燃油锅壳式锅炉热力计算

WNS4.2-1.0/115/70-Y （三回程结构） 热 力 计 算 共 页 第 页 序号 名 称 符号 单位 公 式 结 果 一）锅炉 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 1 锅炉额定热功率 Q MW 360×104Kcal/h 4.200 2 额定工作压力 P Mpa 表压 1.000 3 额定供水温度 Tcs ℃ 115.000 4 额定回水温度 Ths ℃ 70.000 5 冷空气温度 Tlk ℃ 30.000 二）燃料及烟气特性参数（0#轻柴油） 1 水分 Wy % 0.00 2 灰分 Ay % 0.01 3 碳 Cy % 85.55 4 氢 Hy % 13.49 5 氧 Oy % 0.66 6 氮 Ny % 0.04 7 硫 Sy % 0.25 8 低位发热计算值 Q y dw Kcal/Kg 81C y+246Hy-26（Oy-Sy）-6Wy 10237.43 9 理论空气量 V0 Nm3/kg 0.0889Cy+0.265Hy-0.0333Oy+0.0333Sy 11.17 10 RO2容积 VRO2 Nm 3/kg 1.886/100（Cy+0.375Sy） 1.62 11 N2理论容积 V 0 N2 Nm3/kg 0.79V0+0.008Ny 8.82 12 H2O理论容积 V 0 H2O Nm3/kg 0.0124Wy+0.111Hy+0.0161V0 1.68 13 平均过量空气系数 αpj 取用 1.10 14 实际H2O容积 VH2O Nm3/kg V 0 H2O+0.016（αpj-1）V 0 1.70 15 烟气的平均容积 Vy Nm3/kg VRO2+V 0 N2+VH2O+（αpj-1）V 0 13.25 16 RO2容积份额 rRO2 VRO2/Vy 0.12 17 H2O容积份额 rH2O VH2O/Vy 0.13 18 三原子气体容积份额 rq rRo2+rH2o 0.25 三）锅炉热平衡及燃料消耗量计算 1 冷空气焓 I 0 LK Kcal/Kg 查燃油烟气焓温表 105.90 2 排烟温度 θpy ℃ 假定 200.00 3 排烟热焓 Ipy Kcal/Kg ℃ 879.20 4 排烟热损失 q2 % （Ipy-αpj*I 0 lk）/Q y dw 7.450209672 5 化学不完全燃烧损失 q3 % 估取 1 6 散热损失 q5 % 估取 3 7 锅炉效率 η % 100-q2-q3-q5 88.54979033 8 燃料消耗量 Bj kg/h Q*10 3 *860/（Q y dw *η） 398.4458054 9 保热系数 φ η/（η+q5） 0.967230946 四）燃烧室传热计算 1 炉胆结构特性计算 1.1 燃烧器火焰直径 dh m Bj^0.31*(0.147-0.02*(1-EXP(-20*(apj-1))) 0.82999772 1.2 炉胆直径 d m 结构设计 0.95 1.3 燃烧器火焰长度 Lhy m Bj^0.5*(0.182-0.02*(1-EXP(-16*(apj-1))) 3.314300947 1.4 炉胆长度 L m 按结构 3.8 1.5 炉胆辐射受热面积 Hf1 m2 3.14*d*L 11.3354 1.6 炉膛尾部长度 L1 m 结构设计 0.6 1.7 炉膛尾部直径 D1 m 结构设计 1.6 1.8 烟管外径 dw m 结构设计 0.051 1.9 第一对流烟管数量 n1 假定 100 2 检修孔直径 dj m 结构设计 0.4 2.1 炉膛尾部辐射受热面 Hf2 m2 3.14*D1*L1+2*3.14*D1^2/4-3.14*d^2/4- n1*3.14*dw^2/4-3.14*dj^2/4 5.995359 2.2 炉膛总辐射受热面积 FL m2 Hf1+Hf2 17.330759 2.3 炉胆有效容积 VL1 m3 L*3.14*d^2/4 2.6921575 2.4 炉膛尾部容积 VL2 m3 L1*3.14*D1^2/4 1.20576 2.5 炉膛总容积 VL m3 VL1+VL2 3.8979175 请下载后获得本Excel程序！ 请用Adobe Acrobat打开下载的pdf文档， 可在附件框中找到本Excel程序程序， 注意一定用Adobe Acrobat软件打开！！ 2.6 炉膛有效辐射层厚度 S m 3.6*VL/FL 0.809687735 2.7 燃烧室热力计算 2.8 空气带入燃烧室热量 Qk Kcal/Kg αpj*I 0 LK 116.49 2.9 燃烧室每Kg燃料输入热量 QL Kcal/Kg Q y dw*（100-q3）/100+QK 10251.5457 2.1 绝热燃烧温度 θjr ℃ 查燃油烟气焓温表 1964 2.11 绝热燃烧绝对温度 Tjr K θjr+273 2237 2.12 炉膛出口假定温度 θlc ℃ 先假定后校核 1100 2.13 炉膛出口烟气焓 Icy Kcal/Kg 查燃油烟气焓温表 5403.897 2.14 出口绝对温度 Tlc K θlc+273 1373 2.15 受热面灰污系数 ξ 查《锅炉原理及计算》P271 0.65 2.16 有效辐射受热面 Hfs m2 ξ*Hf 11.26499335 2.17 受热面平均热有效系数 ψpj Hfs/Hf 0.65 2.18 三原子气体总分压力 Pq MPa 0.1013*rq 0.025310191 2.19 三原子气体辐射力 m.Mpa Pq*S 0.020493351 2.2 三原子气体辐射减弱系数 Kp 1/(m.Mpa) 10.2*(0.78+1.6*RH2O)/(10.2PqS)^0.5-0.1)*(1- 0.37*Tlc/1000)*rq 2.575092472 2.21 碳黑颗粒辐射减弱系数 Kth 1/(m.Mpa) 0.306*（2-αpj）*（1.6*Tlc/1000-0.5） *Cy/Hy 2.96348447 2.22 火焰发光黑度 afg 1-e^(-(Kp*rq+Kth)*0.1013*s) 0.256094541 2.23 火焰不发光黑度 aq 1-e^(-Kp*rq*0.1013*s) 0.051403992 2.24 炉膛容积热负荷 qv Kcal/m3.h Q y dw*Bj/VL 1046471.877 2.25 系数 m 查《锅炉原理及计算》P274 0.95 2.26 火焰黑度 ah m*afg+（1-m）*aq 0.245860013 2.27 炉膛系统黑度 aL ah/（ah+（1-ah）*ψpj） 0.334025783 2.28 火焰中心高度系数 M 查《工业锅炉》2001年第4期P6 M=1.01-0.49*（Lhy/（L+L1）） 0.640907395 2.29 烟气平均热容积 V-c KJ/ （Kg.℃） 4.1868*（QL-Icy）/（θjr-θlc） 23.49089766 2.3 炉膛出口烟温 tlc ℃ Tjr/（M*（5.7*10-11*aL*ψpj*Hf*Tjr^3/（φ *Bj*V-c））^0.6+1)-273 1105.019925 2.31 计算与假设值差 Δt ℃ θlc-tlc -5.019925094 2.32 结论 Δt允许范围-100＜Δt＜100 合格 四）第一对流管传热计算 1 对流管结构参数 1.1 对流管内径 dn m 结构设计 0.054 1.2 对流管长度 Lg m 结构设计 3.8 1.3 对流管枝数 N 结构设计 100 1.4 对流受热面面积 Hdl m2 N*3.14*dn*Lg 64.4328 1.5 对流管流通面积 Fdl m2 N*3.14*dn^2/4 0.228906 2 对流面传热计算 2.1 出口烟气温度 θ” ℃ 先假定后校核 440 2.2 出口烟气焓值 Icy” Kcal/Kg 查燃油烟气焓温表 1996.869 2.3 烟气侧放热量 Qrp2 Kcal/Kg φ*（Icy’-Icy”） 3295.382916 2.4 大温压 Δt2 ℃ θlc-Tcs 985.000 2.5 小温压 Δt3 ℃ θ”-Tcs 325.000 2.6 平均温压 Δtpj ℃ （Δt2-Δt3）/LN（Δt2/Δt3） 595.2292598 2.7 烟气计算温度 Δt4 ℃ （θlc+θ”）/2 770.000 2.8 假定烟气流速 W m/s 按《燃油燃气锅炉》P365表5-23 取值 22.000 2.9 计算对流烟管根数 N 4* Bj*Vy*（Δt4+273）/ （273*3600*W*3.14*dn^2) 111.2467399 2.1o 实际烟气流速 W m/s Bj*Vy*（Δt4+273）/（273*3600*Fdl) 24.47428277 2.11 普郎特数 Pr 查《锅炉计算手册上》P62 0.6075 2.12 导热系数 λ W/m.℃ 查《锅炉计算手册上》P62 0.0849 2.13 烟气粘滞系数 V m2/S 查《锅炉计算手册上》P62 0.000117025 2.14 雷诺数 Re W*dn/V 11293.4097 2.15 努塞尔数 NU 0.023*Re^0.8*Pr^0.4 32.91595165 请下载后获得本Excel程序！ 请用Adobe Acrobat打开下载的pdf文档， 可在附件框中找到本Excel程序程序， 注意一定用Adobe Acrobat软件打开！！ 2.16 换热系数 ad2 W/m2.℃ λ*NU/dn 51.75119065 2.17 温压 Δt5 ℃ Δtpj-Tcs 480.229 2.18 烟管烟气有效辐射层厚度 S’ m 0.9dn 0.0486 2.19 三原子气体辐射减弱系数 Kp’ 1/(m.Mpa) 10.2*(0.78+1.6*RH2O)/(10.2PqS’)^0.5-0.1)*(1- 0.37*（Δt4+273）/1000)*rq 13.60154621 2.2o 气体介质吸收力 kps 1/(m.Mpa) Kp’*0.1013*S’ 0.06696286 2.21 烟气黑度 ay 1-e^(-kps) 0.064770065 2.22 温度比 τ （Tcs+60+273）/（Δt4+273） 0.429530201 2.23 烟气辐射放热系数 af2 W/m2.℃ 5.1*10-8*ay*（Δt4+273）^3*(1+τ^2）* （1+τ） 6.346356135 2.24 热有效系数 ψ 估取 0.85 2.25 总传热系数 K ψ*（ad+af） 49.38291477 2.26 烟管总的传热量 Qcr2 Kcal/kg 0.86*K*Δt5*Hdl/Bj 3298.082644 2.27 相对误差 ΔQ % 100*（Qrp2-Qcr2）/Qrp2 -0.081924564 2.28 结论 ΔQ允许范围-2%＜ΔQ＜2% 五）第二对流管传热计算 1 对流管结构参数 1.1 对流管内径 dn m 结构设计 0.054 1.2 对流管长度 Lg2 m 结构设计 4.5 1.3 对流管枝数 N2 结构设计 82 1.4 对流受热面面积 Hdl’ m2 N2*3.14*dn*Lg2 62.56764 1.5 对流管流通面积 Fdl m2 N2*3.14*dn^2/4 0.18770292 2 对流面传热计算 2.1 出口烟气温度 θ”2 ℃ 先假定后校核 240 2.2 出口烟气焓值 Icy”2 Kcal/Kg 查燃油烟气焓温表 1061.515 2.3 烟气侧放热量 Qrp2 Kcal/Kg φ*（Icy”-Icy”2） 904.7033345 2.4 大温压 Δt2‘ ℃ θ”-Tcs 325.000 2.5 小温压 Δt3’ ℃ θ”2-Tcs 125.000 2.6 平均温压 Δtpj’ ℃ （Δt2‘-Δt3’）/LN（Δt2‘/Δt3’） 209.3119879 2.7 烟气计算温度 Δt4‘ ℃ （θ”+θ”2）/2 340.000 2.8 假定烟气流速 W m/s 按《燃油燃气锅炉》P365表5-23 取值 17.000 2.9 计算对流烟管根数 N 4* Bj*Vy*（Δt4‘+273）/ （273*3600*W*3.14*dn^2) 84.6130243 2.1o 实际烟气流速 W m/s Bj*Vy*（Δt4+273）/（273*3600*Fdl) 17.54172455 2.11 普郎特数 Pr 查《锅炉计算手册上》P62 0.649 2.12 导热系数 λ W/m.℃ 查《锅炉计算手册上》P62 0.04926 2.13 烟气粘滞系数 V m2/S 查《锅炉计算手册上》P62 0.00004529 2.14 雷诺数 Re W*dn/V 20915.28209 2.15 努塞尔数 NU 0.023*Re^0.8*Pr^0.4 55.33458992 2.16 换热系数 ad2 W/m2.℃ λ*NU/dn 50.47744259 2.17 温压 Δt5 ℃ Δtpj-Tcs 94.312 2.18 烟管烟气有效辐射层厚度 S’ m 0.9dn 0.0486 2.19 三原子气体辐射减弱系数 Kp’ 1/(m.Mpa) 10.2*(0.78+1.6*RH2O)/(10.2PqS’)^0.5-0.1)*(1- 0.37*（Δt4+273）/1000)*rq 17.12546941 2.2o 气体介质吸收力 kps 1/(m.Mpa) Kp’*0.1013*S’ 0.084311769 2.21 烟气黑度 ay 1-e^(-kps) 0.080855349 2.22 温度比 τ （Tcs+60+273）/（Δt4+273） 0.730831974 2.23 烟气辐射放热系数 af2 W/m2.℃ 5.1*10-8*ay*（Δt4+273）^3*(1+τ^2）* （1+τ） 2.020407002 2.24 热有效系数 ψ 估取 0.86 2.25 总传热系数 K ψ*（ad+af） 45.14815065 2.26 烟管总的传热量 Qcr2 Kcal/kg 0.86*K*Δt5*Hdl/Bj 575.0238134 2.27 相对误差 ΔQ % 100*（Qrp2-Qcr2）/Qrp2 36.44062187 2.28 结论 ΔQ允许范围-2%＜ΔQ＜2% 请下载后获得本Excel程序！ 请用Adobe Acrobat打开下载的pdf文档， 可在附件框中找到本Excel程序程序， 注意一定用Adobe Acrobat软件打开！！ 五）锅炉总热平衡校核 1 计算误差 ΔQz Kcal/kg Q y dw*η/100-（Qcr+Qcr2） #REF! 2 计算相对误差 % 100*ΔQz/Q y dw #REF! 3 结论 计算相对误差允许范围＜0.5% 合格 参考资料 1）锅炉原理及计算/冯俊凯 沈幼庭主编 科学出版社出版 1995.7 2）锅炉计算手册上/宋贵良主编 辽宁科学技术出版社出版 1995.10 3）燃油 燃气锅炉/赵钦新 惠世恩主编 西安交通大学出版社出版 2000.6 请下载后获得本Excel程序！ 请用Adobe Acrobat打开下载的pdf文档， 可在附件框中找到本Excel程序程序， 注意一定用Adobe Acrobat软件打开！！ CWNS0.70-90/70-Y （中心回焰结构） 热 力 计 算 共 页 第 页 序号 名 符号 单位 结 果 一）锅炉规范 1 锅炉额定热功率 Q MW 60×104Kcal/h 0.700 2 额定工作压力 P Mpa 表压 0.000 3 额定供水温度 Tcs ℃ 90.000 4 额定回水温度 Ths ℃ 70.000 5 冷空气温度 Tlk ℃ 30.000 二）燃料及烟气特性参数（0#轻柴油） 1 水分 Wy % 0.00 2 灰分 Ay % 0.01 3 碳 Cy % 85.55 4 氢 Hy % 13.49 5 氧 Oy % 0.66 6 氮 Ny % 0.04 7 硫 Sy % 0.25 8 低位发热计算值 Q y dw Kcal/Kg 81C y+246Hy-26（Oy-Sy）-6Wy 10237.43 9 理论空气量 V0 Nm3/kg 0.0889Cy+0.265Hy-0.0333Oy+0.0333Sy 11.17 10 RO2容积 VRO2 Nm3/kg 1.886/100（Cy+0.375Sy） 1.62 11 N2理论容积 V 0 N2 Nm3/kg 0.79V0+0.008Ny 8.82 12 H2O理论容积 V 0 H2O Nm 3/kg 0.0124Wy+0.111Hy+0.0161V0 1.68 13 平均过量空气系数 αpj 取用 1.10 14 实际H2O容积 VH2O Nm3/kg V 0 H2O+0.016（αpj-1）V 0 1.70 15 烟气的平均容积 Vy Nm3/kg VRO2+V 0 N2+VH2O+（αpj-1）V 0 13.25 16 RO2容积份额 rRO2 VRO2/Vy 0.12 17 H2O容积份额 rH2O VH2O/Vy 0.13 18 三原子气体容积份额 rq rRo2+rH2o 0.25 三）锅炉热平衡及燃料消耗量计算 1 冷空气焓 I 0 LK Kcal/Kg 查燃油烟气焓温表 105.90 2 排烟温度 θpy ℃ 假定 200.00 3 排烟热焓 Ipy Kcal/Kg ℃ 879.20 4 排烟热损失 q2 % （Ipy-αpj*I 0 lk）/Q y dw 7.4502097 5 化学不完全燃烧损失 q3 % 估取 1 6 散热损失 q5 % 估取 3 7 锅炉效率 η % 100-q2-q3-q5 88.54979 8 燃料消耗量 Bj kg/h Q*10 3 *860/（Q y dw *η） 66.407634 9 保热系数 φ η/（η+q5） 0.9672309 四）燃烧室传热计算 1 炉胆结构特性计算 1.1 炉胆直径 d m 按结构 0.8 1.2 炉胆长度 L m 按结构 1.88 1.3 辐射受热面积 Hf m2 3.14*d*L+3.14*d^2/4 5.22496 请下载后获得本Excel程序！ 请用Adobe Acrobat打开下载的pdf文档， 可在附件框中找到本Excel程序程序， 注意一定用Adobe Acrobat软件打开！！ 1.4 炉膛包覆面积 FL m2 Hf+3.14*d^2/4 5.72736 1.5 炉膛有效容积 VL m3 L*3.14*d^2/4 0.944512 1.6 炉膛有效辐射层厚度 S m 3.6*VL/FL 0.5936842 2 燃烧室热力计算 2.1 空气带入燃烧室热量 Qk Kcal/Kg αpj*I 0 LK 116.49 2.2 燃烧室每Kg燃料输入热量 QL Kcal/Kg Q y dw*（100-q3）/100+QK 10251.546 2.3 绝热燃烧温度 θjr ℃ 查燃油烟气焓温表 1964 2.4 绝热燃烧绝对温度 Tjr K θjr+273 2237 2.5 中心火焰出口假定温度 θlc ℃ 先假定后校核 1150 2.6 中心火焰出口烟气焓 Icy Kcal/Kg 查燃油烟气焓温表 5675.26 2.7 燃烧室出口绝对温度 Tlc K θlc+273 1423 2.8 受热面灰污系数 ξ 查《锅炉原理及计算》P271 0.65 2.9 有效辐射受热面 Hfs m2 ξ*Hf 3.396224 2.10 受热面平均热有效系数 ψpj Hfs/Hf 0.65 2.11 三原子气体总分压力 Pq MPa 0.1013*rq 0.0253102 2.12 三原子气体辐射力 m.Mpa Pq*S 0.0150263 2.13 三原子气体辐射减弱系数 Kp 1/(m.Mpa) 10.2*(0.78+1.6*RH2O)/(10.2PqS) ^0.5-0.1)*(1-0.37*Tlc/1000)*rq 2.9144514 2.14 碳黑颗粒辐射减弱系数 Kth 1/(m.Mpa) 0.306*（2-αpj）* （1.6*Tlc/1000-0.5）*Cy/Hy 3.1032056 2.15 火焰发光黑度 afg 1-e^(-(Kp*rq+Kth)*0.1013*s) 0.2058006 2.16 火焰不发光黑度 aq 1-e^(-Kp*rq*0.1013*s) 0.0428482 2.17 炉膛容积热负荷 qv Kcal/m3.h Q y dw*Bj/VL 719782.82 2.18 系数 m 查《锅炉原理及计算》P274 0.796 2.19 火焰黑度 ah m*afg+（1-m）*aq 0.1725583 2.20 炉膛系统黑度 aL ah/（ah+（1-ah）*ψpj） 0.2429046 2.21 火焰中心高度系数 M 查《锅炉原理及计算》P272 0.445 2.22 烟气平均热容积 V-c KJ/（Kg. ℃） 4.1868*（QL-Icy）/（θjr-θlc）23.538075 2.23 炉膛出口烟温 tlc ℃ Tjr/（M*（5.7*10-11*aL*ψ pj*Hf*Tjr^3/（φ*Bj*V-c）） ^0.6+1)-273 1208.8684 2.24 计算与假设值差 Δt ℃ θlc-tlc -58.86843 2.25 结论 Δt允许范围-100＜Δt＜100 合格 2.26 辐射换热量 Qf Kcal/kg φ*（QL-Icy） 4426.3251 2.27 炉膛出口烟温 θlc‘ ℃ 假定 840 2.28 出口烟气焓 Icy， Kcal/Kg 查燃油烟气焓温表 4010.43 2.29 回流平均烟气温度 θhl ℃ （θlc+θlc’）/2 995 2.30 火焰直径 Dhy m 按百得燃烧器取值 0.5 2.31 回流烟气流速 Whl m/s Bj*Vy*（θhl+273）/ （273*3600*0.785*（d^2- Dhy^2)) 3.7078024 请下载后获得本Excel程序！ 请用Adobe Acrobat打开下载的pdf文档， 可在附件框中找到本Excel程序程序， 注意一定用Adobe Acrobat软件打开！！ 2.32 普郎特数 Pr 查《锅炉计算手册上》P62 0.5805 2.33 导热系数 λ W/m.℃ 查《锅炉计算手册上》P62 0.10885 2.34 烟气粘滞系数 V m2/S 查《锅炉计算手册上》P62 0.0001732 2.35 雷诺数 Re Whl*d/V 17125.119 2.36 努塞尔数 NU 0.664*Re^0.5*Pr^0.333 72.498834 2.37 换热系数 ad W/m2.℃ λ*NU/（d-Dhy） 26.304994 2.38 温压 Δt1 ℃ θhl-Tcs 905.000 2.39 炉胆内对流换热量 Qd Kcal/kg 0.86*ad*Δt1*Hf/Bj 1610.8318 2.40 炉内换热总量 Qcr Kcal/kg Qf+Qd 6037.1569 2.41 炉胆烟气放热量 Qrp Kcal/kg φ*（QL-Icy’） 6036.6002 2.42 相对误差 ΔQ % 100*（Qrp-Qcr）/Qrp -0.009222 2.43 结论 ΔQ允许范围-2%＜ΔQ＜2% 合格 四）对流管传热计算 1 对流管结构参数 1.1 对流管内径 dn m 按结构 0.045 1.2 对流管长度 Lg m 按结构 1.95 1.3 对流管枝数 N 按结构 58 1.4 对流受热面面积 Hdl m2 N*3.14*dn*lg 15.98103 1.5 对流管流通面积 Fdl m2 N*3.14*dn^2/4 0.0921983 1.6 扰流子长度 L4 m 按结构 1.950 1.7 扰流子节距 S m 按结构 0.113 1.8 扰流子宽度 B m 按结构 0.040 1.9 扰流子厚度 δ m 按结构 0.0008 1.1O 扰流子扭曲比 Y S/B 2.825 2 对流面传热计算 2.1 出口烟气温度 θ” ℃ 先假定后校核 200 2.2 出口烟气焓值 Icy” Kcal/Kg 查燃油烟气焓温表 879.25 2.3 烟气侧放热量 Qrp2 Kcal/Kg φ*（Icy’-Icy”） 3028.5742 2.4 大温压 Δt2 ℃ θlc’-Tcs 750.000 2.5 小温压 Δt3 ℃ θ”-Tcs 110.000 2.6 平均温压 Δtpj ℃ （Δt2-Δt3）/LN（Δt2/Δt3） 333.40404 2.7 烟气计算温度 Δt4 ℃ （θlc’+θ”）/2 520.000 2.8 烟气流速 W m/s Bj*Vy*（Δt4+273）/ （273*3600*Fdl) 7.6998471 2.9 含扰流子烟管水力直径 Dh m （3.14*dn-4*δ）/（3.14+2-2* δ/dn） 0.0270549 2.1O 含扰流子对流管烟气流速 W' m/s W*dn/（dn-4*δ/3.14） 7.878265 2.11 普郎特数 Pr 查《锅炉计算手册上》P62 0.628 2.12 导热系数 λ W/m.℃ 查《锅炉计算手册上》P62 0.06732 2.13 烟气粘滞系数 V m2/S 查《锅炉计算手册上》P62 0.0000798 2.14 雷诺数 Re W’*Dh/V 2672.2664 2.15 努塞尔数 NU 0.338*（Re/Y） ^0.662*Pr^0.35 26.805428 请下载后获得本Excel程序！ 请用Adobe Acrobat打开下载的pdf文档， 可在附件框中找到本Excel程序程序， 注意一定用Adobe Acrobat软件打开！！ 2.16 换热系数 ad2 W/m2.℃ λ*NU/Dh 66.699359 2.17 温压 Δt5 ℃ Δtpj-Tcs 243.404 2.19 烟管烟气有效辐射层厚度 S’ m 0.9dn 0.0405 2.2 三原子气体辐射减弱系数 Kp’ 1/(m.Mpa) 10.2*(0.78+1.6*RH2O)/(10.2PqS’) ^0.5-0.1)*(1-0.37*（Δt4+273） /1000)*rq 17.161274 2.21 气体介质吸收力 kps 1/(m.Mpa)Kp’*0.1013*S’ 0.0704067 2.22 烟气黑度 ay 1-e^(-kps) 0.0679853 2.23 温度比 τ （Tcs+60+273）/（Δt4+273） 0.5334174 2.24 烟气辐射放热系数 af2 W/m2.℃ 5.1*10-8*ay*（Δt4+273） ^3*(1+τ^2）*（1+τ） 3.405735 2.25 热有效系数 ψ 估取 0.85 2.26 总传热系数 K ψ*（ad+af） 59.58933 2.27 烟管总的传热量 Qcr2 Kcal/kg 0.86*K*Δt5*Hdl/Bj 3001.7982 2.28 相对误差 ΔQ % 100*（Qrp2-Qcr2）/Qrp2 0.8841135 2.29 结论 ΔQ允许范围-2%＜ΔQ＜2% 五）锅炉总热平衡校核 1 计算误差 ΔQz Kcal/kg Q y dw*η/100-（Qcr+Qcr2） 26.267695 2 计算相对误差 % 100*ΔQz/Q y dw 0.2565849 3 结论 计算相对误差允许范围＜0.5% 合格 参考资料 1）锅炉原理及计算/冯俊凯 沈幼庭主编 科学出版社出版 1995.7 2）锅炉计算手册上/宋贵良主编 辽宁科学技术出版社出版 1995.10 3）燃油 燃气锅炉/赵钦新 惠世恩主编西安交通大学出版社出版 2000.6 请下载后获得本Excel程序！ 请用Adobe Acrobat打开下载的pdf文档， 可在附件框中找到本Excel程序程序， 注意一定用Adobe Acrobat软件打开！！ 三回程结构设计热力计算.pdf 三回程结构设计热力计算1.pdf 燃油烟气焓温表 烟气焓温表 θ （Cθ）CO2 V0RO2 I0RO2 （Cθ）N2 V0N2 I0N2 （Cθ）H2O V0H2O I0H2O I0 （Cθ）K V0 I0K α I ℃ Kcal/Nm3 Nm3/kg Kcal/Kg Kcal/Nm3 Nm3/kg Kcal/Kg Kcal/Nm3 Nm3/kg Kcal/Kg Kcal/Kg Kcal/Nm3 Nm3/kg Kcal/Kg Kcal/Kg 100 40.6 1.62 65.772 31 8.82 273.42 36 1.68 60.48 399.672 31.6 11.17 352.972 1.1 434.9692 200 85.4 1.62 138.348 62.1 8.82 547.722 72.7 1.68 122.136 808.206 63.6 11.17 710.412 1.1 879.2472 300 133.5 1.62 216.27 93.6 8.82 825.552 110.5 1.68 185.64 1227.462 96.2 11.17 1074.554 1.1 1334.9174 400 184.4 1.62 298.728 125.8 8.82 1109.556 149.6 1.68 251.328 1659.612 129.4 11.17 1445.398 1.1 1804.1518 500 238 1.62 385.56 158.6 8.82 1398.852 189.8 1.68 318.864 2103.276 163.4 11.17 1825.178 1.1 2285.7938 600 292 1.62 473.04 192 8.82 1693.44 231 1.68 388.08 2554.56 198.2 11.17 2213.894 1.1 2775.9494 700 349 1.62 565.38 226 8.82 1993.32 274 1.68 460.32 3019.02 234 11.17 2613.78 1.1 3280.398 800 407 1.62 659.34 261 8.82 2302.02 319 1.68 535.92 3497.28 270 11.17 3015.9 1.1 3798.87 900 466 1.62 754.92 297 8.82 2619.54 364 1.68 611.52 3985.98 306 11.17 3418.02 1.1 4327.782 1000 526 1.62 852.12 333 8.82 2937.06 412 1.68 692.16 4481.34 343 11.17 3831.31 1.1 4864.471 1100 587 1.62 950.94 369 8.82 3254.58 460 1.68 772.8 4978.32 381 11.17 4255.77 1.1 5403.897 1200 649 1.62 1051.38 405 8.82 3572.1 509 1.68 855.12 5478.6 419 11.17 4680.23 1.1 5946.623 1300 711 1.62 1151.82 448 8.82 3951.36 560 1.68 940.8 6043.98 457 11.17 5104.69 1.1 6554.449 1400 774 1.62 1253.88 480 8.82 4233.6 611 1.68 1026.48 6513.96 496 11.17 5540.32 1.1 7067.992 1500 837 1.62 1355.94 517 8.82 4559.94 664 1.68 1115.52 7031.4 535 11.17 5975.95 1.1 7628.995 1600 900 1.62 1458 555 8.82 4895.1 717 1.68 1204.56 7557.66 574 11.17 6411.58 1.1 8198.818 1700 964 1.62 1561.68 593 8.82 5230.26 771 1.68 1295.28 8087.22 613 11.17 6847.21 1.1 8771.941 1800 1028 1.62 1665.36 631 8.82 5565.42 826 1.68 1387.68 8618.46 652 11.17 7282.84 1.1 9346.744 1900 1092 1.62 1769.04 670 8.82 5909.4 881 1.68 1480.08 9158.52 692 11.17 7729.64 1.1 9931.484 2000 1157 1.62 1874.34 708 8.82 6244.56 938 1.68 1575.84 9694.74 730 11.17 8154.1 1.1 10510.15 2100 1222 1.62 1979.64 747 8.82 6588.54 994 1.68 1669.92 10238.1 772 11.17 8623.24 1.1 11100.424 反推温度 1964.1560070922 10302.733 插值计算 150 657.1082 三回程结构热力计算 WNS4.2-1.0/115/70-Y （三回程结构） 热 力 计 算 共 页 第 页 序号 名 称 符号 单位 公 式 结 果 一）锅炉规范 1 锅炉额定热功率 Q MW 360×104Kcal/h 4.200 2 额定工作压力 P Mpa 表压 1.000 3 额定供水温度 Tcs ℃ 115.000 4 额定回水温度 Ths ℃ 70.000 5 冷空气温度 Tlk ℃ 30.000 二）燃料及烟气特性参数（0#轻柴油） 1 水分 Wy % 0.00 2 灰分 Ay % 0.01 3 碳 Cy % 85.55 4 氢 Hy % 13.49 5 氧 Oy % 0.66 6 氮 Ny % 0.04 7 硫 Sy % 0.25 8 低位发热计算值 Qydw Kcal/Kg 81Cy+246Hy-26（Oy-Sy）-6Wy 10237.43 9 理论空气量 V0 Nm3/kg 0.0889Cy+0.265Hy-0.0333Oy+0.0333Sy 11.17 10 RO2容积 VRO2 Nm3/kg 1.886/100（Cy+0.375Sy） 1.62 11 N2理论容积 V0N2 Nm3/kg 0.79V0+0.008Ny 8.82 12 H2O理论容积 V0H2O Nm3/kg 0.0124Wy+0.111Hy+0.0161V0 1.68 13 平均过量空气系数 αpj 取用 1.10 14 实际H2O容积 VH2O Nm3/kg V0H2O+0.016（αpj-1）V0 1.70 15 烟气的平均容积 Vy Nm3/kg VRO2+V0N2+VH2O+（αpj-1）V0 13.25 16 RO2容积份额 rRO2 VRO2/Vy 0.12 17 H2O容积份额 rH2O VH2O/Vy 0.13 18 三原子气体容积份额 rq rRo2+rH2o 0.25 三）锅炉热平衡及燃料消耗量计算 1 冷空气焓 I0LK Kcal/Kg 查燃油烟气焓温表 105.90 2 排烟温度 θpy ℃ 假定 200.00 3 排烟热焓 Ipy Kcal/Kg ℃ 879.20 4 排烟热损失 q2 % （Ipy-αpj*I0lk）/Qydw 7.4502096718 5 化学不完全燃烧损失 q3 % 估取 1 6 散热损失 q5 % 估取 3 7 锅炉效率 η % 100-q2-q3-q5 88.5497903282 8 燃料消耗量 Bj kg/h Q*103*860/（Qydw *η） 398.4458054357 9 保热系数 φ η/（η+q5） 0.9672309463 四）燃烧室传热计算 1 炉胆结构特性计算 1.1 燃烧器火焰直径 dh m Bj^0.31*(0.147-0.02*(1-EXP(-20*(apj-1))) 0.8299977202 1.2 炉胆直径 d m 结构设计 0.95 1.3 燃烧器火焰长度 Lhy m Bj^0.5*(0.182-0.02*(1-EXP(-16*(apj-1))) 3.3143009471 1.4 炉胆长度 L m 按结构 3.8 1.5 炉胆辐射受热面积 Hf1 m2 3.14*d*L 11.3354 1.6 炉膛尾部长度 L1 m 结构设计 0.6 1.7 炉膛尾部直径 D1 m 结构设计 1.6 1.8 烟管外径 dw m 结构设计 0.051 1.9 第一对流烟管数量 n1 假定 100 2 检修孔直径 dj m 结构设计 0.4 2.1 炉膛尾部辐射受热面 Hf2 m2 3.14*D1*L1+2*3.14*D1^2/4-3.14*d^2/4-n1*3.14*dw^2/4-3.14*dj^2/4 5.995359 2.2 炉膛总辐射受热面积 FL m2 Hf1+Hf2 17.330759 2.3 炉胆有效容积 VL1 m3 L*3.14*d^2/4 2.6921575 2.4 炉膛尾部容积 VL2 m3 L1*3.14*D1^2/4 1.20576 2.5 炉膛总容积 VL m3 VL1+VL2 3.8979175 2.6 炉膛有效辐射层厚度 S m 3.6*VL/FL 0.809687735 2.7 燃烧室热力计算 2.8 空气带入燃烧室热量 Qk Kcal/Kg αpj*I0LK 116.49 2.9 燃烧室每Kg燃料输入热量 QL Kcal/Kg Qydw*（100-q3）/100+QK 10251.5457 2.1 绝热燃烧温度 θjr ℃ 查燃油烟气焓温表 1964 2.11 绝热燃烧绝对温度 Tjr K θjr+273 2237 2.12 炉膛出口假定温度 θlc ℃ 先假定后校核 1100 2.13 炉膛出口烟气焓 Icy Kcal/Kg 查燃油烟气焓温表 5403.897 2.14 出口绝对温度 Tlc K θlc+273 1373 2.15 受热面灰污系数 ξ 查《锅炉原理及计算》P271 0.65 2.16 有效辐射受热面 Hfs m2 ξ*Hf 11.26499335 2.17 受热面平均热有效系数 ψpj Hfs/Hf 0.65 2.18 三原子气体总分压力 Pq MPa 0.1013*rq 0.0253101908 2.19 三原子气体辐射力 m.Mpa Pq*S 0.0204933511 2.2 三原子气体辐射减弱系数 Kp 1/(m.Mpa) 10.2*(0.78+1.6*RH2O)/(10.2PqS)^0.5-0.1)*(1-0.37*Tlc/1000)*rq 2.5750924721 2.21 碳黑颗粒辐射减弱系数 Kth 1/(m.Mpa) 0.306*（2-αpj）*（1.6*Tlc/1000-0.5）*Cy/Hy 2.9634844697 2.22 火焰发光黑度 afg 1-e^(-(Kp*rq+Kth)*0.1013*s) 0.2560945407 2.23 火焰不发光黑度 aq 1-e^(-Kp*rq*0.1013*s) 0.0514039922 2.24 炉膛容积热负荷 qv Kcal/m3.h Qydw*Bj/VL 1046471.87682693 2.25 系数 m 查《锅炉原理及计算》P274 0.95 2.26 火焰黑度 ah m*afg+（1-m）*aq 0.2458600133 2.27 炉膛系统黑度 aL ah/（ah+（1-ah）*ψpj） 0.3340257831 2.28 火焰中心高度系数 M 查《工业锅炉》2001年第4期P6 M=1.01-0.49*（Lhy/（L+L1）） 0.6409073945 2.29 烟气平均热容积 V-c KJ/（Kg.℃） 4.1868*（QL-Icy）/（θjr-θlc） 23.4908976588 2.3 炉膛出口烟温 tlc ℃ Tjr/（M*（5.7*10-11*aL*ψpj*Hf*Tjr^3/（φ*Bj*V-c））^0.6+1)-273 1105.0199250936 2.31 计算与假设值差 Δt ℃ θlc-tlc -5.0199250936 2.32 结论 Δt允许范围-100＜Δt＜100 合格 四）第一对流管传热计算 1 对流管结构参数 1.1 对流管内径 dn m 结构设计 0.054 1.2 对流管长度 Lg m 结构设计 3.8 1.3 对流管枝数 N 结构设计 100 1.4 对流受热面面积 Hdl m2 N*3.14*dn*Lg 64.4328 1.5 对流管流通面积 Fdl m2 N*3.14*dn^2/4 0.228906 2 对流面传热计算 2.1 出口烟气温度 θ” ℃ 先假定后校核 440 2.2 出口烟气焓值 Icy” Kcal/Kg 查燃油烟气焓温表 1996.869 2.3 烟气侧放热量 Qrp2 Kcal/Kg φ*（Icy’-Icy”） 3295.3829163428 2.4 大温压 Δt2 ℃ θlc-Tcs 985.000 2.5 小温压 Δt3 ℃ θ”-Tcs 325.000 2.6 平均温压 Δtpj ℃ （Δt2-Δt3）/LN（Δt2/Δt3） 595.2292597542 2.7 烟气计算温度 Δt4 ℃ （θlc+θ”）/2 770.000 2.8 假定烟气流速 W m/s 按《燃油燃气锅炉》P365表5-23 取值 22.000 2.9 计算对流烟管根数 N 4*Bj*Vy*（Δt4+273）/（273*3600*W*3.14*dn^2) 111.2467398702 2.1o 实际烟气流速 W m/s Bj*Vy*（Δt4+273）/（273*3600*Fdl) 24.4742827714 2.11 普郎特数 Pr 查《锅炉计算手册上》P62 0.6075 2.12 导热系数 λ W/m.℃ 查《锅炉计算手册上》P62 0.0849 2.13 烟气粘滞系数 V m2/S 查《锅炉计算手册上》P62 0.000117025 2.14 雷诺数 Re W*dn/V 11293.4096958565 2.15 努塞尔数 NU 0.023*Re^0.8*Pr^0.4 32.9159516512 2.16 换热系数 ad2 W/m2.℃ λ*NU/dn 51.7511906516 2.17 温压 Δt5 ℃ Δtpj-Tcs 480.229 2.18 烟管烟气有效辐射层厚度 S’ m 0.9dn 0.0486 2.19 三原子气体辐射减弱系数 Kp’ 1/(m.Mpa) 10.2*(0.78+1.6*RH2O)/(10.2PqS’)^0.5-0.1)*(1-