一种富氧燃烧锅炉热力性能获取方法
【专利摘要】本发明公开了一种富氧燃烧锅炉热力性能获取方法，包括步骤：燃料的燃烧计算、烟气和送风模拟、热平衡计算、炉膛热力计算和对流受热面热力计算，其中炉膛热力计算中的计算火焰黑度和炉膛黑度步骤，以及对流受热面热力计算中计算烟气黑度并确定烟气侧辐射放热系数步骤，其采用的三原子气体辐射减弱系数ky按照计算，其中PH2O为烟气中H2O分压力；S为辐射层有效厚度；ε为三原子气体发射率。本发明提供的富氧燃烧锅炉热力性能获取方法，针对富氧燃烧锅炉热力性能获取更准确，其精度能达到设计和校核富氧燃烧锅炉热力性能的需求。
【专利说明】一种富氧燃烧锅炉热力性能获取方法
【技术领域】
[0001]本发明属于锅炉热力性能设计领域，更具体地，涉及一种富氧燃烧锅炉热力性能修正方法。
【背景技术】
[0002]锅炉的设计过程中，需要进行获取锅炉热力性能，从而进行水动力设计、受压元件强度设计、通风阻力设计、炉墙热力设计、管壁温度设计、制粉系统设计、空气动力设计等，锅炉的热力性能数据是锅炉整体设计的核心，是锅炉设计、校核、运行的基本依据。
[0003]锅炉性能获取过程通常是过对给定锅炉，从燃料的燃烧计算开始，对锅炉进行烟气和送风模拟，从而进行热平衡计算，根据热平衡计算结果对锅炉进行炉膛热力计算和对流受热面热力计算，从而获得个受热面的热力性能数据。现有的锅炉热力性能获取方法都是针对常规空气燃烧气氛制定的，包括前苏联1957年版标准和1973年版标准，以及美国的ASME标准等。
[0004]目前，已经发展出了一种新型燃烧方式的锅炉，即富氧燃烧气氛燃烧锅炉。现有锅炉热力计算方法不能针对这种新型的燃烧锅炉进行热力性能获取。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种热力性能获取方法，其目的在于针对富氧燃烧气氛的燃烧锅炉设计一套热力性能获取方法，由此解决目前的锅炉热力性能获取方法不能适应新型富氧燃烧锅炉的技术问题。
[0006]为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种富氧燃烧锅炉热力性能获取方法，包括步骤燃料的燃烧计算、烟气和送风模拟、热平衡计算、炉膛热力计算和对流受热面热力计算。
[0007]其中，炉膛热力计算包括步骤:
[0008](Al)计算炉膛结构尺寸及烟气有关辐射层厚度；
[0009](A2)选取热风温度，并计算每千克燃料进入炉膛有效发热量；
[0010](A3)根据燃料总类、燃烧设备形式和布置方式计算火焰中心位置系数；
[0011](A4)估计炉膛出口烟温，计算炉膛烟气平均热容量；
[0012](A5)计算炉膛受热面辐射换热特性参数；
[0013](A6)根据燃料和燃烧方式计算火焰黑度和炉膛黑度；
[0014](A7)计算并校核炉膛出口烟气温度；
[0015](AS)校核炉膛出口烟温误差；
[0016](A9)计算炉膛热力参数；
[0017](AlO)炉膛内其他辐射受热面的换热计算；
[0018]对流受热面热力计算包括步骤:
[0019](BI)估计受热面出口烟气温度，查取相应焓值；[0020](B2)根据出口烟焓，计算对流传热量；
[0021](B3)依据烟气侧放热量等于工质侧吸热量原理，求取工质出口焓值和相应温度；
[0022](B4)计算平均对流传热温差；
[0023](B5)计算烟气侧对流放热系数及管壁灰污系数；
[0024](B6)计算工质侧对流放热系数；
[0025](B7)计算管壁灰污层温度；
[0026](B8)计算烟气黑度并确定烟气侧辐射放热系数；
[0027](B9)计算总对流放热系数；
[0028](BlO)计算对流传热量。
[0029]步骤(A6)和(B8)中采用的三原子气体辐射减弱系数，用针对富氧环境的三原子气体辐射减弱系数ky代替，按照如下公式计算:
【权利要求】
1.一种富氧燃烧锅炉热力性能获取方法，包括步骤:燃料的燃烧计算、烟气和送风模拟、热平衡计算、炉腔热力计算和对流受:热面热力计算， 其中所述炉膛热力计算包括步骤: (Al)计算炉膛结构尺寸及烟气有关辐射层厚度； (A2)选取热风温度，并计算每千克燃料进入炉膛有效发热量； (A3)根据燃料总类、燃烧设备形式和布置方式计算火焰中心位置系数； (A4)估计炉膛出口烟温，计算炉膛烟气平均热容量； (A5)计算炉膛受热面辐射换热特性参数； (A6)根据燃料和燃烧方式计算火焰黑度和炉膛黑度； (A7)计算并校核炉膛出口烟气温度； (AS)校核炉膛出口烟温误差； (A9)计算炉膛热力参数； (AlO)炉膛内其他辐射受热面的换热计算； 所述对流受热面热力计算包括步骤: (BI)估计受热面出口烟气温度，查取相应焓值； (B2)根据出口烟焓，计算对流传热量； (B3)依据烟气侧放热量等于工质侧吸热量原理，求取工质出口焓值和相应温度； (B4)计算平均对流传热温差； (B5)计算烟气侧对流放热系数及管壁灰污系数； (B6)计算工质侧对流放热系数； (B7)计算管壁灰污层温度； (B8)计算烟气黑度并确定烟气侧辐射放热系数； (B9)计算总对流放热系数； (BlO)计算对流传热量； 其特征在于，步骤(A6)和(B8)中采用的三原子气体辐射减弱系数，用针对富氧环境的三原子气体辐射减弱系数ky代替，按照如下公式计算:
2.如权利要求1所述的富氧燃烧锅炉热力性能获取方法，其特征在于，将现有的烟气和送风模拟，用富氧烟风平衡计算替代，富氧烟风平衡计算是根据选取的循环倍率、空分制氧纯度、过氧系数、漏风系数、冷凝后水蒸气含量、一次风份额、一次风中热风份额、一次风注氧比例，并根据燃料成分，设置初始化烟气量和迭代次数，采用迭代计算的方法，获得烟气量、排烟量、循环烟气量、助燃气一次风量、助燃气二次风量、空分装置供气量和漏风量，最后一次迭代计算获得的获得烟气量、排烟量、循环烟气量、助燃气一次风量、助燃气二次风量、空分装置供气量和漏风量为最终结果。
3.如权利要求2所述的富氧燃烧锅炉热力性能获取方法，其特征在于，第i次迭代计算过程如下: 循环烟气量Vref:
Vref = Vi^1XRr 其中，Vi^1是上一次迭代计算得到的烟气量，当i = I时，Vi^1为初始化的烟气量；If为循环倍率； 烟气量Vi:
4.如权利要求1所述的富氧燃烧锅炉热力性能修正方法，其特征在于，其中步骤(B5)计算对流受热面传热量时，对流换热系数，按照以下公式计算:
5.如权利要求4所述的富氧燃烧锅炉热力性能修正方法，其特征在于，运动粘度V、普朗特数Pr，按照以下公式计算:
6.如权利要求5所述的富氧燃烧锅炉热力性能修正方法，其特征在于，所述烟气动力粘度μ、烟气定压比热容Cp、烟气的导热系数λ，拟合方法如下: 烟气动力粘度μ:
I
【文档编号】G06F19/00GK103984868SQ201410215661
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】张立麒, 丁继伟, 朱海跃, 易宝军, 柳朝晖, 毛志慧, 郑楚光 申请人:华中科技大学