锅炉热效率的计算与分析

1、薛正举（河北金牛旭阳 热电车间）摘要：锅炉的热效率表明锅炉设备的完善程度和运行管理的水平。通过计算公司1#锅炉“煤改气”后的热效率，来分析了影响其热效率的主要因素，并讨论了提高锅炉热效率的方法。关键词：燃气锅炉、热效率锅炉的热效率是指燃料送入的热量中锅炉有效利用的热量所占的百分数。它是 锅炉的重要技术经济指标，它表明锅炉设备的完善程度和运行管理的水平。通过计 算本公司1#锅炉的热效率，来分析了影响其热效率的主要因素，并讨论了提高锅炉 热效率的方法，同时，也简单论述了其他减少热损失的措施。一、燃气锅炉热效率的计算在燃气锅炉相对燃煤锅炉，燃料燃烧程度要高很多，热损失相对比较少，燃气 锅炉比燃煤锅炉

2、的热效率要高。 以下取公司1#燃气锅炉（煤改气锅炉）在2011年9 月15日至17日的运行数据。通过正平衡法来计算 1#锅炉的热效率。正平衡法用被锅炉利用的热量与燃料所能放出的全部热量之比来计算热效率的 方法叫正平衡法，又叫直接测量法。正平衡热效率的计算公式可用下式表示：热效率=锅炉蒸发量X（蒸汽焓-给水焓） 燃料消耗量X燃料低位发热量吨蒸汽耗气量吨蒸汽耗气量（mVt）=煤气耗量（m3）/产蒸汽量（t）日期煤气耗量（m3）产蒸汽量（t）吨蒸汽耗煤气量（m/t）9月15日28205313969月16日13609月17日2504211156注明：煤气量是由生产部提供，蒸汽产量是锅炉统计。 煤气热值

3、计算煤气的成分分析日期CnHmCON>QCHCQ9月15日3,589月16日9月17日3,45注明：煤气成分明细是由质管部气象色谱仪分析得出，每天分析6次，取平均值。焦炉煤气热值计算公式如下：3Qd（KJ/m） = （Q iX Ai+ Q2X A+ Q3X A+ Q4X A）/100式中：Q、Q、Q、Q各可燃成份的发热值，千焦/米3。即，H2 = 12797, CH 4 = 36533, CO = 12640 , CmHn = 71180A、A、A A各可燃成分在煤气中的百分数。将测得数据代入公式得出:日期9月15日9月16日9月17日焦炉煤气热值（kJ/m3）过热蒸汽热值计算过热蒸汽热

4、值从熵焓图上查出过热蒸汽热值日期蒸汽压力（Mpa蒸汽温度C）蒸汽热值（kJ/kg ）9月15日9月16日9月17日锅炉给水的热值现在锅炉用除盐水水温平均44C，是由锅炉自备蒸汽加热除氧。自备蒸汽未统计在 锅炉产气量内。水44 E时的热值是kJ/kg锅炉效率锅炉效率=蒸汽热值（kJ/kg ）-给水的热值（kJ/kg ） X1000煤气热值（kJ/m 3）X吨蒸汽耗气量（nVt ）日期9月15日9月16日9月17日锅炉效率（%二、分析当前锅炉热损失情况根据已经算出的锅炉效率，加上其他因素来分析锅炉了热损失情况。 排烟热损失排烟热损失是锅炉热损失最大的因素之一，和排烟热损失有关的因素有空气 温度、空

5、气湿度、排烟温度、排烟量等因素。以下是锅炉9月15日至17日的运行环境。日期平均气温C)平均排烟温度(C)进风流量(m/h)天气情况9月15日22晴9月16日20雨9月17日16雨转晴Q排烟热损失=Q干烟气热损失+Q水蒸气热损失2.1.1干烟气热损失(Q干)Q 干=V C 干(T2 - T 1)V每立方米煤气燃烧生成干烟气体积C干一一干烟气从T1升到T2的平均定压比热kJ/(m 3 K)V= V 1+ (a-1 ) V2V1按应用基燃料成分计算的理论燃烧干烟气量，m/m3V2按应用基成分计算的理论干空气量，m/m3a实测排烟过量空气系数V2 = (C0/2+ H 2/2 + 2XCH 4 -

6、O 2)/21V1 = (CO + CO2 + CH+ N2 - 02)/100 + V 2( CnHn忽略)&=实际实际空气量/ V 2日期进风流量(m/h)理论干空气量V ( m/m3)排烟过量 空气系数理论燃烧干烟气量 V1( mw)煤气燃烧生成干烟气体积(m3/m3)9月15日9月16日9月17日C=Co2CO + Cn2 N? + CosOCco2Cn2 C02 分别为二氧化碳、氮气、氧气的T1升到Ts的平均定压比热kJ/(m 3 K)近似取值是气体在150C时的平均定压比热。查常见气体平均定压比热表可得CcO2 =C N2 = C O2 =理论烟气成分日期干烟气V1成分烟气

7、成分C干3kJ/(m K)CO2QCO29月15日9月16日9月17日日期(T2 - T 1)(K )C干3kJ/(m K)煤气燃烧生成干烟气体积(m3/m3Q干烟气热损失(kJ/m3)占发热 量比例9月15日9月16日9月17日2.1.2烟气中水蒸气的热量Q 汽=V 汽 C 汽(T2 - T 1)根据实际情况，忽略空气中水蒸气含量。近似取值是气体在150C时的平均定压比热。 C汽=日期(T2 - T 1)(K )C干3kJ/(m K)煤气燃烧生成水蒸气体积(m3/m3Q蒸汽热损失3(kJ/m )占发热量比例9月15日9月16日9月17日由数据可以看出锅炉排烟温度相当，但日平均温度逐渐下降，空

8、气湿度是逐渐升高，这是导致这三天锅炉效率逐渐下降的主要原因 锅炉散热热损失散热损失是不可避免的。现在 1#锅炉保温完整有效地减少了锅炉散热的损失。 但是本锅炉相对其他锅炉有一不同处，除盐水是由锅炉自备蒸汽加热除氧的，除氧 器的热损失是由锅炉自身承担。这是本燃气锅炉的热效率低于其他燃气锅炉热效率 的主要原因。燃料未完全燃烧及其它热损失（定排、连排）燃气锅炉燃料未完全燃烧的热损失相对燃煤锅炉要小得多。它对锅炉效率的影 响比较小。定排和连排是为了保证锅水达到一定指标，防止结垢、保证蒸汽品质、防止汽 水共腾等为目的的一个操作。虽然它的热损失较大，但是为保障锅炉正常运行这是 必须要做的。三、提高锅炉效率的方法 根据对锅炉效率的计算及锅炉热损失的分析，可以制定以下方法提高锅炉效率 31 降低锅炉排烟热损失。3.1.1 降低空气预热器的漏风率， 。3.1.2 为防止烟气中二氧化硫等酸性物质在空预器受热面及烟道上结露，导致空气 预热器及烟道低温腐蚀。锅炉排烟温度应控制在120C -130 C。延长空气预热器及烟道使用寿命。所以无法用降低排烟温度的方法来提升锅炉效率。降低锅炉散热热损失3.2.1 主要加强锅炉管道及本体保温层的维护和检修。3.2.2 改变除氧器的加热形式，由低压蒸汽代替自备蒸汽为除氧器加热可以大大提 高本锅炉的效率。降低燃料未完