第三章锅炉机组热平衡.doc

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1、第三章锅炉机组热平衡第一节　锅炉热平衡一、锅炉热平衡的概念在稳定工况下，输入锅炉的热量应与输出锅炉的热量相平衡，锅炉的这种热量收、支平衡关系，就叫锅炉热平衡。输入锅炉的热量是指伴随燃料送入锅炉的热量；锅炉输出的热量可以分为两部分，一部分为有效利用热量，另一部分为各项热损失。锅炉热平衡是按1kg固体或液体燃料（对气体燃料则是1Nm3标准）为基础进行计算的。在稳定工况下，锅炉热平衡方程式可写为：kJ/kg(3—1)以百分数表示的热平衡方程式，即%(3—2)二、锅炉热平衡的意义研究锅炉热平衡的意义，就在于弄清燃料中的热量有多少被有效利用，有多少变成热

2、损失，以及热损失分别表现在哪些方面和大小如何，以便判断锅炉设计和运行水平，进而寻求提高锅炉经济性的有效途径。锅炉设备在运行中应定期进行热平衡试验（通常称热效率试验），以查明影响锅炉效率的主要因素，作为改进锅炉的依据。第二节锅炉输入热量和有效利用热量一、锅炉输入热量对应于1kg固体或液体燃料输入锅炉的热量包括燃料收到基低位发热量、燃料的物理显热、外来热源加热空气时带入的热量和雾化燃油所用蒸汽带入热量，即=++(3—3)燃料的物理显热为：(3—4)对于燃煤锅炉，如燃煤和空气都未利用外部热源进行预热，且燃煤水分

3、基低位发热量，即(3—9)二、锅炉有效利用热量锅炉有效利用热量包括过热蒸汽的吸收，再热蒸汽的吸收、饱和蒸汽的吸收和排污水的吸热。当锅炉不对外供应饱和蒸汽时，则单位时间内锅炉的总有效利用热量可按下式计算，即kW3—10）每千克燃料（对气体燃料为每Nm3）的有效利用热量可用下式计算kJ/kg（3—11）式中—锅炉的燃料消耗量，kg/s。当锅炉排污量不超过蒸发量的2%时，此时排污水热量可略去不计。第三节锅炉的各项热损失一、机械不完全燃烧热损失机械不完全燃烧热损失是由于灰中含有未燃尽的碳造成的热损失。运行中的煤粉锅炉，机械不完全燃烧热损失是根据锅炉的飞

4、灰量与灰渣量，以及飞灰和炉渣中可燃物含量的百分数来计算。机械不完全燃烧热损失的计算：介绍和表示飞灰和炉渣中灰量占燃料总灰量的份额，分别称为飞灰份额和炉渣份额。对于固态排渣煤粉炉，飞灰份额和炉渣份额的推荐值分别为：=0.90～0.95，=0.05～0.10。影响机械不完全燃烧热损失的主要因素有：燃烧方式、燃料性质、煤粉细度、过量空气系数、炉膛结构以及运行工况等。（1）不同燃烧方式的数值差别很大，层燃炉、沸腾炉这项损失较大，旋风炉较小，煤粉炉介于两者之间。（2）煤中灰分和水分越多，挥发分含量越少，煤粉越粗，则越大；（3）在燃料性质相同的情况下，炉膛

5、结构合理（有适当的高度和空间），燃烧器结构性能好、布置适当，配风合理，气粉有较好的混合条件和较长的炉内停留时间，则较小；（4）炉内过量空气系数要适当，运行中过量空气系数减小时，一般会导致增大；（5）炉膛温度较高时，较小；（6）锅炉负荷过高将使煤粉来不及在炉内烧透，负荷过低，则炉温降低，都会导致增大。二、化学不完全燃烧热损失化学不完全燃烧热损失是由于烟气中含有可燃气体造成的热损失。这些气体主要是一氧化碳，另外还有微量的氢和甲烷等。对运行中的锅炉，的计算：介绍影响烟气中可燃气体含量的主要因素是：炉内过量空气系数、燃料挥发分含量、炉膛温度以及炉内空气

6、动力工况等。（1）炉内过量空气系数过小，氧气供应不足，会造成的增加，过量空气系数过大，又会导致炉温降低；（2）燃料挥发分含量较高，其相对较大；（3）炉膛温度过低时，燃料的燃烧速度很慢，此时烟气中的来不及燃烧就离开炉膛，会使相应增加；（4）炉膛结构及燃烧器布置不合理，炉膛内有死角或燃料在炉内停留时间过短，都会导致增大。在进行锅炉设计计算时，可在下述经验数据中选用：固态排渣和液态排渣煤粉炉=0%燃油炉、燃气炉=0.5%烧高炉煤气的锅炉=1.5%三、排烟热损失锅炉的排烟热损失是由于排烟温度高于外界空气温度所造成的热损失。在室燃炉的各项热损失中，排烟热

7、损失是最大的一项，约为4%～8%。排烟热损失等于排烟焓值与进入锅炉的冷空气焓值的差，其计算式如下：%（3—20）影响排烟热损失的主要因素是排烟焓的大小，而排烟焓又取决于排烟容积和排烟温度。排烟温度越高，排烟容积越大，则排烟热损失也就越大。一般排烟温度提高15～20℃，约增加1%。（1）降低锅炉的排烟温度，可以降低排烟热损失。但是要降低排烟温度，就要增加锅炉的尾部受热面积，因而增大了锅炉的金属耗量和烟气流动阻力；另一方面，烟温太低会引起锅炉尾部受热面的低温腐蚀，因而也不允许排烟温度降得过低。特别在燃用硫分较高的燃料时，排烟温度还应适当保持高一些。

8、近代大型电厂锅炉的排烟温度约为110～160℃。（2）排烟容积的大小取决于炉内过量空气系数和锅炉漏风量。过量空气系数越小，漏风量越小，则排烟容积越小。