第三章锅炉热平衡

第三章锅炉热平衡第一页，共二十七页，编辑于2023年，星期四返回第二页，共二十七页，编辑于2023年，星期四如果煤的发热量为Qar,net,p[kJ/kg]，锅炉燃烧的煤量为B[kg]，则燃料的总热量为：BQar,net,p[kW]灰渣物理热损失BQ6,[kW]锅炉有效吸收的热量BQ1,[kW]固体未燃尽而损失的热量BQ4,[kW]气体未燃尽而损失的热量BQ3,[kW]排烟带走的热量BQ2,[kW]锅炉外部冷却损失的热量BQ5,[kW]第三页，共二十七页，编辑于2023年，星期四根据热平衡原理：BQar,net,p=B(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6)[kW]以每kg燃料为基准Qar,net,p=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6[kW/kg]以百分数表示：100

=q1+q2+q3+q4+q5+q6第四页，共二十七页，编辑于2023年，星期四第五页，共二十七页，编辑于2023年，星期四ηrs=100–(q4+q3)[%]燃烧效率：锅炉效率:锅炉吸收燃料热量的效率，也是有效吸收热量的百分数，ηgl

＝q1ηgl＝100－（q4+q3+q2+q5+q6）[%]第六页，共二十七页，编辑于2023年，星期四二、输入的热量Qr广义上说，即为向锅炉输入的总热量燃料本身发热量Qar,net,p[kJ/kg燃料]燃料带入的物理热Ir[kJ/kg燃料]雾化油所用蒸汽带入的热量Qzq[kJ/kg燃料]空气在锅炉外吸热量Qk,wr[kJ/kg燃料]碳酸盐分解所吸收的热量Qtsy

，[kJ/kg燃料]+-第七页，共二十七页，编辑于2023年，星期四Qr=Qar,net,p+Ir+Qwh+Qk,wr–Qtsy[kJ/kg燃料]Ir

——燃料带来的物理热，kJ/kg燃料其中tr——燃料温度，℃；——燃料收到基的平均热容量，kJ/(kg·℃)向锅炉输入的总热量为：[kJ/(kg·℃)]Crd——燃料干燥基平均热容量，kJ/(kg·℃)无烟煤及贫煤为0.92；烟煤1.09；褐煤1.13；油页岩0.88第八页，共二十七页，编辑于2023年，星期四Gzq——每公斤燃料所消耗蒸汽量，kg/kg燃料；hzq——蒸汽的焓，kJ/kg。Qzq——雾化油所用蒸汽带入的热量，[KJ/kg燃料]Qwh=Gwh·hwh[kJ/kg燃料]β’——送入锅炉的外部加热的空气量与理论空气量的比值；——锅炉外部加热的空气的焓，冷空气焓，kJ/kgQk,wr——空气在锅炉外吸热量，[kJ/kg燃料]第九页，共二十七页，编辑于2023年，星期四Qtsy

——碳酸盐分解所吸收的热量，kJ/kg燃料。——燃料收到基中碳酸盐里CO2所占燃料质量的百分数，％k——碳酸盐分解系数，煤粉燃烧k=1.0，层燃k=0.7；其中第十页，共二十七页，编辑于2023年，星期四三、有效吸收热量Q1锅炉效率为：注：空气预热器所吸收的热量不是有效吸热量锅炉有效吸热量为锅炉的省煤器、蒸发受热面、过热器、再热器所吸收的热量如图所示第十一页，共二十七页，编辑于2023年，星期四四、排烟热损失q2排烟损失是指烟气排入大气而损失的热量[kJ/kg燃料]式中，C*为由0℃到排烟温度的平均热容[KJ/(Nm3

·℃)]，θpy为排烟温度[℃]烟气的排烟焓为：Q2=(Ipy-Ilk)(100-q4)/100[kJ/kg燃料]损失以百分比计为：q2=(Ipy-Ilk)(100-q4)/Qar,net,p[%]第十二页，共二十七页，编辑于2023年，星期四形成烟气的冷空气焓为:Cgk——干空气从0℃到tlk的平均热容量，kJ/（Nm3

·℃）Ck

——湿空气热容量，Ck＝Cgk+0.0161CH2O，kJ/（Nm3

·℃）Ilk=αV0Cktlk[kJ/Nm3

·℃]或tlk——冷空气温度，℃；影响排烟热损失的因素：排烟容积排烟温度，110～160℃第十三页，共二十七页，编辑于2023年，星期四是指可燃气体未完全燃烧所造成的损失。以CO为例，一氧化炭的发热量12600KJ/Nm3，气体未完全燃烧损失的热量为：以百分比表示：若其他可燃气体存在时，可按其各自容积及发热量计算其热损失五、气体未完全燃烧损失q3第十四页，共二十七页，编辑于2023年，星期四影响化学未完全燃烧热损失的因素：炉内过量空气系数燃料挥发份含量炉膛温度炉内空气动力工况一般根据经验选取q3：固态或液态排渣煤粉炉:0％燃油炉、燃气炉:0.5%第十五页，共二十七页，编辑于2023年，星期四固体未完全燃烧损失是指燃料中一部分固定炭未燃尽，残留在灰渣中而损失的热量，也称为机械未完全燃烧损失，或未燃炭损失。残留下来的炭的发热量一般按32700kJ/kg计算。六、固体未完全燃烧损失q4未燃尽而残留的固定炭常存在于灰渣、飞灰及落煤中第十六页，共二十七页，编辑于2023年，星期四注：对煤粉炉来说，无落煤若这三种灰渣的重量分别为Ghz、Gfh、Glm[kg/s]，同时其中含炭份额Chz,Cfh,Clm，则固体未完全燃烧损失为：灰平衡：以百分比表示：[kJ/s]第十七页，共二十七页，编辑于2023年，星期四机械未完全燃烧热损失的影响因素：燃烧方式燃料性质煤粉细度过量空气系数炉膛结构运行工况第十八页，共二十七页，编辑于2023年，星期四燃烧效率与锅炉效率ηrs=100–(q4+q3)[%]大型电站锅炉的燃烧效率可高达99％以上，锅炉效率92～94％，层燃炉一般因固体未完全燃烧损失大，燃烧效率稍低ηgl

＝100－（q4+q3+q2+q5+q6）[%]燃烧效率：锅炉效率：第十九页，共二十七页，编辑于2023年，星期四确定最佳过量空气系数第二十页，共二十七页，编辑于2023年，星期四外部冷却损失是由锅炉表面炉墙温度高于环境温度引起的。该项损失与锅炉容量有关，也与锅炉有无省煤器、空气预热器等受热面有关。锅炉容量越大，其与外界接触面相对地变小，该损失所占百分比较小七、锅炉外部冷却损失q5第二十一页，共二十七页，编辑于2023年，星期四第二十二页，共二十七页，编辑于2023年，星期四影响散热损失的主要因素：锅炉额定蒸发量（即锅炉容量）锅炉实际蒸发量（即锅炉负荷）锅炉外表面积水冷壁和炉墙结构周围空气温度保热系数（φ）：当没有空预器或Qky相对于Q1很小时第二十三页，共二十七页，编辑于2023年，星期四八、灰渣物理热损失q6表达式为：或以百分比表示：ahz——灰渣中的灰份，％thz——灰渣温度，℃Chz——灰渣平均热容量，kJ/(kg·℃)其中是指锅炉所排灰渣仍具有一定的温度，所产生的热损失第二十四页，共二十七页，编辑于2023年，星期四影响灰渣物理热损失的主要因素：排渣温度燃料中的含灰量炉渣中纯灰量占燃料总灰量的份额注：层燃炉及液态排渣煤粉炉的灰渣量较大而且温度高，其物理热损失应在热平衡中计入。固态排渣煤粉炉的灰渣量较少（占煤中灰分的5～10％），常省略。但所燃煤灰份多且Aar≥0.0025Qar,net,p时，灰渣物理热损失也应计入。第二十五页，共二十七页，编辑于2023年，星期四九、锅炉热平衡试验目的：