第三章鍋爐熱平衡

第三章鍋爐熱平衡第一頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四返回第二頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四如果煤的發(fā)熱量為Qar,net,p[kJ/kg]，鍋爐燃燒的煤量為B[kg]，則燃料的總熱量為：BQar,net,p[kW]灰渣物理熱損失BQ6,[kW]鍋爐有效吸收的熱量BQ1,[kW]固體未燃盡而損失的熱量BQ4,[kW]氣體未燃盡而損失的熱量BQ3,[kW]排煙帶走的熱量BQ2,[kW]鍋爐外部冷卻損失的熱量BQ5,[kW]第三頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四根據(jù)熱平衡原理：BQar,net,p=B(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6)[kW]以每kg燃料為基準Qar,net,p=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6[kW/kg]以百分數(shù)表示：100

=q1+q2+q3+q4+q5+q6第四頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四第五頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四ηrs=100–(q4+q3)[%]燃燒效率：鍋爐效率:鍋爐吸收燃料熱量的效率，也是有效吸收熱量的百分數(shù)，ηgl

＝q1ηgl＝100－（q4+q3+q2+q5+q6）[%]第六頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四二、輸入的熱量Qr廣義上說，即為向鍋爐輸入的總熱量燃料本身發(fā)熱量Qar,net,p[kJ/kg燃料]燃料帶入的物理熱Ir[kJ/kg燃料]霧化油所用蒸汽帶入的熱量Qzq[kJ/kg燃料]空氣在鍋爐外吸熱量Qk,wr[kJ/kg燃料]碳酸鹽分解所吸收的熱量Qtsy

，[kJ/kg燃料]+-第七頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四Qr=Qar,net,p+Ir+Qwh+Qk,wr–Qtsy[kJ/kg燃料]Ir

——燃料帶來的物理熱，kJ/kg燃料其中tr——燃料溫度，℃；——燃料收到基的平均熱容量，kJ/(kg·℃)向鍋爐輸入的總熱量為：[kJ/(kg·℃)]Crd——燃料干燥基平均熱容量，kJ/(kg·℃)無煙煤及貧煤為0.92；煙煤1.09；褐煤1.13；油頁巖0.88第八頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四Gzq——每公斤燃料所消耗蒸汽量，kg/kg燃料；hzq——蒸汽的焓，kJ/kg。Qzq——霧化油所用蒸汽帶入的熱量，[KJ/kg燃料]Qwh=Gwh·hwh[kJ/kg燃料]β’——送入鍋爐的外部加熱的空氣量與理論空氣量的比值；——鍋爐外部加熱的空氣的焓，冷空氣焓，kJ/kgQk,wr——空氣在鍋爐外吸熱量，[kJ/kg燃料]第九頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四Qtsy

——碳酸鹽分解所吸收的熱量，kJ/kg燃料?！剂鲜盏交刑妓猁}里CO2所占燃料質量的百分數(shù)，％k——碳酸鹽分解系數(shù)，煤粉燃燒k=1.0，層燃k=0.7；其中第十頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四三、有效吸收熱量Q1鍋爐效率為：注：空氣預熱器所吸收的熱量不是有效吸熱量鍋爐有效吸熱量為鍋爐的省煤器、蒸發(fā)受熱面、過熱器、再熱器所吸收的熱量如圖所示第十一頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四四、排煙熱損失q2排煙損失是指煙氣排入大氣而損失的熱量[kJ/kg燃料]式中，C*為由0℃到排煙溫度的平均熱容[KJ/(Nm3

·℃)]，θpy為排煙溫度[℃]煙氣的排煙焓為：Q2=(Ipy-Ilk)(100-q4)/100[kJ/kg燃料]損失以百分比計為：q2=(Ipy-Ilk)(100-q4)/Qar,net,p[%]第十二頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四形成煙氣的冷空氣焓為:Cgk——干空氣從0℃到tlk的平均熱容量，kJ/（Nm3

·℃）Ck

——濕空氣熱容量，Ck＝Cgk+0.0161CH2O，kJ/（Nm3

·℃）Ilk=αV0Cktlk[kJ/Nm3

·℃]或tlk——冷空氣溫度，℃；影響排煙熱損失的因素：排煙容積排煙溫度，110～160℃第十三頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四是指可燃氣體未完全燃燒所造成的損失。以CO為例，一氧化炭的發(fā)熱量12600KJ/Nm3，氣體未完全燃燒損失的熱量為：以百分比表示：若其他可燃氣體存在時，可按其各自容積及發(fā)熱量計算其熱損失五、氣體未完全燃燒損失q3第十四頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四影響化學未完全燃燒熱損失的因素：爐內(nèi)過量空氣系數(shù)燃料揮發(fā)份含量爐膛溫度爐內(nèi)空氣動力工況一般根據(jù)經(jīng)驗選取q3：固態(tài)或液態(tài)排渣煤粉爐:0％燃油爐、燃氣爐:0.5%第十五頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四固體未完全燃燒損失是指燃料中一部分固定炭未燃盡，殘留在灰渣中而損失的熱量，也稱為機械未完全燃燒損失，或未燃炭損失。殘留下來的炭的發(fā)熱量一般按32700kJ/kg計算。六、固體未完全燃燒損失q4未燃盡而殘留的固定炭常存在于灰渣、飛灰及落煤中第十六頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四注：對煤粉爐來說，無落煤若這三種灰渣的重量分別為Ghz、Gfh、Glm[kg/s]，同時其中含炭份額Chz,Cfh,Clm，則固體未完全燃燒損失為：灰平衡：以百分比表示：[kJ/s]第十七頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四機械未完全燃燒熱損失的影響因素：燃燒方式燃料性質煤粉細度過量空氣系數(shù)爐膛結構運行工況第十八頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四燃燒效率與鍋爐效率ηrs=100–(q4+q3)[%]大型電站鍋爐的燃燒效率可高達99％以上，鍋爐效率92～94％，層燃爐一般因固體未完全燃燒損失大，燃燒效率稍低ηgl

＝100－（q4+q3+q2+q5+q6）[%]燃燒效率：鍋爐效率：第十九頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四確定最佳過量空氣系數(shù)第二十頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四外部冷卻損失是由鍋爐表面爐墻溫度高于環(huán)境溫度引起的。該項損失與鍋爐容量有關，也與鍋爐有無省煤器、空氣預熱器等受熱面有關。鍋爐容量越大，其與外界接觸面相對地變小，該損失所占百分比較小七、鍋爐外部冷卻損失q5第二十一頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四第二十二頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四影響散熱損失的主要因素：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）鍋爐外表面積水冷壁和爐墻結構周圍空氣溫度保熱系數(shù)（φ）：當沒有空預器或Qky相對于Q1很小時第二十三頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四八、灰渣物理熱損失q6表達式為：或以百分比表示：ahz——灰渣中的灰份，％thz——灰渣溫度，℃Chz——灰渣平均熱容量，kJ/(kg·℃)其中是指鍋爐所排灰渣仍具有一定的溫度，所產(chǎn)生的熱損失第二十四頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四影響灰渣物理熱損失的主要因素：排渣溫度燃料中的含灰量爐渣中純灰量占燃料總灰量的份額注：層燃爐及液態(tài)排渣煤粉爐的灰渣量較大而且溫度高，其物理熱損失應在熱平衡中計入。固態(tài)排渣煤粉爐的灰渣量較少（占煤中灰分的5～10％），常省略。但所燃煤灰份多且Aar≥0.0025Qar,net,p時，灰渣物理熱損失也應計入。第二十五頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四九、鍋爐熱平衡試驗目的：