工业锅炉3章热平衡计算资料
3章燃烧计算和热平衡计算
二、空气、烟气焓值的定义
• 相应于1公斤收到基燃料的空气(或烟气), 由温度0℃加热到θ℃所需要的热量,称为 空气的焓或烟气的焓。
• 单位:kJ/kg,kcal/kg
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。
1.293 dk 22.4 1.293 10 22.4 0.0161Nm3 / Nm3干空气
1000 18
1000 18
理论空气量带入的水蒸气容积为
0.0161V oNm3 / kg
☆对于固体燃料,理论水蒸气容积为上述三部分之和,即
Vo H2O
0.111H
y
0.0124W
y
0.0161V oNm3
(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
VRO2
VCO2
VSO2
1.866 ( C y
0.375 S y )Nm3 / kg 100
(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 28 100
0.79V o
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
Vy VCO2 VSO2 VN2 VH2 O Nm3 / kg
⑵当>1并且完全燃烧时,烟气由CO2、SO2、O2 、 N2和H2O 组成,其容积为
Vy VCO2 VSO2 VN2 VH2O VO2 Nm3 / k g
锅炉机组热平衡
炉内过量空气系数 燃料挥发份含量 炉膛温度 炉内空气动力工况
一般根据经验选取q3:固态或液态排渣煤粉炉: 0%
燃油炉、燃气炉: 0.5%
六、 固体未完全燃烧损失 q4
固体未完全燃烧损失是指燃料中一部分固定炭未燃尽, 残留在灰渣中而损失的热量,也称为机械未完全燃烧损失, 或未燃炭损失。残留下来的炭的发热量一般按32700kJ/kg 计算。
锅炉效率:锅炉吸收燃料热量的效率,也是有效 吸收热量的百分数,ηgl = q1
ηgl = 100 - (q4 + q3 + q2 + q5 + q6) [%]
燃烧效率: ηrs = 100 – (q4 + q3) [%]
二、输入的热量 Qr
广义上说,即为向锅炉输入的总热量 燃料本身发热量 Qar,net,p[kJ/kg燃料]
排烟容积 排烟温度,110~160℃
五、气体未完全燃烧损失 q3
是指可燃气体未完全燃烧所造成的损失。 以CO为例,一氧化炭的发热量12600KJ/Nm3,气体未 完全燃烧损失的热量为:
Q3 12600 Vgy CO (100 q4 ) / 100/ 100 [ Nm3 / kg燃料]
未燃尽而残留的固定炭常存在于灰渣、飞灰及落煤中
若这三种灰渣的重量分别为Ghz、Gfh、Glm[kg/s],同时其中含 炭份额Chz,Cfh,Clm,则固体未完全燃烧损失为:
32700 Q4 (Ghz Chz G fhC fh GlmClm ) 100 B
以百分比表示:
[kJ / kg 燃料 ]
1 " " ' Q1 [ Dgr (hgr hgs ) D pw (hpw hgs ) Dzr (hzr hzr )] B [kJ / kg 燃料 ]
最新3热平衡B
第三节 气体不完全燃烧热损失、排烟灰渣热损失、燃料消耗量及其他损失
一、气体不完全燃烧热损失的形成
q3是由于部分CO、H2、CH4等可燃气体未燃烧放热就随烟气排出所造成的。
二、影响因素 P70
三、气体不完全燃烧热损失的测定及计算 1.测定
用烟气分析方法测出VC、 OVH2、 VC4 H(Nm3/kg燃料)
100
CO2、H2、CH4 :干烟气中CO、H2、CH4的容积百分数, 由热平衡试验通过验器分析仪测得。由于实际运行中,烟气中H2 、CH4的含量极少,可忽略不计,计算简化:
q Q 3 3 1 Q Q 3 r. 0 1 C 2 % 0 1 g ( 1 5 2 O y Q 0 1 q r . 4 3 3 ) C a 0 R 2 V 3 r 2 . 3 0 . C 3 O 0 3 C a R S 2 0 7 a r . 3 3 O C r C O S 5 a 7 ( 1 C O r O 1 q ( 1 5 4 ) 1 0 O q 1 4 ) 0 0 0 0 0
3热平衡B
• 一、锅炉热平衡 • 1.锅炉热平衡方程式 • 锅炉热平衡是以lkg固体燃料或液体燃料(气体燃料以1Nm3)为单位组
成热平衡的。1kg燃料带入炉内的热量及锅炉有效利用热量和损失 热量之间的关系可参考图
锅炉热平衡的公式可写为:
Q r Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 Q 6kJ/kg
15
3.缺少元素成分资料时
q33.2CO (11q40)0
四、其他损失P71-75
复习思考题
1.气体不完全燃烧热损失由哪几部分组成,影响因素有哪几 个?气体不完全燃烧热损失如何计算?需测试哪些量?
2.排烟热损失的影响因素有哪些? 3.散热热损失的影响因素有哪些? 4.保热系数
第三章 锅炉物质平衡与热平衡
第三章锅炉物质平衡与热平衡空气量及过量空气系数理论空气量:1kg(或1m3)收到基燃料完全燃烧而又没有剩余氧存在时,所需要的空气量,用V0表示,单位为m3/kg(或m3/ m3)。
1kgC+1.866 m3O2=1.866 m3CO21kgH+5.56 m3O2=11.1 m3H2O1kgS+0.7 m3 O2=0.7 m3SO2过量空气系数:实际供给空气量与理论空气量之比,α表示α=V k/V0烟气成分α=1且完全燃烧V y=V CO2+V SO2+V N2+V H2O m3/kgα>1且完全燃烧V y=V CO2+V SO2+V N2+V H2O+V O2 m3/kgα≥1且不完全燃烧V y=V CO2+V SO2+V N2+V H2O+V O2+V CO m3/kg烟气分析仪:三个吸收瓶、一个量管、一个平衡瓶和梳形管。
吸收瓶1:装有氢氧化钾(KOH)水溶液,吸收烟气中的RO2(RO2=CO2+SO2)吸收瓶2:装有焦性没食子酸[C3H6(OH)3]的碱溶液,吸收烟气中的O2,也能吸收CO2和SO2吸收瓶3:装有氯化亚铜氨[Cu(NH3)2Cl]溶液,吸收烟气中的CO,也能吸收O2量管:标有刻度,测定气体容积平衡瓶:装有饱和食盐水,与大气相通,通过提升或降低平衡瓶的位置,使量筒内的溶液上升或下降,排出或吸入烟气燃烧方程式完全燃烧方程式:21- O2=(1+β)RO2,RO2= 21- O2/ 1+β不完全燃烧方程式:21- O2=(1+β)RO2+(0.605+β)CO漏风系数:1.某一级受热面的漏风系数Δα为该级受热面的漏风量ΔV与理论空气量V0的比值,即Δα=ΔV/ V02.某级受热面漏风系数也可用该级受热面出口过量空气系数α″和进口过量空气系数α′的差表示,即Δα=α″-α′锅炉热平衡及意义Q r=Q1+ Q2+Q3+Q4+Q5+Q6Q rb————随1kg燃料的输入锅炉的热量,kJ/kgQ1————对应于1kg燃料的有效利用热量,kJ/kgQ2————对应于1kg燃料的排烟热损失热量,kJ/kgQ3————对应于1kg燃料的化学不完全燃烧热损失的热量,kJ/kgQ4————对应于1kg燃料的机械不完全燃烧热损失的热量,kJ/kgQ5————对应于1kg燃料锅炉散热损失的热量,kJ/kgQ6————对应于1kg燃料的灰渣物理热损失的热量,kJ/kgQ2:离开锅炉的烟气温度高于外界空气,排烟带走一部分锅炉的热量所造成的热损失Q3:排烟中含有未燃尽的CO、H2、CH4等可燃气体未燃烧所造成的热损失Q4:灰中含有未燃尽的碳造成的热损失Q5:由于汽包、联箱、汽水管道、炉墙等的温度均高于外界空气温度而散失到空气中去的那部分热量Q6:高温炉渣排出炉外所造成的热量损失。
第三章 锅炉热平衡计算
qmin=q2+q3+q4
α ↑→Vy ↑→q2 ↑
α ↓→
固体不完全燃烧q4 ↑ 气体不完全燃烧q3 ↑
二、理论上烟气分析成分 1. α ;
= 1 每kg燃料完全燃烧时产生的烟气成分:RO2、N2、H2O
第二章
2. 燃料完全燃烧时产生的烟气成分:RO2、N2、H2O、O2 ; 3. >1 燃料不完全燃烧时产生的烟气成分:RO2、N2、H2O、 α O2、CO;
第三章
§3.5.1 锅炉热 平衡及锅炉热效率
如果在等式(3-la)两边分别除以Qr,则锅炉热平衡就以带入热量 的百分数来表示,即:
100 = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6
2.燃料带入锅炉的热量Qr .燃料带入锅炉的热量 它由以下几个部分组成: 1)燃料的物理显热ir )燃料的物理显热
§3.3锅炉运行时 烟气分析及其应 用
%
(1+ β )RO2 + O2 = 21
21 % 1+ β
m RO2 ax =
m 6)在理论空气下完全燃烧时, O2 = 0 CO = 0 则 RO2 → RO2 ax )在理论空气下完全燃烧时, , ,
3.过量空气系数的计算 . 1)不完全燃烧时α的计算
α=
∆α = α′′ −α′
Nm3/kg
§3.2 燃烧产物计算
一.燃烧生成烟气量 完全燃烧时烟气成分是:CO2、SO2、H2O、O2、N2 1.理论烟气量的计算(α=1)——不含有 2 .理论烟气量的计算 α 不含有O 不含有 y y
2 2 2
C S VRO =VCO +VSO =1.866 + 0.7 = 0.01866(C y + 0.375S y ) Nm3/kg 100 100
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
第3章燃烧计算和热平衡计算
VCO2 C 22.4 Car =1.866 ar 12 100 100
Nm3 / Kg
(3-16)
S 22.4 Sar 二氧化硫体积 VSO2 VSO =0.7 ar
2
32
100
Car Sar V V V =1.866 0.7 CO2 SO2 RO2 100 100
100 (3-17)
Nm3 / Kg
Nm3 / Kg (3-18)
理论水蒸气体积 VH2O,理论水蒸气的来源有:
(1)燃料中氢完全燃烧生成的水蒸气,
2016/9/6
0.111Har Nm3 / Kg
§3-1 燃料的燃烧计算
(2)燃料中水分形成的水蒸气,0.0124M ar Nm3 / Kg
(3)理论空气量带入的水蒸气(10g/kg), 0.016V 0 Nm3 / Kg
Nm3 / Kg
硫完全燃烧反应方程式 S+O2 →SO2+334900 (kJ/kmol)(S)
S 22.4 Sar =0.7 ar 32 100 100
Nm3 / Kg
氢完全燃烧反应方程式 2H2+O2 →2H2O+241200 (kJ/kmol)(H2)
2016/9/6
H H 22.4 ar =5.5 ar 2 2.016 100 100
RO 2 ' CO ' CH 4 … C 0.375Sar Vy =Vgy VH2 O 1.866 ar 0.111H ar +0.0124M ar RO2 CO
0.0161 Vk0 +1.24G wh (m3 /kg)
03第三章 燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡
1kg燃料完全燃烧需要的氧气总量为:
C H S ar ar ar 3 V 1 . 866 5 . 55 0 . 7 Nm 100100 100
0 O 2
燃料本身的氧量
O 22 . 4 O 3 ar ar 0 . 7 Nm 32 100 100
1kg燃料完全燃烧真正需由空气 提供的氧量为:
第一节 燃烧过程的化学反应
碳燃烧消耗的氧气量(完全燃烧) C+ O2 → CO2+407000kJ/kmol 可得:12kgC+22.4Nm3O2→ 22.4Nm3CO2 即 1kgC+1.866Nm3O2→1.866Nm3CO2
上式说明,每1kgC完全燃烧需要1.866Nm3的 O2并产生1.866Nm3的CO2。
碳燃烧消耗的氧气量(不完全燃烧) 2C+ O2 → 2CO+123100kJ/kmol 2×12kgC+22.4Nm3O2 →2×22.4Nm3CO 1kgC+ 0.5×1.866Nm3O2→1.866Nm3CO
即每1kgC不完全燃烧需要0.5×1.866Nm3的O2 并产生1.866Nm3的CO。
即每1kgS燃烧需要0.7Nm3的O2并产生 0.7Nm3的SO2。
第二节 燃烧所需的空气量
一.理论空气量 1kg(或1Nm3)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)称为理 论空气量。以容积表示时其代表符号为V0 。 理论空气量也就是从燃烧反应方程式出发导 出的1kg(或1Nm3)燃料完全燃烧所需的空 气量。
Δ α 各受热面处烟气侧漏风系数,
查表确定;△V为烟道漏风量
3第三章 锅炉机组热平衡
第三章 锅炉机组热平衡第一节 锅炉热平衡一、锅炉热平衡的概念在稳定工况下,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,就叫锅炉热平衡。
输入锅炉的热量是指伴随燃料送入锅炉的热量;锅炉输出的热量可以分为两部分,一部分为有效利用热量,另一部分为各项热损失。
锅炉热平衡是按1kg 固体或液体燃料(对气体燃料则是1Nm 3标准)为基础进行计算的。
在稳定工况下,锅炉热平衡方程式可写为:654321Q Q Q Q Q Q Q r +++++= kJ/kg (3—1)以百分数表示的热平衡方程式,即654321100q q q q q q +++++= % (3—2)二、锅炉热平衡的意义研究锅炉热平衡的意义,就在于弄清燃料中的热量有多少被有效利用,有多少变成热损失,以及热损失分别表现在哪些方面和大小如何,以便判断锅炉设计和运行水平,进而寻求提高锅炉经济性的有效途径。
锅炉设备在运行中应定期进行热平衡试验(通常称热效率试验),以查明影响锅炉效率的主要因素,作为改进锅炉的依据。
第二节 锅炉输入热量和有效利用热量一、锅炉输入热量对应于1kg 固体或液体燃料输入锅炉的热量r Q 包括燃料收到基低位发热量、燃料的物理显热、外来热源加热空气时带入的热量和雾化燃油所用蒸汽带入热量,即r Q =+net ar Q .r i +wh Q +wr Q (3—3)燃料的物理显热为:r ar p r t c i ⋅=, (3—4)对于燃煤锅炉,如燃煤和空气都未利用外部热源进行预热,且燃煤水分ar M < net ar Q ,/630,则锅炉输入热量就等于燃煤收到基低位发热量,即net ar r Q Q ,= (3—9)二、锅炉有效利用热量锅炉有效利用热量包括过热蒸汽的吸收,再热蒸汽的吸收、饱和蒸汽的吸收和排污水的吸热。
当锅炉不对外供应饱和蒸汽时,则单位时间内锅炉的总有效利用热量Q 可按下式计算,即)()()(gs pw pw zr zr zr gs grgr h h D h h D h h D Q -+'-''+-''= kW 3—10) 每千克燃料(对气体燃料为每Nm 3 )的有效利用热量1Q 可用下式计算[]B h h D h h D h h D B Q Q gs pw pw zr zr zr gs gr gr )()()('""1-+-+-== kJ/kg (3—11) 式中 B —锅炉的燃料消耗量,kg/s 。
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
工业锅炉的热平衡(1)
(二)反平衡测定法
反平衡法是测定出锅炉的各项热损失,然 后用下式进行计算: q 1 (q q q q q ) 三、耗煤量计算 锅炉的耗煤量一般用下式计算: 符号同上。 Qgl 作业:讲义1-3题。 B Qnet、v、ar
1 2 3 4 5 6
§3.2 锅炉的各项热损失
锅炉运行时,进入炉膛的燃料不可能完全 燃烧,未燃烧的可燃成分所折合的损失称 之为锅炉未完全燃烧热损失;炉内燃料燃 烧所放出的热量也不可能全部被有效利用, 有的热量被排出炉外的烟气、灰渣带走, 有的则经过炉墙、附件散失掉。由此可见, 锅炉在运行中存在着各种热损失。
2、生产过热蒸汽的锅炉每小时有效吸热量
r Qgl Dgq (hgq hgs ) Dzy (hbq hgs ) Dps (hbs hgs ) 100
式中 Dgq——过热蒸汽流量(kg/h); hgq——过热蒸汽的焓(kJ/kg)。 3、生产热水的锅炉每小时有效吸热量
Q1 1 100(%) Qr
2、反平衡方法
反平衡方法是指通过试验,逐项测定锅炉 热损失,再按下式计算锅炉热效率
2
q1 100 (q2 q3 q4 q5 q6 )(%)
二、锅炉燃料消耗量 1、燃料消耗量的计算
锅炉热效率确定以后,即可按下式计算燃 料消耗量B
三、固体未完全燃烧热损失 原因:固定未完全燃烧热损失是由于燃料的可燃 q4 固定颗粒在炉内未燃烧或未能燃尽而直接排出炉 外,由此而引起的热量损失。通常情况下由三部 分组成。 hz q4 (1)灰渣热损失 未燃料或未燃尽的碳粒随灰渣 排出炉外引起的热损失。 q4fh (2)飞灰热损失 未燃烧或未燃尽的碳粒随烟气 排出炉外引起的热损失。 1m q (3)漏煤热损失4 未燃烧或未燃尽的碳粒经炉排 缝隙漏出炉外引起的热损失。
锅炉的物质平衡与热平衡
5.55
1.866 Car 100
0.7 Sar 100
5.55 Har 100
Vk O2
1.866 Car 0.7 Sar 5.55 Har 0.7 Oar
100 100
100 100
Nm3 / kg
Vk0
100 21
1.866
Car 100
5.55 Har 100
0.7 Sar 100
0.7
H2
1 2
O2
H2O, CO
1 2
O2
CO2 ,
H2S
3 2
O2
H 2O
SO2
Cm H n
m
n 4
O2
mCO2
n 2
H 2O
Vk01 21ຫໍສະໝຸດ 0.5H 20.5CO
m
n 4
Cm H n
1.5H 2 S
O2
H2 ,CO,CmHn ,H2S —燃气中各种可燃组分的体积百分数,%
O2 —燃气中氧的体积百分数,%。
(三)实际烟气量Vy的计算
• 在由过量空气,且不认为有不完全燃烧及其产物,则实际 • 烟气量中尚应包括过量空气中的氧气、氮气及水蒸气 • 1)过量空气中氧容积: VO2 VO02 0.21( 1)Vk0
•2 ) 过 量 空 气 中 氮 容
积:
VN2
V0 N2
0.79(
1)Vk0
•3 ) 过 量 空 气 中 水 蒸 汽 容
二、燃烧生成的烟气量计算
• (一)烟气成分的组成
– 燃料中可燃元素为C、H、S,如供给Vok,又 是完全燃烧,这时烟气所具有的体积称为理论 烟H2气O、量N,2V。oy,m3/Kg。烟气中只有CO2、SO2、
第三章 锅炉的热平衡
第三章 锅炉的热平衡
第五节 排烟热损失
排烟温度高于进入锅炉的空气温度,排烟 带走的热量造成的损失。 一、Q2的测定与计算 (板书) 水管锅炉装省煤器的q2约为6%--12% 不装省煤器的q2约为20%。 二、 Q2的影响因素 1、排烟温度 排烟温度提高12℃—15℃,q2增加1%。 2、排烟体积
第三章 锅炉的热平衡
第六节 散热损失
一、 Q5的计算 (板书) 二、 保热系数
第三章 锅炉的热平衡
第七节 灰渣物理热损失及其他热损失
一、灰渣物理热损失 二、及其他热损失
(板书)
第三章 锅炉的热平衡
第八节 燃料消耗量(板书)
第三章 锅炉的热平衡
第三章
锅炉的热平衡
三、主要内容:
• 锅炉热平衡的组成 • 锅炉的正反平衡热效率的计算 • 锅炉各种损失的测定与计算方法
第三章 锅炉的热平衡
第三章
锅炉的热平衡
第一节 锅炉热平衡的组成 1、热平衡方程
热平衡:锅炉在正常稳定工况下建立的热量
收支平衡关系。
建立的条件:锅炉正常稳定工况下。
以1kg固体、液体燃料或1m3 气体燃料为单位。
第三章 锅炉的热平衡
第三章
锅炉的热平衡
热平衡方程:kJ/kg
Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 kJ/kg 各成分的意义:(板书)
第三章 锅炉的热平衡
锅 炉 热 平 衡 示 意
第三章 锅炉的热平衡
第三章 锅炉的热平衡
第二节 锅炉热效率 一、正平衡法
(板书)
《工业锅炉热工试验规程》(GB/T10180-2003)
《生活锅炉热效率及热工试验方法》(GB/T10820-2002)
chapter3工业锅炉热工计算
第三十二页,共四十五页。
2.气体不完全燃烧热损失(sǔnshī)(化学热损失 ) (sǔnshī)
⑴气体不完全燃烧热损失q3的形成
q3是由于部分CO、H2、CH4等可燃气体未燃 烧就随烟气排出所造成的损失。
q3=f(炉子的结构、燃料特性、燃烧过程的 组织、运行水平)
降低q3的有效措施:保持炉膛足够的高温
由于锅炉燃料不同,锅炉各部位过量空气系数不相同, 烟气温度也在变化,一般烟气焓要分别进行计算。为 了计算方便一般需要预先编制焓温表或焓温图。已知 烟气温度和过量空气系数,可以查取烟气焓值;或者 已知烟气的焓和过量空气系数,查取烟气的温度。
24
第二十四页,共四十五页。
§3-4 锅炉(guōlú)机组的热平衡
22.4m3 CmHn + (m+n/4) ×22.4m3 O2 = m×22.4 m3 CO2 + n/2×22.4m3H2O
1m3CmHn完全燃烧,需(m+n/4)m3 O2,生成m m3CO2, n/2m3 H2O。
16
第十六页,共四十五页。
• H2S完全燃烧反应(fǎnyìng)方程式
2H2S + 3O2 =2S2O + 2H2O 2×22.4m3 H2S + 3×22.4m3 O2
➢ 炉膛出口过量空气(kōngqì)系数
通常用锅炉炉膛出口处的过量空气系数 表 示锅炉过量空气系数的大小。
=f(燃料种类、燃烧方式、燃烧设备完善 程度),供热锅炉常用层燃炉 =1.3~1.6。
为了使燃料在炉内尽可能完全燃烧,实际送入炉 内的空气量总是大于理论空气量。
过量空气系数是锅炉运行的重要指标,它直接影 响到锅炉运行的经济性和安全性。
第三章 燃烧计算及热平衡
V gy VRO V N VO VCO
2 2 2
三、烟气分析仪器及测定
1.烟气分析仪 1)奥氏分析仪
KOH或NaOH溶液吸收RO2 ,(%)
焦性没食子酸的苛性钾溶液吸收O2及RO2,(%)
氯化亚铜氨溶液吸收CO及O2,(%)
锅炉运行时烟气分析及其应用
第二章
2)色谱层析仪 3)红外线烟气分析仪 2.测定:(由锅炉实验完成)
每kg燃料
二、理论空气量:
根据上面的分析,1kg燃料完全燃烧所需要的氧气总量:
Car H ar S ar 1.866 5.56 0.7 100 100 100
Oar 22.4 Oar 0 . 7 1kg燃料中本身含氧Oar/100kg,标准状态下体积为: 32 100 100
所以1kg燃料中完全燃烧真正需要由空气提供的氧:
2H 2 每摩尔:
O2 2 H 2O 22.4 2 22.4
2 2.016kg
氢燃烧生成水蒸气
2 22.4 H y 每kg燃料生成的水蒸汽为: 2 2.016 100
第二个来源:
燃料中的水气化
生成的水蒸气容积
每千克燃料中本身含水
Wy 100
,水的分子量是
18,因此这些水相当于:
"
qmin=q2+q3+q4
原因分析:
也就是说以上三个热损失最小时对应的 过量空气系数,为最佳过量空气系数
V y q 2
1)过量空气系数增加,烟气量增大,排烟热损失增大
固体不完全燃烧q 4 气体不完全燃烧q 3
2)过量空气系数减小,固体不完全热损失和气体不完全 热损失增大。
第3章 燃烧计算和热平衡计算
※
上式有三点说明:
1)V0是不含水蒸汽的干空气;
2)V0只决定于燃料的成分,当燃料一定时V0即为一常数;
3)碳和硫的完全燃烧反应可写成通式 R+O2→RO2, 其中 Rar=Car+0.375Sar。
二.实际空气量和过量空气系数
在锅炉的实际运行中,为使燃料燃尽,实际供给 的空气量总是要大于理论空气量,超过的部分称为过 量空气量。实际空气量Vk与理论空V0之比,即
VO2 0.21( 1)V 0.5 1.866
0
Car ,co2 100
Car ,co2 100
3
Vco 1.866
0
VO2 0.21( 1)V 0.5VCO , Nm / kg
求出 ( 1)V 0
VN2 VN02
0.79 (VO2 0.5V CO ) , Nm 3 / kg 0.21
理论烟气量:
Vy 1.866
0
C ar
100
0.7
S ar
100
0.8
N ar
100
0.79 V0
11.1
H ar
100
1.24
M ar
100
1.61d kV 0 1.24Ww h , Nm 3 / kg
二.完全燃烧时的实际烟气量
1、完全燃烧时实际烟气量的组成成分
即 : 1kgH2+5.56Nm3O2→11.1Nm3H2O 也即:每1kg的H燃烧需要5.56Nm3的O2并产生11.1Nm3的H2O。
3、硫的燃烧: (反应方程式)
S+O2→SO2+334900kJ/k mol(S) (3-4)
即 : 1kgS+0.7Nm3O2→0.7Nm3SO2 也即:每1kg的S燃烧需要0.7Nm3的O2并产生0.7Nm3的SO2。
第3章 工业锅炉热工计算
工业锅炉热工计算
§3.1 煤和油的燃烧计算 气体燃料的燃烧计算(自学) §3.2 气体燃料的燃烧计算(自学) §3.3 烟气焓的计算 §3.4 锅炉机组热平衡 锅炉机组热平衡计算示例(自学 自学) §3.5 锅炉机组热平衡计算示例 自学
锅炉及锅炉房设备. 锅炉及锅炉房设备.ppt, 05/2003 Page 1
1000 afh Ay Qy dw >1.43
锅炉及锅炉房设备. 锅炉及锅炉房设备.ppt, 05/2003 Page 8
§3.4 锅炉机组的热平衡 3.4
第3章
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 锅炉热平衡 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 热效率 和运行管理的水平。提高锅炉热效率以节约燃料,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 锅炉的热平衡(或热效率 试验。通过测试进行分析概括了解 锅炉的热平衡 或热效率)试验 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。 一、锅炉热平衡 1.锅炉热平衡方程式 . 锅炉热平衡是以lkg固体燃料或液体燃料(气体燃料以1Nm3)为单位 组成热量平衡的。1kg燃料带入炉内的热量及锅炉有效利用热量和 损失热量之间的关系见示意图。
Q = G (izq −2500) zq zq
式中 2500——排烟中蒸汽焓近似值,kJ/kg
锅炉及锅炉房设备. 锅炉及锅炉房设备.ppt, 05/2003 Page 11
§3.4 锅炉机组的热平衡 3.4
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
与负荷成反比
工质吸收的热量=
工质吸收的热量
烟气放气量 工质吸收的热量+烟道的散热量
10
5.灰渣物理热损失Q6
(1)原因:灰渣温度高于环境温度
(2)影响因素
灰分
4190 Aar Qar,net
Aar , zs
10
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 ℃
燃料的物理显热; 外来热源加热空气时带入的热量;
雾化燃油所用蒸汽带入的热量 燃料和空气没有利用外界热量
燃煤水分满足
4190 M ar Qar .net
M ar,zs
6.65
Qr
为什么空气预热器所带入的热量不计入输入热量?
5
三、各项热损失
1.机械未完全燃烧热损失Q4
飞灰Qfh4 (1)原因:固体颗粒未燃尽
灰渣Qlz4
(2)选择
飞灰量?
固态排渣煤粉炉0.5~5.0% 设计:选取
燃油和燃气炉0.0%
运行:热平衡试验测定
飞灰系数0.9~0.95
(3)灰平衡:进入炉内的总灰量=灰渣中灰量+飞灰中灰量
排渣率
6
(4)影响因素
燃料种类,燃烧方式 炉膛型式与结构 燃烧器设计与布置 锅炉运行工况
2.化学未完全燃烧热损失Q3
1.目的
确定锅炉效率 确定锅炉各项损失 确定锅炉各项工作指标
正平衡
2.方法
反平衡
Q1和燃料消耗量B→ηb
小型锅炉
各项损失Σqi→ηb
大型锅炉
14
人有了知识,就会具备各种分析能力, 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书,广泛阅读, 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍,我们能丰富知识, 培养逻辑思维能力; 通过阅读文学作品,我们能提高文学鉴赏水平, 培养文学情趣; 通过阅读报刊,我们能增长见识,扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操, 给我们巨大的精神力量, 鼓舞我们前进。
ig"r igs
Dzr iz"r iz'r BQr
Dpw (ibh igs ) 100%
B Dgr ig"r igs Dzr iz"r iz'r Dpw (ibh igs ) 100%
bQr
3.计算燃料消耗量Bj
参加反应的燃料
Bj
B
1
q4 100
用于热力计算
13
第六节 锅炉热平衡试验
1. 定义
锅炉热平衡
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
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
ig"r igs
Dzr
iz"r iz'r B
Dpw (ibh igs )
kJ/kg
12
2.锅炉效率ηb 和燃料消耗量B
b
Q1 Qr
100%
Dgr
(1)原因:排烟中残留的可燃气体
CO,H2,CH4 CmHn(忽略)
设计:选取,煤粉炉不大于0.5%
(2)选择 运行:计算
1
q4 100
修正
(3)影响因素
7
3.排烟热损失Q2
(1)原因:排烟温度高于环境温度
(2)计算
Q2
H py pyV 0 ct k
1
q4 100
排烟焓
冷空气焓
(3)影响因素
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
锅炉效率
正平衡效率
q1
Q1 Qr
100
%
6
反平衡效率 100 qi
%
i2
4
二.输入热量
燃料收到基低位发热量
Qr ir Qwr Qwh
排烟温度 排烟容积
110 ~180℃ 增加15 ~20℃,损失增加1%
(4)特点:电厂锅炉中最大烟热损失
αl"
化学未完全燃烧热损失
机械未完全燃烧热损失
最佳αl " :三项损失之和为最小时
9
4.散热损失Q5
(1)原因:外表面温度高于环境温度 (2)计算 (3)选择 (4)保热系数