第三章_锅炉热平衡.ppt

第四章锅炉热平衡,一、热平衡基本概念,锅炉是吸收燃料燃烧所发出的热量而生产蒸汽的设备，它的热平衡主要是燃料热量的收支平衡，即燃料的热量应等于锅炉有效吸收的热量与各种损失的热量之和。,返回,,如果煤的发热量为Qar,net,p[kJ/kg]，锅炉燃烧的煤量为B[kg]，则燃料的总热量为BQar,net,p[kW],灰渣物理热损失BQ6,[kW],锅炉有效吸收的热量BQ1,[kW],固体未燃尽而损失的热量BQ4,[kW],气体未燃尽而损失的热量BQ3,[kW],排烟带走的热量BQ2,[kW],锅炉外部冷却损失的热量BQ5,[kW],,根据热平衡原理,BQar,net,pBQ1Q2Q3Q4Q5Q6[kW],以每kg燃料为基准,Qar,net,pQ1Q2Q3Q4Q5Q6[kW/kg],以百分数表示,100q1q2q3q4q5q6,,,ηrs100–q4q3[],燃烧效率,锅炉效率锅炉吸收燃料热量的效率，也是有效吸收热量的百分数，ηgl＝q1,ηgl＝100－（q4q3q2q5q6）[],二、输入的热量Qr,广义上说，即为向锅炉输入的总热量,燃料本身发热量Qar,net,p[kJ/kg燃料],燃料带入的物理热Ir[kJ/kg燃料],雾化油所用蒸汽带入的热量Qzq[kJ/kg燃料],空气在锅炉外吸热量Qk,wr[kJ/kg燃料],碳酸盐分解所吸收的热量Qtsy，[kJ/kg燃料],,,-,,QrQar,net,pIrQwhQk,wr–Qtsy[kJ/kg燃料],Ir燃料带来的物理热，kJ/kg燃料,其中tr燃料温度，℃；,燃料收到基的平均热容量，kJ/kg℃,向锅炉输入的总热量为,[kJ/kg℃],Crd燃料干燥基平均热容量，kJ/kg℃,无烟煤及贫煤为0.92；烟煤1.09；褐煤1.13；油页岩0.88,Gzq每公斤燃料所消耗蒸汽量，kg/kg燃料；hzq蒸汽的焓，kJ/kg。,Qzq雾化油所用蒸汽带入的热量，[KJ/kg燃料],β’送入锅炉的外部加热的空气量与理论空气量的比值；,锅炉外部加热的空气的焓，冷空气焓，kJ/kg,Qk,wr空气在锅炉外吸热量，[kJ/kg燃料],Qtsy碳酸盐分解所吸收的热量，kJ/kg燃料。,燃料收到基中碳酸盐里CO2所占燃料质量的百分数，％,三、有效吸收热量Q1,锅炉效率为,注空气预热器所吸收的热量不是有效吸热量,锅炉有效吸热量为锅炉的省煤器、蒸发受热面、过热器、再热器所吸收的热量,如图所示,四、排烟热损失q2,排烟损失是指烟气排入大气而损失的热量,[kJ/kg燃料],式中，C*为由0℃到排烟温度的平均热容[KJ/Nm3℃]，θpy为排烟温度[℃],烟气的排烟焓为,损失以百分比计为,形成烟气的冷空气焓为,Cgk干空气从0℃到tlk的平均热容量，kJ/（Nm3℃）,Ck湿空气热容量，Ck＝Cgk0.0161CH2O，kJ/（Nm3℃）,tlk冷空气温度，℃；,影响排烟热损失的因素,排烟容积排烟温度，110～160℃,,是指可燃气体未完全燃烧所造成的损失。以CO为例，一氧化炭的发热量12600KJ/Nm3，气体未完全燃烧损失的热量为,以百分比表示,若其他可燃气体存在时，可按其各自容积及发热量计算其热损失,五、气体未完全燃烧损失q3,影响化学未完全燃烧热损失的因素,炉内过量空气系数燃料挥发份含量炉膛温度炉内空气动力工况,一般根据经验选取q3固态或液态排渣煤粉炉0％燃油炉、燃气炉0.5,固体未完全燃烧损失是指燃料中一部分固定炭未燃尽，残留在灰渣中而损失的热量，也称为机械未完全燃烧损失，或未燃炭损失。残留下来的炭的发热量一般按32700kJ/kg计算。,六、固体未完全燃烧损失q4,未燃尽而残留的固定炭常存在于灰渣、飞灰及落煤中,注对煤粉炉来说，无落煤,若这三种灰渣的重量分别为Ghz、Gfh、Glm[kg/s]，同时其中含炭份额Chz,Cfh,Clm，则固体未完全燃烧损失为,灰平衡,以百分比表示,[kJ/s],机械未完全燃烧热损失的影响因素,燃烧方式燃料性质煤粉细度过量空气系数炉膛结构运行工况,燃烧效率与锅炉效率,ηrs100–q4q3[],大型电站锅炉的燃烧效率可高达99％以上，锅炉效率92～94％，层燃炉一般因固体未完全燃烧损失大，燃烧效率稍低,ηgl＝100－（q4q3q2q5q6）[],燃烧效率,锅炉效率,确定最佳过量空气系数,,外部冷却损失是由锅炉表面炉墙温度高于环境温度引起的。该项损失与锅炉容量有关，也与锅炉有无省煤器、空气预热器等受热面有关。锅炉容量越大，其与外界接触面相对地变小，该损失所占百分比较小,七、锅炉外部冷却损失q5,影响散热损失的主要因素,锅炉额定蒸发量（即锅炉容量）锅炉实际蒸发量（即锅炉负荷）锅炉外表面积水冷壁和炉墙结构周围空气温度,保热系数（φ）,当没有空预器或Qky相对于Q1很小时,八、灰渣物理热损失q6,表达式为,或以百分比表示,是指锅炉所排灰渣仍具有一定的温度，所产生的热损失,影响灰渣物理热损失的主要因素,排渣温度燃料中的含灰量炉渣中纯灰量占燃料总灰量的份额,注层燃炉及液态排渣煤粉炉的灰渣量较大而且温度高，其物理热损失应在热平衡中计入。固态排渣煤粉炉的灰渣量较少（占煤中灰分的5～10％），常省略。但所燃煤灰份多且Aar≥0.0025Qar,net,p时，灰渣物理热损失也应计入。,九、锅炉热平衡试验,目的测定锅炉的效率及各种损失的量，方法有正平衡及反平衡,正平衡直接测量锅炉有效吸热量Qyx求出锅炉热效率，该法称为正平衡法或直接法。,反平衡通过求出各项损失而求出锅炉热效率，该法称为反平衡法或热损失法。,即,以哈尔滨锅炉厂220T/h的煤粉炉为例，比较锅炉的各项损失,