電站燃煤鍋爐燃燒熱效率計算方法

電站鍋爐的熱效率計算電站鍋爐通過燃燒燃料產(chǎn)生蒸汽，把煤的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽的儲能多過程中的轉(zhuǎn)化效率即為鍋爐的熱效率。鍋爐燃燒的熱效率是燃燒優(yōu)化的另一個主要目標(biāo)。鍋爐熱效率可以用鍋爐有效利用的熱量與進(jìn)入爐內(nèi)的燃料燃燒所產(chǎn)生的總熱量的百分比［33味表示，見式：門=Qx100% (1-1)Qr式中門為鍋爐熱效率，Q1為燃煤鍋爐有效利用的熱量，q為爐內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生的總熱量。1熱效率計算方法鍋爐熱效率的計算常用的有兩種方法：正平衡法，又稱輸入輸出法；反平衡法，又稱熱損失法。正平衡法，通過直接測量求得鍋爐有效利用的熱量和輸入鍋爐的總熱量來求得熱效率，如公式(2-3)所示。反平衡法，通過測定鍋爐的各項熱損失Zq來求得熱效率，計算公式如下：(1-2)門=1-Zx100%=1-ZqQr(1-2)式中Q為鍋爐所有熱損失之和，門為鍋爐熱效率，Qr為輸入鍋爐燃料燃燒產(chǎn)生的總熱量。由于當(dāng)前電站鍋爐對燃煤量的測量一般采用皮帶秤或測量給煤機(jī)轉(zhuǎn)速等來進(jìn)行粗糙的估計測量，對輸入、輸出熱量的測量造成了較大誤差。因此，正平衡法的誤差比較大；而反平衡法不會出現(xiàn)這樣的誤差。我們設(shè)計算熱效率所采用的Q的相對誤差為5，則按照正平衡法計算，誤差計算如下:(1-3)(1-4)r A=Q1、「喝±51Q1(1-3)(1-4)正Q(1±5)Q(1±5)?QTOC\o"1-5"\h\zrr r按照反平衡法計算，則誤差計算為:Q"Q)_±5?Q

qX1±5)J-[1-QJ=(HWr ' r r比較式(1-3)和式(1-4)可以看出，A正和A反的絕對值的大小由務(wù)和Q的大小r r決定，g是鍋爐熱效率，Q是鍋爐熱損失，熱損失約為10%，鍋爐熱效率約為Qr Qr90%,。那么，采用正平衡法計算所得誤差△正大約是采用反平衡法計算所得誤差△反的9倍。所以，在Q不準(zhǔn)確的情況下，采用反平衡法計算的熱效率誤差較之采用正平衡法計算的熱效率誤差要小很多，因此，一般采用反平衡法來計算鍋爐熱效率。2反平衡法計算鍋爐熱效率燃燒過程中，為了便于計算，本文以每千克煤進(jìn)入爐內(nèi)燃燒得到的鍋爐輸入熱量，和每千克煤的鍋爐輸出熱量來進(jìn)行計算，由上一節(jié)知，反平衡法的計算公式為(2-4),現(xiàn)將其詳細(xì)的改寫為下式：Q+Q+Q+Q+Q+Q門=1——2 3 4 5 6 7X100%(1-5)Qr(1-5)=1-(q+q+q+q+q+q)2 3 4 5 6 7式中Qr——每千克煤的鍋爐輸入熱量，kJ/kg；Q—每千克煤排煙造成的熱量損失，虹/kg；Q3——每千克煤的可燃?xì)怏w不完全燃燒造成的熱量損失，kJ/kg；Q4——每千克煤的機(jī)械未完全燃燒熱量損失，kJ/kg；Q5——每千克煤的鍋爐散熱熱量損失，kJ/kg；Q6——每千克煤的灰渣物理顯熱熱量損失，kJ/kg；q2 Q2占輸入熱量Q的百分率，%；q3 Q3占輸入熱量Q的百分率，%；q4——己日輸入熱量Q的百分率，%；q5 Q5輸入熱量Q的百分率，%；q6 Q6占輸入熱量Q的百分率，%；3輸入熱量與各項熱損失的計算方法每千克煤的鍋爐輸入熱量，QrQr=Qnet,ar+Q^41+0.式中：Q響ar一燃煤收到基低位發(fā)熱量，kJ/kg；Qx——燃煤的物理顯熱，kJ/kg；Q：—當(dāng)用汽輪機(jī)抽汽或者其它外來汽源加熱暖風(fēng)器空氣而代入鍋爐系統(tǒng)內(nèi)的熱量，kJ/kg；Qwh——燃油霧化蒸汽時，帶到鍋爐內(nèi)部的熱量，kJ/kg；。一般情況下，輸入熱量可以認(rèn)為是燃料的低位發(fā)熱量。即:Q廣Qnet,ar d"排煙熱損失q2，排煙熱損失是由于煙氣從鍋爐最后的受熱面時，仍含有一定熱量造成的。在鍋爐燃燒過程中，排煙熱損失是各項熱損失中較大一項，大約為5%左右，隨排煙溫度增高12?15°C，排煙熱損失增加1%左右。排煙熱損失由十煙氣帶走的熱量Qgy和煙氣所含水蒸氣的顯熱Q2HO計算得到，公式如下：q=烏x100rQ2=Q2gy+Q2h2式中：Q2gy——干煙氣帶走的熱量，，kJ/kg；Q2h2——煙氣所含水蒸氣的顯熱，kJ/kgQ2gy計算如下：Q2gy=VC(0-to) (1-8)式中：V為干煙氣體積，C為干煙氣從t到0的平均定壓比熱，0為排煙gy p?gy 0py py溫度，,為基準(zhǔn)溫度，一次風(fēng)機(jī)入口溫度。Q2H2計算如下：Qh2O=VC (0-1) (1-9)2 HOP,H2Opyo式中：VHO為煙氣所含水蒸氣體積，CpH0為水蒸氣從t0到0py的平均定壓比熱?？扇?xì)怏w未完全燃燒熱損失q3，可燃?xì)怏w未完全燃燒熱損失是由排煙中一些可燃性氣體未完全燃燒，而造成的熱量損失。如果煙氣成分可以精確測量，則可燃?xì)怏w不完全燃燒熱損可按如下公式計算：q3=上V(126.36CO+358.18CH4+107.98H2+590.79CH)x100 (1-10)r式中：CO――排煙的干煙氣中一氧化碳含量百分率，%；CH4――排煙的干煙氣中甲烷含量百分率，%;H2 排煙的十煙氣中氫含量百分率，%；CH――排煙的干煙氣中重碳?xì)浠锖堪俜致?，％。在通常情況下，這項熱損失值較小，可以按照表2-1依燃煤種類分別取推薦值或者忽略不計：

表1-1不同煤種對應(yīng)的q3燃料無煙煤煙煤次煙煤褐煤q3(%)0.050.040.030機(jī)械未完全燃燒熱損失％,機(jī)械未完全燃燒損失q4是由于燃煤鍋爐中灰渣可燃物造成的熱量損失和中速磨煤機(jī)排出石子煤的熱量損失引起的，是鍋爐的主要熱損失之一?？砂凑杖缦鹿接嬎悖?1-11)(1-12)337.27AC

q= ar——+qsz(1-11)(1-12)4Q4r式中：Aar――燃煤收到基灰分的質(zhì)量百分比，%；-C――灰渣中平均含碳量與燃煤的灰含量的百分比，%；q4sz――中速磨煤機(jī)排出石子煤的熱量損失率，％；qsz=氣"頃x100.…4BQr散熱損失q5,散熱損失是指在鍋爐運(yùn)行的時候，由于鍋爐爐墻、金屬結(jié)構(gòu)及鍋爐范圍內(nèi)管道向四周散失的熱量引起的，主要受鍋爐結(jié)構(gòu)和負(fù)荷影響，可按下式計算：(1-13)q=5.82xDe(1-13)5 D式中：Dg——鍋爐的額定蒸發(fā)量(t/h)；D——鍋爐在非額定工況下的蒸發(fā)量(t/h)?；以锢頍釗p失q6，灰渣物理熱損失是由于鍋爐排出的灰渣、飛灰?guī)в幸欢囟?，所帶走的顯熱造成的，其數(shù)量級大約在0.2%，灰渣物理熱損失計算方法：A―arQra(t-1)Ca(6 -1)CA―arQr(1-14)—fe_fe o 蚪+—fh——py o fh(1-14)100—C 100—Clz fh七為排出的爐渣溫度，單位：。C。固態(tài)排渣煤粉鍋爐可取800°C；液態(tài)排渣煤粉鍋爐可取t廣t3+100C(13為煤灰的熔化溫度FT，C)。C為爐渣的比熱容，kJ/(m3?K)。固態(tài)排渣煤粉鍋爐，爐渣的比熱為：0.963kJ/(m3?K)；液態(tài)排渣煤