锅炉效率和燃烧

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1、第3章锅炉房锅炉效率和燃烧章节3.6蒸汽和冷凝水系统手册3.6.1201第3章锅炉房锅炉效率和燃烧章节3.6锅炉效率和燃烧这部分广泛的讨论燃烧过程，这是锅炉总效率的基本部分。读者要了解更深的知识可阅读专业书籍和燃烧器制造厂的技术资料。锅炉效率简单表示能量输出与输入的关系，用百分比表示：输出至蒸汽的热量100锅炉效率(%)=X公式3.6.1燃料提供的热量1在下面两部分论述“蒸汽输出的热量”和“燃料提供的热量”。输出至蒸汽的热量这个计算(用蒸汽表)要知道：给水温度。蒸汽输送压力。蒸汽流量。燃料提供的热量热值有两种表示方法，“总热值”和“净热值

2、”。总热值这是燃料中理论总能量。但燃料都含有氢与氧燃烧后生成水，以蒸汽的形式从烟道排出。燃料的总热值包括这部分水的蒸发焓。在锅炉设备里的烟气不会冷凝，因此锅炉实际得到的热量减少了。准确控制空气量对锅炉效率至关重要。太多的空气使炉膛冷却，并带走有用的热量。空气量太少则燃烧不完全，未燃烧的燃料被带走并产生浓烟。图3.6.1燃油数据燃油类型-等级总热值(MJ/I)轻油-E40.1中油-F40.6重油-G41.1船用油-H41.8表3.6.2燃气数据燃气类型总热值(MJ/m3常压下)天然气38.0丙烷93.0乙烷122.0净热值这个燃料热值不包括

3、排放到烟道的蒸汽能量，该值一般用于计算锅炉效率。一般情况下:净热量≈总热值-10%燃烧空气热量燃烧过程C+H+O2+N2CO2+H2O+N2注:C=碳，H=氢，O=氧，N=氮3.6.2蒸汽和冷凝水系统手册202第3章锅炉房锅炉效率和燃烧章节3.6准确控制空气量对锅炉效率至关重要。太多的空气使炉膛冷却，并带走有用的热量。空气量太少则燃烧不完全，未燃烧的燃料被带走并产生浓烟。实际上，很难做到完全燃烧：燃烧器周围的情况不理想，不可能保证碳、氢和氧分子完全匹配。部分氧分子与氮分子结合形成氧化氮(NOx)。为确保完全燃烧，必须有一定量的“过剩空气”

4、。这对锅炉效率有影响。在很多小锅炉上空气/燃料混合比的控制是“开环”的。就是说，燃烧器有一系列的凸轮和连杆，它们已被校准对特定的燃烧率提供指定的空气量。很明显，作为机械装置将会磨损并不时需要校准。装置必须定期维护和校准。在更大的设备上，必须配备“闭环”系统，在烟道使用氧探测器以控制燃烧空气闸门。锅炉燃烧室的空气泄漏对燃烧的准确控制有副作用。法规目前，对气候变化有一个全球的承诺，160个国家签署了1997东京协议。这些国家同意采取积极措施以达到:减少对大气的有害气体排放-尽管二氧化碳(CO2)在协议中限制最少，到现在为止，占总气体排放的80

5、%被减少了。量化每年减少的燃料使用-可以采用可选的，无污染能源，或者更高效的使用同样的能源。在英国，该承诺参考“英国国家空气质量战略”，它通过一些法律法规发挥作用。其它国家有类似的策略。技术来自关于污染的法规，锅炉用户的经济性的压力，加上电脑芯片的威力，锅炉燃烧和燃烧器都已相当先进。最新式燃烧器的现代锅炉可以做到：烟气再循环以确保最合适的燃烧，最小的过剩空气量。成熟的电子控制系统可检测烟气的所有成分，并调节燃料和空气流量以保持工况在指定参数范围内。极大地改进了调节比（最大和最小燃烧率的比值），能在更大的运行范围内满足效率和排放参数。热损失

6、已经讨论了炉膛燃烧，特别是准确空气比以及它对完全高效燃烧的重要性，接着要讨论热损失和低效率的其它潜在根源。在烟气里的热损失它可能是单项最大的热损失，工程管理可减少大部分的损失。该损失来源于离开锅炉烟气的温度。很明显，烟道的烟气越热，锅炉效率越低。烟气太热可能是以下两个原因之一：1.在锅炉特定负荷时燃烧器产生了比需要更多的热能：-这说明燃烧器和风门机构需要维护和重新校准。2.锅炉内的传热面功能性错误，热量不能传递给水：-这说明传热面积垢，需要清洁。必须注意：太冷的烟气可能导致温度下降到露点以下，可能形成下列物质而发生腐蚀：硝酸（来自燃烧空气

7、中的氮）。硫酸（如果燃料含硫）。水。蒸汽和冷凝水系统手册3.6.3203第3章锅炉房锅炉效率和燃烧章节3.6热辐射损失由于锅炉比周围环境热，部分热量被传给环境。保温层的损坏或很差的保温将大大增加热损失。一个适当的保温良好的，5MW的锅壳或水管锅炉其散热损失在锅炉总能量的0.3%到0.5%之间。这个数量显然不是很多，但必须记住这是锅炉满负荷的0.3%到0.5%，而且该损失保持恒定，即使锅炉不输出蒸汽时也是如此。这表明为了运行更高效，锅炉应该运行在其最大负荷。这要求锅炉房运行人员与生产部门应紧密合作。表3.6.3典型的锅炉效率锅炉型式净效率(

8、%)快装式，三回程87带省煤器的水管锅炉85经济型，二回程78兰开夏锅炉65带省煤器的兰开夏锅炉75燃烧器和控制燃烧器的责职：以正确的比例混合空气和燃料，高效完全的燃烧。决定火焰的形状和方向。