锅炉效率及有关计算

第一章锅炉车间产汽煤耗率•介绍了产汽标煤耗的概念，影响产汽标煤耗的因素，以及降低产汽煤耗的途径；结合我车间1#至4#锅炉，分析其产汽煤耗率•锅炉车间所用燃料以燃煤为主，同时伴有燃油系统。不同种类的煤具有不同的发热量，并且往往相差很大。同一燃烧设备在相同的工况下，燃用发热量低的煤时，煤的消耗量必然就大，燃用发热量高的煤时，煤的消耗量必然就小。因此，实际耗煤量只能说明煤消耗量的大小，不能正确表明其经济性。为了正确地表明设备运行的经济性，引用了“标准煤”的概念。规定标准煤收到基的低位发热量为29308kJ/kg。不同燃料的消耗量可以通过热值换算成标准煤消耗量。•产汽标煤耗率是指产生一吨蒸汽所需要的标准煤的质量。各热电厂的产汽煤耗率的比较只有在设计的同一给水温度、同一主汽压力和同一主汽温度的情况下才能进行产汽煤耗率的比较，因为不同温度、不同压力和不同主汽温度下的焓值不一样（热能不样），在计算产汽标煤耗时，须将一段时间内所燃用的煤、燃油及其它热源的发热量换算成标准煤的发热量进行计算。•燃料成本在锅炉车间生产成本中占有很大比重，控制燃料成本对于提高经济效益，节能减排有重要意义。产汽标煤耗是热电指标中重要的一环，降低产汽标煤耗能有效地节约燃煤用量，从而节约其经济成本。锅炉产汽煤耗率•产汽煤耗率=B标/D产汽量•我厂#1、2炉设计负荷220t/h，收到基热值为19008kj/kg，耗煤量为33.15t/h，锅炉效率为89.3%；#3炉设计负荷240t/h，收到基热值为20000kj/kg，耗煤量为36.52t/h,锅炉效率为89.103%；#4炉设计负荷220t/h，收到基热值为20500kj/kg，耗煤量为30.115t/h,锅炉效率为90.4%设计值产汽量过热蒸汽焓大卡*4.18给水焓收到基低位发热量大卡燃料消耗量过热蒸汽吸收焓锅炉效率锅炉设计效率耗标煤产汽煤耗率#1、2炉220830215457033.1561589.3189.321.6422198.3737#3炉240830180478536.5265089.2789.10324.96403104.0168#4炉220830215490530.561590.4490.421.3717997.14448#3炉给水温度同步后253830215478536.5261589.0489.10324.9640398.67205产汽量过热蒸汽焓大卡*4.18给水焓收到基低位发热量大卡燃料消耗量过热蒸汽吸收焓锅炉设计效率220830215457033.1561589.3218.20830210457033.1562089.3216.46830205457033.1562589.3214.74830200457033.1563089.3213.05830195457033.1563589.3211.38830190457033.1564089.3209.74830185457033.1564589.3208.13830180457033.1565089.3206.54830175457033.1565589.3204.98830170457033.1566089.3203.44830165457033.1566589.3201.92830160457033.1567089.3201.92830160457033.1567089.3201.92830160457033.1567089.3200.42830155457033.1567589.3198.95830150457033.1568089.3一、给水温度对产汽煤耗率的影响•在计算燃料消耗量时，给水温度是一个重要的参数，因为给水温度不同，锅炉有效利用的热量也就不同。锅炉设计时给水温度为215℃（投入高压加热器之后）。实际运行当中，高压加热器投用，但是其换热效果不理想，给水温度通常在190~200℃之间波动，特殊情况下，高加未投，给水温度甚至会降至150℃。这样，不得不耗用更多的燃煤来加热给水，因此煤耗会略有偏高。同时加热给水热源来源于蒸汽抽汽，蒸汽量就会减少，耗煤量就会减少，必须将一定的给水温度换算成对应的可带负荷。二、锅炉热效率对产汽煤耗的影响•锅炉热效率对煤耗的影响是直接的。电站锅炉设计热效率一般为90%左右，由于煤种、日程运行负荷等问题，实际热效率低于设计热效率。同时由于设备、燃烧工况等问题，其热损失也较设计时的热损失大。因此，分析研究并找出降低热损失的方法，提高热效率的途径，应采用比较精确可靠的反平衡法来测定热效率。为提高其热效率，关键是减小q2~q6各项热损失。三、锅炉本体汽水损失对产汽煤耗的影响•锅炉本体汽水损失包括连续排污、定期排污、蒸汽吹灰及锅炉本体疏水、泄漏等，但主要的影响因素为连续排污。连续排污是保持炉水及蒸汽合格的重要措施，但排污量的大小也会影响到锅炉汽水损失的大小。电站锅炉规定排污率为1至2%，但实际运行中，连续排污阀门开度接近10%，甚至炉水品质不合格时，开度会达到70%以上，这样汽水损失将会大大增大，煤耗也会增加。第二章锅炉热平衡热平衡意义求热效率的方法锅炉有效利用热量热损失的确定方法减少热损失的技术措施第一节锅炉热平衡及其意义一、锅炉热平衡概念输入锅炉的热量有效利用热量=输出锅炉的热量未完全燃烧的热损失其它热损失锅炉热平衡的概念锅炉热平衡的计算基础：1kg固体燃料锅炉热平衡方程式为：kJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kg155)-(3kJ/kg654321654321。，灰渣物理热损失的热量—；散热损失的热量，—；热量，机械不完全燃烧损失的—；热量，化学不完全燃烧损失的—；排烟损失的热量，—；锅炉的有效利用热量，—；燃料的输入热量，—式中QQQQQQkgQQQQQQQQrr※式（3-55）不利于对燃用不同燃料及不同锅炉容量的锅炉之间进行经济性比较。将式（3-55）变成以百分数表示的热平衡方程式，即：%100QQqq%100QQqq56)-(3%qqqqqq100rr111654321。热量的百分数，某项损失的热量占输入—入热量的百分数，锅炉有效利用热量占输—式中iii二、锅炉热平衡的意义1、知道锅炉有效利用热量的大小和燃料热量的利用程度；2、更重要的是知道各项热损失的大小，可以判断锅炉的设计和运行水平，寻找提高锅炉运行水平的措施。锅炉热平衡必须通过试验求得，该试验即“热平衡试验”，也称为热效率试验。第六节锅炉正平衡求效率正平衡求效率法：通过测定锅炉输入热量和有效利用热量，计算锅炉热效率。计算公式为：一、锅炉输入热量对应于1kg固体或液体燃料，其输入锅炉的热量可用下式计算：57)-(3%10011QrQq。入的热量，外来热源加热空气时带—；的热量，雾化燃油所用蒸汽带入—；燃料的物理显热，—；，燃料应用基低位发热量—式中kJ/kgQkJ/kgQkJ/kgkJ/kg58)-(3kJ/kgQwrwh,,rrxnetarwhwrrxnetarQQQQQQ。褐煤；烟煤；无烟煤、贫煤。其数值可取为：燃料干燥基比热，—式中为固体燃料比热的计算式。未预热时可取燃料的温度，固体燃料—；燃料应用基比热，—式中燃料物理显热CkJ/kg1.13CkJ/kg1.09CkJ/kg0.92CkJ/kg60)-(3CkJ/kg100M19.4100M-100C20CkJ/kg59)-(3kJ/kg.1ararrdrdrdrdrdrarrrarrrarrxcccccctctcQ。空气的焓），的比焓（即暖风器出、入口处空气—、；空气焓，暖风器出、入口处理论—、；暖风器的过量空气系数—式中按下式计算：热时，可前采用外来热源进行加当冷空气在进入锅炉之入的热量外来热源加热空气时带33okJ/NmNm1)()(kJ/kg63)-(3kJ/kgV)(.3lkrkolkorklkrkolkorkwrctcthhctcthhQkJ/kg6302510kJ/kg2510kJ/kgkg/kgG62)-(3kJ/kg)2510(.2,,whnetarrnetararwhwhwhwhwhQQQMhhGQQ即煤应用基低位发热量，于燃，则锅炉输入热量就等热时，而且燃煤水分进行加空气都未利用外部热源对于燃煤锅炉，燃煤和。潜热，即炉时的焓，取为汽化雾化蒸汽随排烟离开锅—；雾化用蒸汽的焓，—油；蒸汽雾化燃油的汽耗量，—式中热量可按下式计算：用蒸汽雾化燃油带入的的热量雾化燃油所用蒸汽带入二、锅炉有效利用热量过热蒸汽的吸热锅炉有效利用热量再热蒸汽的吸热饱和蒸汽的吸热排污水的吸热当锅炉不对外供应饱和蒸汽时，锅炉每小时有效利用热量可用下式计算，即。和水的焓，压力下饱包汽排污水的焓，它等于—；蒸汽焓，分别为再热器出、入口—、；的焓，给水的焓和锅炉蒸汽分别为过热器出口—、；水的流量，蒸汽、排污分别为过热蒸汽、再热—、、式中kJ/kgkJ/kgkJ/kgkg/h64)-(3kJ/kg)()()(pw1pwzrzrgsgrzrgrgspwpwzrzrzrgsgrgrhhhhhDDDBhhDhhDhhDQ第七节锅炉反平衡求效率及各项热损失反平衡求效率法：通过测定锅炉的各项热损失，从而计算出锅炉热效率的方法。计算公式如下：一、锅炉的各项热损失（一）机械不完全燃烧热损失在煤粉炉中，它是由烟气带出的飞灰和冷灰斗排出的灰渣中的未燃尽碳造成的。65)-(3%)(100654321qqqqqq第七节锅炉反平衡求热效率及各项热损失反平衡求效率法：通过测定锅炉的各项热损失，从而计算出锅炉热效率的方法。计算公式如下：一、锅炉的各项热损失65)-(3%)(100654321qqqqqq（一）化学不完全燃烧热损失1.化学不完全燃烧热损失的计算对于燃煤锅炉，烟气中H2、CH4等可燃气体的含量极少，可以认为烟气中的可燃气体只是CO。其计算公式为：积进行修正。对烟气中一氧化碳的容燃烧及生成烟气，故应燃料有一部分没有参与的存在，进入炉膛的考虑到的—；一氧化碳容积发热量，—式中11001/1264070)-(3%-100375.0236)1001)(12640(4434243kgqqNmkJqCOROQCOSCqCOQVqrararrgy在进行锅炉设计时，q3可按经验数据选用。一般，固态排渣煤粉炉，q3=0%。2.影响化学不完全燃烧热损失的因素及分析对于煤粉炉，q3一般不超过0.5%。影响化学不完全燃烧热损失的主要因素有炉内过量空气系数、燃料的挥发分、炉膛温度、燃料与空气混合情况和炉膛结构等。1）炉内过量空气系数的影响当炉内过量空气系数较小时，由于氧气供应不足，使q3增大；炉内过量空气系数过大，使炉膛温度降低，一氧化碳燃烧不充分，q3也会增大。因此，炉内过量空气系数应该适当。2）燃料挥发分的影响挥发分较大的燃料在炉内燃烧时，可燃气体增多，如果与空气的混合不充分，炉膛温度降低，会使q3增大。3）炉膛温度的影响炉膛温度降低会影响CO的着火与燃烧，使q3增大。（二）排烟热损失1.排烟热损失的计算出。果与测定的烟气温度求可以通过烟气分析的结和为：从上式可得排烟热损失。气温度一般取理论冷空气的焓，冷空—的过量空气系数；分别是排烟焓和排烟处—、式中来计算，即可由排烟焓与冷空气焓排烟损失的热量pypyrolkpypyrolkpypyolkpypyhqQhhQQqqChhqhhQQ71)-(3%100%10030~20kJ/kg10014222422还可以用以下简单公式粗略计算q2=(3.55αpy+0.44)×(tpy-t1)/100×(100-q4)/100%式中，αpy——排烟处过量空气系数，我厂锅炉可取为1.45tpy——排烟温度，℃tl—预热器进风温度℃2.影响排烟热损失的因素及分析在煤粉炉的五项热损失中，排烟热损失是最大的