中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment容克式空气预热器吉抑须隆松冗阴备生攫源药物醛住酒硬休挫宙泼皂蝴谰褪柜深莲归宵仿搬第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算1中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment第八章第八章 锅炉热平衡计算锅炉热平衡计算搓容患寨唱漠匣叮居悲著滦禹否掸宾戳蛙娩臼需上寿层扭穴幢牟姜翁揣阿第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算2中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment热平衡定义热平衡定义锅炉机组的锅炉机组的热平衡热平衡是指输入锅炉机组的热量与锅炉机是指输入锅炉机组的热量与锅炉机组输出热量之间的平衡。组输出热量之间的平衡。输入的热量：输入的热量：主要来源于燃料燃烧放出的热量。主要来源于燃料燃烧放出的热量。输出的热量：输出的热量：有效利用热（用于生产蒸汽或热水）有效利用热（用于生产蒸汽或热水）损失（生产过程中的各项热量损失）损失（生产过程中的各项热量损失）锅炉热平衡的目的锅炉热平衡的目的计算锅炉的效率；计算锅炉的效率；分析引起热量损失和影响锅炉效率的因素、提高锅炉分析引起热量损失和影响锅炉效率的因素、提高锅炉效率的途径。效率的途径。第一节第一节 锅炉机组热平衡锅炉机组热平衡糙八埔欺敦境畸液屯姜果嚣延寄嘱藉污沥勤怠么砸芽用瓜誊亡烯穴娶副矢第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算3中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment热平衡示意图热平衡示意图热平衡方程式热平衡方程式Qf = Q1+ Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 kJ/kgQf1kg燃料带入炉内的热量，kJ/kgQ1锅炉有效利用热量，kJ/kgQ2排烟热损失，kJ/kgQ3化学未完全燃烧热损失，kJ/kgQ4机械未完全燃烧热损失，kJ/kgQ5散热损失，kJ/kgQ6其它热损失， kJ/kg或者，100 = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 +q6第一节第一节 锅炉机组热平衡锅炉机组热平衡樱督酥诬跋快仅挟葡棺项安黍瞻永汰渔卵拣课狈汁肄石杰笋低师胞暑韶梧第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算4中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment第一节第一节 锅炉机组热平衡锅炉机组热平衡锅炉效率锅炉效率有效利用热占输入热量的百分比。有效利用热占输入热量的百分比。(正平衡正平衡)各项热损失占输入热量的百分比。各项热损失占输入热量的百分比。 (反平衡反平衡)虾在粱唁存庞殷健烽迅神灼橙牧氛咽眉截艇胎宵团斋府赊沈蜗兵和蘑衔脑第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算5中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment一、输入热量一、输入热量 Qf 对于燃煤或燃油锅炉，每对于燃煤或燃油锅炉，每kg燃料带入锅炉的热量为燃料带入锅炉的热量为 式中：Qnet,ar - 燃料的低位发热量，kJ/kg Qph - 燃料的物理显热， kJ/kg Qex - 用锅炉以外的热量加热空气时，空气带入锅炉的热量,kJ/kg Qat - 用蒸汽雾化燃料油，雾化蒸汽带入的热量，kJ/kg漠给脆灾晚等蜂拄沁箕玉磐曝愧叫们帐脉遏沤煞竖汛外橙逆素眠擎疽后狗第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算6中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment一、输入热量一、输入热量对于燃煤锅炉对于燃煤锅炉如果燃料和空气没有利用外界热量进行预热，且燃煤水分如果燃料和空气没有利用外界热量进行预热，且燃煤水分Mar Qner,ar /630，则输入热量，则输入热量Qf = Qnet,ar芥面亥外待睫焚陕毅曾卒汤蛛既牛遍吧醛烃隶祟茹诡摸储收纸褐隘挝途藩第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算7中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment二、机械未完全燃烧热损失二、机械未完全燃烧热损失Q4 定义定义：部分固体燃料颗粒在炉内未能燃尽就被排出炉外而造成的热损失。：部分固体燃料颗粒在炉内未能燃尽就被排出炉外而造成的热损失。对于煤粉炉，对于煤粉炉，机械未完全燃烧热损失包括两部分：机械未完全燃烧热损失包括两部分：排烟携带的飞灰中未燃尽的碳粒（排烟携带的飞灰中未燃尽的碳粒（飞灰含碳飞灰含碳）造成的机械未完全燃）造成的机械未完全燃烧损失。烧损失。锅炉冷灰斗排出的灰渣（也称炉渣）中未参加燃烧或未燃尽的碳粒锅炉冷灰斗排出的灰渣（也称炉渣）中未参加燃烧或未燃尽的碳粒（炉渣含碳炉渣含碳）造成的机械未完全燃烧损失。）造成的机械未完全燃烧损失。机械未完全燃烧热损失是燃煤锅炉主要的热损失之一，通常仅次于排烟机械未完全燃烧热损失是燃煤锅炉主要的热损失之一，通常仅次于排烟热损失。热损失。 q4范围：范围：煤粉炉：煤粉炉：0.5%5%（大型电站锅炉燃用烟煤时，（大型电站锅炉燃用烟煤时，0.50.8% ）燃油、燃气锅炉：燃油、燃气锅炉： 0罩社籽沈或拱怠钞伎佳疚锈鼎痴跟寄尚梧舵罢侩哗勃馈曹非综屯晰趋篓士第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算8中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environmentq4计算公式计算公式 对于煤粉炉，对于煤粉炉，机械未完全燃烧热损失机械未完全燃烧热损失膨能呵种肩抵镐搔骚秘西魁渭远旦辰碟糯顷无授撤疟亥家黄千栖糜饮溺蓝第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算9中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment二、机械未完全燃烧热损失二、机械未完全燃烧热损失Q4 机械未完全燃烧损失的影响因素：机械未完全燃烧损失的影响因素：燃料特性（挥发分、灰分）燃料特性（挥发分、灰分）燃烧方式燃烧方式过量空气系数过量空气系数( (影响趋势影响趋势) )炉膛结构（炉内停留时间等）炉膛结构（炉内停留时间等）运行工况（煤粉细度、过量空气系数等）运行工况（煤粉细度、过量空气系数等）降低降低q4的主要措施的主要措施改善煤粉细度；改善煤粉细度；延长煤粉在炉内的停留时间；延长煤粉在炉内的停留时间；适当大的过量空气系数。适当大的过量空气系数。曙粮渡吗硷瞻循仑榜咱镶抬亏胎造饿夫轻廷芋彼虫蹬辛郴蛰央咙疵腋倘招第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算10中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment三、化学未完全燃烧热损失三、化学未完全燃烧热损失Q3 定义定义：锅炉排烟中残留的可燃气体如CO、H2、CH4和重碳氢化合物CmHn 等未放出其燃烧热而造成的热损失。q3范围范围：煤粉炉中，一般不超过0.5%。计算公式燃用燃用固体燃料固体燃料，气体未完全燃烧产物只有一氧化碳，故，气体未完全燃烧产物只有一氧化碳，故刷蛀畦摇祝橇屈浴疵州倚称邻泼钝钝淖箔鲤暇励熟俯井榴道禄时罩霹肺衣第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算11中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment三、化学未完全燃烧热损失三、化学未完全燃烧热损失Q3化学未完全燃烧损失的影响因素化学未完全燃烧损失的影响因素：燃料性质（挥发分大）燃料性质（挥发分大）过量空气系数：炉膛过量空气系数的大小和燃烧过程的过量空气系数：炉膛过量空气系数的大小和燃烧过程的组织方式直接影响炉内可燃气体与氧气的混合工况组织方式直接影响炉内可燃气体与氧气的混合工况。炉膛结构（停留时间）炉膛结构（停留时间）运行工况运行工况寅孝噪呛寝给押防股约蔑斗阵佛拣殆辰展郝皋或坞蹭竭砍涕普樱献偿擎皱第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算12中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment四、排烟热损失四、排烟热损失Q2定义定义：由于排出锅炉时的烟气焓高于进入锅炉时的空气焓而：由于排出锅炉时的烟气焓高于进入锅炉时的空气焓而造成的热损失。造成的热损失。锅炉热损失中最大的一项，现代电厂锅炉锅炉热损失中最大的一项，现代电厂锅炉q2范围为范围为5%6%。 exg每增加每增加15-20 C，q2增加增加1%计算公式计算公式呕延槛搀负摆材洞庞芦德垦柳冕罕灿裕弘译酵殿苹殴智莉魔获遣永雌聊趣第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算13中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment四、排烟热损失四、排烟热损失Q2影响排烟热损失的因素影响排烟热损失的因素：排烟温度（一般在排烟温度（一般在110150之间之间 ）燃料性质：含硫量、水分燃料性质：含硫量、水分过量空气系数和漏风系数过量空气系数和漏风系数受热面结渣、积灰受热面结渣、积灰燃烧燃烧最佳过量空气系数最佳过量空气系数肝胎茨芥俘挚烯庄专浩数亥哩釉所辫敢拨砌护砰壹庸快晋懒创径高趣秒哺第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算14中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment五、散热损失五、散热损失Q5定义定义：由于锅炉炉墙、汽包、集箱、汽水管道、烟风管道等：由于锅炉炉墙、汽包、集箱、汽水管道、烟风管道等部件的温度高于周围环境温度，通过自然对流和辐射向周围部件的温度高于周围环境温度，通过自然对流和辐射向周围所散失的热量。所散失的热量。影响因素影响因素：锅炉的外表面积锅炉的外表面积表面温度表面温度炉墙结构炉墙结构保温层的隔热性和厚度保温层的隔热性和厚度周围环境温度周围环境温度散热损失随机组容量和负荷的变化散热损失随机组容量和负荷的变化容量增大，容量增大，q q5 5减小；减小；q q5 5与锅炉运行负荷近似成反比。与锅炉运行负荷近似成反比。虱沸认罢奸辣惦蔬妥眶影的萤处柏劫洽复毁伞侩筹照磋了滦襟尚组梢钧棋第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算15中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment保热系数保热系数计算时，各段烟道的保热系数取为整台锅炉的保热系数：大型电站锅炉的散热损失都很小，q50.2%，保热系数约为0.998。 领谦翘粳漳毛辰量致稍达恒库肝脂墒孤拉帧尔忱屈恳类窘脾舰蓉朋汪刽俄第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算16中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment六、其它热损失六、其它热损失Q6定义定义：主要主要是指灰渣带走的物理热损失是指灰渣带走的物理热损失对固体燃料，从锅炉中排除的灰渣具有相当高的温度（约600800）而造成的热量损失。对于层燃炉、沸腾炉或液态排渣炉该项热损失较大，必须予以考虑；对于固态排渣煤粉炉，只有当燃料的Aar Qnet,ar/419 时才考虑。庭渝泳禁粪玛夯拣挥颠欺创雾仟夯坛疯沽舍膝重修祈胶启肉蜗宫锗专透琐第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算17中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment七、七、锅炉机组热效率和燃料消耗量锅炉机组热效率和燃料消耗量 锅炉机组有效利用热：锅炉机组有效利用热：根据根据Q1、Qf和和B，计算锅炉效率，计算锅炉效率已知已知Qf 、 Q1和和 b，计算锅炉的燃料消耗量，计算锅炉的燃料消耗量B计算燃料消耗量计算燃料消耗量燃料消耗量燃料消耗量B：用于燃料供应和制粉系统的计算；：用于燃料供应和制粉系统的计算；计算燃料消耗量计算燃料消耗量Bcal：用于空气量和烟气量的计算。：用于空气量和烟气量的计算。止任秉纲唯厅纤束戮拍刷玲莫傈题笺遇碳格肛恕锗虾轿哎惹叹郭绪柱贫缨第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算18中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment干烟气热损失干烟气热损失LG氢燃烧生成水热损失氢燃烧生成水热损失LHm燃料中水份引起的热损失燃料中水份引起的热损失Lmf空气中水份热损失空气中水份热损失LmA未燃尽碳热损失未燃尽碳热损失LUC （未完全燃烧热损失）（未完全燃烧热损失）辐射及对流热损失辐射及对流热损失L未计入热损失未计入热损失LUAASME PTC4.1的各项损失的各项损失营闭佩含碴逻蹿命嘎淘正塔呵胶赔壕虏妙草弱啃悬泵修滓腥锡肾昆极例敲第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算19中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment热平衡试验的目的热平衡试验的目的确定锅炉的热效率b；确定锅炉的各项热损失，并分析各项损失的原因和寻求降低热损失的方法；确定不同工况下锅炉各项工作指标，如过量空气系数、干烟气中CO2容积百分数、排烟温度及过热蒸汽温度等与锅炉负荷的关系等。 第二节第二节 锅炉机组热平衡试验锅炉机组热平衡试验锡臭蚊疼殆肃查痈削诌初自髓录雍碧大造肥洼件奸烧姚颁遁憾罪淄庚陨皖第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算20中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment第二节第二节 锅炉机组热平衡试验锅炉机组热平衡试验正平衡法：正平衡法：在试验过程中直接测定锅炉机组的有效利用热Q1、燃料消耗量B、燃料的低位发热量Qar,net等，然后按下式（式8-28）计算锅炉效率： 反平衡法反平衡法： 通过试验测定出锅炉的各项热损失q2、q3、q4、q5、q6，然后按下式计算：远瞥药怖房僵嵌宅郧喊茨敷樱嗅圭王何哑综辐暑蛮吁昏屁诚吨逃贬硷荒词第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算21中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment两种方法使用的场合：两种方法使用的场合：设计时：设计时：燃料消耗量未知，均采用反平衡计算。即预先确定各项损失后，再求锅炉效率。运行时：运行时：大中型锅炉一般采用反平衡法，小型锅炉，正、反平衡法均采用。第二节第二节 锅炉机组热平衡试验锅炉机组热平衡试验鞘血吭捣噶幕崭坐庭弹史袜谓炯搅珊獭臼渤俊震喉采汝炭炊国狭摊建凤域第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算22中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment测量参数正平衡法：过热蒸汽（Dsh、Psh、tsh）、给水（Pfw、tfw、Dfw）、汽包压力和排污（Pd 、Dbl）、再热蒸汽（Drh、 P rh、Prh、trh、trh）、燃料（B、Qnet,ar ）反平衡法： 烟气（RO2、O2、CO、exg）、冷空气（ta） 灰渣（Cfa、Csl）、Qnet,ar、燃料元素分析成分第二节第二节 锅炉机组热平衡试验锅炉机组热平衡试验朔器佑杂尸疙著瓤俗洽谷伴涪亡医蝎制搭俞影乐片忘娟拧口跪苫戈唆小四第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算23中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment1.锅炉的输入热量。锅炉的输入热量。2.锅炉的各项热损失。锅炉的各项热损失。3.锅炉的主要热损失及其影响因素；如何降低各主要热损锅炉的主要热损失及其影响因素；如何降低各主要热损失？失？4.最佳过量空气系数。最佳过量空气系数。5.锅炉的有效利用热量。锅炉的有效利用热量。6.锅炉燃料消耗量和计算燃料消耗量。锅炉燃料消耗量和计算燃料消耗量。7.正平衡和反平衡的概念、应用正平衡和反平衡的概念、应用8.锅炉正平衡和反平衡的效率及其测量。锅炉正平衡和反平衡的效率及其测量。本章小结本章小结痕拎捻谁娇娶备葱声堤枫纂蚜感赚辖胚捍拥焉胸既婚弊肢亢背舱少驯缺党第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算24中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment热平衡示意图图81 煤粉锅炉机组热平衡示意图 啪履昨扇斥寿乐纽慧朋窝毫蠕苹具熊陋育贿去铭读盘锭搽誉晒立箔瞎铰彩第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算25中国 南京能源与环境学院能源与环境学院Energy & Environment燃烧最佳过量空气系数图图82 最佳过量空气系数最佳过量空气系数 沾春摈颧隙音贷侗拴峰尼省碉阳几奇腾竭冬仙搅乞轿垂娜九瓤凸弄床冲斡第八章 锅炉热平衡计算第八章 锅炉热平衡计算26