热管设计计算

水分灰分碳氢MarAarCarHar褐煤62.618.8662.614.07序号名称符号单位公式1锅炉给水量Dkg/h设计参数2烟气流量QVNm3/h设计参数3烟气进口温度℃设计参数4烟气出口温度℃设计参数5进口水温度℃设计参数6散热损失%设计参数7省煤器工作压力pMPa设计参数1烟气平均温度℃2标况下烟气密度kg/m33烟气比热kJ/kg·℃4烟气导热系数W/m·℃5烟气动力粘度kg/m·s7假设出口水温度℃先估后校8假设给水平均温度℃9假设给水比热kJ/kg·℃公式拟合10理论出口水温度℃11给水温度误差℃允许计算误差℃12理论给水平均温度℃煤质分析数据元素成分（%）省煤器改造设计参数热平衡计算煤种'1t''1t'2t1t0g2/)(''1'11tttpycyky610''2tjt2psc2/)(''2'22jjtttt10''2jt2t2/)(''2'22tttqpsVgpycDqttQct)1)((''1'10'213理论给水比热kJ/kg·℃pc氧氮硫变形温度软化温度OarNarSarDT(℃)ST(℃)10.80.860.182384035.771.211101140结果2000022045.99222.131451050.0141.25183.565备注1.2951.092233850.0386537223.8261651391224.2463529132.9236.077118.96173煤质分析数据元素成分（%）灰熔点省煤器改造设计参数热平衡计算收到基低位发热量（kJ/kg)干燥无灰基挥发分Vdaf（%）BTИ法可磨性系数Kkm4.2402熔化温度FT(℃)1200煤质分析数据灰熔点序号名称符号单位公式1布置平行前墙水平错列，逆流，双管圈；流体横掠圆管管束换热2光管外径mm由结构设计确定光管内径mm由结构设计确定3光管厚度mm由结构设计确定4光管尺寸dmm碳钢-水热虹吸管，加缓蚀剂5翅片外径dwmm6翅片高度hgmm7翅片厚度hfmm由结构设计确定8横向节距mm9纵向节距mm10翅片节距Smm11肋化比12气流阻断系数13水流阻断系数1烟气侧迎风流速m/s由结构设计确定2水侧进口流速m/s由结构设计确定3水在标况下密度kg/m3给定4烟气侧迎风面积F1m25水侧流动面积m26流通横截面宽度W1m7烟气侧热管长度m由结构设计确定8水侧热管长度m由结构设计确定9长度比10绝热段长度m由结构设计确定设计结构参数省煤器换热面积的计算ssS1ssS2115.101Shdf12ssfgSShhd101/2ssSd202/1uwssdS)5.1~05.1(1ssssSS12866.02/0dhg113600/uQFV1l2ln0l21/lll0d02ddw2u2F0a2023600/uDFa111/lFWid11热管总长m12热管每排数量13热管排数由结构设计确定14烟气侧最窄截面处质量流速kg/m2·s15水侧最窄截面处质量流速kg/m2·s16烟气标况下密度kg/m3给定17水侧光管外表面积m2/m18翅片之间的根部表面积m2/m19热管翅片表面积m2/m20烟气侧热管总表面积m2/m21水侧热管总表面积m2/m22烟气侧流通面积m223水侧流通面积Fhm224单根热管总换热面积m2l021llll0NN)10/(311ssoSWN1v2v)1(360011101lWQvgV23222360010(1)ssDvSl0gVFaFbFdFgF1000/0dFV1000/)/1(0ShdFfaShdddFfwwb1000]2/)[(202badFFFSlhddNldNlWfw310031001110/)(10/tFsFVsFF12lFlFFdst3202110)(ldlSFssh结果备注正三角形叉排32272.564161.21~1.2mm70.4060.9777~15mm8.0285714295~120.5320.5252.42.0~3.03最好超过110002.5520.001851.5461.651.451.140.02设计结构参数省煤器换热面积的计算5.2323.123~4m22124~126.6486~10132.2711.2950.1005309660.0832970840.7238229350.8071200190.1005309661.1929648270.055681.477517932)1(11FFg序号名称符号单位公式1烟气定性温度℃2烟气密度kg/m3查表插值法3烟气比热kJ/kg·℃查表插值法4烟气导热系数W/m·℃查表插值法5烟气动力粘度106Pa·s查表插值法6烟气普朗特数查表插值法7水定性温度℃热平衡计算表8给水密度kg/m3查表插值法9给水比热kJ/kg·℃查表插值法10给水导热系数mW/m·℃查表插值法11给水动力粘度10-6Pa·s查表插值法12给水普朗特数查表插值法烟气和水的热物理性质表传热系数的计算1t2typycykyyPrsPrsskpscs'''111t2tt1烟气平均流速m/s2水平均流速m/s3烟气侧雷诺数4水侧雷诺数5烟气侧光管对流换热系数W/m2·℃6水侧光管对流换热系数W/m2·℃7热管工作温度估计值℃8碳钢导热系数W/m·℃碳钢热物理性质表9翅片的纵剖面积Am210翅片参数m11翅片效率12翅片总效率13烟气侧总面积的换热系数W/m2·℃14水侧总面积的换热系数W/m2·℃f01h02h2Reydv301110/Resdv302210/Re1Re296.03/1718.0103)(PrRe101378.0gyyhSdk20.61/3230100.33RePr10sskdVt)3(121等于nnntttVf6010/]2/1)(2/1[dhdhAfwf301210/ffmhh)2/1(10)]2/1(10[33fgfgfhhmhhmthdbfaFFF/)(1h2h1011fhh022hhgygVgmFQV3600/0gmVamVhsamFDV3600/结果备注183.5650.78119871.092233850.0386537223.8261650.673287118.96173943.92023484.240222268.37224234.45341.454003烟气和水的热物理性质表传热系数的计算8.5095721068~120.1057043778928.22379718053.3753778.415654022860.00802313547.620.0000199252.387908920.80630075770%~90%0.82629107507.61928382860.008023%5.0cw4.2~7.120ddw4~3n序号名称符号单位公式1烟气灰污系数设计参数2烟气对流换热热阻R1℃/W3烟气蒸发段管壁导热热阻R2℃/W4水污垢系数设计参数5水侧对流换热热阻R3℃/W6流动压降所引起的热阻R4℃/W给定7水侧管壁导热热阻R5℃/W8蒸发段传热热阻R6℃/W9冷凝段传热热阻R7℃/W10总热阻Rt℃/W11对数平均温差℃12总传热系数KW/m2·℃13烟气放热量kJ/kg14烟气传热量W15单根热管功率W16单根热管最大温差℃17单根热管可能最大功率W18理论传热面积A1m219实际传热面积A2m220热管总根数Nt21计算误差%热阻计算13011110Rdlh2001ln[/(2)]/2fRddl330221/10Rdlhmt''''''1212'''12'''12()()()ln()mttttttttt)/(1ttFRKyQ0QmttKFQ0'''011()3600VypygQQcttmaxtmax0QtRtQ/maxmax0mytKQA/'1NNNt0ttFNA2100/)(112AAAtiRR''2'1maxttt360110/(2)eRdlh370210/(2)cRdlh5002ln[/(2)]/(2)fRddl'yQ'36000.2389/0.859845yyQQ结果备注0.90.01319580.000344140.320.0074957500.000391610.001429W/m2℃0.0011615W/m2℃0.024017861.349059928.1795501668.091332668242.8452554.3166189.2073714.18498386.538138389.4693332640.75831982允许误差在热阻计算mm5.25000eh7000ch内10tmRtQ/0序号名称符号单位公式结果1烟气流动阻力系数f11.1078763942重力折算系数m/s2设计参数9.83烟气流动阻力Pa38.370145011烟气流动阻力系数0.3086437742烟气流动阻力系数0.8760019723烟气流动阻力系数0.4789816524重力折算系数m/s2设计参数9.85烟气流动阻力Pa30.339415931烟气侧阻力系数f根据流动阻力经验公式选取1.1078763942烟气侧每排管束阻力降Pa38.370145013烟气总阻力降Pa842.8546765阻力计算1、Robinsin-Briggs方法2、Zukauskas方法阻力计算515.021927.001316.01)()(Re86.37ssssssSSdS1PycgNvfP22111''2f'''2f2P'2f5.00255.0017.05.01)()(Re2.1351dSdSssss5.00255.00125.05.01)()(Re4.61dSdSssss5.00255.0015.01)()(36.0dSdSssssycgNvfP221''22PycgfNvP2/21PPNPocgcg1P'2fcg备注水侧流动阻力忽略不计阻力计算1、Robinsin-Briggs方法2、Zukauskas方法阻力计算时32110~10Re时53110~10Re时651104.1~10Re1Re9225.512351序号名称符号单位公式1每米管子重量G1kg/m2管子重量kg3每米翅片管重量G2kg/m4翅片管重量kg5每米光管管子重量kg/m6光管管子重量kg7工质重量G4kg按15%充装量计算8还原快重量G5kg9热管单根重量G0kg10热管总重量Gt十、重量计算3010/GNt3202011084.7])2(44[ddG'1G1'1GlG320221084.7)(4ShddGfw'2G21Gl30204100.8)2(4/ldG54'3'2'10GGGGGG3G'3G32Gl3202031084.7])2([4ddG结果备注1.81646895.6673833.24272695.35049931.81646892.63387990.83333330.916088415.4011844.0597063十、重量计算mm5.2序号名称符号单位公式1进口处热冷流体间的温差℃2出口处热冷流体间的温差℃3热管工作温度TV℃4烟气侧热管最低工作温度℃5水侧热管最低工作温度℃6烟气侧热管最高工作温度℃7水侧热管最高工作温度℃8工作温度安全性校核℃2饱和水密度kg/m3查表插值法3水蒸汽密度kg/m3查表插值法4汽化潜热kJ/kg查表插值法5表面张力系数N/m查表插值法6重度N/m3给定7光管内径m安全