锅炉的热平衡-详细.pdf

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1、第三章锅炉的热平衡1第三章锅炉的热平衡第一节锅炉热平衡的组成第二节锅炉热效率第三节固体不完全燃烧热损失第四节气体不完全燃烧热损失第五节排烟损失第六节散热损失第七节灰渣物理热损失及其它损失第八节燃料消耗量及蒸发率2锅炉热平衡的意义•锅炉热平衡研究燃料的热量在锅炉内部的利用情况�测算多少热量被利用�多少热量损失�以及这些损失的表现方式与产生原因�热平衡的根本目的就是为提高锅炉的热效率寻找最佳的途径。•热效率是衡量锅炉设备的完善程度与运行水平的重要指标之一�提高热效率是锅炉运行管理的主要工作。为了全面评定

2、锅炉的工作状况�有必要对锅炉进行热平衡测试�从而更加细致的分析总结影响热效率的因素�得到测量数据以指导锅炉的运行与改造。•热平衡�为了确定锅炉的热效率�就需要在锅炉正常运行情况下建立热量的收支平衡关系�通常称为热平衡�热平衡测试分正平衡法与反平衡法两种。3第一节锅炉热平衡组成•热平衡公式kJ/kg其中Qr—每公斤燃料带入的热量�Q1—锅炉有效利用热量�Q2—排烟热损失�Q3—气体不完全燃烧热损失�Q4—固体不完全燃烧热损失�Q5—锅炉散热损失�Q6—灰渣物理热损失及其它热损失。45燃料低位发空气带入

3、炉内的热量(空热量预器以外)yQ�Q�i�Q�Qrdwrzqw1燃料的物理显热�燃料的物理显热�右式两项分别为应用基�收到基�比热与燃料温度。�蒸汽带入热量�Qzq�Gzq(izq�2512)kJ/kg右式各项分别为雾化蒸汽耗量、蒸汽焓、排烟中蒸汽焓值。�空气带入的热量�依次为进入空气量与理论空气量之比、理论热空气焓与理论冷空气焓。�锅炉效率�6第二节锅炉热效率•正平衡法�利用公式进行计算。Q锅炉每小时有效吸热量gl其中Q�1B每小时燃料消耗量•有效吸热量�其中右式各项依次为蒸发量、蒸汽焓、给水焓、

4、排污水量、排污水焓。�测试期间基本不进行排污�•对于生产饱和蒸汽的锅炉�湿蒸汽的焓�•热水锅炉�每小时有效吸热量�7•反平衡法�正平衡只能求得热效率而不能用来研究影响热效率的主要引素�因此不能确定提高热效率的途径与方法�因此在实际试验过程中�往往测量锅炉的各项热损失�然后来计算锅炉热效率�称为反平衡方法。•一般情况下�小型锅炉以正平衡测试为主�大型锅炉则多采用反平衡为主�在测试过程中�应该保持稳定的工况�避免比较大的负荷波动、避免安全阀起跳、不吹灰等等。如果仅进行正平衡测试�则必须测试两次并且两次偏

5、差应该小于3%�如果同时进行正、反测试�则两者偏差不应该大于5%。•现在我国大型锅炉一般热效率在90%左右�小型锅炉则与燃料与锅炉容量有关�详细数据参阅P65表格3-1•热平衡测试得到的是锅炉的毛效率�净效率是在毛效率基础上扣除锅炉本身自用汽与电能消耗后的效率。89第三节固体不完全燃烧损失•固体不完全热损失q4是因为进入炉膛的燃料有一部分没有参与燃烧或没有燃烬而被排出炉外造成的�是燃用固体燃料的锅炉热损失中的一个主要项目�与燃料种类、燃烧方式、炉膛结构、运行情况等有关。•分为三部分�hz1、灰渣损失

6、Q4�未参与燃烧或者没有燃尽的碳粒与灰渣一同落入灰斗造成的损失。lm2、落煤损失Q4�部分燃料经炉排落入灰坑造成的损失。3、飞灰损失fh�未燃尽的碳粒随烟气飞走造成的损失。Q410固体不完全燃烧热损失的计算hzRhzGhzQ�QkJ/kg4hz100BlmRlmGlmQ4�QlmkJ/kg100BRGfhfhfhQ�Q4fhkJ/kg100B通常灰渣、漏煤和飞灰中的可燃物质被认为是固定碳�取其发热量等于32866kJ/kg�因此总的固体不完全燃烧热损失可按下式计算�hzlmfh32866Q�Q�Q�

7、Q�(GR�GR�GR)4444hzhzlmlmfhfh100BQ4hzlmfhq��100�q�q�q4444Qr11•灰平衡法固体不完全燃烧热损失计算式�3286632866固体不完全燃烧热损失的经验选取�p69表3�4。12影响固体不完全燃烧热损失的因素•燃料特性的影响�灰分越高、灰分熔点越低�灰渣损失越大�煤的挥发分低焦结性强时�易形成熔渣�灰渣损失大�水分低而焦结性弱而细末又多时�飞灰损失大。•燃烧方式的影响�机械或者风力抛煤机炉比链条炉的飞灰损失大�煤粉炉尽管不漏煤但飞灰损失远远大于层燃

8、炉�沸腾炉飞灰损失更严重�•锅炉结构的影响�层燃炉炉拱的尺寸、二次风的大小、炉排的尺寸及间隙都有影响�炉排间隙大则漏煤损失严重�煤粉炉炉膛尺寸过小则烟气滞留时间短�飞灰损失加强。•运行工况的影响�当负荷增大时�燃料增加�风量相应提高�风速增加�飞灰损失加大�层燃炉的煤层厚度、链条炉炉排速度及风量分配�煤粉炉运行时的煤粉细度及配风操作等对q4也有影响�过量空气系数太低q4会增加�空气系数稍增�q4会有所降低。13第四节气体不完全燃烧热损失•气体不完全燃烧热损失是由于一部