鍋爐效率計(jì)算課件

1、第七節(jié)第七節(jié) 鍋爐反平衡求熱效率及各項(xiàng)熱損失鍋爐反平衡求熱效率及各項(xiàng)熱損失 反平衡求效率法：通過(guò)測(cè)定鍋爐的各項(xiàng)反平衡求效率法：通過(guò)測(cè)定鍋爐的各項(xiàng)熱損失，從而計(jì)算出鍋爐熱效率的方法。計(jì)熱損失，從而計(jì)算出鍋爐熱效率的方法。計(jì)算公式如下：算公式如下： 一、鍋爐的各項(xiàng)熱損失一、鍋爐的各項(xiàng)熱損失 65)-(3 % )(100 654321qqqqqq （二）化學(xué)不完全燃燒熱損失（二）化學(xué)不完全燃燒熱損失 1.化學(xué)不完全燃燒熱損失的計(jì)算化學(xué)不完全燃燒熱損失的計(jì)算 對(duì)于燃煤鍋爐，煙氣中對(duì)于燃煤鍋爐，煙氣中H2、CH4等可燃?xì)怏w的含等可燃?xì)怏w的含量極少，可以認(rèn)為煙氣中的可燃?xì)怏w只是量極少，可以認(rèn)為煙氣中的可燃

2、氣體只是CO。其計(jì)。其計(jì)算公式為：算公式為： 積進(jìn)行修正。對(duì)煙氣中一氧化碳的容燃燒及生成煙氣，故應(yīng)燃料有一部分沒(méi)有參與的存在，進(jìn)入爐膛的考慮到的；一氧化碳容積發(fā)熱量，式中 11001 /12640 70)-(3 % -100375. 0236 )1001)(12640( 4434243kgqqNmkJqCOROQCOSCqCOQVqrararrgy 在進(jìn)行鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，在進(jìn)行鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，q3可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選用。一般，固態(tài)排渣煤粉爐，選用。一般，固態(tài)排渣煤粉爐，q3=0%。 2.2.影響化學(xué)不完全燃燒熱損失的因素影響化學(xué)不完全燃燒熱損失的因素及分析及分析 對(duì)于煤粉爐，對(duì)于煤粉爐，q3一般

3、不超過(guò)一般不超過(guò)0.5%0.5%。 影響化學(xué)不完全燃燒熱損失的主要因影響化學(xué)不完全燃燒熱損失的主要因素有爐內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)、燃料的揮發(fā)分、素有爐內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)、燃料的揮發(fā)分、爐膛溫度、燃料與空氣混合情況和爐膛結(jié)爐膛溫度、燃料與空氣混合情況和爐膛結(jié)構(gòu)等。構(gòu)等。 1 1）爐內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)的影響）爐內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)的影響 當(dāng)爐內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)較小時(shí)，由于當(dāng)爐內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)較小時(shí)，由于氧氣供應(yīng)不足，使氧氣供應(yīng)不足，使q3增大；增大；爐內(nèi)過(guò)量空爐內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)大，使?fàn)t膛溫度降低，一氧化氣系數(shù)過(guò)大，使?fàn)t膛溫度降低，一氧化碳燃燒不充分，碳燃燒不充分，q3也會(huì)增大。因此，也會(huì)增大。因此，爐爐內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)應(yīng)該適當(dāng)

4、。內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)應(yīng)該適當(dāng)。 2 2）燃料揮發(fā)分的影響）燃料揮發(fā)分的影響 揮發(fā)分較大的燃料在爐內(nèi)燃燒時(shí)，揮發(fā)分較大的燃料在爐內(nèi)燃燒時(shí)，可燃?xì)怏w增多，如果與空氣的混合不充可燃?xì)怏w增多，如果與空氣的混合不充分，爐膛溫度降低，會(huì)使分，爐膛溫度降低，會(huì)使q3增大。增大。 3）爐膛溫度的影響）爐膛溫度的影響 爐膛溫度降低會(huì)影響爐膛溫度降低會(huì)影響CO的著火與燃的著火與燃燒，使燒，使q3增大。增大。（三）排煙熱損失（三）排煙熱損失 1.1.排煙熱損失的計(jì)算排煙熱損失的計(jì)算 出。果與測(cè)定的煙氣溫度求可以通過(guò)煙氣分析的結(jié)和為：從上式可得排煙熱損失。氣溫度一般取理論冷空氣的焓，冷空的過(guò)量空氣系數(shù)；分別是排煙焓和排煙

5、處、式中來(lái)計(jì)算，即可由排煙焓與冷空氣焓排煙損失的熱量pypyrolkpypyrolkpypyolkpypyhqQhhQQqqChhqhhQQ 71)-(3 % 100%100 3020 kJ/kg 1001 4222422 2.影響排煙熱損失的因素及分析影響排煙熱損失的因素及分析 在煤粉爐的五項(xiàng)熱損失中，排煙熱在煤粉爐的五項(xiàng)熱損失中，排煙熱損失是最大的一項(xiàng)，大約損失是最大的一項(xiàng)，大約48%。 影響排煙熱損失的主要因素是排煙影響排煙熱損失的主要因素是排煙容積和排煙溫度。容積和排煙溫度。 1）排煙容積的影響）排煙容積的影響 對(duì)于一定的燃料，排煙容積取決于對(duì)于一定的燃料，排煙容積取決于爐內(nèi)過(guò)量空氣系

6、數(shù)及漏風(fēng)系數(shù)。爐內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)及漏風(fēng)系數(shù)。 爐內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)增大，會(huì)使?fàn)t爐內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)增大，會(huì)使?fàn)t膛出口的煙氣容積增加，在漏風(fēng)系數(shù)不膛出口的煙氣容積增加，在漏風(fēng)系數(shù)不變時(shí)，排煙容積會(huì)增大，使排煙熱損失變時(shí)，排煙容積會(huì)增大，使排煙熱損失增加。增加。 根據(jù)關(guān)系式根據(jù)關(guān)系式 可知，可知，當(dāng)爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)不變時(shí)，隨著當(dāng)爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)不變時(shí)，隨著沿?zé)煔饬鞒搪╋L(fēng)系數(shù)的增大，最終排煙沿?zé)煔饬鞒搪╋L(fēng)系數(shù)的增大，最終排煙處的過(guò)量空氣系數(shù)增加，使排煙熱損失處的過(guò)量空氣系數(shù)增加，使排煙熱損失增大。增大。 lpy 2）最佳過(guò)量空氣系）最佳過(guò)量空氣系數(shù)數(shù) 根據(jù)前面對(duì)根據(jù)前面對(duì)q2、q3、q4三項(xiàng)熱損失影響

7、因素的三項(xiàng)熱損失影響因素的分析，爐膛出口過(guò)量空氣分析，爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)對(duì)它們都產(chǎn)生影響，系數(shù)對(duì)它們都產(chǎn)生影響，實(shí)際上決定了鍋爐熱效率實(shí)際上決定了鍋爐熱效率的大小。因此定義的大小。因此定義“最佳最佳過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)量空氣系數(shù)”，即對(duì)應(yīng)，即對(duì)應(yīng)于于q2、q3、q4之和為最小之和為最小的爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)的爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)（如圖（如圖3-4所示）。所示）。 最佳過(guò)量空氣系數(shù)最佳過(guò)量空氣系數(shù)與燃料種類、與燃料種類、燃燒方式和燃燒設(shè)備的結(jié)構(gòu)完善程燃燒方式和燃燒設(shè)備的結(jié)構(gòu)完善程度等因素有關(guān)，可通過(guò)度等因素有關(guān)，可通過(guò)燃燒調(diào)整試燃燒調(diào)整試驗(yàn)驗(yàn)確定。確定。 3 3）排煙溫度的影響）排煙溫度的影響 排煙

8、溫度升高使排煙焓增大，排排煙溫度升高使排煙焓增大，排煙熱損失相應(yīng)增加。一般排煙溫度每煙熱損失相應(yīng)增加。一般排煙溫度每升高升高1515 2020，排煙熱損失約增加一個(gè)，排煙熱損失約增加一個(gè)百分點(diǎn)。百分點(diǎn)。 排煙溫度的選取涉及燃料、金屬價(jià)排煙溫度的選取涉及燃料、金屬價(jià)格、低溫腐蝕以及引風(fēng)機(jī)電耗，必須格、低溫腐蝕以及引風(fēng)機(jī)電耗，必須通過(guò)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。比較確定。 通常排煙溫度在通常排煙溫度在110 110 160 160。 4 4）鍋爐運(yùn)行的影響）鍋爐運(yùn)行的影響 受熱面潔凈程度受熱面潔凈程度 當(dāng)受熱面出現(xiàn)結(jié)渣、積灰和沾當(dāng)受熱面出現(xiàn)結(jié)渣、積灰和沾污時(shí)，傳熱熱阻大增，使傳熱減弱，污時(shí)，傳熱

9、熱阻大增，使傳熱減弱，排煙溫度上升，排煙熱損失增大。排煙溫度上升，排煙熱損失增大。 受熱面管內(nèi)結(jié)垢受熱面管內(nèi)結(jié)垢 爐膛及煙道漏風(fēng)爐膛及煙道漏風(fēng) 如上所述，運(yùn)行中及時(shí)吹灰、如上所述，運(yùn)行中及時(shí)吹灰、防止結(jié)渣、減少漏風(fēng)等，可以降低防止結(jié)渣、減少漏風(fēng)等，可以降低排煙熱損失。排煙熱損失。 72)-(3 % 53 1. 5555DDqqqqDeeee可按下式計(jì)算：運(yùn)行時(shí)，散熱損失當(dāng)鍋爐在非額定容量下所示。的關(guān)系曲線如圖與散熱損失來(lái)確定。鍋爐額定容量驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的關(guān)系曲線由大量經(jīng)定非常困難，一般通過(guò)散熱損失通過(guò)試驗(yàn)來(lái)測(cè)散熱損失的計(jì)算（四）散熱損失 2.2.影響散熱損失的因素及分析影響散熱損失的因素及分析 影

10、響散熱損失的主要因素有鍋影響散熱損失的主要因素有鍋爐額定蒸發(fā)量（即鍋爐容量）、鍋爐爐額定蒸發(fā)量（即鍋爐容量）、鍋爐實(shí)際蒸發(fā)量（即鍋爐負(fù)荷）、外表面實(shí)際蒸發(fā)量（即鍋爐負(fù)荷）、外表面積、水冷壁和爐墻結(jié)構(gòu)、管道保溫以積、水冷壁和爐墻結(jié)構(gòu)、管道保溫以及環(huán)境情況等。及環(huán)境情況等。 對(duì)于容量較大的鍋爐，散熱損對(duì)于容量較大的鍋爐，散熱損失一般小于失一般小于0.5%0.5%。 散熱損失的兩個(gè)特點(diǎn)：散熱損失的兩個(gè)特點(diǎn)： 額定蒸發(fā)量越大，散熱損失的百額定蒸發(fā)量越大，散熱損失的百分?jǐn)?shù)越小。分?jǐn)?shù)越小。 一般，鍋爐容量增大，外表面積也一般，鍋爐容量增大，外表面積也相應(yīng)增加，鍋爐散發(fā)的熱量增大；但由相應(yīng)增加，鍋爐散發(fā)的熱

11、量增大；但由于燃料消耗量與鍋爐容量大致成比例地于燃料消耗量與鍋爐容量大致成比例地增加，而鍋爐的外表面積和爐膛溫度卻增加，而鍋爐的外表面積和爐膛溫度卻增加得少些，所以散熱損失的百分?jǐn)?shù)減增加得少些，所以散熱損失的百分?jǐn)?shù)減小。小。 鍋爐運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷越小，散熱損鍋爐運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷越小，散熱損失的百分?jǐn)?shù)越大。失的百分?jǐn)?shù)越大。 3.保熱系數(shù)保熱系數(shù) 在鍋爐熱力計(jì)算中，需要知道各段受熱面所在在鍋爐熱力計(jì)算中，需要知道各段受熱面所在煙道的散熱損失。通常把某段煙道中，煙氣放出的煙道的散熱損失。通常把某段煙道中，煙氣放出的被受熱面吸收的程度用保熱系數(shù)被受熱面吸收的程度用保熱系數(shù) 來(lái)考慮，即來(lái)考慮，即 / / / 5

12、1511。散熱損失的熱量，；空氣預(yù)熱器總吸熱量，；鍋爐有效利用熱量，式中，即鍋爐的保熱系數(shù)來(lái)計(jì)算數(shù)值，按整臺(tái)量成正比，并可取同一該段煙道中煙氣的放熱熱量?jī)H與段煙道受熱面中工質(zhì)吸為了簡(jiǎn)化計(jì)算，認(rèn)為各煙氣放出的熱量量受熱面中工質(zhì)吸收的熱kgkJQkgkJQkgkJQQQQQQkykyky 度。熱面所在煙道的散熱程稱為散熱系數(shù)，表示受）可改寫(xiě)為：式（上式可簡(jiǎn)化為：得多時(shí)，比鍋爐有效利用熱量小當(dāng)空氣預(yù)熱器的吸熱量-1 -1 733 73)-(3 1 55555511511qqqqqQQQQQQQQrr （五）灰渣物理熱損失（五）灰渣物理熱損失 74)-(3 % )(%100 600 53kJ/kg k

13、g1 kJ/kg )(100 1. 6666hzhzrarrhzhzhzhzarcaQAQQqqCCCcacaAQ 為：損失由上式可得灰渣物理熱。，固態(tài)排渣時(shí)灰渣溫度，；可查表時(shí)的焓，灰渣在溫度為）（灰渣份額；式中可按下式計(jì)算，即灰渣物理熱損失的熱量灰渣物理熱損失的計(jì)算 2.2.影響灰渣物理熱損失的因素影響灰渣物理熱損失的因素 影響因素包括：燃料灰分、灰渣影響因素包括：燃料灰分、灰渣份額以及灰渣溫度。份額以及灰渣溫度。 對(duì)于固態(tài)排渣煤對(duì)于固態(tài)排渣煤粉爐，只有當(dāng)燃料灰分很高時(shí)，即粉爐，只有當(dāng)燃料灰分很高時(shí)，即 熱損失。時(shí)，才考慮此項(xiàng)%419 ,netararQA第八節(jié)第八節(jié) 鍋爐燃料消耗量和煤耗量鍋爐燃料消耗量和煤耗量而用上式計(jì)算。測(cè)出燃料消耗量一般不直接對(duì)于大容量燃煤鍋爐，表示，計(jì)算式如下：燃料消耗量，用符號(hào)為入爐膛的燃料量，簡(jiǎn)稱實(shí)際燃料消耗量是指送（一）實(shí)際燃料消耗量一、鍋爐燃料消耗量 75)-(3kg/h 100 100 gspwpwzrzrzrgsgrgrrrghhDhhDhhDQQQBB ”。燃料消耗量等計(jì)算時(shí)使用“計(jì)算及煙氣容積”；在進(jìn)行空氣需要量“燃料消耗量制粉系統(tǒng)計(jì)算時(shí)使用在進(jìn)行燃料輸送系統(tǒng)和同的用途。兩種燃料消耗量各有不表示。計(jì)算式如下耗量，用符號(hào)與燃燒反應(yīng)的燃料消的存在，在爐內(nèi)實(shí)際參損失慮到機(jī)械不完全燃燒熱計(jì)算燃料消耗量是指