鍋爐效率以及有關計算

1、關于鍋爐效率及有關計算第一張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 鍋爐車間所用燃料以燃煤為主，同時伴有燃油系統(tǒng)。不同種類的煤具有不同的發(fā)熱量，并且往往相差很大。同一燃燒設備在相同的工況下，燃用發(fā)熱量低的煤時，煤的消耗量必然就大，燃用發(fā)熱量高的煤時，煤的消耗量必然就小。因此，實際耗煤量只能說明煤消耗量的大小，不能正確表明其經濟性。為了正確地表明設備運行的經濟性，引用了“標準煤”的概念。規(guī)定標準煤收到基的低位發(fā)熱量為29308kJ/kg。不同燃料的消耗量可以通過熱值換算成標準煤消耗量。第二張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 產汽標煤耗率是指產生一噸蒸汽所需要的標準煤的質量。各熱電廠的產

2、汽煤耗率的比較只有在設計的同一給水溫度、同一主汽壓力和同一主汽溫度的情況下才能進行產汽煤耗率的比較，因為不同溫度、不同壓力和不同主汽溫度下的焓值不一樣（熱能不樣），在計算產汽標煤耗時，須將一段時間內所燃用的煤、燃油及其它熱源的發(fā)熱量換算成標準煤的發(fā)熱量進行計算。第三張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 燃料成本在鍋爐車間生產成本中占有很大比重，控制燃料成本對于提高經濟效益，節(jié)能減排有重要意義。產汽標煤耗是熱電指標中重要的一環(huán)，降低產汽標煤耗能有效地節(jié)約燃煤用量，從而節(jié)約其經濟成本。 第四張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月鍋爐產汽煤耗率產汽煤耗率=B標/D產汽量 我廠#1、2爐設計

3、負荷220t/h，收到基熱值為19008kj/kg，耗煤量為33.15t/h，鍋爐效率為89.3%；#3爐設計負荷240t/h，收到基熱值為20000kj/kg，耗煤量為36.52t/h,鍋爐效率為89.103%；#4爐設計負荷220t/h，收到基熱值為20500kj/kg，耗煤量為30.115t/h,鍋爐效率為90.4%第五張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月設計值產汽量過熱蒸汽焓大卡*4.18給水焓收到基低位發(fā)熱量大卡燃料消耗量過熱蒸汽吸收焓鍋爐效率鍋爐設計效率耗標煤產汽煤耗率#1、2爐220830215457033.1561589.31 89.321.6422198.3737#3爐

4、240830180478536.5265089.27 89.10324.96403104.0168#4爐220830215490530.561590.44 90.421.3717997.14448#3爐給水溫度同步后253830215478536.5261589.04 89.10324.9640398.67205第六張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月產汽量過熱蒸汽焓大卡*4.18給水焓收到基低位發(fā)熱量大卡燃料消耗量過熱蒸汽吸收焓鍋爐設計效率220830215457033.1561589.3218.20 830210457033.1562089.3216.46 830205457033.

5、1562589.3214.74 830200457033.1563089.3213.05 830195457033.1563589.3211.38 830190457033.1564089.3209.74 830185457033.1564589.3208.13 830180457033.1565089.3206.54 830175457033.1565589.3204.98 830170457033.1566089.3203.44 830165457033.1566589.3201.92 830160457033.1567089.3201.92 830160457033.1567089.32

6、01.92 830160457033.1567089.3200.42 830155457033.1567589.3198.95 830150457033.1568089.3第七張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月一、給水溫度對產汽煤耗率的影響 在計算燃料消耗量時，給水溫度是一個重要的參數(shù)，因為給水溫度不同，鍋爐有效利用的熱量也就不同。鍋爐設計時給水溫度為215（投入高壓加熱器之后）。實際運行當中，高壓加熱器投用，但是其換熱效果不理想，給水溫度通常在190200之間波動，特殊情況下，高加未投，給水溫度甚至會降至150。這樣，不得不耗用更多的燃煤來加熱給水，因此煤耗會略有偏高。同時加熱給水熱

7、源來源于蒸汽抽汽，蒸汽量就會減少，耗煤量就會減少，必須將一定的給水溫度換算成對應的可帶負荷。第八張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月二、鍋爐熱效率對產汽煤耗的影響鍋爐熱效率對煤耗的影響是直接的。電站鍋爐設計熱效率一般為90%左右，由于煤種、日程運行負荷等問題，實際熱效率低于設計熱效率。同時由于設備、燃燒工況等問題，其熱損失也較設計時的熱損失大。因此，分析研究并找出降低熱損失的方法，提高熱效率的途徑，應采用比較精確可靠的反平衡法來測定熱效率。為提高其熱效率，關鍵是減小q2q6各項熱損失。第九張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月三、鍋爐本體汽水損失對產汽煤耗的影響 鍋爐本體汽水損失包括

8、連續(xù)排污、定期排污、蒸汽吹灰及鍋爐本體疏水、泄漏等，但主要的影響因素為連續(xù)排污。連續(xù)排污是保持爐水及蒸汽合格的重要措施，但排污量的大小也會影響到鍋爐汽水損失的大小。電站鍋爐規(guī)定排污率為1至2%，但實際運行中，連續(xù)排污閥門開度接近10%，甚至爐水品質不合格時，開度會達到70%以上，這樣汽水損失將會大大增大，煤耗也會增加。第十張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第二章 鍋爐熱平衡熱平衡意義求熱效率的方法鍋爐有效利用熱量熱損失的確定方法減少熱損失的技術措施第十一張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 鍋爐熱平衡及其意義 一、鍋爐熱平衡概念 輸入鍋爐的熱量 有效利用熱量 =輸出鍋爐的熱

9、量 未完全燃燒的熱損失 其它熱損失 鍋爐熱平衡的概念 鍋爐熱平衡的計算基礎：1kg固體燃料 鍋爐熱平衡方程式為：第十二張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第十三張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 式（3-55）不利于對燃用不同燃料及不同鍋爐容量的鍋爐之間進行經濟性比較。 將式（3-55）變成以百分數(shù)表示的熱平衡方程式，即：第十四張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 二、鍋爐熱平衡的意義 1、知道鍋爐有效利用熱量的大小和燃料熱量的利用程度； 2、更重要的是知道各項熱損失的大小，可以判斷鍋爐的設計和運行水平，尋找提高鍋爐運行水平的措施。 鍋爐熱平衡必須通過試驗求得，該試驗即“熱

10、平衡試驗”，也稱為熱效率試驗。第十五張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 第六節(jié) 鍋爐正平衡求效率 正平衡求效率法：通過測定鍋爐輸入熱量和有效利用熱量，計算鍋爐熱效率。計算公式為： 一、鍋爐輸入熱量 對應于1kg固體或液體燃料，其輸入鍋爐的熱量可用下式計算： 第十六張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第十七張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第十八張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第十九張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十一張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 二、鍋爐有效利用熱量 過熱蒸汽的吸熱鍋爐有

11、效利用熱量 再熱蒸汽的吸熱 飽和蒸汽的吸熱 排污水的吸熱 當鍋爐不對外供應飽和蒸汽時，鍋爐每小時有效利用熱量可用下式計算，即 第二十二張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十三張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第七節(jié) 鍋爐反平衡求效率及各項熱損失 反平衡求效率法：通過測定鍋爐的各項熱損失，從而計算出鍋爐熱效率的方法。計算公式如下： 一、鍋爐的各項熱損失 （一）機械不完全燃燒熱損失 在煤粉爐中，它是由煙氣帶出的飛灰和冷灰斗排出的灰渣中的未燃盡碳造成的。 第二十四張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第七節(jié) 鍋爐反平衡求熱效率及各項熱損失 反平衡求效率法：通過測定鍋爐的各項熱損

12、失，從而計算出鍋爐熱效率的方法。計算公式如下： 一、鍋爐的各項熱損失 第二十五張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 （一）化學不完全燃燒熱損失 1.化學不完全燃燒熱損失的計算 對于燃煤鍋爐，煙氣中H2、CH4等可燃氣體的含量極少，可以認為煙氣中的可燃氣體只是CO。其計算公式為： 第二十六張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十七張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 在進行鍋爐設計時，q3可按經驗數(shù)據(jù)選用。一般，固態(tài)排渣煤粉爐，q3=0%。 2.影響化學不完全燃燒熱損失的因素及分析 對于煤粉爐，q3一般不超過0.5%。 影響化學不完全燃燒熱損失的主要因素有爐內過量空氣系數(shù)、燃

13、料的揮發(fā)分、爐膛溫度、燃料與空氣混合情況和爐膛結構等。 第二十八張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 1）爐內過量空氣系數(shù)的影響 當爐內過量空氣系數(shù)較小時，由于氧氣供應不足，使q3增大；爐內過量空氣系數(shù)過大，使爐膛溫度降低，一氧化碳燃燒不充分，q3也會增大。因此，爐內過量空氣系數(shù)應該適當。第二十九張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 2）燃料揮發(fā)分的影響 揮發(fā)分較大的燃料在爐內燃燒時，可燃氣體增多，如果與空氣的混合不充分，爐膛溫度降低，會使q3增大。 3）爐膛溫度的影響 爐膛溫度降低會影響CO的著火與燃燒，使q3增大。第三十張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）排煙熱損失

14、 1.排煙熱損失的計算 第三十一張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十二張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月還可以用以下簡單公式粗略計算q2 =(3.55py+0.44)(tpy-t1)/100(100-q4)/100 %式中，py排煙處過量空氣系數(shù)，我廠鍋爐可取為1.45tpy排煙溫度，tl預熱器進風溫度 2.影響排煙熱損失的因素及分析 在煤粉爐的五項熱損失中，排煙熱損失是最大的一項，大約48%。 影響排煙熱損失的主要因素是排煙容積和排煙溫度。 1）排煙容積的影響 對于一定的燃料，排煙容積取決于爐內過量空氣系數(shù)及漏風系數(shù)。 第三十三張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月

15、爐內過量空氣系數(shù)增大，會使爐膛出口的煙氣容積增加，在漏風系數(shù)不變時，排煙容積會增大，使排煙熱損失增加。 根據(jù)關系式 可知，當爐膛出口過量空氣系數(shù)不變時，隨著沿煙氣流程漏風系數(shù)的增大，最終排煙處的過量空氣系數(shù)增加，使排煙熱損失增大。 第三十四張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 2）最佳過量空氣系數(shù) 根據(jù)前面對q2、q3、q4三項熱損失影響因素的分析，爐膛出口過量空氣系數(shù)對它們都產生影響，實際上決定了鍋爐熱效率的大小。因此定義“最佳過量空氣系數(shù)”，即對應于q2、q3、q4之和為最小的爐膛出口過量空氣系數(shù)（如圖3-4所示）。 第三十五張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 最佳過量空氣系

16、數(shù)與燃料種類、燃燒方式和燃燒設備的結構完善程度等因素有關，可通過燃燒調整試驗確定。第三十六張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 3）排煙溫度的影響 排煙溫度升高使排煙焓增大，排煙熱損失相應增加。一般排煙溫度每升高1520，排煙熱損失約增加一個百分點。 排煙溫度的選取涉及燃料、金屬價格、低溫腐蝕以及引風機電耗，必須通過技術經濟比較確定。 通常排煙溫度在110 160。 第三十七張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 4）鍋爐運行的影響 受熱面潔凈程度 當受熱面出現(xiàn)結渣、積灰和沾污時，傳熱熱阻大增，使傳熱減弱，排煙溫度上升，排煙熱損失增大。 受熱面管內結垢 爐膛及煙道漏風 如上所述，運行

17、中及時吹灰、防止結渣、減少漏風等，可以降低排煙熱損失。第三十八張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 在煤粉爐中，它是由煙氣帶出的飛灰和冷灰斗排出的灰渣中的未燃盡碳造成的。 （三）機械不完全燃燒熱損失第三十九張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 1.機械不完全燃燒熱損失的計算 在鍋爐設計時，機械不完全燃燒熱損失只能按經驗數(shù)據(jù)來選取。 對于運行中的鍋爐，機械不完全燃燒熱損失可通過熱平衡試驗來測定。 熱平衡試驗時，測定的項目包括：鍋爐每小時的飛灰量、灰渣量以及飛灰和灰渣中殘余碳的含量。 此時，機械不完全燃燒熱損失可按以下方法計算，即第四十張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 第四十

18、一張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十二張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十三張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十四張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十五張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 在進行鍋爐設計時，q4可參照表3-7的推薦數(shù)據(jù)選取。一般，對于固態(tài)排渣煤粉爐，燃用無煙煤時q4 =46%；貧煤q4 =2%；煙煤q4 =1 1.5%；褐煤q4 =0.5 1%。 2.影響機械不完全燃燒熱損失的主要因素 機械不完全燃燒熱損失是鍋爐熱損失中的一個主要項目，通常僅次于排煙熱損失。 第四十六張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 影響機械不

19、完全燃燒熱損失的主要因素有燃料性質、煤粉細度、燃燒方式、爐膛結構、鍋爐負荷、爐內空氣動力場以及運行情況等。 燃料性質：灰分、水分越大，揮發(fā)分越小，機械不完全燃燒熱損失越大； 爐膛結構：爐膛結構決定了煤粉在爐內停留的時間和風粉混合的質量，從而影響到q4 。第四十七張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 鍋爐負荷： 鍋爐負荷過高時，單位時間送入爐內的煤粉量和空氣量都增加，風粉運動速度升高，煤粉停留時間縮短，使機械不完全燃燒熱損失增大； 鍋爐負荷較低時，爐膛溫度降低，燃燒反應速度減小，使機械不完全燃燒熱損失增大。第四十八張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 第四十九張，PPT共六十四頁，創(chuàng)

20、作于2022年6月 運行時的過量空氣系數(shù)： 當較小時，隨著的增大，機械不完全燃燒熱損失不斷減小；當較大時，隨著 的增大，機械不完全燃燒熱損失會逐漸增加。 煤粉細度：煤粉顆粒越細小，則煤粉細度的數(shù)值越小，機械不完全燃燒熱損失越小。第五十張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 2.影響散熱損失的因素及分析 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）、鍋爐實際蒸發(fā)量（即鍋爐負荷）、外表面積、水冷壁和爐墻結構、管道保溫以及環(huán)境情況等。 對于容量較大的鍋爐，散熱損失一般小于0.5%。 第五十一張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 散熱損失的兩個特點： 額定蒸發(fā)量越大，散熱損失的百分數(shù)

21、越小。 一般，鍋爐容量增大，外表面積也相應增加，鍋爐散發(fā)的熱量增大；但由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得少些，所以散熱損失的百分數(shù)減小。 鍋爐運行時，負荷越小，散熱損失的百分數(shù)越大。 第五十二張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 3.保熱系數(shù) 在鍋爐熱力計算中，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，煙氣放出的被受熱面吸收的程度用保熱系數(shù) 來考慮，即第五十三張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十四張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 （五）灰渣物理熱損失第五十五張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 2.影響灰渣物理熱損失的因素 影響因素包括：燃料灰分、灰渣份額以及灰渣溫度。對于固態(tài)排渣煤粉爐，只有當燃料灰分很高時，即 第五十六張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第八節(jié) 鍋爐燃料消耗量和煤耗量第五十七張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十八張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十九張，PPT共六十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第九節(jié) 鍋爐制粉耗電率定義：磨制一噸原煤到所需細度所耗電量即=kwh/t可磨系數(shù)越大，煤越容易磨，制粉耗電率就越低。第六