The invention relates to the technical field of oxygen enriched combustion, and discloses a method and a device for calculating the heat transfer coefficient of an oxygen enriched combustion furnace. Wherein, the method includes: the radiation attenuation coefficient K of the three atom gas in the air combustion atmosphere;

【技术实现步骤摘要】
富氧燃烧的炉膛的传热系数计算方法及装置
本专利技术涉及富氧燃烧
，具体地，涉及一种富氧燃烧的炉膛的传热系数计算方法及装置。
技术介绍
富氧燃烧技术与现有电站燃烧方式在技术上具有良好的承接性。富氧燃烧技术不仅便于回收烟气中的CO2，还能大幅度地减少其中的NOx、SO2和颗粒物排放。富氧燃烧可以实现污染物的一体化协同脱除，是一种近“零”排放的清洁燃煤利用技术，但是富氧燃烧同时也存在着很多的问题：由于介质的密度、比热、扩散系数、辐射特性以及烟气量的差异，使得富氧燃烧气氛下炉内的流动特性、煤粉火焰特性、燃烧过程、传热过程等相比于常规燃烧发生了很大的变化。因此，常规的空气气氛下的锅炉的炉膛传热系数计算方法和步骤不再适于富氧燃烧工况下炉膛传热系数的计算，需要一种能够对富氧燃烧工况下炉膛的传热系数进行计算的方法和装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种富氧燃烧的炉膛的传热系数计算方法及装置，以解决上述现有技术中的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供一种富氧燃烧的炉膛的传热系数计算方法，其中，该方法包括：对空气燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数Kr’进行修正得到富氧燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数Kr；基于富氧燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数Kr计算炉膛火焰黑度α；基于所述炉膛火焰黑度α计算炉膛的吸热量Q；计算受热面的面积H；计算对数温差△t；以及基于炉膛的吸热量Q、受热面的面积H和对数温差△t计算炉膛的传热系数K。优选地，利用下述公式对空气燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数Kr’进行修正得到富氧燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数Kr：Kr＝Kr’-ΔK，其中，其中为水蒸气的分压、为CO2的分压、F为有效辐射层厚度。优选地，通过下述公式计算炉膛火焰黑度α：α＝1-e-KPS，KPS＝A×(Kr*γ+Kh*μ+KC*C1*C2)×S，其中，所述KPS为燃烧产物总吸引力，Kr为富氧燃烧气氛下三原子气体辐射减弱系数；γ为烟气中三原子气体容积份额；Kh为灰粒辐射减弱系数；μ为质量飞灰浓度；KC为碳粒辐射减弱系数；C1、C2为无因次参数；A为系数；S为炉膛的辐射层有效厚度。优选地，通过下述公式计算灰粒辐射减弱系数Kh：其中dh为灰粒子有效直径，Gg为烟气质量，Vg为烟气体积，TO为炉膛出口处烟气温度。优选地，基于炉膛的吸热量Q、受热面的面积H和对数温差△t通过下述公式计算炉膛的平均传热系数K：本专利技术还提供了一种富氧燃烧的炉膛的传热系数计算装置，其中，该装置包括：修正模块，用于对空气燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数Kr’进行修正得到富氧燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数Kr；第一计算模块，用于基于富氧燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数Kr计算炉膛火焰黑度α；第二计算模块，用于基于所述炉膛火焰黑度α计算炉膛的吸热量Q；第三计算模块，用于计算受热面的面积H；第四计算模块，用于计算对数温差△t；以及第五计算模块，用于基于炉膛的吸热量Q、受热面的面积H和对数温差△t计算炉膛的传热系数K。优选地，所述修正模块利用下述公式对空气燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数Kr’进行修正得到富氧燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数Kr：Kr＝Kr’-ΔK，其中，其中为水蒸气的分压、为CO2的分压、F为有效辐射层厚度。优选地，所述第一计算模块通过下述公式计算炉膛火焰黑度α：α＝1-e-KPS，KPS＝A×(Kr*γ+Kh*μ+KC*C1*C2)×S，其中，所述KPS为燃烧产物总吸引力，Kr为富氧燃烧气氛下三原子气体辐射减弱系数；γ为烟气中三原子气体容积份额；Kh为灰粒辐射减弱系数；μ为质量飞灰浓度；KC为碳粒辐射减弱系数；C1、C2为无因次参数；A为系数；S为炉膛的辐射层有效厚度。优选地，通过下述公式计算灰粒辐射减弱系数Kh：其中dh为灰粒子有效直径，Gg为烟气质量，Vg为烟气体积，TO为炉膛出口处烟气温度。优选地，所述第五计算模块基于炉膛的吸热量Q、受热面的面积H和对数温差△t通过下述公式计算炉膛的平均传热系数K：通过上述技术方案，可以对空气燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数进行修正以得到富氧燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数，从而可以基于该富氧燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数计算炉膛火焰黑度，进而准确计算得到富氧燃烧气氛下的传热系数。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是根据本专利技术一种实施方式的富氧燃烧的炉膛的传热系数计算方法的流程图；图2是根据本专利技术一种实施方式的富氧燃烧的炉膛的传热系数随总氧分压变化的示意图；以及图3是根据本专利技术一种实施方式的富氧燃烧的炉膛的传热系数计算装置的方框图。附图标记说明1修正模块2第一计算模块3第二计算模块4第三计算模块5第四计算模块6第五计算模块具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。图1是根据本专利技术一种实施方式的富氧燃烧的炉膛的传热系数计算方法的流程图。如图1所示，本专利技术一种实施方式提供的富氧燃烧的炉膛的传热系数计算方法包括：S100，对空气燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数Kr’进行修正得到富氧燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数Kr；S102，基于富氧燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数Kr计算炉膛火焰黑度α；S104，基于所述炉膛火焰黑度α计算炉膛的吸热量Q；S106，计算受热面的面积H；S108，计算对数温差△t；以及S110，基于炉膛的吸热量Q、受热面的面积H和对数温差△t计算炉膛的传热系数K。通过上述技术方案，可以对空气燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数进行修正以得到富氧燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数，从而可以基于该富氧燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数计算炉膛火焰黑度，进而准确计算得到富氧燃烧气氛下的传热系数。其中，关于步骤S106中受热面的面积H的计算以及步骤S108中对数温差△t的计算，可以采用现有技术中已有的方式进行计算，本专利技术不对此进行限定。举例而言，可以基于受热面进口水温、受热面出口水温、受热面进口烟气温度和受热面出口烟气温度计算对数温差△t。根据本专利技术一种实施方式，利用下述公式对空气燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数Kr’进行修正得到富氧燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数Kr：Kr＝Kr’-ΔK，其中，其中为水蒸气的分压(单位为MPa)、为CO2的分压(单位为MPa)、F为有效辐射层厚度(单位为cm)。在富氧燃烧(O2/CO2循环方式下)烟气中CO2体积比发生了很大的变化，因此在计算三原子气体辐射减弱系数时必须考虑CO2和H2O光带部分重叠所带来的影响。通过上述公式可以实现对空气燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数的修正，可以将CO2体积比发生变化所带来的影响考虑在内，从而能够准确计算富氧燃烧气氛下的传热系数。根据本专利技术一种实施方式，可以通过下述公式计算炉膛火焰黑度α：α＝1-e-KPS，KPS＝A×(Kr*γ+Kh*μ+KC*C1*C2)×S，其中，所述KPS为燃烧产物总吸引力，Kr为富氧燃烧气氛下三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种富氧燃烧的炉膛的传热系数计算方法，其中，该方法包括：对空气燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数K

【技术特征摘要】
1.一种富氧燃烧的炉膛的传热系数计算方法，其中，该方法包括：对空气燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数Kr’进行修正得到富氧燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数Kr；基于富氧燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数Kr计算炉膛火焰黑度α；基于所述炉膛火焰黑度α计算炉膛的吸热量Q；计算受热面的面积H；计算对数温差△t；以及基于炉膛的吸热量Q、受热面的面积H和对数温差△t计算炉膛的传热系数K。2.根据权利要求1所述的方法，其中，利用下述公式对空气燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数Kr’进行修正得到富氧燃烧气氛下的三原子气体辐射减弱系数Kr：Kr＝Kr’-ΔK，其中，其中为水蒸气的分压、为CO2的分压、F为有效辐射层厚度。3.根据权利要求2所述的方法，其中，通过下述公式计算炉膛火焰黑度α：α＝1-e-KPS，KPS＝A×(Kr*γ+Kh*μ+KC*C1*C2)×S，其中，所述KPS为燃烧产物总吸引力，Kr为富氧燃烧气氛下三原子气体辐射减弱系数；γ为烟气中三原子气体容积份额；Kh为灰粒辐射减弱系数；μ为质量飞灰浓度；KC为碳粒辐射减弱系数；C1、C2为无因次参数；A为系数；S为炉膛的辐射层有效厚度。4.根据权利要求3所述的方法，其中，通过下述公式计算灰粒辐射减弱系数Kh：其中dh为灰粒子有效直径，Gg为烟气质量，Vg为烟气体积，TO为炉膛出口处烟气温度。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，基于炉膛的吸热量Q、受热面的面积H和对数温差△t通过下述公式计算炉膛的平均传热系数K：6.一种富氧燃烧的炉膛的传热系数计算装置，其中，该装置包括：修正模块，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴海波，孙平，柳朝晖，廖海燕，李延兵，刘毅，余学海，赵瑞，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司，北京国华电力有限责任公司，神华国华北京电力研究院有限公司，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11