物质平衡与热平衡概述.ppt

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1、第2章物质平衡与热平衡提纲2.1物质平衡2.2空气焓及烟气焓计算2.3热平衡2.4锅炉热效率及燃料消耗量计算2.5受热面热平衡2.1物质平衡锅炉的物质平衡锅炉正常运行中，输入锅炉的物质质量等于输出物质的质量。包括：炉侧（燃料侧）物质平衡和锅侧（工质侧）物质平衡锅炉内物质：风、烟煤、灰汽、水风-烟、煤-灰在燃料侧——燃料侧物质平衡汽、水在工质侧——工质侧物质平衡固体燃料可燃质（C、H、S）烟气不可燃质（O、N、A、M）灰渣2.1.1燃料侧物质平衡当锅炉连续稳定地运行时，单位时间内进入锅炉中的灰量等于从锅

2、炉排出的灰量。一灰平衡煤粉炉的灰平衡灰渣的外排：一部分灰渣在炉内排出，叫做炉灰；另一部分细颗粒灰分被烟气夹带而去，叫做飞灰。炉灰和飞灰各占燃料灰分的比值称为炉灰份额和飞灰份额：对于一台锅炉的灰平衡，由于飞灰部分地在对流烟道内沉降，因而排烟中的飞灰量少于炉膛出口的飞灰量，即对于全炉的灰平衡可写作：二风平衡几个基本概念风平衡即送入锅炉的风量+漏入锅炉的风量=从锅炉排出的风量理论空气量：1kg燃料完全燃烧时理论上所需要的最小空气量，用V0表示，单位为Nm3/kg。过量空气系数在实际燃料燃烧时，所供应的空气不可能

3、百分之百地与燃料发生反应，总会有一小部分只走了过场，因而使燃料尽可能充分燃烧，送风时应加上适当的余量。实际送风量与理论送风量的比值即为过量空气系数。进入炉膛以前的过量空气系数用表示，进入炉膛以后的过量空气系数用表示。炉膛出口的过量空气系数可以直接选取，一般为1.1～1.5，由燃料性质和燃烧方式决定。漏风系数由于锅炉一般是在“负压”下运行，即炉膛和烟道内的压力略低于炉外大气压力，以避免向炉外喷火、冒烟。因而会通过炉门、看火孔以及炉墙不严密处向锅炉内漏入空气。漏风系数即为漏风量与理论空气量的比值，用表示相关受

4、热面漏风系数可查表。对任何一个受热面来说，受热面的风平衡受热面炉膛风平衡过热器风平衡省煤器风平衡热空气空气预热器冷空气烟气侧风平衡空气侧风平衡热风道在无泄漏情况下的风平衡按下式计算：如果对流烟道各处漏风系数的总和为，炉膛出口过量空气系数为，则烟气离开锅炉时，排烟的过量空气系数增为2.1.2工质侧物质平衡汽水平衡送入锅炉的水量等于排出锅炉的水量和汽量之和。图2-5汽水平衡模型1-锅筒2-省煤器3-蒸汽过热器送入锅炉的水量Ggs排出锅炉的水量Dpw排出锅炉的汽量D+Dzy工质侧物质平衡包含了汽水平衡和盐平衡G

5、gs=D+Dzy+DpwGgs—锅炉给水量，kg/h；D—供出蒸汽流量，kg/h；Dzy—锅炉自用蒸汽量，kg/h；Dpw—排污水量，kg/h。汽水平衡方程排污率即为排污水量占蒸汽量的百分比。如则：2.2空气焓及烟气焓计算目的计算焓的目的是为了求出作为热载体的空气或烟气由某一温度被加热或者冷却到另一温度时吸收或者放出的热量。影响焓值的因素（1）焓值是温度和压力的函数，但对锅炉范围内的空气和烟气，其压力变化不大，所以计算时忽略压力的影响，认为焓只是温度的单值函数。（2）焓值的高低是相对的，与焓值零点的

6、选取有关，各国对焓值零点的选取是不同的，我国是以0℃为焓值零点，即t＝0℃时，焓值为零。（3）焓值的大小还与载热体及其量有关。对于气体，通常将1气体的焓值称为比焓，单位是KJ/Nm3。在锅炉热力计算中，通常以每kg计算燃料为基准来计算焓值。在锅炉热计算中，焓的单位为KJ/Kg。2.2.1空气焓的计算烟气的组成烟气是由理论烟气和过剩空气组成的，此外，烟气中还含有灰分。烟气飞灰过剩空气2.2.2烟气焓的计算烟气焓值等于理论烟气焓、过剩空气焓和飞灰焓之和。烟气焓的计算公式各种成分的平均定压比热见下表2.3锅

7、炉的热平衡锅炉的热平衡是指输入锅炉的热量与锅炉输出热量之间的平衡。与锅炉物质平衡一样，锅炉的热平衡也包括燃料侧的热平衡与工质侧的热平衡。2.3.1燃料侧的热量平衡燃料侧的热量平衡：随燃料进入锅炉所带入的热量应等于锅炉有效吸收的热量与各种损失的热量之和。出入锅炉热量的总平衡方程Qr＝Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6式中:Qr—随1kg燃料进入锅炉的热量，KJ/Kg;Q1—1kg燃料锅炉的有效利用热量，KJ/Kg;Q2、Q3、Q4、Q5、Q6—1kg燃料锅炉各项损失的热量，KJ/Kg燃料和空气送入炉内进行燃

8、烧，它们带入的热量包括两部分：其一是由燃料和空气带入的物理显热(燃料和空气的热焓)；其二是燃料的化学热量(发热值)。一燃料进入锅炉所带入的热量随1kg燃料进入锅炉的热量Qr：Qr＝Qar，net+ir+Qwr+Qwh燃料的收到基低位发热量Qar，net，kJ/kg；燃料带来的物理热ir，kJ/kg；用外热源加热空气时带入锅炉的热量Qwr，kJ/kg；雾化燃油所用蒸汽带入的热量Qwh，kJ/kg。输入热各项热量的计算公式为：相应