第三章-鍋爐熱平衡課件

第一節(jié)鍋爐熱平衡的概念第一節(jié)鍋爐熱平衡的概念一、鍋爐熱平衡概念在穩(wěn)定工況下，輸入鍋爐的熱量與輸出鍋爐的熱量相平衡，鍋爐的這種熱量收、支平衡關(guān)系，就稱為鍋爐熱平衡。一、鍋爐熱平衡概念在穩(wěn)定工況下，輸入鍋爐的輸入鍋爐的熱量：伴隨燃料送入鍋爐的熱量；輸出鍋爐的熱量：分成兩部分，一是鍋爐有效利用熱量，二是鍋爐各項(xiàng)熱損失。輸入鍋爐的熱量：輸入鍋爐的熱量=輸出鍋爐的熱量有效利用熱量鍋爐熱損失輸入鍋爐的熱量=輸出鍋爐的熱量有效利用熱量鍋爐熱損失鍋爐熱平衡方程式為：

鍋爐熱平衡方程式為：

將上述式變成以百分?jǐn)?shù)表示的熱平衡方程式，即： 將上述式變成以百分?jǐn)?shù)表示的熱平衡方程式，即：第三章-鍋爐熱平衡課件二、正、反平衡求鍋爐熱效率1、正平衡法求鍋爐熱效率測(cè)定輸入熱量和有效利用熱量：二、正、反平衡求鍋爐熱效率1、正平衡法求鍋爐熱效率2、反平衡法求鍋爐熱效率2、反平衡法求鍋爐熱效率第二節(jié)鍋爐的輸入熱量及有效利用熱量第二節(jié)鍋爐的輸入熱量及有效利用熱量一、鍋爐的輸入熱量

對(duì)應(yīng)于1kg燃料輸入鍋爐的熱量，包括燃料收到基低位發(fā)熱量、燃料的物理顯熱、外來(lái)熱源加熱空氣時(shí)帶入的熱量和霧化燃油所用蒸汽帶入的熱量，即：一、鍋爐的輸入熱量對(duì)應(yīng)于1kg燃料輸入鍋爐1、燃料的物理顯熱由于溫度升高或降低燃料吸收或放出的熱量，即：1、燃料的物理顯熱

燃料的物理顯熱一般很小，通常忽略不計(jì)。只有當(dāng)外來(lái)熱源加熱燃料或固體燃料水分時(shí)，才計(jì)入該項(xiàng)。

2、外來(lái)熱源加熱空氣時(shí)帶入的熱量（如在暖風(fēng)器中利用汽輪機(jī)抽汽加熱冷空氣）2、外來(lái)熱源加熱空氣時(shí)帶入的熱量3、霧化燃油所用蒸汽帶入的熱量3、霧化燃油所用蒸汽帶入的熱量★對(duì)于燃煤鍋爐，如燃料和空氣都沒(méi)有利用外部熱源進(jìn)行預(yù)熱，且燃煤水分則鍋爐輸入熱量等于煤的收到基低位發(fā)熱量，即：★對(duì)于燃煤鍋爐，如燃料和空氣都沒(méi)有利用外部熱源進(jìn)行預(yù)熱，且燃二、鍋爐有效利用熱量

水和蒸汽流過(guò)受熱面時(shí)吸收的熱量，包括過(guò)熱蒸汽的吸熱、再熱蒸汽的吸熱、飽和蒸汽的吸熱和汽包連續(xù)排污時(shí)污水的吸熱。二、鍋爐有效利用熱量水和蒸汽流過(guò)受熱面時(shí)吸收

當(dāng)鍋爐排污量不超過(guò)蒸發(fā)量的2%時(shí)，排污水熱量可忽略不計(jì)。當(dāng)鍋爐排污量不超過(guò)蒸發(fā)量的2%時(shí)，排污水熱量可第三節(jié)鍋爐各項(xiàng)熱損失第三節(jié)鍋爐各項(xiàng)熱損失

反平衡求效率法：通過(guò)測(cè)定鍋爐的各項(xiàng)熱損失，從而計(jì)算出鍋爐熱效率的方法。計(jì)算公式如下：反平衡求效率法：通過(guò)測(cè)定鍋爐的各項(xiàng)熱損失，從而一、固體未完全燃燒熱損失

1、概念：由于灰中含有未燃燒或未燃盡的碳造成的熱損失和使用中速磨煤機(jī)時(shí)排出的石子煤的熱損失，又稱為機(jī)械未完全燃燒熱損失。

一、固體未完全燃燒熱損失1、概念：2、組成①爐渣中未燃盡的碳粒所造成的熱損失；②飛灰中未燃盡的碳粒所造成的熱損失；③沉降灰中未燃盡的碳粒所造成的熱損失；④中速磨煤機(jī)排出石子煤的熱損失。即：2、組成3、選取在設(shè)計(jì)鍋爐時(shí)，固體未完全燃燒熱損失不能計(jì)算，只能按經(jīng)驗(yàn)推薦值來(lái)選取。無(wú)煙煤：4%~6%；貧煤：2%~3%；煙煤：1%~1.5%；褐煤：0.5%~1%；液態(tài)排渣鍋爐：0.5%~4%；燃油爐：0%3、選取4、影響因素燃料性質(zhì)、燃燒方式、過(guò)量空氣系數(shù)、爐膛結(jié)構(gòu)、鍋爐負(fù)荷及運(yùn)行工況等。4、影響因素①燃料性質(zhì)：灰分、水分越大，揮發(fā)分越小，燃料著火越困難，燃盡程度越差，固體未完全燃燒熱損失越大；②爐膛結(jié)構(gòu)：爐膛結(jié)構(gòu)決定了煤粉在爐內(nèi)停留的時(shí)間和風(fēng)粉混合的質(zhì)量，從而影響到q4。

①燃料性質(zhì)：灰分、水分越大，揮發(fā)分越小，燃料著火越困難，燃盡③鍋爐負(fù)荷：鍋爐負(fù)荷過(guò)高時(shí)，單位時(shí)間送入爐內(nèi)的煤粉量和空氣量都增加，風(fēng)粉運(yùn)動(dòng)速度升高，煤粉停留時(shí)間縮短，使固體未完全燃燒熱損失增大；鍋爐負(fù)荷較低時(shí)，爐膛溫度降低，燃燒反應(yīng)速度減小，使固體未完全燃燒熱損失增大。③鍋爐負(fù)荷：

④運(yùn)行時(shí)的過(guò)量空氣系數(shù)

：當(dāng)較小時(shí)，隨著的增大，固體未完全燃燒熱損失不斷減??；當(dāng)較大時(shí)，隨著的增大，爐溫降低，燃燒速度及強(qiáng)度受到影響，固體未完全燃燒熱損失會(huì)逐漸增加。⑤煤粉細(xì)度：煤粉顆粒越細(xì)小，燃料越容易燃燒及燃盡，固體未完全燃燒熱損失越小。④運(yùn)行時(shí)的過(guò)量空氣系數(shù)：二、氣體未完全燃燒熱損失

1、概念：鍋爐排煙中含有殘余的可燃?xì)怏w（CO、CH4、H2、CmHn等）未能放出其燃燒熱能所造成的熱量損失。

二、氣體未完全燃燒熱損失1、概念：2、影響因素燃煤揮發(fā)分含量、爐內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)、爐膛溫度、爐膛結(jié)構(gòu)及燃燒器布置、爐內(nèi)空氣動(dòng)力工況等。2、影響因素①燃煤揮發(fā)分含量高，爐內(nèi)可燃?xì)怏w多，↑。②過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)小，氧氣供應(yīng)不足，↑；過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)大，爐溫降低，影響燃燒反應(yīng)，↑。③爐膛結(jié)構(gòu)及燃燒器布置不合理，爐膛有死角或煙氣在爐內(nèi)停留時(shí)間過(guò)短，爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)不好，都會(huì)使↑。④鍋爐負(fù)荷過(guò)低會(huì)使?fàn)t溫降低，負(fù)荷過(guò)高使可燃?xì)怏w或煙氣在爐內(nèi)停留時(shí)間減少，↑。①燃煤揮發(fā)分含量高，爐內(nèi)可燃?xì)怏w多，↑?！粼谶M(jìn)行鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，q3可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選用。一般，固態(tài)排渣煤粉爐，q3=0%；燃油或燃?xì)鉅tq3=0.5%◆在進(jìn)行鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，q3可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選用。一般三、排煙熱損失1、概念煙氣在離開(kāi)鍋爐的最后受熱面時(shí)，還具有相當(dāng)高的溫度，這部分由排出煙氣帶走的熱量稱為鍋爐排煙熱損失。三、排煙熱損失1、概念★排煙熱損失是鍋爐各項(xiàng)熱損失中最大的一項(xiàng)，對(duì)大、中型鍋爐為4%~8%。★排煙熱損失是鍋爐各項(xiàng)熱損失中最大的一項(xiàng)，對(duì)大、中型鍋2、影響因素影響排煙熱損失的主要因素是：

排煙容積排煙溫度2、影響因素（1）排煙容積的影響對(duì)于一定的燃料，排煙容積取決于爐內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)及漏風(fēng)系數(shù)。①爐內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)或者沿?zé)煔饬鞒搪╋L(fēng)量增大，會(huì)使?fàn)t膛的煙氣容積增加，從使排煙熱損失增加。（1）排煙容積的影響②漏風(fēng)的存在使漏風(fēng)點(diǎn)處的煙氣溫度降低，從而使漏風(fēng)點(diǎn)以后的受熱面換熱量減少，進(jìn)而造成排煙溫度升高，排煙熱損失增加。②漏風(fēng)的存在使漏風(fēng)點(diǎn)處的煙氣溫度降低，從而使漏風(fēng)點(diǎn)以后的受熱（2）排煙溫度的影響燃料性質(zhì)、受熱面積灰、結(jié)渣或結(jié)垢均會(huì)影響鍋爐的排煙溫度。當(dāng)煤中水分和硫分較高時(shí)，為了避免或減輕尾部受熱面的低溫腐蝕，會(huì)采用較高的排煙溫度。受熱面積灰、結(jié)渣或結(jié)垢會(huì)使傳熱減弱，促使排煙溫度升高，排煙熱損失增加。（2）排煙溫度的影響◆排煙溫度的選?。号艧煖囟让吭黾?5~20℃，排煙熱損失增大1%，故降低排煙溫度可使鍋爐熱經(jīng)濟(jì)性增加。另一方面，排煙溫度的降低需設(shè)計(jì)更多的鍋爐尾部受熱面，這樣會(huì)增大鍋爐的金屬消耗量和煙氣流動(dòng)阻力；同時(shí)，排煙溫度太低還會(huì)引起尾部受熱面低溫腐蝕，因而排煙溫度不允許降的太低。近代大型電廠鍋爐的排煙溫度為120~160℃?！襞艧煖囟鹊倪x?。海?）最佳過(guò)量空氣系數(shù)→↓↓↘↑（3）最佳過(guò)量空氣系數(shù)→↓↓↘↑

四、散熱損失1、概念鍋爐運(yùn)行時(shí)，鍋爐爐墻、金屬結(jié)構(gòu)以及鍋爐范圍內(nèi)的煙風(fēng)道、汽水管道和聯(lián)箱等向四周環(huán)境中散失的熱量造成的損失。四、散熱損失1、概念2、散熱損失的確定（1）額定蒸發(fā)量下散熱損失的確定通過(guò)經(jīng)驗(yàn)曲線查取。2、散熱損失的確定第三章-鍋爐熱平衡課件（2）非額定工況下散熱損失的確定（2）非額定工況下散熱損失的確定3、影響因素鍋爐額定蒸發(fā)量（即鍋爐容量）、鍋爐實(shí)際蒸發(fā)量（即鍋爐負(fù)荷）、鍋爐外表面積、水冷壁和爐墻結(jié)構(gòu)、管道保溫以及環(huán)境情況等。3、影響因素①鍋爐容量越大，散熱面積越大，鍋爐散熱量的絕對(duì)值（）越大。但散熱損失減小，這是由于鍋爐容量增大時(shí)，燃料消耗量大致成比例增加，但鍋爐外表面積和爐膛溫度并不隨鍋爐容量成比例增加，從而使單位燃料量的外表面積是減少的，故散熱損失減少。①鍋爐容量越大，散熱面積越大，鍋爐散熱量的絕對(duì)值（②鍋爐負(fù)荷越低，相對(duì)的散熱損失越大。這是由于鍋爐外表面積不發(fā)生變化，同時(shí)外表面溫度降低的幅度也低于負(fù)荷降低的幅度，故鍋爐散熱總量變化不大，但相對(duì)于單位負(fù)荷散熱損失卻是增大的。②鍋爐負(fù)荷越低，相對(duì)的散熱損失越大。這是由于鍋爐外表面積不發(fā)③鍋爐的水冷壁和爐墻結(jié)構(gòu)越嚴(yán)密緊湊，保溫性能越好，周圍空氣溫度越高且流動(dòng)緩慢，散熱損失越小。

★對(duì)于較大容量的鍋爐，散熱損失一般小于0.5%。③鍋爐的水冷壁和爐墻結(jié)構(gòu)越嚴(yán)密緊湊，保溫性能越好，周圍空氣溫五、灰渣物理熱損失1、概念爐渣、飛灰與沉降灰排出鍋爐設(shè)備時(shí)所造成的熱量損失。五、灰渣物理熱損失1、概念2、影響因素排渣量、排渣溫度煤粉鍋爐的排渣量及排渣溫度與燃料燃燒方式有關(guān)，固態(tài)排渣鍋爐渣量少，排渣溫度低；液態(tài)排渣鍋爐渣量較多，溫度高。2、影響因素

對(duì)于固態(tài)排渣煤粉爐，只有當(dāng)燃料灰分很高時(shí)，即時(shí)才考慮灰渣物理熱損失的影響。對(duì)于固態(tài)排渣煤粉爐，只有當(dāng)燃料灰分很高時(shí)，即時(shí)才考慮第四節(jié)鍋爐燃料消耗量第四節(jié)鍋爐燃料消耗量一、鍋爐燃料消耗量1、實(shí)際燃料消耗量鍋爐每小時(shí)實(shí)際耗用的燃料量，簡(jiǎn)稱為燃料消耗量，符號(hào)為B，單位為kg/h。

用于進(jìn)行燃料輸送系統(tǒng)和制粉系統(tǒng)的計(jì)算。一、鍋爐燃料消耗量1、實(shí)際燃料消耗量2、計(jì)算燃料消耗量考慮到固體未完全燃燒熱損失的存在，而在爐膛內(nèi)實(shí)際參與燃燒反應(yīng)的燃料消耗量，符號(hào)為Bj，單位為kg/h。用于計(jì)算空氣需要量和煙氣容積等。2、計(jì)算燃料消耗量二、煤耗率1、原煤煤耗率發(fā)電廠或機(jī)組生產(chǎn)的電能所消耗的原煤量，用符號(hào)b表示，單位為即N—發(fā)電廠或機(jī)組每小時(shí)生產(chǎn)的電能。二、煤耗率1、原煤煤耗率2、標(biāo)