第八章-锅炉热平衡.

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1、第八章第八章 锅炉热平衡锅炉热平衡本章主要内容：本章主要内容：锅炉热平衡概念；锅炉热平衡概念；锅炉热效率计算方法；锅炉热效率计算方法；正平衡计算锅炉效率的方法；正平衡计算锅炉效率的方法；反平衡计算锅炉热效率的方法；反平衡计算锅炉热效率的方法；锅炉各项热损失、最佳过量空气系数、保热系数；锅炉各项热损失、最佳过量空气系数、保热系数；锅炉燃料消耗量；锅炉燃料消耗量；9/5/20241沈阳工程学院 王树群 动本091-2热热平平衡衡：在在稳稳定定工工况况下下，输输入入锅锅炉炉的的热热量量应应与与输输出出锅锅炉炉的的热热量量相相平平衡衡，锅锅炉炉的的这这种种热热量量收收、支支平平衡关系，就叫锅炉的热平衡

2、。衡关系，就叫锅炉的热平衡。输输入入热热量量= =输输出出热热量量（输输出出热热量量包包括括有有效效利利用用热热量量和损失两部分）和损失两部分）9/5/20242沈阳工程学院 王树群 动本091-29/5/20243沈阳工程学院 王树群 动本091-29/5/20244沈阳工程学院 王树群 动本091-2变成以百分数表示的热平衡方程式，即：变成以百分数表示的热平衡方程式，即：9/5/20245沈阳工程学院 王树群 动本091-2研究热平衡的意义：研究热平衡的意义：1.1.计算锅炉热效率；计算锅炉热效率；2.2.确定各项热损失，提高锅炉经济性。确定各项热损失，提高锅炉经济性。计算基准：固体或液体

3、燃料为基础。计算基准：固体或液体燃料为基础。9/5/20246沈阳工程学院 王树群 动本091-2通过热平衡计算锅炉热效率。通过热平衡计算锅炉热效率。热效率基本计算方法热效率基本计算方法. .正正平平衡衡求求效效率率法法（直直接接求求效效率率法法）：测测定定锅锅炉炉的的输入热量和有效利用热量，来计算锅炉的效率。输入热量和有效利用热量，来计算锅炉的效率。. .反反平平衡衡求求效效率率法法（间间接接求求效效率率法法）：测测定定锅锅炉炉的的各项热损失计算锅炉的效率。各项热损失计算锅炉的效率。 9/5/20247沈阳工程学院 王树群 动本091-2一、锅炉正平衡求效率一、锅炉正平衡求效率（一）锅炉输入

4、热量（一）锅炉输入热量9/5/20248沈阳工程学院 王树群 动本091-2 对于燃煤锅炉，燃料和空气煤油利用外界热量预热，且燃煤水分MarQar,net/630 Qf=Q9/5/20249沈阳工程学院 王树群 动本091-2（二）锅炉有效利用热量（二）锅炉有效利用热量含义是含义是1Kg1Kg煤带入锅炉内的输入热量中，有多少热煤带入锅炉内的输入热量中，有多少热量被工质吸收。量被工质吸收。 9/5/202410沈阳工程学院 王树群 动本091-2二、锅炉反平衡求效率及各项损失二、锅炉反平衡求效率及各项损失 （一）机械不完全燃烧热损失（一）机械不完全燃烧热损失 在煤粉炉中，它是由烟气带出的飞灰和冷

5、灰斗排出的灰渣在煤粉炉中，它是由烟气带出的飞灰和冷灰斗排出的灰渣中的未燃尽碳造成的。中的未燃尽碳造成的。 Q Q4 4=Q=Q4 4fa fa + Q+ Q4 4sl sl q q4 4=q=q4 4fa fa + q+ q4 4slsl 1 .1 .锅炉设计锅炉设计 对于固态排渣煤粉炉，燃用无烟煤时对于固态排渣煤粉炉，燃用无烟煤时q q4 4 =4 =46%6%； 贫煤贫煤q q4 4 =2% =2%；烟煤；烟煤q q4 4 =1 =1 1.5% 1.5%；褐煤；褐煤q q4 4 =0.5 =0.51%1%。 9/5/202411沈阳工程学院 王树群 动本091-22 .2 .锅炉运行锅炉运

6、行 通过热平衡试验来测定。通过热平衡试验来测定。测定的项目包括：锅炉测定的项目包括：锅炉每小时的飞灰量、灰渣每小时的飞灰量、灰渣量以及飞灰和灰渣中残量以及飞灰和灰渣中残余碳的含量。余碳的含量。 飞灰量很难直接测准，飞灰量很难直接测准，利用灰平衡求得。利用灰平衡求得。 飞灰系数飞灰系数 排渣率排渣率 9/5/202412沈阳工程学院 王树群 动本091-2 计算飞灰、炉渣质量计算飞灰、炉渣质量 计算飞灰、炉渣中造计算飞灰、炉渣中造成机械未完全燃烧的成机械未完全燃烧的可燃物含量可燃物含量 9/5/202413沈阳工程学院 王树群 动本091-29/5/202414沈阳工程学院 王树群 动本091-

7、2 影响因素：影响因素： (1) (1) 燃燃料料性性质质：灰灰分分、水水分分越越少少，挥挥发发分分越越多多，煤煤粉粉越越细，细，q q4 4 越小。越小。 (2) (2) 过量空气系数过量空气系数: :减少，一般减少，一般q q4 4增大。增大。(3) (3) 炉炉膛膛结结构构，布布置置合合理理，有有足足够够的的混混合合和和停停留留时时间间， q q4 4越小。越小。 (4) (4) 炉膛温度炉膛温度: :过量空气系数适当，炉温越低，过量空气系数适当，炉温越低， q q4 4越大。越大。(5) (5) 锅锅炉炉负负荷荷：负负荷荷大大，燃燃料料消消耗耗量量越越大大，可可能能来来不不及及 在炉内

8、烧透，在炉内烧透， q q4 4越大。负荷越低，炉温越低，越大。负荷越低，炉温越低， q q4 4越大。越大。9/5/202415沈阳工程学院 王树群 动本091-2（二）化学不完全燃烧热损失（二）化学不完全燃烧热损失 1. 1.运行计算运行计算 对于燃煤锅炉，烟气中对于燃煤锅炉，烟气中H H2 2、CHCH4 4等可燃气体的含量等可燃气体的含量极少，可以认为烟气中的可燃气体只是极少，可以认为烟气中的可燃气体只是COCO。9/5/202416沈阳工程学院 王树群 动本091-2 2. 2.锅炉设计时锅炉设计时 一般固态排渣煤粉炉，一般固态排渣煤粉炉，q q3 3=0%=0%。 3. 3.影响因

9、素影响因素 1 1）炉内过量空气系数）炉内过量空气系数 当炉内过量空气系数较小时，由于氧气供应不当炉内过量空气系数较小时，由于氧气供应不足，使足，使q3q3增大；炉内过量空气系数过大，使炉膛增大；炉内过量空气系数过大，使炉膛温度降低，一氧化碳燃烧不充分，温度降低，一氧化碳燃烧不充分，q3q3也会增大。也会增大。因此，炉内过量空气系数应该适当。因此，炉内过量空气系数应该适当。 9/5/202417沈阳工程学院 王树群 动本091-2 2 2）燃料挥发分的影响）燃料挥发分的影响 挥发分较大的燃料在炉内燃烧时，可燃气体增挥发分较大的燃料在炉内燃烧时，可燃气体增多，如果与空气的混合不充分，炉膛温度降低

10、，多，如果与空气的混合不充分，炉膛温度降低，会使会使q3q3增大。增大。 3 3）炉膛温度的影响）炉膛温度的影响 炉膛温度降低会影响炉膛温度降低会影响COCO的着火与燃烧，使的着火与燃烧，使q3q3增大。增大。9/5/202418沈阳工程学院 王树群 动本091-2（三）排烟热损失（三）排烟热损失 排排烟烟所所拥拥有有的的热热量量随随烟烟气气排排入入大大气气而而未未被被利利用所造成的热损失。用所造成的热损失。 煤粉炉热损失中最大的一项，约煤粉炉热损失中最大的一项，约4 4。 9/5/202419沈阳工程学院 王树群 动本091-2影响因素：影响因素：）排排烟烟的的容容积积：过过量量空空气气及及

11、漏漏风风量量增增加加，排排烟烟容容积积增增大大，排烟损失增加；排烟损失增加；）排烟温度：）排烟温度： 温度增加，排烟的焓增加，损失增加温度增加，排烟的焓增加，损失增加. .温温度度过过低低，空空预预器器金金属属消消耗耗量量和和烟烟气气阻阻力力增增大大，有有可可能能低低温腐蚀。温腐蚀。合合理理的的排排烟烟温温度度的的确确定定：根根据据燃燃料料、金金属属价价格格及及引引风风机机电电耗，通过技术经济比较确定。耗，通过技术经济比较确定。一般为（一般为（110-150110-150）9/5/202420沈阳工程学院 王树群 动本091-2 最佳过量空气系数最佳过量空气系数 对应于对应于q q2 2、q

12、q3 3、q q4 4之和为最小之和为最小的炉膛出口过量空气系数。的炉膛出口过量空气系数。 9/5/202421沈阳工程学院 王树群 动本091-2 （四）散热损失（四）散热损失 锅炉在运行中，由于汽包、联箱、汽水管道、炉墙锅炉在运行中，由于汽包、联箱、汽水管道、炉墙等的温度高于外界空气温度而散失到空气中去的那等的温度高于外界空气温度而散失到空气中去的那部分热量。部分热量。 对于容量较大的锅炉，散热损失一般小于对于容量较大的锅炉，散热损失一般小于0.5%0.5%。 9/5/202422沈阳工程学院 王树群 动本091-29/5/202423沈阳工程学院 王树群 动本091-2 保热系数保热系数

13、 某段烟道中，烟气放出的热量被受热面吸收的程度某段烟道中，烟气放出的热量被受热面吸收的程度用保热系数用保热系数 来考虑，即来考虑，即9/5/202424沈阳工程学院 王树群 动本091-29/5/202425沈阳工程学院 王树群 动本091-2（五）灰渣物理热损失（五）灰渣物理热损失9/5/202426沈阳工程学院 王树群 动本091-29/5/202427沈阳工程学院 王树群 动本091-2三、锅炉净效率：三、锅炉净效率：锅炉热效率扣除锅炉机组自用能量折算成热损失锅炉热效率扣除锅炉机组自用能量折算成热损失后的效率。后的效率。9/5/202428沈阳工程学院 王树群 动本091-2四、锅炉燃料

14、消耗量和煤耗率四、锅炉燃料消耗量和煤耗率1.1.锅炉燃料消耗量锅炉燃料消耗量（1 1）实际燃料消耗量：）实际燃料消耗量：锅锅炉炉每每小小时时实实际际耗耗用用的的燃燃料料量量。用用于于燃燃料料输输送送系系统统和和制粉系统的计算。制粉系统的计算。9/5/202429沈阳工程学院 王树群 动本091-2（2 2）计算燃料效耗量：）计算燃料效耗量：实实际际燃燃料料消消耗耗量量中中扣扣除除未未完完全全燃燃烧烧的的碳碳剩剩下下的的燃燃料料消消耗量。耗量。用于计算空气需要量及烟气容积等。用于计算空气需要量及烟气容积等。 9/5/202430沈阳工程学院 王树群 动本091-22.2.煤耗率：煤耗率：（1 1

15、）供供电电煤煤耗耗率率：火火力力发发电电厂厂每每送送出出1Kw.h 1Kw.h 电电能能所所消消耗耗的的标准煤量，常简称供电煤耗标准煤量，常简称供电煤耗 ，一般以，一般以 g/ g/（Kw.hKw.h）表示。）表示。供电煤耗率取决于发电煤耗率和厂用电率。供电煤耗率取决于发电煤耗率和厂用电率。（2 2）发发电电煤煤耗耗率率：火火力力发发电电厂厂每每生生产产1Kw.h 1Kw.h 电电能能所所消消耗耗的的各各种种燃燃料料（煤煤、油油、气气）量量，按按发发热热量量折折算算成成标标准准煤煤重重量量，以以 g/ g/（Kw.hKw.h）表示。）表示。（3 3）厂厂用用电电率率：发发电电厂厂生生产产过过程程中中自自身身所所消消耗耗的的电电能能占占发发电厂发电量的百分数。电厂发电量的百分数。 9/5/202431沈阳工程学院 王树群 动本091-2思考题：思考题：1 1 什么叫锅炉平衡？锅炉输入、输出热量组成？什么叫锅炉平衡？锅炉输入、输出热量组成？2 2 锅炉热效率如何计算？锅炉热效率如何计算？3 3 锅炉热损失包括哪些？锅炉热损失包括哪些？4 4 锅炉煤耗量、煤耗率？锅炉煤耗量、煤耗率？9/5/202432沈阳工程学院 王树群 动本091-2