燃气锅炉的热力计算及其方法
燃气锅炉设计手册
燃气锅炉设计手册一、引言随着能源需求的不断增长，燃气锅炉作为一种高效、环保的供暖设备，越来越受到人们的关注和使用。
本手册旨在介绍燃气锅炉的设计原理、工作原理以及一些建议，以帮助读者更好地了解和应用燃气锅炉。
二、燃气锅炉设计原理1. 热力学基础燃气锅炉的设计基于热力学原理，热力学基础包括能量守恒定律、质量守恒定律和热力学第一定律等。
2. 燃烧原理燃烧是燃气锅炉的核心过程，燃烧原理涉及燃料与空气的混合比例、点火、燃烧稳定性等方面。
3. 热传递原理燃气锅炉将燃料燃烧释放的热能传递给工作介质（水或蒸汽），热传递原理涉及热传递方式、传热表面设计等。
三、燃气锅炉设计要点1. 热负荷计算热负荷计算是燃气锅炉设计的基础，根据建筑物的面积、采暖需求等因素，计算出合适的热负荷，以确定锅炉的规格和能力。
2. 锅炉布置合理的锅炉布置能够最大程度地提高热效率和运行安全性，考虑到烟道、气源管道、燃烧室等方面，设计合理的布局方案。
3. 水循环系统设计水循环系统设计涉及水容器的选型、水泵的选择和布置、管道的设计等，要确保水流畅稳定，避免堵塞和泄漏。
4. 燃烧系统设计燃烧系统设计包括燃气供应管道、燃烧器的选择和调整等，确保燃料与空气的适当混合，以获得高效的燃烧效果。
5. 安全保护设计燃气锅炉的安全保护设计是至关重要的，包括过热保护、燃烧器自动控制、燃烧反应速度检测等，以保证锅炉的安全运行。
四、燃气锅炉设计案例以下是一个典型的燃气锅炉设计案例，供读者参考：1. 设计要求热负荷：1000kW锅炉类型：燃气蒸汽锅炉工作压力：0.7MPa锅炉效率：90%2. 设计步骤(1) 计算热负荷，确定锅炉容量和规格。
(2) 设计燃烧系统，选择合适的燃烧器。
(3) 设计水循环系统，包括水容器、水泵、管道等。
(4) 设计烟气系统，包括烟道和烟囱。
(5) 设计安全保护系统，包括过热保护、燃烧器自动控制等。
五、常见问题及解决方案1. 锅炉热效率低下可能原因包括燃烧不完全、传热表面积不足等。
燃气锅炉参数 (2)
燃气锅炉参数燃气锅炉是一种常见的供热设备，广泛应用于家庭、商业和工业等领域。
燃气锅炉的参数是评估其性能和效能的关键指标，下面将介绍一些常见的燃气锅炉参数。
1. 热效率热效率是评估燃气锅炉能量利用率的指标，通常以百分比表示。
其计算公式为：$$ 热效率 = \\frac{输出热量}{输入热量} \\times 100\\% $$输入热量包括燃烧燃料所释放的热量和锅炉的散热损失。
输出热量是热水或蒸汽的能量。
燃气锅炉的热效率通常在85%至95%之间，高效率的锅炉能更好地利用燃料的能量。
2. 热功率热功率是燃气锅炉输出的热量，以千瓦（kW）为单位。
它是燃气锅炉的一个重要参数，用于确定锅炉的供热能力。
热功率通常根据锅炉的设计特点、燃料类型和燃烧效率计算得出。
在选择燃气锅炉时，需要根据所需的供热需求计算出适当的热功率。
3. 排烟温度排烟温度是燃气锅炉排出的烟气温度，通常以摄氏度（℃）表示。
排烟温度反映了锅炉的燃烧效率，过高的排烟温度表明有大量热量被带走，造成能量的浪费。
排烟温度受多种因素的影响，如燃料类型、燃烧空气过剩系数、锅炉结构等。
要减少排烟温度，可以采取措施增加锅炉的换热面积或改进燃烧器的设计。
4. 燃料消耗量燃料消耗量是指燃气锅炉在单位时间内消耗的燃料量，通常以立方米（m³）或千克（kg）为单位。
它是评估锅炉燃料经济性的重要指标。
燃料消耗量取决于锅炉的热功率、燃料的低热值和锅炉的热效率。
低热值是指单位质量或体积燃料所释放的热量。
燃料消耗量的大小直接影响燃气锅炉的运行成本和环境影响。
更高的热效率可以降低燃料消耗量，减少能源浪费和碳排放。
5. 操作压力操作压力是指燃气锅炉工作时的压力，通常以帕斯卡（Pa）或千帕（kPa）为单位。
操作压力取决于锅炉的设计特点和供热系统的需求。
在选择燃气锅炉时，需要根据供热系统的工作压力确定合适的操作压力。
过高的操作压力可能导致锅炉故障或不稳定的运行，过低的操作压力则可能无法满足供热需求。
燃气锅炉基础知识
二 1
燃气基础知识 燃气种类
1）LPG（ Liguefied Petroleum Gas)；液化石油气 主要成分：丙烷（C3H8），其他成分：丁烷、乙烷等 主要特性：a) 能够气化或液化 （标态下的丙烷沸点：-42.1 ℃ ，丁烷沸点 -0.5 ℃ ） b) 比空气重约为空气的1.5倍 c) 液化时体积缩小250-300倍 d) 气化热大（可用于制冷介质） （丙烷：101.8Kcal/kg,丁烷：92.1Kcal/kg） e) 燃烧时需要大量空气（24-31Nm3/Nm3) f) 无色、无味，为了在1/1000的空气中能闻到LPG味道， 在气体中添加了臭味剂 g) 可溶解橡胶、油漆、胶带等油脂类物品
3 常用压力单位换算
规格 区别 1pa 1bar 1Kgf/cm2 1atm 1mmH2O 1mmHg 1 100000 98066.5 101325 9.8067 133.322 0.00001 1 0.98067 1.01325 0.00009 8 0.00133 0.00001 1.01972 1 1.033 0.0001 0.00136 0.00001 0.9869 0.9678 1 0.000096 8 0.00132 0.10197 10.1972 10.000 10.332 1 13.5951 0.0075 750.062 735.6 760 0.07356 1 pa bar Kgf/cm2 atm mmH2O mmHg
三
电气基础知识
基础常识 1）直流（DC）
＋ 0
电流方向持续不变
2）交流（AC） ＋ 0 －
电流方向周期性变化
3）脉冲电流 ＋ 0
电流方向不变但电流强弱周期性变化
4）功率 P=U×I=电压×电流 5）单相功率 P=U×I 6）三项功率 P= U×I× 3
锅炉供暖工程方案实例
大黄庄南里燃气热水锅炉供暖设计方案一、工程描述：本工程总建筑面积150000m2。
其中：（1）3栋18层塔楼：3×12000=36000m2（2）14栋6层板楼：14×6000=84000m2（3）3栋6层板楼，未建：约30000m2原锅炉房尺寸约25m×18m×5.5m二、设计方案及设备选型：根据系统总耗热量和贵单位的实际情况，我们本着“配置合理、满足需要、安全节约、操作简便”的原则，提出如下方案：1、热负荷计算：采暖面积热指标取60W/m2。
则：总耗热量：Q=60W/m2×150000m2=9000KW2、锅炉选型：方案一：选用19台DW-1810美国史密斯直流式燃气热水锅炉（全铜），单台发热量为488 KW（互为备用），总发热量：19×488KW=9272KW，大于耗热量9000KW，满足供暖需求。
方案二：选用4台WNS2.8-0.7/95/70-YCQT中日合资方块燃气热水锅炉，单台发热量为1 395KW（互为备用），总发热量：4×2484KW=9936KW，大于耗热量9000KW，满足供暖需求。
3、采暖系统补水定压采用膨胀罐+补水泵定压形式。
4、采暖系统设置分、集水缸，便于采暖系统各分支调节、控制。
5、此方案有利于系统调节、热量平衡和运行节能，操作简单；锅炉模块化组合，互为备用，无需备用锅炉，运行节能等特点。
※详见：燃气锅炉房设备平面布置图三、工程报价：方案一：19台DW-1810美国史密斯直流式燃气热水锅炉a、主要设备：b、安装费（含管材、板材、型材、保温、阀门等及辅材）：909418元c、工程造价=2819900＋909418=3729318元方案二：4台WNS2.8-0.7/95/70-YCQT中日合资方块燃气热水锅炉a、主要设备：b、安装费（含管材、板材、型材、保温、阀门等及辅材）：576598元c、工程造价=1787900＋576598=2364498元附注：1、此报价是以“2001年北京市建设工程概算定额”、“燃气锅炉房设备平面布置图”为依据，供参考。
锅炉燃气热力计算
数值
8.08
0.50 1.00 0.55 0.55 7.75
1.10 0.10 20.00 248.50 20.00 248.50 273.35
35683.41
1890.85 2163.85 1333.00 24130.49 1606.00
20.71
0.104 1.5507
1.7065 3.2572 0.1544 0.0767
1 理论空气重量
符号 单位 V0 m3/m3
计算公式
0.0476
1 2
CO
1 2
H
2
4.2 10
4
H
2S
2CH
4
=0.0476×(m﹙ n40).C5m×H n 0.71+100.5 S5× O12 +4.2×400÷
1000000÷100000＋2×95＋3×2.4＋7×100÷
100000÷1000000－0﹚
依据：《锅炉机组热力计算－标准方法》 上海工业锅炉研究所二〇〇一年编印(73版编译)
WNS2-1.25-Y(Q)锅炉热力计算
Ⅰ.锅炉规范：
1 额定蒸发量 2 额定蒸汽压力
D kg P MPa
2000 1.25
3 额定蒸汽温度
t1
℃
4 节能器出口温度 t2 ℃
5 给水温度
t３ ℃
6 冷空气温度
tl k
Vo RO 2
/Vy
=0.9800÷11.4770
2.1247 11.4770 0.0854
序号
名称
符号 单位
计算公式或来源
6 H2O容积份额
rH2O
VH 2O VH 2O / Vy= 2.1247÷11.4770
如何提高燃气锅炉热效率？
锅炉热效率是指锅炉有效利用热量占输入锅炉总热量的百分比，提高锅炉热效率就是增加有效利用热量，减少锅炉各项热损失。
以1 0吨的燃气锅炉为例，10吨燃气锅炉每小时耗气量约为700立方，热效率提高一个百分点，一年就可省近 6万立方，极大地节约了费用。
那么想要有效提高燃气锅炉的热效率，该如何做呢？首先，我们先来看下燃气锅炉热效率的计算方法，以反平衡法为例：燃气锅炉热效率=100%-燃气锅炉各项热损失的百分比之和=100%-（q2+q3+q5）式中q2——排烟热损失，%；q3——气体未燃烧热损失，%；q5——散热损失，%。
以下便分别从这三个方面分析如何提高燃气锅炉的热效率：一、排烟热损失（q2）在所有热损失中，排烟热损失q2占有极大比例，约占总损失的70%—80%。
所以燃气锅炉的主要热损失是排烟热损失。
降低燃气锅炉排烟热损失的方法如下：1、节能器增加锅炉节能器（也称为省煤器）的换热面积，如采取比常规流通截面积大1-2倍左右的节能器，可以有效降低烟气的流动速度，提高换热效率，从而降低排烟温度。
2、空气预热器节能器后接管道处设置空气预热器，可有效增加助燃风的温度，改善燃料的着火条件，对锅炉的燃烧工况十分有利。
3、冷凝器冷凝器通常设置在节能器旁边，烟气在排出锅炉前先经过冷凝器，高温烟气中潜热部分遇冷凝放热，释放出来，再次投入锅炉使用中。
这样一来，不仅排烟温度会下降，锅炉热效率也有所提高。
4、燃烧系统调节双向性锅炉出厂设计规范对燃料都有一定的适应性，不同的介质在燃烧过程中对外界的影响是不同的；实施调节、配合节能器和空气预热器，把锅炉尾气排放温度控制在一定温度范围内，既可充分利用热能，又能保证设备结构功能的相对完整性。
二、气体未燃烧热损失（q3）燃气锅炉在燃烧良好的情况下，气体不完全燃烧热损失较小，但在燃烧不良的情况下，气体不完全燃烧热损失率很高。
想要解决锅炉不完全燃烧的问题，可以尝试如下操作：在燃气锅炉燃烧过程中，增加氧量控制，对燃气量进行微调，保证空气与燃气比例的合理。
燃气锅炉炉膛容积热负荷相关讲解
燃气锅炉炉膛容积热负荷相关讲解热水锅炉的炉膛截面形状大多为矩形，它的几何特征是宽度W、深度D和高度H。
炉膛的主要热力特性是单位时间内输入的平均热量，也称炉膛热功率或称炉膛放热强度。
(1)燃气锅炉炉膛容积热负荷：单元时间送入热水锅炉炉膛单位容积中的平均热量(以燃料的收到基低位发热量计算)称为炉膛容积热负荷，用qv表示。
在进行相关计算中，应说明热水锅炉炉膛容积热负荷是BMCR工况还是BRL 工况。
对其它热负荷也应如此。
qv基本反映了在热水锅炉炉内流动场合温度场条件下燃料及燃烧产物在热水锅炉炉膛内停留的时间。
qv越大，炉膛容积V1愈小，锅炉愈紧凑。
但qv过大，炉内烟气量增大，烟气流速加速，使燃料在炉内的停留时间缩短，不能保证燃料充实燃尽。
同时会使炉膛壁面积相对较小，布置足够的水冷壁有困难，这不但难以满足锅炉蒸发量的必要，而且会使燃烧区域及炉膛出口的烟气温度升高，从而导致炉内及炉膛出口后的对流受热面结渣。
qv愈小，说明炉膛容积愈大，停留时间愈长，对燃料燃尽愈有利，燃用煤等固体燃料时炉壁结渣的可能性愈小少，排除NOx浓度也可能有所降低。
但qv过小，则会使炉膛容积过大，炉内温度水平降低，燃尽困难，甚至着火也困难。
因而，qv的大小应合适。
设计燃气锅炉时，qv的选取除与热水锅炉容量有关外，还与燃烧方式、燃烧特性有关。
对于采用固态排渣、切向燃烧、配300MW~60MW机组的煤粉热水锅炉，当燃用的煤种Vdaf>25%时，qv(BMCR)的上限值可取85~115KW/㎡;当燃用的煤种Vdaf<25%时，可取80~105KW/㎡。
大容量热水锅炉的要比小容量热水锅炉选得小一些。
(2)热水锅炉炉膛截面热负荷：按燃烧器区域炉膛单位截面来计算，单位时间送入锅炉炉膛的均匀热量称为热水锅炉炉膛截面热负荷qa,F为燃烧器区域热水锅炉炉膛截面积，㎡。
Qa反映了炉膛水平断面上燃烧产物的平均活动速度。
Qa愈小，断面平均流速愈低，一般认为此时气粉流的湍流脉动和混合条件可能减弱，会使燃烧强度和着火稳定性受到影响，但在高温区的停留时候有所增加，也会有利于减轻水冷壁表面的结渣和高温腐蚀。
供热燃气热水锅炉选型方案说明
供热燃气热水锅炉选型方案说明成纪房地产开发公司拟对已建（分路口小区），供热采暖系统进行改造，经对小区现场实地勘察，以及和建设方对采暖问题的相关探讨，现将供热设备选型的基本参数及热力数据提供如下：一.供热采暖的基本参数1.供热总面积：70000m22.采暖形式均为地板辐射式散热3.现有供热设备为地源热泵机组4.单独为20000m2（两栋高层），采用燃气热水锅炉供热的可行性方案。
二.采暖热负荷的概算采用面积热指标法对采暖热负荷进行计算，按下式进行 Q=q i F×10-3根据《采暖通风与空气调节设计规》GBJ19及《城市热力网设计规》CJJ34，按当地最大热指标取值为75W/m2的理论计算值。
公式中：F—建筑面积（m2）Q—建筑物采暖设计热负荷（KW），q i—建筑物采暖面积热负荷（W/ m2）1.总热功率：5250KW=5.25MW（取值5.6MW）2.总耗热量：450×104 Kcal (65Kcal/m2.C0)3.热源条件：燃气工业热水锅炉4.供热型式；由锅炉房提供热源通过二次换热系统，为小区楼房输送地暖供热。
三.锅炉房水循环量理论计算值（G）∙t/hG=0.86∙K∙QC∙[ tg−th]式中 Q————锅炉额定热功率K————管网散热损失系数，取1.05C————管网热水的平均比热容，kJ/Kg∙0ctg————热水供水温度550C（地暖）th————热水回水温度450C（地暖）代入数据计算值为：G=337m3/h11.小区供热形式为地暖系统，属低温大流量辐射供热，供热锅炉房循环水量比传统散热器采暖系统要大，按照小区楼房分布位置及楼层高度参数，通过二次换热系统采取分区供热型式，能够满足小区整体供热质量和效果。
2.供热系统阻力由沿程压力损失，局部压力损失及设备阻等因素决定，以输送管道规格及配件等数据计算确定。
在循环水泵选型时综合考虑。
3.二次换热机组在循环水泵选型时应综合考虑上述流量，管道系统阻力及扬程的设计参数。
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燃气锅炉的热力计算及其方法燃气锅炉是现代生活中常见的供暖设备，它是通过燃烧天然气等燃料来产生热能的，然后通过热水或蒸汽的形式将热能传递到室内，使室内温度升高。
燃气锅炉的热力计算是指对锅炉的燃料消耗与热量输出等参数进行计算和分析，在燃气锅炉的设计、使用和维护中具有重要的意义。
本文将从燃气锅炉的基本原理、热量计算方法和注意事项等方面进行介绍。
一、燃气锅炉的基本原理
燃气锅炉是一种热力设备，它通过燃烧燃料来产生高温高压的蒸汽或热水，以实现加热和供暖的效果。
在燃气锅炉中，燃料燃烧后产生的热量通过锅炉内的热交换器传递给热水或蒸汽，在此过程中，锅炉热效率和输出功率是需要考虑的重要因素。
二、燃气锅炉的热量计算方法
1. 燃料消耗量的计算方法
燃气锅炉的燃料消耗量是指每小时消耗的燃料量，它的计算方
法如下：
燃料消耗量 = 燃气锅炉的额定热效率 ×燃气锅炉的额定输出功
率 ÷燃气的热值
其中，燃气锅炉的额定热效率是指在额定工况下，锅炉发生的
燃料燃烧所产生的热量与燃料所含热量的比值。
锅炉的额定输出
功率是指在额定工况下，锅炉所能产生的热量功率。
2. 燃气锅炉的热效率的计算方法
燃气锅炉的热效率是指锅炉生产的热量与所消耗的燃料热量之比，通常是以百分比来表示。
燃气锅炉的热效率的计算方法如下：
热效率 = 锅炉的输出热量 ÷燃料消耗的热量
其中，锅炉的输出热量是指锅炉生产的热量，包括锅炉内产生
的热水或蒸汽，以及各种辅助设备产生的热量。
燃料消耗的热量
是指每小时消耗的燃料的热量。
3. 燃气的热值计算方法
燃气的热值是指每立方米或每千克燃气所含的热量。
燃气的热值的计算方法如下：
燃气的热值 = 燃气的总热量 ÷燃气的质量
其中，燃气的总热量是指一定质量燃气所含的总热量，单位为焦耳或卡路里；燃气的质量则是指一定体积燃气的质量，单位为千克或克。
三、燃气锅炉热能计算的注意事项
在进行燃气锅炉的热能计算时，需要注意以下几个方面：
1. 根据燃气锅炉的实际使用情况，选择合适的燃料类型和燃气锅炉型号，并进行合理的安装和调整。
2. 在进行燃料计量时，需要遵守燃气锅炉的相关标准和规范，并按照既定的程序进行操作。
3. 在进行燃气锅炉的热能计算时，需要考虑锅炉的使用环境、运行状态、负荷变化等因素，并合理估算锅炉的额定功率和热效率。
4. 根据燃气锅炉的实际情况，选择合适的热量计算方法，并核对热量计算结果的准确性和可靠性。
总之，燃气锅炉的热力计算是燃气锅炉设计、使用和维护的重要组成部分。
通过合理的热能计算方法和注意事项的把控，可以提高燃气锅炉的性能和热效率，降低燃料消耗和对环境的影响，从而实现更加可持续和环保的供热方式。