锅炉热平衡计算例题
锅炉原理 第3章燃料燃烧计算和锅炉热平衡计算
3.实际空气量的计算
() V
V0
（定义）
V ( )V 0
α烟气侧过量空气系数
β空气侧过量空气系数
7
第三节 燃烧产生烟气量（燃烧产物）的计算
1.计算前提
理想气体 标准状态（0℃,101325Pa） 单位燃料所产生的烟气量
固体和液体燃料：Nm3（烟气）/kg收到基燃料 气体燃料： Nm3（烟气）/ Nm3收到基燃料
c ash
4182 fa Aar 6 不计入
39
第七节 空气和烟气焓的计算
6.烟气焓温表
温度/℃
理论烟气焓 I0g/kJ/kg
30
理论空气焓 I0a/kJ/kg
飞灰焓
Ig＝I0g＋（α’’－1）I0a＋Ifa
Ifa/kJ/kg 炉膛 过热器 省煤器 空预器
265
100
994
896
第三章 燃料燃烧计算和锅炉热平衡计算
1
第一节 概述
辅助计算
燃烧计算 （物质平衡）
热平衡计算 （能量平衡）
空气量的计算（成分、容积） 烟气量的计算（成分、容积）
空气、烟气焓 锅炉有效利用热 锅炉各项损失 锅炉效率
2
第二节 燃烧所需空气量的计算
1.计算前提
理想气体 标准状态（0℃,101325Pa） 单位燃料所需干空气量
1.28
1.31
1.33
Δα
0.05
α"
1.20
0.03
0.03
0.02
1.23
1.26
1.28
0.03
0.02
0.03
1.31
1.33
1.36
36
第七节 空气和烟气焓的计算
工业锅炉3章热平衡计算资料
与负荷成反比
工质吸收的热量＝
工质吸收的热量
烟气放气量 工质吸收的热量＋烟道的散热量
10
5.灰渣物理热损失Q6
（1）原因：灰渣温度高于环境温度
（2）影响因素
灰分
4190 Aar Qar，net
Aar , zs
10
排渣方式
（3）计算：固态排渣煤粉炉thz=600℃ 液态排渣thz=t3+100℃ 流化床thz=800 ℃
燃料的物理显热； 外来热源加热空气时带入的热量；
雾化燃油所用蒸汽带入的热量 燃料和空气没有利用外界热量
燃煤水分满足
4190 M ar Qar .net
M ar,zs
6.65
Qr
为什么空气预热器所带入的热量不计入输入热量？
5
三、各项热损失
1.机械未完全燃烧热损失Q4
飞灰Qfh4 （1）原因：固体颗粒未燃尽
灰渣Qlz4
（2）选择
飞灰量？
固态排渣煤粉炉0.5～5.0％ 设计：选取
燃油和燃气炉0.0%
运行：热平衡试验测定
飞灰系数0.9～0.95
（3）灰平衡：进入炉内的总灰量＝灰渣中灰量＋飞灰中灰量
排渣率
6
（4）影响因素
燃料种类，燃烧方式 炉膛型式与结构 燃烧器设计与布置 锅炉运行工况
2.化学未完全燃烧热损失Q3
1.目的
确定锅炉效率 确定锅炉各项损失 确定锅炉各项工作指标
正平衡
2.方法
反平衡
Q1和燃料消耗量B→ηb
小型锅炉
各项损失Σqi→ηb
大型锅炉
14
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
锅炉热平衡
Bj
B1 q4 100
两种燃料消耗量各有不同的用途。在进行燃料输送
系统和制粉系统计算时要用到燃料消耗量B；在确定空 气量及烟气容积等时则要按计算燃料消耗量Bj进行计算。
每千克燃料（对气体燃料为每Nm³)的有效利用 热量Q1可用下式计算
Q1
Q B
Dgr
hg"r hgs
Dzr
hz"r hz' r B
Dpw hpw hgs
B 锅炉的燃料消耗量，kg / s
当锅炉排污量不超过蒸发量的2%时，此时排污水 热量可略去不计
B Q 100
Qr
"r hgs
Dzr
hz"r hz' r
Dpw hpw hgs
锅炉燃料消耗量
计算燃料消耗量
计算燃料消耗量是指扣除了机械不完全燃烧损失q4后， 在炉内实际参与燃烧反应的燃料消耗量，用符号Bj表示。
锅炉输入热量
Qr Qar,net, p ir Qwh Qwr Qar,net, p 燃料收到基低位发热量，kJ / kg; ir 燃料的物理显热，kJ / kg; Qwh 雾化燃油所用蒸汽带入的热量，kJ / kg; Qwr 外来热源加热空气时带入的热量，kJ / kg
%时才考虑q6
液态排渣：渣量较大，渣温比固态高得多
必须考虑q6
锅炉效率的计算方法
正平衡法（直接求效率法）
q1
Q1 Qr
100%
反平衡法（间接求效率法）
q1 100 q2 q3 q4 q5 q6 %
锅炉燃料消耗量
第八章锅炉热平衡
2）燃料挥发分的影响
挥发分较
大的燃料在炉内燃烧时，可燃气体增多，如果与
空气的混合不充分，炉膛温度降低，会使q3增大。
3）炉膛温度的影响 炉膛温度降低会影响CO的着火与燃烧，使q3增大。
（三）排烟热损失 排烟所拥有的热量随烟气排入大气而未被利
用所造成的热损失。 煤粉炉热损失中最大的一项，约4％－８％。
2 .锅炉运行
通过热平衡试验来测定。 测定的项目包括：锅炉 每小时的飞灰量、灰渣 量以及飞灰和灰渣中残 余碳的含量。 飞灰量很难直接测准，利 用灰平衡求得。
飞灰系数 排渣率
B 1 A a0 rG 0 fa 11 0 C 0 f0a 0 G s1 l 1 0 C 0 s 0l0
1G f( a 10 C f0) aG s(1 l 0 C s 0 )l
Q1
Q1 Q f 1 q5
Q1 Q5 Q1 Q5 q5
q5
Qf
可改写为：
1- q5 q5
1-称为散热系数，表示受 热面所在烟道的散热程 度。
（五）灰渣物理热损失
Q6
asl
Csl 100 Csl
Aar 100
(c
)
sl
kJ/kg
式中 asl —灰渣份额；
（c）sl —1kg灰渣在温度为 C时的焓， kJ/kg；
100 q1 q2 q3 q4 q5 q6 %
式中 q1 —锅炉有效利用热量占输入热量的百分数，
q1
Q1 Qf
100%
qi —某项损失的热量占输入热量的百分数，
qi
Qi Qf
100%
研究热平衡的意义： 1.计算锅炉热效率； 2.确定各项热损失，提高锅炉经济性。
★★计算基准：１ＫＧ固体或液体燃料为基础。
锅炉原理试题
锅炉原理试题第一部分选择题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
1．管式空气预热器漏风系数与回转式空气预热器漏风系数相比，国内目前普遍存在的情况是（）A．管式空气预热器漏风系数大B．回转式空气预热器漏风系数大C．两者相接近，漏风系数水平相当D．可能管式空气预热器漏风系数大，也有可能回转空气预热器漏风系数大2．阿累尼乌斯定律确定了（）A．化学反应速度与反应压力之间的关系B．化学反应速度与反应温度之间的关系C．化学反应速度与反应浓度之间的关系D．化学反应速度与反应质量之间的关系3．在进行煤粉筛分时，我国规定煤粉细度为（）A．通过筛子的煤粉量占筛分前煤粉总量的百分数B．筛子上剩余煤粉量占筛分前煤粉总量的百分数C．筛子上剩余煤粉量占通过筛子的煤粉量的百分数D．通过筛子的煤粉量占筛子上剩余煤粉量的百分数4．锅炉机组热平衡计算中，排烟飞灰含碳造成的热损失是（）A．计算在气体未完全燃烧热损失中B．计算在固体未完全燃烧热损失中C．计算在排烟热损失中D．不计算在任何一项中5．国际上通用符号MCR是指（）A．锅炉的额定蒸发量B．锅炉的最大连续蒸发量C．锅炉效率最高的经济蒸发量D．满足机组额定负荷所需要的锅炉最大蒸发量6．煤中属于灰分的硫是（）A．全硫分B．有机硫C．硫铁矿硫D．硫酸盐硫7．煤隔绝空气加热，放出挥发分后剩下的残留物称为（）A．碳B．固定碳C．焦炭D．残留碳8．我国电厂锅炉系列中，与300MW凝汽式轮发电机组配套的是（）A．蒸发量为2022t/h的亚临界压力锅炉B．蒸发量为1025t/h的亚临界压力锅炉C．蒸发量为670t/h的超高压锅炉D．蒸发量为420t/h的超高压锅炉9．Q"1Ta0A1pja1Ta0.6M()1BjVcpj3－273上述为炉膛热力计算中，炉膛出口公式。
应是（）A．炉膛出口温度和理论燃烧温度都是摄氏温度℃B．炉膛出口温度和理论燃烧温度都是热力学温度KC．炉膛出口温度为摄氏温度℃，理论燃烧温度为热力学温度KD．炉膛出口温度为热力学温度K，理论燃烧温度为摄氏温度℃10．对燃烧灰分很大的煤，锅炉设计时，省煤器烟气流速的选择需考虑到（）A．最高烟气流速受到磨损条件限制，最低烟气流速受到积灰条件限制B．最高烟气流速受到流动阻力条件限制，最低烟气流速受到传热条件限制C．最高烟气流速受到积灰条件限制，最低烟气流速受到磨损条件限制D．最高烟气流速受到传热条件限制，最低烟气流速受到流动阻力条件限制第二部分非选择题二、填空题（本大题共30小题，每小题1分，共30分）11．烟气中飞灰浓度，尾部受热面磨损重。
锅炉原理习题集
锅炉原理习题集《锅炉原理》课程习题集⽬录《锅炉原理》课程习题集 (1)第⼀部分绪论 (1)第⼆部分锅炉受热⾯ (3)第三部分锅炉燃料 (4)第四部分燃料燃烧计算 (5)第五部分锅炉热平衡 (7)第六部分煤粉制备 (11)第七部分燃烧理论基础 (12)第⼋部分煤粉炉及燃烧设备 (14)第九、⼗部分尾部受热⾯的运⾏问题 (15)第⼗⼀、⼗⼆部分锅炉受热⾯布置与炉膛换热 (17)第⼗三部分对流受热⾯换热计算 (18)第⼗四、⼗五部分 (19)第⼀部分绪论⼀．简答与分析题1. 构成锅炉本体的主要设备包括哪些？2．锅炉主要辅助设备包括哪些？3．根据完成的过程不同,锅炉可以分为哪些系统?各系统内完成什么过程?4．锅炉有哪⼏种分类⽅法？5．写出SG—1025/ 18.3—540/540—M833型锅炉的负荷与蒸汽参数。
6. 简述燃煤电站锅炉机组的基本⼯作原理7. 分析降低⽕⼒发电⼚供煤和提⾼环保效果的技术措施。
8. 简述将原煤磨制成煤粉再进⾏燃烧的原因。
9. 简述电站锅炉给⽔必须经过加热才能送⼊⽔冷壁的原因。
10. 再热器中的⽔蒸⽓是否过热？说明原因11.简述锅炉按蒸发受热⾯循环⽅式的分类12.分析随着锅炉容量增加，锅炉蒸汽压⼒提⾼的原因。
⼆、计算题1.计算1台1025t/h亚临界压⼒⾃然循环锅炉的年耗煤量、灰渣排放量。
已知锅炉每年的运⾏时数为6000h，每⼩时耗煤量128吨，煤的收到基灰分为Aar=8%。
2.计算⼀台亚临界压⼒300MW机组（1025t/h亚临界压⼒⾃然循环锅炉）的供电煤耗[每kW·h消耗的标准煤，g/（kW·h）]，并对计算结果进⾏分析和讨论。
已知，煤的收到基低位发热量Qar，net=21440kJ/kg，煤消耗量125.11吨/h。
3.计算1台600MW机组（1913t/h超临界压⼒锅炉）的供电煤耗。
已知：煤的收到基低位发热量Qar，net=21981kJ/kg，燃煤消耗量243.12t/h。
03 燃料燃烧计算与锅炉热平衡_习题
第三章燃料燃烧计算与锅炉热平衡（1）一、名词解释：1、燃烧2、完全燃烧3、不完全燃烧4、过量空气系数α5、理论空气量6、过量空气7、漏风系数8、飞灰浓度9、理论烟气容积10、理论干烟气容积11、三原子气体容积份额二、填空题：1、当α>1、完全燃烧时，烟气的成分有________________________；当α>1、不完全燃烧时，烟气的成分有________________________。
2、烟气焓的单位是“kJ/kg”，其中“kg”是指______________________。
3、负压运行的锅炉中，沿烟气流程到空气预热器前，烟气侧的RO2逐渐______，O2逐渐_______，烟气侧的α逐渐_______，漏风总量逐渐________，飞灰浓度逐渐______。
4、烟气中的过量空气（含水蒸气容积）ΔV=_________________。
5、利用奥氏烟气分析仪进行烟气分析时，先让烟气经过装有___________溶液的吸收瓶1，以吸收烟气中的___________；再让烟气经过装有___________溶液的吸收瓶2，以吸收烟气中的___________；最后让烟气经过装有___________溶液的吸收瓶3，以吸收烟气中的___________。
以上吸收顺序_________颠倒。
6、烟气成分一般用烟气中某种气体的_________占_________容积的_________表示。
7、完全燃烧方程式为__________________，它表明___________________________。
当α=1时，该方程式变为_________________，它表明______________________，利用它可以求___________________________。
8、计算α的两个近似公式分别为________________、_______________。
锅炉热平衡测试
三、热损失法热效率计算 热效率计算公式为：
100
Q2 Q3 Q4 Q5 Q Qr
100 q 2 q3 q 4 q5
（5-8）
1.排烟热损失的计算 锅炉排烟损失为末级热交换器后排出烟气带走的物理显热占输入热量的百分率，按下式计算：
q2
Q2 Qr
（5-20）
式中：dk —空气的绝对湿度 kg / kg干空气
2.可燃气体未完全燃烧热损失的计算 该项热损失由排烟中的未完全燃烧产物(CO,H2 ,CH4 和CM HN )的含量决定，系指这些可燃气体成分未放出 其燃烧热而造成的热量损失占输入热量的百分率，按下式计算（在此仅考虑CO）
q3
式中： Q2 干烟气带走的热量，
gy
（5-11）
py 排烟温度
c p , gy 干烟气从t0 至 py 的平均定压比热 kj / m 3 K ，
一般情况下，可代之以干烟气从0℃至 py 的平均定压比热 按下式计算：
kj / m 3 K 。当已知烟气成分时，可
q6
Байду номын сангаас
Aar alz t lz t 0 a fh py t 0 c fh % c c 100 Qr 100 clz 100 clz
（5-24） cfh分别由
式中:tlz由炉膛排除的炉渣温度，℃,当不能直接测量时，固态排渣煤粉炉可取800℃；clz 炉渣、飞灰的比热，可查取，kj/(kg,K). 当燃煤的折算灰分小于１０％（即 Azs 失。
式中 Q r — 1kg燃料的输入热量， kJ/kg ； Q1 — 锅炉的有效利用热量， kJ/kg ； Q 2 — 排烟损失的热量， kJ/kg ； Q3 — 化学不完全燃烧损失的 热量， kJ/kg ； Q 4 — 机械不完全燃烧损失的 热量， kJ/kg ； Q5 — 散热损失的热量， kJ/kg ； Q6 — 灰渣物理热损失的热量，kJ/kg 。
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RO2 O2 CO tlk
py
% % % ℃ ℃
Hale Waihona Puke 8.77 8.56 10.85 10.97 0.55 0.71 27.3 26.5 156.5 151.3
工况2 56.75 3.55 6.9 0.58 0.98 22.34 8.9 21829 10154 1.2 2786 1971 1.53 53 1.96 30.7 130.4 1562 31.8 398.5 35.8 13.56 22.43 30.67
烟气中RO2含量 烟气中O2含量 烟气中CO含量 冷空气温度 排烟温度
名称 符号 单位 工况1 燃料收到基碳 Car % 56.75 燃料收到基氢 Har % 3.55 燃料收到基氧 Oar % 6.9 燃料收到基硫 Sar % 0.58 燃料收到基氮 Nar % 0.98 燃料收到基灰分 Aar % 22.34 燃料收到基水分 Mar % 8.9 燃料收到基低位发热量 kJ/kg 21829 Qnet，ar 给水流量 G kg/h 10596 蒸汽压力 P Mpa 1.15 蒸汽焓 h" kJ/kg 2785 汽化潜热 r kJ/kg 1978 蒸汽湿度 W % 1.53 锅水取样量 Gs kg/h 45 给水压力 Pgs Mpa 1.94 给水温度 tgs ℃ 31.5 给水焓 h' kJ/kg 133.8 燃料消耗量 B kg/h 1609 炉渣含水量 湿炉渣重量 漏煤重量 炉渣含碳量 漏煤含碳量 飞灰含碳量 Mlz Glzs Glm Clz Clm Cfh % kg/h kg/h % % % 30.5 426.6 44.3 14.6 25.75 27.34