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1、第三章锅炉热平衡第1页，本讲稿共27页返回第2页，本讲稿共27页如果煤的发热量为Qar,net,pkJ/kg，锅炉燃烧的煤量为Bkg，则燃料的总热量为：BQar,net,p kW灰渣物理热损失BQ6,kW锅炉有效吸收的热量BQ1,kW固体未燃尽而损失的热量BQ4,kW气体未燃尽而损失的热量BQ3,kW排烟带走的热量BQ2,kW锅炉外部冷却损失的热量 BQ5,kW第3页，本讲稿共27页根据热平衡原理：BQar,net,p=B(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6)kW以每kg燃料为基准Qar,net,p=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 kW/kg以百分数表示：100=q1+q2+q3+q4+q
2、5+q6第4页，本讲稿共27页第5页，本讲稿共27页rs=100 (q4+q3)%燃烧效率：锅炉效率:锅炉吸收燃料热量的效率，也是有效吸收热量的百分数，gl q1 gl 100 （q4+q3+q2+q5+q6）%第6页，本讲稿共27页二、输入的热量 Qr广义上说，即为向锅炉输入的总热量燃料本身发热量 Qar,net,pkJ/kg燃料燃料带入的物理热 Ir kJ/kg燃料雾化油所用蒸汽带入的热量 Qzq kJ/kg燃料空气在锅炉外吸热量 Qk,wr kJ/kg燃料碳酸盐分解所吸收的热量 Qtsy，kJ/kg燃料+-第7页，本讲稿共27页Qr=Qar,net,p+Ir+Qwh+Qk,wr Qtsy
3、 kJ/kg燃料Ir 燃料带来的物理热，kJ/kg燃料其中 tr燃料温度，；燃料收到基的平均热容量，kJ/(kg)向锅炉输入的总热量为：kJ/(kg)Crd燃料干燥基平均热容量，kJ/(kg)无烟煤及贫煤为0.92；烟煤1.09；褐煤1.13；油页岩0.88第8页，本讲稿共27页 Gzq每公斤燃料所消耗蒸汽量，kg/kg燃料；hzq蒸汽的焓，kJ/kg。Qzq雾化油所用蒸汽带入的热量，KJ/kg燃料Qwh=GwhhwhkJ/kg燃料送入锅炉的外部加热的空气量与理论空气量的比值；锅炉外部加热的空气的焓，冷空气焓，kJ/kgQk,wr空气在锅炉外吸热量，kJ/kg燃料第9页，本讲稿共27页Qtsy
4、 碳酸盐分解所吸收的热量，kJ/kg燃料。燃料收到基中碳酸盐里CO2所占燃料质量的百分数，k碳酸盐分解系数，煤粉燃烧 k=1.0，层燃 k=0.7；其中第10页，本讲稿共27页三、有效吸收热量 Q1锅炉效率为：注：空气预热器所吸收的热量不是有效吸热量锅炉有效吸热量为锅炉的省煤器、蒸发受热面、过热器、再热器所吸收的热量如图所示第11页，本讲稿共27页四、排烟热损失 q2排烟损失是指烟气排入大气而损失的热量kJ/kg燃料式中，C*为由0到排烟温度的平均热容KJ/(Nm3)，py为排烟温度烟气的排烟焓为：Q2=(Ipy-Ilk)(100-q4)/100kJ/kg燃料损失以百分比计为：q2=(Ipy-
5、Ilk)(100-q4)/Qar,net,p%第12页，本讲稿共27页形成烟气的冷空气焓为:Cgk干空气从0 到tlk的平均热容量，kJ/（Nm3 ）Ck 湿空气热容量，CkCgk+0.0161CH2O，kJ/（Nm3）Ilk=V0CktlkkJ/Nm3 或tlk冷空气温度，；影响排烟热损失的因素：n排烟容积n排烟温度，110160第13页，本讲稿共27页是指可燃气体未完全燃烧所造成的损失。以CO为例，一氧化炭的发热量12600KJ/Nm3，气体未完全燃烧损失的热量为：以百分比表示：若其他可燃气体存在时，可按其各自容积及发热量计算其热损失五、气体未完全燃烧损失 q3第14页，本讲稿共27页影响
6、化学未完全燃烧热损失的因素：n炉内过量空气系数n燃料挥发份含量n炉膛温度n炉内空气动力工况一般根据经验选取q3：固态或液态排渣煤粉炉:0 燃油炉、燃气炉:0.5%第15页，本讲稿共27页固体未完全燃烧损失是指燃料中一部分固定炭未燃尽，残留在灰渣中而损失的热量，也称为机械未完全燃烧损失，或未燃炭损失。残留下来的炭的发热量一般按32700kJ/kg计算。六、固体未完全燃烧损失 q4未燃尽而残留的固定炭常存在于灰渣、飞灰及落煤中第16页，本讲稿共27页注：对煤粉炉来说，无落煤若这三种灰渣的重量分别为Ghz、Gfh、Glmkg/s，同时其中含炭份额Chz,Cfh,Clm，则固体未完全燃烧损失为：灰平衡
7、：以百分比表示：kJ/s第17页，本讲稿共27页机械未完全燃烧热损失的影响因素：n燃烧方式n燃料性质n煤粉细度n过量空气系数n炉膛结构n运行工况第18页，本讲稿共27页燃烧效率与锅炉效率rs=100 (q4+q3)%大型电站锅炉的燃烧效率可高达99以上，锅炉效率9294，层燃炉一般因固体未完全燃烧损失大，燃烧效率稍低 gl 100 （q4+q3+q2+q5+q6）%燃烧效率：锅炉效率：第19页，本讲稿共27页确定最佳过量空气系数第20页，本讲稿共27页外部冷却损失是由锅炉表面炉墙温度高于环境温度引起的。该项损失与锅炉容量有关，也与锅炉有无省煤器、空气预热器等受热面有关。锅炉容量越大，其与外界接
8、触面相对地变小，该损失所占百分比较小七、锅炉外部冷却损失 q5第21页，本讲稿共27页第22页，本讲稿共27页影响散热损失的主要因素：n锅炉额定蒸发量（即锅炉容量）n锅炉实际蒸发量（即锅炉负荷）n锅炉外表面积n水冷壁和炉墙结构n周围空气温度保热系数（）：当没有空预器或Qky相对于Q1很小时第23页，本讲稿共27页八、灰渣物理热损失 q6表达式为：或以百分比表示：ahz灰渣中的灰份，thz灰渣温度，Chz灰渣平均热容量，kJ/(kg)其中是指锅炉所排灰渣仍具有一定的温度，所产生的热损失第24页，本讲稿共27页影响灰渣物理热损失的主要因素：n排渣温度n燃料中的含灰量n炉渣中纯灰量占燃料总灰量的份额注：层燃炉及液态排渣煤粉炉的灰渣量较大而且温度高，其物理热损失应在热平衡中计入。固态排渣煤粉炉的灰渣量较少（占煤中灰分的510），常省略。但所燃煤灰份多且Aar0.0025Qar,net,p时，灰渣物理热损失也应计入。第25页，本讲稿共27页九、锅炉热平衡试验目的：测定锅炉的效率及各种损失的量，方法有正平衡及反平衡正平衡：直接测量锅炉有效吸热量Qyx求出锅炉热效率，该法称为正平衡法或直接法。反平衡：通过求出各项损失而求出锅炉热效率，该法称为反平衡法或热损失法。即第26页，本讲稿共27页以哈尔滨锅炉厂220 T/h的煤粉炉为例，比较锅炉的各项损失第27页，本讲稿共27页