余熱鍋爐的三種傳熱方式
近年來(lái),垃圾焚燒發(fā)電由于“減量化、無(wú)害化、資源化”的優(yōu)勢,逐步取代垃圾填埋,成為處置生活垃圾的最佳方式。垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)主要目的是處理垃圾并利用廢熱發(fā)電,余熱鍋爐位于垃圾焚燒爐排爐上方,主要目的是回收垃圾焚燒高溫煙氣熱量并通過(guò)汽輪發(fā)電機組轉化為電能。那么,余熱鍋爐的傳熱方式有哪些呢?
1、輻射傳熱量
在第一、二、三通道的受熱面均為膜式水冷壁結構,由于高溫煙氣的流速較低,主要以吸收高溫煙氣的輻射傳熱量為主,高溫煙氣與受熱面間的輻射傳熱方程為:
高溫煙氣與受熱面間的輻射傳熱方程
由式(1)可知:影響輻射傳熱的主要因素有爐膛黑度、輻射傳熱面積及火焰溫度等。隨著(zhù)爐排負荷的增加,爐排爐出口煙氣溫度升高,余熱鍋爐輸入熱量增加,若輻射傳熱面積不變,第三通道出口煙溫升高,則過(guò)熱器入口煙溫也隨之升高。
2、對流傳熱量
在第四通道布置蒸發(fā)器、過(guò)熱器和省煤器, 主要傳熱方式為對流傳熱,對流傳熱計算公式為:
對流傳熱計算公式
由式(2)可知:對流傳熱量主要取決于對流傳熱面積、傳熱系數及溫差。假設傳熱系數不變,對流傳熱量主要受溫差和傳熱面積的影響。
在對流傳熱受熱面中,由于過(guò)熱蒸汽吸熱能力差、具有熱偏差及存在高溫腐蝕的問(wèn)題,過(guò)熱器的工作環(huán)境較差,而過(guò)熱器的工作性能是影響鍋爐安全運行的關(guān)鍵因素。隨主蒸汽溫度和壓力的提高,將飽和蒸汽加熱到過(guò)熱蒸汽所需的傳熱量增加,若過(guò)熱器入口煙氣溫度不變,傳熱量增加,導致過(guò)熱器煙氣側出口溫度降低,溫差減小,則須要大幅度地增加過(guò)熱器面積;若提高過(guò)熱器入口溫度,則面臨過(guò)熱器高溫腐蝕的問(wèn)題。
3、工質(zhì)吸熱量
過(guò)熱器工質(zhì)吸熱量Q=取決于負荷和減溫水質(zhì)量流量,其計算公式為:
工質(zhì)吸熱量圖
由式(3)可知:負荷越高、過(guò)熱蒸汽質(zhì)量流量越大、減溫水質(zhì)量流量越大,過(guò)熱器所需吸熱量越大。而過(guò)熱器與煙氣間傳熱量取決于溫差和傳熱系數。過(guò)熱器入口煙氣溫度隨著(zhù)負荷降低而降低,同時(shí)輻射傳熱系數和溫差隨著(zhù)入口煙溫降低而降低。負荷降低時(shí),平均煙氣流速降低, 對流傳熱系數也隨之降低。