前 言
近些年隨著西部經濟的快速發展，其動力鍋爐的需求量也逐年增加。由于這些省份多屬于高海拔地區。因此，在為這些地區提供熱力設備時，低氣壓的問題在設計中應予以重視。其中燃燒設備的通流特性、爐膛的容積熱強度等熱力參數在JB/T100440-2004《大型煤粉鍋爐爐膛及燃燒器性能設計規范》中已有比較明確的規定。本文僅針對對流受熱面的一系列參數進行闡述。
在鍋爐計算標準中，鍋爐對流受熱面煙氣放熱系數是分兩部分來考慮的：對流放熱系數和輻射放熱系數，鍋爐對流受熱面總傳熱系數為對流放熱系數和輻射放熱系數之和。
1、對流放熱系數的計算
對流放熱系數的計算式為：
αd=A■(■)mPrn（1）
式中：αd對流放熱系數，W／（m·K）；λ為煙氣導熱系數，W／（m·K）；d為對流受熱面管子直徑，m；w為煙氣的計算速度，m／s；v為煙氣運動黏度系數，m2／s；Pr為煙氣的普朗特準則；m，n為由煙氣沖刷方式確定的指數。
其中：
w=■（2）
式中：Bj為鍋爐機組計算燃料消耗量kg／s；Vy為燃料在標準狀態下燃燒產生的煙氣體積Nm3／kg；θy為煙氣溫度℃；P為煙氣的壓力MPa；F為流通斷面的面積m2。
式（1）、（2）中，在隨壓力變化的量只有v和w。眾所周知，
v=■ ρ=ρ0■（3）
式中：μ——煙氣的動力黏度Pa·S；在壓力變化相當大的范圍內基本不變；ρ0——煙氣在標準狀態下的密度kg／m；我們將式（2）（3）帶入式（1）發現，對流放熱系數不隨壓力變化而變化，也就表明式（1）的計算結果將與壓力變化無關。
但需要注意的是，我們在求此數值時若使用前蘇聯《鍋爐機組熱力計算標準計算方法》中提供的線算圖，則要在計算流速W時候將壓力修正去掉，公式變為：
w=■（4）
因為，線算圖為基于一個標準大氣壓制作的，如果按照式（2）的計算結果查圖，就會人為的放大對流放熱系數，致使在對流受熱面不夠而影響鍋爐正常運行。
2、輻射放熱系數的計算
輻射放熱系數的計算式為：
αf=5.67×10-8■aT3■(5)
式中：ab為管壁灰污黑度，一般為定值；T為煙氣的平均絕對溫度；Tb為管壁灰污層的絕對溫度；a為煙氣黑度。與壓力有關的變量只有煙氣黑度a，其計算公式為：
a=1-e(-kps)（6）
由公式可知，煙氣黑度隨著壓力的降低而降低，從而導致輻射放熱系數的降低。此數值按照標準查表或公式計算結果是一致的。
3、高海拔對煙氣側總的放熱系數影響
高海拔對煙氣側對流放熱系數沒有影響，但是輻射放熱系數的下降，導致總的對流受熱面傳熱系數下降。
下面以一臺280t/h高壓鍋爐末級過熱器為例：（以下所有傳熱系數單位為：W/℃·m2）
A、海平面地區：P=101.32kp
αd=83.81 αf=40.06，熱有效系數Ψ=0.6，α2=3204.35，kps=0.14
a=1-e(-kps) =0.12598總的煙氣側放熱系數為：α=αd+αf=123.87
則總的傳熱系數為：k=Ψ■
=■=71.54
B、海拔為1200m地區：P1=87.7kp
αd=83.81，熱有效系數Ψ=0.6，
α2=3204.35 kps=0.14■=0.12
a1=1-e(-kps)=0.11308 af=40.06■=35.96，
總的煙氣側放熱系數為：a=ad+af=119.77
則總的傳熱系數為：k=Ψ■
=■＝69.26
C、海拔為2200m地區：P2=77.52kp
αd=83.81，熱有效系數Ψ=0.6，
αd=3204.35 kps=0.14■=0.1074
a2=1-e(-kps)=0.10183 αf=40.06=■=32.38，
總的煙氣側放熱系數為：α=αd+αf=116.19
則總的傳熱系數為：k=Ψ■
=■=67.27
通過以上三組數據統計分析得出：在海拔高度為1200m處，傳熱系數約下降3%；海拔高度為2200m處，傳熱系數約下降6%。中國供熱信息網了解到海拔高度愈高，傳熱系數下降得愈厲害。
以上為對高溫煙氣區域的分析，在溫度較低的低過對流受熱面，如末及省煤器和空氣預熱器，由于煙氣溫度較低，輻射傳熱系數很小，故高海拔對其傳熱系數的影響可忽略不計。
4、結 論
1.尾部對流受熱面的傳熱系數隨著海拔高度的增加而減小，在設計時應適當的加大對流受熱面。
2.高海拔地區鍋爐尾部對流受熱面在同等傳熱系數的工況下流速較高，在設計時應對受熱面的磨損有所考慮。
3.設計高海拔地區鍋爐尾部對流受熱面的傳熱系數時候，要對蘇聯標準中的線算圖有選擇的利用。
4.設計高海拔地區鍋爐時候，受熱面的放大需要仔細的計算，不能盲目的加大所有受熱面。
文章來自：http://www.5812aaa.com/news/1/537.html
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