锅炉效率与经济运行

氧量对锅炉效率的影响
计算排烟损失的氧量应是空气预热器烟气出 口处(空气预热器空气入口后)的氧量,锅炉出 口氧量变化1％(百分点)，约影响锅炉效率变 化0．46％(百分点)，影响发电煤耗变化 1.6g/kW•h左右。
最佳氧量
炉膛出口的氧量是表征锅炉的配风、燃烧状况 的重要因素，加强锅炉燃烧配风的调整，改善 锅炉的燃烧状况，提高锅炉运行效率。因炉膛 出口处烟气温度较高，锅炉运行中监测的氧量 测点一般在高温过热器后。计算排烟损失的氧 量应是空气预热器烟气出口处的氧量，尾部烟 道特别是空气预热器的漏风，将引起的烟气量 和排烟损失的增加，需要定期监测空气预热器 的漏风，并加强对空气预热器的维护。
燃料的物理显热的计算公式： i r=cr tr 上式中比热另有计算公式。对于燃煤锅炉只有燃料水分很大
的时候才计算。 雾化燃料油热量的公式，只有锅炉低负荷运行，必须要煤油
混烧的情况才计算。 用外来蒸汽加热空气指的是在使用暖风器等前置式空气预热
器的锅炉机组。
机械不完全燃烧损失q4
Q4lz —灰渣中未燃烧或未燃尽的碳粒引起 的损失；
损失小 过量空气系数小，则可能不完全燃烧损失增大。
排烟温度与过量空气系数是一个经济技术 综合考虑的参数
存在一个最佳过量空气系数
q，%
∑q q2
q3+q4
最佳
" l
八、散热损失
锅炉的外表面温度高于环境的温度而向外界 通过大空间自然对流和辐射换热。
散热损失与锅炉的容量成反比
散热损失与锅炉的负荷成反比
漏损失、余速损失等 乏汽在凝汽器的放热损失 电厂辅机等自用电量 管道散热损失 发电机损失 工质泄漏、工况变化和燃料运输储存损失等
锅炉的主要参数对机组热经济性的影响
影响锅炉效率的因素 排烟温度 排烟氧量 飞灰可燃物含量 尾部漏风 煤质 煤粉细度 锅炉入风温度：锅炉入风温度提高1℃，可提高锅
a fh
G fh (100 C fh ) BAar
Q4
78.3Aar (alz
Clz 100 Clz
a
fh
C fh 100 C
fh
)
q4
Q4 Qr
100%
q4 讨论
在锅炉运行中，C lz ,C fh 可以取样测得，alz , a fh 可以查
表，或做灰平衡实验得到 锅炉的设计中，根据燃料的种类及燃烧方式直接选
用：0.5~5% 机械未完全燃烧热损失是锅炉的主要损失之一，除
了排烟热损失以外，就是机械未完全燃烧热损失数 量大了。 大小取决于：燃料的种类（挥发份与灰分等），煤 粉的细度，过量空气系数，炉膛的结构（决定了停 留时间），锅炉的运行方式，炉膛的温度（负荷） 等
q4 对空气量和烟气量的影响
假定送入锅炉的燃煤量B中，有
技术经济指标体系分解图
供电煤耗
发电煤耗
机效率
炉效率
管道效率
凝汽器真空度
送 排 排 飞尾煤 补 汽 管
主 蒸 汽 参 数
再热蒸汽参数
循循凝真 环环汽空 水水器严 入温端密 口升差性
风 烟 烟 灰部粉
给 高 发 机 温 氧 可漏细
水 加 电 入 度 量 燃风度
温投供口
物系
度入热风
数
率负温
水水道 率损保
gl Qr
Qz —锅炉总的有效利用热，kcal/h，kJ/h。
锅炉总的有效利用热，kcal/h，kJ/h
Qz D gr(ig"r igs ) Dzq(iz"q iz'q ) Djzwq(iz"q igs ) Dbq(ibq igs ) D ps(ibs igs )
各焓值按相应的温度和压力查表
q5
q5e
De D
q5 ， %
De
炉渣带出的物理热损失及冷却 热损失
q6lz
Aar alz (c)lz
Qr
100%
锅炉的热效率和燃料消耗量的计算
反平衡法：gl 100 (q2 q3 q4 q5 q6 ) %
正平衡法： gl
q1
Q1 Qr
100%
Qz BQr
，
燃料消耗量： B Qz 100%
Q4fh —未燃尽碳粒随烟气排出炉外而引起 的热损失
Q4 Q4lz Q4fh
原则：灰渣及飞灰中的含碳量与碳的发热量的乘积的总和
定义：
灰渣中含碳的重量百分比为：Clz %，灰渣量：Glz kg / h 飞灰中含碳的重量百分比为：C fh %，飞灰量：G fh kg / h
每小时所损失的可燃物重量
×100（％）
二级指标（发电煤耗率）
发电煤耗率表示发电厂热力设备、热力系统的
运行经济性。单元发电机组的发电煤耗率与锅炉效
率、汽机效率、管道效率有关。全厂发电煤耗率水
平除与单元发电机组的发电煤耗率水平有关外，还
与单元机组发电量权数有关。
正平衡计算方法：发电煤耗率＝
发电用标准煤量 计算期发电量
（g/kWh）
影响锅炉热效率的因素
主蒸汽压力 ，主蒸汽温度 再热蒸汽压力 ，再热蒸汽温度 锅炉入风温度:是指送风机入口的进风温度 氧量 :计算排烟损失的氧量应是空气预热器烟气出口处(空气预热器空
气入口后)的氧量,锅炉出口氧量变化1％(百分点)，约影响锅炉效率变 化0．46％(百分点)，影响发电煤耗变化1.6g/kW•h左右。 排烟温度 锅炉尾部烟道漏风系数与漏风率 化学未完全燃烧损失 飞灰含碳量，灰渣含碳量 入炉煤低位热量 入炉煤挥发分 入炉煤灰分 入炉煤水分 煤粉细度
各项热损失锅炉热效率和锅炉燃煤量B
送入锅炉的热量 Qr Qar,net, p ir Qk ,wr Qwh
输入热量包括几部分：燃料的低位发热量、燃料的物理显热、 外来热量加热空气的热量、蒸汽雾化燃料油的热量。
为什么要用低位发热量，因为排烟温度一般不低于110～ 120℃，烟气中的水蒸气不会凝结，所以用低位发热量。
100
锅炉反平衡效率＝100－（排烟损失(％)+化学未完全燃烧 损(％)+机械未完全燃烧损失(％)+散热损失(％)+灰渣物理 热损失(％)）
锅炉效率变化0.18％～0.28％(百分点)影 响发电煤耗率相应变化1g/kW•h。
火电厂的主要损失和消耗：
锅炉热损失：q2、q4 等 汽机热损失：进汽节流、通流部分损失 、泄
锅炉产出热量
反平衡计算方法：发电煤耗率=
29271.2 锅炉反平衡效率 计算器发电量
(kg/kwh)
发电煤耗率＝
0.123
电厂效率
(kg/kwh)
三级指标（锅炉效率）
锅炉正平衡效率：指锅炉产出热量与计算期皮 带秤称重的锅炉耗用煤量的热值的比例。：
锅炉正平衡效率＝
锅炉产出热量 计算期锅炉耗用煤量 入炉燃料低位热值
锅炉及燃烧系统经济性 控制参数
2022/8/13
35
降低飞灰可燃物
表示从尾部烟道排出的飞灰中含有的未燃尽 碳的量占飞灰量的百分比，主要与燃煤特性、 煤粉细度、煤粉均匀性、炉膛温度、风粉混 合程度等有关。针对所燃用的煤种，合理选 定煤粉细度，尽可能减少煤粉中大颗粒的含 量，强化燃烧，提高燃尽程度。
供电煤耗率计算方法
发电煤耗率＝ 发电用标准煤量
计算期供电量
发电煤耗率 供电煤耗率＝ 1 厂用电率
二级指标（厂用电率）
厂用电率：是指发电厂发电辅机设备的自
用电量占发电量的比例。单位：％。厂用电 率变化0.25％(百分点)左右影响发电煤耗变 化1g/kW·h。厂用电率计算公式为：
厂用电率＝
厂用电量 计算期发电量
灰平衡
进入锅炉的总灰量等于排出锅炉的灰渣、 飞灰中的灰分的总和
定义
B Aar 100
Glz
100 Clz 100
G
fh
100 C 100
fh
1 Glz (100 Clz ) G fh (100 C fh )
BAar
BAar
1 alz a fh %
alz
Glz (100 Clz ) BAar
( q4 100
B)
的
燃料根本没有燃烧，即没有产生烟气量，
也不需要空气量.
实际上参加燃烧的不是实际送入的燃料
量B，而是计算燃料量Bj
热平衡计算用实际燃料量B，计算空气量
和烟气量时用Bj
Bj
B
B q4 100
B 100 q4 100
化学不完全燃烧损失
由于锅炉排烟中CO，H2，CH4等可燃气体的 存在，所引起的热损失。一般在燃用固体燃 料的时候只有一氧化碳。
热平衡的另一种表示式
通常用送入热量的百分比来表示：
100% q1 q2 q3 q4 q5 q6
q1
Q1 Qr
100%,
..........
三、锅炉的热效率
正平衡表达式：
gl q1
反平衡表达式：
Q1 Qr
100%
Q BQr
gl 100 (q2 q3 q4 q5 q6 ) %
锅炉热平衡计算是热力计算的前提
由锅炉效率确定燃料的消耗量； 排烟温度需要先假定，后校核； 迭代计算过程；
锅炉主要经济指标
1、锅炉额定出力 2、锅炉最大连续出力 3、锅炉最低不投油稳燃负荷 4、锅炉热效率 5、锅炉排烟温度 6、飞灰含碳量 7、炉渣可燃物 8、烟气含氧量 9、散热损失 10、空气预热器漏风率 11、煤粉细度R90 12、炉水泵耗电率、单耗。 13、制粉系统出力 14、制粉系统耗电率、单耗。15磨煤机耗电率、单耗 16、一次风机耗电率、单耗 17、送风机耗电率、单耗 18、引风机耗电率、单耗 19、主蒸汽压力、温度 20、再热蒸汽温度 21、主、再热蒸汽减温水量 22、机组启停用油 23、机组稳燃用油
失温 率
温
荷
度
厂用电率
给循 排 水环 粉 泵水 机 单泵 单 耗耗 耗
电 率
送 引磨 风 风煤 机 机机 单 单单 耗 耗耗
一级指标（供电煤耗率）
供电煤耗水平是发电厂各方面工作总的反映。 包括：设备健康、检修工艺、检修质量、运行操作、 专业管理、燃料管理、节能管理等多方面的工作水 平。
发电厂单元机组供电煤耗水平与供电量、厂用 电率、发电煤耗率和燃料管理水平等有关。全厂供 电煤耗水平：一是与单元机组供电煤耗水平有关， 二是与单元机组供电量权数构成比例有关。特别是 机组参数、单机容量相差较大时单元机组供电量权 数变化对供电煤耗率的影响。
越大、效率越高。
二、热平衡方程式
相应于每公斤固体及液体燃料：kJ/kg
Qr Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6
— Qr 送入锅炉的热量； — Q1 有效利用热； — Q2 排烟热损失； — Q3 化学不完全燃烧损失； — Q4 机械不完全燃烧损失； — Q5 散热损失； — Q6 其它热损失。
锅炉效率与经济运行
火电厂技术经济指标体系
火力发电厂的技术经济指标体系是指影响火力 发电厂锅炉、 汽轮机、发电机设备及其整个系统 经济性能的全部技术经济指标。分为四级： 一级指标：发电厂热力经济性的总指标——供电 煤耗率等； 二级指标：供电量、发电煤耗率、燃料等指标； 三级指标：发电量、厂用电率、汽机效率、锅炉 效率、管道效率等指标； 四级指标：汽轮机、锅炉、辅机设备、热力系统 和燃料质量、数量的各项小指标。
Glz
Clz 100
G
fh
C fh 100
kg / h
每小时损失的热量
7830(Glz
Clz 100
G
fh
C fh 100
)
kcal / h
折算到每公斤燃料所损失的热量：
Q4
78.3 B
(Glz
Clz 100
G fh
C fh ) 100
kcal / kg
Glz 可知， Clz , C fh 可以取样测得，G fh 最不易测得
炉效率0.041％左右，可降低发电煤0.14g/kW•h左 右。
一、热平衡的定义
送入锅炉的燃料拥有热量等于锅炉的有 效输出热量加上各项热损失。
目的：确定锅炉有效利用热，各项热损 失，锅炉热效率，燃料消耗量，运行水 平，原因及改进措施，新产品的鉴定等。
方法：通过锅炉机组的热平衡试验。 现代电站锅炉的效率为90%左右，容量
每公斤燃料所损失的热量为各可燃气体的容
积与各自的容积发热量乘积的总和。
Q3
(VCOQCO
VH 2Q H 2
VCH
4QCH
4)
100 100
q
4
化学未完全燃烧热损失的数值一般不超过
0.5%；层燃炉可以达到1～3%。
影响因素和机械未完全燃烧热损失相同。
排烟损失
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
(I py
I lk
) 100 q4 100
q2
Q2 Qr
100%
I py
I
0 y
( py
1)
I
0 k
I
fh
py
．排烟温度： 温度高，则损失大，提高10℃，损失增加约1%； 温度低，则金属的消耗大，流动的阻力大，还可能造成受热 面金属的低温腐蚀。
2．排烟的容积： 主要决定于过量空气系数的选取： 过量空气系数大，风机的消耗大，排烟损失增大；不完全燃烧