八 鍋爐計算舉例
鍋爐計算舉例一：某公司1000萬kcal/h燃煤鍊條爐排有機熱載體鍋爐。根據鍋爐熱力計算書和設計圖紙，已知條件如下:
1)絕熱燃燒溫度 Tadi 1522+273=1795K
2)爐膛出口煙溫 T"fur 820+273=1093K
3)有機熱載體進爐溫度 t'i
4)有機熱載體出爐溫度 t"o
6)管内對流放熱系數 αhtf 2880 W/㎡·℃
7)爐管的内徑和外徑 did/dod 99/
9)管壁溫度 T'wal/T"wal 642/632K
10)燃燼室長度和前後爐拱的水平間距 Lfur/lthr 4.8/
1.爐膛煙氣（火焰）的有效平均溫度Tav
Tav= T(1-n)adi×T"nfurK
=1795(1-0.7)×10930.7=9.47×133.98=1269K
2.爐拱結構修正系數xfur
3.熱流密度修正系數yhfd
4.輻射受熱面最大熱流密度qrmax
qrmax=ysaf×yhfd×qr=1.15×2.51×45350=130903W/㎡
5.爐管邊界層内有機熱載體的溫升△thtf
6.鍋爐計算最高液膜溫度tfilm
tfilm=tbalk +△thtf=335+45=
7.所用有機熱載體最高允許液膜溫度與鍋爐計算最高液膜溫度的比較
計算要求：tfpermit≥tfilm，計算結果：
8.計算結論
該鍋爐的計算最高液膜溫度大于所用有機熱載體最高允許液膜溫度，故鍋爐的設計安全性不符合《鍋爐安全技術監察規程》第十一章
9.設計建議
根據該鍋爐的設計條件和計算參數，建議采用以下方式解決該鍋爐存在的上述設計問題，以符合鍋規有關計算最高液膜溫度的規定：
1)改變該鍋爐的設計功率，通過減少其燃料量，降低鍋爐的輻射受熱面熱流密度qr和絕熱燃燒溫度Tadi，以使鍋爐的計算最高液膜溫度下降到一個安全水平；
2)增加鍋爐的有機熱載體設計流量，或修改爐管的直徑和數量，提高爐管内介質的流速，可以在保持系統最高工作溫度不變的情況下，通過加強爐管内部的對流換熱并降低鍋爐進出口的介質溫差，以使鍋爐的計算最高液膜溫度下降到一個安全水平；
3)選擇熱穩定性更高的有機熱載體，使其具有更高的最高允許液膜溫度，以使該鍋爐的計算最高液膜溫度低于其最高允許液膜溫度。
鍋爐計算舉例二：某公司800萬kcal/h燃煤鍊條爐排有機熱載體鍋爐。根據鍋爐熱力計算書和設計圖紙，已知條件如下：
1)絕熱燃燒溫度 Tadi 1510+273=1783K
2)爐膛出口煙溫 T"fur 702+273=975K
3)有機熱載體進爐溫度 t'i
4)有機熱載體出爐溫度 t"o
5)過量空氣系數 αa 1.4
6)管内對流放熱系數 αhtf 2950W/㎡·℃
7)爐管的内徑和外徑 did/dod 80/
8)輻射受熱面熱流密度 qr 33410W/㎡
9)管壁溫度 T'wal/T"wal 663/647K
10)燃燼室長度和前後爐拱的水平間距 Lfur/lthr 7.0/
11)所用有機熱載體的最高允許液膜溫度 tfpermit
将已知條件代入以下公式計算：
1.爐膛煙氣（火焰）的有效平均溫度Tav
Tav= T(1-n)adi×T"nfurK
=1783(1-0.7)×9750.7=9.45×123.68=1169K
2.爐拱結構修正系數xfur
3.熱流密度修正系數yhfd
qrmax=ysaf×yhfd×qr=1.15×2.68×334410=103065W/㎡
5.爐管邊界層内有機熱載體的溫升△thtf
式中，ywhl為考慮管壁切向輻射熱損失的系數，ywhl≈0.9。
6.鍋爐計算最高液膜溫度tfilm
tfilm=tbalk +△thtf=330+35=
7.所用有機熱載體最高允許液膜溫度與鍋爐計算最高液膜溫度的比較
要求：tfpermit≥tfilm，結果：
8.計算結論
該鍋爐的計算最高液膜溫度低于所用有機熱載體最高允許液膜溫度，故鍋爐的設計安全性符合《鍋爐安全技術監察規程》第十一章
附件：德國标準DIN4754《有機熱載體傳熱系統操作的安全要求及檢驗 》（Heat Trans- fer Systems Operating With Organic Heat Transfer Media Safety Requirements and Testing）标準中燃油/燃氣圓筒形有機熱載體鍋爐最高液膜溫度計算方法的翻譯稿。
