加热炉热力计算中重要参数的校核方法
电站锅炉高温对流受热面管壁温度的校核算法
动 力 工 程 POW ER EN G IN EER IN G
文章编号: 100026761 (2002) 0321768204
电站锅炉高温对流受热面管壁 温度的校核算法
V o l. 22 N o. 3 June 2002
阎维平, 陈华桂, 叶学民, 梁秀俊
(华北电力大学, 保定 071003)
°C
差的设计值
再热器平均热负
荷
k管吸热量
荷
kW m 2 计算
数值 475 2. 6 809 540 2. 45 714 570 14. 71 21. 03
(4) 在沿管长热负荷分布的约束条件下, 由 校核管进口工质温度及焓值逐段计算出各段的出 口工质温度, 直至管的出口工质温度。计算误差要 求计算的出口工质温度与 (2) 中给定的出口工质 温度吻合, 从而得到沿管长工质温度变化示于表
关键词: 电站锅炉; 对流受热面; 壁温计算 中图分类号: T K 212 文献标识码: A
0 前言
随现代大型电站锅炉的容量和参数不断提
高, 使锅炉受热面, 特别是过热器和再热器的管壁
温度非常接近于其材料的安全极限。 电站锅炉运
行事故发生最多的是过热器和再热器的爆管, 其
原因主要是由于壁温计算方法不完善或运行方式
在实际壁温计算中发现, 直接应用该推荐方
法存在不少问题, 譬如, 在计算校核截面的平均汽
温时, 没有考虑沿管长的各管段吸热能力的差别,
即, 将传热系数取为定值; 在计算管屏前、屏间、屏
后、烟气辐射时取的是平均烟温, 没有考虑烟温沿
受热管长度的不同; 完全没有考虑同屏各管间的
水力不均匀性。因此, 有人在此算法的基础上提出
差, 从而使计算截面的工质温度更接近实际温度。 但是, 该方法在合理分配各管段的局部热负荷方 面仍可能与实际情况有偏差。
加热炉热效率计算
热效率（反平衡）e=(1-(hu+hs+hl*ηr)/(hl+△ha+△hf+△hm))*100%
e热效率
hl燃料低发热量
△ha单位燃料量所需燃烧空气带入体系的热量
△hf单位燃料量带入体系的显热
△hm雾化蒸汽带入体系的显热
hs单位燃料量计算的排烟损失
hu按单位燃料量计算的不完全燃烧损失一般取0.5%hl
ηr散热损失占燃料低发热量的百分数无空气预热时取1.5%hl
有空气预热时取2.5%hl 热效率（正平衡）
e=（Wf（§Iv+(1-§)Il-Ii）*1000+Q）/hl*100%
e热效率
Wf管内介质流量
§炉出口汽化率
Iv炉出口温度下介质气相热焓
Il炉出口温度下介质液相热焓
Ii炉入口温度下介质液相热焓
Q其它热负荷。
(完整版)加热炉计算.doc
4.加热炉的计算管式加热炉是一种火力加热设备，它利用燃料在炉膛内燃烧时产生的高温火焰和烟气作为热源，加热在管道中高速流动的介质，使其达到工艺规定的温度，保证生产的进行。
在预加氢中需要对原料进行加热，以达到反应温度。
预加氢的量较小，因此采用圆筒炉。
主要的参数如下：原料：高辛烷值石脑油；20相对密度： d40.7351进料量： 62500 kg / h入炉温度：I =350o C；出炉温度： o =490o C；出炉压强： 15kg / cm2气化率：e=100%；过剩空气系：：辐射： 1.35对流段： 1.40燃料油组成：C 87%, H 11.5%, O 0.5%,W 1%加热炉基本参数的确定4.1 加热炉的总热负荷查《石油炼制工程（上）》图Ⅰ -2-34 可知，在入炉温度t1=350℃,进炉压力约 15.0 ㎏/㎝ 2 条件下，油料已完全汽化，混合油气完全汽化温度是167℃。
原料在入炉温度 350o C ，查热焓图得Ii232kJ / kcal原料的出炉温度为490oC，查热焓图得Iv 377 kcal / kg 。
将上述的数值代入得到加热炉的总热负荷Q = m[eIV+(1-e)IL-Ii]=[1 377 232] 62500 4.18437917500kJ / h4.2 燃料燃烧的计算燃料完全燃烧所生成的水为气态时计算出的热值称为低热值，以Ql 表示。
在加热炉正常操作中，水都是以气相存在，所以多用低热值计算。
(1)燃料的低发热值Q1=[81C+246H+26(S-O)-6W] 4.184=[81 87 + 246 11.5+ 26 (0-0.5) -6 1] 4.18441241.7 kJ / (kg 燃料)(2)燃烧所需的理论空气量2.67C 8H S OL023.22.67 87 8 11.5 0 0.523.213.96kg空气 /kg 燃料(3)热效率设离开对流室的烟气温度Ts比原料的入炉温度高100oC，则T s350 100450o C由下面的式子可以得到100 q,L q，I, q Lq L 0.05和Ts 查相关表，得烟气出对流室时取炉墙散热损失Q1 并根据q L 23%带走的热量Q1 ，所以 1 (5 23)% 72%(4)燃料的用量Q 379175001277kg / h B0.72 41241.7Q1 ;(5)火嘴数量假定火嘴的额定喷油能力比实际燃料大30%，选择标准火嘴的流量200kg/h，则需要火嘴的数量为1.3B 1.3 1277n8.3200200进行取整取n9(6)烟道气流量W g B(1.5L0 ) 1277 (1.5 1.413.96)26873kg / h4.3 加热炉相关参数计算(1)圆筒炉辐射室的热负荷根据工艺要求和经验，参照表4-1，选取四反加热炉为圆筒炉。
燃气加热炉热效率计算方法的改进及应用
燃气加热炉热效率计算方法的改进及应用发表时间：2019-06-24T16:02:44.060Z 来源：《基层建设》2019年第7期作者：王志春[导读] 摘要：目前，加热炉热效率计算通常采用正平衡方法，通过直接测量加热炉输入热量和输出热量计算得到热效率。
中国石油化工股份有限公司天津分公司天津 300270摘要：目前，加热炉热效率计算通常采用正平衡方法，通过直接测量加热炉输入热量和输出热量计算得到热效率。
而对于反平衡计算方法，则是通过测试和计算加热炉各项热损失（包括化学不完全燃烧热损失、排烟热损失、机械不完全燃烧热损失、散热损失）以求得热效率，有利于对加热炉进行全面分析，得到影响热效率的各种因素，找出提高加热炉热效率的有效途径。
关键词：加热炉；热效率；反平衡；计算软件；现场应用；加热炉热效率计算普遍采用正平衡计算方法，该方法通过直接测量加热炉输入热量和输出热量而计算得到。
为了研究燃气加热炉热效率与燃气气质参数、排烟温度、过量空气系数等可控参数的关系，对热效率的正平衡计算方法进行改进，采用反平衡热效率计算方法，通过对加热炉排烟损失、散热损失、气体未完全燃烧热损失的计算从而求得热效率。
根据热效率计算方法编制计算软件，并在软件计算界面保留过程参数，可以为分析热效率影响因素、制定节能措施、评估节能效果提供基础数据。
一、概述燃气加热炉作为石油化工企业最常见的设备之一，主要设置于井口、计量站、接转站等处，用以提高被输送介质温度至其工艺要求的温度，以便于进行运输、分离、粗加工等工艺。
燃气加热炉通过喷嘴将燃气与空气充分混合，使得燃烧更加彻底，降低了不完全燃烧所带来的热损失和对环境的污染。
并且在操作方面比燃油容易控制，其节能效果也比固体和液体燃料更加理想。
通过对燃气加热炉的热平衡效率进行测试，可以找出燃气加热炉在设计、操作等方面的不合理之处，从而提出可行的改造方案，为燃气加热炉的节能降耗指明方向。
二、天然气加热炉工作原理天然气加热炉主要用于井口、计量站及接转站等处，其作用是作为天然气的升温防冻设备将天然气加热至工艺所要求的温度，以便于进行运输、分离及粗加工等工艺。
浅谈有关锅炉的校核计算
浅谈有关锅炉的校核计算摘要：为了方便锅炉设计的计算，在这里浅谈了有关锅炉校核计算的事项，从煤的特性到锅炉的设计结构和外界等综合因素校锅炉参数。
关键词：锅炉校核计算；参数；因素；综合1引言锅炉机组的热力计算，一般都从燃料的燃烧和热平衡计算开始，然后按烟气流向欧陆机组的各个受热面（炉膛、过热器等等）进行计算，锅炉热力计算分为设计计算和校核计算，两者计算方法差不多，其区别在于计算任务和所求的数据不同。
校核计算的任务是在给定的锅炉负荷和燃料特性的前提下，按锅炉机组已有的结构和尺寸，去确定各个受热面交界出的水温、汽温、空气和烟气温度、锅炉热效率、燃料消耗量以及空气和烟气的流量和流速。
进行校核计算是为了估计锅炉机组按指定燃料运行的经济指标，寻求必需的改进锅炉结构的措施，选择辅助设备以及空气动力、水动力、壁温和强度等计算提供原始资料。
2 概述对锅炉机组做校核计算时，不仅烟气的中间温度是未知数，而且排烟温度和热空气温度，有是连过热蒸汽的温度也是未知数。
因此在计算时，上述温度需先假定，然后用渐进法去确定，所谓逐渐接近法就是当一个参数未知而用已知量直接求解又条件不足时，可以先假设一个目标参数的值，将其带入进行运算。
并求出另一参数的值。
然后用求出的参数值对目标参量进行校核。
如果误差合格，则假设值便可作为问题的解，而如果校核不合格，则应把进行校核时得到的目标参数值作为已知，重新代入计算，直到校核误差达到要求为止。
根据锅炉基本结构和燃料特性（收到基、挥发分、灰熔点特性、可磨度、低位发热量），锅炉设计参数有锅炉额定蒸发量、过热蒸汽参数、汽包蒸汽压力、给水参数、排污率、排烟温度、与热空气温度、冷空气温度、空气中含水蒸气量。
3 设计步骤第一步:进行锅炉热平衡计算，设定热空气温度，确定锅炉热效率，根据过热器出口焓、再热器进出口焓、给水焓以及蒸汽流量确定锅炉有效利用热以及燃料消耗量。
3.1 空气平衡烟道（炉膛、凝渣管簇、高温省煤器、高温空气预热器、高温过热器、低温过热器、低温省煤器、低温空气预热器）各处空气系数（出口和入口）及各受热面的漏风系数（），空气预热器出口热空气的过量空气系数为：，为制粉系统漏风系数（以理论空气量为基础）3.2燃烧产物的体积及焓的计算3.2.1理论空气量：3.2.2理论氮容积3.2.3三原子气体容积3.2.4理论水蒸汽容积3.3燃烧产物的平均特性、热平衡及燃料消耗量和烟气焓温的计算可根据《锅炉热力计算标准方法》、焓温表等相关公式求出。
管式加热炉调优原则与方法
加热炉调优原则与方法一、概述加热炉是炼油和化工生产过程中的重要设备，同时也是比较大的耗能设施，如何在不影响工艺安全稳定运行的基础上，通过对加热炉进行调整优化，挖掘节能潜力，以达到节能降耗的目的。
我们根据多年对加热炉的监测和了解，并结合相关文献和资料，总结了一些经验，通过对加热炉进行及时调整、适时控制、采用自控和必要改造等优化方法，达到方便控制、提高热效率、节约能源的效果。
对加热炉进行调优的方法和途径较多，我们从工艺、设备、调控和管理的角度出发，根据加热炉自身特点，归纳总结了如下4条调优的方法：提高加热炉热效率；加强日常控制和提高自动化的应用；加强设备的维护，合理配备监控仪表；提高人员素质，加强日常管理。
二、加热炉调优原则与方法（一）、提高加热炉热效率来实现加热炉调优的途径调优的目的是，加热炉要始终处于稳定的运行状态，同时各相关参数处于最佳配比状态，燃烧充分，换热良好，损失较低。
根据加热炉效率计算，从节能监测角度来分析，通常有以下4个提高加热炉效率的方法。
1、从装置自身的结构和工艺特点进行考虑，有以下措施。
优化换热、降低热负荷这主要通过对整个工艺系统换热流程进行优化，其效果非常明显，如炼油厂柴油加氢车间去年对汽柴油加氢装置的改造，就是通过换热流程的优化改造，提高了物料进入加热炉入口的温度，使炉子的热负荷降低，把炉膛温度降了下来，使排烟温度降低。
详见附件一。
●余热的回收根据每台加热炉的特点，采用不同的余热回收方案，系统进行考虑，如利用排放的烟气来预热进入加热炉的空气，可以提高预热空气的温度；还可利用物料的余热来预热空气。
通过我们的调查，目前石化公司还有近30%的加热炉没有采用余热回收。
●降低排烟温度主要有减小排烟温度与被加热介质的入对流段的差；需要的低温介质引入对流段顶部；能在条件允许的情况下预热空气；在必要时可以采用废热锅炉等方法来降低排烟温度。
目前公司加热炉排烟温度达不到控制指标或设计标准的有近50%以上。
加热炉热效率计算
1 q1 q 2 q3 q 4
3.4.4 正平衡计算热效率
（3-75）
正平衡计算就是由加热炉的有效热量来计算热效率，用公式表示为：
Q8 Q7 Q6 Q5
Q0
(3-76)
管式加热炉的有效热量又叫热负荷，如图 3-2 所示的连续重整加热炉，它的 热负荷由两部分组成，辐射段热负荷和对流段热负荷，分别对原料油和省煤器中 的水进行加热的。 同时值得注意的是烟气预热预热空气的热量不应该计算在词加 热炉的热负荷中，因为这部分热量又会随着热空气进入加热炉中，只属于热量在 整个体系中的转移。 （1）辐射段的热负荷
（3-69）
（3-70）
A A1 t t a
14
T 4 Ta 4 A2 100 100 t ta
（3-71） （3-72） （3-73） （3-74）
T t 273.15
Ta t a 273.15
LO ——燃料气的理论空气量，kg 空气/kg 燃料；
L——燃料气的实际空气量，kg 空气/kg 燃料。
V1 0.01 X i V1i
(3-54)
V2 0.01H 2 S
29 V3 0.01 X i V3i V0 GH 18 10
I lk V0 C空气 T
Q1 I py I lk
q1 Q1 / Q0
式中： Q0 ——入炉的总能量，kJ/Nm³ ；
； QF ——燃料入炉时带进炉的热量，kJ/Nm³ ； QK ——空气带来的热量，kJ/Nm³ N——鼓风机或是压缩的功，kJ/Nm³ ；
I rt ， I rb ——燃料在体系入口温度和基准温度（环境温度）下的热焓，
加热炉热力计算中重要参数的校核方法
加热炉热力计算中重要参数的校核方法【摘要】本文主要针对加热炉中如理计算时重要的烟气份额与减温水量参数的校核作出了讨论，并提出了相应的校核方法，以保障加热炉热力计算的校核能够更为准确的完成。
【关键词】加热炉；热力计算；校核方法0引言加热炉的热力计算不仅是对加热炉整体进行计算的重要部分，而且也是评价加热炉经济学与安全性的一项重要指标，对加热炉的运行、设计与改造起到了指导性的作用。
一般而言，加热炉的热力计算可以划分为校核计算与设计计算两大类别，其中，校核计算指的是将校核工作状况中加热炉的燃料特性与炉体参数作为数据的基础，在对加热炉不同受热面改变其尺寸结构或已知明确参数的情况下，对加热炉不同受热面中进出口的温度、烟气与空气流量、烟气与空间温度等内容作出计算。
而设计计算则指的是依靠额定的负荷，以加热炉的燃料成分与给水参数为基础，从而对加热炉不同受热面所需要的尺寸结构、额定参数等内容进行计算[1]。
1加热炉热力计算方法作为在油气行业中所使用的一种特殊加热炉，由于热力加热炉在传热方法与炉型结构上和普通加热炉存在着很大的不同，所以对其热力进行计算的方式也和加热炉的普通炉型存在着天壤之别[2]。
1.1火管传热的计算与分析对火管的传热进行计算，其目的在于对火管出口处的烟气温度与火管的壁面吸热量进行确定。
由于在传热过程中火管主要依靠的是壁面与高温度火焰之间产生的辐射进行换热，所以在火管中对流换热能力较弱、流速较慢的高温烟气在计算过程中可以不予考虑，其计算公式如下：1.2烟管的相关计算一般情况下，在对烟管进行有关计算时，主要工作就是将位于管内烟气一侧的辐射换热与对流换热的系数计算出来[3]。
鉴于与管内换热的实验研究存在关联的公式已经较为成熟，因此计算有关于烟管对流的换热系数时可以采用下列公式：1.3盘管计算由于作为传热介质的加热盘管中存在被加热天然气的流动，而且一般被加热的天然气在盘管中的流动呈现为紊流或过渡流状态，所以在被加热的天然气在盘管中的流动呈现为紊流或过渡流状态时计算换热系数的公式为：2.校核计算方法所谓的校核计算可以非常有很多计算方法，这些方法中主要是以受热没里面的校核计算与受热面外面校核计算。
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加热炉热力计算中重要参数的校核方法
【摘要】本文主要针对加热炉中如理计算时重要的烟气份额与减温水量参数的校核作出了讨论，并提出了相应的校核方法，以保障加热炉热力计算的校核能够更为准确的完成。
【关键词】加热炉；热力计算；校核方法
0引言
加热炉的热力计算不仅是对加热炉整体进行计算的重要部分，而且也是评价加热炉经济学与安全性的一项重要指标，对加热炉的运行、设计与改造起到了指导性的作用。
一般而言，加热炉的热力计算可以划分为校核计算与设计计算两大类别，其中，校核计算指的是将校核工作状况中加热炉的燃料特性与炉体参数作为数据的基础，在对加热炉不同受热面改变其尺寸结构或已知明确参数的情况下，对加热炉不同受热面中进出口的温度、烟气与空气流量、烟气与空间温度等内容作出计算。
而设计计算则指的是依靠额定的负荷，以加热炉的燃料成分与给水参数为基础，从而对加热炉不同受热面所需要的尺寸结构、额定参数等内容进行计算[1]。
1加热炉热力计算方法
作为在油气行业中所使用的一种特殊加热炉，由于热力加热炉在传热方法与炉型结构上和普通加热炉存在着很大的不同，所以对其热力进行计算的方式也和加热炉的普通炉型存在着天壤之别[2]。
1.1火管传热的计算与分析
对火管的传热进行计算，其目的在于对火管出口处的烟气温度与
火管的壁面吸热量进行确定。
由于在传热过程中火管主要依靠的是壁面与高温度火焰之间产生的辐射进行换热，所以在火管中对流换热能力较弱、流速较慢的高温烟气在计算过程中可以不予考虑，其计算公式如下：
1.2烟管的相关计算
一般情况下，在对烟管进行有关计算时，主要工作就是将位于管内烟气一侧的辐射换热与对流换热的系数计算出来[3]。
鉴于与管内换热的实验研究存在关联的公式已经较为成熟，因此计算有关于烟管对流的换热系数时可以采用下列公式：
1.3盘管计算
由于作为传热介质的加热盘管中存在被加热天然气的流动，而且一般被加热的天然气在盘管中的流动呈现为紊流或过渡流状态，所以在被加热的天然气在盘管中的流动呈现为紊流或过渡流状态时计算换热系数的公式为：
2.校核计算方法
所谓的校核计算可以非常有很多计算方法，这些方法中主要是以受热没里面的校核计算与受热面外面校核计算。
各种方法对有自己的特点，所谓的内部校核计算也就是对受热物体自身使用校核方式实施传热计算，换句话说就是假设一种介质的焓与终温同时算出它的吸热数值，之后借助计算传热的系数来算出传热的数量，一般要求控制传热量与吸热量之间的误差，这种标准一定的限度，不然需要重新假设同时计算。
而受热外部的校核计算也就是在某一个区方
能对此数值实施计算，在完全获取其数值之后，把计算出来的数值和假定二者之间实施对比，不弱完全不在有效的范围内那么就需要返回或者重新假定该参数的数值，同时进行必要的计算，一直到完全能够达到误差标准。
例如加热炉减温水的校核，当炉膛传热在计算的情况下就必须使用各级别的减温水流量，此方法或步骤需要持续到全部的附加受热面的吸收热量真正完全结束之后，方能通过计算来获取各级减温水量的数值，之后就是对减温水量实时校核，和内部校核比较而言，受热面外部的校核要稍微复杂。
3.加热炉的烟气份额校对核算
通常来说，计算之后的核算不仅能够有助于发现计算当中的问题，而且还能够发现设备所存在的缺陷。
对于加热炉而言，为了给再热器中进口与出口的参数提供保证，所以必须对烟气的份额进行确定。
就加热炉中的烟气而言，它通常会在到家转向室后进行分流，烟气中的一部分通过旁路中的省煤器流过，而另一部分则到达低温的再热器当中，但最终两者还是会合流为一体并进入主省煤器内。
因此，对加热炉中烟气的份额进行核算与校对时，首先需要对进入低温再热器中烟气的份额进行确定，以保证高温再热器与低温再热器在出口与进口的工作质量参数能够对要求进行满足，此后对通过旁路中的省煤器流过的烟气份额也可以得到确定，并能够计算出此支路中的热力数值。
在此环节中，核算校对的内容是以热平衡的原理为基础，对吸收
热量的数值与传递热量的数值作出比较。
如果传递热量的数值大于吸收热量的数值，则表明烟气所占的份额偏大，此时低温再热器中所进行的热量吸收小于烟气的释放热量，需要对转向室内烟气的份额进行减少；但如果传递热量的数值小于吸收热量的数值，则表明烟气所占的份额较小，此时低温再热器中所进行的热量吸收无法被烟气的释放热量所满足，需要对转向室内烟气的份额进行增加。
4减温水量校核
除了对加热炉中烟气的份额参数进行核算与校对外，对其减温水量参数进行校核同样也是一项重要工作。
为了使气体温度能够在不同工况与负荷下保持稳定并满足额定数据的参数，因此通常需要通过减温器对气体参数作出调节。
所以，在对加热炉进行热力计算的过程中需要对减温的水量作出核查与校对。
通常来说，在对气体温度进行调整的减温水中，中温加热炉一般通过面式减温器对过热的气体温度进行调节，而高温与高温以上的加热炉则往往通过喷水的方式对过热的气体温度进行调节。
在大型加热炉内，由于过热器的布置方式通常以多级为主，为了使过热器与设备的调节性与安全性得到提高，因此常常还需要二至三级的装置进行调节。
鉴于高温自然循环的加热炉较为常用的方法是二级喷水，所以只有在将喷水量设置为一定数值后，才能够对最后一级中再热器进行完成计算后的核查与校对。
需要注意的是，对整体减温水量作出核查与角度需要在对高温对流的过热器与附加的受热面完成计算后，而减温水量的总数值会受
到第一级外其他减温水量的影响，因此在对减温水量进行核查与校对的工作中，对第一级中减温水量进行确定就显得尤为重要。
5结语
从上文不难看出，烟气的份额与减温水量的数值校核是加热炉热力计算过程中最为关键与复杂的工作，为此本文针对这两者校核的方式作出讨论和分析的同时，提出了有关于加热炉热力计算的思路，希望能够为加热炉在热力计算过程中的准确与高效提供帮助。
【参考文献】
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