锅炉问答_secret.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除锅炉问答什么是锅炉？什么是锅炉机组？锅炉是利用燃料燃烧所释放的热能或其它热能，加热给水或其它工质，以获得规定参数（温度、压力）和品质的蒸汽、热水或其它工质的设备。锅炉机组包括：锅炉本体，锅炉范围内管道，输送烟、风和燃料的管道及附属设备，测量仪表和其它锅炉附属机械等。什么是锅炉容量？锅炉容量是表征锅炉生产能力的指标，又称出力。蒸汽锅炉用蒸发量表示，热水锅炉用供热量表示。蒸发量是锅炉单位时间的蒸汽产量，用符号D表示，单位是kg/s（千克秒）或t/h（吨时）。供热量是热水锅炉在额定回水温度、压力和额定循环水量下，单位时间出水的有效带热量。单位是MW（兆瓦），习惯上用104kJ/h或GJ/h。目前还有沿用非法定计量单位104kcal/h或106kcal/h的。按锅炉烟气压力不同可分为哪几类？根据锅炉炉膛出口烟气压力不同，可分为正压燃烧锅炉、负压燃烧锅炉和增压锅炉。（1）正压燃烧锅炉 炉膛出口烟气压力大于大气压力的锅炉，称正压燃烧锅炉。炉膛出口烟气压力维持在1.96-4.91kPa(即200-500mmH2O)的锅炉，称微正压燃烧锅炉。采用正压燃烧时，对锅炉严密性要求高，故煤粉炉不适宜采用这种燃烧方式，只有部分燃油炉和燃气炉采用这种燃烧方式。（2）增压锅炉 炉膛烟气压力大于0.3MPa时，称增压锅炉。一般在燃气蒸汽联合循环机组中作为燃气轮机的燃烧室，以产生高压烟气送往燃气轮机。（3）负压燃烧锅炉 炉膛出口烟气压力低于大气压力时，称负压燃烧锅炉。一般维持2040Pa的负压。负压太低，操作不当容易变正压往外冒烟，而负压太高时，锅炉漏风量将增大。什么是结垢？有何危害？盐分沉积在受热面上称为结垢。严格地说，垢又分为水垢和盐垢两种。所谓水垢是指从溶液中直接析出并附着在金属表面的沉积物，如锅炉蒸发受热面管内的结垢；所谓盐垢是指锅炉蒸汽中含有的盐类（杂质），在热力设备中析出并形成的固体附着物，如过热器管内，汽轮机有关通流部位的结垢。锅炉受热面结垢的危害主要有：（1）由于垢的热阻很大，使受热面传热效果下降，结果使锅炉排烟温度升高，热效率下降。（2）使受热面金属壁温升高，严重时会引起承压部件鼓包、变形、超温爆管。（3）管内结垢，使有效流通截面积减小，工质流动阻力增大，有碍水循环的正常进行。某些脱落的水垢沉积下来，还会造成局部堵塞或流通不畅。上述三项危害，最后会导致锅炉出力下降，使用寿命缩短，经济性明显变坏。防止结垢的基本方法有哪些？（1）加强给水处理，尽可能降低给水含盐量，这是防止结垢的根本措施；（2）加强锅内加药处理，使易结垢的钙、镁盐类生成非粘结性的松散的水渣，沉积下来后通过定期排污除去；（3）加强锅炉排污，按照化学监督要求，正确地排污，维持锅水品质，减少饱和蒸汽带水及溶盐，这是防止产生水垢及盐垢的有力措施；（4）加强汽水分离及蒸汽清洗，维持良好的蒸汽质量；（5）定期对锅炉内部进行清洗，除去已沉积下来的盐分，防止结垢过程的继续发展。什么是低温腐蚀？有何危害？当管壁温度低于烟气露点时，烟气中含有硫酸酐的水蒸汽在管壁上凝结，所造成的腐蚀称低温腐蚀，也称酸性腐蚀。低温腐蚀多发生在空气预热器的低温段。发生低温腐蚀后，使受热面腐蚀穿孔而漏风；由于腐蚀表面潮湿粗糙，使积灰、堵灰加剧，结果是排烟温度升高，锅炉热效率下降；由于漏风及通风阻力增大，使用电增加，严重时会影响锅炉出力；被腐蚀的管子或管箱需要更换，增大检修维护费用。总之，低温腐蚀对锅炉运行的经济性、安全性均带来不利影响。什么是烟气露点？烟气露点高低与哪些因素有关？燃料中的硫燃烧以后，生成SO2及少量的SO3。SO3与烟气中的水蒸气形成酸雾（硫酸蒸气），酸雾凝结时的温度，称为烟气露点tld。烟气露点远高于烟气中水蒸气的露点，其数值可用仪器测出，或按下述经验公式算出。tld=ts+Szs,ar1/3/1.05afh,Azs,ar ts-烟气中水蒸气的露点，即水蒸气压力的饱和温度，；Szs,ar-燃料收到基折算硫分，；Azs,ar-燃料收到基折算灰分，；afh-飞灰占总灰分的份额；-与炉膛出口过量空气系数aL有关的系数由上式可以看出，燃料的含硫量高，烟气中水蒸气分压力高，使用的过量空气系数大，都将使烟气露点升高。烟气中飞灰多时，由于灰粒的活性作用能吸收一部分SO3，故能使烟气的露点有所降低。防止或减轻低温腐蚀的基本办法有哪些？造成低温腐蚀的根本原因是，燃料中含硫的多少，燃烧过程中SO3的生成量，以及管壁温度低等。因此，要防止或减轻低温腐蚀，需采取如下基本对策：（1）进行燃料脱硫或往烟气中加添加剂进行烟气脱硫。（2）控制炉内燃烧温度不要太高，或采用低氧燃烧，以降低SO3生成量。（3）设法提高低温受热面的壁温，使其高于烟气露点。（4）低温受热面采用耐腐蚀材料，如玻璃管、搪瓷管、陶瓷传热元件等。什么是换热？换热的基本方式有哪几种？热量从高温物体传递给低温物体的过程称为换热过程，简称换热，也称传热。热传递是一种复杂的现象，在不同条件下具有不同的机理。为便于分析，常把换热过程分为三种基本方式，即热传导（简称导热）、对流换热和辐射换热。在工程上遇到的换热过程，常常是由几种基本方式同时出现而以某一种换热方式为主的换热过程。什么是导热？什么是热导率？热量从物体的高温部分传递到低温部分，或由高温物体传递到与之直接接触的低温物体的过程，称为导热。微观上看，导热是依靠物质的分子、原子及自由电子的运动（移动、转动和振动等热运动）引起的热传递现象。导热的特点是物体不存在宏观的相对位移，也没有能量形式的转换。热导率，也称为导热系数，是衡量物质能力的指标，物理意义是：当物体厚度为1m、温度差为1时，单位时间内通过单位面积（m2）的导热量。热导率用符号表示，单位是W/（m）或kJ/(mh)。不同物质的热导率不同，同一物质处于不同状态时热导率也不同。温度对热导率影响较大。大多数金属材料的热导率随温度升高而降低；除水与甘油外的液体的热导率也是随温度升高而降低，气体的热导率则随温度的升高而升高。在实用中，希望换热增强时，就选用热导率大的物质，如氢和氦的热导率比一般气体约大510倍，发电机由空冷改为氢冷后，冷却效果就大为提高。在希望减弱换热时，就选用热导率小的物质。我们使用的保温材料的热导率都是很小的。一般把0.23W/( m)(即0.828kJ/(mh)的材料称绝材料。常见材料的热导率如表14所示。表14几种常见材料的热导率材料名称热导率W/（m）材料名称热导率W/（m）铜铸铁，钢红 砖耐火粘土砖石 棉膨胀珍珠岩（25）349-40746.5-53.10.465-0.700.71-0.850.151-0.2330.021-0.062水 垢烟 灰油水烟 气空 气0.581-2.330.0581-0.1160.116-0.1860.555-0.6860.0226-0.1050.024-0.086物体的导热量如何计算？（1）单层平壁导热量Q的基本计算式是W 式中A-垂直于导热方向的截面积，m2；-热导率，W/（m）；-平壁厚度，m；t-平壁两侧温度差，；/-热阻，一般用符号R表示，（m2）/W（2）多层平壁（如三层）的导热量Q可按下式计算：从计算公式可以看出，导热量的大小与热导率、温差t、平壁面积A成正比，与平壁厚度成反比。什么是对流换热？流体（气体、液体）中温度不同的各部分之间，由于相对的宏观运动而进行的热量传递现象称为热对流。工程上，把具有相对位移的流体与所接触的固体壁面之间的热传递过程称为对流换热。对流换热既有流体与所接触的壁面间的导热及流体本身的导热作用，又有流体内部宏观运动的对流传递作用，所以对流换热是一个较为复杂的过程。对流换热与导热的根本区别是：前者在换热过程中伴随着质量（分子）的交换，而导热则没有这种现象。在锅炉中，流动着的烟气把热量传递给受热面外壁以及受热面内壁将热量传递给管内流动着的工质，均为对流换热。什么是对流换热系数？对流换热量的基本计算公式为：QatA W式中 a-对流换热系数，W（m2）； t-流体与固体之间的温度差，； A-与流体接触的壁面面积，m2。对流换热系数a表示温差为1时，每1m2面积上单位时间的对流换热量，它是表征对流换热过程强烈程度的指标。a值越大，表明换热程度越强烈，在相同温差、相同面积下，对流换热量就越大。影响对流换热的因素有哪些？对流换热是一个比较复杂的能量质量交换过程，故影响对流换热程度强弱的因素也较多，主要的有：（1）流体流动状态 凡是靠外力推动流体流动的称为受迫运动；由于流体各部分温度不同引起的自然对流称自由运动。受迫运动比自由运动的流体对流换热系数大；处于紊流状态的流体比处于层流状态的流体换热系数大。这是因为流体流速高时，扰动强烈而使换热加强。（2）流体有无相变发生 液体气化时或气体凝结时的对流换热系数要比无相变时大得多。如水在沸腾过程中，由于汽泡不断在壁面产生、扩大、脱离，冷流体不断地冲向壁面，使流体剧烈扰动，换热强度大幅度提高。（3）流体的物理性质 流体种类不同，物性不同，对流换热系数也有较大差别。一般导热系数大的流体，其对流换热系数也大；比热容和密度大的流体，其对流换热系数较大；流体的粘度大时，其对流换热系数较小。（4）流体相对受热面管子的流动方向 流体横向冲刷管子比纵向冲刷管子时对流换热系数大。（5）受热面的结构特性 管径、节距、排列方式对换热系数均有影响。管径小，节距小，对流换热系数大；管子采用叉排比顺排的对流换热系数大。因为这些措施都能使流体扰动，而使换热加强。什么是辐射换热？辐射换热有何特点？凡物体都具有辐射能力。物体转化本身的热能向外发射辐射能的现象称热辐射。物体的温度越高，辐射的能力越强。当两物体表面具有不同的温度时，它们之间会因相互辐射而发生热量传递，这种物体本身不直接接触而传递热量的现象，称为辐射换热。物体的辐射能力与其温度的四次方成正比。能全部吸收各种波长辐射能的物体称为全辐射体，也称绝对黑体，简称黑体。实际物体都不可能是黑体。我们把实际物体的辐射能力与同温度的全辐射体的辐射能力的比值，称为该物体的发射率（过去称黑度），在锅炉中用符号a表示。实际物体的辐射能力可用下式计算： E=ac0(T/100)4=c(T/100)4 W/m2式中 a-物体的发射率（黑度）； c0-全辐射体的辐射系数，c0=5.67W/（m2K4） T-辐射体的热力学湿度，K； c-辐射体辐射系数，W（m2K4）由上式可以看出，物体的辐射能力除与物体性质有关外，起决定作用的是温度，因辐射能力与物体的热力学温度的四次方（T4）成正比。什么是燃料？作为燃料的基本条件是什么？所谓燃料是指在空气中易于燃烧，并能放出大量热量，且在经济上值得利用其热量的物质。这里需要强调的是：不能简单的把可燃物统称为燃料，比如，纸张、棉布、粮食及食用油等都是可燃物，但不能把它们当作燃料。由于对燃料的需求量极大，作为燃料的物质应具备下列基本条件：（1）易于获取；（2）容易燃烧、发热量高且价格低廉；（3）贮藏、运输、处理都比较简便；（4）使用过程中没有大的危险性；（5）燃烧产物对大气、水质等环境不会造成严重污染。燃料分哪几类？燃料的分类方法很多，类别也就较多。通常以燃料的形态分类，有如下几种：（1）固体燃料 包括煤、油页岩、木柴等。主要使用在电站锅炉。（2）液体燃料 包括石油及其制品、酒精等。电站锅炉点火用油一般为柴油，作为主燃料时为重油或渣油。（3）气体燃料 包括天然气、焦炉煤气、高炉煤气、城市煤气、沼气、液化气等。根据地域不同，电站锅炉可能燃用部分焦炉煤气或高炉煤气。而其它气体燃料是不提倡作为锅炉燃料的，这些燃料用于其它方面可能更合理。简要说明燃料油的组成成分及特性？燃料油的组成成分和固体燃料一样，也表示为碳（C）、氢（H）、氧（N）、硫（S）、灰分（A）和水分（M）。其中主要是可燃成分碳和氢，碳含量约占8487，氢含量约占1114，氧、氮、硫三种元素含量约为12，灰分含量不大于1，水分含量也不大于2。燃料油中由于碳氢含量很高，所以，它的发热量也较高，一般Qnet,ar=37681-43960kJ/kg(9000-10500kcal/kg)。燃料油中氢含量高，与碳组成多种碳氢化合物，使燃料油易于点火，燃烧稳定、完全。锅炉常用燃料油有哪几种？（1）原油：是从地下开采出来，经过脱水处理，未经炼制的石油。原油可以炼制出多种油品及其它产物，直接作为燃料是极不合理的。（2）重油：是由裂解重油、减压重油、常压重油或膜油按不同比例调制而成，有一定牌号和质量标准。（3）渣油：石油炼制过程中的剩余物，可不经过处理直接供给锅炉作燃料，习惯上称为渣油或残渣油。（4）柴油：柴油主要是柴油机的燃料。柴油一般用作煤粉锅炉的点火用油和低负荷运行时稳定燃烧的助燃油。现在柴油已广泛用于民用锅炉中。燃料油中灰分含量极少，可以不考虑其危害吗？燃料油中灰分含量确实很少，重油的质量指标规定：Aar0.3%，燃料油的实际灰分含量一般不超过0.05%。灰分含量虽低，但对锅炉的危害依然存在，甚至是严重的。主要表现在：（1）灰分对油喷嘴产生磨损，影响雾化质量。（2）燃油中的灰分含有钒、钠等碱金属元素，会在水冷壁、过热器、再热器等高温受热面管上形成高温粘结灰。（3）燃油炉的高温积灰中，有较多的五氧化二钒（V2O5）及由钠形成含硫酸的复盐，它们都能破坏金属表面的氧化保护膜，从而在过热器和再热器上发生高温腐蚀。（4）燃油中的灰分在低温受热面上沉积，除使受热面低温腐蚀加剧外，还有可能堵塞空气预热器管，严重时会因通风阻力大、风量不足而影响锅炉出力。为什么燃油炉的积灰有时可能比煤粉炉还严重？燃料油中灰分虽然很少，但有时燃油炉的积灰情况却可能比煤粉炉还严重，尤其是燃烧含硫量较高的重油时会更为突出，其主要原因是：（1）燃油灰分中有钒、钠等碱性金属，燃烧过程中形成低熔点氧化物，粘附于高温受热面上，其粘性很强，促使其它灰粒也很快粘附上去。（2）燃油中含硫量高时，低温腐蚀加剧，潮湿的受面管表面使灰粒易于粘附上去。同时，燃油灰分中的钙先生成氧化钙，再与三氧化硫生成硫酸钙，可形成很牢固的积灰层。（3）当燃烧不良时，会产生大量炭黑粒子，炭黑很细，吸附性强，容易吸附于省煤器和空气预热器管壁上。（3）燃料油燃烧后生成的灰粒很细，易于吸附于受热面上。它不像煤粉炉有较多的粗灰粒，不仅自身不易吸附于受热面上，还会因有较大的冲击动能，将已吸附上去的细灰粒冲刷掉，使不易形成厚的积灰层。燃料迅速而完全燃烧的基本条件有哪些？燃料能迅速而又完全燃烧的基本条件主要有：（1）相当高的炉膛温度 温度是燃烧化学反应的基本条件，对燃料的着火、稳定燃烧、燃尽均有重大影响，维持炉内适当高的温度是至关重要的。（2）适量的空气供应 适量的空气供应，是为燃料提供足够的氧气，它是燃烧反应的原始条件。空气供应不足，可燃物得不到足够的氧气，也就不能达到完全燃烧。但空气量过大，又会导致炉温下降及排烟损失增大。（3）良好的混合条件 混合是燃烧反应的重要物理条件。混合使炉内气流强烈扰动，对燃烧阶段向燃料表面提供氧气，向外扩散二氧化碳（CO2），以及燃烧后期促使燃料的燃尽，都是必不可少的条件。（4）足够的燃烧时间 燃料在炉内停留足够的时间，才能达到可燃物的高度燃尽，这就要求有足够大的炉膛容积。炉膛容积与锅炉容量成正比。当然炉膛容积也与燃料燃烧特性有关，易于燃烧的燃料，炉膛容积可相对小些。燃料油的燃烧过程分哪几个阶段？油的燃烧过程一般也分为三个阶段，即加热蒸发阶段、扩散混合阶段和着火燃烧阶段。（1）加热蒸发阶段 燃油经油喷嘴喷入炉膛后，接受高温辐射及烟气回流加热，温度升高而逐渐蒸发。为了增大蒸发强度，油要雾化成微细颗粒，以增大蒸发面积。（2）扩散混合阶段 蒸发的油蒸气要在着火前与送入的空气混合，如果空气不在油气着火前与之混合，将给燃烧带来不影响。这就是通常所说的要有根部风（也称一次风）。所以要求油在蒸发成气体之后，空气必须与之立即混合，否则，不仅延误着火，而且还会析出不易燃烧的炭黑粒子，使机械未完全燃烧热损失增大。（3）着火燃烧阶段 油气与空气混合物形成可燃气体，并很快达到着火温度而点燃，由于油气主要是碳氢化合物，燃烧反应强烈，所以，能迅速能燃尽。燃油炉为什么有时也会冒黑烟？燃料油中灰分含量极少，燃烧也比较完全，正常情况下，油燃烧所产生的烟气应是无色透明气体，烟囱不会冒黑烟。但是，燃料油蒸发后的气体是碳氢化合物，碳氢化合物扩散燃烧的一个重要特点是有可能产生热分解。如果油蒸发成气体后，空气供应不足或混合不良，油气不能及时得到氧气，温度又不断在升高，碳氢化合物就会产生热分解，热分解的温度约为550650。例如，在温度高又缺氧的情况下，甲烷（CH4）可按下列方式进行分解：CH42H2C上式中的“C”是固体炭粒，叫做炭黑，俗称烟炱。炭黑是极其微细的固体颗粒，直径约0.01-0.15m，它的燃烧要比燃烧气体可燃物困难得多，加以火焰尾部温度已较低，或氧气供应不足，炭黑很可能烧不掉而随烟气排出，形成黑烟。因此，在油气着火前应尽可能与空气混合，。另外，如燃烧重油，由于重油比较粘稠，若油滴颗粒较大，又直接喷射到高温火焰中，油滴来不及蒸发其表面就形成封闭的焦壳。焦壳阻碍内部重油的蒸发，随着温度升高，体积膨胀，内部压力升高到一定程度后，爆破碎袭成一部分焦粒。固体焦粒也比较难烧，故也是出现冒黑烟的原因之一。注意雾化质量，防止油滴过粗，是避免发生上述现象的重要措施。什么是理论空气量？如何计算？燃料燃烧计算中，每千克燃料或每立方米（标准状态下）燃料完全燃烧所需的空气量，称为理论空气量，以符号V0表示，单位是m/kg或m/m。燃料燃烧就是燃料中的碳、氢、硫与空气中的氧相化合。燃料燃烧所需要的氧气量，也就是这些可燃成分燃烧反应所需氧量之和减去燃料本身所含氧量。燃烧所需氧气取自空气，这样，就可根据氧在空气中所占比例，推算出所需的空气量来，这个空气量即为理论空气量V0。在实际应用计算中，固体燃料和液体燃料的理论空气量V0可按下式计算： V00.0889Car+0.265Har-0.0333(Oar-Sar) mn3/kg式中 Car、Har、Sar、Oar-燃料收到基碳、氢、硫、氧含量百分数，。什么是实际空气量？什么是过量空气系数？燃料燃烧时，实际供给的空气量称为实际空气量，以符号VK表示。在锅炉燃烧中，考虑到实际技术水平，一般不可能使燃料中的可燃元素与空气中的氧，一个不漏地相化合，而达到完全燃烧。为了尽可能地使可燃物都能烧掉，实际供给燃料燃烧的空气量要大于理论空气量，以使燃料中的可燃成分在燃烧过程中都有机会得到氧气，而达到完全燃烧。燃料燃烧后，烟气中都有哪些成分？燃料的燃烧，是可燃成分与空气中的氧进行的化合反应，在已知燃料成分和空气成分的情况下，就可根据所进行的氧化反应，确定其燃烧产物烟气的成分。例如，固体、液体燃料完全燃烧时，碳与氧化合生成二氧化碳（CO2）,氢与氧化合生成水蒸气(H2O),硫与氧化合生成二氧化硫(SO2)。除此之外，燃料中水分汽化成水蒸气，氮气化为氮气（N2），还有空气中剩余的氮气及空气中的氧气（O2）等。综上所述，燃料完全燃烧时，烟气的成分是：CO2，SO2，H2O，N2和O2等。燃料不完全燃烧时，一部分碳生成一氧化碳（CO），还可能生成少量的氢气（H2）及碳氢化合物CmHn。所以，燃料在不完全燃烧时，烟气成分除了CO2、SO2、H2O、N2、O2外，还有少量的CO、H2、CmHn等。其中SO3还是低温腐蚀的主要因素。什么是理论烟气量与实际烟气量？它们之间的关系怎样？0燃料燃烧时，供给它理论空气量（即a1），且达到完全燃烧所生成的烟气量，称为理论烟气量，以符号Vy表示，单位仍是m/kg或m/m，理论烟气量也可通过燃烧反应式计算出来。燃料燃烧时，供给它实际空气量Vk(即a1)所生成的烟气量，称为实际烟气量，以Vy表示。00理论烟气量与实际烟气量的差别，在于所供应的空气量不同，实际烟气量比理论烟气量增加了多供应的那部分过量空气。因此，它们在数量上的关系为： Vy=Vy+V= Vy+(a-1)V0燃料的发热量与理论空气量之间有何关系？在对固体、液体燃料的有关计算中可以看出，1氢燃烧所需理论空气量为26.5 m，约等于1碳燃烧所需理论空气量的8.89 m三倍左右。另一方面，氢燃烧时发热量120220kJ/kg ，也约等于碳的发热量32825kJ/kg的三倍左右。所以，就这两种可燃元素来说，理论空气量和发热量大体上成正比关系。固体和液体燃料的发热量的高低，主要取决于碳和氢的含量。燃烧所需的理论空气量，也大体上取决于碳和氢的含量。虽然各种燃料所含碳、氢比例各不相同，但碳和氢的发热量、所需理论空气量的比值几乎相同，所以，各种燃料的发热量、理论空气量的比值也大致是一个常数。利用上述关系，在缺少燃料元素分析资料时，可根据燃料的低位发热量近似地计算理论空气量。这种近似计算的经验公式很多，现举如下一种，供参考。(1)对于挥发分Vdaf15的煤：net,arV0=0.238 m/kg(2)对于挥发分Vdaf15的煤：net,arV0=1.050.238+0.278 m/kg(3)对于发热量Qnet,ar12500kJ/kg（约为3000kcal/kg）的劣质煤：net,arV0=0.238 m/kg式中Qnet,ar-燃料收到基低位发热量，kJ/kg；什么是锅炉机组热平衡与热平衡方程？锅炉机组热平衡，是指在稳定工况下，输入锅炉机组的热量与锅炉机组输出热量之间的平衡，即输入热量与输出热量相等。用方程式表示这种输入与输出热量的平衡，称为热平衡方程式。热平衡是以1为计算基础的。Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 kJ/kg式中Qr - 输入热量，kJ/kg；Q1 - 有效利用热量，kJ/kg；Q2 - 排烟热损失，kJ/kg；Q3 - 化学未完全燃烧热损失，kJ/kg；Q4 - 机械未完全燃烧热损失，kJ/kg；Q5 - 散热损失，kJ/kg；Q6 - 灰渣物理热损失，kJ/kg。如果将上式两边均除以输入热量Qr则热平衡可用输入热量的百分比来表示：100%=q1+q2+q3+q4+q5+q6式中q1=Q1/ Qr100，有效利用热量占输入热量百分比，；q2=Q2/ Qr100，排烟热损失占输入热量百分比，；以此类推。什么是输入热量？输入热量来自哪几方面？相应于每千克或每立方米（标准状态）的燃料进入炉内的热量，称输入热量。它包括燃料收到基低位发热量及其物理显热、外来热源预热空气的热量等。即 Qr=Qnet,ar+hr+Qwr+Qwh kJ/kg式中Qnet,ar -燃料收到基低位发热量，kJ/kg；hr -燃料物理显热，kJ/kg；Qwr -用锅炉以外热源预热空气的热量，一般指利用汽轮机抽汽为热源的暖风器预热空气的热量，kJ/kg；Qwh -用蒸汽雾化重油时，雾化蒸汽带入锅炉的热量，kJ/kg。对于燃煤锅炉，燃料水分不特别高时，物理显热hr可忽略不计；如果没有外来热源预热空气，输入热量Qr就等于燃料收到基低位发热量Qnet,ar。什么是锅炉有效利用热量？如何计算？单位时间内，将给水一直加热成过热蒸汽（或热水或饱和蒸汽）所消耗的热量，称有效利用热量。锅炉有效利用热量包括水和蒸汽吸收的热量，排污水及自用蒸汽消耗的热量。即Q=Dhq(hgq-hgs)+Dzq(hzq-hzq)+Dpw(hb-hgs)+Dzy(hzy-hgs) kJ/h式中 Dgq-过热蒸汽流量，kg/h；Dzq-再热蒸汽流量，kg/h；Dpw-排污水量，kg/h；Dzy-自用蒸汽量，kg/h；Hgq-过热蒸汽焓，kJ/kg；Hgs-给水焓，kJ/kg；hzq、hzq-再热器出、入蒸汽焓，kJ/kg；hb- 汽包压力下饱和水焓，kJ/kg；hzy - 锅炉自用蒸汽焓，kJ/kg。相应于每千克燃料的有效利用热量Q1为：Q1=Q/B kJ/kg式中 B -锅炉燃料消耗量，kg/h。当锅炉排污量不超过蒸发量的2时，其热量在热平衡计算时，可忽略不计。什么是机械未完全燃烧热损失？如何计算？燃料燃烧后，飞灰和灰渣中还有固体可燃物（固定碳）没有燃尽所造成的热量损失，称机械未完全燃烧热损失，也称固体未完全燃烧热损失。对煤粉炉可按下式计算：q4=32825Aar/QrafhCfh/(100-Cfh)+ahzChz/(100-Chz)%式中 Qr -输入热量，kJ/kg；Aar -燃料收到基灰分，；Afhahz -飞灰、灰渣占燃料总灰分的份额，其数值可由有关标准中查出；CfhChz -飞灰、灰渣中可燃物含量，。影响机械未完全燃烧热损失的因素有哪些？机械未完全燃烧热损失的大小，受多方面因素的影响，情况较为复杂，其主要影响因素为：（1）燃料特性 主要是灰分、水分和挥发分的影响。灰分、水分含量高，q4将增大；挥发分含量高，q4将减小。（2）煤粉细度 煤粉细，q4将有所降低。（3）设备情况 不同燃烧方式，q4大小差别很大。如层燃炉比煤粉炉要大得多；炉膛容积大小、炉膛形状、燃烧器对煤种的适应情况都对q4有影响。（4）运行水平 包括过量空气系数a的大小、一二次风率、风速配合情况。适当增大a，可减小q4；一二次风适时混合，保持火焰不偏斜，炉内气流扰动强烈，维持适当炉温，都能有效的降低q4。（5）锅炉负荷 锅炉负荷过低，炉内温度下降，燃烧不稳定，q4将上升；锅炉负荷过高，燃料在炉内停留时间缩短，q4也将增大。（6）预热空气温度 预热空气温度高，或采用热风送粉系统时，q4将下降。什么是排烟热损失？如何计算排烟热损失？排烟热损失是因锅炉排出的烟气焓高于冷空气进入锅炉时的焓，所造成的热量损失。它是现代锅炉各项热损失中最主要的一项，对大、中型锅炉，q2约为48。排烟热损失q2的计算如下式：0式中Ipy-锅炉排烟焓，kJ/kg；Ilk -理论冷空气焓，kJ/kg；apy -锅炉排烟处（出口）过量空气系数；Qr -锅炉输入热量，kJ/kg；(100-q4)/100 -考虑机械未完全燃烧热损失存在，炉内实际燃烧的燃料量减小，从而使实际烟气量也减小的修正。排烟热损失与哪些因素有关？排烟热损失的大小，主要取决于排烟体积的大小和排烟温度的高低。排烟温度高，排烟热损失q2将增大。一般排烟温度升高15左右，q2将上升1。排烟温度的高低，一方面是设计时布置受热面多少决定的；另一方面是运行中，受热面上积灰、结渣，使传热恶化，导致排烟温度的升高，因此，必须及时吹灰、打渣，保持受热面清洁。另外，如果汽水品质不良，引起受热面内部结垢，也使排烟温度升高。排烟体积增大，排烟热损失q2升高。运行中采用较大的过量空气系数及锅炉各处的漏风，都会使排烟体积增大。特别是炉膛下部的漏风，不仅使排烟体积增大，还有可能使排烟温度升高。因此，在运行中，除供应合理的空气量外，应尽可能地消除或减小漏风。锅炉排烟温度的进一步降低受哪些条件限制？降低排烟温度，能减小排烟热损失，提高锅炉热效率。现在，一般电站锅炉排烟温度设计值约在110160之间，为什么不能进一步降低呢？主要考虑以下两方面：（1）排烟温度低，会引起尾部受热面的低温腐蚀，因此，在燃用硫分和水分较高的煤时以及燃烧重油时，不宜采用过低的排烟温度；（2）排烟湿度低，锅炉尾部受热面传温差减小，传递同样的热量，需要较多的受热面积，锅炉金属耗量增大，锅炉通风阻力及风机电耗也随之增加，锅炉外形尺寸也要增大，布置上也会带来一定的困难。合理的排烟温度，是根据排烟热损失和受热面金属消耗费用，通过技术经济比较而确定的。什么是化学未完全燃烧热损失？如何计算？锅炉排烟中残留的可燃气体未放出其燃烧热所造成的热量损失，称化学未完全燃烧热损失，也称气体未完全燃烧热损失。这些可燃气体可能是一氧化碳（CO）、氢气（H2）、碳氢化合物（CmHn）等。化学未完全燃烧热损失q3的计算原理，是根据烟气成分分析，确定可燃气体容积，再乘以可燃气体容积发热量。一般对燃煤燃油锅炉，可燃气体只考虑一氧化碳，q3可写为： %式中Qr -输入热量，kJ/kg；Car、Sar -燃料收到基碳及硫，；RO2、CO -烟气中二氧化碳和二氧化硫、一氧化碳占干烟气容积百分数，；q4 -机械未完全燃烧热损失，。哪些因素影响化学未完全燃烧热损失的大小？化学未完全燃烧热损失的大小，与燃料特性、炉膛过量空气系数、炉膛结构及运行工况等有关。一般在燃用挥发分较高的燃料时，由于很快挥发出大量可燃气体，这时，如果混合条件不好，可燃气体不能及时得到氧气，就容易出现不完全燃烧。这就是挥发分高的煤及燃料油本来是好烧的，但化学未完全燃烧热损失却比较大的原因所在。炉膛容积较小时，烟气在炉内停留时间短，可燃气体来不及燃尽，就离开了炉膛，从而使q3增大。运行中过量空气系数a小，可燃气体得不到充足的氧气而无法燃尽；但过量空气系数过大时，又会使炉内温度降低，不利于燃烧反应进行，结果，也会使q3增大。当二次风混合不及时，燃烧后期气流扰动不强烈，都直接影响可燃气体与氧气的混合，从而使q3增大。什么是锅炉散热损失？其大小与哪些因素有关？锅炉本体及锅炉范围内的烟风道、汽水管道的表面温度，都高于周围环境温度。因此，热量将有一部分通过表面散失到大气中去，散失的热量称散热损失。e散热损失的大小，与锅炉表面积的大小、表面温度、环境条件、锅炉容量及锅炉负荷有关。锅炉表面积大、表面温度高，散热损失就大；露天布置的锅炉比室内布置的锅炉散热损失大；锅炉容量增大，燃煤量与其成正比增加，但锅炉表面积的增大相对要慢些，故散热损失q5 将随锅炉容量增大而减小；锅炉在不同负荷运行时，总的散热量变化不大，但相对于1燃料的散热量Q5却有明显变化，因此，锅炉在低负荷运行时，散热损失q5将随之增大。e散热损失较难测量或计算出准确的数值，不同容量的锅炉在额定负荷时的散热损失q5 的经验数值，由热力计算标准中给出。不同负荷的散热损失q5 由下式计算；e q5= q5 De/D %式中 q5-锅炉额定容量时的散热损失，；De-锅炉额定蒸发量，kg/h；D-锅炉运行负荷，kg/h。什么是灰渣物理热损失？其大小与哪些因素有关？锅炉排出的灰渣，还具有较高的湿度，它所携带的物理显热，称灰渣物理热损失q6 。影响灰渣物理热损失大小的主要因素是排渣量的大小及温度的高低。在下述几种情况下才考虑灰渣物理热损失：（1） 液态排渣炉：灰渣量大，温度高；（2） 层燃炉：灰渣量大；（3） 固态排渣煤粉炉，燃用高灰分煤（AarQnet,ar/418）时。除此之外可忽略不计。什么是最佳过量空气系数azj ？过量空气系数大小，对机械未完全燃烧热损失、化学未完全燃烧热损失、排烟热损失均有影响。只要增大过量空气系数，排烟热损失肯定增加；适当增大过量空气系数，可使q3 q4下降,而过量空气系数过大时将引起炉温下降，又导致q3 q4增大。因此，必然有一个最合理的过量空气系数存在。最合理的过量空气系数，应使q2+q3q4为最小，这个过量空气系数，称最佳过量空气系数azj。运行锅炉的最佳过量空气系数，是通过燃烧调整试验确定的。试验时选用不同的过量空气系数，求出对应的各项热损失，然后作出过量空气系数与热损失的关系曲线，（q2+q3q4）曲线的最低点对应的aL（炉膛出口过量空气系数）即为最佳过量空气系数azj。什么是锅炉热效率？什么是正平衡热效率与反平衡热效率？如何计算？锅炉有效利用热量与单位时间所消耗燃料的输入热量的百分比，称为锅炉热效率L。它表明燃料输入炉内的热量被有效利用的程度。 L=Q/BQr100%=Q1/Qr100%式中 B-锅炉燃煤量，kg/h；Qr-输入热量，kJ/kg；Q-锅炉总有效利用热量，kJ/h；Q1- 相应1kg燃料的有效利用热量，kJ/kg。利用上式计算出的热效率称正平衡热。也可先求出各项热损失，从100中扣除各项热损失之和，所得热效率称反平衡热效率，即L100（q2+q3q4+q5+q6）%用正平衡法计算热效率时，需要测知汽水流量、参数及燃料量，给计算带来困难。同时，计算出的效率值较大（90左右），一旦有误差，误差绝对值就较大。另外，从正平衡效率中，也较难看出效率不高的原因何在。利用反平衡效率，各项热损失数值较小，引起误差的绝对值不会太大，同时，还可根据各项热损失的情况，采取提高效率的措施。锅炉运行中与热效率有关的经济小指标有哪些？是如何估算的？锅炉在日常运行中，为了了解某些参数变化对热效率的影响，以便进行及时调整和组织生产竞赛，常根据计算各项热损失的原理公式，计算出一些小指标，如排烟温度py 、烟气中氧量O2、一氧化碳量CO、飞灰可燃物Cfh等。小指标对热效率的影响主要有以下几方面：（1）飞灰可燃物与灰渣可燃物含量决定q4的大小。固态排渣煤粉炉灰渣量小，可燃物含量低，对q4的影响可忽略不计或当作定值。这样，q4可按下式表示： q4=afh32866Aar/QrCfh/100-Cfh %对于一定的锅炉与煤种，afh, Aar和Qr为常数，q4仅与Cfh有关，通过计算可确定Cfh每变化1对q4的影响值。（2）排烟温度及过量空气系数决定排烟损失q2 大小，根据烟气中的氧量O2可推算出过量空气系数，这样可通过计算确定py每变化1和O2每变化1%对q4的影响值。（3）据一氧化碳在烟气中含量CO来决定化学未完全燃烧热损失q3的大小，并有如下近似计算公式：q3=3.2aco。a和CO是在烟道同一部位测出的过量空气系数及一氧化碳含量。这样，就可确定CO值变化对q3的影响。燃油锅炉有机械未完全燃烧热损失q4吗？燃料油灰分含量很低，燃烧后的灰分中一般也不含有可燃物，过去曾认为燃油锅炉是不存在机械未完全燃烧热损失q4的。实际上这是不正确的，燃油炉如果配风工况不好、雾化质量不良，燃烧后的烟气中可能出现未燃尽的炭黑或焦壳。炭黑或焦壳是固体可燃物，所造成的热量损失也是机械未完全燃烧热损失。因此，燃油炉是存在机械未完全燃烧热损失的，有的燃油炉严重时q4可高达0.5%。燃油炉机械未完全燃烧热损失q4，可通过试验测出炭黑浓度并计算出干烟气容积，然后按下式计算：q4=32825Vgyth10-4/Qr %式中Vgy-取样断面处干烟气容积， m/kg；th-烟气中炭黑浓度，mg/ m；Qr -输入热量，kJ/kg。什么是流动阻力与阻力损失？实际流体在流动过程中，其总能量是沿着流动方向而逐渐减小。这是由于流体本身具有粘性，流动时有内摩擦力产生；