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1、第七节第七节 锅炉反平衡求热效率及各项热损失锅炉反平衡求热效率及各项热损失 反平衡求效率法：通过测定锅炉的各项反平衡求效率法：通过测定锅炉的各项热损失，从而计算出锅炉热效率的方法。计热损失，从而计算出锅炉热效率的方法。计算公式如下：算公式如下：一、锅炉的各项热损失一、锅炉的各项热损失 （二）化学不完全燃烧热损失（二）化学不完全燃烧热损失 1.化学不完全燃烧热损失的计算化学不完全燃烧热损失的计算 对于燃煤锅炉，烟气中对于燃煤锅炉，烟气中H2、CH4等等可燃气体的含可燃气体的含量极少，可以认为烟气中的可燃气体只是量极少，可以认为烟气中的可燃气体只是CO。其计其计算公式为：算公式为：在进行锅炉设计时
2、，在进行锅炉设计时，q3可按经验数据选可按经验数据选用。一般，固态排渣煤粉炉，用。一般，固态排渣煤粉炉，q3=0%。2.2.影响化学不完全燃烧热损失的因素影响化学不完全燃烧热损失的因素及分析及分析 对于煤粉炉，对于煤粉炉，q3一般不超过一般不超过0.5%0.5%。影响化学不完全燃烧热损失的主要因影响化学不完全燃烧热损失的主要因素有炉内过量空气系数、燃料的挥发分、素有炉内过量空气系数、燃料的挥发分、炉膛温度、燃料与空气混合情况和炉膛结炉膛温度、燃料与空气混合情况和炉膛结构等。构等。1 1）炉内过量空气系数的影响）炉内过量空气系数的影响 当炉内过量空气系数较小时，由于当炉内过量空气系数较小时，由于
3、氧气供应不足，使氧气供应不足，使q3增大；增大；炉内过量空气炉内过量空气系数过大，使炉膛温度降低，一氧化碳系数过大，使炉膛温度降低，一氧化碳燃烧不充分，燃烧不充分，q3也会增大。因此，也会增大。因此，炉内过炉内过量空气系数应该适当。量空气系数应该适当。2 2）燃料挥发分的影响）燃料挥发分的影响 挥发分较大的燃料在炉内燃烧时，挥发分较大的燃料在炉内燃烧时，可燃气体增多，如果与空气的混合不充可燃气体增多，如果与空气的混合不充分，炉膛温度降低，会使分，炉膛温度降低，会使q3增大。增大。3）炉膛温度的影响）炉膛温度的影响 炉膛温度降低会影响炉膛温度降低会影响CO的着火与燃的着火与燃烧，使烧，使q3增大
4、。增大。（三）排烟热损失（三）排烟热损失 1.1.排烟热损失的计算排烟热损失的计算 2.影响排烟热损失的因素及分析影响排烟热损失的因素及分析 在煤粉炉的五项热损失中，排烟热在煤粉炉的五项热损失中，排烟热损失是最大的一项，大约损失是最大的一项，大约48%。影响排烟热损失的主要因素是排烟影响排烟热损失的主要因素是排烟容积和排烟温度。容积和排烟温度。1）排烟容积的影响）排烟容积的影响 对于一定的燃料，排烟容积取决于对于一定的燃料，排烟容积取决于炉内过量空气系数及漏风系数。炉内过量空气系数及漏风系数。炉内过量空气系数增大，会使炉炉内过量空气系数增大，会使炉膛出口的烟气容积增加，在漏风系数不膛出口的烟气
5、容积增加，在漏风系数不变时，排烟容积会增大，使排烟热损失变时，排烟容积会增大，使排烟热损失增加。增加。根据关系式根据关系式 可知，可知，当炉膛出口过量空气系数不变时，随着当炉膛出口过量空气系数不变时，随着沿烟气流程漏风系数的增大，最终排烟沿烟气流程漏风系数的增大，最终排烟处的过量空气系数增加，使排烟热损失处的过量空气系数增加，使排烟热损失增大。增大。2）最佳过量空气系）最佳过量空气系数数 根据前面对根据前面对q2、q3、q4三项热损失影响因素的三项热损失影响因素的分析，炉膛出口过量空气分析，炉膛出口过量空气系数对它们都产生影响，系数对它们都产生影响，实际上决定了锅炉热效率实际上决定了锅炉热效率
6、的大小。因此定义的大小。因此定义“最佳最佳过量空气系数过量空气系数”，即对应，即对应于于q2、q3、q4之之和为最小和为最小的炉膛出口过量空气系数的炉膛出口过量空气系数（如图（如图3-4所示）。所示）。最佳过量空气系数最佳过量空气系数与燃料种类、与燃料种类、燃烧方式和燃烧设备的结构完善程燃烧方式和燃烧设备的结构完善程度等因素有关，可通过度等因素有关，可通过燃烧调整试燃烧调整试验验确定。确定。3 3）排烟温度的影响）排烟温度的影响 排烟温度升高使排烟焓增大，排排烟温度升高使排烟焓增大，排烟热损失相应增加。一般排烟温度每烟热损失相应增加。一般排烟温度每升高升高1515 2020，排烟热损失约增加一
7、个，排烟热损失约增加一个百分点。百分点。排烟温度的选取涉及燃料、金属价排烟温度的选取涉及燃料、金属价格、低温腐蚀以及引风机电耗，必须格、低温腐蚀以及引风机电耗，必须通过通过技术经济技术经济比较确定。比较确定。通常排烟温度在通常排烟温度在110 110 160 160。4 4）锅炉运行的影响）锅炉运行的影响 受热面洁净程度受热面洁净程度 当受热面出现结渣、积灰和沾当受热面出现结渣、积灰和沾污时，传热热阻大增，使传热减弱，污时，传热热阻大增，使传热减弱，排烟温度上升，排烟热损失增大。排烟温度上升，排烟热损失增大。受热面管内结垢受热面管内结垢 炉膛及烟道漏风炉膛及烟道漏风 如上所述，运行中及时吹灰、
8、如上所述，运行中及时吹灰、防止结渣、减少漏风等，可以降低排防止结渣、减少漏风等，可以降低排烟热损失。烟热损失。2.2.影响散热损失的因素及分析影响散热损失的因素及分析 影响散热损失的主要因素有锅影响散热损失的主要因素有锅炉额定蒸发量（即锅炉容量）、锅炉炉额定蒸发量（即锅炉容量）、锅炉实际蒸发量（即锅炉负荷）、外表面实际蒸发量（即锅炉负荷）、外表面积、水冷壁和炉墙结构、管道保温以积、水冷壁和炉墙结构、管道保温以及环境情况等。及环境情况等。对于容量较大的锅炉，散热损对于容量较大的锅炉，散热损失一般小于失一般小于0.5%0.5%。散热损失的两个特点：散热损失的两个特点：额定蒸发量越大，散热损失的百额
9、定蒸发量越大，散热损失的百分数越小。分数越小。一般，锅炉容量增大，外表面积也一般，锅炉容量增大，外表面积也相应增加，锅炉散发的热量增大；但由相应增加，锅炉散发的热量增大；但由于燃料消耗量与锅炉容量大致成比例地于燃料消耗量与锅炉容量大致成比例地增加，而锅炉的外表面积和炉膛温度却增加，而锅炉的外表面积和炉膛温度却增加得少些，所以散热损失的百分数减增加得少些，所以散热损失的百分数减小。小。锅炉运行时，负荷越小，散热损锅炉运行时，负荷越小，散热损失的百分数越大。失的百分数越大。3.保热系数保热系数 在锅炉热力计算中，需要知道各段受热面所在在锅炉热力计算中，需要知道各段受热面所在烟道的散热损失。通常把某段烟道中，烟气放出的烟道的散热损失。通常把某段烟道中，烟气放出的被受热面吸收的程度用保热系数被受热面吸收的程度用保热系数 来考虑，即来考虑，即 （五）灰渣物理热损失（五）灰渣物理热损失 2.2.影响灰渣物理热损失的因素影响灰渣物理热损失的因素 影响因素包括：燃料灰分、灰渣影响因素包括：燃料灰分、灰渣份额以及灰渣温度。份额以及灰渣温度。对于固态排渣煤对于固态排渣煤粉炉，只有当燃料灰分很高时，即粉炉，只有当燃料灰分很高时，即 第八节第八节 锅炉燃料消耗量和煤耗量锅炉燃料消耗量和煤耗量