锅炉效率及有关计算

二、锅炉有效利用热量 过热蒸汽的吸热 锅炉有效利用热量 再热蒸汽的吸热 饱和蒸汽的吸热 排污水的吸热 当锅炉不对外供应饱和蒸汽时，锅炉 每小时有效利用热量可用下式计算，即
B 式中 D gr 、 D zr 、 Dpw — 分别为过热蒸汽、再热 蒸汽、排污 水的流量，kg/h； h gr 、hgs — 分别为过热器出口蒸汽 的焓和锅炉 给水 的焓，kJ/kg；
r ar r dБайду номын сангаас
无烟煤、贫煤 烟煤 褐煤
r cd 0.92 kJ/kg C ； r cd 1.09 kJ/kg C ； r cd 1.13 kJ/kg C 。
3.外来热源加热空气时带 入的热量 当冷空气在进入锅炉之 前采用外来热源进行加 热时，可 按下式计算：
o o Qwr (hrk hlk )
1.燃料物理显热
r Qrx car t r kJ/kg
(3 - 59)
式中
r car — 燃料应用基比热， kJ/kg C；
t r — 燃料的温度，固体燃料 未预热时可取20C。 固体燃料比热的计算式为 100- M ar M ar c c 4.19 kJ/kg C (3 - 60) 100 100 r 式中 cd — 燃料干燥基比热， kJ/kg C。其数值可取为：
设计值
产汽量
过热蒸汽 焓 大 卡 *4. 18
给水
收到基低位 发热量 焓 大卡
燃料消耗量
过热蒸汽 吸 收 焓
锅炉效 率
锅炉设 计 耗标煤 效 率
产汽煤 耗 率
#1、2 炉
220
830
215
4570
33.15
615
89.31
89.3
21.642 21
98.373 7
#3炉
240
830
180
4785
36.52
第七节 锅炉反平衡求效率及各项热损失
反平衡求效率法：通过测定锅炉的各项 热损失，从而计算出锅炉热效率的方法。计 算公式如下：
q1 100 (q2 q3 q4 q5 q6 ) %
(3 - 65)
一、锅炉的各项热损失 （一）机械不完全燃烧热损失 在煤粉炉中，它是由烟气带出的飞灰和 冷灰斗排出的灰渣中的未燃尽碳造成的。
燃料消耗量
过热蒸汽吸 收焓 615 620 625 630 635 640 645 650 655 660 665 670 670 670 675 680
锅炉设 计 效 率
89.3 89.3 89.3 89.3 89.3 89.3 89.3 89.3 89.3 89.3 89.3 89.3 89.3 89.3 89.3 89.3
产汽量
过热蒸汽焓 大卡 *4.18 830 830 830 830 830 830 830 830 830 830 830 830 830 830 830 830
给水焓
收到基低位发热量大 卡 4570 4570 4570 4570 4570 4570 4570 4570 4570 4570 4570 4570 4570 4570 4570 4570
Q r Q1 Q 2 Q3 Q 4 Q5 Q6
kJ/kg
(3 - 55)
式中 Q r — 1kg燃料的输入热量，kJ/kg ； Q1 — 锅炉的有效利用热量， kJ/kg ； Q 2 — 排烟损失的热量，kJ/kg ； Q3 — 化学不完全燃烧损失的 热量， kJ/kg； Q 4 — 机械不完全燃烧损失的 热量， kJ/kg； Q5 — 散热损失的热量，kJ/kg； Q6 — 灰渣物理热损失的热量 ，kJ/kg。
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； 2、更重要的是知道各项热损失的大 小，可以判断锅炉的设计和运行水平， 寻找提高锅炉运行水平的措施。
锅炉热平衡必须通过试验求得，该试 验即“热平衡试验”，也称为热效率 试验。
第六节
锅炉正平衡求效率
正平衡求效率法：通过测定锅炉输入热量和有效利用 热量，计算锅炉热效率。计算公式为：
※式（3-55）不利于对燃用不同燃料及不
同锅炉容量的锅炉之间进行经济性比较。 将式（3-55）变成以百分数表示的热平衡 方程式，即： 100 q q q q q q % (3 - 56)
1 2 3 4 5 6
式中 q1 — 锅炉有效利用热量占输 入热量的百分数， Q1 q1 100% Qr q i — 某项损失的热量占输入 热量的百分数， Qi qi 100% 。 Qr
•
燃料成本在锅炉车间生产成本中 占有很大比重，控制燃料成本对于提 高经济效益，节能减排有重要意义。 产汽标煤耗是热电指标中重要的一环 ，降低产汽标煤耗能有效地节约燃煤 用量，从而节约其经济成本。
锅炉产汽煤耗率 • 产汽煤耗率=B标/D产汽量 • 我厂#1、2炉设计负荷220t/h，收到基 热值为19008kj/kg，耗煤量为33.15t/h， 锅炉效率为89.3%；#3炉设计负荷240t/h ，收到基热值为20000kj/kg，耗煤量为 36.52t/h,锅炉效率为89.103%；#4炉设计 负荷220t/h，收到基热值为20500kj/kg， 耗煤量为30.115t/h,锅炉效率为90.4%
三、锅炉本体汽水损失对产汽煤耗的影响
• 锅炉本体汽水损失包括连续排污、定期排 污、蒸汽吹灰及锅炉本体疏水、泄漏等，但主 要的影响因素为连续排污。连续排污是保持炉 水及蒸汽合格的重要措施，但排污量的大小也 会影响到锅炉汽水损失的大小。电站锅炉规定 排污率为1至2%，但实际运行中，连续排污阀 门开度接近10%，甚至炉水品质不合格时，开 度会达到70%以上，这样汽水损失将会大大增 大，煤耗也会增加。
第二章 锅炉热平衡
热平衡意义 求热效率的方法 锅炉有效利用热量 热损失的确定方法 减少热损失的技术措施
第一节 锅炉热平衡及其意义
一、锅炉热平衡概念
输入锅炉的热量 =输出锅炉的热量 有效利用热量 未完全燃烧的热损失 其它热损失
锅炉热平衡的概念 锅炉热平衡的计算基础：1kg固体燃
料
锅炉热平衡方程式为：
220 218.20 216.46 214.74 213.05 211.38 209.74 208.13 206.54 204.98 203.44 201.92 201.92 201.92 200.42 198.95
215 210 205 200 195 190 185 180 175 170 165 160 160 160 155 150
二、锅炉热效率对产汽煤耗的影响
• 锅炉热效率对煤耗的影响是直接的。电站锅炉 设计热效率一般为90%左右，由于煤种、日程 运行负荷等问题，实际热效率低于设计热效率 。同时由于设备、燃烧工况等问题，其热损失 也较设计时的热损失大。因此，分析研究并找 出降低热损失的方法，提高热效率的途径，应 采用比较精确可靠的反平衡法来测定热效率。 为提高其热效率，关键是减小q2~q6各项热损 失。
第一章 锅炉车间产汽煤耗率
• 介绍了产汽标煤耗的概念，影响 产汽标煤耗的因素，以及降低产汽煤 耗的途径；结合我车间1#至4#锅炉， 分析其产汽煤耗率
•
锅炉车间所用燃料以燃煤为主，同时 伴有燃油系统。不同种类的煤具有不同的 发热量，并且往往相差很大。同一燃烧设 备在相同的工况下，燃用发热量低的煤时 ，煤的消耗量必然就大，燃用发热量高的 煤时，煤的消耗量必然就小。因此，实际 耗煤量只能说明煤消耗量的大小，不能正 确表明其经济性。为了正确地表明设备运 行的经济性，引用了“标准煤”的概念。 规定标准煤收到基的低位发热量为 29308kJ/kg。不同燃料的消耗量可以通过 热值换算成标准煤消耗量。
第七节 锅炉反平衡求热效率及各项热损失
反平衡求效率法：通过测定锅炉的各项 热损失，从而计算出锅炉热效率的方法。计 算公式如下：
q1 100 (q2 q3 q4 q5 q6 ) %
(3 - 65)
一、锅炉的各项热损失
（一）化学不完全燃烧热损失
1.化学不完全燃烧热损失的计算 对于燃煤锅炉，烟气中H2、CH4等可燃气体的含 量极少，可以认为烟气中的可燃气体只是CO。其计 V gy q 算公式为： q (12640 CO )(1 4 )
33.15 33.15 33.15 33.15 33.15 33.15 33.15 33.15 33.15 33.15 33.15 33.15 33.15 33.15 33.15 33.15
一、给水温度对产汽煤耗率的影响
• 在计算燃料消耗量时，给水温度是一个重要的 参数，因为给水温度不同，锅炉有效利用的热量也 就不同。锅炉设计时给水温度为215℃（投入高压 加热器之后）。实际运行当中，高压加热器投用， 但是其换热效果不理想，给水温度通常在 190~200℃之间波动，特殊情况下，高加未投，给 水温度甚至会降至150℃。这样，不得不耗用更多 的燃煤来加热给水，因此煤耗会略有偏高。同时加 热给水热源来源于蒸汽抽汽，蒸汽量就会减少，耗 煤量就会减少，必须将一定的给水温度换算成对应 的可带负荷。
•
产汽标煤耗率是指产生一吨蒸汽所 需要的标准煤的质量。各热电厂的产汽 煤耗率的比较只有在设计的同一给水温 度、同一主汽压力和同一主汽温度的情 况下才能进行产汽煤耗率的比较，因为 不同温度、不同压力和不同主汽温度下 的焓值不一样（热能不样），在计算产 汽标煤耗时，须将一段时间内所燃用的 煤、燃油及其它热源的发热量换算成标 准煤的发热量进行计算。
q1
Q1 100 % Qr (3 - 57)
一、锅炉输入热量 对应于1kg固体或液体燃料，其输入锅炉的热量可用下 式计算：
Q r Qar ,net Qrx Qwr Qwh kJ/kg 式中 Qar ,net — 燃料应用基低位发热量 ，kJ/kg； Qrx — 燃料的物理显热， kJ/kg； Q wh — 雾化燃油所用蒸汽带入 的热量，kJ/kg； Q wr — 外来热源加热空气时带 入的热量，kJ/kg。 (3 - 58)
3
236C ar 0.375S ar CO 100 - q 4 Q r RO 2 CO 式中 12640— 一氧化碳容积发热量， kJ / Nm 3；
Qr
100
%
(3 - 70)
q4 1kg 1 — 考虑到的q 4的存在，进入炉膛的 100 燃料有一部分没有参与 燃烧及生成烟气，故应 对烟气中一氧化碳的容 积进行修正。
2.雾化燃油所用蒸汽带入 的热量Q wh 用蒸汽雾化燃油带入的 热量可按下式计算： Q wh G wh (hwh 2510 ) kJ/kg (3 - 62) 式中 G wh — 雾化燃油的汽耗量， kg蒸汽 / kg油； hwh — 雾化用蒸汽的焓， kJ/kg； 2510 — 雾化蒸汽随排烟离开锅 炉时的焓，取为汽化 潜热，即2510kJ/kg 。 对于燃煤锅炉，燃煤和 空气都未利用外部热源 进行加 热时，而且燃煤水分 M ar 煤应用基低位发热量， 即 Q r Qar ,net kJ/kg Qar ,net 630 ，则锅炉输入热量就等 于燃
650
89.27
89.10 3
24.964 03
104.01 68
#4炉 #3炉 给 水 温 度 同 步 后
220
830
215
4905
30.5
615
90.44
90.4
21.371 79
97.144 48
253
830
215
4785
36.52
615
89.04
89.10 3
24.964 03
98.672 05
V o ct rk ct lk
kJ/kg
(3 - 63)
式中
— 暖风器的过量空气系数 ；
o o hrk 、hlk — 暖风器出、入口处理论 空气焓，kJ/kg；
(ct) rk 、 (ct) lk — 暖风器出、入口处空气 的比焓（即 1Nm 3 空气的焓），kJ/Nm3。
Q1
D gr (h gr hgs ) D zr ( hzr hzr ) D pw ( h pw hgs )
kJ/kg
(3 - 64)
、hzr — 分别为再热器出、入口 蒸汽焓，kJ/kg； hzr h pw — 排污水的焓，它等于 汽 包 压力下饱 和水的焓，kJ/kg。