容积热强度简介

中文名称

容积热强度

英文名称

volumetric heat release rate

定　　义

单位时间内在燃烧室的单位容积中燃料燃烧释放的热量。

应用学科

电力（一级学科），汽轮机、燃气轮机（二级学科）

中文名称

炉膛容积放热强度

英文名称

furnace volume heat release rate

定　　义

单位炉膛有效容积在单位时间内燃料的释热量(热功率)。等于锅炉输入热功率与炉膛有效容积之比。

应用学科

电力（一级学科），锅炉（二级学科）

热强度表面热强度

炉管（一般按外表面）单位表面积在单位时间内所传递的热量称为炉管的表面热强度，常见的有辐射表面热强度和对流表面热强度。表面热强度也称为热通量或热流率，单位为W/m²。

热强度加热炉的体积热强度

炉膛（辐射室）单位体积在单位时间内燃料燃烧的总放热量称为炉膛体积热强度，简称体积热强度，一般以kW/m³为单位。

热强度意义

炉膛体积热强度是反映炉膛结构紧凑性的指标。炉膛体积热强度高，则炉膛结构紧凑、尺寸小、质量轻。但是，过分提高炉膛热强度可能导致不完全燃烧热损失急剧增大，甚至达到不能允许的程度，因而炉膛体积热强度应该有一个合理的限制，一般燃油时控制小于125kW/m³，燃气时小于165kW/m³。管式炉设计时只需控制炉管表面平均热强度，一般就能保证其体积热强度符合要求，不将体积热强度作为控制指标。体积热强度一般用作催化裂化辅助燃烧室、硫黄燃烧反应炉或焚烧炉的控制指标，以保证燃尽度或停留时间符合要求。

热强度影响因素

（1）沿炉管圆周受热不均匀。沿炉壁布置的每根炉管向火面主要吸收火焰及高温烟气的热辐射，而背火面主要吸收炉壁的反射热。向火面最前面一点的表面热强度最高，其他各点的表面热强度则逐渐降低。如果最高点的表面热强度定为1，则整个圆周的平均表面热强度仅为0.562。

（2）沿炉膛高度受热不均匀。立管加热炉仅有底部烧嘴时，一般在炉管的下部和中部表面热强度较高。炉管上下受热不均匀程度与管子长度、火焰长度和燃烧器与炉管距离等因素有关，通常不均匀系数（最大表面热强度与平均表面热强度的比值）为1.2～1.5。

（3）被加热介质温度。在炉膛温度一定时，管内介质温度不同，则炉管的热强度也不同。在设计时，热强度通常是根据工艺介质允许的油膜温度确定的。

（4）局部传热死角。炉管与火焰的相对位置直接影响炉管的热强度。圆筒炉炉管沿炉壁成圆周排列，火嘴位于中间，可以认为每根炉管的表面热强度是相同的；对于方箱炉，角上炉管比中间炉管传热量要少，这就出现了局部传热死角，导致炉管表面热强度的不同。 2100433B

在建筑内部热水供应中，传统容积式换热器是使用时间最长使用最多的换热设备。

优点：

（1）兼具换热、贮热功能。容积式换热器的换热管束上部是贮热部分，属同温热水区，贮热量大，能适应小时耗热量的变化；它能够为不均匀用水的热水供应系统提供一个较大的贮存与调节容积，以适应用水负荷变化；出水温度稳定，供水安全可靠。

（2）被加热水通过罐体阻力损失很小。由于冷水通过容积式换热器时过水断面很大，流速不到0.01m/s，阻力损失很小，一般只有0.1~0.2m，这对于保持用水点的冷热水供水压力平衡极为有利。

（3）对热媒要求不严。容积式换热器有较大的贮热容积，其供热负荷可按最大小时耗热量来计算，可将锅炉及管网负荷减半，大大节省了热媒供给系统的投资，同时热煤的使用相对均匀，有利于提高锅炉热效，延长其使用寿命。

（4）结构简单，管理方便，可承受水压，噪声低。

缺点：

（1）传热效果差，一级换热难以满足使用要求。传统容积式换热器热媒流速低、流程短，传热系数K值低，换热很不充分。为此，一些工程设计不得不采用二级串联换热来满足使用要求。

（2）容积利用率低。传统容积式换热器的有效贮热容积为75%~80%，容积利用率低。

（3）体积大，占地面积大，一次投资高。卧式传统容积式换热器的罐体较长（2087~5875mm），加上维修时为抽出换热管束所需的空间，占地很大，需要两台换热器串联使用时占地面积更是成倍增加。立式传统容积式换热器占地面积虽然不大，但是高度大（2050~3220mm），耗钢材多，一次投资大。

（4）水质易受污染。罐体下部的变温区和冷水区，容易导致军团菌等细菌滋生，影响水质。

（5）不节能。