第三章 锅炉热平衡

1、 锅炉热平衡示意图 2 1 5 3 6 6 20 7 18 17 8 19 10 9 11 16 4 13 12 12 14 15 4 fh Q 4 hz Q Qr 锅炉输 入热量 Q6 灰渣物理热损失 Q1 固体不完全燃烧热损失 固体不完全燃烧热损失 Q5 锅炉散热损失 锅炉有效利用热量 排烟热损失 可燃气体不完 全燃烧热损失 Q2 Q3 lm Q4 u锅炉热平衡研究锅炉热平衡研究 燃料的热量在锅炉中利用的情况: 有多少被有效利用， 有多少变成了热量损失，表现在哪些方面,产生的原因。 研究的目的是为了有效地提高锅炉热效率 u锅炉热平衡锅炉热平衡 以lkg固体燃料或液体燃料(气体燃料以1Nm3

2、)为单位组成热量平衡。 1kg燃料带入炉内的热量及锅炉有效利用热量和损失热量之间的关系。 123456r QQQQQQQ 123456 100qqqqqq q q1 1 = Q = Qi i / Q / Qr r 100 100 式中式中 输入热量输入热量 Q Q1 1 有效利用热有效利用热 Q Q2 2 排烟损失排烟损失 Q Q3 3 气体不完全燃烧热损失 气体不完全燃烧热损失 Q Q4 4 固体不完全燃烧热损失固体不完全燃烧热损失 Q Q5 5 散热损失散热损失 Q Q6 6 灰渣物理热损失灰渣物理热损失 r Q ,ra rn e trwrz q QQiQQ wlzqrarnetr QQi

3、QQ , rarr tCi d arar ar C MM C 100 100 100 187. 4 kJ/kg rar tC0025. 0738. 1kJ/kg 当用蒸汽雾化重油或喷入锅炉蒸汽时考虑. 2500排烟中蒸汽焓近似值，kJ/kg )( 00 lkrkwl IIQ 用锅炉范围以外的废气、废热等来预热空气时 )2512( zqzqzq iGQ 2 锅炉热效率 1锅炉正平衡热效率锅炉正平衡热效率 %100 1 r gl Q Q 1）对应于1kg燃料的锅炉有效利用热量Q1 2）锅炉每小时有效利用热量Qgl B Q Q gl 1 kJ/kg )(10)(10 33 gspspsgsqgl i

4、iDiiDQkJ/h 饱和蒸汽焓： 100 rW iiq （2）热水锅炉每小时有效利用热量Qgl r-汽化潜热，kJ/kg W-蒸汽湿度 %1 %51 电站锅炉 工业锅炉 )(10 12 3 iiGQ gl kJ/h 第三章 式中 igs，ips锅炉给水和排污水焓， kJ/kg； 干饱和蒸汽的焓，kJ/kg； i1，i2锅炉进、出热水的焓，kJ/kg； 所以， i y dw gspspsgsq gl BQ iiDiiD)(10)(10 33 arnet BQ , (1)蒸汽锅炉： 1）锅炉有效利用热量Qgl 2）锅炉每小时有效利用热量 Qgl B Q Q gl 1 kJ/kg )(10)(10

5、 33 gspspsgsqgl iiDiiDQkJ/h （1）饱和蒸汽焓 ： 100 rW iiq r-汽化潜热，kJ/kg W-蒸汽湿度 %1 %51 电站锅炉 工业锅炉 )(10 12 3 iiGQglkJ/h i 2锅炉反平衡热效率锅炉反平衡热效率 )(100%100 654321 1 qqqqqq Q Q r gl % 对小型锅炉而言，一般以正平衡为主，反平衡为辅。 对于大型锅炉，由于不易准确测定燃料消耗量，其锅炉热平衡 主要靠反平衡求得。 手烧锅炉允许只用正平衡法测定锅炉热效率。 热平衡试验在精度上有一定要求： (1) 只进行正平衡试验，要求应进行两次测试偏差在3%以内； (2)同时

6、进行正、反平衡实验时，两种方法测试偏差应在5%以内。 第三章 锅炉有效利用热 锅炉有效利用热指水和蒸汽流经各受热面时吸收的热量。 省煤器 蒸发受热面 过热器 再热器 受热面 空气预热器吸收的热量不属于锅炉有效利用热。 ？ 空气预热器 r-汽化潜热，kJ/kg W-蒸汽湿度 %1 %51 电站锅炉 工业锅炉 gl j 3锅炉的毛效率及净效率锅炉的毛效率及净效率 锅炉的毛效率锅炉的毛效率 通常所指的锅炉效率都是毛效率通常所指的锅炉效率都是毛效率 锅炉的净效率锅炉的净效率 是在毛效率基础上扣除锅炉自用汽和电是在毛效率基础上扣除锅炉自用汽和电 能消耗后的效率。能消耗后的效率。 glj %100 293

7、0010)( 3 y dw zgsqz BQ bNiiD 式中 自用汽和自用电能消耗所相当的锅炉效率降低值 Dz自用汽消耗量，t/h；Nzy自用电耗量，kWh/h b生产每度电的标准煤，kg/kWh，取0.407 kg/kWh 第三章 arnet BQ , bNzy )( 100 32866 4444fhfhlmlmhzhz fhlmhz CGCGCG B QQQQ 32866 fhlmhz QQQ hz G fh G lm G 4 4444 100 hzlmfh r Q qqqq Q 2 2计算公式计算公式 （kJ/kg） % 4 1 0 0 h z h zh z h z CG QQ B 4

8、 100 lm lmlm lm C G QQ B 4 100 fhfhfh fh C G QQ B （kJ/kg） （kJ/kg） （kJ/kg） 100 100 100 100 100 100 100 fh fh lm lm hz hz ar C G C G C G A B ar hzhz hz BA CG)100( ar lmlm lm BA CG)100( 灰平衡灰平衡 灰平衡方程灰平衡方程： 则： 1 fhlmhz aaa lmhzfh aaa1 y BA 100 ar fhfh fh BA CG)100( )100( fh arfh fh C BA G )100( hz arhz h

9、z C BA G )100( lm arlm lm C BA G ) 100100100 ( 100 32866 4 fh fhfh lm lmlm hz hzhzar C C C C C CA Q ar BA 100 4/7 hz lm fh hz lm fh 3 3、燃料特性对、燃料特性对q q4 4的影响的影响 5 5 4 4锅炉运行工况对锅炉运行工况对q q4 4的影响的影响 形成：形成： 影响因素影响因素 1 1炉子结构的影响炉子结构的影响 2 2燃料特性的影响燃料特性的影响 3 3燃烧方式的影响燃烧方式的影响 气体不完全燃烧热损失的测定及计算气体不完全燃烧热损失的测定及计算 1测定

10、测定 用烟气分析方法测出 （Nm3/kg燃料） 42 CHHCO VVV、 kgkJ q CHHCOV q VVVQ gy CHHco /) 100 1)(06.35993.10701.125( ) 100 1)(359061079312501( 4 42 4 3 42 2计算计算公式 100 3 3 r Q Q q % ) 100 1( 4 q CORO SC V arar gy 2 )375. 0(866. 1 %100) 100 1 ( 375. 03 .233 ) 100 1 (01.125 4 2 3 4 3 q CO CORO SC Q q q COVQ raar r gy 3缺少

11、元素成分资料时 %2 . 3 3 COq 式中式中 - - 排烟焓排烟焓, , 取决于取决于 与与 ，kJ/kgkJ/kg - - 进入锅炉的冷空气焓进入锅炉的冷空气焓, ,理论空气的焓理论空气的焓 kJ/kgkJ/kg - - 排烟处过剩空气系数排烟处过剩空气系数 py py py 排烟热损失排烟热损失： 00 44 2 ()(1)( ) (1) 100100 pypykpypyklk qq QIIIVct 100 2 2 r Q Q q % % py I 0 k I 经验公式 ： 4 2 ()(1) 100100 pylk py t q qmn 影响因素：影响因素： 影响排烟热损失的主要因

12、素是排烟温度和排烟容积 1 1排烟温度排烟温度 排烟温度越高，排烟热损失越大。排烟温度每提高 1215，q2将提高1%。 排烟温度过低经济上不合理，甚至技术上不允许。 （1 1）烟气与工质的传热温差小，换热所需金属受热面就大大增加。）烟气与工质的传热温差小，换热所需金属受热面就大大增加。 （2 2）为了避免尾部受热面的腐蚀，排烟温度也不宜过低。）为了避免尾部受热面的腐蚀，排烟温度也不宜过低。 因此必须根据燃料与金属耗量进行技术经济比较来合理确定因此必须根据燃料与金属耗量进行技术经济比较来合理确定 排烟温度。供热锅炉的排烟温度在排烟温度。供热锅炉的排烟温度在150200150200范围内。范围内

13、。 排烟容积排烟容积 锅炉最佳过量空气系数的确定锅炉最佳过量空气系数的确定 额定容量下锅炉的散热损失额定容量下锅炉的散热损失 散热损失散热损失 q q5 5 D D qq 55 55 qq 、 DD 、- - 6/7 51 1 QQQ QQ ky ky 保温系数保温系数 当没有空气预热器或空气预热器吸收的热量与当没有空气预热器或空气预热器吸收的热量与Q1相比很小时：相比很小时： 5 5 51 1 1 q q QQ Q gl 一一 灰渣物理显热损失灰渣物理显热损失q6 由于锅炉中排出的灰渣及漏煤的温度一般在600800造成的热 损失。 100 6 6 r Q Q q 第三章 kgkJ A C CC C C A C A Q ar hz lm lm hz hz hz lm ar lm hz ar hz / 100 )( 100 100 100 100 ( )( 100 1 100 100 1 100 ( 6 3.6 其它热损失 二、其他热损失二、其他热损失 lq q6 是锅炉冷却部件所用的冷却水未进入锅炉汽水系统时造成的热 损失。 式中： Hlq：面向