[发明专利]一种自然循环热水锅炉水动力数值计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自然循环热水锅炉水动力数值计算方法

背景技术

自然循环热水锅炉具有水容量大，运行水平要求较低等一系列优点，因此在我国得到广泛应用。但是，由于自然循环热水锅炉的上升管与下降管中工质的密度差比较小，导致自然循环的有效压头小，如果再存在不合理的结构，在使用过程中就容易发生爆管事故，因此在锅炉设计过程中必须对热水锅炉进行水动力计算。

我国目前的热水锅炉水动力计算都依据JB/T8659-1997《热水锅炉水动力计算方法》。此标准给出了热水锅炉水动力计算方法，保证了锅炉水循环的可靠性。不足的是这种计算方法是将锅炉受热面划分成若干个管组，假定每个管组内的各单管具有相同的热负荷和结构参数，然后对各个管组进行水动力计算，由于其计算原理的限制，该方法得到的是各个管组的平均水动力参数，而不是受热面内的每个单管的水动力参数，并通过图解法求工作点，计算比较繁琐，且不能准确确定每根单管的工质流量。

发明内容

本发明的目的就是为了解决以上问题，提供一种可以直接计算自然循环热水锅炉各循环回路中每根单管水动力特性的水动力数值计算方法。

本发明方法首先将自然循环热水锅炉的单管路进行水动力等效计算，基于在网状管路中，流入任意一个节点的工质流量必定等于流出该节点的工质流量及任一回路内各段管路工质压降的代数和为零的理论基础对锅炉水循环回路列方程组，通过求解方程组得到各单管的工质流量。

具体步骤如下：

1.单管路水动力等效计算方法：

如图1所示，对各单管列动量方程，并对各分、汇流点列连续性方程：

P2-P1=ρ‾gH+12ρ‾w2Σζ---(1)]]>

Σi=1nρi‾Wifi=0---(2)]]>

P-压力，Pa            ρ-工质平均密度，kg/m³

g——重力加速度，m/s²

∑ζ：管路总阻力系数，包括沿程与局部阻力系数

W：工质流速，m/s        f：管子横截面积，m²

(1)式右端第二项前的符号如图1所示，当工质由截面2-2流向截面1-1时取正号；反之取负号。

对图1所示单管路进行等效计算，令：

E＝ρgH          U＝P₂-P₁