主要热力设备的热力性能评价方法

（1）锅炉的热效率：
B
qm (hl h0 ) qm, f H fL
0.902
（2）锅炉的热损量：应用能量守恒定律，取300k为锅炉烟气和炉渣焓为起算值 0，焓用温差乘以比热容计算。
qm,qL qm, f hfL qm,aha qm (h1 h0 ) qg hg qshs 91.7kj / kg
B
1
qmeu,l
qm,geu,g qmeu,qL qm, f H fL
qmeu,ir
锅炉的有效率
1）正算法
u,B
qm (eu,1 eu,0 ) qm, f eu, fL
Leabharlann Baidu
2）反算法 qm, f eu, fL qmeu,0 qm,aeu,a qmeu,l qm,geu,g qm,seu,s qm
前者可由公式 eir,ad eu, fa meu,g,ad 计算。 后者原则上可有燃烧平衡温度的燃气变为烟气的 有效能值与工质得到的有效能值之差再减去锅炉由热 量损失的有效能得到。但是两者不易严格区分。
例题18-4
已知某锅炉给水为饱和水
T
' 0
300 K ，h0 '
112.6kj
/
kg
，s
' 0
（3）锅炉烟气的最高温度 烟气的提供的热量应等于蒸汽的焓增量，故有
Tg ,max
Tg
qm (h1 h1) qm, g cg
2165.4K
13
（4）锅炉的有效率：
u,B
qm (eu,1 eu,0 ) qm, f eu, fL
[h1' 'h0 'T0 (s1' 's0 ' )] qm, f eu, fL
第八节 主要热力设备的 热力性能评价方法
热力循环中包括有吸热、放热、做功、耗功、 能量形式转换和能量、工质的输运的各热力设 备，它们的热力性能是构成热力循环性能的基 础。接下来介绍若干主要热力设备的热力性能 分析与评价方法
•1 锅炉 •2 蒸汽轮机 •3 压缩机 •4 喷嘴和扩压管 •5 冷凝器和水预热器
由上面得式子可知锅炉的效率小于1，如果
锅炉的排烟温度是1630℃，空气温度为30℃，
则排除烟气损失有0.063的热量。普通锅炉效率
较低仅有50%-60%，而理想情况下的卡诺循环
是100%，可见普通锅炉有很大的改进空间，主
要通过减少排出的烟气和炉渣的热量，其次是
减少锅炉向外的传热。
锅炉的热效率达到90%是否意味着锅炉的设计很合理呢？
烟气温度 Tg 420K 热损温度取近似饱和水温度 Ts 478K 炉渣温度取400k， 环境温度 T0 280K。
求：（1）锅炉的热效率 （2）锅炉的热损量（3）锅炉烟气的最高温度（4）锅炉
的有效率（5）锅炉的有效能损失率（6）热损的有效能损失率（7）锅炉烟气的有效能
损失（8）分析锅炉的有效能损失并分析主要的损失因素
0.001
（7）锅炉烟气的有效能比率：
u , max, g
qm,g eu,g qm, f eu, fL
qm,g c p[Tg,max
T0 T0 ln(Tg,max qm, f eu, fL
/ T0 )] 0.6784
（8）锅炉的不可逆因素： 锅炉的不可逆因素有自发过程，烟气对水加热存在温差过程，锅炉烟气和高温
0.445
（5）烟气的有效能损失率：
u ,ir , g
qm,g eu,g qm, f eu, fL
qm,g c p[Tg
T0 T0 ln(Tg qm, f eu, fL
/ T0 )] 0.0137
（6）热损项有效能损失率：
u ,ir , L
qm,L[1 ln(Ts / T0 )] qm, f eu, fL
水及水蒸气通过保温层的热损失，排除烟气和炉渣带走的有效能不是不可逆损失的 有效能本锅炉的有效能损失率：
B
1
qmeu,l
qm,geu,g qmeu,qL qm, f H fL
qmeu,ir
和热效率一样，利用反算法的算式的分项计算可以
清楚地弄清各个渠道损失的有效能比例数以便于改进设
计。因此反算法的有效率分析式在分析中使用更方便。
公式中燃料的有效能计算式eu, fL可根据下面的式子进
行计算：
固体燃料
eu, f
0.393
；出口蒸汽
p1 17.5MPa ，T1 850K，h''1 3495.1kj / kg ，s''2 6.5130 ；qm 1kj / kg
H fL 30000kj / kg ，qm, f 0.125kg / h ，qm,a 1.5kg / h ，qm,g 1.615kg / h ， qm,s 0.01kg / h ；烟气的比热容取：cp,a 1.2kj /(kg k) , cp,s 2kj /(kg k)
锅炉效率
锅炉效率 B 定义为锅炉产生 的蒸汽所接受的热量与供给锅炉 的燃料燃烧热值之比
B
qm (hl h0 ) qm, f H fL
应用此式进行计算为正平衡
法，正平衡法所需数据容易测
量，但是不能分析影响锅炉效率
原因。
反平衡法计算锅炉的效率
B
1
qm,g hg
qm,shs qmql qm, f H fL
1 锅炉
锅炉是将燃料的化学能经过燃烧的方 式转化为工质热能的设备，是热电厂 的心脏
锅炉的工作原理
1）锅炉的能量平衡分析
炉渣 qm,shs
烟气 qm,g hg
热损 qmqL
燃料 qm, f hfL 空气 qm,aha
水蒸气 qmhL
给水 qmh0
qm, f H fL qmh0 qm,aha qmhl qm,ghg qm,shs qmql
锅炉的有效能分析
炉渣 qm,seus
烟气 qm,g eug
燃料 qm, f eu, fL 空气 qm,aeu, fa
热损qmeu,qL 水蒸气 qmeL
不可逆损失 qm , eu ,ir
给水 qm,g eu,0
qm, f eu, fL qmeu,0 qm,aeu,a qmeu,l qm,geu,g qm,seu,s qmeu,qL qmeu,ir
Hh
(T0
)
T0
(5.23c
19.55h
0.92s
6.91n
6.78o
3.89w
s
0 f
)
气体燃料
eu, f H h (T0 ) T0 (3.85Vco 10.84Vch4 11.93Vc2h4 7.28VH2 )
锅炉的不可逆热损失分析：
在锅炉有效能分析中的锅炉内部不可逆性eu,ir 项包括燃料燃烧不可逆损失和燃气传热给工质 时不可逆损失两部分。