锅炉原理燃料燃烧计算
锅炉的效率计算
锅炉的效率计算
锅炉的效率是指锅炉能够把燃料能够转化为蒸汽或热水的能力，通常用燃料的有效利用程度来衡量。
计算锅炉的效率可以使用以下公式：
效率=100%×(热损失/燃料热值)
其中，热损失为燃料中能量转化为其他形式消耗的部分，燃料热值为单位燃料中所蕴含的能量。
根据热损失的不同类型，可以将锅炉的效率分为以下几种：
1.锅炉烟气效率：指燃料中的能量转化为烟气中的能量的比例。
计算公式为：
锅炉烟气效率=100%×(烟气中能量损失/燃料热值)
烟气中的能量损失包括烟气中水蒸气的凝结损失、烟气中未完全燃烧的燃料损失等。
2.锅炉燃烧效率：指燃料中的能量转化为锅炉内部的能量的比例。
计算公式为：
锅炉燃烧效率=100%×(锅炉内部能量损失/燃料热值)
锅炉内部的能量损失包括燃料的化学反应不完全导致的热损失、燃料中水分蒸发带走的能量损失等。
3.锅炉传导效率：指从燃料燃烧区域传导到锅炉水冷壁的能量比例。
计算公式为：
锅炉传导效率=100%×(传导热损失/燃料热值)
传导热损失主要是由于锅炉炉墙、炉排等在传导过程中的能量损失。
4.锅炉无效损失效率：指锅炉中除烟气、燃烧和传导效率外其他能量损失的比例。
计算公式为：
锅炉无效损失效率=100%×(无效损失/燃料热值)
无效损失包括散热损失、泄漏损失、辅助设备损失等。
通过计算以上各个效率的值，可以得到锅炉的总效率。
锅炉效率的提高可以通过改善锅炉设计、优化燃烧过程、提高热交换效果等方式来实现。
同时，定期进行锅炉设备的维护和清洁也可以有效提高锅炉的效率。
电厂锅炉燃料燃烧计算
式中 C ar 、S ar 合并在一起，是因为 C、 S的完全燃烧反应方程式
可写成通式 RO2 RO 2 ，其中，RCar0.37Sa 5r称为1kg燃 料中“当量碳量”。此外，进行烟气分析时，一般将其的燃烧产物和的 容积一起测定。
第一节二、理实论际空供气给量空气和量过和量过空量气空系气数
系数
实际送入锅炉内的空气量要比理论空气量大些，这一空气量称为
实际空气量，用符号表示，单位是m3/kg（m3/m3）。
实际空气量与理论空气量之比称为过量空气系数，用符号 表示，
Vk VO
（3——9）
实际供给空气量与理论空气量之差称为过量空气，用符号V 表示，
过量空气系数的最佳值与燃料种类、燃烧方式及燃烧设备的完善程度有关，应通 过试验确定。各种锅炉在燃用不同燃料时的过量空气系数值见表3-1。
第二节 烟气成分及烟气容积计算
一、烟气成分 • 烟气成分是指燃料燃烧后生成的产物——
烟气及其携带的灰粒。 • 烟气携带的灰粒占容积百分比较小，通常
计算时都略去不计。 • 烟气是由多种气体成分组成的混合物，主
3.当 1 且不完全燃烧时，烟气容积是：
V y V C 2 O V S 2 O V N 2 V H 2 O V O 2 V CO m3/kg（3—13）
第二节 烟气成分及烟气容积计算
二、烟气容积计算 1.理论烟气容积 ：是指当 1 且完全燃烧时所生成的烟气容积。
V y 0 1 . 8 C 6 a 1 r 0 . 6 3 S 0 a 7 r 0 0 . 8 5 1 N a r 0 0 . 7 V O 0 9 0 . 1 H a 1 r 0 . 0 1M 1 a r 0 2 . 0V 4 1 O
锅炉设备空气动力计算
锅炉设备空气动力计算引言锅炉是工业生产中常用的热能转换设备，通过燃烧燃料产生高温高压的蒸汽或热水，用于供热或发电。
在锅炉运行过程中，空气动力计算是非常重要的一环，它可以帮助我们确定锅炉所需的空气量和风机的运行参数，保证锅炉的正常运行和热能的高效利用。
一、空气需求量计算1. 燃料燃烧所需的理论空气量燃料的燃烧需要一定的氧气参与，理论上每种燃料在完全燃烧时所需的空气量是固定的。
常见燃料的理论空气量如下：- 煤：1kg煤需要7-8kg空气；- 油：1kg燃油需要12-14kg空气；- 天然气：1m³天然气需要9-10m³空气。
2. 燃料燃烧过程中的过剩空气量过剩空气量是指燃烧过程中实际供给的空气量与理论所需空气量之间的差值。
过剩空气量的大小直接影响锅炉的热效率和燃烧产物的排放。
一般情况下，煤炭锅炉的过剩空气量为20-30%，油燃锅炉为10-20%，天然气锅炉为5-10%。
3. 锅炉的额定蒸发量和额定热负荷额定蒸发量是指锅炉在规定的工况下所能产生的蒸汽或热水的质量。
额定热负荷是指锅炉在额定工况下所需的热能输入量。
根据锅炉的额定蒸发量和额定热负荷，可以计算出锅炉的额定空气量。
4. 高效锅炉的空气需求量对于高效锅炉，由于其燃烧过程更为充分，空气需求量相对较低。
一般来说，高效锅炉的过剩空气量可以控制在10%以下。
二、风机参数计算1. 风机的静压风机的静压是指风机在运行时所产生的压力差，用于克服锅炉系统的阻力和风道的阻力。
静压的大小与锅炉的设计参数和系统的阻力特性有关。
2. 风机的风量风机的风量是指风机在单位时间内所能输送的空气体积。
风量的大小与锅炉的额定空气量和过剩空气量有关。
3. 风机的功率风机的功率是指风机在运行时所消耗的电能或热能。
风机的功率与风机的静压和风量有关。
4. 风机的效率风机的效率是指风机在工作过程中能量转换的有效性。
风机的效率与风机的设计参数、运行条件和负载特性有关。
三、锅炉空气动力计算实例以某燃煤锅炉为例，该锅炉的额定蒸发量为10吨/小时，额定热负荷为7兆瓦。
新03 燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白
第一节 燃烧过程的化学反应
锅炉设计中的重要部分 热力计算
单位质量1kg燃料燃烧
课程 设计
需要的空气量
生成的烟气量
燃料(C、H、O、N、S)完全燃烧过程： C + O2 CO2 2H2 + O2 2H2O S + O2 SO2
不完全燃烧： 2C + O2 2CO
' ky
" ky
' ky
ky
py
解释以上各式的意义
' ky
" ky
gr
" ky
l"
l
zf
l"
" ky
l
zf
解释以上各式的意义
第三节 燃烧生成的烟气量(计算)
完全燃烧的烟气：
1. 可燃物燃烧生成的CO2、H2O、SO2 2. 燃料和空气中的N2 3. 过量空气中未反应的O2 4. 水蒸汽
最佳的炉膛出口过量空气系数
q q2＋q3＋q4
q2
q4
q3
l
q2＋q3＋q4 之和最小
q3-化学不完全燃烧热损失
可燃气体不完全燃烧热损失 <0.5% 煤粉炉一般q3=0 CO、H2、CH4未完全燃烧放热随烟气带走的热损 失 影响因素：①燃料的挥发分
②炉膛过量空气系数、燃烧器结构和 布置、炉膛温度、炉内空气动力场
12 100
100
1kg燃料完全燃烧所需氧量：
1.866 Car 5.55 Har 0.7 Sar 0.7 Oar , Nm3
100
100 100 100
1kg燃料完全燃烧所需理论空气量V0：
第2章 燃料及燃烧计算=长沙理工大学锅炉原理
煤的可磨性系数与磨损指数
煤的可磨性系数：
国际标准：哈德格罗夫法（Hardgrove法），测定哈氏可磨性指数HGI
煤的磨损性指数 表示磨损的轻重程度；旋转磨损试验仪；冲刷式磨损试验仪：Ke＝E/At
Page 14
Principles of Boiler
2013-8-2
长沙理工大学能动学院
煤的分类
我国动力煤的分类（分类依据: Vadf）
氧)可通过燃料中可燃元素（C、H、S）的燃烧化学反应方程式求得
V 0 1 (1.866 C a r 5.56 H a r 0.7 S a r - 0.7 O a r ) 0.21 100 100 100 100
0.0889(Car 0.375Sar ) 0.265H ar 0.333Oar
0 O Vy0 VRO2 VN2 VH 2O
(Car 0.375Sar ) N 0.8 ar 0.79V 0 100 100 H ar M ar 11.1 1.24 0.0161V 0 , Nm3 / kg 100 100 1.866
Page 15 Principles of Boiler 2013-8-2
长沙理工大学能动学院
煤的类型
无烟煤
碳化程度高，含碳量很高，达95%，杂质很少，发热量很高,约 为25000～32500 kJ/kg；
挥发份很少，小于10%，Vdaf析出的温度较高（可达400℃），着 火和燃尽均较困难,储存时不易自燃 褐煤 碳化程度低，含碳量低，约为40～50%，水分及灰分很高，发热 量低, 约10000～21000 kJ/kg； 挥发分含量高，约40～50%，甚至60%，挥发分的析出温度低 （＜200℃），着火及燃烧均较容易
锅炉题和答案
第一章：绪论1、计算1台1025t/h 亚临界压力自然循环锅炉的年耗煤量、灰渣排放量。
已知，锅炉每年的运行小时数为6000h ，每小时耗煤128t ，煤的收到基灰分为A ar =8%。
答：解：（1）每年的煤耗量Ba=6000×128=76.8×104×8/100=6.144×104（t/a ）（2）每年的灰渣（飞灰、沉降灰、底渣之和）排放量44hz 876.810 6.14410(/)100100ar aA MB t a ==⨯⨯=⨯ 计算结果分析与讨论：（1）燃煤锅炉是一种煤炭消耗量很大的发电设备。
（2）1台300MW 机组每年排放的灰渣总量达到6.144万t ，应当对电厂燃煤锅炉排放的固体废弃物进行资源化利用，以便降低对环境的污染。
2、分析煤粉炉传热过程热阻的主要构成及提高煤粉炉容量的技术瓶颈。
答：传热系数的倒数2111()()()g m h K δδδαλλλα=++++ 其中，蒸汽或者水侧的对流放热系数α2=2000~4000W/(m2•K)，烟气侧的对流放热系数α1=50~80W/(2m •K)。
导热热阻相对较小，可以忽略不计。
因此锅炉的主要热阻出现在烟气侧。
要提高锅炉的容量，必须设法增加烟气侧的对流换热系数或者受热面面积。
煤粉炉提高容量的技术瓶颈就是烟气侧对流放热系数太小。
3、分析随着锅炉容量增加，锅炉给水温度提高的原因。
答：（1）锅炉的容量越大（即蒸汽流量D 越大），水蒸气的压力就会越高。
根据水的热力学性质，压力越高，水的饱和温度越高。
（2）为了保证水冷壁的系热量主要用于蒸发，而不是用于未饱和水的加热。
进入水冷壁的水的温度与对应压力下的饱和温度之间的差值基本上是常数。
（3）水在省煤器中吸热提高温度基本上是常数。
（4）综合分析（1）、（2），随着锅炉容量增加、水蒸气的压力就会提高。
来自省煤器出口的水与未饱和温度之间的差值等于常数，因此省煤器出口的水温会随着锅炉的容量的提高而提高，有因为水在省煤器中吸热提高温度基本上是常数，所以省煤器的入口水温，即给水温度随着锅炉容量的提高而提高。
锅炉原理及计算
锅炉原理及计算锅炉是利用燃料燃烧产生的热能，将水加热蒸发成为蒸汽，从而产生动力的热能设备。
它是工业生产中常用的热能设备，广泛应用于发电、供热、蒸汽动力等方面。
锅炉的工作原理及计算是锅炉领域中的重要知识，下面将对锅炉的原理及计算进行介绍。
1. 锅炉的工作原理。
锅炉的工作原理主要包括燃料燃烧、热能传递和水蒸气生成三个过程。
首先，燃料在锅炉燃烧室内燃烧，释放出热能。
然后，燃烧释放的热能通过锅炉的加热表面传递给水，使水温升高并逐渐转化为蒸汽。
最后，蒸汽产生后，可以用于驱动发电机发电、供暖或其他动力设备工作。
2. 锅炉的热效率计算。
锅炉的热效率是衡量锅炉能源利用率的重要指标，通常用热效率来表示。
锅炉的热效率是指锅炉产生的蒸汽热量与燃料燃烧释放的热量之比。
计算公式如下：热效率 = (锅炉产生的蒸汽热量 / 燃料燃烧释放的热量) × 100%。
其中，锅炉产生的蒸汽热量可以通过测量蒸汽流量和蒸汽温度来计算，燃料燃烧释放的热量则可以通过测量燃料的热值来计算。
3. 锅炉的热平衡计算。
锅炉的热平衡计算是指在锅炉运行过程中，各部分热量的平衡计算。
通常包括燃料燃烧释放的热量、加热表面吸收的热量、水蒸气生成的热量等。
在锅炉设计和运行中，热平衡计算是非常重要的，可以帮助工程师了解锅炉的热量分布情况，指导锅炉的优化设计和运行。
4. 锅炉的热损失计算。
锅炉的热损失是指在锅炉运行过程中，由于传热表面不完全覆盖、热辐射、烟气排放等原因导致的热量损失。
热损失的计算可以通过测量锅炉表面温度、烟气温度、热辐射等参数来进行。
减少锅炉热损失是提高锅炉热效率的重要手段，可以通过改善锅炉传热表面、优化燃烧等方式来降低热损失。
5. 锅炉的燃料计算。
在锅炉运行过程中，燃料的消耗量是一个重要的参数。
燃料的计算可以通过测量燃料的质量和热值来进行。
燃料的计算可以帮助工程师了解锅炉的运行情况，指导燃料的选择和供给。
总结。
锅炉的工作原理及计算是锅炉领域中的重要知识，对于工程师和操作人员来说，掌握锅炉的工作原理和计算方法可以帮助他们更好地理解锅炉的运行情况，指导锅炉的优化设计和运行。
锅炉原理燃料燃烧计算
1 α= O2 − 0.5CO 79 1− × 21 100− (RO + O2 + CO) 2
过量空气系数
ROmax 2 α≈ RO2
完全燃烧且不计β 完全燃烧且不计β
21 α≈ 21−O2
推导过程
燃料的燃烧计算
不完全燃烧时的过量空气系数
α =
V V = = 0 V - ∆ Vg V 1 = ∆ Vg V 1 (α − 1)V 1− αV 0
0
10
由式 V O 2 ＝0.21 (α − 1)V ＋ 0.5 V CO ，可得 (α − 1)V ＝
0
V O 2 － 0.5 V CO 0 . 21
固体和液体燃料 N ar 比较小，可忽略不计。
0 N2
则由式
VN2 N ar 0 0 0 0 V ＝0 . 8 ＋ 0 . 79 V ， V N 2 = V N 2 + 0 . 79 (α − 1)V , 得 α V ＝ 100 0 . 79 1 将以上两式代入第一式 ，得 α ＝ 0 . 79 V O 2 − 0.5 V CO 1− 0 . 21V N 2
= V gy + V
1kg C + 1.866 Nm3 O2 → 1.866 Nm3 CO2 1kg C + 0.933 Nm3 O2 → 1.866 Nm3 CO H 2O
Car VCO2 +VCO = 1.866 100
燃料的燃烧计算
不完全燃烧时烟气中氧的体积
V O 2 = 0 . 21 (α − 1)V + 0 . 5 × 1 . 866
燃烧计算的物理模型 kg燃料为计算基础 以1kg燃料为计算基础 所有气体均视为理想气体（22.4Nm3/kmol） /kmol） 所有气体均视为理想气体（22. 假定完全燃烧 略去空气中的稀有成分，认为空气只由N 略去空气中的稀有成分，认为空气只由N2和O2 组成，且二者容积比为79 79： 组成，且二者容积比为79：21
锅炉热力计算
炉内传热计算模型
炉内传热计算目的 确定炉膛出口烟气温度和炉膛的辐射传热量， 以便进行对流受热面的换热计算及锅炉热平衡校核。 为应用传热学基本原理分析炉内辐射传热，简化计算，需作以下假设
把传热过程和燃烧过程分开，在必须计及燃烧工况影响时，引入经 验系数予以考虑
炉内传热只考虑辐射换热，略去约占总换热量5%的对流换热 炉内的各物理量（温度、黑度和热负荷等）认为是均匀的 与水冷壁相切的平面是火焰的辐射面，也是水冷壁接受火焰辐射的 面积，称为水冷壁面积 这样，炉内火焰与四周炉壁之间的辐射换热可简化为两个互相平行 的无限大平面间的辐射换热来考虑
3/22
工质对流吸热量Qdx
从炉膛（透过屏）向屏后受热面的直接辐射热， 即来自炉膛的辐射热量经屏吸收后，继续向屏后 受热面辐射的热量
Qf
Qf
(1a)xp
a 为屏间烟气黑度，用后述有关公式计算确定
4/22
工质对流吸热量Qdx
x p 为屏进口截面对出口截面的角系 数，表示炉膛辐射热透过屏间空间而
落在屏后面受热面的部分
式中：I
0 rk
、I 0lk
分别为理论热空气、冷空气的焓，KJ/Kg。
5/12
炉膛出口烟气温度及 辐射传热量计算式
高温烟气和管壁间辐射换热量应等于炉内烟气的放热量，由此可得 炉内辐射传热基本方程式
a 0 p F jT h 4 y B jV p(C T ja T ）
根据相似理论将上述方程变换为无因次相似准则方程可得到炉膛出
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Q 下f 列a 公 式0 计( 算x ：iF i)T (h 4 yT b 4) a 0( x iF i)T h 4(y 1 T T h 4 b 4) yk , W 式中：a 为炉膛黑度；Fi 为布置水冷壁的炉墙面积，m2 ，xi为 水
锅炉热力计算
锅炉热力计算锅炉热力计算是指计算燃煤、燃油、燃气等能源燃烧后产生的热量与蒸汽的转换效率，是评估锅炉工作性能和能源利用效果的重要指标。
本文将介绍锅炉热力计算的相关内容，包括热效率计算、燃料燃烧热计算、热负荷计算以及节能措施。
1. 热效率计算：热效率是衡量锅炉能源利用率的重要指标，其计算公式为：热效率 = 实际产热值 / 理论产热值 * 100%其中，实际产热值表示锅炉通过燃料燃烧释放的可利用热量，理论产热值是指锅炉燃料完全燃烧时所释放的热量。
2. 燃料燃烧热计算：锅炉燃料燃烧热量是指燃料在单位时间内释放的热量，其计算公式为：燃料燃烧热量 = 燃料消耗量 * 燃料热值其中，燃料消耗量表示单位时间内燃料的消耗量，燃料热值表示单位质量燃料所含的热量。
3. 热负荷计算：热负荷是指锅炉需要提供的热量，其计算公式为：热负荷 = 热负荷系数 * 热效率 * 燃料燃烧热量其中，热负荷系数是根据工程需要和所用能源类型进行确定的。
4. 节能措施：为提高锅炉的能源利用效果，可以采取一些节能措施，如下：- 锅炉热效率提高：通过改进燃烧系统、优化锅炉结构等方式，提高锅炉的热效率。
- 锅炉余热利用：利用锅炉排放废气、废烟等余热，进行蒸汽、热水等能量的回收与再利用。
- 锅炉运行优化：采用智能控制系统，通过合理的调节和运行参数优化，降低能源消耗。
- 锅炉设备更新：更换老化设备、选用新型高效节能设备，提高整个系统的能源利用效率。
总之，锅炉热力计算是评估锅炉工作性能和能源利用效果的重要指标。
通过热效率计算、燃料燃烧热计算和热负荷计算，可以评估锅炉的能源利用效率，并采取相关措施提高其节能效果。
在实际应用中，还需根据具体情况进行参数调整和优化，以达到最佳的节能效果。
锅炉课程设计计算书
锅炉课程设计一．设计 任务书1.额定蒸发量 D = 35 t/h2. 蒸汽压力 p= 2.5 M a p (表压)3. 蒸汽温度 gr t = 350℃4.给水温度 gs t = 105℃ 5．冷空气温度 lk t = 30℃ 6.空气预热温度 yr t = 165℃ 7.排烟温度 py θ = 185℃ 8.排污率 pw p = 5％ 9.燃料特性：⑴ 燃料种类： Ⅲ类烟煤； ⑵燃料应用基成分：（见下表）一：锅炉燃料与燃烧计算㈠：理论空气量、理论烟气容积的计算 1.理论空气量：0k V =0.0889（y C +0.375y S ）+0.265y H -0.0333y O=0.0889（57.42+0.375×0.46）+0.265×3.81-0.0333×7.16=5.891 3N m /㎏2.三原子气体容积：2RO V =0.01866×（y C +0.375y S ）=0.01866×（57.42+0.375×0.46）=1.075 3N m /㎏3.理论氮气容积：02N V =0.790kV +0.8×100yN =0.79×5.891+0.8×10093.0 =4.661 3N m /㎏4.理论水蒸气容积：02O H V =0.111y H +0.0124y W +0.01610k V =0.111×3.81+0.0124×8.85+0.0161×5.891=0.627 3N m /㎏5.理论烟气量：0y V =2RO V +02N V +02O H V =1.075+4.669+0.627=6.371 3N m /㎏㈣：1N3m气体空气及1㎏灰焓（表-5）㈤：烟气温焓表（表-6）二 锅炉热平衡及燃料消耗量计算㈠：锅炉热平衡及燃料消耗量计算 1.燃料低位发热量：dw Q =4.187[81C+246H-26(O-S)-6W]=4.187[81×57.42+246×3.81-26(7.16-0.46)-6×8.85] =22446.4 kJ/㎏ 2.冷空气理论焓：0lk h =0k V ()k c ϑ =5.891×39.6=233.3 kJ/㎏3.排烟温度 py θ= 185℃ （设计给定）4.排烟焓：根据py a =1.85 查 （表-6）有1t =100 ℃ 1h =1544.4 kJ/㎏ 2t =200 ℃ 2h =3118.3 kJ/㎏ 用内插法有 t =185℃ 时py h =12112))((t t t t h h ---+1h =100200)100185)(4.15443.3118(---+1544.4=2882.2 kJ/㎏5.固体不完全燃烧热损失：查注（二）表3-2有 4q = 10 (％)6.气体不完全燃烧热损失：查注（二）表3-2有 3q = 1.5 (％)7.排烟热损失： 2q =dwpy py Q a h )(-（100-4q ） =4.224463.23385.12.2882⨯-（100-10）=9.83 (％)8.散热损失：查注（二）表3-4有 5q = 1.0 (％)9.灰渣物理热损失：查 李加护《锅炉课程设计》表2-4取hz α=0.1， 取pz t =600℃，和式2-12，查叶江明《电厂锅炉原理及设备》表2-10 有hz c ϑ=561 kJ/㎏6Q =hzα100Ahz c ϑ=0.1×21.37×561/100=119.89 kJ/㎏ 6q =6Q /dw Q =119.89/22446.4= 0.54 (％)10.锅炉总热损失：∑q =2q +3q +4q +5q +6q =9.83+1.5+10+1.0+0.54 =22.87 (％)11. 锅炉热效率：η=100-∑q =100-22.87=77.13 (％) 12. 过热蒸汽焓：取P=2.5M a P gr t = 350℃ 查附表3有1t =340 ℃ 1h =3105.3 kJ/㎏ 2t =360 ℃ 2h =3151.0kJ/㎏ 用内插法有 t =350℃ 时gr h =12112))((t t t t h h ---+1h =340360)100185)(3.31050.3151(---+3105.3=3126.45 kJ/㎏13. 饱和水焓：取P=2.5+0.1=2.6M a P 查附表2有 bh h =971.2 kJ/㎏14.给水焓 gs t = 105℃ 查 李加护《锅炉课程设计》表B-7有1P = 2 M a P11t =100 ℃ 11h =420.5 kJ/㎏ 12t =120 ℃ 12h =505.0 kJ/㎏ 用内插法有gs t = 105℃ 时1h =1112111112))((t t t t h h ---+1h =100120)100105)(5.4200.505(---+420.5=441.63 kJ/㎏2P =3M a P21t =100 ℃ 21h =421.2 kJ/㎏ 22t =120 ℃ 22h =505.7 kJ/㎏用内插法有gs t = 105℃ 时2h =2122212122))((t t t t h h ---+21h =100120)100105)(2.4217.505(---+421.2=442.33 kJ/㎏用内插法有P = 2.5M a P 时gs h =12112))((P P P P h h ---+1h =23)25.2)(63.44133.442(---+441.63=442.0 kJ/㎏15．锅炉有效利用热：gl Q =D ×)(10)(1033gr pw pw gs gr h h D P h h -⨯+-=35×310（3126.45-442.0）+5%×35×310 (971.2-441.98)=94860360 kJ/h16.燃料消耗量： B =100⨯ηdw gl Q Q =10013.774.2244694860360⨯⨯=5479.9 kJ/h17.计算燃料消耗量：j B =B （1-1004q ）=5479.9×（1-10010）=4931.9 kJ/h 18.保热系数：ϕ=1-.113.770.1155+-=+q q η=0.987 ㈡：锅炉热平衡及燃料消耗量计算汇总表 （表-7）三 炉膛热力计算㈠：炉膛结构设计计算1. 燃料低位发热量：dw Q =22446.4 kJ/㎏2. 燃料消耗量： 'B =36009.54793600=B =1.522 ㎏/s3. 计算燃料消耗量 36009.49313600'==jj B B =1.370 ㎏/s4. 查《工业锅炉手册》表3.1-3有炉排热负荷： R q =700～1050 kw/㎡ 取R q =950 kw/㎡ 炉膛容积热负荷 ：v q =232.6～348 kw/3m 取v q =280 kw/3m5. 炉膛容积：V=v dw q Q B '=2804.22446522.1⨯=122.0 3m6. 炉排面积：R=Rdw q Q B '=9504.22446522.1⨯=36.0 ㎡7. 查《工业锅炉手册》表3.1-12可选炉排为8500×4520 mm （横梁式）取有效宽度为b=4420 mm.则有效长度l=42.40.36=8145mm 8. 炉膛结构尺寸计算：⑴ 查《工业锅炉手册》表3.1-11⑵ 取上炉排为0势面，A ，I 标高为同高 500 mm ⑶ 后拱长：取2a （MN ）=0.5L=0.5×8145=4070 mm⑷ 取后拱倾角为12°，则B 点标高为B=MN tan 12°=1365 mm ⑸ 取C ，F 同标高为2800 mm⑹ 取BC 倾角55°，DE 倾角15°，GF 倾角25°⑺ 前拱遮盖炉排长度为：1a (JK)=0.3L=0.3×8145=2445 mm⑻ 取JK ︰KL=1︰2 则Jk=244531⨯=815 mm ，kL=244532⨯=1630 mm⑼ LM=L-（JL+MN ）=8145-（2445+4070）=1630 mm⑽ CO=︒-55tan B C =︒-55tan 13652800=1005 mm 8. 炉膛结构计算⑴. V=122.0 3m 由炉排型号综合考虑，取炉膛宽为5000 mm⑵.侧墙 cq S =5V =5122=24.4 ㎡ ⑶. 1S =（0.5+1.365）×4.07×21=3.8㎡ ⑷. 2S =1005)3665.18.2(21⨯+=0.72㎡⑸. 3S =2.8×（8.145-4.07-2.445）=4.56㎡⑹. 4S =（0.5+0.88）×0.815×21=0.56㎡ ⑺. 5S =（1.859+2.8）×1.63×21=3.80㎡⑻. 6S =21×2.635×2.635︒15tan = 0.93㎡⑼7S =cq S -（1S +2S +3S +4S +5S +6S ）=24.4-(3.8+0.72+4.56+0.56+3.8+0.93) =10.03㎡⑽. 求出第7区的高度为：h =635.27s =635.203.10=3.806 ∴ E 点标高为：2800+3806=6606 mmD 点标高为：6606+2635︒15tan =7132 mm⑾． 后墙：AB=︒12cos 07.4=4.161 mBC=︒55cos 005.1 1.752 mCD=7.312-2.800=4.512 mhq F =(0.5+4.161+1.752+4.512) ×5=54.63 ㎡ ⑿. 前 顶墙： IH=︒25cos 815=0.899 mHG=1.859-0.88=0.979 mGF=︒30cos 630.1=1.882 mFE=6.606-2.800=3.806 mED=︒15cos 635.2=2.728 mqq F =(0.5+0.899+0.979+1.882+3.806+2.728) ×5=53.97 ㎡ ⒀. 炉壁总面积：lb F =2×cq S +hq F +qq F =2×24.4+54.63+53.97=157.4 ㎡⒁. 炉膛有效辐射受热面：① 前墙覆盖耐火涂料标高取为3.300 m,则水冷壁曝光面长度为：1L =DE-EF-(3.3-2.8)=2.728-3.806-(3.3-2.8 )=6.034 m ② 耐火涂料覆盖长度为：2L =（ED+DF+FG+GH+HI ）-1L =（2.728+3.806+1.882+0.979+0.899）-6.034 =4.26 m③ 取水冷壁：s=170mm d=51mm e=25.5mm n=28根 则 d s =3.33 d e =0.5 查教图7-2有1x =0.59 2x =11q H =（28-1）×0.17×6.034×0.59=16.34㎡ 2q H =（28-1）×0.17×4.26×1=19.55㎡查教表7-1 1ξ=0.6 2ξ=0.2q H ξ=1ξ1qH +2ξ2q H =0.6×16.34+0.2×19.55=13.71㎡ ④ 后墙：烟窗高取1.5mDC+CB-1.5=4.512+1.752-1.5=4.76 m AB=4.161 mS=170mm d=51mm n=28根 e=25.5 d s =3.33 d e =0.5查教图7-2有 1x =0.59 2x =11h H =（28-1）×0.17×4.76×0.59=12.89㎡ 2h H =（28-1）×0.17×4.161×1=19.10㎡查教表7-1 1ξ=0.6 2ξ=0.2h H ξ=1ξ1hH +2ξ2h H =0.6×12.89+0.2×19.10=11.55㎡ ⑤ 烟窗:S=340mm d=51mm h=1.5 x=1 n=14根 ξ=0.6ch H =（n-0.5）×s ×h ×x=(14-0.5) ×0.34×1.5×1=6.63 ㎡ c H ξ=ξch H =0.6×6.63=3.98 ㎡⑥ 侧墙：于后拱处设观火孔讲水冷壁分左右两部分，如图左侧下集箱标高为0.5m ，右侧下集箱与后拱同高1.365m 观火孔取一砖（230mm ）有RS=2635-1005=1400 mm=1.4 mP 点标高为6.606+1.4︒15tan =6.981 m Q 点标高为6.606+1.63︒15tan =7.043 mA S =(EL+JM) ×LM ×21=(6.606-0.5+6.981-0.5) ×1.4× 21=8.81 ㎡B S =(7.043-1.365+7.312-2.8)×1.005×21=5.12 ㎡C S =1.4×0.5=0.7 ㎡水冷壁布置为：S=105mm d=51mm e=65mm 则 d s =2.06 de =1.375查教图7-2有 1x =0.87 2x =11cH =（A S +B S ）×1x =（8.81+5.12）×0.87=12.1 2c H =C S ×2x =0.7×1=0.7 查教表7-1 1ξ=0.6 2ξ=0.2c H ξ=1ξ1cH +2ξ2c H =0.6×12.1+0.2×0.7=7.4㎡ ∑H ξ=qHξ+h H ξ+c H ξ+2c H ξ=13.71+11.55+3.89+2×7.08=43.95 ㎡⒂．炉膛平均热有效系数：L ψ=lbF H ∑ξ=7.15495.43=0.284⒃．炉膛有效辐射层厚度： s=R F V lb +6.3=1.364.1571226.3+⨯=2.27 m ⒄. 燃烧面与炉墙面积之比： 4.1570.36==lb F R ρ=0.229 ⒅. 辐射受热面面积：f H =1q H +2q H +1h H +1h H +ch H +2（1c H +2c H ）=16.34+19.55+12.89+19.10+6.63+2×（12.1+0.7） =100.11 ㎡㈡. 炉膛热力计算1. 燃料低位发热量：dw Q =22446.4 kJ/㎏2. 燃料消耗量： 'B =36009.54793600=B =1.522 ㎏/s 3. 计算燃料消耗量： 36009.49313600'==jj B B =1.370 ㎏/s4. 保热系数： ϕ=0.9875. 炉膛出口过量空气系数："a =1.56. 炉膛漏风系数l a ∆=0.107. 冷空气焓：0lk h =233.3 kJ/㎏8. 热空气温度：rk t =160 ℃ 9. 热空气焓：查表6有1t =100 ℃ 1h = 777.6 kJ/㎏ 2t =200℃ 2h =1567.0 kJ/㎏ 内插 t =160 ℃ 时=+-=--1121120))((h t t t t h h h rk =+---6.777100200)100160)(6.7770.1567(1251.2 kJ/㎏ 10. 空气带入炉内的热量：k Q =（"a -l a ∆）0rkh +l a ∆0lk h =（1.5-0.1）×1251.2+0.1×233.3=1775.0 kJ/㎏11. 炉膛有效放热量：l Q =k dw Q q q q q Q +----4643100100=22446.60.177********.0105.1100+----=23712.6 kJ/㎏12.理论燃烧温度： 取50.1=α 查表61t =1500℃ 1h =22198.8 kJ/㎏ 2t =1600℃ 2h =23848.9 kJ/㎏内插l Q =23712.6 kJ/㎏ 时ll t =112112))((t h h h Q t t l +---=15008.221989.23848)8.221986.23712)(15001600(+--- =1591.7 ℃13. 理论燃烧绝对温度 ：ll T =ll t +273=1591.7+273=1864.7 K14. 炉膛出口烟温：先假后校 "lj t =1000 ℃15. 炉膛出口绝对烟温："lj T =1000+273=1273 K 16. 炉膛出口烟焓：按="a 1.50 查表6有lj h "=14170.4 kJ/㎏ 17. 烟气平均热容：pj vc )(=""lj lj ljl T T h Q --=12737.18644.141706.23712--=16.1 kJ/㎏℃18. 三原子气体容积份额：q r =O H RO r r 22+=0.1149+0.0720=0.1869 19. 三原子气体总分压力：q p =q r ×P=0.1917×0.1=0.01869 a MP 20. 三原子气体辐射能力：q p s =0.01869×2.27=0.0424a MP .m 21. 三原子气体辐射减弱系数：q q r k =10)100037.01)(1.0106.178.0("2⨯--⨯+q lj q OH r T s p r =101869.0)1000127337.01)(1.0100424.00720.06.178.0(⨯⨯--⨯⨯+ =1.26 （1/a MP .m ）22. 烟气密度：y ρ=yy V G =356.925.13=1.42㎏/3m 23. 烟气灰粒平均直径：h d =20m μ 查 注（三）274P 表7-3 24. 烟气中灰粒无因次浓度：h μ=yfh G Aa 100=25.131002.037.21⨯⨯=0.0032 （fh a =0.15～0.3）25.灰粒的减弱系数：h K =322")(43000hlj ydT ρ=32220127342.143000⨯⨯=70.55 （1/a MP .m ）26. 焦炭粒的减弱系数：c K =10.2 （1/a MP .m ） 查 注（三）275P 27. 无因次数：1x =0.5 查 注（三）275P 28. 无因次数：2x =0.03 查 注（三）275P 29. 气体介质吸收力：ps k =ps x x k k r k c h h q q )(21++μ=27.21.0)03.05.02.100032.055.7026.1(⨯⨯⨯⨯+++ =0.37230. 火焰黑度：hy a =1-kps e -=1-372.0-e =0.311 31. 炉膛黑度：l a =)1)(1)(1(1)1(ρψρ-----+l hy hy hy a a a =)229.01)(284.01)(311.01(1229.0)311.01(311.0----⨯-+=0.75732. 系数：M=0.59 （厚煤层） 查 注（三）273P 表7-2 33．炉膛出口烟气温："l t =1))(1067.5(6.0'311+⨯⨯-pjj ll l lb l llvc B T a F M T ϕψ-273 =1)1.1637.1987.06.1864757.04.157284.01067.5(59.06.18646.0311+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯--273 =1038.5 ℃34. 校核：∆=""lj l t t -=10005.1038-=38.5＜100 故假设炉膛出口温度1000℃正确 故炉膛出口温度为1038.5℃ 35．炉膛出口烟焓：按="a 1.50 查表61t =1000℃ 1h =14170.4kJ/㎏ 2t =1100℃ 2h =15744.1kJ/㎏内插"lj t =1038.5℃ 时=+--=-1121"12"))((h t t t t h h h lj l 4.1417010001100)10005.1038)(4.141701.15744(+---=14776.3 kJ/㎏36. 炉膛辐射放热量：f Q =)("l l h Q -ϕ=0.987（23712.8-14776.3）=8820.3 kJ/㎏ 37. 辐射受热面热强度：f q =∑ffj HQ B ξ'=11.1002.874137.1⨯=119.6 kw/㎡㈢：炉膛热力计算汇总表四.凝渣管结构设计及热力计算㈠ 凝渣管结构设计计算1. 第1 、第2排 错列'1s =340mm d=51mm n=14根/排，则ds '1=51340=6.67查教图7-2有 '1x =0.2⑴．受热面积'H =n dl 2⨯π=3.14×0.051×1.5×2×14=6.73 ㎡ ⑵．烟气通流截面积'F =4.98×1.5-14×1.5×0.051=6.40 ㎡ 2. 第3 、第4排 顺列"1s =170mm d=51mm n=28根/排 则ds "1=170/51=3.33查教图7-2有 "1x =0.41⑴． 受热面积"H =n dl 2⨯π=3.14×0.051×1.5×2×28=13.46 ㎡ ⑵． 烟气通流截面积"F =4.98×1.5-28×1.5×0.051=5.33㎡ 3. 凝渣管⑴．总受热面积H ='H +"H =6.73+13.46=20.19 ㎡⑵. 烟气通流截面积:pj F =""''"'F H FH H H ++= 33.546.1340.673.619.20+=5.46 ㎡⑶. 凝渣管受炉膛辐射面积：fz H =4.59×1.5=6.89㎡⑷. 凝渣管角系数：nz x =1-2"12'1)1()1(x x --=1-22)41.01()2.01(-- =0.78⑸. 凝渣管有效辐射面积：f nz H =nz x pj F =0.78×6.89=5.37 ㎡⑹. 横向平均节距：1s =（'1s 'H +"1s "H ）/（'H +"H ）=(0.34×6.73+0.17×13.46)/（6.73+13.46） =0.227 m⑺. 纵向节距： 2s =0.18 m 如图 SHL35-8-03⑻．烟气有效辐射层厚度:S=0.9)14(221-⨯πds s d =0.9×)14051.018.0227.0(051.02-⨯⨯⨯π =0.873⑼. 比值：1σ=d s 1=051.0227.0=4.45 2σ=ds 2=051.018.0=3.53㈡ . 凝渣管热力计算1. 进口温度：1t =1038.5 ℃ 炉膛出口温度 2．进口烟焓：1h =14776.3 kJ/㎏ 炉膛出口烟焓 3. 出口温度：2t 先假设后校核 1000 ℃4. 出口烟焓：2h 按"a =1.50 查表6有 2h =14170.4 kJ/㎏5. 烟气侧对流放热量：rq Q =)(21h h -ϕ=0.987（14776.3-14170.4） =605.9 kJ/㎏6. 平均烟温：pj t =)(2121t t +=)10005.1038(21+=1019.3 ℃7. 管内工质温度： 取P=2.5+0.1a MP 查附表2有 t =226℃ 8. 最大温压：d t ∆=1t -t =1038.5-226=812.5 ℃ 9. 最小温压：x t ∆=2t -t =1000-226=774 ℃10.平均温压：pj t ∆=21（d t ∆+x t ∆）=21（812.5+774）=793.3 ℃ 11．烟气流速：ω=pj pj y j F t V B 273)273('+=64.5273)2733.1019(356.937.1⨯+⨯⨯=10.76 m/s12.水蒸气容积份额：O H r 2=0.0720 烟气特性表 4 13.三原子气体容积份额：2RO r =0.1869 烟气特性表 4 14.凝渣管错列部分：⑴．条件对流放热系数：查教线图7-11 0a =0.080kw/㎡℃ ⑵．修正系数： 查教线图7-11 c c =0.81 ⑶．修正系数： 查教线图7-11 w c =0.91 ⑷．修正系数 查教线图7-11 s c =0.95⑸．错列部分对流放热系数：cl a =0a c c w c s c =0.080×0.81×0.91×0.95 =0.0560 kw/㎡℃15.凝渣管顺列部分：⑴．条件对流放热系数：查教线图7-12 0a =0.070 kw/㎡℃ ⑵．修正系数： 查教线图7-12 c c =0.903 ⑶．修正系数： 查教线图7-12 w c =0.90 ⑷．修正系数 查教线图7-12 s c =1⑸．顺列部分对流放热系数：sl a =0a c c w c s c =0.070×0.903×0.90×1 =0.0569 kw/㎡℃16. 对流放热系数：d a ="'"'H H H a H a sl cl ++=45.1373.645.130569.073.60560.0+⨯+⨯=0.0566 kw/㎡℃17.管壁积灰表面温度： 查教 式7-15 b t =t t ∆+=226+80=306 ℃ 18.条件辐射放热系数：0a =0.202 kw/㎡℃ 查教线图7-18 19.不含灰辐射修正系数：y c =0.93 查教线图7-1820.三原子气体总分压：q p =q r p=0.01869 见表421.三原子气体辐射能力：s p q =0.01869×0.873=0.0163 kw/㎡℃ 22.三原子气体辐射减弱系数：q q r k =10)100037.01)(1.0106.178.0("2⨯--⨯+q lj q OH r T s p r =101869.0)10002738.102137.01)(1.0100163.00720.06.178.0(⨯⨯+--⨯⨯+=2.061 （1/a MP .m ）23.气体介质吸收率：kps =q q r k ps =2.061×0.1×0.873=0.1799 24.烟气黑度：a =kps e --1=1799.01--e =0.164625辐射放热系数：f a =0a a y c =0.202+0.1646+0.93=0.0309 kw/㎡℃ 26.冲刷系数：ξ=1 横向冲刷27.烟气对管壁对流冲刷系数：l a =ξ（d a +f a ）=1×（0.0566+0.0309） =0.0875 kw/㎡℃28.烟窗处炉膛辐射热负荷分布系数：ch y =0.8 注（二）158P 式 7-36d 29.凝渣管吸收炉膛辐射热.'f Q ='jfnzf ch B H q y =37.137.56.1198.0⨯⨯=375.0 kJ/㎏30.有效系数：ψ=0.6 注（二）159P 31.传热系数：K =)1(1''ψψ-+rp fQ Q a =)6.01(10875.06.09.6050.375-+⨯=0.042 kw/㎡℃ 32.传热量：cr Q ='jpjB t KH ∆=37.13.101918.20042.0⨯⨯=630.6 kJ/㎏33.误差∆=rprpcr Q Q Q -×100%=9.6059.6056.630-×100%=4.07%＜5% 故假设温度正确，校核通过。
锅炉热效率计算公式
锅炉热效率计算公式
锅炉热效率计算公式是指将燃料投入锅炉内，经过燃烧后，锅炉蒸发的热能占投入燃料量的百分比，也就是锅炉的热效率。
热效率的计算公式为：
热效率 = 蒸汽功率/燃料热值÷燃料质量
其中，蒸汽功率是指由锅炉蒸发出来的蒸汽能量；燃料热值是指燃料在完全燃烧时释放出来的热能；燃料质量是指投入锅炉内的燃料量。
热效率计算公式可以帮助我们更准确地了解锅炉的热效率，从而更有效地控制锅炉的运行状况，确保锅炉的可靠性和安全性。
锅炉热效率的计算公式也可以帮助我们更好地优化锅炉的设计，选择最佳的锅炉结构以及燃料种类，使得锅炉热效率最大化。
如果锅炉热效率低，可以通过改进锅炉结构和更换燃料来提高锅炉热效率。
锅炉热效率的计算公式也可以帮助我们评估锅炉的能源效率。
如果锅炉的热效率较低，这意味着投入的燃料可以产生更多的热能，从而提高能源利用效率。
锅炉热效率的计算公式对于提高锅炉的效能和能源利用效率至关重要，可以让我们更好地了解锅炉的热效率，从而更有效地控制锅炉的运行状况。
锅炉燃料及燃烧计算
（4）干燥无灰基daf（可燃基r ）：以除去全部水分和灰份 的煤作为分析基准。
换算关系详见表2-1
四、煤的发热量
煤的发热量是指1kg煤完全燃烧时所放出的热量， 单位kJ/kg。 煤的发热量分为高位发热量（Qgr）和低位 发热量（Qnet）。1kg煤完全燃烧时放出的全部热量称为 高位发热量，它包含煤燃烧时产生的水蒸气的汽化潜 热，即认为烟气中的水蒸气凝结成水放出它的汽化潜 热。但是，锅炉实际运行时，烟气还具有相当高的温 度，烟气中的水蒸气不可能凝结成水而放出汽化潜热， 故锅炉实际能利用的热量不包括水蒸气的汽化潜热。 从高位发热量中扣除烟气中水蒸气汽化潜热后，称为 煤的低位发热量，实际工程中常利用收到基低位发热 量，用符号Q ar,net表示。
燃料的燃烧计算包括燃烧所需提供的空气量、 燃烧生成的烟气量和空气及烟气的焓的计算，是锅 炉热力计算的一部分，燃烧计算的结果为锅炉的热 平衡计算、传热计算和通风设备选择提供可靠的依 据。
基本要求
1、应掌握煤中成分对锅炉工作的影响（重点）； 2、应掌握燃料成分的几种表示方法及换算； 3、了解液体燃料、气体燃料的特性； 4、熟练掌握燃料的燃烧计算方法（难点）； 5、重要的基本概念：低位发热量、标准煤、过量空气 系数、灰的特征温度。
§3-1 锅炉用燃料
锅炉设备（包括电站锅炉和工业锅炉）燃烧所用的燃料按 物理状态可分为固体燃料、液体燃料和气体燃料三大类。具 体表示如下：
煤——无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤、泥煤 固体燃料——油页岩
木材
液体燃料——石油及其制品——轻油、柴油、重油 气体燃料——天然气、液化石油气
煤气——城市煤气、高炉煤气、焦炉煤气
二、煤中某些成分对锅炉工作的影响
3、灰分 灰分是燃料中不可燃的固体矿物杂质。由于灰分的 存在，使固体燃料的发热量降低，燃料着火、燃烧 困难，增加运煤、出灰的工作量和运输费用。此外， 灰分中的一部分飞灰在锅炉中随烟气流动，造成受 热面和引风机磨损，排入大气污染环境。若灰的熔 点过低，会造成炉排和受热面结渣，影响传热和正 常燃烧。固体燃料中灰分含量变化很大，一般为5 －40％。通常将灰分含量超过40%的煤称为劣质煤。
锅炉的换热原理及其换热计算
锅炉的换热原理及其换热计算换热是锅炉工作的重要过程之一，其原理和计算方法对于锅炉操作和优化至关重要。
换热原理锅炉的换热原理基于热传导和热对流的两个基本方式。
热传导是指热量沿固体传递，而热对流是指热量通过流体的循环传递。
在锅炉中，燃料燃烧产生高温烟气，烟气通过锅炉管道与水相接触。
烟气的热量通过烟管的壁面传导给水，使水升温。
同时，在烟气通过管道的过程中，热量也通过烟气与水的对流传递。
换热计算换热计算是确定锅炉的换热效率和换热面积的重要步骤。
以下是常见的换热计算方法：1. 温度差法：根据入口和出口温度的差异，计算换热器的换热效率。
换热效率可以用以下公式表示：$Efficiency = \frac{Q}{m \cdot C \cdot (T_{outlet} - T_{inlet})}$其中，$Q$ 表示换热量，$m$ 表示流体质量，$C$ 表示流体的比热容，$T_{outlet}$ 和 $T_{inlet}$ 分别表示出口和入口温度。
2. 热阻法：根据热阻的定义，计算换热器的换热面积。
热阻可以用以下公式表示：$R = \frac{T_{inlet} - T_{outlet}}{Q}$其中，$R$ 表示热阻，$T_{inlet}$ 和 $T_{outlet}$ 分别表示入口和出口温度，$Q$ 表示换热量。
3. 表面传热系数法：根据换热器表面传热系数和表面积的乘积，计算换热量。
表面传热系数可以根据实验测定或经验公式估计。
以上方法只是换热计算的基本原理，实际应用中可能需要考虑更多因素，如流体流动性质、管道结构等。
结论锅炉的换热原理是热量传递的基本原理，换热计算可用于确定锅炉的换热效率和换热面积。
通过合理的换热计算，可以优化锅炉的工作参数，提高能源利用效率。
锅炉燃料燃烧计算与锅炉热平衡
? 答案： 通过实时、在线监测锅炉过量空 气系数。
? 炉膛出口及烟道各处的过量空气系数？ 烟气分析测出某处的烟气成分，再由过 量空气系数的计算式算出。
第三节 烟气分析
★实际干烟气的基本物质 3-41至3-48
河北理工大学本科优秀课程
锅炉
主讲：王子兵 副教授
第三章 燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡
★ 完全燃烧计算 ★ 烟气分析 ★ 不完全燃烧计算 ★ 锅炉过量空气系数的确定 ★ 空气和燃烧产物的焓 ★ 锅炉热平衡计算
第一节 完全燃烧计算
一、完全燃烧的计算内容
1.---------2.---------3.---------4.----------
第一节 完全燃烧计算
二、空气量计算
11..实理际论空空气气量量：固体、液体燃料计算公式
V 0 ? 1 ??1 .866 C ar ? 5 .55 H ar ? 0 .7 S ar ? 0 .7 Q ar ??
0 .21 ?
100
100
100
100 ?
? 0 .0889 ?C ar ? 0 .375 S ar ?? 0 .265 H ar ? 0 .0333 O ar
L0=1.293V0 =0.115Kar+0.342Har-0.043Oar
第一节 完全燃烧计算
气体燃料计算公式
V0
?
1? 0.21??0.5H2
?
0.5CO?
?
??m ? ?
n 4
???Cm
Hn
?
1.5H2S
?
? O2 ?
锅炉热力计算范文
锅炉热力计算范文锅炉热力计算是指根据一定的公式和参数，计算锅炉的热量输入和输出等热力参数的过程。
通过这种计算，可以了解锅炉的热效率、热损失等，为锅炉的设计、改造和运行提供依据。
下面是锅炉热力计算的流程和一些基本知识。
1.锅炉热力计算的基本参数-锅炉的蒸发量：锅炉在单位时间内转化成蒸汽的热量。
-锅炉的燃料消耗量：锅炉在单位时间内燃烧的燃料的质量。
-锅炉的热效率：锅炉在单位时间内转化为蒸汽的热量与燃料消耗量之比。
-锅炉的热传递系数：锅炉传递给工质的热量与传热面积、传热温差之积之比。
2.锅炉热力计算的流程2.1锅炉蒸发量计算锅炉蒸发量的计算一般可以根据以下公式进行：蒸发量=额定蒸发量*运行效率其中，额定蒸发量是锅炉在设计时规定的蒸发量，运行效率可以根据实际情况确定。
2.2锅炉燃料消耗量计算锅炉燃料消耗量的计算一般可以根据以下公式进行：燃料消耗量=锅炉热效率*蒸发量/燃料低位发热量其中，燃料低位发热量是指单位质量燃料完全燃烧后产生的热量。
2.3锅炉热效率计算锅炉热效率的计算一般可以根据以下公式进行：热效率=锅炉蒸发量*蒸汽焓值/燃料消耗量*燃料低位发热量其中，蒸汽焓值是指单位质量蒸汽的热量。
2.4锅炉热传递系数计算锅炉热传递系数的计算一般可以根据以下公式进行：热传递系数=热传递量/(传热面积*传热温差)其中，热传递量是指锅炉传递给工质的热量，传热面积是指锅炉传热的表面积，传热温差是指锅炉传热过程中的温度差。
3.锅炉热力计算的应用-锅炉的选型：通过计算不同锅炉的热效率，可以选择最适合的锅炉。
-锅炉的运行控制：通过计算锅炉的热效率和热损失，可以调整锅炉的运行参数，以提高锅炉的效率。
-锅炉系统的热力平衡：通过计算锅炉热传递系数，可以判断锅炉系统中各部分的热损失情况，从而优化系统设计和运行。
总之，锅炉热力计算是锅炉设计与运行中非常重要的一部分，它可以为锅炉的选型、改造和运行提供科学依据，进而提高锅炉的热效率和经济性。
第3章燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡-锅炉燃烧技术
I
fh
Aar 100
a fh
c h
4182 afh Aar 6时可不计算 Q ar .net
I y0、Ik0、I fh 为理想烟气焓、理想空气焓和飞灰焓
c i 为1Nm3空气、烟气各成分和1kg灰在温度为 ℃时的焓值，见表2-9；
afh为烟气携带飞灰的质量份额。对固态排渣煤粉炉，取 afh 0.9～0.95
式中
ir —燃料的物理显热；
Qwr —外来热源加热空气时带入的热量；
Qzq —雾化燃油所用蒸汽带入的热量
对于燃煤锅炉，若燃料和空气没有利用外界热量进行 预热，且燃煤水分满足 M ar / 628
则
Qr
四、锅炉输出热量
1、排烟热损失 2、气体不完全燃烧热损失 3、固体不完全燃烧热损失 4、散热损失 5、灰渣物理热损失 6、有效利用热
烟气分析可得到 RO2、O2、CO、N2 在干烟气Vgy中所占的容积百分比
RO2 O2 CO N2 100,% (2 31)
RO 2
VRO2 Vgy
100,%(2 32)
O2
VO 2 Vgy
100,%(2 33)
CO VCO 100,%(2 34) Vgy
2．锅炉结构的影响 炉膛高度不够或炉膛体积太小。 当炉内水冷壁布置过多时，会使炉膛温度过低。
3．燃烧方式的影响 炉膛过量空气系数（过小或过大）；配风 炉内气流的混合与扰动等。
3、固体未完全燃烧热损失
定义
固体未完全燃烧热损失亦称机械未完全燃烧热损失，是 燃料颗粒中未燃烧或未燃尽的碳造成的热损失和使用磨煤机 时排出石子煤的热量损失。
（1）炉膛出口过量空气系数， （2）烟道各处漏风量 （3）燃料所含水分。
锅炉燃烧废气排放量的计算
锅炉燃烧废气排放量的计算①理论空气需要量（V0）的计算a.对于固体燃料，当燃料应用基挥发分Vy>15%（烟煤），计算公式为：V0= ×QL/1000+[m3(标）/kg]当Vy<15%（贫煤或无烟煤），V0=QL/4140+[m3 (标）/kg]当QL<12546kJ/kg（劣质煤），V0=QL对于液体燃料，计算公式为：V0= ×QL/1000+2[m3 (标）/kg]c. 对于气体燃料，QL<10455 kJ/（标）m3时，计算公式为：V0= ×QL/1000[m3/ m3]当QL>14637 kJ/（标）m3时V0= ×QL/[m3/ m3]式中：V0—燃料燃烧所需理论空气量，m3 (标)/kg或m3/ m3；QL—燃料应用基低位发热值，kJ/kg或kJ/（标）m3。
a.对于无烟煤、烟煤及贫煤：Qy= ×QL/4187++(α-1) V0[m3(标）/kg]当QL<12546kJ/kg（劣质煤），Qy= ×QL/4187++(α-1) V0[m3(标）/kg]b.对于液体燃料：Qy= ×QL/4187+(α-1) V0[m3(标）/kg]c.对于气体燃料，当QL<10468 kJ/（标）m3时：Qy= ×QL/4187++(α-1) V0(m3/ m3)当QL>10468 kJ/（标）m3时，Qy= ×QL/+(α-1) V0(m3/ m3)式中：Qy—实际烟气量，m3 (标)/kg;α —过剩空气系数，α = α 0+Δ α炉膛过量空气系数锅炉类型烟煤无烟煤油煤气手烧炉及抛机煤炉链条炉煤粉炉沸腾炉备注:其它机械式燃烧的锅炉，不论何种燃料，α0均取。
- 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)。
燃料的燃烧计算
完全燃烧时的过量空气系数
完全燃烧CO 0, 则＝ 1 1 79 O2 21 100 RO2＋O2
由完全燃烧方程式21 RO2 RO2＋O2 0，可知 ＝ 整理得 21 79＋ RO2 ＝ ， 79 1＋ ＋21 RO2
烟气分析可得到 RO2、O 2、CO、N 2 在干烟气Vgy 中所占的容积百分比
RO2 O2 CO N 2 100 ,%
RO2 VRO 2 Vgy 100 ,%
O2 VO2 Vgy VN 2 100 ,%
VCO CO 100 ,% Vgy
N2
Vgy
100 ,%
烟气分析
奥氏烟气分析仪
工作原理:利用不同的吸 收剂吸收不同的气体成分 1瓶：氢氧化钾溶液 KOH—RO2 2瓶：焦性没食子酸溶液 C6H3(OH)3—O2、RO2 3瓶：氯化亚铜氨溶液 Cu(NH3)2Cl—CO、O2 分析步骤:依次吸收 为什么分析成分是干烟 气成分？ 在实验压力下水蒸气 处于饱和状态,成比例的被 吸收
0.0889 Rar 0.265( Har Oar / 8)
实际空气量 Vk Vk ( ) 0
V
Vk ( ) V 0
式中 α、β—分别为烟气侧和空气侧的过量空 气系数
燃料的燃烧计算
过量空气系数α与漏风系数△α
V V0
奥氏烟气分析仪示意图
1，2，3—吸收瓶；4—疏形瓶；5，6，7— 旋塞；8—过滤器；9—三通旋塞；10—量 管；11—平衡瓶（水准瓶）；12—水套管； 13，14，15—缓冲瓶；16—抽气
烟气分析
干烟气容积的计算
干烟气容积
RO2 CO Vco2 Vso 2 Vco Vgy 100%
21 0.21RO2－0.185CO＋O2＋0.21 N 2 ＝ V0 将式RO2＋CO＝ VCO 2 VSO 2 VCO V gy
100 V gy
100, 代入上式整理得
0 VN 2 21 RO2＋0.605CO＋O2＋0.21 ＝ 0.79 RO2 CO (VCO 2 VCO ) VSO 2 N ar C ar S ar 0 0 V N 2 0.8 0.79V , VCO 2 VCO 1.866 , VSO 2 0.7 ,且 100 100 100 V 0 0.0889 C ar 0.375S ar 0.265H ar 0.0333 ar , 则 O
第三章
燃料燃烧计算和 锅炉机组热平衡
燃料的燃烧计算 烟气分析 空气和烟气的焓 锅炉机组的热平衡 习题
燃料的燃烧计算
燃料的燃烧工况
理论工况 燃料在没有过剩空气的情况下完全燃烧 燃烧产物（烟气）组成成分 CO2、SO2、N2和H2O 0 Vy 理论烟气量 设计工况 实际送入的空气量大于理论空气量，以 保证燃料完全燃烧 燃烧产物（烟气）组成成分 CO2、SO2、N2、H2O和 剩余O2 实际烟气量 Vy
燃料的燃烧计算
影响锅炉辐射换热的几个参数
三原子气体、水蒸气的容积份额与分压力 1)容积份额 r V 2)分压力
RO 2 RO 2
pRO rRO p
2 2
Vgy
2
rH O
2
VH O Vgy
pH O rH O p
2 2
飞灰浓度：每千克烟气中的飞灰质量。
Aar a fh 100 m y
燃料的燃烧计算
燃烧所需要的空气量
理论空气量 V0 1kg 燃料完全燃烧时所需要的最 少空气量(无剩余氧)。
V 0 1 (1.866 C a r 5.56 H a r 0.7 S a r - 0.7 O a r ) 0.21 100 100 100 100
0.0889 (Car 0.375 S ar ) 0.265 H ar 0.0333 Oar
理论空气带入的水蒸气: =1.24×1.293×0.01V0 =0.0161V0
燃料的燃烧计算
燃烧产生的烟气量
实际烟气量
Vy
α>1、完全燃烧：O2 ≠0；CO=0
Vy VCO 2 VSO 2 VN2 VH 2O VO2
0 Vy 1V 0 0.0161 1V 0
V 1.0161( 1)V , Nm / k g
0 y 0 3
燃料的燃烧计算
燃烧产生的烟气量
实际烟气量
Vy
α>1、不完全燃烧：O2 ≠0；CO ≠ 0
Vy VCO2 VCO VSO2 VN 2 VO2 VH 2O
Vgy V
1kg C + 1.866 Nm3 O2 → 1.866 Nm3 CO2 1kg C + 0.933 Nm3 O2 → 1.866 Nm3 CO H 2O
RO
max 2
21 ,% 1
烟气分析
运行中过量空气系数的确定
过量空气系数 不完全燃烧
推导过程
1 O2 0.5CO 79 1 21 100 RO2 O2 CO
过量空气系数
RO max 2 RO 2
完全燃烧且不计β
21 21 O2
推导过程
燃料的燃烧计算
燃料的燃烧计算
燃烧方程式的推导
H ar 0.125Oar 0.038N ar 21 RO2＋0.605CO＋O2＋2.35 ＝ RO2 CO C ar 0.375S ar H ar 0.125Oar 0.038N ar 令＝2.35 ，则上式可写成 C ar 0.375S ar 21 RO2＋0.605CO＋O2＋ RO2 CO ＝
RO2＋O2＝21 RO2，O2＝21 1＋ RO2，代入上式
将分子分母都除以21RO2，得 79 79 ＋ ＋ RO2 RO2 ＝ ＝ 1＋ 79 79 ＋ ＋ max 21 RO
燃料的燃烧计算
完全燃烧时的过量空气系数
值相对较小，可忽略不 计，则上式变为 RO2 21 ＝ 1＋ RO2 RO2
a fh －烟气携带出炉膛的飞灰占总灰分的质量份额。
烟气的质量: my=1-Aar/100+(1+dk)ρ α V0 =1-Aar/100+(1+0.01)1.293α V0 =1-Aar/100+1.306α V0 燃料 灰渣 炉膛空气
烟气分析
烟气分析成分
烟气分析是以1kg燃料燃烧生成的干烟气容积为基 础，采用奥氏烟气分析仪进行的。
100 VO2 0.21 1V 0 0.5VCO
, 则上式可写成
VN 2 V
0 N2
将上式带入Vgy VRO 2
0.79 VO2 0.5VCO 0.21 VCO VO2 VN 2 , 得
0 N2
Vgy VRO 2 VCO VO2 V
0.79 (VO2 0.5VCO ) 0.21
燃料的燃烧计算
三种可燃元素（C、H、S）完全燃烧反应方程式
12 kg C + 22.4 Nm3 O2 → 22.4 Nm3 CO2
4×1.008 kg H2+ 22.4 Nm3 O2 → 2× 22.4 Nm3 H2O 32 kg S + 22.4 Nm3 O2 → 22.4 Nm3 SO2
1kg C + 1.866 Nm3 O2 → 1.866 Nm3 CO2 1kg H + 5.56 Nm3 O2 1kg S + 0.7 Nm3 O2 → 11.1 Nm3 → 0.7 Nm3 H 2O SO2
0 Vy
0；CO = 0
0 O 0 0 Vy0 VCO2 VSO2 VN02 VH 2O VRO2 VN02 VH 2O Vgy VH 2O
(Car 0.375 S ar ) N ar 1.866 0.8 0.79V 0 100 100
H ar M ar 11.1 1.24 0.0161V 0 1.24Wwh , Nm3 / kg 100 100
燃料的燃烧计算
不完全燃烧时的过量空气系数
根据O2 , N 2 , CO的定义式，解出 O2，V N 2 和VCO，代入上式得 V
＝
N 2＝ 100 RO2＋O2＋CO ，代入上式得
1 79 O2 0.5CO 1 21 N2
＝
1 O2 0.5CO 79 1 21 100 RO2＋O2＋CO
燃料的燃烧计算
燃烧过程的化学反应
煤中可燃元素的燃烧反应是燃烧计算的基础， 1kg收到基燃料包括
Car H ar S ar Kg的碳、 kg的氢、 kg的硫 100 100 100
三种可燃元素（C、H、S）完全燃烧反应方程式 C + O2 → CO2 2H2+ O2 → 2H2O S + O2 → SO2
式中 β为燃料特性系数，其物理意义：燃料 中的自由氢(H-0.125Oar)与C的比值。
21 RO2 ( RO2 O2 ) CO 0.605
烟气分析
燃烧方程式
完全燃烧方程式：
α＞l、且完全燃烧： CO=0
21 O2 RO2 ,% 1
α=1、且完全燃烧：CO=0，O2=0
燃料的燃烧计算
燃料的燃烧工况
实际工况 实际送入的空气量大于理论空气量， 但为不完全燃烧 燃烧产物（烟气）组成成分 CO2、SO2、N2 、 H2O、 剩余O2 和未完全燃烧气体CO 实际烟气量 Vy
燃料的燃烧计算
燃烧过程的化学反应