容積熱強(qiáng)度

中文名稱

爐膛容積放熱強(qiáng)度

英文名稱

furnace volume heat release rate

定　　義

單位爐膛有效容積在單位時(shí)間內(nèi)燃料的釋熱量(熱功率)。等于鍋爐輸入熱功率與爐膛有效容積之比。

應(yīng)用學(xué)科

電力（一級(jí)學(xué)科），鍋爐（二級(jí)學(xué)科）

熱強(qiáng)度表面熱強(qiáng)度

爐管（一般按外表面）單位表面積在單位時(shí)間內(nèi)所傳遞的熱量稱為爐管的表面熱強(qiáng)度，常見的有輻射表面熱強(qiáng)度和對(duì)流表面熱強(qiáng)度。表面熱強(qiáng)度也稱為熱通量或熱流率，單位為W/m²。

熱強(qiáng)度加熱爐的體積熱強(qiáng)度

爐膛（輻射室）單位體積在單位時(shí)間內(nèi)燃料燃燒的總放熱量稱為爐膛體積熱強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱體積熱強(qiáng)度，一般以kW/m³為單位。

熱強(qiáng)度意義

爐膛體積熱強(qiáng)度是反映爐膛結(jié)構(gòu)緊湊性的指標(biāo)。爐膛體積熱強(qiáng)度高，則爐膛結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、質(zhì)量輕。但是，過(guò)分提高爐膛熱強(qiáng)度可能導(dǎo)致不完全燃燒熱損失急劇增大，甚至達(dá)到不能允許的程度，因而爐膛體積熱強(qiáng)度應(yīng)該有一個(gè)合理的限制，一般燃油時(shí)控制小于125kW/m³，燃?xì)鈺r(shí)小于165kW/m³。管式爐設(shè)計(jì)時(shí)只需控制爐管表面平均熱強(qiáng)度，一般就能保證其體積熱強(qiáng)度符合要求，不將體積熱強(qiáng)度作為控制指標(biāo)。體積熱強(qiáng)度一般用作催化裂化輔助燃燒室、硫黃燃燒反應(yīng)爐或焚燒爐的控制指標(biāo)，以保證燃盡度或停留時(shí)間符合要求。

熱強(qiáng)度影響因素

（1）沿爐管圓周受熱不均勻。沿爐壁布置的每根爐管向火面主要吸收火焰及高溫?zé)煔獾臒彷椛?，而背火面主要吸收爐壁的反射熱。向火面最前面一點(diǎn)的表面熱強(qiáng)度最高，其他各點(diǎn)的表面熱強(qiáng)度則逐漸降低。如果最高點(diǎn)的表面熱強(qiáng)度定為1，則整個(gè)圓周的平均表面熱強(qiáng)度僅為0.562。

（2）沿爐膛高度受熱不均勻。立管加熱爐僅有底部燒嘴時(shí)，一般在爐管的下部和中部表面熱強(qiáng)度較高。爐管上下受熱不均勻程度與管子長(zhǎng)度、火焰長(zhǎng)度和燃燒器與爐管距離等因素有關(guān)，通常不均勻系數(shù)（最大表面熱強(qiáng)度與平均表面熱強(qiáng)度的比值）為1.2～1.5。

（3）被加熱介質(zhì)溫度。在爐膛溫度一定時(shí)，管內(nèi)介質(zhì)溫度不同，則爐管的熱強(qiáng)度也不同。在設(shè)計(jì)時(shí)，熱強(qiáng)度通常是根據(jù)工藝介質(zhì)允許的油膜溫度確定的。

（4）局部傳熱死角。爐管與火焰的相對(duì)位置直接影響爐管的熱強(qiáng)度。圓筒爐爐管沿爐壁成圓周排列，火嘴位于中間，可以認(rèn)為每根爐管的表面熱強(qiáng)度是相同的；對(duì)于方箱爐，角上爐管比中間爐管傳熱量要少，這就出現(xiàn)了局部傳熱死角，導(dǎo)致爐管表面熱強(qiáng)度的不同。 2100433B

在建筑內(nèi)部熱水供應(yīng)中，傳統(tǒng)容積式換熱器是使用時(shí)間最長(zhǎng)使用最多的換熱設(shè)備。

優(yōu)點(diǎn)：

（1）兼具換熱、貯熱功能。容積式換熱器的換熱管束上部是貯熱部分，屬同溫?zé)崴畢^(qū)，貯熱量大，能適應(yīng)小時(shí)耗熱量的變化；它能夠?yàn)椴痪鶆蛴盟臒崴?yīng)系統(tǒng)提供一個(gè)較大的貯存與調(diào)節(jié)容積，以適應(yīng)用水負(fù)荷變化；出水溫度穩(wěn)定，供水安全可靠。

（2）被加熱水通過(guò)罐體阻力損失很小。由于冷水通過(guò)容積式換熱器時(shí)過(guò)水?dāng)嗝婧艽?，流速不?.01m/s，阻力損失很小，一般只有0.1~0.2m，這對(duì)于保持用水點(diǎn)的冷熱水供水壓力平衡極為有利。

（3）對(duì)熱媒要求不嚴(yán)。容積式換熱器有較大的貯熱容積，其供熱負(fù)荷可按最大小時(shí)耗熱量來(lái)計(jì)算，可將鍋爐及管網(wǎng)負(fù)荷減半，大大節(jié)省了熱媒供給系統(tǒng)的投資，同時(shí)熱煤的使用相對(duì)均勻，有利于提高鍋爐熱效，延長(zhǎng)其使用壽命。

（4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，管理方便，可承受水壓，噪聲低。

缺點(diǎn)：

（1）傳熱效果差，一級(jí)換熱難以滿足使用要求。傳統(tǒng)容積式換熱器熱媒流速低、流程短，傳熱系數(shù)K值低，換熱很不充分。為此，一些工程設(shè)計(jì)不得不采用二級(jí)串聯(lián)換熱來(lái)滿足使用要求。

（2）容積利用率低。傳統(tǒng)容積式換熱器的有效貯熱容積為75%~80%，容積利用率低。

（3）體積大，占地面積大，一次投資高。臥式傳統(tǒng)容積式換熱器的罐體較長(zhǎng)（2087~5875mm），加上維修時(shí)為抽出換熱管束所需的空間，占地很大，需要兩臺(tái)換熱器串聯(lián)使用時(shí)占地面積更是成倍增加。立式傳統(tǒng)容積式換熱器占地面積雖然不大，但是高度大（2050~3220mm），耗鋼材多，一次投資大。

（4）水質(zhì)易受污染。罐體下部的變溫區(qū)和冷水區(qū)，容易導(dǎo)致軍團(tuán)菌等細(xì)菌滋生，影響水質(zhì)。

（5）不節(jié)能。