第三章鍋爐熱平衡

第三章鍋爐熱平衡第1頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月返回第2頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月如果煤的發(fā)熱量為Qar,net,p[kJ/kg]，鍋爐燃燒的煤量為B[kg]，則燃料的總熱量為：BQar,net,p[kW]灰渣物理熱損失BQ6,[kW]鍋爐有效吸收的熱量BQ1,[kW]固體未燃盡而損失的熱量BQ4,[kW]氣體未燃盡而損失的熱量BQ3,[kW]排煙帶走的熱量BQ2,[kW]鍋爐外部冷卻損失的熱量BQ5,[kW]第3頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)熱平衡原理：BQar,net,p=B(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6)[kW]以每kg燃料為基準(zhǔn)Qar,net,p=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6[kW/kg]以百分?jǐn)?shù)表示：100

=q1+q2+q3+q4+q5+q6第4頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月ηrs=100–(q4+q3)[%]燃燒效率：鍋爐效率:鍋爐吸收燃料熱量的效率，也是有效吸收熱量的百分?jǐn)?shù)，ηgl

＝q1ηgl＝100－（q4+q3+q2+q5+q6）[%]第6頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月二、輸入的熱量Qr廣義上說，即為向鍋爐輸入的總熱量燃料本身發(fā)熱量Qar,net,p[kJ/kg燃料]燃料帶入的物理熱Ir[kJ/kg燃料]霧化油所用蒸汽帶入的熱量Qzq[kJ/kg燃料]空氣在鍋爐外吸熱量Qk,wr[kJ/kg燃料]碳酸鹽分解所吸收的熱量Qtsy

，[kJ/kg燃料]+-第7頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月Qr=Qar,net,p+Ir+Qwh+Qk,wr–Qtsy[kJ/kg燃料]Ir

——燃料帶來的物理熱，kJ/kg燃料其中tr——燃料溫度，℃；——燃料收到基的平均熱容量，kJ/(kg·℃)向鍋爐輸入的總熱量為：[kJ/(kg·℃)]Crd——燃料干燥基平均熱容量，kJ/(kg·℃)無煙煤及貧煤為0.92；煙煤1.09；褐煤1.13；油頁巖0.88第8頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月Gzq——每公斤燃料所消耗蒸汽量，kg/kg燃料；hzq——蒸汽的焓，kJ/kg。Qzq——霧化油所用蒸汽帶入的熱量，[KJ/kg燃料]Qwh=Gwh·hwh[kJ/kg燃料]β’——送入鍋爐的外部加熱的空氣量與理論空氣量的比值；——鍋爐外部加熱的空氣的焓，冷空氣焓，kJ/kgQk,wr——空氣在鍋爐外吸熱量，[kJ/kg燃料]第9頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月Qtsy

——碳酸鹽分解所吸收的熱量，kJ/kg燃料?！剂鲜盏交刑妓猁}里CO2所占燃料質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，％k——碳酸鹽分解系數(shù)，煤粉燃燒k=1.0，層燃k=0.7；其中第10頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月三、有效吸收熱量Q1鍋爐效率為：注：空氣預(yù)熱器所吸收的熱量不是有效吸熱量鍋爐有效吸熱量為鍋爐的省煤器、蒸發(fā)受熱面、過熱器、再熱器所吸收的熱量如圖所示第11頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月四、排煙熱損失q2排煙損失是指煙氣排入大氣而損失的熱量[kJ/kg燃料]式中，C*為由0℃到排煙溫度的平均熱容[KJ/(Nm3

·℃)]，θpy為排煙溫度[℃]煙氣的排煙焓為：Q2=(Ipy-Ilk)(100-q4)/100[kJ/kg燃料]損失以百分比計為：q2=(Ipy-Ilk)(100-q4)/Qar,net,p[%]第12頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月形成煙氣的冷空氣焓為:Cgk——干空氣從0℃到tlk的平均熱容量，kJ/（Nm3

·℃）Ck

——濕空氣熱容量，Ck＝Cgk+0.0161CH2O，kJ/（Nm3

·℃）Ilk=αV0Cktlk[kJ/Nm3

·℃]或tlk——冷空氣溫度，℃；影響排煙熱損失的因素：排煙容積排煙溫度，110～160℃第13頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月是指可燃?xì)怏w未完全燃燒所造成的損失。以CO為例，一氧化炭的發(fā)熱量12600KJ/Nm3，氣體未完全燃燒損失的熱量為：以百分比表示：若其他可燃?xì)怏w存在時，可按其各自容積及發(fā)熱量計算其熱損失五、氣體未完全燃燒損失q3第14頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月影響化學(xué)未完全燃燒熱損失的因素：爐內(nèi)過量空氣系數(shù)燃料揮發(fā)份含量爐膛溫度爐內(nèi)空氣動力工況一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取q3：固態(tài)或液態(tài)排渣煤粉爐:0％燃油爐、燃?xì)鉅t:0.5%第15頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月固體未完全燃燒損失是指燃料中一部分固定炭未燃盡，殘留在灰渣中而損失的熱量，也稱為機(jī)械未完全燃燒損失，或未燃炭損失。殘留下來的炭的發(fā)熱量一般按32700kJ/kg計算。六、固體未完全燃燒損失q4未燃盡而殘留的固定炭常存在于灰渣、飛灰及落煤中第16頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月注：對煤粉爐來說，無落煤若這三種灰渣的重量分別為Ghz、Gfh、Glm[kg/s]，同時其中含炭份額Chz,Cfh,Clm，則固體未完全燃燒損失為：灰平衡：以百分比表示：[kJ/s]第17頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月機(jī)械未完全燃燒熱損失的影響因素：燃燒方式燃料性質(zhì)煤粉細(xì)度過量空氣系數(shù)爐膛結(jié)構(gòu)運(yùn)行工況第18頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月燃燒效率與鍋爐效率ηrs=100–(q4+q3)[%]大型電站鍋爐的燃燒效率可高達(dá)99％以上，鍋爐效率92～94％，層燃爐一般因固體未完全燃燒損失大，燃燒效率稍低ηgl

＝100－（q4+q3+q2+q5+q6）[%]燃燒效率：鍋爐效率：第19頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月確定最佳過量空氣系數(shù)第20頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月外部冷卻損失是由鍋爐表面爐墻溫度高于環(huán)境溫度引起的。該項損失與鍋爐容量有關(guān)，也與鍋爐有無省煤器、空氣預(yù)熱器等受熱面有關(guān)。鍋爐容量越大，其與外界接觸面相對地變小，該損失所占百分比較小七、鍋爐外部冷卻損失q5第21頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月第22頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月影響散熱損失的主要因素：鍋爐額定蒸發(fā)量（即鍋爐容量）鍋爐實(shí)際蒸發(fā)量（即鍋爐負(fù)荷）鍋爐外表面積水冷壁和爐墻結(jié)構(gòu)周圍空氣溫度保熱系數(shù)（φ）：當(dāng)沒有空預(yù)器或Qky相對于Q1很小時第23頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月八、灰渣物理熱損失q6表達(dá)式為：或以百分比表示：ahz——灰渣中的灰份，％thz——灰渣溫度，℃Chz——灰渣平均熱容量，kJ/(kg·℃)其中是指鍋爐所排灰渣仍具有一定的溫度，所產(chǎn)生的熱損失第24頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月影響灰渣物理熱損失的主要因素：排渣溫度燃料中的含灰量爐渣中純灰量占燃料總灰量的份額注：層燃爐及液態(tài)排渣煤粉爐的灰渣量較大而且溫度高，其物理熱損失應(yīng)在熱平衡中計入。固態(tài)排渣煤粉爐的灰渣量較少（占煤中灰分的5～10％），常省略。但所燃煤灰份多且Aar≥0.0025Qar,net,p時，灰渣物理熱損失也應(yīng)計入。第25頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月九、鍋爐熱平衡試驗(yàn)?zāi)?/p>