《锅炉热力计算方法》PPT课件
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锅炉热力计算课件
提高设备安全性和可靠性
通过热力计算，可以预测和评估锅炉在各种工况下 的性能表现和安全风险，及时发现和解决潜在问题 ，提高设备的安全性和可靠性。
锅炉热力计算的基本原理
能量守恒原理
能量守恒是热力计算的基本原理，即能量不能凭空产生也不能凭空消失，只能从一种形式 转化为另一种形式。在锅炉热力计算中，通过能量守恒原理可以建立各种能量平衡方程式 ，用于求解各种参数。
加强锅炉保温，减少热量散失 ，提高热效率。同时，定期维 护和检查锅炉及管道的保温层 ，确保其完好有效。
THANK YOU
感谢聆听
根据传热面积和锅炉结构，合理布置 各受热面。
根据传热面积，确定各受热面的结构尺寸
材料选择
根据受热面的工作温度、压力和腐蚀条件，选择合适的材料 。
结构尺寸设计
根据传热面积、材料属性和制造工艺，设计各受热面的结构 尺寸。
04
锅炉热力计算的实例分析
实例一：工业锅炉的热力计算
总结词
工业锅炉热力计算涉及燃料燃烧、热量传递和工质加热等过程， 需要综合考虑燃烧效率、热效率和经济性等因素。
详细描述
工业锅炉通常采用固体、液体或气体燃料，通过燃烧产生热量， 加热给水或蒸汽。热力计算的主要目的是确定锅炉各部分受热面 的传热面积、传热系数、热流量等参数，从而优化锅炉设计，提 高运行效率。
实例二：电站锅炉的热力计算
总结词
电站锅炉热力计算涉及高温、高压和高效率的工况，需要精确控制燃烧过程和蒸汽参数，以满足电网和汽轮机的 需求。
根据使用需求，确定锅炉的蒸汽量或供热量。
确定锅炉的热效率
热效率计算
根据锅炉的实际运行数据，采用合适 的公式计算热效率。
热效率标准
参考国家和行业标准，确定锅炉应达 到的热效率指标。
通过热力计算，可以预测和评估锅炉在各种工况下 的性能表现和安全风险，及时发现和解决潜在问题 ，提高设备的安全性和可靠性。
锅炉热力计算的基本原理
能量守恒原理
能量守恒是热力计算的基本原理，即能量不能凭空产生也不能凭空消失，只能从一种形式 转化为另一种形式。在锅炉热力计算中，通过能量守恒原理可以建立各种能量平衡方程式 ，用于求解各种参数。
加强锅炉保温，减少热量散失 ，提高热效率。同时，定期维 护和检查锅炉及管道的保温层 ，确保其完好有效。
THANK YOU
感谢聆听
根据传热面积和锅炉结构，合理布置 各受热面。
根据传热面积，确定各受热面的结构尺寸
材料选择
根据受热面的工作温度、压力和腐蚀条件，选择合适的材料 。
结构尺寸设计
根据传热面积、材料属性和制造工艺，设计各受热面的结构 尺寸。
04
锅炉热力计算的实例分析
实例一：工业锅炉的热力计算
总结词
工业锅炉热力计算涉及燃料燃烧、热量传递和工质加热等过程， 需要综合考虑燃烧效率、热效率和经济性等因素。
详细描述
工业锅炉通常采用固体、液体或气体燃料，通过燃烧产生热量， 加热给水或蒸汽。热力计算的主要目的是确定锅炉各部分受热面 的传热面积、传热系数、热流量等参数，从而优化锅炉设计，提 高运行效率。
实例二：电站锅炉的热力计算
总结词
电站锅炉热力计算涉及高温、高压和高效率的工况，需要精确控制燃烧过程和蒸汽参数，以满足电网和汽轮机的 需求。
根据使用需求，确定锅炉的蒸汽量或供热量。
确定锅炉的热效率
热效率计算
根据锅炉的实际运行数据，采用合适 的公式计算热效率。
热效率标准
参考国家和行业标准，确定锅炉应达 到的热效率指标。
锅炉热力计算课件
燃烧过程计算
燃烧效率计算
根据燃料特性和燃烧条件，计算燃料 的燃烧效率。
燃烧温度计算
基于燃料的种类和燃烧条件，计算燃 烧温度。
燃烧产物计算
烟气成分分析
分析燃烧产生的烟气成分，如二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物等。
烟气排放量计算
根据燃料成分和燃烧效率，计算烟气的排放量。
04
热工控制与安全保护
热工控制原理
控制系统集成
讲解如何将锅炉的控制系统与其 他系统进行集成，实现信息共享 和协同工作。
05
实际应用与案例分析
实际应用场景
1 2 3
工业生产 工业生产中需要大量的蒸汽和热水，锅炉热力计 算可以确定锅炉的容量、热效率等参数，以满足 生产需求。
集中供热 在城市集中供热系统中，锅炉热力计算可以确定 供热管网的输送能力和热源的供热能力。
01
根据锅炉的负荷和效率，计算出燃料消耗量，以优化能源利用。
热量平衡计算
02
通过对锅炉进出口水温、蒸汽流量等参数的计算，确定锅炉的
热效燃烧效率，计算出烟气流量和温度，以评估
燃烧效果。
系统效率分析
热效率分析
通过对比实际运行数据和设计值，分析锅炉热效率的 高低及其原因。
案例二：大型电站锅炉热力计算
案例概述
某大型火力发电厂需要 建设一台电站锅炉，用 于发电。
计算内容
根据汽轮机的进汽参数 和发电效率要求，进行 锅炉热力计算，包括炉 膛尺寸、受热面布置、 燃烧器数量等。
计算结果
确定锅炉的设计和运行 参数，以及相关的工艺 参数。
案例三：生物质锅炉热力计算
案例概述 某生物质发电厂需要建设一台生物质锅炉，用于燃烧生物 质发电。
第9章 锅炉热力计算
第9章 锅炉热力计算
9.1 锅炉热力计算的类型和方法 9.1.1 热力计算的任务和类型
热力计算
已 知 条 件 和 计 算 目 的 不 同
设计计算 校核计算
设计计算：在给定的给水温度和燃料特性的前 提下确定保证达到额定蒸发量、选定的经济指 标及给定的蒸汽参数所必需的各受热面的结构 尺寸，并为选择辅助设备和进行其它计算提供 原始资料。 设计计算是设计新锅炉采用的方法 设计一个好的锅炉，须遵循：实践—认识— 再实践—再认识。
讨论： 零维、一维模型简单，计算方便，但与 实际情况相差较大。 二维模型对实际锅炉用处不大，（无圆 柱形） 三维模型计算难度大，考虑的因素多， 但接近实际情况，计算机的出现，使得 该模型前途光明。
经验法：根据工业性试验结果，整理成经验公式或图 表，计算往往比较简单，也可能相当精确，缺点是， 局限较大，只能用于规定的范围，不能外推。 过去：主要依靠经验法。 现在：产品较单一的厂家，仍然采用。 半经验法：采用一定的理论（例如相似理论），找到 描述炉内过程的微分方程，进一步得准则方程，再利 用这些准则方程整理试验数据。 目前：零维模型半经验法仍是炉膛传热计算的基本方 法。
各区域水冷壁有效角系数不尽相同，则炉膛总效辐射受热面：
H H fi xi Fbi
整个炉膛的平均角系数
x
xi Fbi H Fbi Fbz
Fbz 为炉膛壁面总面积。对层燃炉, Fbz Fl R ， Fl 为炉膛包覆面 积， R 为炉排面积。 x 也称炉膛水冷程度，现代锅炉，0.9 以上。
4 Q axt Fl 0 Thy Tb4
axt —系统黑度， axt
1 1 1 1 ahy ab
；
Thy , Tb —火焰和炉壁的平均温度；
9.1 锅炉热力计算的类型和方法 9.1.1 热力计算的任务和类型
热力计算
已 知 条 件 和 计 算 目 的 不 同
设计计算 校核计算
设计计算：在给定的给水温度和燃料特性的前 提下确定保证达到额定蒸发量、选定的经济指 标及给定的蒸汽参数所必需的各受热面的结构 尺寸，并为选择辅助设备和进行其它计算提供 原始资料。 设计计算是设计新锅炉采用的方法 设计一个好的锅炉，须遵循：实践—认识— 再实践—再认识。
讨论： 零维、一维模型简单，计算方便，但与 实际情况相差较大。 二维模型对实际锅炉用处不大，（无圆 柱形） 三维模型计算难度大，考虑的因素多， 但接近实际情况，计算机的出现，使得 该模型前途光明。
经验法：根据工业性试验结果，整理成经验公式或图 表，计算往往比较简单，也可能相当精确，缺点是， 局限较大，只能用于规定的范围，不能外推。 过去：主要依靠经验法。 现在：产品较单一的厂家，仍然采用。 半经验法：采用一定的理论（例如相似理论），找到 描述炉内过程的微分方程，进一步得准则方程，再利 用这些准则方程整理试验数据。 目前：零维模型半经验法仍是炉膛传热计算的基本方 法。
各区域水冷壁有效角系数不尽相同，则炉膛总效辐射受热面：
H H fi xi Fbi
整个炉膛的平均角系数
x
xi Fbi H Fbi Fbz
Fbz 为炉膛壁面总面积。对层燃炉, Fbz Fl R ， Fl 为炉膛包覆面 积， R 为炉排面积。 x 也称炉膛水冷程度，现代锅炉，0.9 以上。
4 Q axt Fl 0 Thy Tb4
axt —系统黑度， axt
1 1 1 1 ahy ab
；
Thy , Tb —火焰和炉壁的平均温度；
锅炉热力计算讲解
1/12
高温烟气和管壁间的辐射换热
根据传热学基本公式，高温烟气每小时传给辐射受热面的热量可
用下列公式计算：
Qf a 0 ( xi Fi )(Th4y
Tb4 )
a 0 ( xi Fi )Th4y
(1
Tb4 Th4y
), kW
式中：a 为炉膛黑度；Fi 为布置水冷壁的炉墙面积，m2 ，xi为 水
2/3
工质质量流速ρω与 烟气速度Wy的选择
工质质量流速ρ ω 太低，工质的传热能力下降，受热面管壁温度升 高；ρ ω 太高，工质的流动阻力大，电耗大
通常要求过热器系统的总阻力应不大于过热器出口压力的10%；再热 系统的总阻力应不大于再热蒸汽进口压力的10%；省煤器中水的阻力应 不大于汽包压力的10%。推荐值见表12-5
锅炉热力计算分为设计计算和校核计算 设计计算 给定锅炉容量、参数和燃料特性 确定炉膛尺寸和各部件的受热面积；燃料消耗量；锅炉效率； 各受热面交界处介质的参数；各受热面吸热量和介质速度等 常用于新锅炉的设计。在额定负荷下进行
1/2
热力计算方法
校核计算 已知锅炉结构和尺寸、锅炉负荷和燃料特性 确定各受热面交界处介质参数、锅炉热效率、燃料消耗量等 用于考核锅炉在非设计负荷或燃用非设计燃料时热力特性及 经济指标；由于计算参数多与炉膛结构有关，故设计计算也常 采用校核计算方法 锅炉校核热力计算应在锅炉结构计算的基础上进行 对锅炉机组作校核计算时，烟气的中间温度和内部介质温度 包括排烟温度、热空气温度，甚至过热蒸汽温度均是未知数， 故需先假定，然后用逐步逼近法去确定
2/2
炉膛出口烟气温度的选择
炉膛出口烟气温度 为凝渣管或屏式过热器前的烟温 根据锅炉受热面的辐射和对流传热的最佳比值（辐射受热 面和对流受热面的金属耗量及总成本最小）， 应为1250℃ 为防止对流受热面的结渣。则一般应取 <(ST-100)℃ 当没有可靠的灰熔点资料时，不应超过1050℃ 当 炉 膛出口 处 布置 着屏 式 受热 面时 ， 一般 取 1100 ～ 1200℃ 对于易结渣的燃料， 应保持在1000～1050℃ 的水平
高温烟气和管壁间的辐射换热
根据传热学基本公式，高温烟气每小时传给辐射受热面的热量可
用下列公式计算：
Qf a 0 ( xi Fi )(Th4y
Tb4 )
a 0 ( xi Fi )Th4y
(1
Tb4 Th4y
), kW
式中：a 为炉膛黑度；Fi 为布置水冷壁的炉墙面积，m2 ，xi为 水
2/3
工质质量流速ρω与 烟气速度Wy的选择
工质质量流速ρ ω 太低，工质的传热能力下降，受热面管壁温度升 高；ρ ω 太高，工质的流动阻力大，电耗大
通常要求过热器系统的总阻力应不大于过热器出口压力的10%；再热 系统的总阻力应不大于再热蒸汽进口压力的10%；省煤器中水的阻力应 不大于汽包压力的10%。推荐值见表12-5
锅炉热力计算分为设计计算和校核计算 设计计算 给定锅炉容量、参数和燃料特性 确定炉膛尺寸和各部件的受热面积；燃料消耗量；锅炉效率； 各受热面交界处介质的参数；各受热面吸热量和介质速度等 常用于新锅炉的设计。在额定负荷下进行
1/2
热力计算方法
校核计算 已知锅炉结构和尺寸、锅炉负荷和燃料特性 确定各受热面交界处介质参数、锅炉热效率、燃料消耗量等 用于考核锅炉在非设计负荷或燃用非设计燃料时热力特性及 经济指标；由于计算参数多与炉膛结构有关，故设计计算也常 采用校核计算方法 锅炉校核热力计算应在锅炉结构计算的基础上进行 对锅炉机组作校核计算时，烟气的中间温度和内部介质温度 包括排烟温度、热空气温度，甚至过热蒸汽温度均是未知数， 故需先假定，然后用逐步逼近法去确定
2/2
炉膛出口烟气温度的选择
炉膛出口烟气温度 为凝渣管或屏式过热器前的烟温 根据锅炉受热面的辐射和对流传热的最佳比值（辐射受热 面和对流受热面的金属耗量及总成本最小）， 应为1250℃ 为防止对流受热面的结渣。则一般应取 <(ST-100)℃ 当没有可靠的灰熔点资料时，不应超过1050℃ 当 炉 膛出口 处 布置 着屏 式 受热 面时 ， 一般 取 1100 ～ 1200℃ 对于易结渣的燃料， 应保持在1000～1050℃ 的水平
第七章锅炉本体的热力计算
1.炉膛容积Vl
炉子火床表面到炉膛出口烟窗之间 的容积。 底部是火床表面；四周以及顶部为 水冷壁中心线表面（如水冷壁覆盖 耐火材料，则为耐火材料向火表 面） ；没有布置水冷壁的部分为炉 墙内表面 ；炉膛出口界面为出口烟 窗第一排管子中心线界面。 炉排上的燃料层厚度一般取 为150毫米。 如果装有老鹰铁，则炉排长 度计算到两者的接触点的垂 直平面，如没老鹰铁，则到 炉排末端。
Vy—对应αl''的每kg燃料燃烧后的烟气容积，Nm3/kg cpj—烟气从0到ll温度范围内的平均容积比热，kJ/Nm3· ℃。
五、火焰平均温度及水冷壁管外积灰层表面温度
事实上，燃烧是一个动态过程， 烟气温度的变化取决于燃烧放热 与辐射换热之间的平衡。
Q f 0 al H f Th4 Tb4
（7-21）
或查图
h
Aar a fh 100G y
* * k kq k g kq rq kh h C
ah 1 e
kp
2. 燃用气体或液体燃料时
分发光部分和不发光部分的黑度合成.
四、炉膛有效放热量与理论燃烧温度
炉膛有效放热量,也称入炉热量，是相应于1kg真正参与燃烧的 燃料所进入炉膛的热量，它计及了随它一起加进炉膛的其他 热量，即
解决关键
K
1 1
1
1
K
1
2
h 1 1 h 2
1
1
h 1 1 1 h 2
工业试验解决缺Βιβλιοθήκη 灰污系数值另外方法:有效系数
燃用固体燃料的错列管束，在烟气横向冲刷时，其灰污 系数与烟气的流速、管子的节距和直径以及烟气中灰粒 的分散度等因素有关。
《锅炉热力计算方法》课件
影响因素
热平衡受到多种因素的影 响，如燃料种类、燃烧方 式、锅炉设计、运行工况 等。
04
锅炉热力计算实例
实例一：小型锅炉热力计算
计算目的
计算过程
为小型锅炉的设计和优化提供依据，确保 其安全、高效运行。
根据给定的燃料特性、燃烧方式、锅炉结 构等参数，计算出锅炉的热效率、燃烧效 率、烟气温度等关键指标。
热效率计算方法
定义
01
热效率是指锅炉输出的热量与输入的热量之比，用于衡量锅炉
的能源利用效率。
计算公式
02
热效率 = （锅炉输出热量 / 输入热量）× 100%。
影响因素
03
热效率受到多种因素的影响，如燃料种类、燃烧方式、锅炉设
计、运行工况等。
燃烧效率计算方法
01
02
03
定义
燃烧效率是指实际燃烧的 燃料量与理论燃烧的燃料 量之比，用于衡量燃烧过 程的完善程度。
计算结果
结论
通过计算，得出小型锅炉的热效率为85% ，燃烧效率为95%，烟气温度为150℃。
该小型锅炉设计合理，能够满足用户需求 ，具有较高的安全性和经济性。
实例二：中型锅炉热力计算
计算目的
为中型锅炉的设计和优化提供依据，提高其运行效率和安 全性。
计算过程
根据给定的燃料特性、燃烧方式、锅炉结构等参数，采用 先进的热力计算方法，计算出锅炉的热效率、燃烧效率、 烟气温度等关键指标。
热力计算公式
热效率公式
热效率是衡量锅炉运行效果的重要指标，通过热效率公式可 以计算出锅炉的热效率，从而评估锅炉的运行状况和能源利 用效率。
蒸汽参数计算公式
蒸汽参数如压力、温度等是锅炉运行的重要参数，通过蒸汽 参数计算公式可以确定蒸汽的产生和运行参数，为锅炉的稳 定运行提供保障。
锅炉原理锅炉热力计算.pptx
过程复杂 参数不均
炉膛内已知的受热面积F ↓
炉膛出口烟气温度Tf''
流动、混合、传热、燃烧、污染 速度、温度、浓度、物性、黑度
辐射为主
对流换热比例5％
第3页/共41页
3
第二节 炉膛传热计算
3. 基本方法
半理论
相似理论→准则方程
半经验
经验公式→计算结果
4. 基本假设
传热过程独立性：不受其它过程影响 炉内参数均匀性：零维模型 辐射换热主导性：仅考虑辐射 水冷壁管连续性：连续平面-无限靠近的平行平板灰体
M=0.59－0.5（xmax＋∆x） ∆x：燃烧器布置 无烟煤和贫煤
10
第M11=页0/共.5461－页0.5（xmax＋∆x）
11
第二节 炉膛传热计算
（4）炉膛黑度
含义：表征火焰有效辐射的假想黑度
表达：与火焰黑度εsyn有关
syn f
syn
syn (1 syn )
第12页/共41页
12
tap1''
第33页/共41页
低温级空预器 tap1' ＝ tca
18
第三节 对流受热面传热计算
2. 基本公式
（1）烟气对流放热量
Qcre
(I'
I ''
I
0 ca
)
I’：受热面前烟气焓 I”：受热面前烟气焓 Ica0：漏入空气焓
（2）工质对流吸热量
Qcab
D Bcal
(i''
i' )
（3）传热方程
Qctr
KH T Bcal
第19页/共41页
i’：受热面进口工质焓 i”：受热面出口工质焓 D：受热面内工质流量
炉膛内已知的受热面积F ↓
炉膛出口烟气温度Tf''
流动、混合、传热、燃烧、污染 速度、温度、浓度、物性、黑度
辐射为主
对流换热比例5％
第3页/共41页
3
第二节 炉膛传热计算
3. 基本方法
半理论
相似理论→准则方程
半经验
经验公式→计算结果
4. 基本假设
传热过程独立性：不受其它过程影响 炉内参数均匀性：零维模型 辐射换热主导性：仅考虑辐射 水冷壁管连续性：连续平面-无限靠近的平行平板灰体
M=0.59－0.5（xmax＋∆x） ∆x：燃烧器布置 无烟煤和贫煤
10
第M11=页0/共.5461－页0.5（xmax＋∆x）
11
第二节 炉膛传热计算
（4）炉膛黑度
含义：表征火焰有效辐射的假想黑度
表达：与火焰黑度εsyn有关
syn f
syn
syn (1 syn )
第12页/共41页
12
tap1''
第33页/共41页
低温级空预器 tap1' ＝ tca
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第三节 对流受热面传热计算
2. 基本公式
（1）烟气对流放热量
Qcre
(I'
I ''
I
0 ca
)
I’：受热面前烟气焓 I”：受热面前烟气焓 Ica0：漏入空气焓
（2）工质对流吸热量
Qcab
D Bcal
(i''
i' )
（3）传热方程
Qctr
KH T Bcal
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i’：受热面进口工质焓 i”：受热面出口工质焓 D：受热面内工质流量
锅炉原理燃烧计算和热平衡计算资料PPT课件
• 单位：kJ/kg，kcal/kg
第30页/共57页
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：
第30页/共57页
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
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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)
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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
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（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：
锅炉本体的热力计算
1.72 e+0 3
03
1.72 e+0 3
1.6 4 e+0 3
03 03
1.6 4 e+0 3
1.55e+0 3 10
1.55e+0 3 1.4 6 e+0 3
03
1.4 6 e+0 3
1.3 7e+0 3
Height / m
03
1.3 7e+0 3
8
1.2 8 e+0 3
03
1.2 8 e+0 3
X 33Z..8877e+e0+20 2
22..9988e+e0+20 2 0
2 .0 8 e+0 3 1.9 9 e+0 3 1.9 0 e+0 3 1.8 1e+0 3 1.72 e+0 3 1.6 4 e+0 3 1.55e+0 3 1.4 6 e+0 3 1.3 7e+0 3 1.2 8 e+0 3 1.19 e+0 3 1.10 e+0 3 1.0 1e+0 3 9 .2 2 e+0 2 8 .3 3 e+0 2 7.4 4 e+0 2 6 .55e+0 2 Y 5Y.6 5e+0 2 X 4X.Z76 eZ+0 2 3 .8 7e+0 2 2 .9 8 e+0 2
CpCoeonrnattotouuurrress o(okff)SStattaict iTcemTepmerpateurreat(uk)re (k)
2 .0Y8 e+0 3 1.9 9 e+0 3 1.9 0 e+0 3 1.8 X1e+0 3 Z 1.72 e+0 3 1.6 4 e+0 3 1.55e+0 3 1.4 6 e+0 3 1.3 7e+0 3 1.2 8 e+0 3 1.19 e+0 3 1.10 e+0 3 1.0 1e+0 3 9 .2 2 e+0 2 8 .3 3 e+0 2 7.4 4 e+0 2 6 .55e+0 2 5.6 5e+0 2 Y 4 .76 e+0 2 X 3 .8 7Ze+0 2 2 .9 8 e+0 2
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；
4/37
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
第3章 工业锅炉热工计算 ppt课件
Q r Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 Q 6kJ／kg
(3-la)
Qr——每公斤燃料带入锅炉的热量，kJ/kg； Q1——锅炉有效利用热量kJ/kg； Q2——排出烟气带走的热量，称为锅炉排烟热损失，kJ/kg Q3——未燃完可燃气体所带走的热量，称为气体不完全燃烧热损 失（化学不完全烧热损失），kJ/kg；
Q4——未燃完的固体燃料所带走的热量，称为固体不完全燃烧热 损失（机械不完全燃烧热损失），kJ/kg；
Q5——锅炉散热损失，kJ/kg； Q6——灰渣物理热损失及其他热损失，kJ/kg。
Q5
Qr
Q1
Q2
Q6
Q3
Q4
锅炉及锅炉房设备.ppt, 05/2003 Page 10
§3.4 锅炉机组的热平衡
锅炉及锅炉房设备.ppt, 05/2003 Page 14
固体不完全燃烧热损失
第3章
一、形成
灰渣损失：未参与燃烧或未燃尽的碳粒与灰渣一同落入灰斗 所造成的损失。
漏煤损失：部分燃料经炉排落入灰坑造成的损失。对于煤粉 炉，则
飞灰损失：——未燃尽的碳粒随烟气带走所造成的损失 二、影响因素 1．燃料特性对q4的影响
（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 Qnet,v,ar
二、锅炉热效率 1．锅炉正平衡热效率
gl
Q1 Qr
100%
（1）锅炉有效利用热量Qgl
Q1
Q gl B
kJ/kg
（2）蒸汽锅炉每小时有效利用热量Qgl
Q g lD 1 3 ( iq 0 ig ) sD p s 1 3 ( ip 0 s ig )skJ/h
锅炉热力计算书
第一节热力计算汇总1.煤质资料
2.受热面结构尺寸
3.锅炉设计参数
4.热损失及热负荷（设计煤种）
注：
1.热负荷按燃料低位热值，不含风热计算
2.燃烧器投运层数是从下而上。
5.介质温度（设计煤种）
6.烟气温度
7.烟气平均流速（设计煤种）
8.吸热量
9.烟、空气流量（设计煤种）
10.空气温度（设计煤种）
11.锅炉设计参数（校核煤种）
12.热损失及热负荷
注：
1.热负荷按燃料低位热值，不含风热计算
2.燃烧器投运层数是从下而上。
15.烟气平均流速（校核煤种）
16.吸热量（校核煤种）
17.烟、空气流量（校核煤种）
18.空气温度（校核煤种）。
7_锅炉本体的热力计算
输入炉膛的有效热量及绝热燃烧温度 q3 q6 Ql Qr (1 ) Qk Qwr 100 q 4
Qr Qar ,net ir Qwr (kJ / kg )
kJ / kg
0 0 Qk ( l" l zf )I rk ( l zf )I lk
炉膛内复杂换热过程简化——我国现行工程计算方法
1．将炉膛内燃烧与传热过程分开考虑 2．炉膛内换热以辐射换热方式进行 3．炉内温度看作均匀，火焰辐射按平均火焰温度计算，
4．炉膛受热面及火焰面均按灰体处理。
基本物理模型：
复杂的炉膛换热过程被简化为两个无限接近的灰体表面（具有
不同的温度和黑度）间的辐射换热问题。
炉膛传热的基本方程
（1）高温烟气与辐射受热面间的辐射换热方程
B j Q f 0as Fl (Thy Tb )
4 4
（2）高温烟气在炉内放热的热平衡方程
B j Q f B j (Ql I l ) B jV c p (Ta Tl )
" "
二者相等得到炉膛换热的基本方程:
第五节 炉膛结构特征及其他参数
灰污系数：灰污引起的传热热阻的增加。 有效系数：受热面有灰污与无灰污时传热系数之 比 利用系数：受热面实际传热系数与无灰污并冲刷 完全时的传热系数之比。
对流受热面传热计算的基本方法
校核计算： 已知：进口烟气温度，一个工质温度(进口或出口)。 求：另一个烟气温度，另一个工质温度。
o Qdf I y ' I y " I lk
烟气侧：燃料与空气混合，着火、燃烧、产生高温烟气，与水
冷壁进行热交换（辐射为主、对流为辅）。
工质侧：管内工质流动，吸收烟气放热量（以对流换热为主）。
Qr Qar ,net ir Qwr (kJ / kg )
kJ / kg
0 0 Qk ( l" l zf )I rk ( l zf )I lk
炉膛内复杂换热过程简化——我国现行工程计算方法
1．将炉膛内燃烧与传热过程分开考虑 2．炉膛内换热以辐射换热方式进行 3．炉内温度看作均匀，火焰辐射按平均火焰温度计算，
4．炉膛受热面及火焰面均按灰体处理。
基本物理模型：
复杂的炉膛换热过程被简化为两个无限接近的灰体表面（具有
不同的温度和黑度）间的辐射换热问题。
炉膛传热的基本方程
（1）高温烟气与辐射受热面间的辐射换热方程
B j Q f 0as Fl (Thy Tb )
4 4
（2）高温烟气在炉内放热的热平衡方程
B j Q f B j (Ql I l ) B jV c p (Ta Tl )
" "
二者相等得到炉膛换热的基本方程:
第五节 炉膛结构特征及其他参数
灰污系数：灰污引起的传热热阻的增加。 有效系数：受热面有灰污与无灰污时传热系数之 比 利用系数：受热面实际传热系数与无灰污并冲刷 完全时的传热系数之比。
对流受热面传热计算的基本方法
校核计算： 已知：进口烟气温度，一个工质温度(进口或出口)。 求：另一个烟气温度，另一个工质温度。
o Qdf I y ' I y " I lk
烟气侧：燃料与空气混合，着火、燃烧、产生高温烟气，与水
冷壁进行热交换（辐射为主、对流为辅）。
工质侧：管内工质流动，吸收烟气放热量（以对流换热为主）。
锅炉热力计算
锅炉热力计算摘要：一、锅炉热力计算的概述二、锅炉热力计算的方法三、锅炉热力计算的实例四、锅炉热力计算的重要性正文：一、锅炉热力计算的概述锅炉热力计算是指对锅炉的燃料消耗、热效率、污染物排放等进行定量分析和计算的过程。
在锅炉设计和运行过程中，热力计算是至关重要的环节，它有助于优化锅炉的性能，提高燃料利用率，降低污染物排放，确保锅炉安全、经济、环保地运行。
二、锅炉热力计算的方法锅炉热力计算主要包括以下几个方面：1.燃料消耗计算：根据锅炉的燃料种类、发热量、灰分等参数，计算燃料的消耗量。
2.热效率计算：热效率是指锅炉有效利用的热量与燃料消耗的热量之比。
通过计算热效率，可以评估锅炉的热能利用情况，为提高热效率提供依据。
3.污染物排放计算：根据燃料的成分和燃烧过程，计算锅炉排放的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物的量。
4.锅炉运行参数计算：根据锅炉的工作压力、工作温度等参数，计算锅炉的运行状况，以确保锅炉在安全、经济、环保的范围内运行。
三、锅炉热力计算的实例以一台燃煤锅炉为例，我们可以通过以下步骤进行热力计算：1.确定燃料发热量：查阅燃煤的发热量数据，假设为24MJ/kg。
2.计算燃料消耗量：假设锅炉每小时产生10t 蒸汽，根据蒸汽的热值（假设为2MJ/kg）和燃料发热量，计算燃料消耗量为500kg/h。
3.计算热效率：根据燃料消耗量和产生的热量（10t 蒸汽×2MJ/kg），计算热效率为20%。
4.计算污染物排放量：根据燃料的含硫量（假设为1%）和含氮量（假设为0.5%），计算二氧化硫和氮氧化物的排放量。
四、锅炉热力计算的重要性锅炉热力计算对于锅炉的设计、运行和优化具有重要意义。
通过热力计算，可以确保锅炉在满足生产需求的同时，降低燃料消耗、减少污染物排放，实现绿色、可持续发展。
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12
排烟温度的选择
py低 时 ， q2 B运 行 费 用 。
t A制 造 费 用 。
❖ 经济性原则：
▪ 受热面成本（特别是钢材价格）—制造费用 ▪ 燃料价格—运行费用 ▪ 辅机的厂用电消耗：燃煤量和受热面烟气侧
阻力
❖ 安全性原则（工作可靠性：避免低温腐蚀和堵灰。）
ppt课件
13
排烟温度的选择
影响排烟温度确定的因素：
要满足tb ＞120-150℃， p y 会很高， ↓↓ 。
实际中，要求tb ＞水露点(35-65℃)即可。容易满足
安全性不作为经济排烟温度确定的主要因素，主要考虑经济 性条件。
ppt课件
15
排烟温度的选择
中小容量锅炉（D≤75t/h）的排烟温度
py
规律：水分大时， py 高
蒸发量小时， py 高
、烟道各部分的烟温
烟气/空气/水/蒸汽的速度
汽水流程中各过渡点处 水/蒸汽的焓
确定： 各受热面的结构尺寸。
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6
热力计算任务及计算顺序
设计计算在额定负荷下、按指定燃料进行的，为了估计固定
结构下锅炉在其他负荷下、或燃用非设计燃料时锅炉的工 作特性，进行校核热力计算。
目的： 估计锅炉在非设计条件下的热力参数和经济指标 寻求改进锅炉结构的措施 为选择辅助设备和进行其它计算提供原始资料
②进入密集对流管束时：还可↓约50℃。
③当炉膛出口布置屏式受热面时：
" p
：≯(t1-50)℃或(t2-150)℃。
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9
热力计算任务及计算顺序
锅炉热力计算顺序：
❖ 列原始数据 ❖ 空气量/烟气量/空气焓/烟气焓计算——建立烟气特性表/烟
气焓温表
❖ 热平衡计算：确定各项热损失、 、B
❖ 受热面计算：沿烟气流向进行 ❖ 编制主要计算数据汇总表
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10
设计锅炉时基本参数的选择
排烟温度的选择 热空气温度的选择 炉膛出口烟温的选择
（3） tky 3570 ℃左右。
（4）tg s tlk 高 时 ， p y 选 得 高 些
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14
排烟温度的选择
从安全性考虑，最经济排烟温度确定
防止低温腐蚀和堵灰方法之一: ↑tb ＞酸露点
tb 1 2 (tp jp j) 1 2 [1 2 (tlk tr k) 1 2 (k 'yp y)]
Mzs,ar
4186.8Mar Qnet,ar
ppt课件
16
排烟温度的选择
大中容量锅炉（D>75t/h）的排烟温度
t gs
t lk
规律：水分大时， py 高些， t l k 高些。
t g s 高时， py 要高些
ppt课件
17
热空气温度的选择
❖ 对一般炉子：保证燃料迅速着火。只要燃料能稳定燃烧，
ppt课件
11
排烟温度的选择
从经济性考虑，最经济排烟温度确定：
(k 'yp y)p y V y 0 c y (tr k tlk)V 0 c k
(
' ky
py)(trk
tlk)pV yV0y0ccky
(k'ypy)m(trktlk)
V 0ck
pyV
0 y
c
y
m
py k'ym(trk tlk)
tr kk 'y tk y k 'y tr k tk y
❖ 计算原理上：基本相同，计算时所依据的传热原理、公式、
图表都是相同的。只是计算任务和所求的数据不同。
❖ 计算方法上：整台锅炉的校核计算比设计计算复杂的多。
因为未知数太多：各受热面间的烟温、内部工质温度是未
知的，而且 py trk tz'r /tz"r 都是未知的，计算时需预先假定，
然后用逐次逼近法完成。
p y k 'y m (k 'y t k y t l k ) ( 1 m )k 'y m ( t l k t k y )
' ky
tgs
tsm
p y ( 1 m ) ( tg s ts m ) m ( tlk tk y )
f(tgs,tlk, tsm , tkyp,pm t课)件
Company
LOGO 锅炉热力计算方法及其设计布置
ppt课件
1
锅炉热力计算方法及其设计布置
1 热力计算任务及计算顺序 2 设计锅炉时基本参数的选择 3 锅炉总体外型布置的选择 4 锅炉参数对受热面配置的影响 54 燃料(固体)性质对受热面布置的影响
ppt课件
2
热力计算任务及计算顺序
设计是产品生产的第一道工序，设计对产品性能和质量 有决定性作用。
热空气温度不必太高
❖ 对液态排渣炉：保持高温，顺利造渣及流渣，高 t rk
❖ 多水分燃料：为了制粉系统的需要，高
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18
炉膛出口烟温的选择
（1）防止对流受热面结渣。
❖ 固体燃料：受结渣条件限制。
烟温过高→结渣→管壁温度升高→结渣严重→ 烟道堵塞
①有凝渣管束或过热器本身前部拉稀几排的情况：
t2-t1<100℃,则取 ≯ (t2-100)℃。 对一般煤种， ≯1050-1100℃。
ppt课件
7
热力计算任务及计算顺序
❖ 已知：结构数据 ❖ 改变：负荷、燃料、运行工况、某些受热面结构 ❖ 确定：
温度：受热面交界处的水温/汽温/气温/烟温 锅炉效率、燃料消耗量 速度：水/汽/空气/烟气
❖ 提供：
锅炉图纸 校核工况下的锅炉参数与燃料特性
ppt课件
8
热力计算任务及计算顺序
设计/校核计算比较：
蒸汽参数： 给水参数： 排污量： 燃料特性：
D tgr Pgr
Pgs t gs
pw
Dzr tz'r/tz"r Pz'r/Pz"r D z y r
制粉系统计算数据：
煤粉的温度/湿度
煤粉空气混合物总量
一次风量
干燥燃料抽取的烟气量
制粉系统的漏风量
ppt课件
5
热力计算任务及计算顺序
py trk
选定
" l
设计锅炉: 确定锅炉型式，决定各部件的构造及尺寸。
设计新锅炉时，要求：
安全可靠
技术先进
节约金属
制造安装简便
高效节能
保护环境。
p查研究
方案运算和比较。
热力计算是锅炉设计中的一项最主要的计算
设计新锅炉时的热力计算称为设计热力计算
ppt课件
4
热力计算任务及计算顺序
给定：
（1） m V 0ck =0.7-0.9=f(燃料性质-※M, p y )
pyV
0 y
c
y
❖ M↑，Vy cy↑，m↓
p y ↑（漏风↑），m↓
❖ m较小时， p y 应选的高一些，因为，m值较小时，烟气
的热容量大，不易被冷却，如要冷却到较低的
要过多 A
。
ky
，则需
py
（2）tsms"mtgs 30℃左右。