课件 郭永红 锅炉原理-03

1、锅炉原理,郭永红 华北电力大学 能源动力与机械工程学院 主楼F717,61772811本章重点,1，过量空气系数 2， 理论空气量 3，锅炉效率 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,第三章 燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡,燃料燃烧计算：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,3.1 燃烧过程的化学反应,1，碳的完全燃烧 碳的不完全燃烧,2，氢的燃烧 3，硫的燃烧,3.2 燃烧所需要的空气量,1，1.0kg煤燃烧需要的理论空气量,其中：V0干空气

2、；R+O2RO2,2，实际空气量和过量空气系数,实际空气量,过量空气量,3，漏风系数和空气平衡,漏风系数,任意烟道截面,空气预热器,炉膛漏风、制粉系统漏风,3.3 燃烧产生的烟气量,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 的燃料完全燃烧时产生的烟气量Vy0 烟气成分： CO2，SO2 ， N2， H2O,理论烟气量的计算 二氧化碳和二氧化硫的体积 理论氮气体积,(3) 理论水蒸汽体积 理论烟气量:,0.0161:1m3干空气中水蒸气含量 Wwh: kg/kg,2，完全燃烧时的实际烟气量 烟气成分：N2，CO2，O2，H2O，SO2 完全燃烧时的实际烟气量计算

3、： 二氧化碳和二氧化硫的体积 氮气体积,(3) 氧气体积 (4) 水蒸汽体积 烟气体积 干烟气体积,3，不完全燃烧时的烟气量 (N2，CO2，CO，O2，H2O，SO2) (1)一氧化碳和二氧化碳的体积： (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),4，烟气中三原子气体的容积份额和飞灰浓度 飞灰浓度：,p烟气总压力，MPa；一般取 p=0.098 MPa,afh飞灰占总灰分的质量份额，一般取 0.90.95 my 1kg燃料燃烧得到的烟气质量， kg/kg 1.306V0 1kg燃料燃烧所需空气及所含水分转入烟气的质量，kg/kg,3.4 烟气分析,1，干烟

4、气的容积成分,2，奥氏烟气分析仪,1.KOHRO2 2.C6H3(OH)3O2+RO2 3.Cu(NH3)2ClCO+O2,根据烟气分析结果计算干烟气体积,3.5 燃烧方程式,不完全燃烧干烟气体积 不完全燃烧方程式：,完全燃烧时，CO=0 完全燃烧方程式：,3.6 运行中过量空气系数的确定,运行中,运行中，不完全燃烧的过量空气系数,运行中，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,3.7 空气和烟气的焓,1，空气焓：定压条件下，1kg燃料所需空气量从0加热到t时所需的热量，kJ/kg 理论空气焓,实际空气焓,2，烟气焓,当 4187afhAar/Qar,net6时，才计算飞灰焓,

5、3.8 锅炉机组热平衡,1，热平衡方程,反平衡法,2，锅炉输入热量Qr 2.1 燃料的物理显热,低位发热量，燃料的物理显热，外热源加热空气时带入的热量，雾化燃油所用蒸汽带入的热量。,2.2 外热源加热空气带入的热量 2.3 雾化燃油所用蒸汽带入的热量,雾化1 kg燃油消耗的蒸汽量,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MarQar,net/630%，输入热量Qr=Qar,net,3，固体不完全燃烧损失Q4,3.1 运行试验时,飞灰中的碳,炉渣中的碳,沉降灰中的碳,石子煤,3.2 设计锅炉时q4的选择 无烟

6、煤 q4=4%6%；贫煤 q4=2%3%； 烟煤 q4=1%2%；褐煤 q4=0.5%1.0%,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。,4，排烟损失Q2,4.1 运行试验时,烟气中的水蒸汽带走的显热,干烟气带走的热量,4.2 设计时 锅炉最大损失：q2=48% 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； 炉膛出口过量空气系数及烟道各处的漏风。

7、,5，可燃气体不完全燃烧损失 Q3,5.1 运行试验时 5.2 设计时,煤粉炉 q3=0, 燃油燃气炉 q3=0.5%,影响因素： 燃料的挥发分； 炉膛过量空气系数（过大、过小）； 燃料器结构与布置； 炉膛温度和炉内空气动力场。 最佳过量空气系数的确定,q2+q3+q4最小,6，散热损失 Q5,6.1 运行试验时 6.2 设计时：根据图3-4选取。,Ded：额定蒸发量，D：实际蒸发量,0.20.6% 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；,7，灰渣物理热损失 Q6,7.1

8、运行试验时： 7.2 设计时：,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、沉降灰的相对含量和灰渣温度,8，锅炉有效利用热，热效率，燃料消耗量,1 锅炉有效利用热 2 锅炉热效率(正平衡法) 3 燃料消耗量 计算燃料消耗量,3.9 锅炉机组的热平衡试验,1，目的 （1）确定锅炉机组热效率； （2）确定锅炉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负荷的关系。 2，方法 （1）正平衡法； （2）反平衡法,3，换算到保证条件下的热效率 3.1 输入热量的修正(保证的进风温度) 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, tk变化 c, t0变化，tk变化，用tb0代替t0.,3.2.2 给水温度偏差的换算,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(驱动辅