[发明专利]一种沸腾焙烧炉埋管外壁温度/换热量计算方法及装置

说明书

本发明公开了一种沸腾焙烧炉埋管外壁温度/换热量计算方法及装置，所述方法包括以下步骤：针对埋管外侧的高温气粒两相流与内侧的循环水之间的各种传热过程，分别建立传热方程；根据能量守恒原理建立约束条件；获取数据，并将获取的数据代入各个传热方程，联立各传热方程求解，得出埋管外壁温度/埋管换热量。本发明能直接计算埋管外壁温度，从而提高了埋管换热量计算结果的精确性。

技术领域

本发明属于沸腾焙烧炉热平衡计算领域，具体涉及一种沸腾焙烧炉埋管外壁温度/换热量计算方法及装置。

背景技术

埋管(冷却管)是沸腾焙烧炉的重要部件之一。埋管中的循环水通过对流传热与汽化带走沸腾层中的部分热量，以控制沸腾层的温度，使其满足生产的工艺要求。埋管结构设计以及炉膛温度预测的主要依据是沸腾焙烧炉的热平衡计算，其中埋管换热量是热平衡计算的重要组成。针对沸腾层与埋管外壁渣皮的对流换热及辐射换热过程

埋管换热量通常指埋管外壁与沸腾层的总换热量，通过埋管外壁面与沸腾层间的对流换热公式和辐射换热公式进行计算。但是由于缺乏检测数据或理论计算数据，埋管外壁温度的值只能基于经验进行假设，不能确保假设的壁温与实际壁温一致，导致埋管换热量计算精确性得不到保障，直接影响着埋管的结构设计以及焙烧炉操作的精细化控制。

因此，有必要设计一种准确性更高的沸腾焙烧炉埋管外壁温度/换热量(埋管外壁温度和/或埋管换热量)计算方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种沸腾焙烧炉埋管外壁温度/换热量计算方法及装置，能直接计算埋管外壁温度，从而提高了埋管换热量计算结果的精确性。

为实现上述技术目的，本发明提供的技术方案如下：

一方面，提供一种沸腾焙烧炉埋管外壁温度/换热量计算方法，包括以下步骤：

针对埋管外侧的高温气粒两相流与内侧的循环水之间的各种传热过程，分别建立传热方程；

根据能量守恒原理建立约束条件；

获取数据，并将获取的数据代入各个传热方程，联立各传热方程求解，得出埋管外壁温度/埋管换热量。

进一步地，所述传热过程包括：沸腾层与埋管外壁渣皮的对流换热及辐射换热、埋管外壁渣皮由外向内的导热、埋管外壁向内壁的导热、埋管内壁上水垢由内壁侧向工质侧的导热、循环水的沸腾换热。

进一步地，约束条件为：

Q_fs＝Q_s＝Q_p＝Q_w＝Q_b

其中，Q_fs为沸腾层向埋管外壁渣皮的总传热，即埋管换热量；Q_s为埋管外壁渣皮由外向内的导热量；Q_p为埋管外壁向内壁的导热量；Q_w为埋管内壁水垢由管壁侧向工质侧的导热量；Q_b为循环水的沸腾传热量。

进一步地，采用二分方法，对建立的传热方程进行求解，得到埋管外壁温度/埋管换热量，具体过程如下：

1)根据沸腾层温度及循环水温度，初始化埋管外壁温度区间[T_low，T_high]，其中T_low等于埋管内的循环水温度T_f,i，T_high等于沸腾层温度T_f,o；

2)计算埋管外壁温度区间的中点T_m，T_m＝(T_low，T_high)/2；将其作为埋管外壁温度T_p,o当前取值；