锅炉效率课件

1锅炉效率的深入理解华北电力科学研究院电站锅炉技术研究所赵振宁1锅炉效率的深入理解华北电力科学研究院电站锅炉技术研究所一、前言与背景锅炉效率课件电厂能源转化流程辅机燃料燃烧传热蒸汽汽机排放发电机水空气冷凝加热器电能机械能废热电电厂能源转化流程辅机燃料燃烧传热蒸汽汽机排放发电机水空气冷凝空气不要钱！水是循环用的！发电厂中，人们主动输入锅炉系统的热量仅来自有燃料发热量，其它那些热量都是在发电厂内部循环！空气不要钱！水是循环用的！转化过程特点1）燃料（化学能）→热烟气（热能）→蒸汽→汽机→旋转机械能→电能2）低级转化为高级，必须由辅机驱动，但辅机用能源于燃料的能源3）锅炉效率约在93%左右，汽机效率约在40~45%，因而，整个发电流程的转化效率很低（30%~40%），关键是汽机效率低4）锅炉的净效率提高1%，差不多相当于整体循环效率提高1%。转化过程特点1）燃料（化学能）→热烟气（热能）→蒸汽锅炉的功能在保证安全的前提下：1、尽可能的提高锅炉效率；2、保证蒸汽参数3、辅机消耗最小4、产生最少的污染物锅炉的功能在保证安全的前提下：第1部分，锅炉效率的正确理解锅炉效率课件锅炉效率定义1）锅炉效率：输出锅炉热量占输入锅炉热量的百分比2）正反平衡效率：正平衡效率反平衡效率锅炉效率定义1）锅炉效率：锅炉效率的含义正反平衡效率的比较锅炉效率的含义正反平衡效率的比较锅炉效率的含义不同的工况下锅炉效率有很大差别b.反平衡效率测量精度高，但只能测量某一固定工况下的效率c.正平衡效率精度低，但对负荷要求不高，它天然就是对负荷加权平均值，适合对一段时间内的锅炉效率d.所以，我们习惯以“正平衡效率计算供电煤耗，正平衡效率来验收”锅炉效率的含义不同的工况下锅炉效率有很大差别锅炉效率含义3）燃烧效率、传热效率与保温效率锅炉效率含义3）燃烧效率、传热效率与保温效率三个效率之间，对应三类损失：1）燃烧效率←→未完全燃烧损失2）传热效率←→显热损失3）保温效率←→散热损失其中：1）燃烧效率>98%2）传热效率>93%3）保温效率>99%

三个效率之间，对应三类损失：锅炉效率课件锅炉效率课件锅炉效率课件为什么会是这样？传热效率是锅炉效率中最主要的因素,从某种程度上说，金属受热面的多少决定着传热效率的高低，考核锅炉效率主要是考核锅炉厂锅炉设计是否足量给足，配比是否合适。为什么会是这样？锅炉效率的含义4）毛效率与燃料效率以锅炉自然边界为研究对象，所有进入锅炉系统的热量都算作输入热量，称为毛效率。以锅炉自然边界为研究对象，所有人们主动输入锅炉系统的热量算作输入热量基础上的效率，称为燃料效率。

锅炉效率的含义4）毛效率与燃料效率锅炉效率课件锅炉效率的含义4）毛效率与燃料效率

以锅炉自然边界为研究对象，所有进入锅炉系统的热量都算作输入热量，称为毛效率。以锅炉自然边界为研究对象，所有人们主动输入锅炉系统的热量算作输入热量基础上的效率，称为燃料效率。人们主动输入的热量只有燃料的发热量。其它热量如何办

锅炉效率的含义4）毛效率与燃料效率没有带入热量时两者基本相同，如夏天试验，但有带入热量时，两者相差很大，如冬天带暖风器时燃料效率才是表达了能源转化的效率毛效率表达传热效率时更加贴切

计算煤耗时必须用燃料效率，验收时可用燃料效率，也可以用毛效率，换言之，我们节能时也必须以燃料效率的提高为目的。没有带入热量时两者基本相同，如夏天试验，但有带入热量时，两者5）入炉基和入场基（高位、低位发热量）a.入厂基指电厂收到燃料的基准，即买卖基；b.入炉基指导马上进入锅炉燃烧基准c.高位发热量指燃料燃烧完，水分完全凝结后放出的热量；低位发热量指高位热量扣除水分凝结后放热的部分；d.锅炉排烟温度一般大于120℃，所以，水分凝结放热在烟气离开锅炉后的环境大气中进行。因而在燃料买卖、锅炉设计、锅炉的燃烧中只能放出低位热量5）入炉基和入场基（高位、低位发热量）e.由于汽化潜热数量巨大，所以很小水分变化就会引起入厂煤与入炉煤很大的差别，反应到锅炉效率上：煤干燥会使实际的锅炉效率升高很多；煤喷水会使实际的锅炉效率降低很多；f.在试验时，取样位于入炉煤，反应不出水分的这个变化及其引起的热量变化。e.由于汽化潜热数量巨大，所以很小水分变化就会引起入厂煤第2部分锅炉效率的正确计量

A.试验计量

B.理论基础

C.在线计量锅炉效率课件A.试验计量A.试验计量A.试验计量气体未完全燃烧损失（化学未完全燃烧损失）A.试验计量气体未完全燃烧损失（化学未完全燃烧损失）A.试验计量固体未完全燃烧损失（机械未完全燃烧损失）A.试验计量固体未完全燃烧损失（机械未完全燃烧损失）A.试验计量平均灰渣含碳量的计算很重要：顺便就把q6显热损失就算了：A.试验计量平均灰渣含碳量的计算很重要：A.试验计量排烟损失的计算主要是确定烟气量与烟气比热A.试验计量排烟损失的计算A.试验计量验收试验的燃料规律是精确的化学方程式利用摩尔当量就可以求出单位质量燃料燃烧所产生的氧气量，如：A.试验计量验收试验的燃料规律是精确的化学方程式A.试验计量烟气量与组分：

……有过量空气系数时的烟气量与组分

……A.试验计量烟气量与组分：A.试验计量过量空气系数由氧量测量所得大家用得最多的简化式A.试验计量过量空气系数由氧量测量所得A.试验计量

知道了组分，就可以用组分计算加权平均来计算单位质量燃料燃烧所产生的烟气的比热。

A.试验计量知道了组分，就可以用组分计算加B.理论基础简单介绍一下如下几个基本的基础理论：

1）理想气体

2）状态方程与状态参数

3）热力过程及其路径无关性

4）摩尔量

5）道而顿分压原理B.理论基础简单介绍一下如下几个基本的基础理论：B.理论基础1）理想气体概念一种假想的理论气体模型，其分子由一些弹性、无体积、无相互作用力的质点组成。这些小质点一直在不停的运动，相互撞来撞去，这种运动即为分子热运动，样就产生了热量，产生了温度：如果这部分气体处在一个固定的空间之内，就会连续不断的对壁面产生撞击力，从而就产生了压力：B.理论基础1）理想气体概念B.理论基础2）状态参数状态：温度表示了单个分子运行的剧烈程度，而压力则表示了分子运行的剧烈程度与这样运行分子个数的多少。从中可见，气体压力与温度的本质是相同的，当然可以相互转化，温度与压力之和为气体总能，即焓。温度、压力等参数实际上都是描述分子状态的，所以这些参数也称为状态参数，除温度压力外，我们还常见的状态参数还有密度（比容）、比热等。B.理论基础2）状态参数B.理论基础3）热力过程路径无关性B.理论基础3）热力过程路径无关性B.理论基础

最典型的应用，就是我们在计算显热损失是所应用的：

Q＝G×Cp×（t1-t2)Q＝V×Cp×（t1-t2)

对于气体来说，定压比热Cp是除温度、压力、密度外最为重要状态参数，固体的定压比热与定容比热相同

B.理论基础最典型的应用，就是我们在计算显B.理论基础理想气体状态方程：电站锅炉中烟气侧的绝大多数气体都可以看作理想气体，这样就可以应用状态方程来求解，如B.理论基础理想气体状态方程：B.理论基础4）摩尔量计量物质的另外一种常见的方法，即不管高矮胖瘦，数个数的方法。1摩尔物理含有6.02×1023个分子。

1摩尔物质的质量正好等于其分子量，同时1摩尔任何气体的体积都是22.4标升。如：1摩尔CO2具有22.4标升体积44g重，而1摩尔O2则具有22.4标升32g重B.理论基础4）摩尔量B.理论基础5）道尔顿分压原理

1摩尔任何气体的体积都是22.4标升的原因是气体中，分子与分子间的距离至少是分子的十倍造成的，即1个分子所造成的空间是其自身体积的1/1000.

因此，多种气体混合时，其产生的效应与自身分子的大小没有什么关系，这就是道尔顿分压原理，即混合气体中压力比＝摩尔比＝体积比所以，我们可以用体积比来加权平均计算混合气体的总能B.理论基础5）道尔顿分压原理C.在线计量

对于电厂来说，验收试验往往难以达到，所在更重要的是在线性能计算，在线计算出较为准确的结果，才能更准确的指导运行人员向高效的方向调整。

C.在线计量C.在线计量1）关于在线性能计算q3假定为0；q4、q5、q6与验收试验完全相同由于没有在线元素分析，所以q2确定难算法很多；都是近似公式；近似公式使用的不对经常导致计算出结果比较令人难以接受C.在线计量1）关于在线性能计算C.在线计量2）使用工业分析数据来确定烟气量煤炭的主要发热成分是其中的碳元素，氢元素热值高，但所占的比例很小，因而可以近似地把实际的煤炭看作是碳元素与灰分、水分等惰性物质的混合物，并基于这种假定建立发热量与理论干空气量之间的关系

C.在线计量2）使用工业分析数据来确定烟气量C.在线计量2）使用工业分析数据来确定烟气量对于大部分燃料来说，理论空气量与理论烟气量的体积是相差很小实际烟气中的氧量来确定过量空气系数实际烟气量为理论烟气量与过量空气之和C.在线计量2）使用工业分析数据来确定烟气量C.在线计量3）烟气组分：

ASME认为：燃料为煤时，干烟气中的主要成分是N2，约为81%左右，O2与RO2之和为19%左右。德国很多的烟气分析仪厂家则认为O2与RO2之和为19.6%，并把它们集成到仪器里，用19.6减去O2方法给出CO2测量值。

C.在线计量3）烟气组分：C.在线计量4）排烟损失算法C.在线计量4）排烟损失算法C.在线计量5）常见错误

a.用氧化锆所测的氧量进行直接计算，其本质是用湿基氧量代替干基氧量

b.用空预器前的氧量进行直接计算，其本质是用空预器的流量代替空预器出口的流量

c.两者都少算，就会导致排烟损失减少，锅炉效率虚高C.在线计量5）常见错误C.在线计量6）干湿基氧量干基氧量即氧气体积占实际烟气CO2、N2、SO2、O2四种烟气成分总体积的比例。湿基氧量即氧气体积占干烟气量与烟气水蒸气之和的体积比例。氧化锆测量烟气中的氧量时，所要求的烟气温度为600~700℃，而此时烟气中的水蒸气还以过热蒸气状态存在，因而其测量出的氧量为湿基氧量C.在线计量6）干湿基氧量C.在线计量7）空预器前后氧量的差别由于炉膛出口到空预器，锅炉都采用包覆管，与外界的缝隙仅有少量穿墙管，所以几乎没有什么漏风，且此处烟气流程长，氧量测量稳定，该处氧量测量实际代表炉膛出口的过量空气大小，用于控制燃烧总风量，入口氧量所有锅炉都有。空预器烟风道实际上连通的，由空气侧向烟气侧的漏风不可忽视，漏入空气成为排烟的一部分，所以空预器出口氧量明显大于空预前氧量实际表示排烟体积大了。出口氧量很多锅炉都没有。C.在线计量7）空预器前后氧量的差别8）8）2.4.1基于湿基氧量的计算模型１）干烟气体积计算公式：２）水蒸气体积来源于燃料中的氢燃烧、水分蒸发及由燃烧空气带入的水分三部分。假定空气中的湿度为0.01kg/kg，则水蒸气总体积由下式计算：３）整理可得干湿基氧量转化公式为：

2.4.1基于湿基氧量的计算模型１）干烟气体积计算公式：2.4.1基于湿基氧量的计算模型４）代入过量空气系数计算公式得到过量空气系数与湿基氧量的关系：５）由湿基氧量直接计算过量空气系数公式如下2.4.1基于湿基氧量的计算模型４）代入过量空气系数计算公锅炉效率课件C.在线计量5）正确的算法a.干湿基氧量转化b.用转化后的氧量计算过量空气系数c.用空预器漏风率来通过入口氧量计算出口过量空气系数d.基于以上计算锅炉排烟烟气量并计算q2C.在线计量5）正确的算法C.在线计量差别很大哟C.在线计量差别很大哟

由此可见，简单的锅炉效率，中间包含了很多的内容，我们必须在正确的理解上，才能追求正确的工作方向。

由此可见，简单的锅炉效率，中间包含了很多的57锅炉效率的深入理解华北电力科学研究院电站锅炉技术研究所赵振宁1锅炉效率的深入理解华北电力科学研究院电站锅炉技术研究所一、前言与背景锅炉效率课件电厂能源转化流程辅机燃料燃烧传热蒸汽汽机排放发电机水空气冷凝加热器电能机械能废热电电厂能源转化流程辅机燃料燃烧传热蒸汽汽机排放发电机水空气冷凝空气不要钱！水是循环用的！发电厂中，人们主动输入锅炉系统的热量仅来自有燃料发热量，其它那些热量都是在发电厂内部循环！空气不要钱！水是循环用的！转化过程特点1）燃料（化学能）→热烟气（热能）→蒸汽→汽机→旋转机械能→电能2）低级转化为高级，必须由辅机驱动，但辅机用能源于燃料的能源3）锅炉效率约在93%左右，汽机效率约在40~45%，因而，整个发电流程的转化效率很低（30%~40%），关键是汽机效率低4）锅炉的净效率提高1%，差不多相当于整体循环效率提高1%。转化过程特点1）燃料（化学能）→热烟气（热能）→蒸汽锅炉的功能在保证安全的前提下：1、尽可能的提高锅炉效率；2、保证蒸汽参数3、辅机消耗最小4、产生最少的污染物锅炉的功能在保证安全的前提下：第1部分，锅炉效率的正确理解锅炉效率课件锅炉效率定义1）锅炉效率：输出锅炉热量占输入锅炉热量的百分比2）正反平衡效率：正平衡效率反平衡效率锅炉效率定义1）锅炉效率：锅炉效率的含义正反平衡效率的比较锅炉效率的含义正反平衡效率的比较锅炉效率的含义不同的工况下锅炉效率有很大差别b.反平衡效率测量精度高，但只能测量某一固定工况下的效率c.正平衡效率精度低，但对负荷要求不高，它天然就是对负荷加权平均值，适合对一段时间内的锅炉效率d.所以，我们习惯以“正平衡效率计算供电煤耗，正平衡效率来验收”锅炉效率的含义不同的工况下锅炉效率有很大差别锅炉效率含义3）燃烧效率、传热效率与保温效率锅炉效率含义3）燃烧效率、传热效率与保温效率三个效率之间，对应三类损失：1）燃烧效率←→未完全燃烧损失2）传热效率←→显热损失3）保温效率←→散热损失其中：1）燃烧效率>98%2）传热效率>93%3）保温效率>99%

三个效率之间，对应三类损失：锅炉效率课件锅炉效率课件锅炉效率课件为什么会是这样？传热效率是锅炉效率中最主要的因素,从某种程度上说，金属受热面的多少决定着传热效率的高低，考核锅炉效率主要是考核锅炉厂锅炉设计是否足量给足，配比是否合适。为什么会是这样？锅炉效率的含义4）毛效率与燃料效率以锅炉自然边界为研究对象，所有进入锅炉系统的热量都算作输入热量，称为毛效率。以锅炉自然边界为研究对象，所有人们主动输入锅炉系统的热量算作输入热量基础上的效率，称为燃料效率。

锅炉效率的含义4）毛效率与燃料效率锅炉效率课件锅炉效率的含义4）毛效率与燃料效率

以锅炉自然边界为研究对象，所有进入锅炉系统的热量都算作输入热量，称为毛效率。以锅炉自然边界为研究对象，所有人们主动输入锅炉系统的热量算作输入热量基础上的效率，称为燃料效率。人们主动输入的热量只有燃料的发热量。其它热量如何办

锅炉效率的含义4）毛效率与燃料效率没有带入热量时两者基本相同，如夏天试验，但有带入热量时，两者相差很大，如冬天带暖风器时燃料效率才是表达了能源转化的效率毛效率表达传热效率时更加贴切

计算煤耗时必须用燃料效率，验收时可用燃料效率，也可以用毛效率，换言之，我们节能时也必须以燃料效率的提高为目的。没有带入热量时两者基本相同，如夏天试验，但有带入热量时，两者5）入炉基和入场基（高位、低位发热量）a.入厂基指电厂收到燃料的基准，即买卖基；b.入炉基指导马上进入锅炉燃烧基准c.高位发热量指燃料燃烧完，水分完全凝结后放出的热量；低位发热量指高位热量扣除水分凝结后放热的部分；d.锅炉排烟温度一般大于120℃，所以，水分凝结放热在烟气离开锅炉后的环境大气中进行。因而在燃料买卖、锅炉设计、锅炉的燃烧中只能放出低位热量5）入炉基和入场基（高位、低位发热量）e.由于汽化潜热数量巨大，所以很小水分变化就会引起入厂煤与入炉煤很大的差别，反应到锅炉效率上：煤干燥会使实际的锅炉效率升高很多；煤喷水会使实际的锅炉效率降低很多；f.在试验时，取样位于入炉煤，反应不出水分的这个变化及其引起的热量变化。e.由于汽化潜热数量巨大，所以很小水分变化就会引起入厂煤第2部分锅炉效率的正确计量

A.试验计量

B.理论基础

C.在线计量锅炉效率课件A.试验计量A.试验计量A.试验计量气体未完全燃烧损失（化学未完全燃烧损失）A.试验计量气体未完全燃烧损失（化学未完全燃烧损失）A.试验计量固体未完全燃烧损失（机械未完全燃烧损失）A.试验计量固体未完全燃烧损失（机械未完全燃烧损失）A.试验计量平均灰渣含碳量的计算很重要：顺便就把q6显热损失就算了：A.试验计量平均灰渣含碳量的计算很重要：A.试验计量排烟损失的计算主要是确定烟气量与烟气比热A.试验计量排烟损失的计算A.试验计量验收试验的燃料规律是精确的化学方程式利用摩尔当量就可以求出单位质量燃料燃烧所产生的氧气量，如：A.试验计量验收试验的燃料规律是精确的化学方程式A.试验计量烟气量与组分：

……有过量空气系数时的烟气量与组分

……A.试验计量烟气量与组分：A.试验计量过量空气系数由氧量测量所得大家用得最多的简化式A.试验计量过量空气系数由氧量测量所得A.试验计量

知道了组分，就可以用组分计算加权平均来计算单位质量燃料燃烧所产生的烟气的比热。

A.试验计量知道了组分，就可以用组分计算加B.理论基础简单介绍一下如下几个基本的基础理论：

1）理想气体

2）状态方程与状态参数

3）热力过程及其路径无关性

4）摩尔量

5）道而顿分压原理B.理论基础简单介绍一下如下几个基本的基础理论：B.理论基础1）理想气体概念一种假想的理论气体模型，其分子由一些弹性、无体积、无相互作用力的质点组成。这些小质点一直在不停的运动，相互撞来撞去，这种运动即为分子热运动，样就产生了热量，产生了温度：如果这部分气体处在一个固定的空间之内，就会连续不断的对壁面产生撞击力，从而就产生了压力：B.理论基础1）理想气体概念B.理论基础2）状态参数状态：温度表示了单个分子运行的剧烈程度，而压力则表示了分子运行的剧烈程度与这样运行分子个数的多少。从中可见，气体压力与温度的本质是相同的，当然可以相互转化，温度与压力之和为气体总能，即焓。温度、压力等参数实际上都是描述分子状态的，所以这些参数也称为状态参数，除温度压力外，我们还常见的状态参数还有密度（比容）、比热等。B.理论基础2）状态参数B.理论基础3）热力过程路径无关性B.理论基础3）热力过程路径无关性B.理论基础

最典型的应用，就是我们在计算显热损失是所应用的：

Q＝G×Cp×（t1-t2)Q＝V×Cp×（t1-t2)

对于气体来说，定压比热Cp是除温度、压力、密度外最为重要状态参数，固体的定压比热与定容比热相同

B.理论基础最典型的应用，就是我们在计算显B.理论基础理想气体状态方程：电站锅炉中烟气侧的绝大多数气体都可以看作理想气体，这样就可以应用状态方程来求解，如B.理论基础理想气体状态方程：B.理论基础4）摩尔量计量物质的另外一种常见的方法，即不管高矮胖瘦，数个数的方法。1摩尔物理含有6.02×1023个分子。

1摩尔物质的质量正好等于其分子量，同时1摩尔任何气体的体积都是22.4标升。如：1摩尔CO2具有22.4标升体积44g重，而1摩尔O2则具有22.4标升32g重B.理论基础4）摩尔量B.理论基础5）道尔顿分压原理

1摩尔任何气体的体积都是22.4标升的原因是气体中，分子与分子间的距离至少是分子的十倍造成的，即1个分子所造成的空间是其自身体积的1/1000.

因此，多种气体混合时，其产生的效应与自身分子的大小没有什么关系，这就是道尔顿分压原理，即混合气体中压力比＝摩尔比＝体积比所以，我们可以用体积比来加权平均计算混合气体的总能B.理论基础5）道尔顿分压原理C.在线计量

对于电厂来说，验收试验往往难以达到，所在更重要的是在线性能计算，在线计算出较为准确的结果，才能更准确的指导运行人员向高效的方向调整。

C.在线计量C.在线计量1）关于在线性能计算q3假定为0；q4、q5、q6与验收试验完全相同由于没有在线元素分析，所以q2确定难算法很多；都是近似公式；近似公式使用的不对经常导致计算出结果比较令人难以接受C.在线计量1）关于在线性能计算C.在线计量2）使用工业分析数据来确定烟气量煤炭的主要发热成分是其中的碳元素，氢元素热值高，但所占的比例很小，因而可以近似地把实际的煤炭看作是碳元素与灰分、水分等惰性物质的混合物，并基于这种假定建立发热量与理论干空气量之间的关系

C.在线计量2）使用工业分析数据来确定烟气量C.在线计量2）使用工业分析数据来确定烟气量对于大部分燃料来说，理论空气量与理论烟气量的体积是相差很小实际烟气中的氧量来确定过量空气系数实际烟气量为理论烟气量与过量空气之和C.在线计量2）使用工业分析数据来确定烟气量C.在线计量3）烟气组分：

ASME认为：燃料为煤时，干烟气中的主要成分是N2，约为81%左右，O2与RO2之和为19%左右。德国很多的烟气分析仪厂家则认为O2与RO2之和为19.6%，并把它们集成到仪器里，用19.6减去O2方法给出CO2测量值。

C.在线计量3）烟气组分：C.在线计量4）排烟损失算法C.在线计量4）