解决电站锅炉汽温超温或欠温的受热面计算方法技术

技术编号:2349998 阅读:484 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种解决电站锅炉汽温超温或欠温的受热面计算方法,包括以下步骤:根据选取的炉膛出口烟温T↓[l]″和其它已知参数,设定炉膛的几何特性系数M和炉膛吸热能力状态特性系数S的初始值,计算炉膛水冷壁占有面积F↓[1]和综合因素特征值β,再根据公式M=S↓[1][h/d↓[l]+k↓[1]]↑[s↓[2]](β+K↓[2])↑[s↓[3]]-K↓[3]计算M,再计算S,根据计算出的M、S,重新计算F↓[1],如果相邻两次计算出的F↓[1]值差异较大,就用新的F↓[1]值再重新计算β、M、S、F↓[1],直到相邻两次计算出的F↓[1]值足够接近时,就是符合要求的炉膛水冷壁占有面积F↓[1]。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电站锅炉的炉膛传热计算方法。
技术介绍
我国锅炉炉膛传热计算至今一直沿用前苏联的计算方法。该方法没有考虑炉膛几何形状对炉内传热的影响。自电站锅炉向大容量发展后,无论是国内还是前苏联的大容量锅炉都产生了一系列汽温偏高和偏低问题。这是由于电站锅炉随着容量的增加,煤种的变化以及其它特定的要求,炉膛的几何形状已超过了常规的范围,发生较大的变化,变得瘦长或者矮胖,在这种情况下,沿用原有计算方法设计出来的锅炉受热面即炉膛水冷壁占有面积Fl难以满足设计要求,从而随着炉膛形状的变化,用以往的方法计算其炉膛出口烟温的实际值与设计值出现了较大偏差。近年来,国内的电厂锅炉容量和参数大幅度提高,燃用的煤种也越来越多、越来越复杂,所以汽温偏低的问题仍然大量存在。由于发电厂锅炉是电厂最大主机,所以要求攻关一次成功,难度极大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种电站锅炉受热面的计算方法,以克服现有计算方法所造成的电站锅炉汽温超温或欠温的缺陷。为了解决上述技术问题,本专利技术采用如下技术方案一种,包括以下步骤1)根据规定选取炉膛出口烟温Tl″,并计算出炉膛出口烟气焓Il″;2)设定炉膛的几何特性系数M的初始值和炉膛吸热能力状态特性系数ζ的初始值;3)根据公式Fl=Bj(Ql-Il′′)αlσ0MTl′′ζψl0pj]]>………………①计算炉膛水冷壁占有面积Fl;式中Bj——计算燃料量(t/h)Ql——炉膛有效发热量(大卡/公斤) Il″——炉膛出口烟气焓(大卡/公斤)al——炉膛黑度σo——黑体辐射系数4.9×10-8(大卡/米2时·K4)Tl″——炉膛出口烟温(K)ζ——炉膛吸热能力状态特性系数ψl0pj——计算炉膛水冷壁吸热能力常规取值4)根据公式β=ζψl0pjσ0alFl(αl′′m)BjVcp]]>计算综合因素特征值β;式中αl″——炉膛出口过量空气系数m——理论温升Vcp——在 区间内的热容量(大卡/公斤.℃), 理论燃烧温度, 炉膛出口烟温(℃)5)根据公式M=S1(hdl+K1)S2(β+K2)S3-K3]]>计算炉膛的几何特性系数M;式中h——炉膛计算高度dl——炉膛截面当量直径,dl=4FU=4ab2(a+b)=2ab(a+b)]]>其中a,b分别为炉膛的宽度和深度(米),F=ab为炉膛截面积,U=2(a+b)为炉膛截面周长对于煤炉S1=-4.354+14.25al″-12αl″2+3.131αl″3S2=15.3-34.1αl″+26.04αl″2+6.594αl″3S3=-2.552+6.348αl″-4.692αl″2+1.25αl″3K1=-0.4;K2=-1.35;K3=-1.1对于油炉S1=-3.588+11.33αl″-9.127αl″2+2.291αl″3S2=6.045-10.92αl″+7.015αl″2+1.465αl″3S3=-5.197+12.15αl″-8.9αl″2+2.222αl″3 K1=-0.4;K2=-1.3;K3=-1.06)若锅炉为煤炉,根据以下公式计算炉膛吸热能力状态特性系数ζζ=-59.8*(M0.25Tl′′T1)+274.7(M0.25Tl′′T1)2-440.9(M0.25Tl′′T1)3+303.4(M0.25Tl′′T1)4-76.5(M0.25Tl′′T1)5]]>若锅炉为油炉,则根据以下公式计算炉膛吸热能力状态特性系数ζζ=16.31-0.027*(M0.25Tl″)+1.608e-5(M0.25Tl″)2-3.25e-9(M0.25Tl″)3式中Tl——灰的变形温度(K)e为自然常数7)将步骤5)中计算出的M和步骤6)中计算出的ζ代入公式①中,再次计算Fl;8)判断该Fl值与上一次计算出的Fl之间的差值是否小于允许值,如果否,重复步骤4)-7);如果是,停止计算,此时的Fl值即为符合要求的炉膛水冷壁占有面积。本专利技术创造性地考虑了炉膛几何形状比 对炉内传热的影响,同时也考虑了炉内换热特性值β、过量空气系数αl″及炉膛管壁污染的影响,创新地建立了适用于电站锅炉炉膛几何形状变化时的炉膛传热计算方法。采用该炉膛传热计算方法提出的改造方案具有结构简单、施工方便、数据准确、效果显著的优点。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图1是本专利技术计算方法的流程图。图2是本专利技术计算方法的误差图。具体实施例方式为了防止电站锅炉发生汽温超温或欠温现象,需要计算出符合要求的受热面,即炉膛水冷壁占有面积Fl。如图1,B1首先根据炉型按规定选取炉膛出口烟温Tl″,并计算出炉膛出口烟气焓Il″; B2设定炉膛的几何特性系数M=1.5,炉膛吸热能力状态特性系数ζ=1;B3由于计算燃料量Bj(单位t/h)、炉膛有效发热量Ql(单位大卡/公斤)、炉膛黑度al、黑体辐射系数σo=4.9×10-8(大卡/米2时·K4)、计算炉膛水冷壁吸热能力ψl0pj取常规值,这些锅炉设计参数或结构参数均为已知,将上述所有数值代入公式Fl=Bj(Ql-Il′′)alσ0MTl′′ζψl0pj]]>………………①即可计算炉膛水冷壁占有面积Fl的一个数值,B4将上述Fl的值代入公式β=ζψl0pjσ0alFl(αl′′m)BjVcp,]]>即可计算出综合因素特征值β;式中的炉膛出口过量空气系数αl″、理论温升m和理论燃烧温度与炉膛出口烟温之间的热容量Vcp(单位大卡/公斤.℃)均为已知量。B5将上述的β值代入公式M=S1(hdl+K1)S2(β+K2)S3-K3,]]>计算炉膛的几何特性系数M;式中炉膛计算高度h已知,炉膛截面当量直径dl可以根据公式dl=4FU=4ab2(a+b)=2ab(a+b)]]>计算,其中a,b分别为炉膛的宽度和深度(米),F=ab为炉膛截面积,U=2(a+b)为炉膛截面周长。对于煤炉S1=-4.354+14.25αl″-12αl″2+3.131αl″3S2=15.3-34.1αl″+26.04αl″2+6.594αl″3S3=-2.552+6.348αl″-4.692αl″2+1.25αl″3K1=-0.4;K2=-1.35;K3=-1.1对于油炉S1=-3.588+11.33αl本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种解决电站锅炉汽温超温或欠温的受热面计算方法,包括以下步骤:1)根据规定选取炉膛出口烟温T↓[l]″,并计算出炉膛出口烟气焓I↓[l]″;2)设定炉膛的几何特性系数M的初始值和炉膛吸热能力状态特性系数*的初始值;3 )根据公式:F↓[l]=B↓[j](Q↓[l]-I↓[l]″)/a↓[l]σ↓[0]MT↓[l]″*ψ↓[l0]↑[pj]………………①计算炉膛水冷壁占有面积F↓[l];式中:Bj-计算燃料量(t/h)Q↓[l]-炉膛有效发 热量(大卡/公斤)I↓[l]″-炉膛出口烟气焓(大卡/公斤)a↓[l]-炉膛黑度σ↓[0]-黑体辐射系数4.9×10↑[-8](大卡/米↑[2]时.K↑[4])T↓[l]″-炉膛出口烟温(K)*-炉膛 吸热能力状态特性系数ψ↓[l0]↑[pj]-计算炉膛水冷壁吸热能力常规取值4)根据公式:β=*ψ↓[l0]↑[pj]σ↓[0]a↓[l]F↓[l](α↓[l]″m)/BjVcp计算综合因素特征值β;式中:α↓[l]″ -炉膛出口过量空气系数m-理论温升Vcp--在*↓[a]~*↓[l]″区间内的热容量(大卡/公斤.℃),*↓[a]:理论燃烧温度,*↓[l]″:炉膛出口烟温(℃)5)根据公式:M=S↓[1](h/d↓[l]+K↓[1 ])↑[S↓[2]](β+K↓[2])↑[S↓[3]]-K↓[3]计算炉膛的几何特性系数M;式中:h-炉膛计算高度d↓[l]-炉膛截面当量直径,d↓[l]=4F/U=4ab/2(a+b)=2ab/(a+b)其中a,b分别为炉 膛的宽度和深度(米),F=ab为炉膛截面积,U=2(a+b)为炉膛截面周长对于煤炉:S↓[1]=-4.354+14.25α↓[l]″-12α↓[l]″↑[2]+3.131α↓[l]″↑[3]S↓[2]=15.3-34.1α↓ [l]″+26.04α↓[l]″↑[2]+6.594α↓[l]″↑[3]S↓[3]=-2.552+6.348α↓[l]″-4.692α↓[l]″↑[2]+1.25α↓[l]″↑[3]K↓[1]=-0.4;K↓[2]=-1.3 5;K↓[3]=-1.1对于油炉:S↓[1]=-3.588+11.33α↓[l]″-9.127α↓[l]″↑[2]+2.291α...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:曹汉鼎顾恬林碧玉熊显巍朱秀芬肖华陶丽朱智士李永德杨大卫周奎应刘恩生王兴钦刘国栋吴萍胡兴胜吴安
申请(专利权)人:上海汉鼎环保技术工程有限公司
类型:发明
国别省市:31[中国|上海]

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