锅炉原理课件8

1、第八章第八章 锅炉热平衡计算锅炉热平衡计算 本章的主要内容本章的主要内容 锅炉锅炉效率、各项损失效率、各项损失计算。计算。 本章目的本章目的 1、确定锅炉热效率和各项热损失；、确定锅炉热效率和各项热损失； 2、为锅炉热力计算提供基础、为锅炉热力计算提供基础 。 第一节 锅炉机组热平衡锅炉机组热平衡 一、热平衡及其方程式一、热平衡及其方程式 1、热平衡的定义热平衡的定义 稳定状态下，锅炉各项输入、输出热量之间稳定状态下，锅炉各项输入、输出热量之间 的平衡关系。的平衡关系。 2、计算的基准、计算的基准 1kg收到基燃料。（且针对的是收到基燃料。（且针对的是炉炉侧）侧） 3、热平衡方程式热平衡方程式

2、 输入热量输入热量输出热量输出热量 即：即： QfQ1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 kJ/kg （式（式8-1） 式中各项的定义：式中各项的定义： Qf： 相对于相对于1kg收到收到基燃料的输入总热量；基燃料的输入总热量； Q1Q6：相对于：相对于1kg收到收到基燃料的各项输出热量。基燃料的各项输出热量。 向工质传热向工质传热(有效利用热有效利用热) Q1 Qf 排烟（及其携带的飞灰）带走的热量排烟（及其携带的飞灰）带走的热量 Q2 燃料燃料 烟气中未燃尽可燃气体带走的热量烟气中未燃尽可燃气体带走的热量 Q3 空气空气 飞灰、灰渣中未燃尽可燃物带走的热量飞灰、灰渣中未燃尽可燃物带走的热量 Q

3、4 雾化蒸汽雾化蒸汽 炉墙向环境的散热炉墙向环境的散热Q5 其它热损失其它热损失Q6 锅锅 炉炉 用用相对值相对值表示的热平衡方程式：表示的热平衡方程式： 100= q1+ q2+ q3+ q4+ q5+ q6 （式（式8-2） 热效率热效率 （式（式8-3） 100 f i i Q Q q 1 1 q Q Q f b 二、各项热量计算二、各项热量计算 1、输入输入热量热量 Qf （kJ/kg） （式（式8-4） 式中：式中： Qph：燃料的物理显热燃料的物理显热 （式（式8-5） Qat：燃油雾化所用蒸汽带入的热量燃油雾化所用蒸汽带入的热量 （式（式8-8） Qex：本锅炉烟气侧本锅炉烟气侧

4、以外以外的热源加热空气时，的热源加热空气时， 带入的热量带入的热量 （式（式8-9） atexphnetarf QQQQQ , 1122 0 tctcVQex ffph tcQ riGQ atatat 2、机械不完全燃烧热损失、机械不完全燃烧热损失Q4 （kJ/kg） （固体不完全燃烧热损失（固体不完全燃烧热损失）（主要热损失之一）（主要热损失之一） （式（式8-18） 式中：式中： 1 slfa )( 100 纯灰飞灰量 faara A slfa QQQ 444 sl sl sl fa fa fa ar c c c c A 100100100 32700 飞灰中纯灰的百分比 飞灰中可燃物的百

5、分比 fa fa c c 100 影响影响Q4的主要因素的主要因素（降低（降低Q4的措施）的措施）（书（书p.152） 燃烧方式燃烧方式（层燃、室燃等）（层燃、室燃等）； 燃烧器和炉膛结构燃烧器和炉膛结构（热强度、空气动力场）（热强度、空气动力场）； 燃料性质燃料性质（挥发分、灰分、水分等）（挥发分、灰分、水分等）； 煤粉细度；煤粉细度； 过量空气系数；过量空气系数； 运行工况。运行工况。 3、化学不完全燃烧热损失、化学不完全燃烧热损失Q3 （kJ/kg） （又称：可燃气体不完全燃烧热损失（又称：可燃气体不完全燃烧热损失） （式（式8-19） 式中：式中： （1）Vdg： （式（式1- 44）

6、 （2）发热量）发热量QCO、QH2、QCH4单位：单位：kJ/Nm3 （3）引入）引入 修正的原因修正的原因 书书p.153 影响影响Q3的因素与的因素与Q4类同。类同。 100 1 100 CH 100 H 100 CO 44 CH 2 HCO3 42 q QQQVQ dg 100 1 4 q 4、排烟热损失、排烟热损失Q2 （kJ/kg） 由于排出锅炉的烟气焓高于进入锅炉的冷空气由于排出锅炉的烟气焓高于进入锅炉的冷空气 焓而造成的热损失焓而造成的热损失 。（锅炉最大的热损失）（锅炉最大的热损失） （式（式8-21） 式中：式中： Iexg： （排烟温度）（排烟温度） （环境温度）（环境温

7、度） （式（式1-37、38） 100 1 4 2 q IIQ caexg faaexggg IIII 00 1 ca exgca ctVI 0 影响影响Q2的主要因素的主要因素（降低（降低Q2的措施）的措施）（书（书p.154） 排烟温度排烟温度 受热面布置、受热面污染和吹灰、燃料性质、受热面布置、受热面污染和吹灰、燃料性质、 风量、负荷、炉膛燃烧工况。风量、负荷、炉膛燃烧工况。 （排烟温度低限：受热面金属耗量、占地面积、（排烟温度低限：受热面金属耗量、占地面积、 通风电耗、低温腐蚀）通风电耗、低温腐蚀） 排烟量排烟量 （入炉风量（入炉风量+各段漏风量）各段漏风量） 与过量空气系数与过量空气

8、系数成正比。成正比。 最佳最佳：使热损失使热损失 q2 +q3+q4 最小的最小的。（图图8-2） 5、散热损失、散热损失Q5 （kJ/kg） 锅炉向周围环境散失的热量。锅炉向周围环境散失的热量。 （式式8-22） （1）与锅炉容量的关系）与锅炉容量的关系 相对值相对值q5与锅炉容量之间的定量关系与锅炉容量之间的定量关系 （图图8-3） （2）同一锅炉中，与锅炉负荷的关系）同一锅炉中，与锅炉负荷的关系 （式式8-23） （3）保温系数）保温系数 55 D D qq 51 1 QQQ QQ aph aph 量烟气在锅炉内放出的热 工质吸收的热量 05 tt B S Q hdsrc hds 6、其

9、它热损失、其它热损失Q6 （kJ/kg） 灰渣排出锅炉时带走的物理显热灰渣排出锅炉时带走的物理显热 + 冷却系统带走的热量冷却系统带走的热量 （式（式8-26） 影响影响 的主要因素：的主要因素： （书（书p.155） （1）燃料灰分；（）燃料灰分；（2）排渣方式（固态、液态）排渣方式（固态、液态） 不要不要 修正。修正。 sl Q6 c Q6 B Q Q c c 6 csl QQQ 666 sl sl sl ar sl ct c A Q 100 100 100 6 sl Q6 100 1 4 q 65 ,QQ 7、热效率、热效率和燃料消耗量和燃料消耗量 B （1）有效利用热）有效利用热Q1

10、（2）热效率）热效率 （3）燃料量）燃料量 （4）计算燃料量）计算燃料量 kg/s （或（或t/h） B iiDiiDiiD Q fwblrhrhrhfwshsh 1 %100* 1 1 f b Q Q q fwblrhrhrhfwshsh fb iiDiiDiiD Q B* 100 100 1 4 q BBcal 三、三、ASMEASME（美国机械工程师学会）（美国机械工程师学会）锅炉热平衡计算锅炉热平衡计算 1、输入输入热量热量 其中的发热量其中的发热量 2、输出热量、输出热量 1）锅炉有效利用热；）锅炉有效利用热； （Q1 ） 2）未完全燃烧热损失；）未完全燃烧热损失； （Q3+Q4）

11、3）辐射和对流热损失；）辐射和对流热损失； （散热损失（散热损失 Q5 ） 4）干烟气热损失；）干烟气热损失； （排烟热损失（排烟热损失Q2,1 ） 5）空气中水分的热损失；）空气中水分的热损失；（Q2,2 ） 6）燃料中水分的热损失；）燃料中水分的热损失；（Q2,3 + ） 7）H2燃烧生成水分的热损失燃烧生成水分的热损失 ；（Q2,4+ ） 8）其它热损失）其它热损失（Q6 + 测量仪表误差测量仪表误差 + 效率裕度效率裕度 ） 100 H9 , arar netar M rQ 100 ar M r 100 H9 ar r 第二节第二节 锅炉机组热平衡试验锅炉机组热平衡试验 一、目的一、目

12、的 （书（书p.157） 1、热效率测定、热效率测定 2、各项热损失测定、各项热损失测定 3、确定各项参数随负荷变化的关系确定各项参数随负荷变化的关系 二、方法二、方法 1、正平衡、正平衡 = q1 2、反平衡、反平衡 =100 6 2i i q 1、正平衡、正平衡 测量内容：测量内容：q1（）计算式中的有关参数，包括）计算式中的有关参数，包括 B、Qf、D、p、t（由（由p、t求焓求焓i）。 正平衡试验的特点正平衡试验的特点 （书（书p.157） （1）测量的数据少；）测量的数据少； （2）要求工况稳定；）要求工况稳定； （3）只能知道效率）只能知道效率，但是不知道各项热损失，但是不知道各项热损失qi 的大小； 的大小； （4）燃料量）燃料量B的测量准确度不易保证。的测量准确度不易保证。 2、反平衡、反平衡 测量内容：测量内容：各项热损失各项热损失qi（i=26）计算式中的）计算式中的 有关参数有关参数。 反平衡试验的特点反平衡试验的