5锅炉热平衡实验

5 锅炉热平衡试验

一．试验目的

1．了解和熟悉锅炉运行时热量的收、支平衡关系，即锅炉热平衡的组成。 2．测定锅炉的蒸发量、蒸汽参数、蒸汽湿度、燃料的消耗量以及相应的热效率。

3．测定锅炉的各项热损失，并分析研究减少热损失的途径。

二．试验原理和方法

热平衡试验应在锅炉燃烧调整正常和热力工况稳定后进行。热平衡，指的就是锅炉的输入热量等于锅炉支出的热量。支出热量包括两部分，其一为用于生产蒸汽（或热水）的热量，其二为热损失。对燃烧锅炉，通常以1公斤燃料为基准来建立，即

654321Q Q Q Q Q Q Q r +++++= 千卡/公斤

[输入热量]=[有效利用热]+[各项热损失]

以输入热量为100%来建立热平衡，并以q 表示有效利用热河各项热损失，则有如下形式：

654321q q q q q q +++++=100% 1．锅炉的输入热量r Q

对于燃煤的供热锅炉，输入热量一般即位燃煤的应用基低位发热量y

dw Q ，即

y

dw

r Q Q = 燃料经取样送化验室分析和热量计测定后，即可求出低位发热量。煤样必须

有代表性，煤样的采集、缩分详见实验一。

2．有效利用热1Q 和热效率

对于蒸汽锅炉，有效利用热用于生产蒸汽也即锅炉从进水到出汽所吸收的热量：

B rw i i D Q gs q /)(1--= 千卡/公斤 式中 D ——锅炉的蒸发量，公斤/时；

q i ——锅炉工作压力下干饱和蒸汽或过热蒸汽的焓，千卡/公斤； gs i ——给水的焓，近似地等于给说温度，千卡/公斤；

r ——锅炉压力下的汽化潜热，千卡/公斤； w ——饱和蒸汽的湿度，%

B ——燃料的消耗量，公斤/时。

对于有连续排污装置的锅炉，计算时需计及排污水带走的热量。为了简化试验，试验期间一般都暂停排污。

有效利用热占锅炉输入热量的百分数，即为锅炉的热效率：

%1001

1⨯=

=y

dw

Q Q q η 如此，所需测定的项目有如下几个：

（1）蒸发量

工业锅炉的蒸发量，一般可

以通过测定锅炉给水流量的办法测定。只要管路系统没有渗漏，不排污，试验开始和结束时保持汽包汽压和水位一致，给水流量就是蒸发量。

给水流量可用水箱、孔板流量计测定。实践常用的矢量水箱法或按水箱中水位变化（适用于间隔给水）来测定。水表误差较大，不宜采用。

量水箱法是在给水箱上部装置两只孤独容量的水箱，轮流一箱一箱地将水放入给水箱，最后累计放水量，除以试验延续时间即可得每小时的给水量（图2-7）。用给水箱中水位变化来测定时，

给水箱的断面形状应当规则，才可按截面和位差来计算总进水量。

试验小时数

水箱面积

水箱中累计的水位差给水量⨯=

公斤/小时

为了保证测定数据的可靠，水箱（或量水箱）应事前用重量法进行标定；给水温度不宜过高，以减少水的自然蒸发。

（2）蒸汽和给水的焓

干饱和蒸汽的焓q i 和汽化潜热r 都是指相当于平均蒸汽压力下的数值。可按测得的蒸汽压力求其平均值后查表。蒸汽压力一般可直接使用锅炉上的运行监督压力表读值，但其精度不应低于1.5级。给水焓在数值上近似地等于给水温度，亦用平均值。

（3）蒸汽湿度

蒸汽湿度就是蒸汽的带水率，用重量百分数表示。对于供热锅炉蒸汽湿度，一般采用蒸汽及锅水氯根（-Cl ）含量（或碱度）对比的间接方法求定。 蒸汽取样管装载蒸汽母管的垂直管段上，等速取样。取冷却后的锅水和蒸汽冷凝水进行化验。蒸汽湿度的测定方法，详见实验五。

（4）燃料消耗量

试验期间的燃料耗量可用台秤进行称重。台秤必须事先进行校验，误差应小于0.1%。

总耗煤量的准确与否，关键在于保持试验开始和结束时燃烧工况尽量相同。煤层厚度、进煤速度、燃烧程度都应力求一致；煤斗中的煤位必须相同，并保持同样的密实程度，煤位如不一致，要多扣少补严加修正。试验延续时间愈长，这方面的误差就较小；对于层燃炉，每次试验所需持续的时间不小于4小时。

这种以有效利用热量为基准来求定锅炉热效率的方法叫正平衡法，也叫直接法。正平衡法方法简便，测试设备简单，通过煤水的直接称量即可得到准确的结果，适用于小型工业锅炉。

3．固定不完全燃烧热损失4q

它包括灰渣、漏煤和飞灰三项损失，可以由试验期间平均每小时的灰渣、漏煤和飞灰的重量hz G 、lm G 、fh G （公斤/时）以及化验分析所得三者的可燃物含量hz R 、lm R 和fh R （重量百分比%），按其发热量为7830千卡/公斤计算求得，即

%(78301004

4y

dw

fh fh lm lm hz hz y dw BQ R G R G R G Q Q q ++=⨯= 为了获得精确的hz G 、lm G ，宜采用干式出渣，试验开始前应出清灰渣和漏煤；在试验结束时，收集试验期间的灰渣和漏煤，分别称出它们的重量。如果湿

式出渣，则应把湿渣铺开流尽滴水后称量，再审慎地扣除其中所含水分。

飞灰无法全部收集称重，可用灰平衡法计算，即：

fh

lm lm hz hz y fh R R G R G BA G -----=100)

100()100( 公斤/时

式中，y A ——煤的应用基灰分%。

灰渣、漏煤的可燃物含量，可在收集的灰渣、漏煤中取样，并用四分法缩样，送化验室化验而得。

飞灰的取样较难具有代表性，一般在锅炉烟道中抽取烟气，经旋风分离器而获得灰样（图2-8）；也可采用除尘器除下的飞灰作为飞灰试样。飞灰试样同样需经缩分后送化验室分析。

4．排烟热损失2q