410t-h锅炉热力计算全部过程(热平衡)
410t-h锅炉热力计算全部过程(转向室)
℃ 查焓温表
℃ (θ'+θ")/2
k
θave+273
℃ kJ/kg
t/h kJ/kg MPa
查表E13，t"roof 查表E13，t"roof 查表E12，Droof 3.6QrBcal/Dtn 设计选取
数值 522 7318.4 38 33.5 33.3 104.8 7213.2 515 518.5 791.5 348.5 2691.8 205.17 19.55 14.7
— 设计选取（膜式壁）
m2Βιβλιοθήκη xrc×Hrcm2
Hs,sh+2Hr,sh+2Hroof
m3
0.5×hs,sh×wrc
m
3.6V/Hsur
转向室计算所需数据
D1
kg/h
Bcal
kg/s
ψ
—
μfa
kg/kg 烟气特性表
dfa
μm 烟气特性表
rH2O
— 烟气特性表
rn
— 烟气特性表
ρg
— 烟气特性表
表E14 数值 0.051 0.005 0.041 5.618 5.6 9.841 62.92 55.29 55.11 173.32
符号 d σ dn hrc Lrc wrc
Hs,sh Hr,sh Hroof Hrc xrc
H
Hsur V s
转向室结构
单位
计算公式或数据来源
m 设计选取
m 设计选取
m 设计选取
m 设计选取
m 设计选取
m 设计选取
m2
2hrcbrc
m2
wrchrc
m2 wrclrc
m2
锅炉热力计算流程图共11页
所有受热面计算完成后，进行整体热力计算误差校验燃料燃烧假设排烟温度，进行锅炉热平衡高温省煤器热力计算 低温过热器热力计算高温过热器热力计算 屏式过热器热力计算 假设热风温度，进行炉膛热力计高温空气预热器热力计算 低温省煤器热力计算 低温空气预热器热力计算（炉膛热力计算中假设进入炉膛的热风温度—尾部受（热平衡计算中假设排烟温度—计算中得到的低温 空气预热器排烟温度）10℃0.5%结束图1-1 热力计算整体框图将计算值、带回热平衡重新计将计算值带将计算值带回热平衡重新计算已知：燃料的种类及其 元素分析成分计算容计算理论氮容积计算理论空气量已知：各受热面出口过量空气系数计算理论干烟气容积计算各受热面烟道平均过量空气系数计算各受热面理论水蒸气容积计算各受热面水蒸气容积计算各受热面三原子气体和水蒸气容积总份额r （=）计算各受热面实际烟气容积根据经验取飞灰份额计算各受热面实际干烟气容积计算质量飞灰浓度图2-1 燃料燃烧计算方框图计算锅炉输入热量依据燃料及燃烧设备分别查取或计算假定排烟温度，计算排烟损失分别查取或计算计算锅炉有效利用热计算实际燃料消耗量B求出计算燃料消耗量计算完低温空气预热器后，来校验排烟温度图2-2 锅炉热平衡及燃料消耗量计算方框图方框图额定热风温度计算完尾部受热面后，来校核热风温度计算对应每千克燃料送入炉膛的热量计算出理论燃烧温度计算出火焰中心位置修正系数M假设炉膛出口烟气温度计算炉膛出口烟气温度（计算值）判断计算误差：（计算值）—（估）以计算值作为屏过入口烟温，计算屏过热受面图3-1 炉膛校核热力计算方框图是否是是否已知：屏入口烟气温度假定屏出口烟气温度假定附加受热面吸热量计算屏吸收的辐射热量计算屏的对流吸热量计算屏吸收的总热量假定屏进口汽温度 计算屏出口蒸汽温度计算烟气和工质的平均温度，以此作为定性温度计算附加受热面的吸热量，并判下一个受热面计算判断计算误差：用低温过热器出口蒸汽温度校核图4-2 屏的热力计算方框图否否是综合前面计算结果，估算出省煤器后工质总吸热量已知：进口烟气温度假设出口烟气温度估算出高温省煤器出口水温计算出高温省煤器对流吸热量计算出高温省煤器进口水温度计算烟气和工质的平均温度，以此作为定性温度下一个受热面计算判断对流传热量计算误差是否图4-7 高温省煤器热力计算方框图A否是假设高温省煤器进口水温度（取低温省煤器出口水温度的计算结果作为假设温度）已知：进口烟气温度假设出口烟气温度计算出高温省煤器对流吸热量计算出高温省煤器进口水温度计算烟气和工质的平均温度，以此作为定性温度下一个受热面计算判断对流传热量计算误差是否图4-8 高温省煤器热力计算方框图B否是已知：进口烟气温度假设进口空气温度计算出高温空气预热器对流吸热量计算出烟气出口温度计算烟气和工质的平均温度，以此作为定性温度下一个受热面计算判断对流传热量计算误差是否假设出口空气温度为炉膛热力计算中估计的热空气温度图4-10 高温空气预热器热力计算方框图B否是已知：进口烟气温度假设出烟气出口温度计算出高温空气预热器对流吸热量计算出烟气出口温度计算烟气和工质的平均温度，以此作为定性温度下一个受热面计算判断对流传热量计算误差是否图4-11 高温空气预热器热力计算方框图B以假设进口空气温度（重算时低温空气预热器的出口空气温度作为高温空气预热器进口空气温度的假设值）是否是计算出低温省煤器出口水温度计算烟气和工质的平均温度，以此作为定性温度下一个受热面计算判断对流传热量计算误差是否判断低温省煤器出口水温度与高温省煤器进口水温度计算误差是否否从高温省煤器开始重新计算（注：把计算出的低温省煤器的出口水温作为高温省煤器的入口水温）计算出低温省煤器对流吸热量假设出口烟气温度已知：进口烟气温度 进口给水温度图4-13 低温省煤器热力计算方框图第 11 页否 是否是 计算出低温空气预热器出口烟气温度 计算烟气和工质的平均温度，以此作为定性温度下一个受热面计算判断对流传热量计算误差是否判断低温空气预热器出口空气温度与高温空气预热器进口空气温度计算误差是否从高温空气预热器开始重新计算 计算出低温空气预热器对流吸热量假设出口空气温度已知：进口烟气温度进口空气温度图4-15 低温空气预热器热力计算方框。
410t-h锅炉热力计算全部过程(热量分配)
热量分配表E16名称符号单位计算公式或数据来源数值锅炉有效利用热Q b kJ/kg查表E4276450.2计算燃料耗量B cal kg/s查表E410.63每kg燃料锅炉有效利用热Q ut kJ/kg Q b/B cal26006.6炉膛辐射换热量Q r kJ/kg查表E715128.68屏式过热器对流吸热量Q psh,c,cal kJ/kg查表E91222.15烟气对屏后的辐射热量Q rl,cal kJ/kg查表E9147.0189高温过热器对流吸热量Q ssh,c,cal kJ/kg查表E113077.097低温过热器对流吸热量Q psh,c,cal kJ/kg查表E133018.658屏区顶棚管吸热量Q roof kJ/kg查表E9114.59屏区两侧水冷壁吸热量Q ww kJ/kg查表E9221.53高温过热器顶棚管吸热量Q roof kJ/kg查表E11110.73高温过热器两侧水冷壁吸热量Q ww kJ/kg查表E11316.19后水引出管吸热量Q rw kJ/kg查表E11177.1低温过热器顶棚管吸热量Q roof kJ/kg查表E1371.49低温过热器侧包墙吸热量Q s,sh kJ/kg查表E1381.45后引出管吸热量Q rw kJ/kg查表E1333底水冷壁吸热量Q bww kJ/kg查表E1368.06转向室顶棚吸热量Q roof kJ/kg查表E1533.31转向室后包墙吸热量Q r,sh kJ/kg查表E1533.42转向室侧包墙吸热量Q s,sh kJ/kg查表E1538.03附加受热面对流吸热量ΣQ add kJ/kgΣQ roof+ΣQ ww+ΣQ rw+ΣQ r,sh+ΣQ s,sh1298.9省煤器后工质总吸热量ΣQ kJ/kg Q r+Q psh,c,cal+Q rl,cal+Q ssh.cal+Q psh,c,cal+Σqadd23892.50 1kg燃料带入炉膛热量Q1kJ/kg查表E731196.14转向室出口烟气焓I"rc kJ/kg查表E157213.18漏风系数Δa% 1.26-1.20.06保热系数ψ%查表E40.996理论冷空气焓I0ca kJ/kg查表E7193.3省煤器前烟气绝热放热量ΣQ g kJ/kgψ(Q1-I"rc+Δa×I0ca)23898.58误差e100(ΣQg-ΣQ)/ΣQg0.0254锅炉出口蒸汽焓i"ss kJ/kg查表E43437.5锅炉排污率δbd%查表E41额定蒸汽流量D1kg/t查表E4410第一次减温水量D ds1kg/t查表E48.2第二次减温水量D ds2kg/t查表E4 5.8排污水量D bd kg/t D1*1% 4.1省煤器水量D eco kg/t D1+Dbd-Dds400.1省煤器入口水温t fw℃设计给定（给水温度）235省煤器入口压力P fw MPa设计给定（给水压力）15.6省煤器入口水焓i fw℃查水和水蒸气物性参数1016.1锅筒内饱和温度t s℃查P=15.07,饱和水表342.53锅筒内饱和汽焓i"s kJ/kg查表E42608.9锅筒内饱和水焓i's kJ/kg查表E41612.9省煤器出口水焓i"eco kJ/kg D1/D eco i"ss-3.6B calΣQ/D eco-D bd/D eco i's-D ds/D e1185.25省煤器吸热量（反计算）Q eco kJ/kg(D eco(i"eco-i'eco))/(3.6B cal)1768.5热空气份额β"aph— 1.110热空气焓I0ha kJ/kg3147.8冷空气焓I0ca kJ/kg193.0空预器漏风系数Δaaph— 1.36-1.33+1.33-1.280.060空气预热器吸热量Q aph kJ/kg(β"aph+0.5Δa)(I0ha-I0ca)3368.472省煤器漏风系数Δa eco 1.28-1.26+1.33-1.310.04排烟焓校核I ex,cal kJ/kg I"rc-(Q eco+Q aph)/ψ+0.5Δa aph(I0ha+I0c2270.13排烟温度校核θex,cal℃查温焓表143。
410t_h锅炉热平衡试验及其热效率计算
第19卷第6期电站系统工程Vol.19 No.6 2003年11月Power System Engineering Nov., 2003 文章编号：1005-006X(2003)06-0026-02410 t/h锅炉热平衡试验及其热效率计算Thermal Balance Test and Efficiency Calculation of 410t/h Utility Boiler武汉大学盛伟刘勇摘要：以某电厂410 t/h锅炉热平衡试验为例，说明热平衡试验及锅炉热效率计算中的方法以及应注意问题，并给出了计算实例。
关键词：热平衡；锅炉效率；Visual Basic 6.0中图分类号：TK222文献标识码：B1 试验概况某发电厂两台100 MW、410 t/h锅炉均为高压不带再热器的单汽包自然循环锅炉。
燃用山西贫煤。
2001年#2锅炉大修中，由于空气预热器（为管式空气预热器）严重磨损，漏风量大，需要实施抽管更换，同时对燃烧器喷口中心倾角进行调整，对主要辅机设备进行了大修。
为了比较大修前后锅炉性能，需要进行一次全面的锅炉热平衡性能试验。
这次热平衡试验的主要任务是：(1) 确定锅炉的热效率；(2) 确定锅炉的各项热损失；(3) 确定不同运行工况下的各项经济指标，制定合理的运行操作守则。
2 试验方法首先组织参与试验的相关人员熟悉锅炉设备的技术条件，运行特性，确认锅炉的主要及辅助设备运行完好。
同时，检查相关试验设备是否符合技术条件，以及保证参加试验人员熟练运用试验设备，防止由于人为因素造成的误差。
按照国标10184-88编制试验大纲。
由于确定输入热量时燃料量的测量相当困难，而且在输入热量以及有效利用热量的测量上常常会引入比较大的误差；另外，由于本次试验的主要任务之一是确定锅炉的各项热损失，因此，在锅炉的试验中，倾向于用反平衡方法计算锅炉热效率所需要的数据。
本次试验在锅炉的以下4种负荷下进行：①满负荷（及100 MW）工况下；②90 MW工况；③70 MW工况；④50 MW 工况；每种工况试验两次，如果前后两次试验数据相差较大，重新试验该工况。
锅炉热平衡(基本概念与计算方法)
（2）结构 奥氏烟气分析器如图3-1所示。
（二）根据烟气成分分析结果计算烟气容积
※ 对运行中的锅炉进行烟气分析，根据分析结
果可以计算出实际的烟气容积。公式推导如下：
根据定义有 而 由此可得 1.866 (C ar 0.375Sar ) Vgy RO 2 CO Vy Vgy VH 2O Nm 3 / kg Nm 3 / kg RO 2 CO VCO 2 VSO 2 VCO Vgy C ar 100 100
V
o
VO2
0.21
0.0889 (Car 0.375 S ar ) 0.265 H ar 0.0333 Oar Nm3 / kg
式中，R Car 0.375 Sar 称为“当量碳量”。 ※以上所计算的空气量都是干空气量。 2、实际供给空气量 为了使燃料在炉内能够燃烧完全，减少不完全燃 烧热损失，实际送入炉内的空气量要比理论空气量 Vk , Nm3 / k g 大些，这一空气量称为实际供给空气量 二、过量空气系数 定义：实际供给空气量与理论空气量之比 表示：用符号α表示(在空气量计算时用β表示)
⑶当≥1且不完全燃烧时，烟气由CO2、 SO2、CO、O2 、 N2和H2O组成，其容积为
V y VCO2 VSO2 VN 2 VH 2O 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 1、理论烟气容积 定义：=1并且燃料完全燃烧 计算： （1）VRO2 的计算
1kg燃料中含有氧气量为 如此，可得
410T燃贫煤煤粉锅炉设计说明书
摘要本文设计的是410t/h燃贫煤高压煤粉锅炉，其过热蒸汽压力为9.8MPa，过热蒸汽温度为540℃，给水温度为215℃。
锅炉采用单锅筒，自然循环π型布置固态排渣。
采用直吹式系统，四角切圆燃烧，直流燃烧器，重油点火。
锅炉前部为炉膛，四周布满膜式水冷壁，炉膛出口处布置屏式过热器，折焰角斜坡上有高温对流过热器，水平烟道为低温对流过热器，且布置了两级喷水减温器，便于调节蒸汽温度。
尾部竖井部分交错布置两级省煤器和两级空气预热器。
省煤器双侧进水，空预器为双面进风的管式空预器。
屏式过热器采用振动吹灰，对流过热器采用蒸汽吹灰，尾部受热面采用钢珠吹灰。
关键词：贫煤；高压；自然循环；四角切圆燃烧AbstractThis design is for 410t / h high-pressure lean coal boiler, whose superheated steam’s pressure is 9.8Mpa, superheated steam’s temperature is 540 ℃, feed-water’s temperature is 215 ℃.The boiler is π-type with single drum, and it uses natural circulation, direct-firing system, four corner tangential combustion The front of the boiler is the furnace, which is full of water-colded walls. The superheater lays at the furnace exit, the high-temperature superheater is on the slope of furnace, the low-temperature superheater is at the horizontal flue, the tail-flue is furnished with two economizers and two air preheaters.The superheater sets vibration ash-removal equipments, the convection superheaters set steam ash-removal equipments ,the tail-heated surface sets steel ball ash-removal equipments.Keywords: lean coal, high-pressure, natural circulation, four corner tangential combustion目录引言 (1)1 文献综述 (2)1.1 课题背景及意义 (2)1.1.1 课题背景 (2)1.1.2 锅炉发展简史 (2)1.1.3 我国电站锅炉发展概况 (3)1.1.4 国外电站锅炉机组的发展 (5)1.1.5 锅炉发展新技术 (5)1.2 主要研究内容、应用价值、创新 (7)1.2.1 主要研究内容 (7)1.2.2 应用价值 (7)1.2.3 创新 (7)1.3 拟采用的研究方法 (7)1.4 预期达到的目标、困难设想 (8)1.4.1 预期达到的目标 (8)1.4.2 困难设想 (8)2 锅炉结构设计说明 (9)2.1 锅炉的总体布置 (9)2.2 锅炉结构 (10)2.2.1 炉膛水冷壁 (10)2.2.2 锅筒及锅筒内设备 (12)2.2.3 燃烧设备 (14)2.2.4 蒸汽过热器及汽温调节 (14)2.2.5 省煤器 (17)2.2.6 空气预热器 (19)2.2.7 除渣装置 (21)2.2.8 吹灰装置 (21)2.2.9 锅炉构架 (22)2.2.10 密封装置 (22)2.2.11 炉墙结构 (22)3 热力计算 (24)3.1 主要设计参数 (24)3.2 燃料特性 (24)3.3 辅助计算 (24)3.3.1 空气平衡 (24)3.3.2 燃烧产物体积及焓的计算 (24)3.3.3 烟气特性计算 (25)3.3.4 烟气的焓温表 (25)3.3.5 锅炉热平衡及燃料消耗量计算 (25)3.4 炉膛的结构及热力计算 (25)3.5 屏式过热器的结构及热力计算 (25)3.6 对流过热器的结构及热力计算 (26)3.7 转向室的结构及热力计算 (26)3.8 热量分配 (26)3.9 省煤器和空气预热器的结构及热力计算 (26)3.10 热力计算主要参数汇总 (26)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录Ⅰ热力计算表 (30)附录Ⅱ锅炉部件结构图 (49)引言锅炉是利用燃料燃烧释放的热能或其他热能加热给水，生产规定参数和品质的蒸汽的设备，又称蒸汽发生器。
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。
410t-h锅炉热力计算全部过程(低过)
低温过热器结构表E12名称符号单位计算公式或数据来源数值管子直径d m设计选取0.042管子壁厚σm设计选取0.005管子内经dn m设计选取0.032并饶根数n—设计选取2回程数n1—设计选取18横向排数Z1—设计选取98最小弯曲半径R m设计选取80横向节距s1m设计选取0.1横向相对节距σ1—s1/d 2.38纵向节距s2m设计选取0.06过热器深度b m查图E7 3.8过热器前辐射空间深度lr m查表E10 1.5纵向平均节距s2,ave m b/(n×n1-1)0.10857纵向相对节距σ2—s2/d 1.43低过入口烟道高度h p,sh m查表E10 5.618水平烟道高度h g m查表E10 5.618管子平均计算长度l ave m图E7,18×5.46898.42受热面积A m2nZ1×π×d×lave2545.30低过与转向室距离l p,sh-rc m设计选取0.18低过区域顶棚管长度l roof m l p,sh-rc+b 3.98炉膛宽度a m设计选取9.841顶棚管外径d m设计选取0.051顶棚管壁厚σm0.005顶棚管内径dn m0.041顶棚管节距s roof m设计选取0.1顶棚管受热面积A roof m2al roof(0.5πd+(s roof-d))/s roof50.57侧包墙管管径d m设计选取0.051侧包墙管壁厚σm设计选取0.005侧包墙管内径d n m设计选取0.041侧包墙管节距s s,sh m d-2σ0.1侧包墙受热面积A s,sh m22h g l roof(0.5πd+(s s,sh-d))/s s,sh57.74底水冷壁管径d m设计选取0.06底水冷壁节距s brw m设计选取0.08底水冷壁受热面积A bww m2al roof(0.5πd+(s bww-d))/s bww55.93烟气平均流通截面A g m2h g(a-d×Z1)32.16蒸汽流通截面A ss m2π/4×n×Z1×dn20.158辐射层厚度s m0.9d(4σ1σ2/π-1)0.1259斜后水引出管管径d m设计选取0.108斜后水引出管根数n rw设计选取12斜后水引出管受热面积A rw m2nrw×π×d×hg22.87顶棚管排数n roof查表E598顶棚管蒸汽流通面积A s,roof m2π/4×d n2roof n roof0.129前包墙连接管管径d m设计选取0.133前包墙连接管壁厚σm设计选取0.01前包墙连接管内径dn m d-2σ0.113前包墙连接管根数Z f,sh设计选取(分4组每组3根)12前包墙连接管蒸汽流通面积A f,sh m 2π/4×d n 2*Z f,sh /40.120总蒸汽流量D t/h D 1-D ds2-D ds1396顶棚蒸汽流量D roof t/h (D 1-D ds2-D ds1)A roof /(A roof +A f,sh )205.17侧包墙蒸汽流量D s,sht/h(D 1-Dds2-D ds1)Af,sh/(A roof +A f,sh )190.83主蒸汽流量D1t/h 410计算燃料消耗量B j t/s 10.63一级减温水流量D ds1t/h 8.2二级减温水流量D ds2t/h 5.8计算燃煤耗量B cal kg/s 10.63漏风系数Δa — 1.26-1.230.03冷空气理论焓I 0ca kJ/kg 20℃冷空气焓193.3烟气总容积（标态）V g Nm 3/kg9.6水蒸气份额r H2O —烟道过量空气系数1.2150.0724保热系数ψ—0.996烟气密度(标态)ρg kg/Nm 3烟气特性表1.332水蒸气容积分额r H2O —烟气特性表0.0711三原子气体容积份额r n —烟气特性表0.2100飞灰无因次浓度μfa kg/kg 烟气特性表0.00867灰粒子平均直径d faμm16表E13θ'℃查表E11751.53T K θ'+2731024.53烟气进口焓I'kJ/kg 查表E1110578烟气出口温度θ"℃先假定后校核522烟气出口焓I"kJ/kg 查表E37318.4减温水（主给水）焓ifw kJ/kg 查表E41016.1蒸汽进屏焓（喷水减温后）i'psh kJ/kg 查表E92971.3蒸汽出口焓（未减温）i"kJ/kg (D 1-D ds2)/(D 1-D ds1-D ds2)i'psh -D sd1/(D 1-D ds1-D ds2)i fw3011.8蒸汽出口压力p“MPa 查表E914.4蒸汽出口温度t"℃查水与蒸汽物性407.5炉顶对流吸热量Q roof kJ/kg 先假定后校核71侧包墙对流吸热量Q s,sh kJ/kg 先假定后校核81斜后水引出管对流吸热量Q rw kJ/kg 先假定后校核33底水冷壁对流吸热量Q bww kJ/kg 先假定后校核68过热器对流吸热量Q c kJ/kg ψ(I"-I'+ΔaI 0ca )-Q roof -Q s,sh -Q bw -Q bww 2999.34蒸汽进口焓i'kJ/kg I"-3.6BcalQc/(D1-Dds2-Dds1)2722蒸汽进口压力p'MPa 设计选取14.7蒸汽进口温度t'℃查水与蒸汽物性350顶棚进口温度t"rc ℃高过顶棚出口温度348.5侧墙水冷壁进口温度t"s,sh ℃高过侧墙水冷壁出口温度349.57蒸汽进口流量加权温度t w,ave ℃(D roof /D)t"rc +(D s.sh /D)t"s,sh 349.015634低温过热器入口接口温差Δt li ℃t'-tw,ave 0.98436638蒸汽平均温度t ave ℃（t'+t"）/2378.75θave ℃(θ'+θ")/2636.8t avekθave +273909.8低过热力计算所需数据低温过热器热力计算烟气进口温度烟气平均温度烟气流速ωg m/s B cal*V g(θave+273)/273A g10.57标准烟气热导率λW/(m·℃)查物性参数表(烟气温度：636.2℃)0.07710标准烟气运动黏度νm2/s查物性参数表0.0000960平均烟气普朗特数Pr ave—查物性参数表0.6060烟气普朗特数P r—(0.94+0.56r H20)Pr ave0.5942管排数改正系数C z—参考《原理》式（12-19)(Z2≥10时，C z=1烟气成分及温度改正系数C w—0.92+0.726r H200.9726节距改正系数C s—参考(12-20）(1+(2σ1-3)(1-σ2/2)3)-20.923烟气侧对流放热系数ag W/(m2·℃)0.2 λ/d(ωg d/v)0.65Pr0.33C z C s C w66.919蒸汽平均压力P ave℃1/2(p'+p")14.55蒸汽平均比容v ave m3/kg查水与水蒸汽性质P=14.55MPa,378.750.015蒸汽平均流速ωss m/s(D1-D ds2-D ds1)×V ave/(3.6A ss)10.47管径改正系数C d—参考《原理》图12-160.91蒸汽热导率λW/(m·℃)查水与水蒸汽性质P=14.55MPa,378.750.081蒸汽运动黏度νm2/s查水与水蒸汽性质P=14.55MPa378.75℃3.81E-07蒸汽普朗特数P r—查水与水蒸汽性质P=14.55MPa,378.75 1.410蒸汽侧的放热系数a2W/(m2·℃)0.023λ/d n(ωss d n/ν)0.8Pr0.4Cd3459.733灰污系数ζm2·℃/W参考《原理》式12-61a0.0043t w℃t ave+1000(ζ+1/a2)B cal Q c/A436.23管壁灰污层温度T w k t w+273709.23 Pn与s乘积Pns m·MPa Pr n s0.002644烟气辐射减弱系数k g m·Mpa-110.2［(0.78+1.6r H2O)/(10.2P n s)0.5-0.1］(1-0.37T ave/100036.15飞灰减弱系数kfa m·Mpa-143850ρg/(T ave2d fa2)1/397.97辐射减弱系数K m·Mpa-1k g r n+k faμfa8.44烟气辐射吸收力Kps—K×p×s0.11烟气黑度a—1-e-kps0.10管壁灰污黑度ab—参考《原理》式12-47a0.8辐射放热系数a r W/(m·℃) 5.7*10-8(a b+1)/2aT ave3(1-(T w/T ave)4)/(1-(T w/Tave))11.14燃料修正系数A—参考《原理》式12-620.4辐射放热系数修正a'r W/(m·℃)a r(1+A(T'/1000)0.25(l r/b)0.07)15.34流通系数ω—设计选取为常数1热有效系数ψ—参考《原理》表12-50.65烟气侧放热系数a1W/(m·℃)ωag+a'r82.26传热系数K W/(m·℃)ψa1a2/(a1+a2)52.23逆流较小温差Δt min℃θ"-t'172.00逆流较大温差Δt max℃θ'-t"344.03平均温差Δt℃(Δt max-Δt min)/(lnΔt max/Δt min)248.16对流吸热量Q c,cal kJ/kg KΔtA/(1000B cal)3103.43误差e%(Q c-Q c,cal)/Q c×100-3.47底水冷壁工质温度t sw℃查水及水蒸气物性，P=15.07MPa,饱和342.53平均传热温差Δt℃θave-t sw294.2底水冷壁对流吸热量Q bww,ca kJ/kg KΔtAb ww/(1000B cal)68.20误差e%(Qbww-Qbww,cal)/Qbww×100-0.294炉顶过热器进口汽焓i'roof kJ/kg查表E112685.29炉顶过热器进口汽温t'roof℃查表E11348.3炉顶过热器蒸汽焓增量Δi'roof kJ/kg 3.6Q roof B cal/(D1-D dsl-D ds2)*10006861.18炉顶过热器出口汽焓i"roof kJ/kg I'roof+Δi roof9546.5炉顶过热器压力p roof MPa设计选取14.8炉顶过热器出口汽温t"roof℃查水及水蒸气物性，P=14.8MPa,348.5平均温差Δt℃θave-0.5(t'roof+t"roof)288.37炉顶过热器对流吸热量Q roof.cal kJ/kg KΔtA roof/(1000B cal)71.65误差e%(Q roof-Q roof.cal)/Q roof*100-0.91后引出管平均传热温差Δt rw℃θave-t sw294.2后引出管对流吸热量Q rw.cal kJ/kg KΔtA rw/(1000B cal)33.07误差e%(Q rw-Q rw.cal)/Q rw×100-0.21侧包墙压力p s,sh MPa设计选取14.7侧包墙蒸汽流量D s,sh t/h查表E12并联两路190.83侧包墙蒸汽焓增量Δi s,sh kJ/kg 3.6Q s,sh B cal/D s,sh16.24侧包墙进口汽焓i's,sh kJ/kg i's,sh=I"roof2692侧包墙进口汽温t's,sh℃i's,sh=I"roof348.5侧包墙出口汽焓i"s,sh kJ/kg i's,sh+Δi roof2708.24侧包墙出口汽温t"s,sh℃查水及水蒸气物性，P=14.7MPa,349.54侧包墙平均汽温t s,sh,ave℃0.5(t's,sh+t"s,sh)349.02平均温差Δt℃θave-t s,sh,ave287.7侧包墙对流吸热量Q s,sh kJ/kg KΔtA s,sh/(1000B cal)81.63误差e%(Q s,sh-Q s,sh,cal)/Q s,sh×1000.77。
锅炉正平衡计算公式
锅炉正平衡计算公式
锅炉正平衡计算公式是指在锅炉运行过程中，燃料的热值和空气的量达到最佳的比例，使得燃烧效率最高，同时排放的废气最少的状态。
这种状态被称为正平衡状态。
在锅炉正平衡计算中，需要考虑燃料的热值、空气的量、燃料的含氧量、燃料的湿度等因素。
其中，燃料的热值是指每单位质量的燃料所释放的热量，通常以千焦或千卡为单位。
空气的量是指燃料所需的空气量，通常以空气当量比表示。
燃料的含氧量是指燃料中氧气的含量，通常以百分比表示。
燃料的湿度是指燃料中水分的含量，通常以百分比表示。
锅炉正平衡计算公式可以表示为：
Q = C × H × (1 + x) / (O + 3.76N)
其中，Q表示每单位质量的燃料所释放的热量，单位为千焦或千卡；C表示燃料的碳含量，单位为百分比；H表示燃料的氢含量，单位为百分比；x表示燃料的湿度，单位为百分比；O表示燃料的含氧量，单位为百分比；N表示燃料中氮的含量，单位为百分比。
在计算锅炉正平衡时，需要先确定燃料的性质，然后根据公式计算出每单位质量的燃料所释放的热量。
接着，根据燃料所需的空气量计算出空气的量，再根据空气的量和燃料的性质计算出燃料所需的氧气量和氮气量。
最后，根据燃料所需的氧气量和氮气量计算出排
放的废气量。
锅炉正平衡计算公式的应用可以使锅炉的燃烧效率最大化，同时减少废气的排放，达到节能减排的目的。
因此，在锅炉的设计和运行中，锅炉正平衡计算公式是一个非常重要的工具。
锅炉原理课件：锅炉热平衡计算
VH2 QH2 + VCH4 QCH 4
× 100–q4 kJ/kg
100
▪ QCO：一氧化碳的發熱量， QCO=12640 kJ/m3；
▪ QH2：氫氣的發熱量， QH2=10800 kJ/m3；
▪ QCH :甲烷的發熱量， QCH =35820 kJ/m3 ；
4
4
▪ VCO、VH2、VCH4：分別為煙氣中對應於1kg燃料的氧化
• 降低排煙溫度可以降低q2,但排煙溫度過低將會引 起鍋爐尾部受熱面的低溫腐蝕，特別是在燃用高 硫分的燃料時。因此排煙溫度不能降得太低。
• 合理的排煙溫度應通過技術經濟比較來確定。近 代大型電站鍋爐的排煙溫度約在110~160℃(空 氣 預熱器出口)。
19/37
3、排煙熱損失
• 影響q2的主要因素為排煙溫度和煙氣容積。影 響 鍋爐排煙溫度和煙氣容積的因素有： ➢ 燃料的性質：水分、硫分含量等； ➢ 受熱面的積灰、結渣或結垢； ➢ 爐膛出口的過量空氣係數； ➢ 煙道各處漏風等；
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一、鍋爐熱效率
• 熱平衡方程:
Qr = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 kJ/kg
100 = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6
qi = Qi⁄Qr , i = 1, … , 6
O1
Qr −帶入爐內的熱量(kJ/kg)
O3
O5
Q1 −有效利用熱量(kJ/kg)
鍋爐原理
鍋爐熱平衡計算
1 鍋爐熱效率
目錄
2 鍋爐各項熱損失
3 燃料消耗量
4 中外熱效率計算方法簡介
410t-h锅炉热力计算全部过程(下级省煤器)
表E12名称符号单位计算公式或数据来源数值结构横流冲刷错列管簇管子直径d m 设计选取0.032管子壁厚σm 设计选取0.004管子内经dn m 设计选取0.024横向双排数Z 1,even —设计选取44横向单排数Z 1,odd —设计选取43平均横向排数Z 1,ave —0.5(Z1,even+Z1,odd)43.5纵向排数（垂直方向）Z 2—设计选取48并联管数n —(Z1,even+Z1,odd)87弯曲半径R m 设计选取0.06横向节距s 1m 设计选取0.1纵向节距s 2m 设计选取0.06横向相对节距σ1—s1/d 3.125纵向相对节距σ2—s2/d 1.875省煤器前辐射空间深度l r m 设计选取1省煤器隔断深度lspa m 设计选取1省煤器高度h m 设计选取 3.76省煤器管与侧墙距离δ1m 设计选取0.024省煤器管与中心线距离δ2m 设计选取0.05省煤器管与前后墙距离δ3m设计选取0.05竖直烟井宽度a 炉膛宽度9.841烟道深度b g m 设计选取 4.4省煤器管组数——设计选取2每排管长l i m a-2（δ1+δ2）9.693受热面布置管长l'm Z 1,ave Z 2l i +nπR(Z 2-2)/220616.2最上面二排管长l 1m 2nli 1686.6靠墙和中心线管长l 2m 4(Z2-4)li 1706.0进出口穿墙区l 3m 2nδ1 4.18弯头及中间段l 4m 2nπR(Z2/2-1)754.4有效受热面布置管长l m l'-(l1+l2+l4)/2+l3/218544.80受热面积A m 2πdl1864.32烟气流通面积A g m 2ab-Z 1,ave d(l 1+4R)29.47水流通面积A w m 22n(πd n 2/4)0.07872有效辐射层厚度sm 0.9d(4σ1σ2/π-1)0.186主蒸汽流量D1kg/h 410000计算燃料消耗量B j kg/s 10.63一级减温水流量D ds1kg/h 8200二级减温水流量D ds2kg/h 5800计算燃煤耗量B cal kg/s 10.63漏风系数Δa — 1.33-1.310.02冷空气理论焓I 0ca kJ/kg 20℃冷空气焓193.3烟气总容积（标态）V g Nm 3/kg 烟气特性表a=1.3210.16RO2份额r RO2—烟道平均过量空气系数1.270.132水蒸气容积分额r H2O—烟道平均过量空气系数1.270.0681下级省煤器结构计算用数据三原子气体容积份额r n —r RO2+r H2O 0.2001烟气密度(标态)ρg kg/Nm 3烟气特性表 1.329飞灰无因次浓度μfa kg/kg 烟气特性表0.00821灰粒子平均直径d fa μm 中速磨16保热系数φ—热平衡0.996烟气进口焓I'kJ/kg 查表E154625.3θ'℃查表E15326.8T'K θ'+273599.8进口水压P'MPa 设计选取15.6进口水温t'℃设计选取235进口水焓i'kJ/kg 查水和水蒸气物性表1016.1省煤器水量D eco t/h 查表E16400.1烟气出口温度θ"℃先假定后校核275烟气出口焓I"kJ/kg 查表E33919.7省煤器对流吸热量Q d kJ/kg Φ(I'-I"+Δa I 0ca )706.63省煤器出口水焓i“kJ/kg i‘-3.6B cal Q d /D eco 1083.7出口水压P"MPa 设计选取15.3出口水温t"℃查水和水蒸气物性表249.5温差℃249.5-249.9-0.4逆流较大温差Δt max ℃θ'-t"77.3逆流较小温差Δt min ℃θ”-t‘40逆流平均温差Δt ℃（Δt max -Δt min )/(lnΔt max /Δt min ）56.62θave ℃(θ'+θ")/2300.9T ave k θave+273573.9平均水温t ave ℃(t'+t")/2242.3介质质量流量ρωkg/(m 2·℃)D eco /(3.6A w )1411.9烟气流速ωg m/s B cal V g (θave +273)/(273A g )7.70标准烟气热导率λW/(m·℃)查物性参数表0.0483标准烟气运动黏度νm 2/s 查物性参数表0.0000437平均烟气普朗特数Pr ave —查物性参数表0.65烟气普朗特数P r —(0.94+0.56r H20)Pr ave0.636斜向相对节距s'2/d — 参考（12-22a）=［1/4(s 1/d)2+(s 2/d)2］1/2 2.441判断参数φσ—(s1/d-1)/(s'2/d-1)1.475管排数改正系数C z —参考《原理》式（12-19)(Z 2≥10时，C z =1）1烟气成分及温度改正系数C w —0.92+0.726r H200.969节距改正系数C s —参考(12-22b）=0.768φσ0.10.933烟气侧对流放热系数a c W/(m 2·℃)（参考12-21）=0.358 λ/d(ωg d/v)0.6Pr 0.33C z C s C74.96t w ℃（参考12-61b）t+Δt=(tave+25)267.3T w k tw+273540.25Pn与s乘积P n s m·MPaP×r n×s0.00372烟气辐射减弱系数k g m·Mpa -110.2［(0.78+1.6r H2O )/(10.2P n s)0.5-0.1］(1-0.37T ave /1000)35.85飞灰减弱系数kfa m·Mpa -143850ρg/(T ave 2d fa 2)1/3132.90辐射减弱系数K m·Mpa -1k g r n +k fa μfa8.26烟气辐射吸收力Kps —K×p×s 0.154烟气黑度a —1-e -kps0.14252上级省煤器热力计算烟气进口温度平均烟温管壁灰污层温度管壁灰污黑度ab—参考《原理》式12-47a0.8辐射放热系数a r W/(m2·℃)5.7*10-8(a b+1)/2aT ave3(1-(T w/T ave)4)/(1-(T w/Tave) 5.06燃料修正系数A—参考《原理》式12-620.4辐射放热系数修正a'r W/(m2·℃)a r(1+A(T'/1000)0.25(l r/h)0.07) 6.67灰污系数基本值ζ0m2·℃/w参考《原理》 图12-14；s2/d=1.875，wy=7.7m0.0025灰污系数附加值Δζm2·℃/w参考《原理》表12-40管径改正系数C d—参考《原理》 图12-14；d=32mm0.75灰污系数ζm2·℃/w C dζ0+Δζ0.001875烟气侧放热系数α1W/(m2·℃)αc+α'r81.63传热系数k W/(m2·℃)a1/(ζa1+1)70.79对流传热量Q c,cal kJ/kg KΔtA/(1000Bcal)702.96误差e(Qc-Qc,cal)/Qc×1000.52。
锅炉原理燃烧计算和热平衡计算资料PPT课件
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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
第18页/共57页
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)
第19页/共57页
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：
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℃
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
3.锅炉热平衡计算及燃料消耗量计算
Qin
kJ/kg 燃煤低位发热量
a"py
— 给定
θex
% % % % % % % % ℃ ℃ ℃ — kJ/kg %
数据来源及公式
数据
410 113.89
13.7 540 15.07 235 15.6
1 135 320 20
数据 70.8 4.5 7.13 0.72 2.21 2.97 11.67 24.96 1500 1500 1500 1.2~1.4 27797 0.95
பைடு நூலகம்
ifw
kJ/kg 查P=15.6，235℃未饱和水表
27797 1.36 135.00 1933.53
20 193.3
1 0 5.95 0.4 0 0.9960 7.35 92.65 3437.5 1016.1
锅筒内饱和温度 锅筒内饱和汽焓 锅筒内饱和水焓
排污率 过热蒸汽流量 锅炉有效利用热 实际燃料消耗量 计算燃料消耗量
符号 Car Har Oar Nar Sar War Aar Vdaf DT ST FT K
afy
1.锅炉参数
单位
数据来源及公式
t/h 设计任务
kg/s
MPa(g) 设计任务
℃ 设计任务
MPa(g) 设计任务
℃ 设计任务
MPa(g) 设计任务
℃
℃ 设计任务
℃ 设计任务
℃ 设计任务
2.燃料特性 单位
1106.6
m3
519.8 700.7 672.7 2545.3 173.3 1012.3
℃
635.3 340.5 395.1 247.8 141.7 203.6
W/(m2·℃) 40.07
65.44
64.85
52.51
45.35
66.27
kJ/kg 1245.3 1469.3 1621.8 3116.2 104.8 1285.4
注：省煤器介质平均速度为质量流速［kg/(m2·s)］
上级空气 预热器 326.8 197 320 13.73 6.98 6174.3 106.8 22.38 1388.5
下级省煤 器 275 235
249.5 7.7
1411.9 1864.4
56.6 71.54 710.8
下级空气 预热器 135.5 20 198 10.53 5.52 17288.1 91.1 13.68 2028.6
ts
℃ 查P=15.07,饱和水表
342.53
i"s
kJ/kg x=1
2608.9
i's
kJ/kg x=0
1612.9
δbd
% 给定
1
Dss
kg/h 给定
410000
Qb
kJ/s Dss×(i"ss-ifw)+Dss×δbd×(I's-ifw)/3600 276450.2
B
kg/s (100×Qgl)÷(ηgl×Qr)
高温过热 器冷段
低温过热 器
转向室
上级省煤 器
℃
1005
750.4
750.4
522
515
421
℃
395
489.4 447.8
350
348
249.9
℃
447
540
500.3 407.5 349.9
275
m/s
5.59
10.52 10.52 10.69
7.54
m/s
17.82 16.71 15.41 10.47