锅炉热效率的简易计算

锅炉热效率的简易计算与分析

对锅炉而言，影响煤耗的因素主要有三类：煤质、运行工况和锅炉自身热效率。查找煤耗偏高的原因，需要对各影响因素进行定量测定分析。测定锅炉热效率，通常采用反平衡试验法。本文对此方法进行了介绍，并简化了计算过程，可用于日常锅炉效率监控。

1 反平衡法关键参数的确定

众所周知，反平衡法热效率计算公式为：

η = 100-(q2+q3+q4+q5+q6)

计算的关键是各项热损失参数的确定。

1.1 排烟热损失q2

排烟热损失q2是由于锅炉排烟带走了一部分热量造成的热损失，其大小与烟气量、排烟与基准温度、烟气中水蒸汽的显热有关。我厂燃煤介于无烟煤和贫煤之间，计算q2可采用如下简化公式：

q2 =(3.55αpy+0.44)×(tpy-t0)/100

式中，αpy——排烟处过量空气系数，我厂锅炉可取为1.45

tpy——排烟温度，℃

t0 ——基准温度，℃

1.2 化学不完全燃烧热损失q3

化学不完全燃烧热损失q3是由于烟气中含有可燃气体CO造成的热损失，主要受燃料性质、过量空气系数、炉内温度和空气动力状况等影响，可采用下列经验公式计算：

q3 =0.032αpy CO×100%

式中，CO——排烟的干烟气中一氧化碳的容积含量百分率，%

我厂锅炉q3可估算为0.5%。

1.3 机械未完全燃烧热损失q4

机械未完全燃烧热损失q4主要是由锅炉烟气带走的飞灰和炉底放出的炉渣中含有未参加燃烧的碳所造成的，取决于燃料性质和运行人员的操作水平，简化计算公式为：

Q4 =337.27×Aar×Cfh/[ Qnet.ar×(100-Cfh)]

式中，Aar——入炉煤收到基灰分含量百分，%

Cfh——飞灰可燃物含量，%

Qnet.ar——入炉煤收到基低位发热量，kJ/kg

1.4 散热损失q5

散热损失q5是锅炉范围内炉墙、管道向四周环境散失的热量占总输入热量的百分率，计算公式为：

Q5 =5.82×De0.62/D

式中，De——锅炉的额定负荷，t/h

D ——锅炉的实际负荷，t/h

1.5 灰渣物理热损失q6

灰渣物理热损失q6包括灰渣带走的热损失和冷却热损失。我厂锅炉为固态除渣炉，且燃料的灰分含量Aar

2 热效率算例分析

由上可知，计算锅炉热效率η简化到只需提供排烟温度、入炉煤灰分与低位发热量、飞灰可燃物含量、蒸汽平均负荷等5个参数即可。这样很容易通过Excel 软件设定公式，进行电算。下表是以2010年2月份的数据为例，计算的6台锅炉的热效率。

参数单位1#炉2#炉3#炉4#炉5#炉6#炉

平均负荷t/h134133132205203212

排烟温度℃137123140139143112

飞灰可燃物%16.747.939.965.36.335.17

入炉煤灰分%27.5427.0227.4127.4228.1130.11

发热量kJ/kg245772482924726246592456823626

q2%5.985.206.156.656.875.14

q3%0.50.50.50.50.50.5

q4%7.813.254.252.162.682.41

q5%0.970.980.980.800.810.82

测定热效率%84.7490.0888.1289.8989.1491.13

设计热效率%89.8489.8489.8491.5891.5890.91

热效率偏离%-5.10+0.24-1.72-1.69-2.44+0.22

可以看出：

(1)6台炉中，2#和6#锅炉的热效率最高，1#炉的热效率最低。1#炉热效率低主要是飞灰可燃物含量高所致。

(2)从q2公式推算，当排烟温度每升高1℃时，锅炉热效率约下降0.05%;当炉膛漏风系数每增加0.1时，锅炉热效率约下降0.4%。计算还表明，空气预热器处漏风基本不影响锅炉效率，只影响送、引风机的电耗。

(3)从q4公式推算，飞灰可燃物每升高1%，锅炉热效率下降0.3%。q4的大小还与煤质相关，在同样的飞灰可燃物情况下，灰分越高，发热量越低，q4越大。

(4)计算热效率采用的是入炉煤的收到基灰分Aar和收到基低位发热量Qnet.ar，因此要对化验单上的分析基灰分Aad和弹筒发热量Qb.ad进行修正。我厂煤质的经验修正公式为：

Aar =0.9334×Aad

Qnet.ar =0.9085×Qb.ad

(5)热效率的高低大致反映了该炉吨汽煤耗的情况，然而并不是决定性的。根据对2009年锅炉煤耗情况的分析，在造成煤耗偏高的因素中，入炉煤质因素约占50%，以给水温度、排污率为主要指标的运行工况因素占26%，锅炉热效率约影响20%。

值得一提的是，计算热效率所需要的数据都能从日常化验报表中得出，因此我们可以以天为单位，甚至以班为单位，进行单台炉热效率的测算、考评，以利于更好地监控、指导生产。