第三章 锅炉机组热平衡

的结构完善程度等因素有关， 确定。 的结构完善程度等因素有关，可通过燃烧调整试验确定。
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排烟热损失q 三、排烟热损失 2
影响排烟温度的因素 排烟温度升高使排烟焓增大，排烟热损失相应增加。 排烟温度升高使排烟焓增大，排烟热损失相应增加。 一般排烟温度每升高15∼ ℃ 一般排烟温度每升高 ∼20℃，排烟热损失约增加一个百分 点。 排烟温度的选取涉及燃料、金属价格、 排烟温度的选取涉及燃料、金属价格、低温腐蚀以及 引风机电耗，必须通过技术经济比较确定。 引风机电耗，必须通过技术经济比较确定。 通常排烟温度在110 ∼ 160℃。 通常排烟温度在 ℃
煤粉炉的排烟热损失是最大的一项，大约 煤粉炉的排烟热损失是最大的一项，大约4~8%。 。 影响排烟热损失的主要因素是排烟容积和排烟温度。 影响排烟热损失的主要因素是排烟容积和排烟温度。 排烟容积 影响排烟容积的因素 对于一定的燃料，取决于炉内过量空气系数及漏风系数。 对于一定的燃料，取决于炉内过量空气系数及漏风系数。 过量空气系数 ①炉内过量空气系数增大，使炉膛出口的烟气容积增加， 炉内过量空气系数增大，使炉膛出口的烟气容积增加， 使排烟热损失增加。 使排烟热损失增加。
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排烟热损失q 三、排烟热损失 2
锅炉运行中注意的方面： 锅炉运行中注意的方面： ①受热面洁净程度 当受热面出现结渣、积灰和沾污时，传热热阻大增， 当受热面出现结渣、积灰和沾污时，传热热阻大增， 使传热减弱，排烟温度上升，排烟热损失增大。 使传热减弱，排烟温度上升，排烟热损失增大。 ②受热面管内结垢 ③炉膛及烟道漏风 运行中及时吹灰、防止结渣、减少漏风等， 运行中及时吹灰、防止结渣、减少漏风等，可以降低 排烟热损失
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一、机械不完全燃烧热损失q4 机械不完全燃烧热损失
总的机械不完全燃烧热 损失： 损失：
328.66 (G fhC fh + Glz Clz ) Q4 = Q + Q = B
fh 4 lz 4
kJ/kg
32866 Q4 (G fhC fh + Glz Clz ) % q4 = × 100 = Qr BQr
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化学不完全燃烧热损失q 二、化学不完全燃烧热损失 3
由于烟气中含有可燃气体造成的热损失。 由于烟气中含有可燃气体造成的热损失。 q3的计算
VCO × 100 % V gy 可认为烟气中的可燃气体只是CO。 少，可认为烟气中的可燃气体只是CO。 CO =
对于燃煤锅炉，烟气中 对于燃煤锅炉，烟气中H2、CH4等可燃气体的含量极
%
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散热损失q 四、散热损失 5
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化学不完全燃烧热损失q 二、化学不完全燃烧热损失 3
燃料挥发分 挥发分较大，可燃气体增多， 挥发分较大，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。 炉膛温度降低，会使 增大。 炉膛温度 炉膛温度降低会影响CO的着火与燃烧，使q3增大。 的着火与燃烧， 增大。 炉膛温度降低会影响 的着火与燃烧
100 − M ar M + 4.187 ar 100 100
5
一、锅炉输入热量
暖风器的过量空气系数 外来热源加热空气时带入的热量
0 0 Qwr = β hrk − hlk
(
)
蒸汽雾化燃油带入的热量
雾化蒸汽随排烟离开锅炉 时的焓， 时的焓，取其值等于汽化 潜热
Qwh = G wh (hwh − 2510)
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(Car + 0.375S ar ) ×
化学不完全燃烧热损失q 二、化学不完全燃烧热损失 3
影响q3的因素
影响q 的因素主要有炉内过量空气系数 炉内过量空气系数、 影响 3的因素主要有炉内过量空气系数、燃料的挥发 分、炉膛温度、燃料与空气混合情况和炉膛结构等。 炉膛温度、燃料与空气混合情况和炉膛结构等 炉内α 炉内α 炉内α较小，氧气供应不足， 增大； 炉内α较小，氧气供应不足，q3增大； 炉内α过大，炉膛温度降低， 燃烧不充分， 也增大。 炉内α过大，炉膛温度降低，CO燃烧不充分，q3也增大。 燃烧不充分
Glz C lz Q = 32866 × B 100
lz 4
kJ/kg
G fh、Glz — 分别表示每小时的飞灰 量与炉渣量，kg/s； 量与炉渣量，
C fh、Clz — 分别表示飞灰与炉渣中 残余碳的含量百分数； 残余碳的含量百分数；
B — 表示锅炉每小时的燃料 消耗量， kg/s； 消耗量，
32866 — 每kg残余碳的发热量， kJ/kg。 残余碳的发热量，
机械不完全燃烧热损失的计算
在锅炉设计时 按经验数据选取。 在锅炉设计时，按经验数据选取。 设计 运行中的锅炉，通过热平衡试验测定。 运行中的锅炉，通过热平衡试验测定。 中的锅炉
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机械不完全燃烧热损失q 一、机械不完全燃烧热损失 4
Q
fh 4
G fh C fh = 32866 × B 100
kJ/kg
Q3 12640VCO q ×100 = (1 − 4 ) ×100 Qr Qr 100
q3 =
q3 =
Vgy Qr
1 .866 (C ar + 0 .375 S ar ) (126.4 CO)(100 − q )RO 2 + CO % V gy =
4
CO (100 - q4 ) % Qr RO2 + CO ) 锅炉设计时， 可按经验数据选用。固态排渣煤粉炉， 锅炉设计时，q3可按经验数据选用(。固态排渣煤粉炉，q3=0%。 。 = 236
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排烟热损失q 三、排烟热损失 2
由于排烟温度高于外界空气温度造成的热损失。 由于排烟温度高于外界空气温度造成的热损失。
排烟热损失的计算
o h py − α py hlk Q2 (100 − q4 ) q2 = ×100 = Qr Qr
%
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三、排烟热损失q2 排烟热损失
影响排烟热损失的因素及分析
问题：在锅炉运行中飞灰量无法准确测定。 问题：在锅炉运行中飞灰量无法准确测定。 原因： ）除尘器的效率不是百分之百； 原因：1）除尘器的效率不是百分之百； 2）一部分飞灰附着在锅炉烟道内壁和受热面上； ）一部分飞灰附着在锅炉烟道内壁和受热面上； 对于大容量锅炉，常采用水力除灰， 对于大容量锅炉，常采用水力除灰，灰渣量也无法准 确得到。 确得到。
2
3
一、锅炉热平衡的概念
锅炉热平衡方程式： 锅炉热平衡方程式：
Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 kJ/kg
锅炉热平衡方程式：（以百分数表示） 锅炉热平衡方程式：（以百分数表示） ：（以百分数表示
100％＝ 1+q2+q3+q4+q5+q6 ％＝q ％＝ %
4
§3.2 锅炉输入热量和有效利用热量
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散热损失q 四、散热损失 5
散热损失的计算
散热损失的测定非常困难， 散热损失的测定非常困难，一般通过由大量经验数据 绘制的关系曲线来确定。 绘制的关系曲线来确定。 当锅炉在非额定容量下运行时，散热损失q5可按下式 当锅炉在非额定容量下运行时，散热损失 计算： 计算：
De q5 = q D
e 5
G fh (100 − C fh ) 炉渣份额--炉渣中的灰占燃料总灰分的份额 炉渣份额 炉渣中的灰占燃料总灰分的份额 α fh = BAar
Glz (100 − Clz ) α lz = BAar
固态排渣煤粉炉αfh ＝0.90~0.95，αlz =0.05~0.10。 固态排渣煤粉炉 ， 。
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排烟热损失q 三、排烟热损失 2
可知， ②根据关系式 α py = α l ″ + ∑ ∆α 可知，随着沿烟气流程漏风 系数的增大，最终排烟处的过量空气系数增加， 系数的增大，最终排烟处的过量空气系数增加，使排烟热损 失增大。 失增大。 最佳过量空气系数 对应于q 对应于 2、q3、q4之和为最小的炉膛出口过量空气系 数 最佳过量空气系数与燃料种类、 最佳过量空气系数与燃料种类、燃烧方式和燃烧设备 与燃料种类
机械不完全燃烧热损失q 一、机械不完全燃烧热损失 4
G fh = Aar Ba fh 100 − C fh kg/h kg/h
Hale Waihona Puke Aar Balz Glz = 100 − Clz
带入公式（ ～ ） 带入公式（3～12）中，
q4 =
Q4 32866 (G fhC fh + Glz Clz ) % × 100% = Qr B
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机械不完全燃烧热损失q 一、机械不完全燃烧热损失 4
锅炉负荷： 锅炉负荷： 过高时，单位时间送入炉内的煤粉量和空气量都增加， 过高时，单位时间送入炉内的煤粉量和空气量都增加， 风粉运动速度升高，煤粉停留时间缩短，使q4增大； 风粉运动速度升高，煤粉停留时间缩短， 增大； 较低时，炉膛温度降低，燃烧反应速度减小， 较低时，炉膛温度降低，燃烧反应速度减小，使q4增 大。 运行时的过量空气系数α 运行时的过量空气系数α： 当α较小时，随着α的增大， q4不断减小； 较小时，随着α的增大， 不断减小； 的增大， 逐渐增加。 当α较大时，随着 α的增大，q4逐渐增加。 较大时， 煤粉细度： 煤粉细度： 煤粉颗粒越细小， 越小。 煤粉颗粒越细小， q4越小。
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二、锅炉有效利用热量
过热蒸汽的吸热 再热蒸汽的吸热 饱和蒸汽的吸热 排污水的吸热
Q [D (h Q = =
gr 1
" gr
" ' −h gs + Dzr hzr − hzr + D pw h" − hgs pw
)
(
)
(
)]
7
B
B
§3.3 锅炉的各项热损失