天然气锅炉热平衡计算
410t-h锅炉热力计算全部过程(热平衡)
℃
Irx
kJ/kg 查温焓表
tca
℃
Ica
kJ/kg 查20℃空气焓
q4
% 选定
q3
% 选定
q2
%
(Ipy-apy×Ilk0)×(100-q4)/Qr
q5
% 参考《标准》图5-1
q6
% 参考《标准》图5-11
ψ
% 1-q5/100
Σq
% q2+q3+q4+q5
ηgl
% 100-Σq
i"ss
kJ/kg 查P=9.8MPa,540℃过热蒸汽表
10.73
Bj
kg/s B×(1-q4/100)
10.63
参数名称
烟气出口温度 介质进口温度 介质出口温度 烟气平均速度 介质平均速度
受热面积 平均温差 传热系数 对流吸热量
符号
θ' t' t" ωg,ave ωa,ave A/H Δt K Qc,cal
热力计算主要参数汇总
单位
屏式过热器
高温过热 器热段
名称
锅炉额定蒸发量
过热蒸汽压力 过热蒸汽温度 汽包工作压力
给水温度 给水压力 排污率 排烟温度 热空气温度 冷空气温度
名称 碳 氢 氧 氮 硫 水分 灰分 干燥无灰基挥发份 灰变形温度 灰变形温度 灰熔化温度 煤可磨系数 收到基低位发热量 飞灰份额
符号
D1
pss tss ps tfw pfw δbd θex tha tca
燃料拥有热量 尾部过量空气系数
排烟温度 排烟焓 冷空气温度 冷空气理论焓 固体未完全燃烧损失 气体未完全燃烧损失 排烟热损失 散热损失 灰渣热物理损失 保热系数 锅炉总热损失 锅炉反平衡热效率 过热蒸汽焓 给水焓
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。
锅炉热量平衡计算
已知：符号数值单位额定蒸发量D 6000kg/h 出口蒸汽压力p 1.3Mpa 给水温度t gs 60℃排污率P5﹪蒸汽带水率ω4﹪（估值）排烟温度θpy180℃冷风温度t lk20℃热风温度t rk 130℃设计使用燃料燃烧方式燃料发热值（低值）Qy dw17671KJ/kg 气体不完全燃烧热损失率q 31﹪固体不完全燃烧热损失率（炉灰、沉降飞灰、排烟飞灰）q 413.5﹪散热损失率q 5 2.4﹪理论空气量冷空气焓I 0lk 125.8594KJ/kg 排烟的过量空气系数αpy 1.8排烟的焓I py 2239.2KJ/kg 排烟热损失q 29.851988﹪炉灰份额a lh 0.8炉灰温度t h 600℃炉灰比热c h 0.924kJ/(kg.℃)煤的灰分A y 32.48﹪炉灰的热损失q 60.815207﹪反平衡效率η72.4328﹪排污水量D pw 300KJ/h 饱和蒸气比焓i"2789.37KJ/kg 饱和水比焓i'830.24KJ/kg 比汽化潜热r 1959.1KJ/kg 252.51251.67有效热量Q 114924295KJ/h 耗煤量B 1165.997KJ/h 计算耗煤量B j1008.587KJ/h 空气预热器平均风量系数β_1.4理论空气量热空气焓I 0rk 1000.408KJ/kg 空气预热器吸热量Q ky 1234882KJ/h保热系数φ0.970307根据不同燃料而定(AⅡ)给水比焓i gs KJ/kg入炉热量Q l18662.8KJ/kg理论燃烧温度θ01559℃空气预热器入口烟气焓I'ky3444.722280℃空气预热器入口烟气温度θ'ky烟气向工质的总放热量Q114924295KJ/h备注实际例3000.06201101102020秸秆颗粒手工查燃料特性15252估值≈3.2αCO（含量小）﹪(α为烟气过量空气系数）估值=7.83A y z [a lh C lh /(100-C lh )+a fh C fh /(100-C fh )里字母查表（与含碳率、煤质有关）估值q 5=Q 5/Q r ≈3.6ΣqF/Q r (字母分别是散热密度w/m 2和面积)散热损失表查烟气焓温表查风与灰平衡查烟气焓温表α=1.8计算=(I py -αpy I 0lk )/Q ydw (100-q 4)查风与灰平衡估值查风与灰平衡查燃料特性q 6=(a lh A y /Q y dw )c h t h [W y z =4181.6W y （查燃料特性表）/Q y dw (20℃)=2.13<6.67o燃料带入的显热不计。
讲解燃气锅炉传热计算方式
讲解燃气锅炉传热计算方式
燃气锅炉传热计算是指燃料燃烧计算及热平衡计算之后进行的结果，即锅炉热力计算的核心部分。
按照锅炉传热的特点，可分为炉膛传热计算、半辐射和对流受热面传热计算。
按传热计算任务的不同，又可分为设计计算和校核计算。
而设计计算的概念：设计锅炉时，根据给定活选定的炉膛出口烟气温度Ø，确定炉膛内所需布置的辐射受热面积H。
校核计算的概念：由于许多计算与炉膛结构有关，所以设计新锅炉也通常采用校核计算方式，即预先布置好炉膛结构和辐射受热面，校核炉膛出口烟气温度Ø，是否在合理的范围内。
如布置不适合，则修改后进行计算。
现有锅炉在非设计工作条件下(如燃料、负荷、运行工况活某些部件机构改变情况下)的校核计算，是根据已知的炉膛结构，校核炉膛出口烟气温度Ø，看其是否在合理范围内，若Ø值过高，则应增加辐射受热面.相反，则应减少辐射受热面。
燃气锅炉炉膛传热过程是炉内燃烧过程和燃气流动过程同时进行的，炉内既有燃烧反应的化学过程，
又有物质交换和热量传递的物理过程。
烟气的温度和成分在其行程上变化很大，呈不均匀状态，炉膛内流场、温度场、成分场(燃尽率分布)和炉壁热流分布比较复杂。
由于影响炉膛传热过程因素很多，所以到目前为止，直接用理论分析来进行炉燃气锅炉膛传热计算是不可能的，必须进行不同程度的简化，提出简化的传热模型。
《锅炉热力计算方法》课件
影响因素
热平衡受到多种因素的影 响，如燃料种类、燃烧方 式、锅炉设计、运行工况 等。
04
锅炉热力计算实例
实例一：小型锅炉热力计算
计算目的
计算过程
为小型锅炉的设计和优化提供依据，确保 其安全、高效运行。
根据给定的燃料特性、燃烧方式、锅炉结 构等参数，计算出锅炉的热效率、燃烧效 率、烟气温度等关键指标。
热效率计算方法
定义
01
热效率是指锅炉输出的热量与输入的热量之比，用于衡量锅炉
的能源利用效率。
计算公式
02
热效率 = （锅炉输出热量 / 输入热量）× 100%。
影响因素
03
热效率受到多种因素的影响，如燃料种类、燃烧方式、锅炉设
计、运行工况等。
燃烧效率计算方法
01
02
03
定义
燃烧效率是指实际燃烧的 燃料量与理论燃烧的燃料 量之比，用于衡量燃烧过 程的完善程度。
计算结果
结论
通过计算，得出小型锅炉的热效率为85% ，燃烧效率为95%，烟气温度为150℃。
该小型锅炉设计合理，能够满足用户需求 ，具有较高的安全性和经济性。
实例二：中型锅炉热力计算
计算目的
为中型锅炉的设计和优化提供依据，提高其运行效率和安 全性。
计算过程
根据给定的燃料特性、燃烧方式、锅炉结构等参数，采用 先进的热力计算方法，计算出锅炉的热效率、燃烧效率、 烟气温度等关键指标。
热力计算公式
热效率公式
热效率是衡量锅炉运行效果的重要指标，通过热效率公式可 以计算出锅炉的热效率，从而评估锅炉的运行状况和能源利 用效率。
蒸汽参数计算公式
蒸汽参数如压力、温度等是锅炉运行的重要参数，通过蒸汽 参数计算公式可以确定蒸汽的产生和运行参数，为锅炉的稳 定运行提供保障。
锅炉热平衡计算例表格
排烟处水蒸汽体积 VH2O
排烟热损失 Hpy
q2 kJ/kg
%
(Hpy-Hlk)×（1q4/100）/Qr
Hlk
kJ/kg
散热损失
q5
查 取 % % %
灰渣物理显热损失 q6 反平衡效率 相对误差 平均效率
数据 70.80 4.50 7.10 2.20 0.70 11.70 3.00 27800.00 10000.00 1.1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 1.94 31.50
数据来源 试验数据 试验数据 试验数据 试验数据 试验数据 试验数据 试验数据
kJ/kg 试验数据 kg/h 试验数据 Mpa 实验数据 Mpa 试验数据 ℃ 试验数据
给水焓 燃料消耗量
h' B
kJ/kg 查表 kg/h 试验数据
锅炉正平衡效率 锅炉有效利用的热 kJ/h 量 输入热量 kJ/h 锅炉热效率 %
%
燃料修正系数 q3 化学不完全燃烧热 q3 损失 理论空气体积 V0
% %
m3/kg 公式
三原子气体体积 理论氮气体积 过量空气系数 理论水蒸汽体积 排烟处干烟体积 q3
VRO2 VN20 a VH200 Vgy q3 %
1.866× Car/100+0.7× Sar/100 公式 公式3-62 公式3-20 公式3-20 公式3-29
名称 燃料收到基碳 燃料收到基氢 燃料收到基氧 燃料收到基硫 燃料收到基氮 燃料收到基灰分 燃料收到基水分 燃料收到基低位发 热量 给水流量 蒸汽压力 给水压力 给水温度
符号 Car Har Oar Sar Nar Aar Mar Qnet,ar, G P Pgs tgs
单位 % % % % % % %
锅炉原理燃烧计算和热平衡计算资料PPT课件
第30页/共57页
三、空气焓的计算
每标准立方米干空气连同其相应的水蒸汽 在温度θ时的焓，kJ/Nm3，可以查表得到。 • 每公斤空气含有10克水。
第31页/共57页
四、烟气焓的计算
• 1. 烟气的组成
VRO2
Vy0
V0N2
Vy
V0H2O
(α-1)V0标米干空气的湿空气/公斤
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二、不完全燃烧方程式 定义：燃料不完全燃烧时，各烟气成分之间的关系。 表达：燃料的元素成分、烟气分析所得各烟气成分。
CO 21- O2 - (1 )RO2 % 0.605
(3- 41)
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第四节 根据烟气成分求过量空气系数及烟气焓
一、运行时过量空气系数的计算 运行时过量空气系数可以由烟气分析结果加以确定。
（1）VRO2 的计算
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
VRO2
VCO2
VSO2
1.866( C y
0.375S y )Nm3 / kg 100
第8页/共57页
（2）理论氮容积的计算 理论氮容积=理论空气中的氮+燃料中的氮
Vo N2
0.79V o
22.4 N y 0.79V o 28 100
0.8 N y Nm3 / kg 100
（3）理论水蒸气容积的计算
①燃料中的氢生成的水蒸气
11.1 H y 0.111H y Nm3 / kg
100
100
第9页/共57页
②燃料中的水分生成的水蒸气
22.4 W y 0.0124W y Nm3 / kg 18 100 ③理论空气量带入的水蒸气
“空气含2湿2.4 量W ydk0.0”1是24W指yNm13 /kkgg干空气带入的水蒸气量，单位为 g/kg干空18气1。00 每标准立方米干空气带入的水蒸气容积为：
锅炉热平衡
q5
q5e
De D
⑥ 灰渣物理热损失
锅炉的飞灰、底渣高于环境温度导致的热损
失
q6lz
Aar alz (c)lz
Qr
100%
q6fh
Aar afh(c)fh
Qr
100%
q6
q6fh
+q
lz 6
4. 锅炉热效率及燃料消耗量计算
锅炉效率： 正平衡法：有效利用热量与总输入热量之比 反平衡法：根据锅炉各项损失计算锅炉效率
Q Dgr (h"gr - hgs) Dzr (h"zr - h'zr) D pw(hpw- hgs)
DDD gr zr pw
过热蒸汽、再热蒸汽、排污量，kg/s
gr, zr, gs, pw 过热、再热、给水、排污
3、锅炉各项热损失
q2：排烟热损失 q3：化学不完全燃烧热损失 q4：机械不完全燃烧热损失 q5：散热损失 q6：灰渣物理热损失
q3
Car
0.375Sar Qr
56.35CO RO2 CO
(100
-
q4 ).....%.
热值的单位：kcal/kg
② 排烟热损失
由于排出锅炉的烟气焓高于进入锅炉时的冷空 气焓而造成的热损失。
Q2
( hpy
-
hlk
) 100 - q4 100
q2
Q2 Qr
100%
hpy hy0 (a py -1)hk0 hfh
Q3(VBiblioteka OQCOVH 2QH 2VCH
4QCH
4
)
100 - q4 100
Q3
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天然气锅炉热平衡计算
【实用版】
目录
一、天然气锅炉热平衡计算的概念和意义
二、天然气锅炉热平衡计算的方法
三、天然气锅炉热平衡计算的实际应用
四、天然气锅炉热平衡计算的发展趋势
正文
一、天然气锅炉热平衡计算的概念和意义
天然气锅炉热平衡计算，是指在锅炉运行过程中，通过计算分析锅炉各部位的热负荷和热流量，以达到优化锅炉运行状态，提高锅炉热效率，降低能耗的目的。
这一计算方法对于保证锅炉安全、稳定、经济运行具有重要意义。
二、天然气锅炉热平衡计算的方法
天然气锅炉热平衡计算主要包括以下几个步骤：
1.确定计算模型：根据锅炉的具体结构和运行条件，建立相应的计算模型，如采用稳态热平衡计算或瞬态热平衡计算。
2.确定热平衡方程：根据能量守恒原理，列出各个部位的热平衡方程，包括热流入、热流出和热储存等。
3.确定热平衡参数：通过实测数据或模拟计算，确定各个部位的热平衡参数，如热流密度、热传导系数等。
4.求解热平衡方程：通过数值计算方法，如有限元分析、有限体积法等，求解热平衡方程，得到各个部位的热负荷和热流量。
5.分析计算结果：根据计算结果，分析锅炉的运行状态，提出优化建
议，以提高锅炉的热效率和降低能耗。
三、天然气锅炉热平衡计算的实际应用
天然气锅炉热平衡计算在实际应用中具有广泛的价值，主要体现在以下几个方面：
1.提高锅炉热效率：通过热平衡计算，可以发现锅炉运行过程中的热损失和热浪费，从而采取措施降低能耗，提高热效率。
2.保障锅炉运行安全：热平衡计算有助于发现锅炉运行过程中的潜在安全隐患，提前采取预防措施，确保锅炉安全稳定运行。
3.优化锅炉运行参数：通过热平衡计算，可以为锅炉运行提供优化建议，调整燃料和空气的配比，以及燃烧器的喷嘴布置等，以提高锅炉运行性能。
4.降低维护成本：热平衡计算有助于减少锅炉因热应力引起的设备损坏，从而降低维护成本，延长设备使用寿命。
四、天然气锅炉热平衡计算的发展趋势
随着科技的不断发展，天然气锅炉热平衡计算将呈现出以下发展趋势：
1.计算方法的优化：随着计算机技术的进步，将有更多高效的计算方法应用于天然气锅炉热平衡计算，提高计算精度和速度。
2.数据驱动的计算：在大数据时代背景下，通过收集和分析天然气锅炉运行过程中的实时数据，实现数据驱动的热平衡计算，提高计算的准确性和实时性。
3.人工智能的应用：借助人工智能技术，如机器学习、深度学习等，实现天然气锅炉热平衡计算的智能化，降低计算的复杂度和人力成本。
总之，天然气锅炉热平衡计算在保障锅炉安全、稳定、经济运行方面具有重要意义。