项目三 任务二 锅炉热平衡

锅炉设备及运行安徽电气工程职业技术学院

锅炉热平衡锅炉各项热损失锅炉热效率CONTANTS任务二锅炉热平衡输入锅炉的热量=输出锅炉的热量有效利用热量锅炉热损失1、锅炉热平衡概念在稳定的工况下，输入锅炉的热量与输出锅炉的热量相平衡，我们把锅炉的这种热量收、支平衡关系叫做锅炉热平衡。一、锅炉热平衡锅炉热平衡方程式为：

2、锅炉输入的各类可交换的能量对应于1kg燃料输入锅炉的热量，包括：①燃料收到基低位发热量；②燃料的物理显热；③用外来热源加热空气时带入的热量；④雾化燃油所用蒸汽带入的热量，即：★对于正常运行的锅炉：燃料—煤；燃料没有利用外部热源进行预热；空气都没有利用外部热源进行预热；则锅炉输入的热量等于煤的收到基低位发热量，即：2、锅炉的有效利用热量

锅炉的输出能量锅炉有效利用热量锅炉各项热损失2、锅炉的有效利用热量

锅炉的有效利用热量是指工质流过受热面时吸收的总热量，包括过热蒸汽吸热、再热蒸汽吸热，以及排污水和自用蒸汽所消耗的热量。即

相应于单位质量燃料的锅炉有效利用热量可用下式表示：123固体（机械）未完全燃烧热损失排烟热损失4散热损失二、锅炉的各项热损失气体（化学）未完全燃烧热损失5灰渣物理热损失1、固体（机械）未完全燃烧热损失

（1）定义灰中含有未燃尽的碳造成的热损失，又称为机械未完全燃烧热损失。（2）固体未完全燃烧热损失大小固态排渣煤粉炉：无烟煤4%～6%贫煤2%～3%烟煤1%～1.5%褐煤0.5%～1%（3）影响因素◊燃料性质◊燃烧方式

◊炉膛结构◊过量空气系数◊锅炉负荷◊煤粉细度

①燃料性质：灰分、水分越大，挥发分越小，燃料着火越困难，燃尽程度越差，固体未完全燃烧热损失越大；②炉膛结构：炉膛结构决定了煤粉在炉内停留的时间和风粉混合的质量，从而影响到q4。

③过量空气系数

：当较大时，随着的增大，炉温降低，燃烧速度及强度受到影响，固体未完全燃烧热损失会逐渐增加。④锅炉负荷：锅炉负荷过高→煤粉量和空气量↑→风粉运动速度↑→煤粉停留时间↓→固体未完全燃烧热损失↑；锅炉负荷较低→炉膛温度↓→燃烧反应速度↓→固体未完全燃烧热损失↑。⑤煤粉细度：煤粉颗粒越细小，燃料越容易燃烧及燃尽，固体未完全燃烧热损失越小。2、气体（化学）未完全燃烧热损失

（1）定义锅炉排烟中含有残余的可燃气体（CO、CH4、H2、CmHn等）未能放出其燃烧热能所造成的热量损失。

（2）气体未完全燃烧热损失大小对于煤粉炉，气体未完全燃烧热损失很小，一般不会超过0.5%。3、影响气体未完全燃烧热损失的因素◊燃煤性质◊炉内过量空气系数◊炉膛温度◊燃料与空气混合情况、◊燃烧器结构与布置、炉膛结构①燃煤挥发分含量高，炉内可燃气体多，q3↑。燃煤水分↑，煤粉变粗，着火困难，燃烧受到影响，q3↑。②过量空气系数过小，氧气供应不足，q3↑；过量空气系数过大，炉温降低，影响燃烧反应，q3↑。③锅炉炉膛结构设计不合理或炉膛内实际燃烧空气动力场组织不当，在炉膛内形成燃烧死角或是炉膛内燃料停留时间过短，q3↑。④锅炉在低负荷下运行时，会使炉温降低，燃烧不稳定，使气体未完全燃烧热损失q3增加。3、排烟热损失（1）定义烟气在离开锅炉的最后受热面时，还具有相当高的温度，这部分由排出烟气带走的热量称为锅炉排烟热损失。（2）排烟热损失大小排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项，对大、中型锅炉为4%~8%。（3）影响排烟热损失的因素

◊排烟容积◊排烟温度（1）排烟容积的影响

炉内过量空气系数↑沿烟气流程漏风量↑→烟气容积↑→排烟热损失↑（2）排烟温度的影响

燃料性质（含硫量、发热量）、受热面积灰、结焦或结垢均会影响锅炉的排烟温度。当煤中水分和硫分较高时，为了避免或减轻尾部受热面的低温腐蚀，会采用较高的排烟温度。受热面积灰、结焦或结垢会使传热减弱，促使排烟温度升高，排烟热损失增加。

4、散热损失（1）定义锅炉运行时，锅炉炉墙、金属结构以及锅炉范围内的烟风道、汽水管道和联箱等向四周环境中散失的热量造成的损失。2、散热损失影响因素

①锅炉额定蒸发量（即锅炉容量）

②锅炉实际蒸发量（即锅炉负荷）

③锅炉外表面积、水冷壁和炉墙结构、管道保温以及环境情况等

（1）锅炉容量对散热损失的影响锅炉容量↑→锅炉散热面积和散热损失热量增加幅度不同→散热损失↓；

（2）锅炉负荷↓→单位负荷散热损失↑→散热损失↑；

（3）锅炉的水冷壁和炉墙结构越严密紧凑，保温性能越好，周围空气温度越高且流动缓慢，散热损失越小。5、灰渣物理热损失（1）定义锅炉燃用固体燃料时，排出锅炉设备的炉渣、飞灰以及沉降灰带走的物理显热所造成的热量损失。

（2）影响因素

◊排渣量

◊排渣温度固态排渣锅炉渣量少，排渣温度低（600℃）；液态排渣锅炉渣量较多，温度高（1200℃）。1、正平衡法求锅炉热效率测定输入热量和有效利用热量：正平衡法确定锅炉热效率，计算方法简单、测试项目少，但