锅炉效率反平衡计算法—简易计算
锅炉效率反平衡计算法-简易计算对我厂锅炉而言,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。 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。■ 电站锅炉的热效率计算 电站锅炉通过燃烧燃料产生蒸汽，把煤的化学能转化为高温蒸汽的储能多过程中的转化效率即为锅炉的热效率。锅炉燃烧的热效率是燃烧优化的另一个主要目标。锅炉热效率可以用锅炉有效利用的热量与进入炉内的燃料燃烧所产生的总热量的百分比[33]来表示，见式： 1 r 100%Q Q η= ⨯ （1-1） 式中η为锅炉热效率，1Q 为燃煤锅炉有效利用的热量，r Q 为炉内燃料燃烧产生的总热量。 1热效率计算方法 锅炉热效率的计算常用的有两种方法：正平衡法，又称输入输出法；反平衡法，又称热损失法。正平衡法，通过直接测量求得锅炉有效利用的热量和输入锅炉的总热量来求得热效率，如公式(2-3)所示。反平衡法，通过测定锅炉的各项热损失q ∑来求得热效率，计算公式如下： 1100%1s r Q q Q η=- ⨯=-∑ (1-2) 式中 s Q 为锅炉所有热损失之和, η为锅炉热效率，r Q 为输入锅炉燃料燃烧产生的总热量。 由于当前电站锅炉对燃煤量的测量一般采用皮带秤或测量给煤机转速等来进行粗糙的估计测量，对输入、输出热量的测量造成了较大误差。因此，正平衡法的误差比较大；而反平衡法不会出现这样的误差。我们设计算热效率所采用的 r Q 的相对误差为δ，则按照正平衡法计算，误差计算如下： ()()111 r r r =-=11Q Q Q Q Q Q δδδ±⋅∆±±⋅正 (1-3) 按照反平衡法计算，则误差计算为： ()()r r r =11=11s s s Q Q Q Q Q Q δδδ⎛⎫⎛⎫±⋅∆--- ⎪ ⎪ ⎪±±⋅⎝ ⎭⎝⎭反 (1-4) 比较式(1-3)和式(1-4)可以看出， 正∆和反∆的绝对值的大小由1r Q Q 和r s Q Q 的大小决定，1r Q Q 是锅炉热效率，r s Q Q 是锅炉热损失，热损失约为10%，锅炉热效率约为 一、锅炉运行热效率简单计算公式的推导 1、锅炉燃料消耗量的计算 锅炉运行时，燃料送入锅炉的热量与锅炉有效利用热量及各项热损失的和相等，即我们所说的热平衡： Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6（1） Qr：燃料送入锅炉的热量（一般就是燃料应用基低位发热量，即Qr=Qydw），kj/kg Q1：锅炉有效利用热量，kj/kg Q2：排烟带走的热量， Q3：气体不完全燃烧损失的热量，kj/kg Q4：固体不完全燃烧损失的热量，kj/kg Q5：锅炉向周围空气散失的热量，kj/kg Q6：燃料中灰渣带走的热量，kj/kg 将公式（1）两边分别除以Qr得： 1=Q1/Qr+Q2/Qr+Q3/Qr+Q4/Qr+Q5/Qr+Q6/Qr ｑ1=Q1/Qr×100% ｑ2=Q2/Qr×100% ｑ3=Q3/Qr×100% ｑ4=Q4/Qr×100% ｑ5=Q5/Qr×100% ｑ6=Q6/Qr×100% ｑ1=100-（ｑ2+ｑ3+ｑ4+ｑ5+ｑ6）%(2) ｑ1：锅炉有效利用热量占燃料带入锅炉热量的百分数，即热效率η，% ｑ2：排烟热损失，% ｑ3：气体不完全燃烧热损失,% ｑ4：固体不完全燃烧热损失,% ｑ5：锅炉散热损失,% ｑ6：其它热损失,% 锅炉有效利用热量一方面：Q1=η×Qr(3) 另一方面：Q1=QGL/B(4) B:锅炉每小时燃料消耗量，kg/h QGL:锅炉每小时有效吸收热量，kj/h 蒸汽锅炉QGL=D(iq-igs)×103+DPS(ips-igs)×103 热水锅炉QGL=G(i2-i1)×103 D:锅炉蒸发量，t/h iq:蒸汽焓，kj/kg igs:锅炉给水焓，kj/kg DPS:锅炉排污水量，t/h ips:锅炉排污水焓，即锅炉工作压力下的饱和水焓，kj/kg G:热水锅炉每小时加水量，t/h i2:热水锅炉出水焓，kj/kg i1:热水锅炉进水焓，kj/kg 由公式（3）、（4）可得：B=QGL/（η·Qr）（5）2、理论空气量的计算 理论空气量的计算可以在已知燃料元素分析的基础上通过各可燃元素化学反应方程式得出。由于燃煤锅炉所用煤种差别很大，用户一般没有煤种的特性数据，应用燃烧化学反应方程式 热效率通用公式 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 q2=排烟热损失。排烟温度每升高13℃左右，热损失增加1%，即（排烟温度-室温）/13。 q3=气体不完全燃烧热损失。层燃烧约1%~2%,室燃烧约为0.5%~1%，沸腾炉≤0.5%。（没啥用） q4=机械未完全燃烧损失。指未燃烧完全那部分固体燃料损失掉的热量。（包括飞灰、炉渣和漏煤中未燃炭所造成的热损失） q5=散热损失。由炉体和管道的那个热表面散热损失掉的热量。 q6=灰渣物理热损失。指锅炉排出的灰渣，还具有较高的温度，它所携带的物理显热。 q2 可算。（We are able to calculate q2.） q3 不用算。（And we don ’t need to calculate q3.） q4 怎么算？(We want to figure out how to deal with q4.) 算你妈个蛋算。再算弄死你！(Figure out your mother ’s egg. If you dare to do more calculation, I ’ll beat you into death!) q5,q6暂时不用管。（We don ’t need to care about q5 and q6 right now.） 你怎么看？（So ，what ’s your opinion?） β=2.35*(Har -0.126Oar+0.038Nar)/(Car+0.375Sar) 77312.48.12315.36557.40814.2024376.22.1234??→?+-+-==αααααfh C 检验部分 （！）试验几个α及对应的fh C 到gl η表达式中，看是否符合第一问结论，若合理， 同时验证了第一问； （！！）用21公式计算一个大概的α，比对计算出的zj α； （！！！）计算每个q 的时候代入一两个α对应的fh C 检验结果的合理性； （！！！！） (锅炉蒸发量*(蒸发焓-给水焓))/每小时燃料消耗量*燃料低位发热量正平衡法求锅炉效率计算公式： 输入热量计算公式：Qr=Qnet,v,ar+Qwl+Qrx+Qzy 式中: Qr__——输入热量；Qnet,v,ar ——燃料收到基低位发热量；Qwl ——加热燃料或外热量；Qrx——燃料物理热；Qzy——自用蒸汽带入热量。在计算时，一般以燃料收到基低位发热量作为输入热量。如有外来热量、自用蒸汽或燃料经过加热（例：重油）等，此时应加上另外几个热量。10.1.2饱和蒸汽锅炉正平衡效率计算公式：式中：η1——锅炉正平衡效率；Dgs——给水流量；hbq——饱和蒸汽焓；hgs——给水焓；γ——汽化潜热；ω——蒸汽湿度；Gs——锅水取样量（排污量）；B——燃料消耗量；Qr_——输入热量。10.1.3过热蒸汽锅炉正平衡效率计算公式： a. 测量给水流量时：式中：η1——锅炉正平衡效率；Dgs——给水流量；hgq——过热蒸汽焓；hg——给水焓；γ——汽化潜热；Gs——锅水取样量（排污量）；B——燃料消耗量；Qr——输入热量。b. 测量过热蒸汽流量时：式中：η1——锅炉正平衡效率；Dsc——输出蒸汽量；Gq——蒸汽取样量；hgq——过热蒸汽焓；hgs——给水焓；Dzy——自用蒸汽量；hzy——自用蒸汽焓；hbq——饱和蒸汽焓；γ——汽化潜热；ω——蒸汽湿度；hbq——饱和蒸汽焓；Gs——锅水取样量（排污量）；B——燃料消耗量；Qr——输入热量。10.1.4 热水锅炉和热油载体锅炉正平衡效率计算公式式中：η1——锅炉正平衡效率；G——循环水(油)量；hcs——出水(油)焓；hjs——进水(油)焓；B——燃料消耗量；Qr——输入热量。10.1.5电加热锅炉正平衡效率计算公式10.1.5.1电加热锅炉输-出饱和蒸汽时公式为：式中：η1——锅炉正平衡效率；Dgs——给水流量；hbq——饱和蒸汽焓；hgs——给水焓；γ——汽化潜热；ω——蒸汽湿度；Gs——锅水取样量（排污量）；N——耗电量。10.1.5.2电加热锅炉输-出热水(油)时公式为：式中：η1——锅炉正平衡效率；G——循环水(油)量；hcs——出水(油)焓；hjs——进水(油)焓；B——燃料消耗量；Qr_——输入热量。 单位时间内锅炉有效利用热量占锅炉输入热量的百分比，或相应于每千克燃料(固体和液体燃料)，或每(气体燃料)所对应的输入热量中有效利用热量所占百分比为，是锅炉的重要技术经济指标，它表明锅炉设备的完善程度和运行管理水平。锅炉的热效率的测定和计算通常有以下两种方法： 1．正平衡法 用被锅炉利用的热量与燃料所能放出的全部热量之比来计算热效率的方法叫正平衡法，又叫直接测量法。正平衡热效率的计算公式可用下式表示： 热效率＝有效利用热量/燃料所能放出的全部热量* ＝锅炉蒸发量*（蒸汽焓－给水焓）/燃料消耗量*燃料* 式中锅炉蒸发量——实际测定，kg/h； 蒸汽焓——由表焓熵图查得，kJ／kg； 给水焓——由焓熵图查得，kJ／kg； 燃料消耗量——实际测出，kg/h； 燃料——实际测出，kJ／kg。 上述热效率公式没有考虑蒸汽湿度、排污量及耗汽量的影响，适用于热效率的粗略计算。 从上述热效率计算公式可以看出，正平衡试验只能求出锅炉的热效率，而不能得出各项热损失。因此，通过正平衡试验只能了解锅炉的蒸发量大小和热效率的高低，不能找出原因，无法提出改进的措施。 2．反平衡法 通过测定和计算锅炉各项热量损失，以求得热效率的方法叫反平衡法，又叫间接测量法。此法有利于对锅炉进行全面的分析，找出影响热效率的各种因素，提出提高热效率的途径。反平衡热效率可用下列公式计算。 热效率＝－各项热损失的百分比之和 ＝100％－q2－q3－q4－q5－q6 式中q2——排烟热损失，％； q3——气体未完全燃烧热损失，％； q4——固体未完全燃烧热损失，％； q5——散热损失，％； q6——灰渣物理热损失，％。 大多时候采用反平衡计算，找出影响热效率的主因，予以解决。 . 单位时间内锅炉有效利用热量占锅炉输入热量的百分比，或相应于每千克燃料(固体和液体燃料)，或每标准立方米(气体燃料)所对应的输入热量中有效利用热量所占百分比为锅炉热效率，是锅炉的重要技术经济指标，它表明锅炉设备的完善程度和运行管理水平。锅炉的热效率的测定和计算通常有以下两种方法： 1．正平衡法 用被锅炉利用的热量与燃料所能放出的全部热量之比来计算热效率的方法叫正平衡法，又叫直接测量法。正平衡热效率的计算公式可用下式表示： 热效率＝有效利用热量/燃料所能放出的全部热量*100％ ＝锅炉蒸发量*（蒸汽焓－给水焓）/燃料消耗量*燃料低位发热量*100％ 式中锅炉蒸发量——实际测定，kg/h； 蒸汽焓——由表焓熵图查得，kJ／kg； 给水焓——由焓熵图查得，kJ／kg； 燃料消耗量——实际测出，kg/h； 燃料低位发热量——实际测出，kJ／kg。 上述热效率公式没有考虑蒸汽湿度、排污量及耗汽量的影响，适用于小型蒸汽锅炉热效率的粗略计算。 从上述热效率计算公式可以看出，正平衡试验只能求出锅炉的热效率，而不能得出各项热损失。因此，通过正平衡试验只能了解锅炉的蒸发量大小和热效率的高低，不能找出原因，无法提出改进的措施。 2．反平衡法 通过测定和计算锅炉各项热量损失，以求得热效率的方法叫反平衡法，又叫间接测量法。此法有利于对锅炉进行全面的分析，找出影响热效率的各种因素，提出提高热效率的途径。反平衡热效率可用下列公式计算。 热效率＝100％－各项热损失的百分比之和 ＝100％－q2－q3－q4－q5－q6 式中q2——排烟热损失，％； q3——气体未完全燃烧热损失，％； q4——固体未完全燃烧热损失，％； q5——散热损失，％； q6——灰渣物理热损失，％。 大多时候采用反平衡计算，找出影响热效率的主因，予以解决。 . 锅炉效率反平衡计算法—简易计算对我厂锅炉而言，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 5.计算题 1.已知某220t/h 锅炉的过热蒸汽焓为：gr "h =3485kJ/kg ，给水焓为=925kJ/kg ，锅炉输入热量为r Q =22385kJ/kg ，锅炉的各项热损失为：q2=5.2%,q3=0.50%,q4=1.0%,q5=0.5%,q6=0%.试求: （1）锅炉效率η；（2）燃煤消耗量B ；（3）计算燃料消耗量j B ；（4）保热系数ψ。 解：（1）反平衡法求锅炉效率： η=100-（q2+q3+a4+q5+q6） =100-（5.20+0.5+1.0+0.5+0） =92.8% （2）由题意可得： Q=D （gr "h -gs "h ）=220×3 10×（3485-925）=5.632×810（kJ/h ） 由η= 得： =22100（kg/h)=27.11(t/h) （3） （4） 答：（1）锅炉效率η为92.8%；（2）实际燃煤消耗量Ｂ为27.11t/h 。（3）计算燃料消耗量j B 为26.4%；（4）保热系数ψ为0.995。 2.已知阳泉无烟煤分析数据为： ar M =5.00%,ar A =19.00%,daf C =90.80%,daf Ｈ=3.80%,daf O =3.10%,daf N =1.30%,daf S =1.00%.试求 该煤收到基成分含量。 解：由干燥无灰基换算到收到基的换算系数为： 76.0100/)00.1900.5100(100/)100(K daf =--=--=-ar ar ar A M 故： 答：该煤收到基成分含量为 １００１００＝??r BQ Q Q Q r 1100223858.9210632.5100Q Q B 8r 1???=?=η)/(84.26)10011(11.27)10041(B j h t q B =-?=-=995.05.08.925.0-155-1=+=+=q q η?%00.19% 00.5%76.0%00.176.0%99.0%30.176.0%36.2%10.376.0% 89.2%80.376.0H % 00.69%,01.69%80.9076.0C ar ar ===?===?===?===?===?==-----ar ar daf ar daf ar daf ar daf ar daf ar daf ar daf ar daf daf ar daf A M S K S N K N O K O H K C K 折算为。 为，为，为，为为，为，为%00.19A %00.5M %76.0%99.0%,36.2O %89.2%00.69C ar ar ar ar ar ar ar S N H 1兆帕MPa=10巴bar=9.8大气压atm约等于十个大气压,1标准大气压=76cm汞柱=1.01325×10^5Pa=10.336m水柱约等于十米水柱,所以1MPa大约等于100米水柱,一公斤相当于10米水柱 水的汽化热为40.8千焦/摩尔,相当于2260千焦/千克.一般地：使水在其沸点蒸发所需要的热量五倍于把等量水从一摄氏度加热到一百摄氏度所需要的热量. 一吨水=1000千克每千克水2260千焦 1000千克就是2260 000千焦 1吨蒸汽相当于60万千卡/1吨蒸汽相当于64锅炉马力/1锅炉马力相当于8440千卡热; 用量是70万大卡/H 相当于1.17吨的锅炉 以表压力为零的蒸汽为例,每小时产一吨蒸汽所具有的热能,在锅内是分两步吸热获得的,第一步是把20度的一吨给水加热到100度的饱和水所吸收的热能,通常这部分热能为显热,其热能即为1000×100－20=8万/千卡时; 第二步则是将已处于饱和状态的热水一吨加热成饱和蒸汽所需要吸收的热能,这部分热为潜热,其热能即为1000×539=53.9万/千卡时; 把显热和潜热加起来,即是一吨蒸汽其表压力为零时在锅内所获得的热能, 即：53.9＋8=61.9万/千卡时;这就是我们通常所说的蒸汽锅炉每小时一吨蒸发量所具有的热能,相当于热水锅炉每小时60万/大卡的容量; 天然气热值 天燃气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡,1千卡/1大卡/1000卡路里kcal=4.1868千焦kJ,所以每立方米燃烧热值为33494.4—35587.8KJ 产地、成分不同热值不同,大致在36000~40000kJ/Nm3,即每一标准立方米天然气热值约为36000至40000千焦耳,即36~40百万焦耳; 天燃气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡,1千卡/1大卡/1000卡路里kcal=4.1868千焦kJ,所以每立方米燃烧热值为33494.4—35587.8KJ; 而1度=1kWh=3.610^6J=3.610^3KJ; 即每立方燃烧热值相当于9.3—9.88度电产生的热能, 3.83<1.079.3 OR 9.88 天然气价格： 天然气的主要成分是甲烷,分子式是CH4,分子量是12+41=16. 在1标准大气压下,1mol气体的体积是22.4升,1立方米的气体有 1000/22.4≈44.64mol,所以质量为1644.64≈714.3克. 1000KG/0.7143KG=1399.97立方米 0.7174Kg/Nm3是天然气的密度,一吨天然气的体积就是1394m^3,运输时需要压缩;所说的罐装的那是液化石油气; 压缩方式不同密度不同 燃煤锅炉的热效率热效率计算 根据《关于发展热电联产的规定》(计基础〔2000〕1268号)文件，热效率=（供热量+供电量×3600千焦/千瓦时）/（燃料总消耗量×燃料单位低位热值）×100%，供热量就是热力产品（热水、蒸汽）根据供热流量、压力、温度的参数进行焓值计算后得出的焦耳热值当量年度产量，加上年发电量换算成焦耳热值当量（kWh乘以3600），二者的和就是热电厂年产品总量（电+热）。 分母是热电厂的燃料消耗，如果是燃煤电厂，就用所耗煤种的低位热值（可以查到）*年耗煤吨量；如果是燃气电厂，就用天然气的热值*年耗气量。 电厂出口的总产品热值比上输入的各种一次能源消耗热值，就是热效率。 如何求解热效率 当前，能源日逐紧张。如何节能，如何提高能源的利用效率已是摆在人们面前的一个突出而现实的问题。热效率的计算也成为中考热点问题。如何求解热效率，下面通过一些典例进行分析归纳。 一、燃具的效率 例1、小明学习了热学的有关知识后，他想估算一下自己家煤炉的效率是多少。于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间，并把它折算成了烧水的时间，相当于每天将30Kg20℃的水烧开。小明家实际平均每天需要烧4块蜂窝煤，按每块蜂窝煤含煤0．５Kg算，他家每天实际用煤2Kg．普通煤的热值为３×１０７J/Kg,则他家煤炉的效率是多少？ ［分析与解］：煤炉烧水，化学能转化为内能，水吸收的热量是有用能量，完全燃烧煤所放出的热量是总的能量。煤炉的效率可用η=Q有用／Q总×１００％＝cmΔt/m'q×１００％计算。 Q有用=cmΔt=4.2×103×30×(100-20)J=1.008×107J Q总＝mq＝2×3×107J＝6×107J η＝Q有用/Q总×１００％＝1.008×107J／6×107J＝16.8％ 二热机的效率 例2、小兵同学想知道一辆小汽车的实际效率是多少。他从驾驶员那了解到：该汽车行驶100Km的耗油量约7Kg。从书上查得汽油的热值q＝4.6×107J ／Kg。他又测出在平直公路上，用644N的水平拉力可使汽车匀速前进。若空气阻力不计，试求该小汽车的效率是多少？ ［分析与解］：小汽车行驶，化学能转化为内能后又转化为机械能，对汽车做功是有用的能量，完全燃烧汽油放出的能量是总能量。小汽车的效率可用η=Q 有用／Q总×１００％＝FS／mq×１００％计算。 Q有用=FS＝644×105J＝6.44×107J Q总＝mq＝7×4.6×107J＝3.22×108J 锅炉效率计算(总1页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除 单位时间内锅炉有效利用热量占锅炉输入热量的百分比，或相应于每千克燃料(固体和液体燃料)，或每标准立方米(气体燃料)所对应的输入热量中有效利用热量所占百分比为锅炉热效率，是锅炉的重要技术经济指标，它表明锅炉设备的完善程度和运行管理水平。锅炉的热效率的测定和计算通常有以下两种方法： 1．正平衡法 用被锅炉利用的热量与燃料所能放出的全部热量之比来计算热效率的方法叫正平衡法，又叫直接测量法。正平衡热效率的计算公式可用下式表示： 热效率＝有效利用热量/燃料所能放出的全部热量*100％ ＝锅炉蒸发量*（蒸汽焓－给水焓）/燃料消耗量*燃料低位发热量 *100％ 式中锅炉蒸发量——实际测定，kg/h； 蒸汽焓——由表焓熵图查得，kJ／kg； 给水焓——由焓熵图查得，kJ／kg； 燃料消耗量——实际测出，kg/h； 燃料低位发热量——实际测出，kJ／kg。 上述热效率公式没有考虑蒸汽湿度、排污量及耗汽量的影响，适用于小型蒸汽锅炉热效率的粗略计算。 从上述热效率计算公式可以看出，正平衡试验只能求出锅炉的热效率，而不能得出各项热损失。因此，通过正平衡试验只能了解锅炉的蒸发量大小和热效率的高低，不能找出原因，无法提出改进的措施。 2．反平衡法 通过测定和计算锅炉各项热量损失，以求得热效率的方法叫反平衡法，又叫间接测量法。此法有利于对锅炉进行全面的分析，找出影响热效率的各种因素，提出提高热效率的途径。反平衡热效率可用下列公式计算。 热效率＝100％－各项热损失的百分比之和＝100％－q2－q3－ q4－ q5－q6式中 q2——排烟热损失，％； q3——气体未完全燃烧热损失，％； q4——固体未完全燃烧热损失，％； q5——散热损失，％； q6——灰渣物理热损失，％。大多时候采用反平衡计算，找出影响热效率的主因，予以解决。 2 锅炉效率和汽机热耗率计算书 一、锅炉效率核算 1. 根据锅炉效率反平衡计算公式及项目锅炉相关基础数据对锅炉效率进行核算。锅炉效率反平衡计算公式如下： 65432fp gl q q q q q 100-----=η 式中，fp gl η——锅炉反平衡效率； q 2——排烟损失，%； q 3——可燃气体未完全燃烧损失，%； q 4——机械未完全燃烧损失，%； q 5——散热损失，%； q 6——灰渣的物理热损失，%。 项目锅炉相关基础数据见表-1。 表-1项目锅炉相关基础数据表 1）排烟损失q 2核算 排烟损失q 2计算公式如下： 100 t t k rf py py 2） （-=q 式中，py k ——排烟损失系数； py t ——预热器出口（烟气流方向）的排烟温度，℃； rf t ——送风机入口（自然）风温度，℃。 排烟损失系数py k 值根据简化计算公式计算，公式为： 37.0100 O 7.411 45.3k 2py +⨯- ⨯ = 式中，3.45——py k 值计算系数； 0.37——py k 值修正系数； 2O ——低位预热器出口（烟气流方向）烟气中的氧 量，%。 把项目锅炉基础数据表中排烟氧量数据代入py k 值计算公式计算py k 值如下： 37.0100 O 7.411 45.3k 2py +⨯- ⨯ = 37.0100 67.411 45.3 +⨯- ⨯ = =5.1750 将py k 值及项目锅炉基础数据表中排烟温度值、送风温度值代入q 2计算公式，计算q 2值如下： 100 t t k rf py py 2） （-=q 100 038.2211750.5） （-⨯ = 管式加热炉56个基础知识解答 与综合反平衡热效率简化计算方法 1、什么叫燃烧？燃烧的基本条件是什么？ 答： 燃烧是物质相互化合而伴随发光、发热的过程。我们通常所说的燃烧是指可燃物与空气中的氧发生剧烈的化学反应。可燃物燃烧时需要有一定的温度，可燃物开始燃烧时所需要的最低温度叫该物质的燃点或着火点。 物质燃烧的基本条件： 一是可燃物，如燃料油、瓦斯等； 二是要有助燃剂，如空气、氧气； 三是要有明火或足够高的温度。 三者缺一就不能发生燃烧，这就是“燃烧三条件”或“燃烧三要素”。 2、燃烧的主要化学反应是什么？燃烧产物中主要成份是什么？ 答： 主要化学反应： C＋O2→CO2＋热量； 2H2＋O2→2H2O＋热量； S＋O2→SO2＋热量； 燃烧产物（烟气）中主要成份： 二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、水蒸汽（H2O）、氮气（N2）、多余的氧（O2）。 3、什么是辐射传热、对流传热？ 答： 辐射传热是一种由电磁波来传递能量的过程，所传递的能量叫做辐射能，辐射具有微粒性（光子）和波动性（电磁波）两重性质。对流传热是液体或气体质点互相变动位置的方法将热量自空间的一部分传递到其他部分。 4、什么叫管式加热炉？它有哪些特性？ 答： 管式加热炉是石油炼制、石油化工和化学、化纤工业中使用的工艺加热炉，它具有其它工业炉所没有的若干特点。 其基本特点：具有用耐火材料包围的燃烧室，利用燃料燃烧产生的热量将物质加热的一种设备。 管式加热炉特性： 1）被加热物质在管内流动，故仅限于加热气体或液体； 2）加热方式为直接受火式； 3）只烧液体或气体燃料； 4）长周期连续运转，不间断操作。 5、管式加热炉的工作原理是什么？ 答： 管式加热炉的工作原理是：燃料在管式加热炉的辐射室(极少数在单独的燃烧室)内燃烧，释放出的热量主要通过辐射传热和对流传热传递给炉管，再经过传导传热和对流传热传递给被加热介质，这就是管式加热炉的工作原理。 6、管式加热炉的主要特点是什么？ 答： 与炼油装置的其他设备相比，管式加热炉的特殊性在于直接用火焰加热；与一般工业炉相比，管式加热炉的炉管承受高温、高压和介质腐蚀；与锅炉相比，管式加热炉内的介质不是水和蒸汽，而是易燃、易爆、易裂解、易结焦和腐蚀性较强的油和气，这就是管式加热炉的主要特点。 7、管式加热炉主要由哪几部分组成？ 答： 管式加热炉主要包括炉管、炉管连接件及支承件、钢结构、炉衬、余热回收系统、燃烧器、吹灰器、烟囱、烟囱挡板、各种蝶阀、门类（看火门、人孔门、防爆门、清扫孔门和装卸孔门等）和仪表接管（热电偶套管、测压管、灭火蒸汽管、氧分析仪接管和烟气采样口接管等）。 锅炉效率计算及提高锅炉运行效率的措施 摘要：锅炉是一次能源(燃料)变换为二次能源(蒸汽或热水)的一种能源转换设备，其能量转换效率的高低,代表锅炉运行经济性的好坏。本文分析了锅炉效率计算及 提高锅炉运行效率的措施。 关键词：锅炉效率计算；原因；措施 在锅炉运行中，应根据热负荷变化调节，从燃料特性、燃料输入的均匀性、 炉膛温度供给空气量、空气量分配、空气与燃料的接触混合情况等方面，根据炉 型结构合理组织燃烧过程，有针对性地采取措施，创造良好的燃烧条件，优化锅 炉运行，从而减少灰渣含碳量，提高锅炉效率，达到节能减排的目的。 一、锅炉概述 锅炉是一种能量转换器，它是利用燃料燃烧释放的热能或其他热能将工质水 或其他流体加热到一定参数的设备。锅炉分“锅”和“炉”两部分，“锅”是容纳水和 蒸汽的受压部件，对水进行加热、汽化和汽水分离，“炉”是进行燃料燃烧或其他 热能放热的场所，有燃烧设备和燃烧室炉膛及放热烟道等。 二、锅炉效率的计算分析 1、锅炉效率计算方法。锅炉效率的计算方式分为正平衡法及反平衡法两种。 ①正平衡法是指在单位时间里，为锅炉发生蒸汽的有效可用热量与供给给锅炉的入热之比。使用该方法时，必须准确测出燃料的燃料流量、发热量、其他输入热 量及流体所吸收的热量。想要准确地测出流体与燃料的流量相当困难，因此若以 此方法计算锅炉效率，误差较大。②反平衡法则是以计算锅炉各部分热量的损失，按热平衡方程分析锅炉热效率。本法主要在于测量烟道气成分、烟道气温度及燃 烧空气的温度等，利用干空气的热损、燃料中水分所造成的热损、燃料中氢元素 形成水分所造成的热损、未燃碳及锅炉本身热辐射所造成的热损等，从而求得锅 炉效率。该法的优点为需先知道各项损失，有益于对各部分热损进行研究，从而 制定提高效率的方法。 式中：Q1-锅炉有效利用热； Qr-输入炉内的热量； D-锅炉输出蒸发量； h2-工质输出焚烧炉热焓； h1-工质输入焚烧炉热焓，即给水焓； 1号炉锅炉效率η=Q1/Qr×100％=D(h2-h1)/Qr×100％=75.01％ 2号炉锅炉效率η=Q1/Qr×100％=D(h2-h1)/Qr×100％=74.143％ 3号炉锅炉效率η=Q1/Qr×100％=D(h2-h1)/Qr×100％=76.01％ 2）反平衡法的计算 主要技术 处理能力：15.2t/h×3台，24h连续运行 焚烧残渣热灼减量≤5％ 余热锅炉过热蒸汽：4.0 Mpa，400℃ 表1为焚烧炉燃料热平衡表，表2为锅炉燃料热平衡表。 利用反平衡法计算l号锅炉效率： η=[1-Qr/Qs]×100％电站燃煤锅炉燃烧热效率计算方法
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