第3章 锅炉物质平衡和热平衡

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第三章燃烧产物和热平衡PPT课件

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• 飞灰浓度
Aarafh
10G 0y
kg/kg
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第三章 燃烧产物和热平衡
• 第一节 空气量计算 • 第二节 烟气量的计算 • 第三节 完全燃烧方程式 • 第四节 根据烟气分析确定过量空气系数 • 第五节 空气与烟气焓的计算 • 第六节 锅炉的热平衡
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原理
• 在燃料与空气完全燃烧的条件下, 燃烧烟气产物中的RO2和O2与燃料的元素分析成分之间必然存在一定的关系。
• 燃料完全燃烧 • 所需理论空气量,由燃料中各个可燃元素在燃烧时所需空气量相加而得。
第2页/共83页
理论空气量(氧气量)
• 1kg(或1m3)燃料完全燃烧时所需的最低限度的空气量(空气中 的氧无剩余)成为理论空气量。
• 组成
• 碳燃烧消耗的氧气量 • 氢燃烧消耗的氧气量 • 硫燃烧消耗的氧气量 • 燃料本身的氧量
• 第一节 空气量计算 • 第二节 烟气量的计算 • 第三节 完全燃烧方程式 • 第四节 根据烟气分析确定过量空气系数 • 第五节 空气与烟气焓的计算 • 第六节 锅炉的热平衡
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第五节 空气与烟气焓的计算
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一、焓值的概念与计算
• 描述流动介质进行能量交换的关系时,焓是最有用和有效的; • 单位质量的物质所含的全部热能,仅与状态有关,而与途径
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烟气成分分析仪
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煤质元素分析仪
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• 各种分析设备均已经商业化。电厂均要求上烟气在线监测系统,EMS。 • 在燃烧正常的情况下,煤粉炉炉膛出口烟气中的主要成分含量范围:
RO2=14~16%;O2=2~5%

2018-2019第三章 锅炉热平衡

2018-2019第三章 锅炉热平衡

课 程:电厂锅炉
2019年10月21日星期一
(3)最佳过量空气系数
第三章 锅炉热平衡

''
1↓
→ q2↓
↘q3 q4 ↑
课 程:电厂锅炉
zj
2019年10月21日星期一
第三章 锅炉热平衡
四、散热损失 Q5
1、概念
锅炉运行时,锅炉炉墙、金属结构以 及锅炉范围内的烟风道、汽水管道和联 箱等向四周环境中散失的热量造成的损 失。
的热量,即:
Q fx car,rtr
car,r — 燃料收到基比热容
tr — 燃料的温度
课 程:电厂锅炉
2019年10月21日星期一
第三章 锅炉热平衡
燃料的物理显热一般很小,通常忽略
不计。只有当外来热源加热燃料或固体燃
料水分
M ar

Qar,net, p 时,才计入该项。
628
课 程:电厂锅炉
第三章 锅炉热平衡
输入锅炉的热量: 伴随燃料送入锅炉的热量;
输出锅炉的热量: 分成两部分,一是锅炉有效利用热量,二
是锅炉各项热损失。
课 程:电厂锅炉
2019年10月21日星期一
第三章 锅炉热平衡
输入锅炉的热量 =输出锅炉的热量
有效利用热量 锅炉热损失
课 程:电厂锅炉
2019年10月21日星期一
锅炉热平衡方程式为:
热量的绝对值( Q5 )越大。但散热损失 q5
减小,这是由于锅炉容量增大时,燃料 消耗量大致成比例增加,但锅炉外表面 积和炉膛温度并不随锅炉容量成比例增 加,从而使单位燃料量的外表面积是减 少的,故散热损失减少。
第三章 锅炉热平衡
Qr Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 kJ/kg 式中 Qr — 锅炉的输入热量,kJ/kg ;

燃烧所需空气量和过量空气系数

燃烧所需空气量和过量空气系数

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 )RO 2 % 0.605
(3 - 41)
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。
Vy VCO2 VSO2 VN2 VH2O VO2 VCO Nm3 / kg
二、根据燃烧化学反应计算烟气容积
※计算思路: 实际烟气容积=理论烟气容积+过量空气容积(干)+过量空气带入 的水蒸气容积 或:实际烟气容积=干烟气容积+水蒸气容积
(一)理论烟气容积
定义:=1并且燃料完全燃烧 计算:
(1)VRO2 的计算
①燃料中的氢生成的水蒸气
11.1 H y 0.111 H y Nm3 / kg
100
100
②燃料中的水分生成的水蒸气
22.4 W y 0.0124 W y Nm3 / kg 18 100
③理论空气量带入的水蒸气
“空气含湿2128.4量1W0d0y k0”.01是24W指yNm13k/ kgg 干空气带入的水蒸气量,单位为 g/kg干空气。 每标准立方米干空气带入的水蒸气容积为:
“过量空气系数”、“过量空气量”
炉膛出口过量空气系数
" l
的作用及最佳值
与燃料种类、燃烧方式以及 燃烧设备的完善程度有关
炉膛出口
固态排渣煤粉炉中, 无烟煤和贫煤的炉 膛出口过量空气系数 为1.25,而烟煤与 褐煤则为1.20。 思考:这是为什么?
第二节 烟气成分及其烟气量的计算
一、烟气成分
⑴当=1并且完全燃烧时,烟气由CO2、SO2、N2和H2O组成, 其容积为

第3章—锅炉机组热平衡

第3章—锅炉机组热平衡

28
2020/12/4
29
(三)炉渣取样
• 对于煤粉炉来说,炉渣取样同飞灰取样相比是次要的。 • 对采取水力除灰的煤粉炉,在进行试验时,为保持燃烧稳定和避免漏风,
一般不放灰和冲灰。 • 对采取机械除灰的煤粉炉,可每隔30分钟采样一次。 • 一般来说炉渣的原始试样数量应不少于炉渣总量的5%。
2020/12/4
32866Glz Clz BQr
q4fh
Q4fh Qr
100
32866 Gfh B Qr
C fh 100
100
32866GfhC fh BQr
q4
q4lz
q4fh
32866 BQr (GlzClz
G fhC fh )
2020/12/4
8
• 灰平衡方程
B Aar 100
Glz
Alz 100
G fh
[3]排烟温度过高的原因?
漏风(制粉系统、炉膛、烟道等)
受热面积灰、结渣 给水温度和环境温度
煤质变化
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16
(4)锅炉散热损失q5 q5为锅炉本体及其范围内各种管道、附件的温度高于环境温度而散 失的热量。
影响q5的主要因素:锅炉额定蒸发量、锅炉实际蒸发量、锅炉外表 面积、外表面温度、保温隔热性能及环境温度等。
Afh 100
B Aar 100
Glz
100 (
Clz
100
)
G fh
100 (
C
fh
100
)
1 Glz (100 Clz ) Gfh (100 Cfh )
Glz
lz BAar
100 Clz
BAar
lz

锅炉的热平衡

锅炉的热平衡
2.燃料带入锅炉的热量Qr 它由以下几个部分组成:
QrQdw irQzqQwl
1)燃料的物理显热ir
(1)固体燃料应i用r 基比C热a:rtrC ar4.181 M 7 a0r0 10 1 M 0 0a0 rC d kJ/kg•℃
(2)液体燃料应用基比热: Car1.7380.00t2 r k5J/kg•℃ 2)蒸汽带入热Qzq——当用蒸汽雾化重油或喷入锅炉蒸汽时考虑
二、影响因素
1.燃料特性对q4的影响(灰分含量,灰分熔点和焦结性)
式能中消耗后的—效 率— 。自D z用(jiq 汽 和ig g自)ls B 用1 d y 3 电Q 0 w 能2消rW9 --耗-汽-N 3 所蒸化zb 0 相汽潜1 0 当湿热0 的度% ,锅0 kJ炉/k电 工g效站 业率锅 锅降炉 炉 1低~1% 5值%
Dz——自用汽消耗量,t/h; Nz——自用电耗量,kWh/h b——生产每度电的标准煤,kg/kWh,取0.407 kg/kWh
QzqGzq(izq25)00 式中 2500——排烟中蒸汽焓近似值,kJ/kg
§3.1 锅炉热平衡及锅炉热效率
第三章
3)外来热量Qwl——当用锅炉范围以外的废气、废热等来预热空
气时考虑
Qwl (Ir0kIl0k)
一般情况下: Qr Qdw
二、锅炉热效率 1.锅炉正平衡热效率
gl
Q1 Qr
100%
第三章 锅炉热平衡
§3.1 锅炉热平衡及锅炉热效率 §3.2 固体不完全燃烧热损失 §3.3 气体不完全燃烧热损失 §3.4 排烟热损失 §3.5 散热损失 §3.6 其它热损失 返回
第三章
§3.1 锅炉热平衡及锅炉热效率
锅炉热平衡是研究燃料的热量在锅炉中利用的情况,有多少被有 效利用,有多少变成了热量损失,这些损失又表现在哪些方面以 及它们产生的原因。研究的目的是为了有效地提高锅炉热效率 热效率是锅炉的重要技术经济指标,它表明锅炉设备的完善程度 和运行管理的水平。提高锅炉热效率以节约燃料,它是锅炉运行 管理的一个重要方面。 为了全面评定锅炉的工作状况,必须对锅炉进行测试,这种试验 称为锅炉的热平衡(或热效率)试验。通过测试进行分析概括了解 锅炉热效率的影响因素得出较先进的运行经验数据,作为设计锅 炉和改进运行的可靠依据。

锅炉原理第3章

锅炉原理第3章
在讨论各种能量时, 均以1kg燃料为基础, 所以其单位都为kJ/ kg。
Qr Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6
➢锅炉机组的热平衡方程:
Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 kJ/kg q1+q2+q3+q4+q5+q6=100%
两边同除 Qr乘100%
qi
Qi Qr
100%(i
第三章 锅炉机组热平衡
3-1 锅炉的热平衡
一、锅炉热平衡概念
在稳定工况下,输入锅炉的热量应与输出锅 炉的热量相平衡,锅炉的这种热量收、支平衡关 系,就叫锅炉的热平衡。 1、输入锅炉的热量:伴随燃料进入锅炉的热量 2、输出锅炉的热量:
锅炉有效利用热; 锅炉各项热损失。
输入输出锅炉的能 量见图3-2。
1 烟道放热量
称为散热系数
1 q5 q5
5、灰渣物理热损失 q6
由于锅炉中排出的灰渣及漏煤(层燃炉)的温度 一般在600~800℃造成的热损失。 层燃炉:600~800 ℃; 煤粉炉:固态排渣 600℃左右;
液态排渣:大于1000 ℃ ; 沸腾炉:800 ℃左右。
一般只有当燃料灰分较大时,即Aar Qar,net / 419时 才考虑q6
1、燃料性质
煤中灰分和水分越少、挥发分含量越多、煤 粉越细,则:
q4越小。 2、燃烧方式
不同燃烧方式对q4的影响较大。 旋风炉最小,煤粉炉次之,流化床稍大,层 燃炉最大。
3、炉膛型式和结构
适当的高度和容积可以减小q4。
4、燃烧器设计和布置
喷燃器的结构性能好,布置位置适当,使气 粉有较好的混合条件和较长的炉内停留时间,则 的百分比
➢锅炉效率

物质平衡与热平衡概述

(2)焓值的高低是相对的,与焓值零点的选 取有关,各国对焓值零点的选取是不同的,我国
是以0℃为焓值零点,即t=0℃时,焓值为零。
(3)焓值的大小还与载热体及其量有关。 对于气体,通常将1气体的焓值称为比焓,单 位是KJ/Nm3。在锅炉热力计算中,通常以每kg 计算燃料为基准来计算焓值。在锅炉热计算中, 焓的单位为KJ/Kg。
ky " py
空气侧风平衡
l"
' ky "
热风道在无泄漏情况下的风平衡按下式计算:
l l l
如果对流烟道各处漏风系数的总和为 ,炉 膛出口过量空气系数为 l ,则烟气离开锅炉 时,排烟的过量空气系数增为
py l ky
py l gr sm ky
2.1.2 工质侧物质平衡
排污率 pw
即为排污水量占蒸汽量的百分比。
Dgs
1
pw
100
D
Dzy
如 Dzy 0 则:
Dgs
1
pw
100
D
2.2 空气焓及烟气焓计算
目的
计算焓的目的是为了求出作为热载体的空气 或烟气由某一温度被加热或者冷却到另一温 度时吸收或者放出的热量。
➢ 影响焓值的因素
(1) 焓值是温度和压力的函数,但对锅炉范 围内的空气和烟气,其压力变化不大,所以计算 时忽略压力的影响,认为焓只是温度的单值函数。
C yh 100 C yh
a fh
C fh 100 C fh
32700 Aar Qr
,%
a yl alh a yh a fh 1
对于煤粉炉
q4
alh
Clh 100 Clh
a
yh
C yh 100 C

工业锅炉3章热平衡计算讲述

锅炉热平衡 1. 定义
输入热量=输出热量
燃料燃烧的放热量
产生蒸汽所利用的热量 未利用而损失掉的热量
2. 前提
1kg收到基燃料为基准 锅炉处于稳定状态
2
一. 热平衡方程
Qr Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6
Qr :输入热量,kJ/kg
Q1 :有效利用热,kJ/kg
Q2 :排烟热损失,kJ/kg Q3 :化学未完全燃烧热损失,kJ/kg Q4 :机械未完全燃烧热损失,kJ/kg Q5 :散热损失,kJ/kg Q6 :灰渣物理热损失,kJ/kg
3
热平衡方程
Qr Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6
除以Qr
100 q1 q2 q3 q4 q5 q6
Qi qi Qr


4
锅炉效率
Q1 正平衡效率 q1 100 Qr
反平衡效率
100 qi
i 2
6
二.输入热量
Qr ir Qwr Qwh
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 ℃
11
五、锅炉热平衡计算
1.有效利用热Q1
给水加热到过热蒸汽 (1)组成
排汽加热到再热蒸汽
排污水吸收热量
(2)计算
Q1
" " ' Dgr igr igs Dzr izr izr Dpw (ibh igs )
(1)原因:固体颗粒未燃尽
飞灰Qfh4
灰渣Qlz4
设计:选取 (2)选择
飞灰量?
固态排渣煤粉炉0.5~5.0% 燃油和燃气炉0.0%

3锅炉热平衡

第三章
电厂锅炉机组热平衡
1.锅炉热平衡及其意义 锅炉热平衡及其意义 2.锅炉正平衡求效率 锅炉正平衡求效率 3.锅炉反平衡求效率及各项热损失 锅炉反平衡求效率及各项热损失 4.锅炉机组热平衡试验方法 锅炉机组热平衡试验方法 本章习题
1
第一节 锅炉热平衡及其意义
一、锅炉热平衡概念 有效利用热量 输入锅炉的热量 = 输出锅炉的热量 未完全燃烧的热损失 其它热损失
17
11
各项热损失
化学不完全燃烧热损失( 二 化学不完全燃烧热损失(q3) 1. 起因:烟气中含有可燃气体(主要是 )造成 起因:烟气中含有可燃气体(主要是co) 的热损失。 的热损失。 2.影响化学不完全燃烧热损失的主要因素 炉 内过量空气系数、燃料挥发分含量、 内过量空气系数、燃料挥发分含量、炉膛温度 以 及 炉内空气动力场等。 炉内空气动力场等。
锅炉的热平衡是按1kg固体或液体燃料为基础进行计算的。 锅炉的热平衡是按1kg固体或液体燃料为基础进行计算的。 1kg固体或液体燃料为基础进行计算的 在稳定工况下,锅炉热平衡方程式为: 在稳定工况下,锅炉热平衡方程式为:
Q 式 中
r
= Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+ Q
4
+ Q
5
+ Q
6
k J /k g
(3 -5 5 )
3

锅炉热平衡示意图
4
二、锅炉热平衡的意义
1、知道锅炉有 、 效利用热量的 大小和燃料热 量的利用程度; 量的利用程度;
2、更重要的是 、 知道各项热损失 的大小, 的大小,可以判 断锅炉的设计和 运行水平, 运行水平,寻找 提高锅炉运行水 平的措施。 平的措施。

锅炉的热平衡-详细



。度氏摄002至051 在 制 控 般一 度 温 烟 排 的 炉 锅 热 供 。 蚀 腐 面 热 受 部 尾 起 引 将 � 点 露 酸 于低度温烟排果如�料燃的S含于对�量耗属金加增�低降差温热传 的 气 空 与 气烟 致 导 将 � 低 降 度 温 烟 排 。 的 理 合 不 是 都 上 济 经 、 上 术 技 在 低 过 度 温烟 排 是 但 � 大 越 失 损 热 � 高 越 度 温 烟 排 � 响 影 的 度 温 烟 排

。素因等度温境环 及以度厚和能性层温保、度温面表、积面表热散炉锅于决取。失损的 量热成造将都�孔火看者或门炉开打要都作动等火看、煤清、火拨的 中程过行运在外另�热传差温生产会此因�度温境环于高都度温面表 等件附它其及以道管、架钢、墙炉括包分部各炉锅�成形的失损热散 •
失损 热 散 节 六 第
32
�量热的入带气空�
gk/Jk
。值焓汽蒸中烟排、焓汽蒸、量耗汽蒸化雾为别分项各式右
) 2152 � qzi( qzG � qzQ �量热入带汽蒸�
。度温料燃与热比�基到收�基用应为别分项两式右
�热显理物的料燃�
热显理 物的料燃
1w
Q � qzQ � ri � Q � rQ
量热 发位低料燃
)外以器预 空(量热的内炉入带气空
• •
。率效的后耗消能电与汽用自身本炉锅除扣上础 基率效毛在是率效净�率效毛的炉锅是的到得试测衡平热 1-3格表56P阅参据数细详�关有量容炉锅与料燃 与则炉锅型小�右左%09在率效热般一炉锅型大国我在现 。%5于大该 应不差偏者两则�试测反、正行进时同果如�%3于小该 应差偏次两且并次两试测须必则�试测衡平正行进仅果如 。等等灰吹不、跳起阀全安免避、动波荷负的大较比免避 �况工的定稳持保该应�中程过试测在�主为衡平反用采 多则炉锅型大�主为试测衡平正以炉锅型小�下况情般一 。法方衡平反为称�率效热炉锅算计来后然 �失损热项各的炉锅量测往往�中程过验试际实在此因�法 方与径途的率效热高提定确能不此因�素引要主的率效热 响影究研来用能不而率效热得求能只衡平正 �法衡平反
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