華北電力大學(xué)(北京)鍋爐原理第三章

鍋爐(guōlú)原理郭永紅華北電力大學(xué)能源動力與機(jī)械(jīxiè)工程學(xué)院guoyonghong@主樓F717,61772811品資料本章(běnzhānɡ)重點(diǎn)1，過量空氣系數(shù)2，理論空氣量3，鍋爐(guōlú)效率 4，排煙損失5，氣體不完全燃燒損失6，固體不完全燃燒損失7，散熱損失8，灰渣（底灰）物理熱損失精品資料第三章燃料燃燒計(jì)算和鍋爐(guōlú)機(jī)組熱平衡燃料燃燒計(jì)算(jìsuàn)：空氣量、煙氣量空氣、煙氣、水蒸氣均為理想氣體0℃，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(101325Pa)狀態(tài)下的立方米精品資料3.1燃燒(ránshāo)過程的化學(xué)反應(yīng)1，碳的完全(wánquán)燃燒碳的不完全(wánquán)燃燒精品資料2，氫的燃燒(ránshāo)3，硫的燃燒(ránshāo)精品資料3.2燃燒(ránshāo)所需要的空氣量1，1.0kg煤燃燒需要(xūyào)的理論空氣量其中：V0干空氣；R+O2→RO2精品資料2，實(shí)際空氣量和過量(guò〃liàng)空氣系數(shù)實(shí)際(shíjì)空氣量過量空氣量精品資料3，漏風(fēng)(lòufēng)系數(shù)和空氣平衡漏風(fēng)(lòufēng)系數(shù)任意煙道截面空氣預(yù)熱器爐膛漏風(fēng)、制粉系統(tǒng)漏風(fēng)精品資料3.3燃燒(ránshāo)產(chǎn)生的煙氣量1，理論煙氣量：實(shí)際參加燃燒的濕空氣中的干空氣量等于理論空氣量，且使1kg的燃料完全(wánquán)燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙氣量Vy0煙氣成分：CO2，SO2，N2，H2O

精品資料理論煙氣(yānqì)量的計(jì)算二氧化碳和二氧化硫的體積理論氮?dú)怏w積精品資料(3)理論(lǐlùn)水蒸汽體積理論(lǐlùn)煙氣量:0.0161:1m3干空氣(kōngqì)中水蒸氣含量Wwh:kg/kg精品資料2，完全燃燒時(shí)的實(shí)際煙氣(yānqì)量煙氣(yānqì)成分：N2，CO2，O2，H2O，SO2完全燃燒時(shí)的實(shí)際煙氣(yānqì)量計(jì)算：二氧化碳和二氧化硫的體積氮?dú)怏w積精品資料(3)氧氣體積(tǐjī)(4)水蒸汽體積(tǐjī)煙氣體積(tǐjī)干煙氣體積(tǐjī)精品資料3，不完全燃燒時(shí)的煙氣量(N2，CO2，CO，O2，H2O，SO2)(1)一氧化碳(yīyǎnghuàtàn)和二氧化碳的體積：(2)不完全燃燒時(shí)煙氣中的氧體積(3)干煙氣體積(為不完全燃燒方程式準(zhǔn)備)精品資料4，煙氣中三原子(yuánzǐ)氣體的容積份額和飛灰濃度飛灰濃度：p——煙氣總壓力(yālì)，MPa；一般取p=0.098MPaafh——飛灰占總灰分的質(zhì)量份額，一般取0.9~0.95my——1kg燃料燃燒得到的煙氣質(zhì)量，kg/kg1.306αV0——1kg燃料燃燒所需空氣及所含水分轉(zhuǎn)入煙氣的質(zhì)量，kg/kg精品資料3.4煙氣(yānqì)分析1，干煙氣的容積(róngjī)成分精品資料2，奧氏煙氣(yānqì)分析儀1.KOH→RO22.C6H3(OH)3→O2+RO23.Cu(NH3)2Cl→CO+O2精品資料根據(jù)(gēnjù)煙氣分析結(jié)果計(jì)算干煙氣體積精品資料3.5燃燒(ránshāo)方程式不完全燃燒干煙氣(yānqì)體積不完全燃燒方程式：精品資料完全(wánquán)燃燒時(shí)，CO=0完全(wánquán)燃燒方程式：精品資料3.6運(yùn)行中過量(guò〃liàng)空氣系數(shù)的確定運(yùn)行(yùnxíng)中精品資料運(yùn)行中，不完全(wánquán)燃燒的過量空氣系數(shù)運(yùn)行(yùnxíng)中，完全燃燒的過量空氣系數(shù)運(yùn)行中，過量空氣系數(shù)的近似公式精品資料3.7空氣(kōngqì)和煙氣的焓1，空氣(kōngqì)焓：定壓條件下，1kg燃料所需空氣(kōngqì)量從0加熱到t℃時(shí)所需的熱量，kJ/kg理論空氣(kōngqì)焓實(shí)際空氣焓精品資料2，煙氣(yānqì)焓當(dāng)4187afhAar/Qar,net≥6時(shí)，才計(jì)算(jìsuàn)飛灰焓精品資料精品資料§3.8鍋爐(guōlú)機(jī)組熱平衡1，熱平衡方程(fāngchéng)反平衡法精品資料2，鍋爐輸入(shūrù)熱量Qr2.1燃料的物理顯熱低位發(fā)熱量(rèliàng)，燃料的物理顯熱，外熱源加熱空氣時(shí)帶入的熱量(rèliàng)，霧化燃油所用蒸汽帶入的熱量(rèliàng)。精品資料2.2外熱源加熱空氣帶入的熱量2.3霧化燃油所用(suǒyònɡ)蒸汽帶入的熱量霧化1kg燃油消耗(xiāohào)的蒸汽量,kg/kg；霧化蒸汽在入口參數(shù)下的焓，運(yùn)行基準(zhǔn)溫度下飽和蒸汽的焓≈2510kJ/kg。燃煤鍋爐：燃料、空氣沒有外界熱量預(yù)熱，水分Mar<Qar,net/630%，輸入熱量Qr=Qar,net精品資料3，固體不完全(wánquán)燃燒損失Q43.1運(yùn)行(yùnxíng)試驗(yàn)時(shí)飛灰中的碳爐渣中的碳沉降灰中的碳石子煤精品資料3.2設(shè)計(jì)(shèjì)鍋爐時(shí)q4的選擇無煙煤q4=4%~6%；貧煤q4=2%~3%；煙煤q4=1%~2%；褐煤q4=0.5%~1.0%精品資料影響q4的因素1）燃料性質(zhì)（灰分、水分、揮發(fā)分、煤粉細(xì)度）；2）燃燒方式；3）爐膛形式和結(jié)構(gòu)；4）燃燒器結(jié)構(gòu)與布置(bùzhì)方式；5）爐膛溫度；6）鍋爐負(fù)荷（過高、過低）；7）運(yùn)行水平；8）燃料在爐膛內(nèi)的停留時(shí)間；9）煤粉、空氣混合速度、均勻程度。精品資料4，排煙(páiyān)損失Q24.1運(yùn)行(yùnxíng)試驗(yàn)時(shí)煙氣中的水蒸汽帶走的顯熱干煙氣帶走的熱量精品資料4.2設(shè)計(jì)時(shí)鍋爐最大損失：q2=4~8%影響因素：排煙溫度、排煙容積燃料性質(zhì)（水分、硫分）；受熱面積灰、結(jié)渣或結(jié)垢；爐膛出口過量(guò〃liàng)空氣系數(shù)及煙道各處的漏風(fēng)。精品資料5，可燃?xì)怏w不完全燃燒(ránshāo)損失Q35.1運(yùn)行試驗(yàn)(shìyàn)時(shí)5.2設(shè)計(jì)時(shí)煤粉爐q3=0,燃油燃?xì)鉅tq3=0.5%精品資料影響因素：燃料的揮發(fā)分；爐膛過量(guò〃liàng)空氣系數(shù)（過大、過?。蝗剂掀鹘Y(jié)構(gòu)與布置；爐膛溫度和爐內(nèi)空氣動力場。最佳過量(guò〃liàng)空氣系數(shù)的確定q2+q3+q4最小精品資料6，散熱損失(sǔnshī)Q56.1運(yùn)行試驗(yàn)(shìyàn)時(shí)6.2設(shè)計(jì)時(shí)：根據(jù)圖3-4選取。Ded：額定蒸發(fā)量，D：實(shí)際蒸發(fā)量精品資料精品資料0.2~0.6%鍋爐本體、管道、附件溫度>環(huán)境溫度對流及輻射影響q5的因素1）鍋爐外表面積(miànjī)大??；2）爐墻結(jié)構(gòu)；3）保溫層隔熱性能；4）環(huán)境溫度；5）鍋爐額定蒸發(fā)量；精品資料7，灰渣物理(wùlǐ)熱損失Q67.1運(yùn)行試驗(yàn)(shìyàn)時(shí)：7.2設(shè)計(jì)時(shí)：精品資料折算灰分＜10%時(shí)，固態(tài)排渣煤粉爐忽略q6，液態(tài)排渣爐：忽略飛灰的物理熱損失；燃油燃?xì)鉅t，q6=0影響因素：燃料中的灰分含量；爐渣、飛灰、沉降灰的相對(xiāngduì)含量和灰渣溫度精品資料8，鍋爐(guōlú)有效利用熱，熱效率，燃料消耗量1鍋爐有效利用(lìyòng)熱2鍋爐熱效率(正平衡法)3燃料消耗量計(jì)算燃料消耗量精品資料3.9鍋爐(guōlú)機(jī)組的熱平衡試驗(yàn)1，目的（1）確定鍋爐(guōlú)機(jī)組熱效率；（2）確定鍋爐(guōlú)機(jī)組各項(xiàng)熱損失的大?。唬?）確定過量空氣系數(shù)、排煙溫度、過熱蒸汽溫度等參數(shù)與鍋爐(guōlú)負(fù)荷的關(guān)系。2，方法（1）正平衡法；（2）反平衡法精品資料3，換算到保證(bǎozhèng)條件下的熱效率3.1輸入熱量的修正(保證(bǎozhèng)的進(jìn)風(fēng)溫度)3.2熱損失的修正3.2.1進(jìn)風(fēng)溫度偏差換算（1）不帶暖風(fēng)器的送風(fēng)系統(tǒng)。（2）帶有暖風(fēng)器的送風(fēng)系統(tǒng)。a,t0變化b,t’k變化c,t0變化，t’k變化，用tb0代替t0.精品資料3.2.2給水溫度偏差(piānchā)的換算4，鍋爐機(jī)組熱效率：去除鍋爐機(jī)組自身需要的熱耗和電耗∑Qfy—外來蒸汽熱耗(驅(qū)