锅炉WNS1-0.7燃气热力计算
WNS1-1.0锅炉燃气热力计算教程文件
( I py-α py I l k) / Q r (100- q 4)=﹙ 2619.551×248.5﹚×﹙100－0﹚÷
35588
10 散热损失 11 灰渣物理热损失
12 锅炉总热损失
13 锅炉热效率 14 额定蒸汽温度 15 额定蒸汽焓 16 给水温度 17 给水焓 18 排污率 19 锅炉有效利用热
1
0.0476
2
CO
1 2
H2
4.2 10 4
H2S
2CH 4
(m
n 4 )Cm H n
7 105 S
O2
=0.0476×﹙0.5×0.1+0.5×1+4.2×400÷
1000000÷100000＋2×95＋3×2.4＋7×100÷
100000÷1000000－0﹚
2 N2 理论容积
VN20 m3/m3
结果 9.4129
7.4462 0.9800 2.1095
Ⅳ.各受热面烟道中烟气特性表：
序号
名称
符号 单位
1 出口过量空气系数 α
2 漏风系数
△α
计算公式或来源 给定 给定
3 实际水蒸气容积
VH2O
m3/m3
VH 2O VHo2O 0.0161 ( 1)VKO =2.1095＋ 0.0161×﹙1.1－1﹚×7.4462
14
空气带入炉内 热量
△α tl k Il k tr k I rk
℃ KJ/m3
℃ KJ/m3
设计给定 设计给定 设计给定冷空气温度决定 先按没有空气预热器 先按没有空气预热器
Qk
KJ/m3
(α ′′-△ α) I r k+△α ×I l k=(1.10.1)×248.5+0.1×248.5
WNS 锅炉燃气热力计算
1
0.0476
2
CO
1 2
H2
4.2 10 4
H2S
2CH 4
Hale Waihona Puke mn 4 )Cm H n
7 105 S
O2
=0.0476×﹙0.5×0.1+0.5×1+4.2×400÷
1000000÷100000＋2×95＋3×2.4＋7×100÷
100000÷1000000－0﹚
ay
0.1203
ay (1 ay )
0.12031-0.12030.55
ψB j V C/(5.7×10-11ΨH f T jr 3)=
0.9679.35 3600 20.7 5.71011 0.55 4.24 2163.853
按计算标准6-13
B 0.6 o
Ma l 0.6
19
烟气普朗特准则 数
20
平均烟气的绝对 温度
21 烟气流通面积
22 烟气容积
符号 θl I′ θ l〞
单位 ℃ KJ/m 3 ℃
T l〞 K
I l〞 KJ/m 3
Q rp KJ/m 3
D gz kg/s
t
I t1 i1 t pj △t d △t x
℃ KJ/kg
℃ KJ/kg
℃ ℃ ℃
△t ℃
θ pj
K 1/m•MPa a fg a bf m
kq+kg=1.6131+1.6854
1-e-kps 1-e-kqps
查计算标准6-07
29 火焰黑度
ay
30 炉膛黑度
al
31 波尔茨顿准则
工业锅炉热力计算
工业锅炉热力计算
工业锅炉是现代工业生产中广泛使用的一种热能装置，通过燃烧燃料将化学能转化为热能，然后利用热能将介质加热至一定温度或产生蒸汽，用于生产或供热。
工业锅炉的热力计算主要包括热效率计算、燃料消耗量计算和烟气排放计算。
热效率是衡量锅炉能量转化效果的重要指标，表示锅炉每单位燃料所转化的热能。
热效率计算可以根据以下公式得出：
η=100×（Q1-Q2）/Q1
其中，η表示热效率，Q1表示锅炉所有燃料的热值，Q2表示烟气中未利用的热量。
燃料消耗量的计算可以通过锅炉的额定蒸发量和热效率来计算。
额定蒸发量是指锅炉在规定工况下所产生的蒸汽量。
燃料消耗量的计算公式如下：
G=S/LHV
其中，G表示燃料消耗量，S表示蒸汽量，LHV表示燃料的低位发热值。
烟气排放计算是指通过对锅炉燃烧过程中产生的烟气中的各种气体成分进行分析，并计算其排放浓度和排放量的过程。
烟气排放计算需要考虑锅炉燃烧过程中产生的二氧化碳、一氧化碳、硫化物等气体，并结合锅炉燃烧空气量、燃料成分等因素进行计算。
工业锅炉热力计算的目的是为了评估锅炉的热力性能以及燃烧效率，为提高锅炉的能效和环境保护提供依据。
在实际工程应用中，可以根据锅
炉的具体参数和运行情况进行热力计算，并结合能源管理的要求，优化锅炉运行参数，降低能耗和环境污染。
总之，工业锅炉热力计算是对锅炉热力性能参数进行计算和分析，推导出锅炉热效率、燃料消耗量和烟气排放等指标的方法和过程。
通过热力计算，可以评估锅炉的能效和环保性能，并为优化锅炉运行提供依据。
锅炉热效率计算
锅炉热效率计算 Last revised by LE LE in 20211兆帕(MPa)=10巴(bar)=9.8大气压(atm)约等于十个大气压,1标准大气压=76cm汞柱=1.01325×10^5Pa=10.336m水柱约等于十米水柱,所以1MPa大约等于100米水柱，一公斤相当于10米水柱水的汽化热为40.8千焦/摩尔,相当于2260千焦/千克.一般地：使水在其沸点蒸发所需要的热量五倍于把等量水从一摄氏度加热到一百摄氏度所需要的热量.一吨水=1000千克每千克水2260千焦 1000千克就是2260 000千焦1吨蒸汽相当于60万千卡/1吨蒸汽相当于64锅炉马力/1锅炉马力相当于8440千卡热。
用量是70万大卡/H 相当于1.17吨的锅炉以表压力为零的蒸汽为例，每小时产一吨蒸汽所具有的热能，在锅内是分两步吸热获得的，第一步是把20度的一吨给水加热到100度的饱和水所吸收的热能，通常这部分热能为显热，其热能即为1000×（100－20）=8万/千卡时。
第二步则是将已处于饱和状态的热水一吨加热成饱和蒸汽所需要吸收的热能，这部分热为潜热，其热能即为1000×539=53.9万/千卡时。
把显热和潜热加起来，即是一吨蒸汽（其表压力为零时）在锅内所获得的热能，即：53.9＋8=61.9万/千卡时。
这就是我们通常所说的蒸汽锅炉每小时一吨蒸发量所具有的热能，相当于热水锅炉每小时60万/大卡的容量。
天然气热值天燃气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡，1千卡/1大卡/1000卡路里（kcal）=4.1868千焦（kJ），所以每立方米燃烧热值为33494.4—35587.8KJ产地、成分不同热值不同，大致在36000~40000kJ/Nm3，即每一标准立方米天然气热值约为36000至40000千焦耳，即36~40百万焦耳。
天燃气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡，1千卡/1大卡/1000卡路里（kcal）=4.1868千焦（kJ），所以每立方米燃烧热值为33494.4—35587.8KJ。
锅炉热力计算
最大负荷 满负荷 65%负 荷 满负荷 65%负 荷 单位
设 计燃料 设 计燃料 设 计燃料 校验燃料 校验燃料
t/h %
t/h t/h t/h Nm3/s Nm3/s t/h t/h t/h
t/h t/h t/h t/h
MPa MPa MPa MPa MPa
℃ ℃ ℃ ℃ ℃ t/h t/h m/s t/h
北方电力论坛
三、不同设计工况 下锅炉热力表
最大负荷: 340t/h 满 负 荷: 310t/h 设计燃料: 100% 石油焦 校验燃料: 70% 石油焦 + 30% 贫煤
1.主蒸汽 流量 过量 空气系 数
石灰石 与硫的 参比 2. 物料使用量
石油 焦 煤 石灰 石 总风 量 总烟 气量 总渣 量 飞灰 量 飞 灰再循 环量 3. 蒸汽和给水 过 热器出 口流量 省 煤器入 口流量 减 温水用 量 正 常吹灰 蒸汽用 量 4. 蒸汽和给水压力 减 温水压 力—喷 嘴 过热 器疏水 压力 汽 包压力 省 煤器沿 程阻力 省煤 器入口 压力 5. 蒸汽和水的温度 过热 器出口 温度 省煤 器入口 温度 省煤 器出口 温度 减温 水温度 汽包 6.空气流 量 一 次风入 口流量 一 次风入 口流速 二 次风入 口流量
第3页
2018-7-19
北方电力论坛
二 次风入 口流速 一 次风出 口流量 一 次风出 口流速 二 次风出 口流量 二 次风出 口流速 返 料风流 量 7. 烟气流量 炉 膛出口 烟气流 量 炉 膛出口 烟气流 速 过 热器出 口烟气 流量 过 热器出 口平均 流速
181 181 1.2 144 144 3. 34 90 <200 150 45
二、锅炉性能保证 燃料设计工况一：燃烧 100%的石油焦，使用不少于热力计算表中规定的石灰石量。 燃料设计工况二：燃烧 70%的石油焦（重量比）与 30%的煤（重量石灰石量。 如果测试用的燃料和/或石灰石差于这些表中的数据，性能保证值需进行相应的修
锅炉热效率计算
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------锅炉热效率计算1 兆帕(MPa)=10 巴 (bar)=9.8 大气压 (atm) 约等于十个大气压 ,1 标准大气压 =76cm 汞柱=1.01325×10 Pa=10.336m 水柱约等于十米水柱,所以 1MPa 大约等于 100 米水柱，一公斤相当于 10 米水柱水的汽化热为 40.8 千焦/摩尔,相当于 2260 千焦/千克.一般地：使水在其沸点蒸发所需要的热量五倍于把等量水从一摄氏度加热到一百摄氏度所需要的热量. 一吨水=1000 千克每千克水 2260 千焦 1000 千克就是 2260 000 千焦 1 吨蒸汽相当于 60 万千卡/1 吨蒸汽相当于 64 锅炉马力/1 锅炉马力相当于 8440 千卡热。
用量是 70 万大卡/H 相当于 1.17 吨的锅炉以表压力为零的蒸汽为例，每小时产一吨蒸汽所具有的热能，在锅内是分两步吸热获得的，第一步是把 20 度的一吨给水加热到 100 度的饱和水所吸收的热能，通常这部分热能为显热，其热能即为1000×（100－20）=8 万/千卡时。
第二步则是将已处于饱和状态的热水一吨加热成饱和蒸汽所需要吸收的热能，这部分热为潜热，其热能即为1000×539=53.9 万/千卡时。
把显热和潜热加起来，即是一吨蒸汽（其表压力为零时）在锅内所获得的热能，即：53.9＋8=61.9 万/千卡时。
这就是我们通常所说的蒸汽锅炉每小时一吨蒸发量所具有的热能，相当于热水锅炉每小时 60 万/大卡的容量。
1/ 11天然气热值天燃气每立方燃烧热值为 8000 大卡至 8500 大卡，1 千卡/1 大卡/1000 卡路里（kcal）=4.1868 千焦（kJ），所以每立方米燃烧热值为 33494.4—35587.8KJ 产地、成分不同热值不同，大致在 36000~40000kJ/Nm3，即每一标准立方米天然气热值约为 36000 至 40000 千焦耳，即 36~40 百万焦耳。
第三节 锅炉热力计算的程序和方法
二、各受热面热力计算
按烟气流程进行
进行各受热面计算时，先进行结构计算，再进行 热力计算
（一）炉膛
利用炉膛出口烟温计算公式进行，先假设，后校 核，误差绝对值Δθ≤100℃
l Tl 273
Tll al 0Fl Tll3 M B VC j pj
误差校核
Qd Qdx 2% Qd
3.对流式
若对流过热器在屏过之后： 若对流过热器与炉膛之间为凝渣管束，则对流式过 热器的辐射吸热量为 F
Q f (Qf Q p)
gr
Fgr Ffj
4.带有减温器的过热器的热力计算
D1 D jw D2 D1 h1 D jw h jw D2 h2
锅炉整体热平衡的误差：
q4 Q Qr Q1 100
（kJ/kg）
计算误差应不超过Qr的0.5%。
2.尾部受热面为双级布置
第二级出口工质的焓值
Bj D h"gr h jw Q f Qp Qgr Qgd （kJ/kg） h"sm Dsm Dsm
一、辅助计算
1.燃料理论燃烧计算：V0、VN2、VCO2、VSO2、V0H20
2.烟气特性计算：各受热面的α’ 、α”、 αpj、Vpj、 VH2O、 VRO2、rH2O 、 rRO2、μfh等 3.烟气温焓表： 0 0 Hy Hy ("1)Hk Hfh
4.锅炉机组热平衡计算： Qr、Q1、q2、q3、q4、q5、q6、η、B、Bj等
附加受热面不超过主受热ห้องสมุดไป่ตู้的5％，则不必 单独计算，而把附加受热面折算在主受热 面中，或者算在按工质流向与其相串联的 主受热面中。 如果附加受热面的数量较大，则应单独进 行计算。
WNS1-1.0-Y(Q)锅炉燃气稳定保温计算
2 3 4 5
炉墙绝对温度 炉墙内表面温度 炉墙内表面最高温度 炉墙外表面温度
T3
tn tmax tw
K
℃ ℃ ℃
=T1
T3-273=741-273 无水冷壁,tn即为内表面最高温度 设计给定
序号 6 7 8 9
符号 炉墙外表面绝对温度 Tw
耐火混凝土层厚度 耐火层外壁温度 耐火混凝土导热率
名
称
单位 K m
热力计算 热力计算 热力计算
后烟箱内烟气温度
后烟箱内烟气绝对温度
K
℃ K ℃
常压节能器出口烟温
冷凝器出口烟气绝对温度
t sm
T lnq
锅筒保温层 tw 保温层外表面绝对温度 Tw 空气温度 tk 空气绝对温度 Tk 岩棉层厚度 δ 3 岩棉导热率 λ 3 耐火层热阻 R3 保温层内壁温度 tn
保温层外表面温度 （Tw/100） （Tk/100）
4 4
K
℃
设计给定 tk+273=50+273 计算规定 tk+273=25+273 设计给定 查岩棉性表 δ 3/λ 3=0.040÷0.05 设计给定
K m
W/(m.℃) m2.℃/W
℃
保温层外表辐射系数
C
W/(m2.℃)
按公式9.1-20，标注选取，金属护板
2 .8 4 t w t k Tk T C ( w ) 4 ( )4 100 100 tw tk
数
值 10.48
12 保温层外表面放热系数 as 13 保温层总热阻 14 保温层热损失 ∑R q5
m2.℃/W
2
2
3 1 3 as
=0.060÷0.05＋1÷10.48
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0.1203 1- 0.1203 0.55
0.1991
ψB j V C/(5.7×10-11ΨH f T jr 3)=
31 波尔茨顿准则 32 系数 33 无因次出口温度 34 35
炉膛出口烟气绝对温度 炉膛出口烟气温度
0.96 79.35 3600 20.7 5.7 1011 0.55 4.24 2163 .853
1/m•MPa 1/m•MPa
T/ m 0.5)0.12 Cm H n 1000 n
K a fg a bf m
ay
kq+kg=1.6131+1.6854
1-e-kps 1-e-kqps 查计算标准6-07
30 炉膛黑度
al
B0 M
mafg+(1-m)abf=0.6×0.1496＋ ﹙1－ 0.6﹚×0.0762 ay 0.1203
kg MPa ℃ ℃ ℃ ℃ % % % % % % %
mg/m mg/m KJ/m
3
1000 0.70 170.00 90.2 20 20 95 2.4 1 0.1 0.5 1 0 400 100 1 35588 计算公式
1 1 4 2 CO 2 H 2 4.2 10 H 2 S 2CH 4 0.0476 ( m n )C H 7 10 5 S O m n 2 4
K m2 m 3/kg
θpj+273=735.26+273
Nπd2/4=50× 3.14× 0.0452÷ 4
VRO2+V H2O+V N20 +(α VH2O/V y VRO2/V y
pj-1)
V0
25 烟气密度 26 烟气中飞灰浓度 27 管径 28 螺纹节距 29 螺纹深度 30 辐射层有效厚度 31 烟气流速 32 雷诺数 33 努谢尔特数 34 烟气对流换热系 数
4.52 0.47 1.00 0.55 0.55 4.24 1.10
m
查计算标准6－04，线算图1 查计算标准6－20，表6－2 xζ=1×0.55
m2
Hf α ′′
πd1h1+πd 1/4=3.14×0.6×2.1+× 3.14×0.6×0.6/4 设计给定
2
9
炉膛漏风系数
△α
设计给定 ℃ KJ/m3 ℃ KJ/m3 KJ/m3 设计给定 设计给定冷空气温度决定 先按没有空气预热器 先按没有空气预热器
查计算标准5-01
∑q = q 2 +q 3 +q 4 +q 5 +q 6=6.66+0.5+0+3.6+0
100-∑ q=﹙1-10.76÷100﹚×100
10.76 89.24 170.00 2780.20 20.00 84.10 2.0 700.00 79.21 79.21 0.96
η
t
I
设计给定 查附录Ⅱ，一 常压节能器出口温度 常压节能器出口焓值 设计给定 设计给定
6.66 3.60 0.00
10 散热损失 11 灰渣物理热损失 12 锅炉总热损失 13 锅炉热效率 14 额定蒸汽温度 15 额定蒸汽焓 16 给水温度 17 给水焓 18 排污率 19 锅炉有效利用热 20 燃料消耗量 21 计算燃料消耗量 22 保热系数 Ⅵ.炉膛热力计算 序号 1 名 炉膛容积 称
t1 i1 t pj △t d △t x △t θ pj λ ν Pr T F Vy r H2O r RO2 ρy μf d P h s wy Re Nu αd tb Tb
h
=1316.54-184 =398-184
(△t d-△t x)/ ln(△t d/△t x) tpj+△t=184+551.26 查表3-2 查表3-2 查表3-2
0.3251 0.49 0.7344 1589.09 1316.09 0.91 23788.14 11434.01 1319.44 2697.34
按计算标准6-13
0 .6 Bo 0 .6 0 .6 Ma l B0
Θ l〞
T l〞 θ l〞
K
℃
Θ l〞×T jr=0.7346×2163.85 T l 〞-273=1589.54-273 θ １ 〞假定－θ １ 〞<100,合格
o VRO2 VRO 2 / Vy
rRO2 rH2O rq
=0.9800÷ 11.4770
VH 2O VH 2O / Vy = 2.1247÷ 11.4770
rRO2+ rH2O=0.0854+0.1851
Ⅴ.锅炉热平衡及燃料消耗量计算 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 名 称 符号
Qk
15 炉膛入炉热量 16 理论燃烧温度 17 绝对燃烧温度 18 炉膛出口烟温 19 炉膛出口烟焓 20 炉膛出口绝对温度 21 烟气平均热容量 22 炉内压力 23
三原子气体减弱系数
Ql θ jr Tj
r
KJ/m3 ℃ K ℃ KJ/m3 K
KJ/m3· ℃ C
Q net.q ( 100- q 3- q 4- q 6)/ ( 100- q 4)+ Q k=35588×(100-0.5-0-0)÷(1000)+273.35
数
值 0.593
2 3 4 5 6 7 8
炉墙面积 辐射层有效厚度 炉墙水冷壁有效 角系数 水冷壁灰污系数 热有效系数 炉膛辐射受热面 积 炉膛出口过量空 气系数
Fl S x ζ Ψ
m2
πd1h1+2πd21/4=3.14×0.6×2.1+2 ×3.14×0.6×0.6/4
3.6 V l / F l=3.6×0.593÷4.52
(α ′′-△ α) I r k+△α ×I l k=(1.10.1)×248.5+0.1×248.5
0.10 20.00 248.50 20.00 248.50 273.35
10 冷空气温度 11 冷空气焓 12 热空气温度 13 热空气焓 14 空气带入炉内 热量
tl Il tr I
k k k
r k
36 校核 37 炉膛出口烟焓 38 炉膛辐射放热量 39 燃烧室热强度 辐射受热面热流 密度 Ⅶ.第二回程螺纹烟管 40
I l〞 Q
f
KJ/m3 KJ/m3 KW/m3 KW/m2
查烟焓表
ψ (Q l - I l〞) =0.96×(35683.4123797.22)
qV q
f
B Q net.q / V=79.35÷3600×35588÷ 0.593 Q
数
值 1316.09 23788.14 398.00 671.00 6477.83 16639.06 0.28 170.00 2780.20 20.00 84.10 170.00 1146.09 228.00 568.56 738.56 0.0861 0.000120 0.606 1011.56 0.079 11.4770 0.1851 0.0854 1.2118 0.0000 0.045 0.030 0.002
100Q 1/ (Q net.q﹒η )=100×3600×700÷ (89.24×35588)
t gs i1
ρ
Q1
B
Bj
B (1- q 4/100)=79.21×(1-0÷100)
1- q 5 / (η + q 5)=1-3.6÷(89.24+3.6)
ψ
符号
Vl
单位
m3
计算公式或来源
πd12h1/4=3.14×0.6×0.6×2.1/4
m /m
3
3
2.1095
Ⅳ.各受热面烟道中烟气特性表： 序号 1 2 3 4 5 6 7 名 漏风系数 实际水蒸气容积 烟气总容积 RO2容积份额 H2O容积份额
三原子气体容积份额
称
符号 α △α VH2O Vy
单位
计算公式或来源 给定 给定
数
值 1.1 0.1 2.1247 11.4770 0.0854 0.1851 0.2705
WNS1-0.7-Y(Q)型
全自动燃油（气）蒸汽锅炉
热力计算书
(燃气)
计 校 审
算： 核： 核量 2 额定蒸汽压力 P t1 3 额定蒸汽温度 4 常压节能器出口温度 t2 t３ 5 给水温度 tl k 6 冷空气温度 Ⅱ.燃料特性：
CH4 CmHn H2
35683.41 1890.85 2163.85 1317.00 23806.57 1590.00 20.70 0.104
查焓温表
Θ jr+273=1890.85+273
θ l〞 I l〞 T l〞
先假定后校核 查焓温表
θ l〞+273=1317+273
(Q l - I l〞) / (T j r - T l)=(35683.4123806.57)÷(2163.85-1590.0)
V p Kq Kg
MPa
1/m•MPa
( ps
0.306(2 py )(1.6
给定
2.491 5.109rH 2o 1.02)(1 0.37Tl )rq 1000
1.6131 1.6854 3.2984 0.1496 0.0762 0.60 0.1203
24 碳黑粒子减弱系数 25 介质减弱系数 26 发光火焰黑度 27 不发光火焰黑度 28 系数 29 火焰黑度
9.4129
7.4462 0.9800
0.01(CO2 CO Cm H n ) =0.01×（0.5+0.1+95+2.4﹚