华北电力大学(北京)锅炉原理第三章

锅炉(guōlú)原理郭永红华北电力大学能源动力与机械(jīxiè)工程学院guoyonghong@主楼F717,61772811品资料本章(běnzhānɡ)重点1，过量空气系数2，理论空气量3，锅炉(guōlú)效率 4，排烟损失5，气体不完全燃烧损失6，固体不完全燃烧损失7，散热损失8，灰渣（底灰）物理热损失精品资料第三章燃料燃烧计算和锅炉(guōlú)机组热平衡燃料燃烧计算(jìsuàn)：空气量、烟气量空气、烟气、水蒸气均为理想气体0℃，1标准大气压(101325Pa)状态下的立方米精品资料3.1燃烧(ránshāo)过程的化学反应1，碳的完全(wánquán)燃烧碳的不完全(wánquán)燃烧精品资料2，氢的燃烧(ránshāo)3，硫的燃烧(ránshāo)精品资料3.2燃烧(ránshāo)所需要的空气量1，1.0kg煤燃烧需要(xūyào)的理论空气量其中：V0干空气；R+O2→RO2精品资料2，实际空气量和过量(guò〃liàng)空气系数实际(shíjì)空气量过量空气量精品资料3，漏风(lòufēng)系数和空气平衡漏风(lòufēng)系数任意烟道截面空气预热器炉膛漏风、制粉系统漏风精品资料3.3燃烧(ránshāo)产生的烟气量1，理论烟气量：实际参加燃烧的湿空气中的干空气量等于理论空气量，且使1kg的燃料完全(wánquán)燃烧时产生的烟气量Vy0烟气成分：CO2，SO2，N2，H2O

精品资料理论烟气(yānqì)量的计算二氧化碳和二氧化硫的体积理论氮气体积精品资料(3)理论(lǐlùn)水蒸汽体积理论(lǐlùn)烟气量:0.0161:1m3干空气(kōngqì)中水蒸气含量Wwh:kg/kg精品资料2，完全燃烧时的实际烟气(yānqì)量烟气(yānqì)成分：N2，CO2，O2，H2O，SO2完全燃烧时的实际烟气(yānqì)量计算：二氧化碳和二氧化硫的体积氮气体积精品资料(3)氧气体积(tǐjī)(4)水蒸汽体积(tǐjī)烟气体积(tǐjī)干烟气体积(tǐjī)精品资料3，不完全燃烧时的烟气量(N2，CO2，CO，O2，H2O，SO2)(1)一氧化碳(yīyǎnghuàtàn)和二氧化碳的体积：(2)不完全燃烧时烟气中的氧体积(3)干烟气体积(为不完全燃烧方程式准备)精品资料4，烟气中三原子(yuánzǐ)气体的容积份额和飞灰浓度飞灰浓度：p——烟气总压力(yālì)，MPa；一般取p=0.098MPaafh——飞灰占总灰分的质量份额，一般取0.9~0.95my——1kg燃料燃烧得到的烟气质量，kg/kg1.306αV0——1kg燃料燃烧所需空气及所含水分转入烟气的质量，kg/kg精品资料3.4烟气(yānqì)分析1，干烟气的容积(róngjī)成分精品资料2，奥氏烟气(yānqì)分析仪1.KOH→RO22.C6H3(OH)3→O2+RO23.Cu(NH3)2Cl→CO+O2精品资料根据(gēnjù)烟气分析结果计算干烟气体积精品资料3.5燃烧(ránshāo)方程式不完全燃烧干烟气(yānqì)体积不完全燃烧方程式：精品资料完全(wánquán)燃烧时，CO=0完全(wánquán)燃烧方程式：精品资料3.6运行中过量(guò〃liàng)空气系数的确定运行(yùnxíng)中精品资料运行中，不完全(wánquán)燃烧的过量空气系数运行(yùnxíng)中，完全燃烧的过量空气系数运行中，过量空气系数的近似公式精品资料3.7空气(kōngqì)和烟气的焓1，空气(kōngqì)焓：定压条件下，1kg燃料所需空气(kōngqì)量从0加热到t℃时所需的热量，kJ/kg理论空气(kōngqì)焓实际空气焓精品资料2，烟气(yānqì)焓当4187afhAar/Qar,net≥6时，才计算(jìsuàn)飞灰焓精品资料精品资料§3.8锅炉(guōlú)机组热平衡1，热平衡方程(fāngchéng)反平衡法精品资料2，锅炉输入(shūrù)热量Qr2.1燃料的物理显热低位发热量(rèliàng)，燃料的物理显热，外热源加热空气时带入的热量(rèliàng)，雾化燃油所用蒸汽带入的热量(rèliàng)。精品资料2.2外热源加热空气带入的热量2.3雾化燃油所用(suǒyònɡ)蒸汽带入的热量雾化1kg燃油消耗(xiāohào)的蒸汽量,kg/kg；雾化蒸汽在入口参数下的焓，运行基准温度下饱和蒸汽的焓≈2510kJ/kg。燃煤锅炉：燃料、空气没有外界热量预热，水分Mar<Qar,net/630%，输入热量Qr=Qar,net精品资料3，固体不完全(wánquán)燃烧损失Q43.1运行(yùnxíng)试验时飞灰中的碳炉渣中的碳沉降灰中的碳石子煤精品资料3.2设计(shèjì)锅炉时q4的选择无烟煤q4=4%~6%；贫煤q4=2%~3%；烟煤q4=1%~2%；褐煤q4=0.5%~1.0%精品资料影响q4的因素1）燃料性质（灰分、水分、挥发分、煤粉细度）；2）燃烧方式；3）炉膛形式和结构；4）燃烧器结构与布置(bùzhì)方式；5）炉膛温度；6）锅炉负荷（过高、过低）；7）运行水平；8）燃料在炉膛内的停留时间；9）煤粉、空气混合速度、均匀程度。精品资料4，排烟(páiyān)损失Q24.1运行(yùnxíng)试验时烟气中的水蒸汽带走的显热干烟气带走的热量精品资料4.2设计时锅炉最大损失：q2=4~8%影响因素：排烟温度、排烟容积燃料性质（水分、硫分）；受热面积灰、结渣或结垢；炉膛出口过量(guò〃liàng)空气系数及烟道各处的漏风。精品资料5，可燃气体不完全燃烧(ránshāo)损失Q35.1运行试验(shìyàn)时5.2设计时煤粉炉q3=0,燃油燃气炉q3=0.5%精品资料影响因素：燃料的挥发分；炉膛过量(guò〃liàng)空气系数（过大、过小）；燃料器结构与布置；炉膛温度和炉内空气动力场。最佳过量(guò〃liàng)空气系数的确定q2+q3+q4最小精品资料6，散热损失(sǔnshī)Q56.1运行试验(shìyàn)时6.2设计时：根据图3-4选取。Ded：额定蒸发量，D：实际蒸发量精品资料精品资料0.2~0.6%锅炉本体、管道、附件温度>环境温度对流及辐射影响q5的因素1）锅炉外表面积(miànjī)大小；2）炉墙结构；3）保温层隔热性能；4）环境温度；5）锅炉额定蒸发量；精品资料7，灰渣物理(wùlǐ)热损失Q67.1运行试验(shìyàn)时：7.2设计时：精品资料折算灰分＜10%时，固态排渣煤粉炉忽略q6，液态排渣炉：忽略飞灰的物理热损失；燃油燃气炉，q6=0影响因素：燃料中的灰分含量；炉渣、飞灰、沉降灰的相对(xiāngduì)含量和灰渣温度精品资料8，锅炉(guōlú)有效利用热，热效率，燃料消耗量1锅炉有效利用(lìyòng)热2锅炉热效率(正平衡法)3燃料消耗量计算燃料消耗量精品资料3.9锅炉(guōlú)机组的热平衡试验1，目的（1）确定锅炉(guōlú)机组热效率；（2）确定锅炉(guōlú)机组各项热损失的大小；（3）确定过量空气系数、排烟温度、过热蒸汽温度等参数与锅炉(guōlú)负荷的关系。2，方法（1）正平衡法；（2）反平衡法精品资料3，换算到保证(bǎozhèng)条件下的热效率3.1输入热量的修正(保证(bǎozhèng)的进风温度)3.2热损失的修正3.2.1进风温度偏差换算（1）不带暖风器的送风系统。（2）带有暖风器的送风系统。a,t0变化b,t’k变化c,t0变化，t’k变化，用tb0代替t0.精品资料3.2.2给水温度偏差(piānchā)的换算4，锅炉机组热效率：去除锅炉机组自身需要的热耗和电耗∑Qfy—外来蒸汽热耗(驱