1、第三章第三章 燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 n第一节燃烧过程的化学反应燃烧过程的化学反应n第二节燃烧所需的空气量燃烧所需的空气量n第三节燃烧产生的烟气量燃烧产生的烟气量n第四节烟气分析烟气分析n第五节燃烧方程式燃烧方程式n第六节运行中过量空气系数的确定运行中过量空气系数的确定n第七节空气和烟气的焓空气和烟气的焓n第八节锅炉机组的热平衡锅炉机组的热平衡n第九节锅炉机组的热平衡试验锅炉机组的热平衡试验锅炉燃烧计算的前提锅炉燃烧计算的前提1空气量与烟气量的计算均以空气量与烟气量的计算均以1kg燃料的收到燃料的收到基为基准；基为基准；2空气和烟气的所有组成成分（包括水蒸气，
2、空气和烟气的所有组成成分（包括水蒸气，分压很小），均可作理想气体，每摩尔气体分压很小），均可作理想气体，每摩尔气体在标准状态的容积是在标准状态的容积是22.4Nm3；3.气体容积计算的单位均为气体容积计算的单位均为Nm3/kg。第一节第一节 燃烧过程的化学反应燃烧过程的化学反应n碳燃烧消耗的氧气量（完全燃烧）碳燃烧消耗的氧气量（完全燃烧）C+O2 CO2+407000kJ/kmol可得：可得：12kgC+22.4Nm3O2 22.4Nm3CO2 即即 1kgC+1.866Nm3O21.866Nm3CO2 上式说明，每上式说明，每1kgC完全燃烧需要完全燃烧需要1.866Nm3的的O2并产生并产
3、生1.866Nm3的的CO2。n碳燃烧消耗的氧气量（不完全燃烧）碳燃烧消耗的氧气量（不完全燃烧）2C+O2 2CO+123100kJ/kmol 212kgC+22.4Nm3O2 222.4Nm3CO 1kgC+0.51.866Nm3O21.866Nm3CO 即每即每1kgC不完全燃烧需要不完全燃烧需要0.51.866Nm3的的O2并产生并产生1.866Nm3的的CO。氢的燃烧氢的燃烧 2H2+O2 2H2O+241200kJ/kmol 22.016kgH2+22.41Nm3O2222.41Nm3H2O 1kgH2+5.56Nm3O2 11.1Nm3H2O n即每即每1kgH燃烧需要燃烧需要5.
4、56Nm3的的O2并产生并产生11.1Nm3的的H2O。n硫的燃烧硫的燃烧 S+O2 SO2+334900kJ/kmol 32kgS+22.41Nm3O222.41Nm3SO2 n1kgS+0.7Nm3O20.7Nm3SO2 n即每即每1kgS燃烧需要燃烧需要0.7Nm3的的O2并产生并产生0.7Nm3的的SO2。第二节第二节 燃烧所需的空气量燃烧所需的空气量 一理论空气量一理论空气量 n1kg（或（或1Nm3）燃料完全燃烧时所需的最低）燃料完全燃烧时所需的最低限度的空气量（空气中的氧无剩余）称为理限度的空气量（空气中的氧无剩余）称为理论空气量。以容积表示时其代表符号为论空气量。以容积表示时其
5、代表符号为V0。n理论空气量也就是从燃烧反应方程式出发导理论空气量也就是从燃烧反应方程式出发导出的出的1kg（或（或1Nm3）燃料完全燃烧所需的空）燃料完全燃烧所需的空气量。气量。n1kg燃料完全燃烧需要的氧气总量为：燃料完全燃烧需要的氧气总量为：n燃料本身的氧量燃料本身的氧量301007.010055.5100866.12NmSHCVarararO31007.0100324.22NmOOarar1kg燃料完全燃烧真正需由空气燃料完全燃烧真正需由空气提供的氧量为：提供的氧量为：301007.01007.010055.5100866.12NmOSHCVararararO1kg燃料燃烧所需的理论空
6、气量燃料燃烧所需的理论空气量V0为为 300)(0333.0265.00889.021.012NmOSHCVVararararO二实际空气量和过量空气系数二实际空气量和过量空气系数n在锅炉的实际运行中，为使燃料燃尽，实际在锅炉的实际运行中，为使燃料燃尽，实际供给的空气量总是要大于理论空气量，超过供给的空气量总是要大于理论空气量，超过的部分称为过量空气量。实际空气量的部分称为过量空气量。实际空气量Vk与理与理论空论空V0之比称为之比称为过量空气系数过量空气系数（用于烟气用于烟气量计算，量计算，用于空气量计算）。用于空气量计算）。0VVkn实际空气量：实际空气量：Vk=V0n锅炉燃烧在炉膛出口结束
7、。该处过量空气系锅炉燃烧在炉膛出口结束。该处过量空气系数对燃烧影响较大。一般设计时取：燃用无数对燃烧影响较大。一般设计时取：燃用无烟煤及劣质烟煤，烟煤及劣质烟煤，1.21.25；n燃用烟煤及褐煤：燃用烟煤及褐煤：1.151.20。三漏风系数和空气平衡三漏风系数和空气平衡 n对于负压运行的锅炉，外界冷空气会通过锅对于负压运行的锅炉，外界冷空气会通过锅炉的不严密处漏入炉膛以及其后的烟道中，炉的不严密处漏入炉膛以及其后的烟道中，致使烟气中的过量空气增加。相对于致使烟气中的过量空气增加。相对于1kg燃料燃料而言，漏入的空气量而言，漏入的空气量V与理论空气量与理论空气量V0之比之比称为漏风系数，以称为漏
8、风系数，以 表示，即：表示，即：0VVk 各受热面处烟气侧漏风系数，各受热面处烟气侧漏风系数，查表确定；查表确定；V V为烟道漏风量为烟道漏风量 为炉膛出口处过剩空气系数，为炉膛出口处过剩空气系数，表征炉内燃烧状况的重要物理量，表征炉内燃烧状况的重要物理量，在推荐值范围内选取。在推荐值范围内选取。0VV n空气预热器中，空气侧压力比烟气侧高，所空气预热器中，空气侧压力比烟气侧高，所以会有部分空气漏入烟气侧，该级的漏风系以会有部分空气漏入烟气侧，该级的漏风系数数 ky要高些。在空气预热器中，有：要高些。在空气预热器中，有：kykykyzfky kykyky 为空气预热器出、为空气预热器出、进口处
9、空气侧过剩空气系数进口处空气侧过剩空气系数 分别为炉分别为炉膛、制粉系统和空预器漏风系数，膛、制粉系统和空预器漏风系数，查表确定查表确定kyzf 、kyky 、第三节第三节 燃烧产生的烟气量燃烧产生的烟气量n一、理论烟气量一、理论烟气量1、理论烟气的组成成分、理论烟气的组成成分 如果实际参加燃烧的湿空气中的干空气量等如果实际参加燃烧的湿空气中的干空气量等于理论空气量，且使于理论空气量，且使1kg的燃料完全燃烧时产的燃料完全燃烧时产生的烟气量称之为理论烟气量。理论烟气的生的烟气量称之为理论烟气量。理论烟气的组成成分为：组成成分为：CO2、SO2、N2、H2O。2理论烟气量的计算理论烟气量的计算n
10、因为理论烟气中的各成分均为理想气体，因为理论烟气中的各成分均为理想气体，所以：所以：n也可以写成干烟气与水蒸气的和：也可以写成干烟气与水蒸气的和：kgNmVVVVVVOHONSOCOy/322222kgNmVVVOHgyy/321二氧化碳和二氧化硫的体积二氧化碳和二氧化硫的体积 4.2232100866.1100324.224.2212100866.1100124.222222ararararSSSOOSCCCOOC1007.0100866.12ararROSCV2理论氮气体积理论氮气体积 0079.0100284.222VNVarN0079.01008.02VNVarN由两部分组成：燃料中的
11、氮所占体积由两部分组成：燃料中的氮所占体积和理论空气量中的氮所占的体积，即和理论空气量中的氮所占的体积，即 3理论水蒸气体积理论水蒸气体积（1）由煤中的水分）由煤中的水分（2）煤中氢元素转换的水分）煤中氢元素转换的水分（3）由理论空气量）由理论空气量V0带入的水分，即相对于每带入的水分，即相对于每kg燃煤带入的水蒸汽容积燃煤带入的水蒸汽容积 0.0161dV0 Nm3/kgararMM0124.0100184.22ararHH111.0100224.222n采用蒸汽雾化等设备带入的水蒸气体积：采用蒸汽雾化等设备带入的水蒸气体积：n可得理论烟气量可得理论烟气量 whararHWVHMV24.10
12、161.0111.00124.00002whwhWW24.1184.22二完全燃烧时的实际烟气量二完全燃烧时的实际烟气量 n1、完全燃烧时实际烟气量的组成成分、完全燃烧时实际烟气量的组成成分 如果实际参加燃烧的湿空气中的干空气量如果实际参加燃烧的湿空气中的干空气量Vk大于理论空气量大于理论空气量V0（即（即 1），且使），且使1kg的燃的燃料完全燃烧时产生的烟气量称之为完全燃烧料完全燃烧时产生的烟气量称之为完全燃烧时的实际烟气量，完全燃烧时实际烟气的组时的实际烟气量，完全燃烧时实际烟气的组成成分为：成成分为：CO2、SO2、N2、O2、H2O。2、完全燃烧时实际烟气量的计算、完全燃烧时实际烟气
13、量的计算n完全燃烧时烟气中的各成分均假设为理想气完全燃烧时烟气中的各成分均假设为理想气体，所以体，所以：n三原子气体烟气量三原子气体烟气量n表示成干烟气：表示成干烟气：OHONSOCOyVVVVVV222220222SOCOROVVVkgNmVVVOHgyy/321二氧化碳和二氧化硫的体积二氧化碳和二氧化硫的体积4.2232100866.1100324.224.2212100866.1100124.222222ararararSSSOOSCCCOOC1007.0100866.12ararROSCV 2氮气体积氮气体积 n两部分组成：理论氮气量和过量空气中两部分组成：理论氮气量和过量空气中包含的
14、氮气量，即包含的氮气量，即：00)1(79.022VVVNN3氧的体积氧的体积n氧的体积也就是过量空气中包含的氧，氧的体积也就是过量空气中包含的氧，即即：0)1(21.02VVO4水蒸气体积水蒸气体积n两部分组成：理论水蒸气量和随过量空气两部分组成：理论水蒸气量和随过量空气带入的水蒸气量，即带入的水蒸气量，即：000)1(00161.022VdVVkOHH000)1(0161.0)1(VVVVyy00)1(VVVgygy三、不完全燃烧时的烟气量三、不完全燃烧时的烟气量 n当发生不完全燃烧时，烟气的成分除了当发生不完全燃烧时，烟气的成分除了CO2、SO2、N2、O2、H2O外，还有不完全燃烧产物
15、外，还有不完全燃烧产物CO以及以及H2和和CmHn等。其中等。其中H和和CmHn数量很数量很少，一般工程计算中可忽略不计。因此，当少，一般工程计算中可忽略不计。因此，当燃料不完全燃烧时，可以认为烟气中不完全燃料不完全燃烧时，可以认为烟气中不完全燃烧产物只有燃烧产物只有CO。这使得烟气量为：。这使得烟气量为：OHONSOCOCOyVVVVVVV222221二氧化碳与一氧化碳的体积二氧化碳与一氧化碳的体积 100866.1100866.1100866.1222,arCOCOCOarCOCOarCOCVVCVCV2不完全燃烧时烟气中氧的体积不完全燃烧时烟气中氧的体积 COOCOarOVVVCVV5.
16、0)1(21.0100866.15.0)1(21.00.022得到：得到：)5.0(21.079.022220COONOCOROgyVVVVVVV四烟气中三原子气体的容积份四烟气中三原子气体的容积份额和飞灰浓度额和飞灰浓度 prpVVrprpVVrOHOHgyOHOHROROgyRORO22222222,容积份额容积份额飞灰浓度飞灰浓度kgkgmaAyfhar/100第四节第四节 烟气分析烟气分析 烟气分析的目的烟气分析的目的n对于一台正在运行中的锅炉，如何知道实际对于一台正在运行中的锅炉，如何知道实际送入锅炉的空气量？如何知道空气量是否合送入锅炉的空气量？如何知道空气量是否合适？锅炉燃烧调整
17、？适？锅炉燃烧调整？n答案：答案：通过实时、在线监测锅炉过量空气系通过实时、在线监测锅炉过量空气系数。数。n炉膛出口及烟道各处的过量空气系数？烟气炉膛出口及烟道各处的过量空气系数？烟气分析测出某处的烟气成分，再由过量空气系分析测出某处的烟气成分，再由过量空气系数的计算式算出。数的计算式算出。一、干烟气的容积成分一、干烟气的容积成分n如果燃烧不完全，则干烟气的成分为：如果燃烧不完全，则干烟气的成分为：CO2+SO2+O2+N2+CO=100n通过烟气分析，可测得通过烟气分析，可测得CO2、SO2、O2、CO的含量。的含量。二、奥氏烟气分析仪二、奥氏烟气分析仪n图图3-1n原理：化学吸收原理：化学
18、吸收n注意：测量得到的数据为烟气成分的容积百注意：测量得到的数据为烟气成分的容积百分数分数烟气成分分析仪烟气分析手段：烟气分析手段：吸收剂吸收吸收剂吸收燃烧吸收燃烧吸收色谱分析色谱分析化学方法化学方法导热性导热性导磁性导磁性导电性导电性光学性光学性物理方法物理方法三、根据烟气分析结果对干烟气体积的计算三、根据烟气分析结果对干烟气体积的计算n奥氏分析仪的分析结果为烟气体积百分含量，奥氏分析仪的分析结果为烟气体积百分含量，则可得书式则可得书式3-50n烟气成分分析仪得到浓度数据，烟气成分分析仪得到浓度数据，ppm（百万分（百万分之一）之一）n现用现用mg/m3，换算关系：，换算关系：1ppm=分子
19、量分子量/22.4 mg/m3。n各种分析设备均已经商业化。电厂均要求上各种分析设备均已经商业化。电厂均要求上烟气在线监测系统，烟气在线监测系统，EMS。n在燃烧正常的情况下，煤粉炉炉膛出口烟气在燃烧正常的情况下，煤粉炉炉膛出口烟气中的主要成分含量范围：中的主要成分含量范围：RO2=1416%；O2=25%第五节第五节 燃烧方程式燃烧方程式 原理原理n在燃料与空气完全燃烧的条件下，燃烧烟气在燃料与空气完全燃烧的条件下，燃烧烟气产物中的产物中的RO2和和O2与燃料的元素分析成分之与燃料的元素分析成分之间必然存在一定的关系。间必然存在一定的关系。n完全燃烧方程反映其间内在关系。完全燃烧方程反映其间
20、内在关系。n推导（完全燃烧，无推导（完全燃烧，无CO）n由烟气分析的结果（均为干烟气成分）由烟气分析的结果（均为干烟气成分）%10022gyROVVRO%10022gyOVVO%10022gyNVVN100222NOROn完全燃烧方程式：完全燃烧方程式：n燃料特性系数燃料特性系数22)1(21ROOarararararROarSCNOHVVN375.0038.0126.035.279.079.01008.021.020讨论讨论n烟气中三原子气体的最大百分比含量烟气中三原子气体的最大百分比含量:由完全燃烧方程得：由完全燃烧方程得：当送入理论空气量，且完全燃烧时，当送入理论空气量，且完全燃烧时，1
21、2122ORO121)(max2RO基本知识基本知识n在燃煤的条件下，通常，在燃煤的条件下，通常，%19142RO%422ORO2O2不完全燃烧方程不完全燃烧方程n在不完全燃烧的条件下，且认为仅存在在不完全燃烧的条件下，且认为仅存在CO，将满足如下方程，将满足如下方程，n由不完全燃烧方程，可以干烟气中由不完全燃烧方程，可以干烟气中CO的含量的含量)(605.021222COROCOORO605.0)()21(222OROROCO第六节第六节 运行中过量空气系数的确定运行中过量空气系数的确定n通过烟气分析得到。推导通过烟气分析得到。推导（完全燃烧）（完全燃烧）KggkkkVVVVVVV11079
22、79.079.01008.079.02222NVVNVVVgyNarNairNk2121.022OVVVgyOg)(100792121222OROOn利用完全燃烧方程式，可用利用完全燃烧方程式，可用O2代替代替RO2，结果为：结果为：2max2)(RORO22121O测定烟气中的测定烟气中的O2，即可计算得到过量空气，即可计算得到过量空气系数系数 n广泛采用：广泛采用：22121O测定烟气中的测定烟气中的RO2，也可计算得到过量空，也可计算得到过量空气系数气系数 n较少采用：较少采用：2max2)(RORO烟气成分随过量空气系数的变化烟气成分随过量空气系数的变化21CO2%，O2%O2CO2第
23、七节第七节 空气和烟气的焓空气和烟气的焓 焓的概念与计算焓的概念与计算n定义：指定条件下，将定义：指定条件下，将1kg物质从物质从0加热到加热到时所时所需要的热量，单位需要的热量，单位kJ/kg。n描述流动介质进行能量交换的关系时，焓是最有用和描述流动介质进行能量交换的关系时，焓是最有用和有效的；有效的；n单位质量的物质所含的全部热能，仅与状态有关，而单位质量的物质所含的全部热能，仅与状态有关，而与途径无关；与途径无关；n实际计算中需要知道燃烧产物（常压）的温度与焓值实际计算中需要知道燃烧产物（常压）的温度与焓值间的关系；间的关系；n水蒸气则需要根据温度和压力来求得焓值；水蒸气则需要根据温度和
24、压力来求得焓值；n前人均已经制成表格、图线或程序。前人均已经制成表格、图线或程序。一、空气焓一、空气焓n理论空气焓计算：理论空气焓计算：n Ik0=V0（c）k，kJ/kgn实际空气焓实际空气焓n Ik=Ik0，kJ/kgn式中：式中：（c）k为为1m3空气连同携带的水蒸空气连同携带的水蒸气气在温度为在温度为时的焓。表时的焓。表3-1n每公斤空气含有每公斤空气含有10克水。克水。二、烟气焓二、烟气焓n烟气的组成烟气的组成VyVy0VRO2V0N2V0H2O(-1)V0标米干空气的湿空气/公斤飞灰烟气焓组成烟气焓组成n热力学上，混合气体的焓等于各组成气体焓热力学上，混合气体的焓等于各组成气体焓的
25、和，外加灰分的焓。的和，外加灰分的焓。hfharkyycaAcVII)(100)()1(00IyIy0IRO2=VRO2I0N2=V0N2I0H2O=V0H2O(-1)I0=(-1)V0Ifh1、理论烟气焓、理论烟气焓 1m3的成分在温度的成分在温度时的焓值，可查表。时的焓值，可查表。OHOHNNROROycVcVcVI22)()()(0202220ic)(2、实际烟气的焓、实际烟气的焓n理论烟气焓加飞灰焓、过量空气焓理论烟气焓加飞灰焓、过量空气焓n飞灰热焓值飞灰热焓值Ifh（只有含量高时才考（只有含量高时才考虑）虑）hfharcaA)(100kJ/kg 温焓表温焓表n通过燃烧产物的焓值的计算
26、，列出焓值通过燃烧产物的焓值的计算，列出焓值与温度对应的表格（编程计算），是锅与温度对应的表格（编程计算），是锅炉热力计算的基础：即：炉热力计算的基础：即：),(fIy第八节第八节 锅炉机组的热平衡锅炉机组的热平衡n燃料的化学能转变为蒸汽的热能，一定存在燃料的化学能转变为蒸汽的热能，一定存在有效利用热和损失的热量。有效利用热和损失的热量。n研究热量平衡的目的：定量计算与分析各项研究热量平衡的目的：定量计算与分析各项能量的大小，找出引起热量损失的原因，提能量的大小，找出引起热量损失的原因，提出减少损失的措施，提高锅炉效率，降低成出减少损失的措施，提高锅炉效率，降低成本。本。一、热平衡方程一、热平
27、衡方程 热平衡的定义热平衡的定义n送入锅炉的燃料拥有的热量等于锅炉的有效送入锅炉的燃料拥有的热量等于锅炉的有效输出热量加上各项热损失。输出热量加上各项热损失。n目的：确定锅炉有效利用热，各项热损失，目的：确定锅炉有效利用热，各项热损失，锅炉热效率，燃料消耗量，运行水平，原因锅炉热效率，燃料消耗量，运行水平，原因及改进措施，新产品的鉴定等。及改进措施，新产品的鉴定等。n方法：通过锅炉机组的热平衡试验。方法：通过锅炉机组的热平衡试验。n现代电站锅炉的效率为现代电站锅炉的效率为90%左右，容量越大、左右，容量越大、效率越高。效率越高。热平衡方程式热平衡方程式n相应于每公斤固体及液体燃料：相应于每公斤
28、固体及液体燃料：kJ/kg（美国（美国ASME以每磅燃料的发热量，德国以以每磅燃料的发热量，德国以单位时间内所用燃料的发热量，单位时间内所用燃料的发热量，kJ/s）654321QQQQQQQrkJ/kg式中各项的意义：式中各项的意义：热平衡的另一种表示式热平衡的另一种表示式n通常用送入热量的百分比来表示：通常用送入热量的百分比来表示：654321%100qqqqqq.%,10011rQQq锅炉的热效率：有效利用热与输入热量之比锅炉的热效率：有效利用热与输入热量之比n正平衡表达式：正平衡表达式：n反平衡表达式：反平衡表达式：rrglBQQQQq%10011%)(10065432qqqqqgln以
29、下将分别介绍热平衡方程中各项的计算以下将分别介绍热平衡方程中各项的计算方法、锅炉效率及锅炉的燃料消耗量方法、锅炉效率及锅炉的燃料消耗量B：654321QQQQQQQr二、锅炉输入热量二、锅炉输入热量Qrn对应对应1kg燃料输入锅炉的热量为：燃料输入锅炉的热量为：n只有高水分煤、用外界热量加热油只有高水分煤、用外界热量加热油及空气时，才考虑公式后三项。及空气时，才考虑公式后三项。zqwrrnetarrQQiQQ,kJ/kg三、固体不完全燃烧热损失三、固体不完全燃烧热损失Q4n计算方法：计算方法：n原则：炉渣及飞灰中的含碳量与碳的发热量原则：炉渣及飞灰中的含碳量与碳的发热量的乘积的总和的乘积的总和
30、n定义：定义：炉渣中含碳的重量百分比为：炉渣中含碳的重量百分比为：，炉渣量：，炉渣量：飞灰中含碳的重量百分比为：飞灰中含碳的重量百分比为：，飞灰量：，飞灰量：沉降灰中含碳的重量百分比为：沉降灰中含碳的重量百分比为：Ccjh%，沉降，沉降灰量：灰量：Ccjh，kg/h。%lzChkgGlz/hkgGfh/%fhCn表达式：表达式：n 炉渣中未燃烧或未燃尽的碳粒引起的炉渣中未燃烧或未燃尽的碳粒引起的损失；损失；n 未燃尽碳粒随烟气排出炉外而引起的未燃尽碳粒随烟气排出炉外而引起的热损失。热损失。fhlzQQQ444lzQ4fhQ4n每小时所损失的可燃物重量每小时所损失的可燃物重量n每小时损失的热量每
31、小时损失的热量n折算到每公斤燃料所损失的热量：折算到每公斤燃料所损失的热量：hkgCGCGfhfhlzlz/100100hkcalCGCGfhfhlzlz/)100100(7830kgkcalCGCGBQfhfhlzlz/)100100(3.784lzG可知，fhlzCC,可以取样测得，fhG最不易测得灰平衡灰平衡n进入锅炉的总灰量等于排出锅炉的灰渣、进入锅炉的总灰量等于排出锅炉的灰渣、飞灰中的灰分的总和飞灰中的灰分的总和n定义定义100100100100100fhfhlzlzarCGCGABarfhfharlzlzBACGBACG)100()100(1%1fhlzaa arlzlzlzBAC
32、Ga)100(arfhfhfhBACGa)100(n结果为：结果为：BQBCCaCCaCCaAQsznetarszcjhcjhcjhfhfhfhlzlzlzar,4)100100100(27.337%10044rQQq讨论讨论q4n在锅炉运行中，在锅炉运行中，可以取样测得，可以取样测得，n 可以查表，或做灰平衡实验得到可以查表，或做灰平衡实验得到n锅炉的设计中，根据燃料的种类及燃烧方式锅炉的设计中，根据燃料的种类及燃烧方式直接选用：直接选用：0.55%n大小取决于：燃料的种类（挥发分与灰分大小取决于：燃料的种类（挥发分与灰分等），煤粉的细度，过量空气系数，炉膛的等），煤粉的细度，过量空气系数，
33、炉膛的结构（决定了停留时间），锅炉的运行方式，结构（决定了停留时间），锅炉的运行方式，炉膛的温度（负荷）等。为第二大损失。炉膛的温度（负荷）等。为第二大损失。fhlzCC,fhlzaa,q4对空气量和烟气量的影响对空气量和烟气量的影响n假定送入锅炉的燃煤量假定送入锅炉的燃煤量B中，有中，有 的燃料的燃料根本没有燃烧，即没有产生烟气量，也不需根本没有燃烧，即没有产生烟气量，也不需要空气量，要空气量，n实际上参加燃烧的不是实际送入的燃料量实际上参加燃烧的不是实际送入的燃料量B，而是计算燃料量而是计算燃料量Bjn热平衡计算用实际燃料量热平衡计算用实际燃料量B，计算空气量和，计算空气量和烟气量时用烟气
34、量时用Bj)100(4Bq10010010044qBqBBBj四、排烟热损失四、排烟热损失Q2n由于排出锅炉的烟气焓高于进入锅炉时的由于排出锅炉的烟气焓高于进入锅炉时的冷空气焓而造成的热损失。冷空气焓而造成的热损失。100100)(42qIIQlkpyfhkpyypyIIII00)1(lpy%10022rQQq影响排烟损失的主要因素：影响排烟损失的主要因素：为锅炉最大项损失（约为为锅炉最大项损失（约为4%8%）1、排烟温度、排烟温度 温度高温度高，则损失大，提高，则损失大，提高1015，损失增加约，损失增加约1%；温度低温度低，则金属的消耗大，流动的阻力大，还可能造成受热面金，则金属的消耗大，
35、流动的阻力大，还可能造成受热面金属的低温腐蚀。属的低温腐蚀。运行中影响排烟温度的主要因素是受热面吸热量的变化。运行中影响排烟温度的主要因素是受热面吸热量的变化。现代锅炉排烟温度一般为现代锅炉排烟温度一般为110160。2、排烟容积、排烟容积 主要决定于过量空气系数的选取：主要决定于过量空气系数的选取：过量空气系数大过量空气系数大，风机的消耗大，排烟损失增大；不完全燃烧损，风机的消耗大，排烟损失增大；不完全燃烧损失小；失小；过量空气系数小过量空气系数小，则可能不完全燃烧损失增大。，则可能不完全燃烧损失增大。另外，燃料性质、漏风等，也使容积增加。另外，燃料性质、漏风等，也使容积增加。五、气体未完全
36、燃烧损失五、气体未完全燃烧损失Q3n由于锅炉排烟中由于锅炉排烟中CO，H2，CH4等可燃气体等可燃气体的存在，所引起的热损失。的存在，所引起的热损失。n每公斤燃料所损失的热量为各可燃气体的容每公斤燃料所损失的热量为各可燃气体的容积与各自的容积发热量乘积的总和。积与各自的容积发热量乘积的总和。100100)(444223qQVQVQVQCHCHHHCOCO一般仅计入一般仅计入CO，其它忽略，发热量，其它忽略，发热量，12600 kJ/Nm3（3020kcal/Nm3）.100gyCOVCOV100100.).6.12(43qCOVQgyCOROSCVarargy2375.0866.1).%.10
37、0(235.56375.043qCOROCOQSCqrarar讨论讨论q3n电站锅炉可燃气体很小；电站锅炉可燃气体很小；n对煤粉炉：对煤粉炉：q3=0；n气体或液体燃料炉：气体或液体燃料炉：q3=0.5；n层燃炉：层燃炉：q3=0.51.0n影响因素：挥发分含量、过量空气系数、影响因素：挥发分含量、过量空气系数、锅炉结构等。锅炉结构等。排烟温度与过量空气系数是一个经济技术排烟温度与过量空气系数是一个经济技术综合考虑的参数综合考虑的参数n存在一个最佳存在一个最佳过量空气系数过量空气系数q，%qq3+q4q2最佳六、散热损失六、散热损失n锅炉的外表面温度高于环境的温度而向外界锅炉的外表面温度高于环
38、境的温度而向外界通过大空间自然对流和辐射换热。通过大空间自然对流和辐射换热。n散热损失与锅炉的容量成反比。散热损失与锅炉的容量成反比。n散热损失与锅炉的负荷成反比。散热损失与锅炉的负荷成反比。DDqqee55q5，%De七、灰渣物理热损失七、灰渣物理热损失n排出的灰渣因其高温具有的热量。仅在高排出的灰渣因其高温具有的热量。仅在高灰煤时考虑。灰煤时考虑。%100)(6rlzlzarlzQcaAq各项热损失均已经得到各项热损失均已经得到654321QQQQQQQr八、锅炉有效利用热、热效率和燃料消耗量八、锅炉有效利用热、热效率和燃料消耗量 1、锅炉有效利用热、锅炉有效利用热n各焓值按相应的温度和压
39、力查表各焓值按相应的温度和压力查表)()()()(11gspwgszyzyzrzrzrgsgrgriiDiiDiiDiiDBQ锅炉效率锅炉效率n正平衡法：正平衡法：n反平衡法：反平衡法：rrglBQQQQq%10011%)(10065432qqqqqgln燃料消耗量（反平衡法需计算确定）：燃料消耗量（反平衡法需计算确定）：glrglQQB100)1001(4qBBj锅炉热平衡计算是热力计算的前提锅炉热平衡计算是热力计算的前提n由锅炉效率确定燃料的消耗量；由锅炉效率确定燃料的消耗量；n排烟温度需要先假定，后校核；排烟温度需要先假定，后校核；n迭代计算过程；迭代计算过程；第九节第九节 锅炉机组的热
40、平衡试验锅炉机组的热平衡试验一、热平衡试验的目的一、热平衡试验的目的：n确定锅炉机组的效率；确定锅炉机组的效率；n确定各损失并分析原因，提高效率；确定各损失并分析原因，提高效率；n确定各参数与负荷的关系。确定各参数与负荷的关系。二、确定锅炉机组效率的方法二、确定锅炉机组效率的方法n正平衡法：直接求输入热量，利用热量。正平衡法：直接求输入热量，利用热量。由于需要较长时间稳定负荷，另外燃料消耗不由于需要较长时间稳定负荷，另外燃料消耗不易准确确定。一般不采用易准确确定。一般不采用n反平衡法：求损失项。反平衡法：求损失项。测量项目很多，但可得到各项损失。常采用。测量项目很多，但可得到各项损失。常采用。
41、三、热效率的简化计算三、热效率的简化计算n输入热量为收到基低位发热量；输入热量为收到基低位发热量；n排烟热损失忽略雾化蒸汽及氮损失；排烟热损失忽略雾化蒸汽及氮损失；n过量空气系数由测过量空气系数由测O2计算；计算；n忽略气体未燃烧热损失；忽略气体未燃烧热损失；n忽略石子煤热损失；忽略石子煤热损失；n忽略灰渣物理热损失。忽略灰渣物理热损失。四、换算到保证条件下的热效率四、换算到保证条件下的热效率n设计条件时的参数为保证条件；设计条件时的参数为保证条件；n进行输入热量、各损失及其他参数的修正；进行输入热量、各损失及其他参数的修正；n得到的修正后的热效率与设计值比较。得到的修正后的热效率与设计值比较
42、。五、锅炉机组的净效率五、锅炉机组的净效率n在锅炉效率中，再扣出锅炉自身的热耗和电在锅炉效率中，再扣出锅炉自身的热耗和电耗后的效率。耗后的效率。六、其他热平衡计算方法简介六、其他热平衡计算方法简介n美国及英国采用煤的高位发热量为计算基准。美国及英国采用煤的高位发热量为计算基准。其效率低于低位发热量；其效率低于低位发热量；n损失中考虑三项水分热损失：空气中水分、损失中考虑三项水分热损失：空气中水分、燃料中水分和氢燃烧水分。燃料中水分和氢燃烧水分。p 经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量p Study Constantly,And You Will Know Everything.The More You Know,The More Powerful You Will Be写在最后感谢聆听不足之处请大家批评指导Please Criticize And Guide The Shortcomings结束语讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
