锅炉机组的热平衡（锅炉原理课件）

热平衡方程热平衡方程锅炉热平衡定义：在稳定工况下，输入锅炉的热量等于输出锅炉的热量研究目的定量计算与分析各项能量的大小找出引起能量损失的原因提出减少损失的措施，提高锅炉效率热平衡方程热平衡方程式表示锅炉热平衡的数学关系式，称为锅炉热平衡方程以1kg燃料对应的热量为基础，建立的热平衡方程式如下：式中：Qr—进入锅炉热量，kJ/kg；Q1—有效利用热量，kJ/kg；Q2—排烟损失的热量，kJ/kg；Q3—气体不完全燃烧损失热量，kJ/kg；Q4—固体不完全燃烧损失热量，kJ/kg；Q5—散热损失的热量，kJ/kg；Q6—灰、渣物理显热损失热量，kJ/kg；热平衡方程热平衡方程式以输入热量的百分数表示式中：q1—有效利用热，%；q2—排烟热损失，%；q3—气体不完全燃烧热损失，%；q4—固体不完全燃烧热损失，%；q5—散热损失，%；q6—灰、渣物理热损失，%；输入锅炉的热量输入锅炉的热量的计算输入锅炉的输入热量是指随1kg燃料进入锅炉的热量计算式：式中：Qar,net

—燃料的收到基低位发热量，kJ/kgir—燃料物理显热，kJ/kgQwr—外来热源加热空气的热量，kJ/kgQzq—雾化燃油所用蒸汽带入的热量对于燃煤锅炉，若燃料和空气没有利用外界热量进行预热，且燃煤水分满足固体未完全燃烧热损失固体未完全燃烧热损失产生原因指灰中未燃烧或未燃尽碳造成的热损失，也称机械不完全燃烧热损失计算与选取运行时通过取样测量和计算锅炉设计时根据经验选取固体未完全燃烧热损失

固体未完全燃烧热损失

固体未完全燃烧热损失设计时选取燃烧方式燃料q4/%固体排渣煤粉炉褐煤0.5~1烟煤1~2贫煤2~3无烟煤4~6燃油燃气炉重油、天然气等0固体未完全燃烧热损失影响因素：燃料性质、燃烧方式、炉膛型式与结构、燃烧器设计与布置、炉膛温度、锅炉负荷、运行水平等（Mar、Aar）少，Vdaf高，煤粉越细，q4小；过量空气系数适当，炉膛温度越高，q4小；煤粉气流混合好，炉内停留时间长，q4小；负荷过高或过低，q4大。排烟热损失排烟热损失

排烟热损失影响因素排烟温度：温度高，q2增大。排烟温度每升高10~20，q2增大1%。温度低，q2减小，但金属消耗增大，流动阻力增大，可能造成尾部受热面低温腐蚀。排烟容积：主要取决于α的选取。α增大，排烟容积增大，q2增大；α减小，q2减小；烟道漏风增大，排烟容积增大，q2增大。燃料性质：Sar含量高，设计排烟温度就高，增大；Mar含量，烟气容积大，增大排烟热损失减小措施q2是锅炉热损失中最主要的一项，大中型锅炉可达4%~8%运行中，经常对空气预热器吹灰，空气预热器换热效果好，排烟温度降低，q2降低。减少锅炉烟道漏风，q2降低可燃气未完全燃烧热损失可燃气未完全燃烧热损失

可燃气未完全燃烧热损失影响因素过量空气系数过大或过小，q3大

Vdaf大，q3大；炉膛温度：当炉膛温度低于800~900℃，CO很难燃烧。燃烧方式燃料q3/%煤粉炉煤粉0燃油燃气炉重油、天然气等0.5层燃炉煤0.5-1可燃气未完全燃烧热损失最佳过量空气系数使得q2+q3+q4最小时的过量空气系数。q3q4q2q2+q3+q4最佳过量空气系数散热热损失散热热损失产生原因锅炉的外表面温度高于环境温度而通过自然对流和辐射向外界换热造成的损失。运行试验时额定负荷非额定负荷也可按右图查取散热热损失影响因素对应送入锅炉单位热量的外表面积大小环境温度隔热层厚度，隔热层材料性能锅炉额定蒸发量随着锅炉额定蒸发量增大而减小同一台锅炉，随着锅炉蒸发量的减小而增大灰渣物理热损失灰渣物理热损失产生原因锅炉排出的炉渣、飞灰与沉降灰所携带的热量未被利用而造成的热损失。运行试验时影响因素燃料中灰的含量炉渣、飞灰、沉降灰的相对含量炉渣、飞灰、沉降灰的温度锅炉有效利用热锅炉有效利用热含义：指水和蒸汽流经各受热面时吸收的热量说明空气在空气预热器中吸收的热量又返回炉膛，属锅炉内部热量循环，不应计入有效利用热。采用化学除盐水的电站锅炉，排污量一般小于蒸