第13章 锅炉管内传热及壁温工况
- 格式:ppt
- 大小:399.50 KB
- 文档页数:45
一、锅炉整体热力计算1 计算方法本报告根据原苏联73年颁布的适合于大容量《电站锅炉机组热力计算标准方法》,进行了锅炉机组的热力计算和中温再热器及低温过热器出口垂直段管壁金属温度计算,计算报告中所选取的有关计算参数和计算式均出自该标准的相应章节。
对所基于的计算方法的主要内容简述如下。
锅炉的整体热力计算为一典型的校核热力计算,各个受热面及锅炉整体的热力计算均需经过反复迭代和校核过程,全部热力计算过程通过计算机FORTRAN5.0高级语言编程计算完成。
管壁温度计算分别通过EXCEL 和FORTRAN5.0完成。
1.1锅炉炉膛热力计算所采用的计算炉膛出口烟气温度的关联式为:式中,M —考虑燃烧条件的影响,与炉内火焰最高温度点的位置密切相关,因此,取决于燃烧器的布置形式,运行的方式和燃烧的煤种; T ll —燃煤的理论燃烧温度,K ; Bj —锅炉的计算燃煤量;kg/h 。
1.2锅炉对流受热面传热计算的基本方程为传热方程与热平衡方程除炉膛以外的其它受热面的热力校核计算均基于传热方程和工质及烟气侧的热量平衡方程。
计算对流受热面的传热量Q c 的传热方程式为:式中,CV B T F M T cpjj a ︒--+ψ⨯=2731)1067.5(6.031111111"11ϕϑKgKJ Bjt KH Q c /∆=H —受热面面积;⊿t —冷、热流体间的温压, 热平衡方程为:既:烟气放出的热量等于蒸汽、水或空气吸收的热量。
烟气侧放热量为:工质吸热量按下列各式分别计算。
a .屏式过热器及对流过热器,扣除来自炉膛的辐射吸热量Q fb .布置在尾部烟道中的过热器、再热器、省煤器及直流锅炉的过渡区,按下式计算:2 计算煤种与工况2.1 计算煤质表1 设计煤质数据表(应用基)2.2 计算工况本报告根据委托合同书的计算要求,分别计算了两种不同的工况。
计算工况一 —— 设计工况计算(100%负荷)根据表1中的设计煤质数据,各设计和运行参数均按《标准》推荐的数据选取。
锅炉受热面壁温分布
锅炉受热面壁温分布是指锅炉受热面各部分的壁温分布情况。
它与锅炉的燃烧、传热、热负荷、结构等因素有关,同时也受到运行操作条件的影响。
一般来说,锅炉受热面壁温分布从高温到低温依次分布,高温区域位于水冷壁部分,低温区域位于炉膛四周的包墙式受热面。
包墙式受热面管子外侧布置有轻型膨胀保温层,它可以减少热损失,限制烟气和炉膛外壁温差的增大。
在锅炉中,壁温的区域是水冷壁,的是锅筒。
在炉膛上部,烟气出口附近的烟温较高,壁温也相应较高。
而在远离烟气出口的地方,受热面管子外表的平均温度较低。
总的来说,锅炉受热面壁温分布是一个复杂的问题,需要考虑多种因素。
在实际运行中,需要密切关注壁温分布的情况,确保锅炉的安全运行。
锅炉金属管壁超温分析及运行控制作者:曹平来源:《中国科技博览》2014年第19期[摘要]锅炉是发电厂的主要设备,锅炉的质量影响着发电的正常运行。
本文以某发电厂为案例,锅炉运行实际情况及设备结构上从分析了炉金属管壁超温的原因,提出了防止锅炉金属管壁超温的一系列措施。
并且指出控制锅炉金属管壁超温的关键是控制炉膛出口烟温、努力消除炉内热偏差。
[关键词]锅炉金属管壁超温问题分析运行控制中图分类号:F274;F426.22 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)19-0026-01本文对锅炉金属管壁超温分析的方式采取案例形式,以某发电厂为例,该发电厂的850t/h 锅炉共有燃烧器32台,燃烧器共分4层,前、后墙对冲布置,每层4台燃烧器来自于同一制粉系统。
水平烟道布置有高温对流过热器,高温再热器布置在其后。
2003年,全年统计平均锅炉金属管壁温度达到或超过许用值为3min/24h,超温现象比较严重,威胁着锅炉受热面的安全运行。
本文就造成锅炉金属管壁超温的原因进行分析。
1.锅炉金属管壁超温原因分析1.1 煤质的影响炉内火焰中心位置提高必将导致炉膛出口烟温的升高,从而可能导致高温对流过热器或高温再热器金属管壁超温。
当燃用发热量高的山西煤炭时,煤颗粒燃烧时间长而使炉内火焰中心位置提高;同时,炉内火焰强度在沿炉膛宽度方向上分布并不均匀。
煤粉燃烧时间的延长使对流部分烟气温度的不均匀程度受炉内燃烧的影响更为明显。
1.2 水冷壁结渣积灰的影响燃烧时炉内部分区域呈还原性气氛导致水冷壁会出现结渣现象,如果清理不及时,结渣程度会与时间呈104关系增长,大大增加了水冷壁传热热阻。
由于炉内辐射传热减弱,造成炉膛出口烟气温度升高,从而导致作为对流受热面的高温过热器和高温再热器管壁温度大幅提高。
有时,由于吹灰不及时会造成这些受热面管壁温度测点平均温度升高10~20℃,极易造成金属管壁超温。
1.3 机组负荷变化的影响当机组热负荷大于机组电负荷时会导致金属管壁出现超温现象。
锅炉管壁温度和管壁附近温度的关系1. 引言锅炉是一个重要的热能转换设备,广泛应用于工业、电力、供暖等领域。
在锅炉的运行过程中,管壁温度是一个关键的参数,它直接影响着锅炉的热效率和安全性能。
本文将探讨锅炉管壁温度与管壁附近温度的关系,旨在帮助读者更全面地理解锅炉的热力学特性和热传导机制。
2. 管壁温度和管壁附近温度的基本概念在锅炉中,管壁温度指的是锅炉管道内壁表面的温度,通常使用测温设备直接测量得出。
管壁附近温度则是指离管道内壁表面一定距离的温度,其数值可以通过测量管道表面温度并结合热传导理论计算得到。
3. 管壁温度与管壁附近温度的关系及影响因素管壁温度与管壁附近温度之间存在着紧密的联系,它们互相影响并受到多种因素的制约。
3.1 热传导导热机制热传导是指热量通过物质内部的分子传递而实现的热传递过程。
在锅炉中,管壁温度高于管壁附近温度时,热量将会由管壁向管壁附近传导。
相反,管壁温度低于管壁附近温度时,则会从管壁附近向管壁传导热量。
管壁温度和管壁附近温度之间存在着一种平衡关系。
3.2 热传导系数热传导系数是影响管壁温度和管壁附近温度的重要因素之一。
它刻画了物质对热量传递的能力,具体数值与物质的导热性质有关。
不同材料的热传导系数不同,导致了锅炉管道中管壁温度与管壁附近温度的差异。
3.3 热边界条件热边界条件是指管道表面受到的来自外部环境的热传导影响。
在实际运行中,锅炉管道表面往往会受到空气温度、流体温度等因素的影响。
这些外界条件的变化也会间接影响管壁温度和管壁附近温度之间的关系。
4. 管壁温度与管壁附近温度的测量方法为了准确评估锅炉的工作状态和热效率,测量管壁温度和管壁附近温度是必不可少的。
目前常用的测温方法有以下几种:4.1 接触式测温接触式测温是指将温度传感器直接接触到管道表面进行温度测量,常用的传感器有热电偶和热电阻。
这种测温方法准确度较高,但需要安装传感器,对管道表面造成一定损伤。
4.2 非接触式测温非接触式测温是指使用红外线或激光测温仪器,通过测量管道表面的辐射能量来估计管壁温度和管壁附近温度。
垂直自然循环锅炉放热系数和壁温变化原因垂直自然循环锅炉是一种常见的锅炉类型,其特点是具有较高的放热系数和壁温变化。
本文将详细讨论垂直自然循环锅炉放热系数和壁温变化的原因。
我们来了解垂直自然循环锅炉的结构与工作原理。
垂直自然循环锅炉一般由锅炉本体、燃烧器、风机、给水装置、除渣装置和附属设备等部分组成。
锅炉本体主要包括炉膛、水冷壁、过热器、再热器和汽水分离器等。
其工作原理是通过燃烧器燃烧燃料生成高温烟气,烟气在炉膛内与水冷壁进行换热,将水蒸发成为高温高压蒸汽。
垂直自然循环锅炉的放热系数较高,主要有以下原因:1.散热面积大:垂直自然循环锅炉的布置方式使得锅炉内部的散热面积相对较大,烟气与水冷壁接触的面积增大,从而提高了换热效率。
2.燃烧器布置合理:垂直自然循环锅炉的燃烧器布置通常经过充分设计和优化,使得燃烧器与炉膛内的水冷壁之间的空间充分利用,烟气流动阻力小,烟气与水冷壁之间的温度差异小,进而提高了传热效率。
3.有效利用余热:垂直自然循环锅炉在烟气通过过热器和再热器之前,通常会经过一个余热回收系统。
余热回收系统会将烟气中的热能回收利用,提高锅炉的热效率。
4.汽水分离器设计合理:垂直自然循环锅炉通常使用汽水分离器来分离蒸汽和水,使得烟气在冷凝水的湿度较低的情况下排出,在一定程度上减少了烟气中的湿度,提高了换热效果。
而壁温变化的原因如下:1.燃烧过程:炉膛内的燃烧过程会产生大量的高温烟气,使得炉膛和水冷壁的温度升高。
2.水冷壁的布局:垂直自然循环锅炉通常采用垂直布置的水冷壁,水流在壁内上升冷却炉膛内的烟气,水冷壁上部的壁温较低,下部的壁温较高。
3.换热过程:烟气在与水冷壁接触的过程中传热给水冷壁,因而水冷壁的温度会变化,壁温也会随之发生变化。
4.蒸汽发生过程:水从水冷壁上升到汽水分离器,蒸汽发生后温度升高,同时水冷壁的温度也会有所变化。
综上所述,垂直自然循环锅炉的放热系数较高主要是由于散热面积大、燃烧器布置合理、有效利用余热以及汽水分离器设计合理等因素影响。
过热器运行问题-热偏差及壁温计算收集于网络,如有侵权请联系管理员删除第二节 过热器壁温计算锅炉过热器、再热器爆管是造成火电机组非正常停机的重要原因之一,严重影响了火电机组的安全、经济运行,而且过热器、再热器管的失效在大型电站中具有一定的普遍性。
过热器的失效类型主要有短期超温、长期超温、氧化减薄、高温腐蚀等,诸多失效形式均与过热器壁温状况有着直接或间接的关系。
对于工作在高温状态下的过热器、再热器而言,控制其管壁超温是运行中的首要任务。
一、温度计算公式过热器和再热器受热面管子能长期安全工作的首要条件是管壁温度不能超过金属最高允许温度。
过热器和再热器管壁平均温度的计算公式为:max q t t t gz g b μ+∆+=β()⎥⎦⎤⎢⎣⎡++λβδα112 式中 b t —管壁平均温度,ºC ;gz t —管内工质的温度,ºC ;gz t ∆—考虑管间工质温度偏离平均值的偏差,ºC ;μ—热量均流系数;β—管子外径与内径之比;m ax q —热负荷最大管排的管外最大热流密度,kw/m 2;2α—管子内壁与工质间的放热系数,kw/m 2.ºC ;δ—管壁厚度,m ;λ—管壁金属的导热系数,kw/m..ºC 。
二、壁温影响因素(1)工质温度:过热器和再热器任何部位的管壁超温都会威胁到整台机组的安全,为了使整台机组的过热器、再热器壁温不超温,运行中整体汽温的保持是非常重要的。
除此之外,各平列出口的工质温度差别越小对过热器、再热器的壁温安全越有利;(2)热偏差:壁温最高的位置是热偏差最大的位置。
当过热器、再热器温度处于正常水平时,但整个区域存在诸多不均匀因素,也会造成过热器、再热器局部壁温过高,影响过热器、再热器的安全性;第二节过热器热偏差一、热偏差概念从上式可,管内工质温度和受热面热负荷越高,管壁温度越高;工质放热系数越高,管壁温度越低。
由于过热器和再热器中工质的温度高,受热面的热负荷高,而蒸汽的放热系数较小,因此过热器和再热器是锅炉受热面中金属工作温度最高、工作条件最差的受热面,管壁温度接近管子钢材的最高允许温度,必须避免个别管子由于设计不良或运行不当而超温损坏。
一、锅炉整体热力计算1 计算方法本报告根据原苏联73年颁布的适合于大容量《电站锅炉机组热力计算标准方法》,进展了锅炉机组的热力计算和中温再热器与低温过热器出口垂直段管壁金属温度计算,计算报告中所选取的有关计算参数和计算式均出自该标准的相应章节。
对所基于的计算方法的主要内容简述如下。
锅炉的整体热力计算为一典型的校核热力计算,各个受热面与锅炉整体的热力计算均需经过反复迭代和校核过程,全部热力计算过程通过计算机FORTRAN5.0高级语言编程计算完成。
管壁温度计算分别通过EXCEL 和FORTRAN5.0完成。
1.1锅炉炉膛热力计算所采用的计算炉膛出口烟气温度的关联式为:式中,M —考虑燃烧条件的影响,与炉内火焰最高温度点的位置密切相关,因此,取决于燃烧器的布置形式,运行的方式和燃烧的煤种; T ll —燃煤的理论燃烧温度,K ; Bj —锅炉的计算燃煤量;kg/h 。
1.2锅炉对流受热面传热计算的根本方程为传热方程与热平衡方程除炉膛以外的其它受热面的热力校核计算均基于传热方程和工质与烟气侧的热量平衡方程。
计算对流受热面的传热量Q c 的传热方程式为:式中,H —受热面面积;CV B T F M T cpjj a ︒--+ψ⨯=2731)1067.5(6.031111111"11ϕϑKgKJ Bjt KH Q c /∆=⊿t —冷、热流体间的温压, 热平衡方程为:既:烟气放出的热量等于蒸汽、水或空气吸收的热量。
烟气侧放热量为:工质吸热量按如下各式分别计算。
a .屏式过热器与对流过热器,扣除来自炉膛的辐射吸热量Q fb .布置在尾部烟道中的过热器、再热器、省煤器与直流锅炉的过渡区,按下式计算:2 计算煤种与工况2.1 计算煤质表1 设计煤质数据表(应用基)2.2 计算工况本报告根据委托合同书的计算要求,分别计算了两种不同的工况。
计算工况一—— 设计工况计算〔100%负荷〕根据表1中的设计煤质数据,各设计和运行参数均按《标准》推荐的数据选取。
炉管壁温测量与分析论文导读:这些是评估受热面安全可靠性的重要指标。
由以上论述可见,确保炉外壁温测点的准确性和可靠性,关键在于要有正确的安装工艺设计,严密的施工管理和平时的精心维护。
同时在分析管壁温度测点的工作状况、查找存在的问题、进行修复施工及施工验收时,单靠热工人员是不够的,锅炉专业人员必须全过程介入其中。
关键词:管壁温度测点,安全可靠,精心维护1.高温受热面炉外管壁温度测点的基本安装方式和工艺要求1.1 安装方式通常外壁温测点的基本安装方式有2种:(1)用紧固件将热电偶压接在管壁上,具有施工和维护方便的优点,但容易发生热接点与管壁接触不良;(2)采用特殊焊接工艺将热接点熔接在管壁上。
上述工序完成后,将热接点和管子一同进行绝热保温。
1.2 工艺要求(1)安装热接点的管壁部位应严格除锈及杂物,热接点要牢固地压接或熔接在已除锈的壁面上,防止松动或脱落。
(2)测点保温层要密实、贴牢、无裂纹,且具有足够的厚度,以尽可能减少管子向环境的散热。
(3)热电偶引出线应尽可能沿管壁敷设一小段,并用不锈钢丝箍紧,这样既可使测点牢固不松,又减少测点沿热电偶方向的传导散热。
(4)按照测点温度的范围选择合适的热电偶型式,安装前逐一对热电偶进行校验和选优。
2.炉外壁温测量值的真正含义壁温测点虽然是直接测量炉外管壁金属温度,但它并不是设计者的真正意图,更不能把它当作炉内管壁金属温度。
实际上这些测点测值被用以代表过热器或再热器相应管圈内的蒸汽温度。
2.1 管内截面蒸汽温度分布的均匀性一般来说,当管内蒸汽的雷诺数较低时,蒸汽的流动状态属层流,同一截面处的各层温度不同。
当雷诺数大于界限雷诺数Rje=80dn/△时(式中,dn为管道内径,mm;△为管子内壁粗糙度,mm),流动进入紊流状态,管内流体温度趋于均匀。
根据计算,过热器和再热器管中的雷诺数都比界限雷诺数高出数倍,因此可以认为管内截面的汽温分布非常均匀一致。
2.2 管子外壁与管内蒸汽之间的温差分析炉外管段的传热状况见图1,由于沿管子轴线方向温降很小,轴向传热可忽略不计。