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1、 锅炉与锅炉房设备锅炉与锅炉房设备.ppt,02/2011 Page.ppt,02/2011 Page 1 13.1 锅炉热平衡及锅炉热效率锅炉热平衡及锅炉热效率 3.2 固体不完全燃烧热损失固体不完全燃烧热损失3.3 气体不完全燃烧热损失气体不完全燃烧热损失3.4 排烟热损失排烟热损失 返返 回回第三章第三章 锅炉热平衡锅炉热平衡 3.5 散热损失散热损失 3.6.6 其它热损失其它热损失 锅炉与锅炉房设备锅炉与锅炉房设备.ppt,02/2011 Page.ppt,02/2011 Page 2 23.1 3.1 锅炉热平衡及锅炉热效率锅炉热平衡及锅炉热效率 第三章 锅炉热平衡锅炉热平衡 是研
2、究燃料的热量在锅炉中利用的情况，有多是研究燃料的热量在锅炉中利用的情况，有多少被有效利用，有多少变成了热量损失，这些损失又表现在哪些少被有效利用，有多少变成了热量损失，这些损失又表现在哪些方面以及它们产生的原因。研究的目的是为了有效地提高锅炉热方面以及它们产生的原因。研究的目的是为了有效地提高锅炉热效率。效率。热效率热效率 是锅炉的重要技术经济指标，它表明锅炉设备的完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。提高锅炉热效率以节约燃料，是锅炉善程度和运行管理的水平。提高锅炉热效率以节约燃料，是锅炉运行管理的一个重要方面。运行管理的一个重要方面。为了全面评定锅炉的工作状况
3、，必须对锅炉进行测试，这种为了全面评定锅炉的工作状况，必须对锅炉进行测试，这种试验称为锅炉的热平衡试验称为锅炉的热平衡(或热效率或热效率)试验。通过测试进行分析概括试验。通过测试进行分析概括了解锅炉热效率的影响因素得出较先进的运行经验数据，作为设了解锅炉热效率的影响因素得出较先进的运行经验数据，作为设计锅炉和改进运行的可靠依据。计锅炉和改进运行的可靠依据。锅炉与锅炉房设备锅炉与锅炉房设备.ppt,02/2011 Page.ppt,02/2011 Page 3 33.1 3.1 锅炉热平衡及锅炉热效率锅炉热平衡及锅炉热效率 一、锅炉热平衡一、锅炉热平衡1锅炉热平衡方程式锅炉热平衡方程式 锅炉热平
4、衡是以锅炉热平衡是以1kg固体燃料或液体燃料固体燃料或液体燃料(气体燃料以气体燃料以1Nm3)为单位组成的热量平衡。为单位组成的热量平衡。1kg燃料带入炉内的热量及锅炉有效利用燃料带入炉内的热量及锅炉有效利用热量和损失热量之间的关系可参考下图。热量和损失热量之间的关系可参考下图。锅炉热平衡的公式可写为：锅炉热平衡的公式可写为：654321QQQQQQQrkJkg (3-la)第三章Qr Q5 Q2 Q6 Q3 Q4 Q1 锅炉与锅炉房设备锅炉与锅炉房设备.ppt,02/2011 Page.ppt,02/2011 Page 4 43.1 3.1 锅炉热平衡及锅炉热效率锅炉热平衡及锅炉热效率 65
5、4321QQQQQQQrkJkg (3-la)Qr每公斤燃料带入锅炉的热量，每公斤燃料带入锅炉的热量，kJ/kg；Q1锅炉有效利用热量，锅炉有效利用热量，kJ/kg；Q2排出烟气带走的热量，称为锅炉排烟热损失，排出烟气带走的热量，称为锅炉排烟热损失，kJ/kg Q3未燃完可燃气体所带走的热量，称为气体不完全燃烧热损未燃完可燃气体所带走的热量，称为气体不完全燃烧热损 失（化学不完全燃烧热损失），失（化学不完全燃烧热损失），kJ/kg；Q4未燃完的固体燃料所带走的热量，称为固体不完全燃烧热未燃完的固体燃料所带走的热量，称为固体不完全燃烧热 损失（机械不完全燃烧热损失），损失（机械不完全燃烧热损失）
6、，kJ/kg；Q5锅炉散热损失，锅炉散热损失，kJ/kg；Q6灰渣物理热损失及其他热损失，灰渣物理热损失及其他热损失，kJ/kg。如果在等式如果在等式(3-la)两边分别除以两边分别除以Qr，则锅炉热平衡就以带入，则锅炉热平衡就以带入热量的百分数来表示，即：热量的百分数来表示，即：q1+q2+q3+q4+q5+q6=100%Qr Q5 Q2 Q6 Q3 Q4 Q1 第三章 锅炉与锅炉房设备锅炉与锅炉房设备.ppt,02/2011 Page.ppt,02/2011 Page 5 53.1 3.1 锅炉热平衡及锅炉热效率锅炉热平衡及锅炉热效率 2燃料带入锅炉的热量燃料带入锅炉的热量Qr它由以下几个
7、部分组成：它由以下几个部分组成：wlzqrydwrQQiQQ1）燃料的物理显热）燃料的物理显热ir rarrtCi 2）蒸汽带入热）蒸汽带入热Qzq当用蒸汽雾化重油或喷入锅炉蒸汽时考虑当用蒸汽雾化重油或喷入锅炉蒸汽时考虑)2500(zqzqzqiGQ式中式中 2500喷入锅炉的蒸汽饱和焓近似值，喷入锅炉的蒸汽饱和焓近似值，kJ/kg 第三章3）外来热量）外来热量Qwl当用锅炉范围以外的废气、废热等来预热空当用锅炉范围以外的废气、废热等来预热空气时考虑气时考虑)(00lkrkwlIIQ一般情况下一般情况下：ydwrQQ 锅炉与锅炉房设备锅炉与锅炉房设备.ppt,02/2011 Page.ppt,
8、02/2011 Page 6 63.1 3.1 锅炉热平衡及锅炉热效率锅炉热平衡及锅炉热效率 二、锅炉热效率二、锅炉热效率1锅炉正平衡热效率锅炉正平衡热效率 1 1）锅炉有效利用热量）锅炉有效利用热量Q1Q1%1001rglQQ2）锅炉每小时有效利用热量）锅炉每小时有效利用热量Qgl BQQgl1kJ/kg)(10)(1033gspspsgsqgliiDiiDQkJ/h（1）饱和蒸汽焓：）饱和蒸汽焓：100rWiiq（2）热水锅炉每小时有效利用热量）热水锅炉每小时有效利用热量Qglr-汽化潜热，汽化潜热，kJ/kgW-蒸汽湿度蒸汽湿度%1%51电站锅炉工业锅炉)(10123iiGQglkJ/h
9、第三章式中式中 igs，ips锅炉给水和排污水焓，锅炉给水和排污水焓，kJ/kg；干饱和蒸汽的焓，干饱和蒸汽的焓，kJ/kg；i1，i2锅炉进、出热水的焓，锅炉进、出热水的焓，kJ/kg；所以，所以，i ydwgspspsgsqglBQiiDiiD)(10)(1033 锅炉与锅炉房设备锅炉与锅炉房设备.ppt,02/2011 Page.ppt,02/2011 Page 7 73.1 3.1 锅炉热平衡及锅炉热效率锅炉热平衡及锅炉热效率 1）锅炉有效利用热量Qgl 2）锅炉每小时有效利用热量Qgl BQQgl1kJ/kg)(10)(1033gspspsgsqgliiDiiDQkJ/h（1）饱和蒸
10、汽焓：100rWiiq r-汽化潜热，kJ/kgW-蒸汽湿度%1%51电站锅炉工业锅炉)(10123iiGQglkJ/hi 2锅炉反平衡热效率锅炉反平衡热效率)(100%1006543211qqqqqqQQrgl%锅炉正平衡只能求得锅炉的热效率，不能据此研究和分析影锅炉正平衡只能求得锅炉的热效率，不能据此研究和分析影响锅炉热效率的种种因素，以寻求提高热效率的途径。而反平衡响锅炉热效率的种种因素，以寻求提高热效率的途径。而反平衡则是依据对各种热损失的测定来计算其锅炉热效率。则是依据对各种热损失的测定来计算其锅炉热效率。对小型锅炉而言，一般以正平衡为主，反平衡为辅。对于大对小型锅炉而言，一般以正平
11、衡为主，反平衡为辅。对于大型锅炉，由于不易准确测定燃料消耗量，其锅炉热平衡主要靠反型锅炉，由于不易准确测定燃料消耗量，其锅炉热平衡主要靠反平衡求得。平衡求得。热平衡试验在精度上有一定要求：热平衡试验在精度上有一定要求：(1)(1)只进行正平衡试验，要求应进行两次测试偏差在只进行正平衡试验，要求应进行两次测试偏差在4%4%以内以内 (2)(2)同时进行正、反平衡实验时，两种方法测试偏差应在同时进行正、反平衡实验时，两种方法测试偏差应在5%5%以以内内 (3)(3)只以反平衡法进行测定时，两次测试偏差应在只以反平衡法进行测定时，两次测试偏差应在6%6%以内以内第三章 锅炉与锅炉房设备锅炉与锅炉房设
12、备.ppt,02/2011 Page.ppt,02/2011 Page 8 83.1 3.1 锅炉热平衡及锅炉热效率锅炉热平衡及锅炉热效率 r-汽化潜热，kJ/kgW-蒸汽湿度%1%51电站锅炉工业锅炉glj3锅炉的毛效率及净效率锅炉的毛效率及净效率锅炉的毛效率锅炉的毛效率 通常所指的锅炉效率都是毛效率通常所指的锅炉效率都是毛效率锅炉的净效率锅炉的净效率 是在毛效率基础上扣除锅炉自用汽和电能消是在毛效率基础上扣除锅炉自用汽和电能消耗后的效率。耗后的效率。glj%1002930010)(3ydwzgsqzBQbNiiD式中式中 自用汽和自用电能消耗所相当的锅炉效率降低值自用汽和自用电能消耗所相当
13、的锅炉效率降低值;Dz自用汽消耗量，自用汽消耗量，t/h；Nz自用电耗量，自用电耗量，kWh/h;b生产每度电的标准煤，生产每度电的标准煤，kg/kWh，取，取0.407 kg/kWh 第三章 锅炉与锅炉房设备锅炉与锅炉房设备.ppt,02/2011 Page.ppt,02/2011 Page 9 93.2 3.2 固体不完全燃烧热损失固体不完全燃烧热损失 一、形成一、形成 灰渣损失灰渣损失 ：未参与燃烧或未燃尽的碳粒与灰渣一同落入灰斗：未参与燃烧或未燃尽的碳粒与灰渣一同落入灰斗所造成的损失。所造成的损失。漏煤损失漏煤损失 ：部分燃料经炉排落入灰坑造成的损失。对于煤粉：部分燃料经炉排落入灰坑造
14、成的损失。对于煤粉炉，则炉，则 飞灰损失飞灰损失 ：未燃尽的碳粒随烟气带走所造成的损失：未燃尽的碳粒随烟气带走所造成的损失hzQ4lmQ4fhQ404lmQ二、影响因素二、影响因素1燃料特性对燃料特性对q4的影响的影响 当燃用灰分含量高和灰分熔点低的煤时，它的固态可燃物被灰包当燃用灰分含量高和灰分熔点低的煤时，它的固态可燃物被灰包裹，难以燃尽，灰渣损失大。裹，难以燃尽，灰渣损失大。当燃用挥发物低而焦结性强的煤时，燃烧过程主要集中在炉排上当燃用挥发物低而焦结性强的煤时，燃烧过程主要集中在炉排上，燃烧层温度高，较易形成熔渣，阻碍通风，既加重锅炉拨火的工作，燃烧层温度高，较易形成熔渣，阻碍通风，既加
15、重锅炉拨火的工作量，又增加灰渣损失。量，又增加灰渣损失。当燃用水分低，焦结性弱而细末又多的煤时，特别是在提高燃烧当燃用水分低，焦结性弱而细末又多的煤时，特别是在提高燃烧强度而增强通风的情况下，飞灰损失就增加。强度而增强通风的情况下，飞灰损失就增加。第三章 锅炉与锅炉房设备锅炉与锅炉房设备.ppt,02/2011 Page.ppt,02/2011 Page 10103.2 3.2 固体不完全燃烧热损失固体不完全燃烧热损失 2燃烧方式对燃烧方式对q4的影响：的影响：不同燃烧方式的不同燃烧方式的q4数值差别很大，如机械或风力抛煤机炉的飞灰损失就数值差别很大，如机械或风力抛煤机炉的飞灰损失就较链条炉大
16、。煤粉炉没有漏煤损失，但它的飞灰损失却比层燃炉大得多。沸较链条炉大。煤粉炉没有漏煤损失，但它的飞灰损失却比层燃炉大得多。沸腾炉在燃用石煤或煤矸石时，飞灰损失将更大。腾炉在燃用石煤或煤矸石时，飞灰损失将更大。3炉子结构对炉子结构对q4的影响的影响 层燃炉的炉拱，二次风以及炉排的大小，长短和通风孔隙的大小等对层燃炉的炉拱，二次风以及炉排的大小，长短和通风孔隙的大小等对燃烧都有影响。如炉排的通风孔隙较大又燃用细末多的燃料时，漏煤损失就燃烧都有影响。如炉排的通风孔隙较大又燃用细末多的燃料时，漏煤损失就会有较大的增加。煤粉炉炉膛的高低、燃烧器布置的位置等也对燃烧有影响会有较大的增加。煤粉炉炉膛的高低、燃烧器布置的位置等也对燃烧有影响。如炉膛尺寸过小，烟气在炉内的流程及停留时间过短，燃料来不及燃尽而。如炉膛尺寸过小，烟气在炉内的流程及停留时间过短，燃料来不及燃尽而被烟气带走，使飞灰损失增大。被烟气带走，使飞灰损失增大。4锅炉运行工况对锅炉运行工况对q4的影响的影响 运行时锅炉负荷增加，相应地穿过燃料层和炉膛的气流速度迅速增加，运行时锅炉负荷增加，相应地穿过燃料层和炉膛的气流速度迅速增加，以致飞灰损
