锅炉热平衡测试ppt课件

1、*1 锅炉房设备的基本知识锅炉房设备的基本知识 燃料燃料 燃烧设备燃烧设备 锅炉热平衡锅炉热平衡 技术要求技术要求*2锅炉的定义锅炉的定义 利用燃料燃利用燃料燃烧释放的热能或烧释放的热能或其他热能），将工其他热能），将工质加热到一定参数质加热到一定参数温度和压力的温度和压力的设备。设备。*3锅炉的分类锅炉的分类 锅炉按其用途通常可以分为动力锅炉和工锅炉按其用途通常可以分为动力锅炉和工业锅炉两种。业锅炉两种。 （1 1动力锅炉：用于发电和动力方面的锅炉。动力锅炉：用于发电和动力方面的锅炉。动力锅炉产生的蒸汽用作将热能转换为机械能的动力锅炉产生的蒸汽用作将热能转换为机械能的工质以产生动力，其蒸汽的

2、温度和压力一般都很工质以产生动力，其蒸汽的温度和压力一般都很高。高。 （2 2工业锅炉：用于为工农业生产和建筑采工业锅炉：用于为工农业生产和建筑采暖及人民生活提供蒸汽或热水的锅炉，又称供热暖及人民生活提供蒸汽或热水的锅炉，又称供热锅炉。锅炉。*41. 1. 锅炉房设备的基本知识锅炉房设备的基本知识 锅炉其它分类方法锅炉其它分类方法 用途：动力锅炉、工业锅炉；用途：动力锅炉、工业锅炉； 输出工质工业锅炉）：蒸汽锅炉、热水输出工质工业锅炉）：蒸汽锅炉、热水锅炉、导热油锅炉；锅炉、导热油锅炉； 燃料和能源：燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油燃料和能源：燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉、余热锅炉；锅炉、余热锅炉；

3、燃烧方式燃煤锅炉）：层燃炉、室燃炉、燃烧方式燃煤锅炉）：层燃炉、室燃炉、沸腾炉；沸腾炉； 锅炉本体结构：烟管锅炉、水管锅炉；锅炉本体结构：烟管锅炉、水管锅炉； 锅筒放置方式：立式、卧式锅炉；锅筒放置方式：立式、卧式锅炉； 出厂形式：整装快装）、组装、散装锅出厂形式：整装快装）、组装、散装锅炉。炉。 *51. 锅炉房设备的基本知识*6锅炉房设备的组成锅炉房设备的组成 锅炉本体：锅炉本体：“锅锅”、“炉炉” “ “锅锅”吸热吸热 容纳水和蒸汽的容纳水和蒸汽的受压部件，包括锅筒受压部件，包括锅筒汽包）、对流管束、汽包）、对流管束、水冷壁、集箱联箱）、水冷壁、集箱联箱）、蒸汽过热器、省煤器和蒸汽过热器

4、、省煤器和管道组成的一个封闭的管道组成的一个封闭的汽水系统。汽水系统。 1. 锅炉房设备的基本知识*7锅炉房设备的组成锅炉房设备的组成 锅炉本体：锅炉本体：“锅锅”、“炉炉” “ “炉炉”放热放热 锅炉中使燃料进锅炉中使燃料进行燃烧产生高温烟气行燃烧产生高温烟气的场所，是由煤斗、的场所，是由煤斗、炉排、炉膛、除渣板、炉排、炉膛、除渣板、送风装置等组成的燃送风装置等组成的燃烧设备。烧设备。21536620718178191091116413121214151. 锅炉房设备的基本知识锅炉房设备的组成 锅炉辅助设备 燃料供应与除灰渣系统 通风系统 水汽系统 仪表控制系统*81. 锅炉房设备的基本知识

5、锅炉的主要性能指标（1蒸发量或热功率 蒸发量D t/h）：蒸汽锅炉每小时生产的额定蒸汽量。 热功率Q MW）：热水锅炉*91. 锅炉房设备的基本知识锅炉的主要性能指标（2压力和温度 锅炉的额定工作压力P）：蒸汽锅炉出汽口处蒸汽的额定压力或热水锅炉出水口处热水的额定压力。低压锅炉2.45 MPa以下;中压2.49 4.9 Mpa 高压9 9.8 Mpa;超高压11.8 14.7 MPa 亚临界压力15.7 19.6 MPa 超临界压力22.0 MPa以上 温度t）：蒸汽锅炉蒸汽过热器出口处的蒸汽温度或热水锅炉的额定出水口供水温度和进口回水温度。*101. 锅炉房设备的基本知识锅炉的主要性能指标（

6、3锅炉热效率 锅炉热效率是指送入锅炉的全部热量中被有效利用的百分数，也称锅炉效率）。（4锅炉的耗电率 锅炉的耗电率：生产1t蒸汽，锅炉房设备耗用电的总度数。*111. 锅炉房设备的基本知识锅炉的规格与型号 我国工业锅炉产品型号由三部分组成，各部分之间用短横线相连。 / 本体形式代号 燃烧设备代号 额定蒸发量t/h或额定热功率MW） 额定蒸汽压力或允许工作压力MPa） 过热蒸汽温度或出水温度/进水温度（） 燃料种类代号*12燃料的定义燃料的定义 可以燃烧并能释放出热能可加以利用的物质。可以燃烧并能释放出热能可加以利用的物质。燃料的分类燃料的分类 固体燃料：煤、油页岩、稻壳、甘蔗渣等。固体燃料：煤

7、、油页岩、稻壳、甘蔗渣等。 液体燃料：重油、渣油、轻柴油。液体燃料：重油、渣油、轻柴油。 气体燃料：天然气、高炉煤气、焦炉煤气、城市煤气。气体燃料：天然气、高炉煤气、焦炉煤气、城市煤气。*13燃料的元素分析成分：燃料的元素分析成分：C C、H H、O O、N N、S S、A A、M M碳碳C C） 燃料中主要的可燃成分。燃料中主要的可燃成分。1kg1kg碳完全燃烧时可释放碳完全燃烧时可释放33900kJ33900kJ的热量。含碳量高的煤，发热量也高。但碳的着的热量。含碳量高的煤，发热量也高。但碳的着火点也高，所以含碳量高的煤着火和燃烧均较困难。煤的火点也高，所以含碳量高的煤着火和燃烧均较困难。

8、煤的含碳量随地质年代增长而增加。煤的含碳量约为可燃成分含碳量随地质年代增长而增加。煤的含碳量约为可燃成分总量的总量的30309090之间。之间。氢氢H H） 燃料中重要的可燃成分。燃料中重要的可燃成分。 1kg 1kg氢完全燃烧时可释放氢完全燃烧时可释放125600kJ125600kJ的热量。氢极易着火燃烧，含氢量高的燃料，不的热量。氢极易着火燃烧，含氢量高的燃料，不仅发热量高，而且容易着火燃烧。煤中氢的含量只有仅发热量高，而且容易着火燃烧。煤中氢的含量只有2 24 4左右。地质年代愈久的煤，含氢量愈少。左右。地质年代愈久的煤，含氢量愈少。*14燃料的元素分析成分：燃料的元素分析成分：C C、

9、H H、O O、N N、S S、A A、M M硫硫S S） 固体燃料中的硫包括三种形态，即有机硫、硫化铁硫固体燃料中的硫包括三种形态，即有机硫、硫化铁硫和硫酸盐硫。前两种硫能参加燃烧，称为可燃硫，后一种和硫酸盐硫。前两种硫能参加燃烧，称为可燃硫，后一种硫不参加燃烧，算在灰分中。可燃硫虽然能够燃烧，但其硫不参加燃烧，算在灰分中。可燃硫虽然能够燃烧，但其放热量很少，仅为放热量很少，仅为9050kJ/kg9050kJ/kg。硫的燃烧产物二氧化硫和。硫的燃烧产物二氧化硫和三氧化硫气体部分愈烟气中的水蒸气结合生成亚硫酸及硫三氧化硫气体部分愈烟气中的水蒸气结合生成亚硫酸及硫酸，会对锅炉低温受热面产生腐蚀，

10、另一部分随烟气排入酸，会对锅炉低温受热面产生腐蚀，另一部分随烟气排入大气中，会污染环境。所以燃料中的硫是一种有害成分。大气中，会污染环境。所以燃料中的硫是一种有害成分。*15燃料的元素分析成分：燃料的元素分析成分：C C、H H、O O、N N、S S、A A、M M氧氧O O和氮和氮N N） 燃料中的不可燃成分。其存在使得燃料中的可燃成分燃料中的不可燃成分。其存在使得燃料中的可燃成分相对减少，使燃烧放出的热量降低。相对减少，使燃烧放出的热量降低。 氧的含量随燃料地质年代的增长而降低，氧在无烟煤氧的含量随燃料地质年代的增长而降低，氧在无烟煤中仅有中仅有1 13 3，在泥煤中最高可达，在泥煤中最

11、高可达3535。 氮是一种有害元素。煤燃烧时，部分氮与氧化合生成氮是一种有害元素。煤燃烧时，部分氮与氧化合生成有害气体，污染大气。氮在煤中的含量占可燃成分的有害气体，污染大气。氮在煤中的含量占可燃成分的0.50.52.52.5。天然气中含氮量较少。液体燃料氮含量通常。天然气中含氮量较少。液体燃料氮含量通常在在0.20.2以下。以下。*16燃料的元素分析成分：燃料的元素分析成分：C C、H H、O O、N N、S S、A A、M M水分水分M M） 燃料中的主要杂质。由于它的存在，不仅使燃料中可燃料中的主要杂质。由于它的存在，不仅使燃料中可燃元素相对减少，发热量降低，而且燃料燃烧时水分汽化燃元素

12、相对减少，发热量降低，而且燃料燃烧时水分汽化还要吸收热量，使炉膛温度降低，燃烧着火困难，排烟带还要吸收热量，使炉膛温度降低，燃烧着火困难，排烟带走的热损失增加，同时还可能加剧尾部低温受热面的低温走的热损失增加，同时还可能加剧尾部低温受热面的低温腐蚀和堵灰。腐蚀和堵灰。 煤中的水分由外水分和内水分两部分组成。内水分是煤中的水分由外水分和内水分两部分组成。内水分是凝聚或吸附在煤炭内部毛细孔中的水分，也称固有水分。凝聚或吸附在煤炭内部毛细孔中的水分，也称固有水分。内水分要将煤加热到内水分要将煤加热到105105左右并持续一段时间才能除去。左右并持续一段时间才能除去。外水分是煤炭在开采、贮运过程中受外

13、界影响而吸附或凝外水分是煤炭在开采、贮运过程中受外界影响而吸附或凝聚在煤炭颗粒表面的水分，它可以通过自然干燥除去。聚在煤炭颗粒表面的水分，它可以通过自然干燥除去。 *17燃料的元素分析成分：燃料的元素分析成分：C C、H H、O O、N N、S S、A A、M M灰分灰分A A） 灰分是燃料中不可燃的固体矿物杂质。它不仅使固体灰分是燃料中不可燃的固体矿物杂质。它不仅使固体燃料的发热量降低，燃烧困难，而且增加运煤、出灰的工燃料的发热量降低，燃烧困难，而且增加运煤、出灰的工作量和运输费用。此外，灰分中一部分飞灰在锅炉中随烟作量和运输费用。此外，灰分中一部分飞灰在锅炉中随烟气流动，造成受热面和引风机

14、磨损，排入大气污染环境。气流动，造成受热面和引风机磨损，排入大气污染环境。若灰的熔点过低，会造成炉排和受热面结渣，影响传热和若灰的熔点过低，会造成炉排和受热面结渣，影响传热和正常燃烧。固体燃料中灰分含量变化很大，一般为正常燃烧。固体燃料中灰分含量变化很大，一般为5 55050。液体燃料中灰分很少，在。液体燃料中灰分很少，在0.10.1以下。气体燃料基本以下。气体燃料基本不含灰分。不含灰分。*18燃料成分分析基准燃料成分分析基准 固体燃料和液体燃料的组成成分均用质量分固体燃料和液体燃料的组成成分均用质量分数来表示：数来表示： C + H + O + N + S + M + A = C + H +

15、 O + N + S + M + A = 100%100% 四种分析基：收到基、空气干燥基、干燥基、四种分析基：收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基干燥无灰基收到基收到基 用准备燃烧的燃料成分总量为基准进行分析用准备燃烧的燃料成分总量为基准进行分析得出的各种成分，称为收到基成分旧标准称为得出的各种成分，称为收到基成分旧标准称为应用基成分）。应用基成分）。空气干燥基空气干燥基 用经自然风干除去水分的燃料成分总量为基用经自然风干除去水分的燃料成分总量为基准进行分析得出的成分，称为空气干燥基成分准进行分析得出的成分，称为空气干燥基成分旧标准为分析基）。旧标准为分析基）。*19燃料成分分析基准燃料成

16、分分析基准干燥基干燥基 以烘干除去全部水分的燃料成分总量为基以烘干除去全部水分的燃料成分总量为基准分析得出的各种成分称为干燥基成分。准分析得出的各种成分称为干燥基成分。 干燥无灰基干燥无灰基 以除去水分和灰分的燃料成分总量为基准以除去水分和灰分的燃料成分总量为基准分析得出的成分称为干燥无灰基成分旧标准为分析得出的成分称为干燥无灰基成分旧标准为可燃基）。可燃基）。*20煤的工业分析煤的工业分析 煤的工业分析是测定煤的水分煤的工业分析是测定煤的水分M M）、挥发分）、挥发分V V）、固定碳）、固定碳V V）、和灰分）、和灰分A A的含量，用以的含量，用以表明煤的某些燃烧特性。表明煤的某些燃烧特性。

17、 在煤的着火、燃烧过程中，煤中各种成分的在煤的着火、燃烧过程中，煤中各种成分的变化情况为：将煤加热到一定温度时，首先水分变化情况为：将煤加热到一定温度时，首先水分M M被蒸发出来，接着再加热，煤中的被蒸发出来，接着再加热，煤中的H H、O O、N N、S S及部分及部分C C所组成的有机化合物便分解，变成气体所组成的有机化合物便分解，变成气体挥发出来，这些气体称为挥发分挥发出来，这些气体称为挥发分V V），挥发分析），挥发分析出后，剩下的是焦炭，焦炭就是固定碳出后，剩下的是焦炭，焦炭就是固定碳C C和灰和灰分分A A）。再将焦炭加热灼烧至其质量不发生变化）。再将焦炭加热灼烧至其质量不发生变化时

18、取出冷却，剩余部分即灰分时取出冷却，剩余部分即灰分A A）。）。*21煤成分及其各种基准间关系示意图 *22固定碳固体部分（焦炭）灰分ASyar挥发分挥发部分CadddafNH OSr Mn水分Mw燃料的发热量燃料的发热量定义定义 燃料的发热量是指燃料的发热量是指1kg1kg燃料气体燃料为燃料气体燃料为1m31m3完全燃烧时所放出的热量，单位为完全燃烧时所放出的热量，单位为kJ/kgkJ/kg或或kJ/Nm3kJ/Nm3）。）。燃料的发热量分为高位发热量和低位发热量。燃料的发热量分为高位发热量和低位发热量。高位发热量高位发热量QgrQgr）：）： 燃料完全燃烧时放出的全部热量。它包含燃燃料完全

19、燃烧时放出的全部热量。它包含燃料燃烧时产生的水蒸气的汽化潜热，即认为烟气料燃烧时产生的水蒸气的汽化潜热，即认为烟气中的水蒸气完全凝结成水并放出汽化潜热。中的水蒸气完全凝结成水并放出汽化潜热。低位发热量低位发热量QnetQnet）：）： 从高位发热量中扣除水蒸气汽化潜热后的发从高位发热量中扣除水蒸气汽化潜热后的发热量。热量。 实际工程中常用收到基低位发热量实际工程中常用收到基低位发热量QarQar，netnet。燃料发热量的测定燃料发热量的测定 目前，国内外均采用氧弹测热仪来测定固体目前，国内外均采用氧弹测热仪来测定固体和液体燃料的发热量。和液体燃料的发热量。*23无烟煤：无烟煤： 有明亮的黑色

20、光泽，硬度大。挥发分含量最低，普有明亮的黑色光泽，硬度大。挥发分含量最低，普通通10%10%。含碳量很高，灰分、水分等杂质较少，因而发热量。含碳量很高，灰分、水分等杂质较少，因而发热量高，约在高，约在21000 21000 32500kJ/kg 32500kJ/kg。着火和燃烬都很困难。着火和燃烬都很困难。贫贫 煤：煤： 煤化程度略低于无烟煤，是主要的动力用煤，挥发煤化程度略低于无烟煤，是主要的动力用煤，挥发分一般在分一般在10%10%20%20%。动力用煤中的贫煤，实际上也包括了干。动力用煤中的贫煤，实际上也包括了干燥无灰基挥发分为燥无灰基挥发分为14142020、胶质层厚度比贫煤略大的瘦、

21、胶质层厚度比贫煤略大的瘦煤。它的着火和燃烬特性优于无烟煤，但仍属反应性能较差煤。它的着火和燃烬特性优于无烟煤，但仍属反应性能较差的煤。的煤。 *24烟烟 煤：煤： 中等煤化程度的煤。干燥无灰基挥发分含量较高，中等煤化程度的煤。干燥无灰基挥发分含量较高，一般在一般在20204545；水分和灰分较少，因而发热量较高，在；水分和灰分较少，因而发热量较高，在20000 20000 30000kJ/kg 30000kJ/kg。烟煤容易着火和燃烬，但对于高灰分。烟煤容易着火和燃烬，但对于高灰分的烟煤，着火和燃烬都相应比较困难。的烟煤，着火和燃烬都相应比较困难。 褐褐 煤：煤： 形成年代较短的煤，煤质松，略

22、程褐色。挥发分含形成年代较短的煤，煤质松，略程褐色。挥发分含量很高，约为量很高，约为40405050，很容易着火和燃烧。但是褐煤中，很容易着火和燃烧。但是褐煤中灰分和水分含量也都相对较高，发热量低，一般仅为灰分和水分含量也都相对较高，发热量低，一般仅为100001000020000kJ/kg20000kJ/kg。 *25*26燃料的燃烧过程燃料的燃烧过程（1煤的燃烧过程：煤的燃烧过程： 燃烧的准备阶段燃烧的准备阶段 燃料的燃烧阶段燃料的燃烧阶段 燃尽阶段燃尽阶段 三个阶段虽有先有后，但不是截然分开的。根三个阶段虽有先有后，但不是截然分开的。根据燃煤的特性、燃烧方式及燃烧设备的不同，燃据燃煤的特

23、性、燃烧方式及燃烧设备的不同，燃烧的各个阶段常互相影响和互相重叠交叉进行。烧的各个阶段常互相影响和互相重叠交叉进行。*27燃料的燃烧过程燃料的燃烧过程（2液体燃料的燃烧过程：液体燃料的燃烧过程： 油滴的燃烧过程：蒸发、分散、。油滴的燃烧过程：蒸发、分散、。 燃油在炉膛内燃烧的过程：燃油在炉膛内燃烧的过程： 油的雾化过程油的雾化过程 油滴的蒸发和热分解过程油滴的蒸发和热分解过程 油气与空气混合、燃烧过程油气与空气混合、燃烧过程（3可燃气体混合物的着火与燃烧过程可燃气体混合物的着火与燃烧过程 气体燃料的燃烧非常容易、简单，只有与气体燃料的燃烧非常容易、简单，只有与空气和混合和燃烧两个过程。空气和混

24、合和燃烧两个过程。*28燃烧设备的分类燃烧设备的分类 燃烧设备一般按燃料在炉内燃烧方式的不同，燃烧设备一般按燃料在炉内燃烧方式的不同，分为层燃炉、悬燃炉和沸腾炉三类循环流化床分为层燃炉、悬燃炉和沸腾炉三类循环流化床炉炉)。层燃炉层燃炉 燃料在炉排上铺成层状进行燃烧的锅炉。层燃料在炉排上铺成层状进行燃烧的锅炉。层燃炉在供热锅炉中用得最为广泛。常用的层燃炉燃炉在供热锅炉中用得最为广泛。常用的层燃炉有火上加煤的固定炉排炉、火前给煤的链条炉排有火上加煤的固定炉排炉、火前给煤的链条炉排炉、往复推动炉排炉及振动炉排炉等。炉、往复推动炉排炉及振动炉排炉等。*29燃烧设备的分类燃烧设备的分类层燃炉层燃炉手烧炉

25、手烧炉链条炉排炉链条炉排炉往复推动炉排炉往复推动炉排炉抛煤机炉抛煤机炉*30燃烧设备的分类燃烧设备的分类悬燃炉悬燃炉 燃料在燃烧空间内呈悬浮状态进行燃烧的锅炉，燃料在燃烧空间内呈悬浮状态进行燃烧的锅炉，又称室燃炉。又称室燃炉。 悬燃炉有燃用煤粉的煤粉炉，燃用液体燃料的悬燃炉有燃用煤粉的煤粉炉，燃用液体燃料的燃油炉和燃用气体燃料的燃气炉。燃油炉和燃用气体燃料的燃气炉。*31燃烧设备的分类燃烧设备的分类悬燃炉悬燃炉 煤粉炉煤粉炉 燃油炉燃油炉 燃气炉燃气炉 *32燃烧设备的分类燃烧设备的分类沸腾炉沸腾炉 一定粒径的煤在一定粒径的煤在燃烧室内被自下而燃烧室内被自下而上送入的空气流托上送入的空气流托起

26、，并上下翻滚进起，并上下翻滚进行燃烧。行燃烧。 *33循环流化床炉循环流化床炉 燃煤和空气进燃煤和空气进入一个流态化燃烧入一个流态化燃烧室，发生掺混和点室，发生掺混和点火燃烧，夹带有大火燃烧，夹带有大量细颗粒物料的烟量细颗粒物料的烟气进入后部一个分气进入后部一个分离器，被分离收集离器，被分离收集的物料通过一个返的物料通过一个返料器被送回主燃烧料器被送回主燃烧室循环再进行燃烧。室循环再进行燃烧。 锅炉热平衡是基于能量守恒和质量不灭的规律，锅炉热平衡是基于能量守恒和质量不灭的规律，研究在稳定工况下锅炉的输入热量和输出热量及各研究在稳定工况下锅炉的输入热量和输出热量及各项热损失之间的平衡关系。项热损

27、失之间的平衡关系。 研究的目的，在于掌握和弄清楚锅炉燃料的热研究的目的，在于掌握和弄清楚锅炉燃料的热量在锅炉中的利用情况，有多少被有效利用，有多量在锅炉中的利用情况，有多少被有效利用，有多少变成了热量损失；这些损失的热量体现在哪些方少变成了热量损失；这些损失的热量体现在哪些方面以及产生的原因。面以及产生的原因。 通过热平衡不单可以求出锅炉的热效率和燃料通过热平衡不单可以求出锅炉的热效率和燃料消耗量、更重要的是可以寻求提高锅炉热效率的途消耗量、更重要的是可以寻求提高锅炉热效率的途径。径。*34 锅炉热平衡概念锅炉热平衡概念 输入锅炉的热量输入锅炉的热量 有效利用热量有效利用热量 = =输出锅炉的

28、热量输出锅炉的热量 未完全燃烧的未完全燃烧的热损失热损失 其它热损失其它热损失 锅炉热平衡的计算基础：锅炉热平衡的计算基础：1kg1kg固体液体固体液体或或1Nm31Nm3气体燃料气体燃料 *35 锅炉热平衡方程式为：锅炉热平衡方程式为： kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg 1 kJ/kg 654321654321。，灰渣物理热损失的热量；散热损失的热量，；热量，机械不完全燃烧损失的；热量，化学不完全燃烧损失的；排烟损失的热量，；锅炉的有效利用热量，；燃料的输入热量，式中QQQQQQkgQQQQQQQQrr*36将上式变成以百分数表示的热平衡方程

29、式：将上式变成以百分数表示的热平衡方程式： %100QQq q %100QQq q % qqqqqq100 rr111654321。热量的百分数，某项损失的热量占输入；入热量的百分数，锅炉有效利用热量占输式中iii*37*38 锅炉热平衡的意义锅炉热平衡的意义 知道锅炉有效利用热量的大小知道锅炉有效利用热量的大小和燃料热量的利用程度；和燃料热量的利用程度； 更重要的是知道各项热损失的更重要的是知道各项热损失的大小，可以判断锅炉的设计和运行水平，大小，可以判断锅炉的设计和运行水平，寻找提高锅炉运行水平的措施。寻找提高锅炉运行水平的措施。 锅炉热平衡必须通过试验求得，该试锅炉热平衡必须通过试验求得

30、，该试验即验即“热平衡试验热平衡试验”，也称为热效率试验。，也称为热效率试验。 *39锅炉效率：锅炉效率： 同一时间内锅炉有效利用热量与输人热同一时间内锅炉有效利用热量与输人热量的百分比。量的百分比。锅炉热平衡方法：锅炉热平衡方法： 正平衡测量法正平衡测量法 反平衡测量法反平衡测量法 *40正平衡测量法：正平衡测量法： 直接测量输人热量和输出热量来确定效直接测量输人热量和输出热量来确定效率的方法。率的方法。 注注: :正平衡测量法亦称直接测量法或输正平衡测量法亦称直接测量法或输入输出法。入输出法。反平衡测量法：反平衡测量法： 通过测定各种燃烧产物热损失和锅炉散通过测定各种燃烧产物热损失和锅炉散

31、热损失来确定效率的方法。热损失来确定效率的方法。 注注: :反平衡测量法亦称间接测量法或热反平衡测量法亦称间接测量法或热损失法。损失法。 *41正平衡测量法：正平衡测量法： 锅炉输入热量锅炉输入热量 对应于对应于1kg1kg固体或液体燃料，其输入锅炉的热固体或液体燃料，其输入锅炉的热量可用下式计算：量可用下式计算： %10011QrQq。入的热量，外来热源加热空气时带；的热量，雾化燃油所用蒸汽带入；燃料的物理显热，；，燃料应用基低位发热量式中 kJ/kgQ kJ/kgQ kJ/kg kJ/kg kJ/kg Q wrwh,rrxnetarwhwrrxnetarQQQQQQ*42。褐煤；烟煤；无烟

32、煤、贫煤。其数值可取为：燃料干燥基比热，式中为固体燃料比热的计算式。未预热时可取燃料的温度，固体燃料；燃料应用基比热，式中燃料物理显热 CkJ/kg 1.13 CkJ/kg 1.09 CkJ/kg 0.92 CkJ/kg CkJ/kg 100M19. 4 100M-100 C20 CkJ/kg kJ/kg a. arar rdrdrdrdrdrarrrarrrarrxcccccctctcQ*43 kJ/kg 630 2510kJ/kg 2510 kJ/kg kg/kg G kJ/kg )2510( . ,whnetarrnetararwhwhwhwhwhQQQMhhGQQb即煤应用基低位发热量

33、，于燃，则锅炉输入热量就等热时，而且燃煤水分进行加空气都未利用外部热源对于燃煤锅炉，燃煤和。潜热，即炉时的焓，取为汽化雾化蒸汽随排烟离开锅；雾化用蒸汽的焓，油；蒸汽雾化燃油的汽耗量，式中热量可按下式计算：用蒸汽雾化燃油带入的的热量雾化燃油所用蒸汽带入*44 。空气的焓），的比焓（即暖风器出、入口处空气、；空气焓，暖风器出、入口处理论、；暖风器的过量空气系数式中按下式计算：热时，可前采用外来热源进行加当冷空气在进入锅炉之入的热量外来热源加热空气时带33okJ/NmNm1 )()( kJ/kg kJ/kg V )( . lkrkolkorklkrkolkorkwrctcthhctcthhQc*45

34、锅炉有效利用热量锅炉有效利用热量 过热蒸汽的吸热过热蒸汽的吸热 锅炉有效利用热量锅炉有效利用热量 再热蒸汽的吸热再热蒸汽的吸热 饱和蒸汽的吸热饱和蒸汽的吸热 排污水的吸热排污水的吸热 当锅炉不对外供应饱和蒸汽时，锅炉每小时当锅炉不对外供应饱和蒸汽时，锅炉每小时有效利用热量可用下式计算，即有效利用热量可用下式计算，即 *46。和水的焓，压力下饱包汽排污水的焓，它等于；蒸汽焓，分别为再热器出、入口、；的焓，给水的焓和锅炉蒸汽分别为过热器出口、；水的流量，蒸汽、排污分别为过热蒸汽、再热、式中kJ/kg kJ/kg kJ/kg kg/h kJ/kg )( )()( pw1pwzrzrgsgrzrgrg

35、spwpwzrzrzrgsgrgrhhhhhDDDBhhDhhDhhDQ *47反平衡测量法：反平衡测量法： % )(100 654321qqqqqq*481机械不完全燃烧热损失机械不完全燃烧热损失 q4 燃用固体燃料的锅炉，部分固体可燃物在炉燃用固体燃料的锅炉，部分固体可燃物在炉内没有参与燃烧或没有燃尽被排除炉外而造成的内没有参与燃烧或没有燃尽被排除炉外而造成的热损失。包括部分燃料经炉排掉入灰斗的漏煤损热损失。包括部分燃料经炉排掉入灰斗的漏煤损失；未燃尽的可燃物包裹在灰渣中被排出，落入失；未燃尽的可燃物包裹在灰渣中被排出，落入灰斗造成的灰渣损失；未燃尽的碳粒随烟气带走灰斗造成的灰渣损失；未燃

36、尽的碳粒随烟气带走的飞灰损失。的飞灰损失。 q4是燃用固体燃料锅炉热损失中较大的一项。是燃用固体燃料锅炉热损失中较大的一项。对于燃用气体或液体燃料的锅炉，正常燃烧时可对于燃用气体或液体燃料的锅炉，正常燃烧时可认为认为q40。 影响固体不完全燃烧热损失的主要因素有锅影响固体不完全燃烧热损失的主要因素有锅炉的燃烧方式、燃料特性、锅炉运行情况等。炉的燃烧方式、燃料特性、锅炉运行情况等。*49 在锅炉设计时，机械不完全燃烧热损失只在锅炉设计时，机械不完全燃烧热损失只能按经验数据来选取。能按经验数据来选取。 对于运行中的锅炉，机械不完全燃烧热损对于运行中的锅炉，机械不完全燃烧热损失可通过热平衡试验来测定

37、。失可通过热平衡试验来测定。 热平衡试验时，测定的项目包括：锅炉每热平衡试验时，测定的项目包括：锅炉每小时的飞灰量、灰渣量以及飞灰和灰渣中残余小时的飞灰量、灰渣量以及飞灰和灰渣中残余碳的含量。碳的含量。 此时，机械不完全燃烧热损失可按以下方此时，机械不完全燃烧热损失可按以下方法计算，即：法计算，即：*50。残残余余碳碳的的发发热热量量，每每；消消耗耗量量，表表示示锅锅炉炉每每小小时时的的燃燃料料残残余余碳碳的的含含量量百百分分数数；分分别别表表示示飞飞灰灰与与炉炉渣渣中中、；量量与与炉炉渣渣量量，分分别别表表示示每每小小时时的的飞飞灰灰、；损损失失的的热热量量，的的机机械械不不完完全全燃燃烧烧

38、分分别别表表示示飞飞灰灰和和炉炉渣渣中中、式式中中kJ/kgkg32866 kg/h kJ/kg kJ/kg kJ/kg 10032866 kJ/kg 10032866 4444BCCGGQQCBGQCBGQlzfhlzfhlzfhlzlzlzfhfhfh *51影响机械不完全燃烧热损失的主要因素影响机械不完全燃烧热损失的主要因素 机械不完全燃烧热损失是锅炉热损失中的机械不完全燃烧热损失是锅炉热损失中的一个主要项目，通常仅次于排烟热损失。一个主要项目，通常仅次于排烟热损失。 影响机械不完全燃烧热损失的主要因素有影响机械不完全燃烧热损失的主要因素有燃料性质、煤的颗粒度、燃烧方式、炉膛结构、燃料性

39、质、煤的颗粒度、燃烧方式、炉膛结构、锅炉负荷、炉内空气动力场以及运行情况等。锅炉负荷、炉内空气动力场以及运行情况等。 燃料性质：灰分、水分越大，挥发分越燃料性质：灰分、水分越大，挥发分越小，机械不完全燃烧热损失越大；小，机械不完全燃烧热损失越大； 炉膛结构：炉膛结构决定了煤在炉内停炉膛结构：炉膛结构决定了煤在炉内停留的时间和风混合的质量，从而影响到留的时间和风混合的质量，从而影响到q4 。 *52影响机械不完全燃烧热损失的主要因素影响机械不完全燃烧热损失的主要因素 锅炉负荷：锅炉负荷： 锅炉负荷过高时，单位时间送入炉内的煤锅炉负荷过高时，单位时间送入炉内的煤粉量和空气量都增加，煤停留时间缩短，

40、使机粉量和空气量都增加，煤停留时间缩短，使机械不完全燃烧热损失增大；械不完全燃烧热损失增大； 锅炉负荷较低时，炉膛温度降低，燃烧反锅炉负荷较低时，炉膛温度降低，燃烧反应速度减小，使机械不完全燃烧热损失增大。应速度减小，使机械不完全燃烧热损失增大。 *53影响机械不完全燃烧热损失的主要因素影响机械不完全燃烧热损失的主要因素 运行时的过量空气系数运行时的过量空气系数： 当当较小时，随着较小时，随着的增大，机械不完全的增大，机械不完全燃烧热损失不断减小；当燃烧热损失不断减小；当较大时，随着较大时，随着 的的增大，机械不完全燃烧热损失会逐渐增加。增大，机械不完全燃烧热损失会逐渐增加。 煤颗粒度：煤粉颗

41、粒越细小，则煤粉细煤颗粒度：煤粉颗粒越细小，则煤粉细度的数值越小，机械不完全燃烧热损失越小。度的数值越小，机械不完全燃烧热损失越小。 *542 2排烟热损失排烟热损失q2q2 烟气的温度比进入锅炉的空气温度要高。烟烟气的温度比进入锅炉的空气温度要高。烟气离开锅炉排入大气所带走的热量损失。它是锅气离开锅炉排入大气所带走的热量损失。它是锅炉热损失中较大的一项。炉热损失中较大的一项。 影响排烟热损失的因素主要是排烟温度和排影响排烟热损失的因素主要是排烟温度和排烟容积。烟容积。 排烟热损失按下式计算排烟热损失按下式计算 kJ/kgkJ/kg042() (1)100pypyklkqQIa Vct*55理

42、论空气量理论空气量 当当1kg1kg收到基燃料中可燃成分完全燃烧，烟收到基燃料中可燃成分完全燃烧，烟气中又无剩余氧存在时，这种理想情况下燃烧所气中又无剩余氧存在时，这种理想情况下燃烧所需的空气量称为理论空气量。需的空气量称为理论空气量。实际空气量实际空气量 在锅炉实际运行时，由于锅炉燃烧技术条在锅炉实际运行时，由于锅炉燃烧技术条件的限制，不可能做到空气与燃料理想的混合。件的限制，不可能做到空气与燃料理想的混合。为使燃料尽可能的燃尽完全燃烧），实际供给为使燃料尽可能的燃尽完全燃烧），实际供给的空气量要比计算出的理论空气量多。的空气量要比计算出的理论空气量多。 *56过量空气系数过量空气系数） 实

43、际空气量与理论空气量之差称为过量空实际空气量与理论空气量之差称为过量空气，而实际空气量与理论空气量的比值称为过量气，而实际空气量与理论空气量的比值称为过量空气系数空气系数）。）。 过量空气系数是锅炉运行的重要指标之一。过量空气系数是锅炉运行的重要指标之一。其值偏低时，不能保证完全燃烧，其值偏大时，其值偏低时，不能保证完全燃烧，其值偏大时，不参与燃烧的大量冷空气进入炉内吸热，并随烟不参与燃烧的大量冷空气进入炉内吸热，并随烟气排入大气而带走热量，使热损失增大，同时使气排入大气而带走热量，使热损失增大，同时使风机耗电量增加。因此，锅炉运行中应确定合理风机耗电量增加。因此，锅炉运行中应确定合理的过量空

44、气系数，既使燃料完全燃烧，又使各项的过量空气系数，既使燃料完全燃烧，又使各项热损失最小。热损失最小。*573气体不完全燃烧热损失气体不完全燃烧热损失q3） 由于一部分可燃气体由于一部分可燃气体CO、H2等未能燃等未能燃烧放热，随烟气排出造成的热量损失烧放热，随烟气排出造成的热量损失4342(126.36358.18107.98590.79)(1)100gymnqQVCOCHHC H kJ/kg kJ/kg*584 4炉体散热损失炉体散热损失q5q5） 锅炉运行时，由于炉墙、锅筒、钢架、管锅炉运行时，由于炉墙、锅筒、钢架、管道及其他附件等表面温度高于周围空气温度，部道及其他附件等表面温度高于周围

45、空气温度，部分热量从炉体表面向外界散失，形成炉体散热损分热量从炉体表面向外界散失，形成炉体散热损失。其大小主要取决于锅炉散热表面面积的大小、失。其大小主要取决于锅炉散热表面面积的大小、外表面温度以及周围空气的温度。外表面温度以及周围空气的温度。 GB/T 10180-2019 GB/T 10180-2019 中规定了中规定了3 3种取值方法。种取值方法。*59*60*61*625 5其他热损失其他热损失 （q6q6） 主要包括灰渣物理热损失主要包括灰渣物理热损失 、冷却热损、冷却热损失等。失等。6()100arlzlzrlzAactQQC kJ/kg*631 1测试依据标准测试依据标准 GB1

46、0180-2019 GB10180-2019工业锅炉热工试验规范工业锅炉热工试验规范 GB/T15317-94 GB/T15317-94工业锅炉节能监测方法工业锅炉节能监测方法 考核依据标准考核依据标准 GB/T15317-94 GB/T15317-94工业锅炉节能监测方法工业锅炉节能监测方法*642 2考核指标考核指标额定蒸发量,MW额定供热量, GJ/h热效率,%0.72.5551.45602.810654.21570725721450741.1 1.1 热效率合格指标热效率合格指标*652 2考核指标考核指标1.2 1.2 排烟温度合格指标排烟温度合格指标额定蒸发量， MW0.71.42

47、.84.2714额定供热量，GJ/h2.5510152550排烟温度，250220200180160*662 2考核指标考核指标1.3 1.3 空气系数合格指标空气系数合格指标位 置空气系数燃煤燃油、天然气排烟处2.41.6*672 2考核指标考核指标1.4 1.4 炉渣含碳量合格指标炉渣含碳量合格指标煤 种烟 煤无烟煤炉渣含碳量，%20251.5 1.5 炉体外表面温度合格指标炉体外表面温度合格指标位 置侧 面炉 顶炉体外表面温度，5070*683 3标准适用范围标准适用范围 GB10180-2019 GB10180-2019规定了工作压力小于规定了工作压力小于3.8 MPa3.8 MPa的

48、的蒸汽锅炉以及热水锅炉热工性能试验蒸汽锅炉以及热水锅炉热工性能试验( (包括定型试包括定型试验、验收试验、仲栽试验和运行试验验、验收试验、仲栽试验和运行试验) )的方法，并的方法，并规定了以表格形式表示试验结果。规定了以表格形式表示试验结果。 本标准适用于手工或机械燃烧固体燃料的锅本标准适用于手工或机械燃烧固体燃料的锅炉、燃烧液体或气体燃料的锅炉和以电作为热能炉、燃烧液体或气体燃料的锅炉和以电作为热能的锅炉。热油载体锅炉及以垃圾作燃料的锅炉可的锅炉。热油载体锅炉及以垃圾作燃料的锅炉可参照采用。本标准不适用于余热锅炉。参照采用。本标准不适用于余热锅炉。*694 4总则总则 测定锅炉效率应同时采用

49、正平衡法和反平测定锅炉效率应同时采用正平衡法和反平衡法，锅炉效率取正平衡法与反平衡法测得的衡法，锅炉效率取正平衡法与反平衡法测得的平均值。平均值。 当锅炉额定燕发量当锅炉额定燕发量( (额定热功率额定热功率) )大于或等大于或等于于20 t/h(14 MW)20 t/h(14 MW)，用正平衡法测定有困难时，用正平衡法测定有困难时，可采用反平衡法测定锅炉效率可采用反平衡法测定锅炉效率; ; 手烧锅炉允许只用正平衡法测定锅炉效率。手烧锅炉允许只用正平衡法测定锅炉效率。*705 5试验要求试验要求 5.1 5.1 正式试验应在锅炉热工况稳定和燃烧调正式试验应在锅炉热工况稳定和燃烧调整到试验工况整到

50、试验工况1h1h后开始进行。锅炉热工况稳后开始进行。锅炉热工况稳定系指锅炉主要热力参数在许可波动范围内定系指锅炉主要热力参数在许可波动范围内其平均值已不随时间不断变化的状态，热工其平均值已不随时间不断变化的状态，热工况稳定所需时间况稳定所需时间( (自冷态点火开始自冷态点火开始) )一般规定一般规定为为: : 对无砖墙对无砖墙( (快、组装快、组装) )的锅壳式燃油、燃气锅的锅壳式燃油、燃气锅 炉不少于炉不少于1h ,1h ,燃煤锅炉不少于燃煤锅炉不少于4h ; 4h ; b) b) 对轻型炉墙锅炉不少于对轻型炉墙锅炉不少于8h ; 8h ; c) c) 对重型炉墙锅炉不少于对重型炉墙锅炉不少

51、于24h24h。*715.2 5.2 锅炉出力的最大允许波动正负值应符合图锅炉出力的最大允许波动正负值应符合图1 1要求要求: : *725.3 在试脸结束时，锅筒水位和煤斗的煤位均应在试脸结束时，锅筒水位和煤斗的煤位均应与试验开始时一致，如不一致应进行修正。试验与试验开始时一致，如不一致应进行修正。试验期间期间过量空气系数、给煤量、给水量、炉排速度、煤过量空气系数、给煤量、给水量、炉排速度、煤层或沸腾嫌烧锅沪料层高度应基本相同。层或沸腾嫌烧锅沪料层高度应基本相同。 对对 于手于手 烧烧 锅炉在试验开始前和试验结束前均应锅炉在试验开始前和试验结束前均应进行一次清炉。注意结束时与开始时，煤层厚度

52、进行一次清炉。注意结束时与开始时，煤层厚度和燃烧状况应基本一致。和燃烧状况应基本一致。*735.4 5.4 正式试验测试时间应按下述规定正式试验测试时间应按下述规定: : a) a) 火床燃烧、火室燃烧、沸腾燃烧固体燃料锅炉火床燃烧、火室燃烧、沸腾燃烧固体燃料锅炉应不少于应不少于4h ; 4h ; b) b) 火床燃烧甘蔗渣、木柴、稻壳及其他固体燃料火床燃烧甘蔗渣、木柴、稻壳及其他固体燃料锅护应不少于锅护应不少于6h; 6h; c) c) 对于手烧炉排、下饲炉排等锅炉应不少于对于手烧炉排、下饲炉排等锅炉应不少于5h;5h;对于手烧锅炉，试验时间内至少应包含一个完整对于手烧锅炉，试验时间内至少应包含一个完整的出渣周期的出渣周期 ; ; d) d) 液体燃料和气体燃料锅炉应不少于液体燃料和气体燃料锅炉应不少于2h 2h 。*745.5 每次试验的正、反平衡测得的效率之差应不每次试验的正、反平衡测得的效率之差应不大于大于5%，两次试验测得的正平衡效率之差应不，两次试验测得的正平衡效率之差应不大大 于于 3% ，两次试验测得的反平衡效率之差应不，两次试验测得的反平衡效率之差应不大于大于