fxc鍋爐原理(葉江明)第三章

1、 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院1 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院2第三章第三章 鍋爐機組熱平衡鍋爐機組熱平衡p40l鍋爐機組熱平衡鍋爐機組熱平衡是計算鍋爐效率、分析影響鍋爐效率的因素、提高鍋爐效率途徑的基礎，也是鍋爐效率試驗的基礎。l本章主要論述用正、反平衡法正、反平衡法求鍋爐效率的原理、計算方法；燃料消耗量的計算方法及熱平衡試驗方法。 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院3第一節(jié)第一節(jié) 鍋爐熱平衡鍋爐熱平衡 p40一、鍋爐熱平衡的概念一、鍋爐熱平衡的概念 從能量平衡的觀點來看，在穩(wěn)定工況下，輸入鍋爐的熱量應與輸出鍋爐的熱量相平衡，鍋爐的這種熱

2、吸收、支平衡鍋爐的這種熱吸收、支平衡關系，就叫關系，就叫鍋爐熱平衡鍋爐熱平衡。輸入鍋爐的熱量輸入鍋爐的熱量是指伴隨燃料送人是指伴隨燃料送人鍋爐的熱量鍋爐的熱量；鍋爐輸出的熱量鍋爐輸出的熱量可以分為兩部分，一部分為有一部分為有效利用熱量，另一部分為各項熱損失。效利用熱量，另一部分為各項熱損失。 鍋爐熱平衡是按1kg固體或液體燃料（對氣體燃料則是標準狀況下1m3）為基礎進行計算的。在穩(wěn)定工況下，鍋爐熱平衡方程式可寫為 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院4 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院5 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院6第一節(jié)第一節(jié) 鍋爐熱平衡鍋爐

3、熱平衡 p41二、鍋爐熱平衡的意義二、鍋爐熱平衡的意義 研究鍋爐熱平衡的意義，就在于弄清燃料中的熱量有多少研究鍋爐熱平衡的意義，就在于弄清燃料中的熱量有多少被有效利用，有多少變成熱損失，以及熱損失分別表現(xiàn)在哪被有效利用，有多少變成熱損失，以及熱損失分別表現(xiàn)在哪些方面和大小如何，以便判斷鍋爐設計和運行水平，進而尋些方面和大小如何，以便判斷鍋爐設計和運行水平，進而尋求提高鍋爐經(jīng)濟性的有效途徑。求提高鍋爐經(jīng)濟性的有效途徑。鍋爐設備在運行中應定期進行熱平衡試驗（通常稱熱效率鍋爐設備在運行中應定期進行熱平衡試驗（通常稱熱效率試試驗驗），以查明影響鍋爐效率的主要因素，作為改進鍋爐的依），以查明影響鍋爐效率

4、的主要因素，作為改進鍋爐的依據(jù)。據(jù)。 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院7第二節(jié)第二節(jié) 鍋爐輸入熱和有效利用熱鍋爐輸入熱和有效利用熱 p41一、鍋爐輸入熱一、鍋爐輸入熱 對應于對應于1kg固體或液體燃料輸入鍋爐的熱量固體或液體燃料輸入鍋爐的熱量Q，包括燃料收到基低位，包括燃料收到基低位發(fā)熱量、燃料的物理顯熱、外來熱源加熱空氣時帶入的熱量和霧化燃油發(fā)熱量、燃料的物理顯熱、外來熱源加熱空氣時帶入的熱量和霧化燃油所用蒸汽帶人熱量，即所用蒸汽帶人熱量，即 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院8 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院9 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝

5、 電氣學院電氣學院10第二節(jié)第二節(jié) 鍋爐輸入熱和有效利用熱鍋爐輸入熱和有效利用熱 p42一、鍋爐有效利用熱量一、鍋爐有效利用熱量鍋爐有效利用熱量包括過熱蒸汽的吸熱、再熱蒸汽的吸熱、飽和蒸汽的吸熱和排鍋爐有效利用熱量包括過熱蒸汽的吸熱、再熱蒸汽的吸熱、飽和蒸汽的吸熱和排污水的污水的 吸熱。當鍋爐不對外供應飽和蒸汽時，則單位時間內鍋爐的總有效利用吸熱。當鍋爐不對外供應飽和蒸汽時，則單位時間內鍋爐的總有效利用熱量熱量Q可按式子（可按式子（3-10）計算，即）計算，即 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院11第三節(jié)第三節(jié) 鍋爐的各項熱損失鍋爐的各項熱損失p43一、機械不完全燃燒熱損失一、機

6、械不完全燃燒熱損失 機械不完全燃燒熱損失是機械不完全燃燒熱損失是由于灰中含有未燃盡的碳造成的熱損失由于灰中含有未燃盡的碳造成的熱損失。 運行中的煤粉鍋爐，機械不完全燃燒熱損失是運行中的煤粉鍋爐，機械不完全燃燒熱損失是根據(jù)鍋爐的飛灰量與灰渣量，根據(jù)鍋爐的飛灰量與灰渣量，以及飛灰和爐渣中可燃物含量的百分數(shù)來計算以及飛灰和爐渣中可燃物含量的百分數(shù)來計算。 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院12 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院13 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院14第三節(jié)第三節(jié) 鍋爐的各項熱損失鍋爐的各項熱損失p44一、機械不完全燃燒熱損失一、機械不完

7、全燃燒熱損失 機械不完全燃燒熱損失機械不完全燃燒熱損失q4是燃煤鍋爐主要熱損失之一，通常僅次于排煙熱是燃煤鍋爐主要熱損失之一，通常僅次于排煙熱損失。影響機械不完全燃燒熱損失損失。影響機械不完全燃燒熱損失q4的主要因素有：燃燒方式、燃料性質、煤粉的主要因素有：燃燒方式、燃料性質、煤粉細度、過量空氣系數(shù)、爐膛結構以及運行工況等。細度、過量空氣系數(shù)、爐膛結構以及運行工況等。 不同燃燒方式的不同燃燒方式的q4數(shù)值差別很大，層燃爐、沸騰爐這項損失較大，旋風爐較數(shù)值差別很大，層燃爐、沸騰爐這項損失較大，旋風爐較小，煤粉爐介于兩者之間。小，煤粉爐介于兩者之間。1.煤中灰分和水分越多，揮發(fā)分含量越少，煤粉越粗

8、，則煤中灰分和水分越多，揮發(fā)分含量越少，煤粉越粗，則q4越大；越大；2.在燃料性質相同的情況下，爐膛結構合理（有適當?shù)母叨群涂臻g），燃燒器結在燃料性質相同的情況下，爐膛結構合理（有適當?shù)母叨群涂臻g），燃燒器結構性能好、布置適當，配風合理，氣粉有較好的混合條件和較長的爐內停留時間，構性能好、布置適當，配風合理，氣粉有較好的混合條件和較長的爐內停留時間，則則q4較?。惠^?。?.爐內過量空氣系數(shù)要適當，運行中過量空氣系數(shù)減小時，一般會導致爐內過量空氣系數(shù)要適當，運行中過量空氣系數(shù)減小時，一般會導致q4增大；增大；4.爐膛溫度較高時，爐膛溫度較高時，q4較?。惠^??；5.鍋爐負荷過高將使煤粉來不及在爐內

9、燒透，負荷過低，則爐溫降低，都會導致鍋爐負荷過高將使煤粉來不及在爐內燒透，負荷過低，則爐溫降低，都會導致q4增大。增大。 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院15第三節(jié)第三節(jié) 鍋爐的各項熱損失鍋爐的各項熱損失p44一、機械不完全燃燒熱損失一、機械不完全燃燒熱損失 在進行鍋爐設計計算時，在進行鍋爐設計計算時，q4可按表可按表3-2所推薦之數(shù)據(jù)選用。所推薦之數(shù)據(jù)選用。 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院16第三節(jié)第三節(jié) 鍋爐的各項熱損失鍋爐的各項熱損失p45二、化學不完全燃燒熱損失二、化學不完全燃燒熱損失 化學不完全燃燒熱損失是化學不完全燃燒熱損失是由于煙氣中含有可燃氣體

10、造成的熱損失由于煙氣中含有可燃氣體造成的熱損失。這些氣體。這些氣體主要是一氧化碳，另外還有微量的氫和甲烷等。主要是一氧化碳，另外還有微量的氫和甲烷等。 對運行中的鍋爐，對運行中的鍋爐，q3的計算式如下：的計算式如下： 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院17 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院18第三節(jié)第三節(jié) 鍋爐的各項熱損失鍋爐的各項熱損失p45二、化學不完全燃燒熱損失二、化學不完全燃燒熱損失 化學不完全燃燒熱損失是由于煙氣中存在可燃氣體造成的。因此，煙氣中化學不完全燃燒熱損失是由于煙氣中存在可燃氣體造成的。因此，煙氣中可燃氣體含量越多，可燃氣體含量越多，q3越大。

11、越大。 影響煙氣中可燃氣體含量的主要因素是：影響煙氣中可燃氣體含量的主要因素是：爐內過量空氣系數(shù)、燃料揮發(fā)分含爐內過量空氣系數(shù)、燃料揮發(fā)分含量、爐膛溫度以及爐內空氣動力工況量、爐膛溫度以及爐內空氣動力工況等。等。 1.爐內過量空氣系數(shù)過小，氧氣供應不足，會造成爐內過量空氣系數(shù)過小，氧氣供應不足，會造成q3的增加，過量空氣系數(shù)的增加，過量空氣系數(shù)過大，又會導致爐溫降低；過大，又會導致爐溫降低； 2.燃料揮發(fā)分含量較高，其燃料揮發(fā)分含量較高，其q3相對較大；相對較大； 3.爐膛溫度過低時，燃料的燃燒速度很慢，此時煙氣中的爐膛溫度過低時，燃料的燃燒速度很慢，此時煙氣中的CO來不及燃燒就來不及燃燒就離

12、開爐膛，會使離開爐膛，會使q3相應增加。相應增加。 4.此外，爐膛結構及燃燒器布置不合理，爐膛內有死角或燃料在爐內停留時此外，爐膛結構及燃燒器布置不合理，爐膛內有死角或燃料在爐內停留時間過短，都會導致間過短，都會導致q3增大。增大。 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院19 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院20第三節(jié)第三節(jié) 鍋爐的各項熱損失鍋爐的各項熱損失p46 鍋爐的排煙熱損失是由于排煙溫度高于外界空氣溫度所造成的熱損失。在室鍋爐的排煙熱損失是由于排煙溫度高于外界空氣溫度所造成的熱損失。在室燃爐的各項熱損失中，燃爐的各項熱損失中，排煙熱損失排煙熱損失q2是最大的一

13、項，約為是最大的一項，約為4%8%。 排煙熱損莢排煙熱損莢q2等于排煙焓值與進入鍋爐的冷空氣焓值的差，其計算式如下：等于排煙焓值與進入鍋爐的冷空氣焓值的差，其計算式如下：三、排煙熱損失三、排煙熱損失 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院21第三節(jié)第三節(jié) 鍋爐的各項熱損失鍋爐的各項熱損失p46 影響排煙熱損失影響排煙熱損失q2的主要因素是的主要因素是排煙焓的大小排煙焓的大小，而排煙焓又取決于，而排煙焓又取決于排煙容積排煙容積和排煙溫度和排煙溫度。排煙溫度越高，。排煙溫度越高，排煙容積越大，則排煙熱損失排煙容積越大，則排煙熱損失q2也就越大也就越大。一般排。一般排煙溫度提高煙溫度提高1

14、520，q2約增加約增加1%。 降低鍋爐的排煙溫度，可以降低排煙熱損失。但是要降低排煙溫度，就要降低鍋爐的排煙溫度，可以降低排煙熱損失。但是要降低排煙溫度，就要增加鍋爐的尾部受熱面面積，因而增大了鍋爐的金屬消增加鍋爐的尾部受熱面面積，因而增大了鍋爐的金屬消耗耗量和煙氣流動阻力；另量和煙氣流動阻力；另一方面，煙溫太低會引起鍋爐尾部受熱面的低溫腐蝕，因而也不允許排煙溫度降一方面，煙溫太低會引起鍋爐尾部受熱面的低溫腐蝕，因而也不允許排煙溫度降得過低。特別在燃用硫分較高的燃料時，排煙溫度還應適當保持高一些。得過低。特別在燃用硫分較高的燃料時，排煙溫度還應適當保持高一些。 近代大型電廠鍋爐的排煙溫度約為

15、近代大型電廠鍋爐的排煙溫度約為110160。三、排煙熱損失三、排煙熱損失 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院22第三節(jié)第三節(jié) 鍋爐的各項熱損失鍋爐的各項熱損失p46 排煙容積的大小取決于爐內過排煙容積的大小取決于爐內過量空氣系數(shù)和鍋爐漏風量。量空氣系數(shù)和鍋爐漏風量。 過量空氣系數(shù)越小，漏風量越過量空氣系數(shù)越小，漏風量越小，則排煙容積越小。小，則排煙容積越小。 但過量空氣系數(shù)的減小，常會但過量空氣系數(shù)的減小，常會引起引起q3和和q4的增大，所以最合理的的增大，所以最合理的過量空氣系數(shù)（稱為過量空氣系數(shù)（稱為最佳過量空氣最佳過量空氣系數(shù)系數(shù)）應使）應使q2、 q3和和q4 之和為最小

16、。之和為最小。最佳過量空氣系數(shù)的值可用圖最佳過量空氣系數(shù)的值可用圖3-2的的曲線求得。曲線求得。三、排煙熱損失三、排煙熱損失 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院23第三節(jié)第三節(jié) 鍋爐的各項熱損失鍋爐的各項熱損失p46三、排煙熱損失三、排煙熱損失 減小減小q2的措施：的措施： 1.鍋爐在運行中，受熱面積灰、結渣等會使傳熱減弱，促使排煙溫度升鍋爐在運行中，受熱面積灰、結渣等會使傳熱減弱，促使排煙溫度升高。因此，鍋爐在運行中應注意及時地吹灰打渣，高。因此，鍋爐在運行中應注意及時地吹灰打渣，經(jīng)常保持受熱面的清潔經(jīng)常保持受熱面的清潔。 2.爐膛及煙道漏風，不僅會增大煙氣容積，漏人煙道的冷空

17、氣還會使漏爐膛及煙道漏風，不僅會增大煙氣容積，漏人煙道的冷空氣還會使漏風點處的煙氣溫度降低，從而使漏風點以后所有受熱面的傳熱量都減小，所風點處的煙氣溫度降低，從而使漏風點以后所有受熱面的傳熱量都減小，所以漏風還會使排煙溫庋升高。漏風點越靠近爐膛，對排煙溫度升高的影響越以漏風還會使排煙溫庋升高。漏風點越靠近爐膛，對排煙溫度升高的影響越大。因此，大。因此，盡量減少爐膛及煙道的漏風盡量減少爐膛及煙道的漏風，也是降低排煙熱損失的一個重要措，也是降低排煙熱損失的一個重要措施。施。 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院24第三節(jié)第三節(jié) 鍋爐的各項熱損失鍋爐的各項熱損失p47四、散熱損失四、散熱

18、損失 鍋爐在運行中，汽包、聯(lián)箱、汽水管道、爐墻等的鍋爐在運行中，汽包、聯(lián)箱、汽水管道、爐墻等的溫溫度均高于外界空氣的溫度度均高于外界空氣的溫度，這樣就會通過自然對流和輻射，這樣就會通過自然對流和輻射向周圍散熱，形成鍋爐的散熱損失。向周圍散熱，形成鍋爐的散熱損失。 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院25 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院26第三節(jié)第三節(jié) 鍋爐的各項熱損失鍋爐的各項熱損失p47四、散熱損失四、散熱損失 影響散熱損失的主要因素是：影響散熱損失的主要因素是：鍋爐額定蒸發(fā)量（即鍋爐容量）、鍋爐實鍋爐額定蒸發(fā)量（即鍋爐容量）、鍋爐實際蒸發(fā)量（即鍋爐負荷）、鍋爐

19、外表面積、水冷壁和爐墻結構、周圍空氣溫際蒸發(fā)量（即鍋爐負荷）、鍋爐外表面積、水冷壁和爐墻結構、周圍空氣溫度等。度等。 由圖由圖3-3可知，可知，鍋爐容量增大時，額定蒸發(fā)量下的散熱損失減小鍋爐容量增大時，額定蒸發(fā)量下的散熱損失減小。這是因。這是因為鍋爐容量增大時，燃料消耗量大致成正比地增加，而鍋爐的外表面積卻增為鍋爐容量增大時，燃料消耗量大致成正比地增加，而鍋爐的外表面積卻增加較慢，這樣對應于單位燃料消耗量的鍋爐外表面積是減少的，所以鍋爐容加較慢，這樣對應于單位燃料消耗量的鍋爐外表面積是減少的，所以鍋爐容量越大，散熱損失量越大，散熱損失q5e就越小。對同一臺鍋爐來說，當鍋爐運行負荷降低時，就越小

20、。對同一臺鍋爐來說，當鍋爐運行負荷降低時，散熱損失就相對增大。散熱損失就相對增大。 若水冷壁和爐墻等結構嚴密緊湊，爐墻及管道的保溫良好，外界空氣溫若水冷壁和爐墻等結構嚴密緊湊，爐墻及管道的保溫良好，外界空氣溫度高且流動緩慢，則散熱損失小。度高且流動緩慢，則散熱損失小。 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院27第三節(jié)第三節(jié) 鍋爐的各項熱損失鍋爐的各項熱損失p47四、散熱損失（二）保熱系數(shù)四、散熱損失（二）保熱系數(shù) 鍋爐熱力計算時，要涉及各段受熱面所在煙道的散熱損失。為了簡化計鍋爐熱力計算時，要涉及各段受熱面所在煙道的散熱損失。為了簡化計算，忽略了各段煙道在結構以及所處環(huán)境上的差別，而

21、算，忽略了各段煙道在結構以及所處環(huán)境上的差別，而假定各段煙道的散熱假定各段煙道的散熱損失僅與該煙道中煙氣傳給受熱面的熱量成正比損失僅與該煙道中煙氣傳給受熱面的熱量成正比，并用保熱系數(shù)來表示：，并用保熱系數(shù)來表示： 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院28第三節(jié)第三節(jié) 鍋爐的各項熱損失鍋爐的各項熱損失p47四、散熱損失（二）保熱系數(shù)四、散熱損失（二）保熱系數(shù) 鍋爐熱力計算時，要涉及各段受熱面所在煙道的散熱損失。為了簡化計鍋爐熱力計算時，要涉及各段受熱面所在煙道的散熱損失。為了簡化計算，忽略了各段煙道在結構以及所處環(huán)境上的差別，而算，忽略了各段煙道在結構以及所處環(huán)境上的差別，而假定各段

22、煙道的散熱假定各段煙道的散熱損失僅與該煙道中煙氣傳給受熱面的熱量成正比損失僅與該煙道中煙氣傳給受熱面的熱量成正比，并用保熱系數(shù)來表示。，并用保熱系數(shù)來表示。 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院29第三節(jié)第三節(jié) 鍋爐的各項熱損失鍋爐的各項熱損失p48五、灰渣物理熱損失五、灰渣物理熱損失 鍋爐爐渣排出爐外時帶出的熱量，形成灰渣物理熱損失，其計算式如下：鍋爐爐渣排出爐外時帶出的熱量，形成灰渣物理熱損失，其計算式如下： 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院30第三節(jié)第三節(jié) 鍋爐的各項熱損失鍋爐的各項熱損失p48五、灰渣物理熱損失五、灰渣物理熱損失 灰渣物理熱損失的大小主要與燃

23、料中灰含量的多少、爐渣中純灰量占燃灰渣物理熱損失的大小主要與燃料中灰含量的多少、爐渣中純灰量占燃料總灰量的份額以及爐渣溫度高低有關。簡言之料總灰量的份額以及爐渣溫度高低有關。簡言之，q6的大小主要決定于排渣的大小主要決定于排渣量和排渣溫度量和排渣溫度。 煤粉鍋爐排渣量、排渣溫度主要煤粉鍋爐排渣量、排渣溫度主要與排渣方式有關與排渣方式有關，固態(tài)排渣煤粉爐的渣，固態(tài)排渣煤粉爐的渣量較小，液態(tài)排渣煤粉爐的渣量較大；液態(tài)排渣煤粉爐的排渣溫度要比固態(tài)量較小，液態(tài)排渣煤粉爐的渣量較大；液態(tài)排渣煤粉爐的排渣溫度要比固態(tài)排渣煤粉爐的排渣溫度高得多，排渣煤粉爐的排渣溫度高得多，所以液態(tài)排渣煤粉爐的所以液態(tài)排渣煤

24、粉爐的q6必須考慮必須考慮。 而對于固態(tài)排渣煤粉爐，只有當灰分很高時，即而對于固態(tài)排渣煤粉爐，只有當灰分很高時，即時才考慮。時才考慮。 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院31第四節(jié)第四節(jié) 鍋爐效率及燃料消耗量計算鍋爐效率及燃料消耗量計算p48一、一、鍋爐效率的計算方法鍋爐效率的計算方法 鍋爐效率可以通過兩種測驗方法得出。一種方法是測定輸入熱量鍋爐效率可以通過兩種測驗方法得出。一種方法是測定輸入熱量Qr和有和有效利用熱量效利用熱量Qi計算鍋爐效率，稱為計算鍋爐效率，稱為正平衡求效率法或直接求效率法正平衡求效率法或直接求效率法。用正平。用正平衡法求鍋爐效率就是求出鍋爐有效利用熱量占輸

25、入熱量的百分數(shù)，即衡法求鍋爐效率就是求出鍋爐有效利用熱量占輸入熱量的百分數(shù)，即 正平衡法求效率方法簡單，對于效率較低的（如正平衡法求效率方法簡單，對于效率較低的（如80%）工業(yè)鍋爐比較）工業(yè)鍋爐比較準確。準確。 另一種方法是測定鍋爐的各項熱損失另一種方法是測定鍋爐的各項熱損失q2、q3、q4、q5、q6后再計算鍋爐后再計算鍋爐效率，稱為效率，稱為反平衡求效率法或間接求效率法反平衡求效率法或間接求效率法。用反平衡法可以根據(jù)式。用反平衡法可以根據(jù)式(3 -2)求求出鍋爐效率，即出鍋爐效率，即 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院32第四節(jié)第四節(jié) 鍋爐效率及燃料消耗量計算鍋爐效率及燃料消

26、耗量計算p49一、一、鍋爐效率的計算方法鍋爐效率的計算方法 目前電廠鍋爐常用反平衡法求效率。目前電廠鍋爐常用反平衡法求效率。 這一方面是因為大容量鍋爐用正平衡法求效率時，燃料消耗量的這一方面是因為大容量鍋爐用正平衡法求效率時，燃料消耗量的測量相當困難，以及在有效利用熱量的測定上常會引入較大的誤差，測量相當困難，以及在有效利用熱量的測定上常會引入較大的誤差，因此不如利用反平衡法求效率更為方便和準確；因此不如利用反平衡法求效率更為方便和準確； 另一方面是通過各項熱損失的測定和分析，可以找出提高鍋爐效另一方面是通過各項熱損失的測定和分析，可以找出提高鍋爐效率的途徑；率的途徑； 此外，正平衡法要求比較

27、長時間地保持鍋爐穩(wěn)定工況，這也是比此外，正平衡法要求比較長時間地保持鍋爐穩(wěn)定工況，這也是比較困難的。較困難的。 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院33第四節(jié)第四節(jié) 鍋爐效率及燃料消耗量計算鍋爐效率及燃料消耗量計算p49二、二、鍋爐燃料消耗量鍋爐燃料消耗量 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院34第五節(jié)第五節(jié) 鍋爐熱平衡試驗方法鍋爐熱平衡試驗方法p49 熱平衡試驗是鍋爐設備熱工試驗中最基本的一項試驗熱平衡試驗是鍋爐設備熱工試驗中最基本的一項試驗。熱平衡試驗。熱平衡試驗可以用來作為：可以用來作為： (1)鍋爐新產品的鑒定試驗鍋爐新產品的鑒定試驗。鑒定新產品的技術經(jīng)濟指標是

28、否與設計值相。鑒定新產品的技術經(jīng)濟指標是否與設計值相符，確定設備的運行方式。符，確定設備的運行方式。 (2)鍋爐設備的運行調整試驗鍋爐設備的運行調整試驗。確定鍋爐設備最有利的運行方式，規(guī)定設。確定鍋爐設備最有利的運行方式，規(guī)定設備的技術經(jīng)濟指標，作為判定或修改運行規(guī)程和運行技術管理的依據(jù)，備的技術經(jīng)濟指標，作為判定或修改運行規(guī)程和運行技術管理的依據(jù)，并查明運行中的缺陷。并查明運行中的缺陷。 (3)運行比較性試驗運行比較性試驗。比較設備改進或檢修前后的經(jīng)濟效果。當燃料特性、。比較設備改進或檢修前后的經(jīng)濟效果。當燃料特性、操作技術有較大改變時，需確定合理的運行參數(shù)，了解設備運行的經(jīng)濟操作技術有較大

29、改變時，需確定合理的運行參數(shù)，了解設備運行的經(jīng)濟性。性。 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院35第五節(jié)第五節(jié) 鍋爐熱平衡試驗方法鍋爐熱平衡試驗方法p50一、熱平衡試驗的目的一、熱平衡試驗的目的 (1)確定鍋爐效率；確定鍋爐效率； (2)確定鍋爐的各項熱損失；確定鍋爐的各項熱損失； (3)確定不同運行工況下的各項經(jīng)濟指標，制定合理的運行操作守則。確定不同運行工況下的各項經(jīng)濟指標，制定合理的運行操作守則。 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院36第五節(jié)第五節(jié) 鍋爐熱平衡試驗方法鍋爐熱平衡試驗方法p50二、熱平衡試驗的組織和準備工作二、熱平衡試驗的組織和準備工作 鍋爐效率試

30、驗的組織和準備工作如下：鍋爐效率試驗的組織和準備工作如下： (1)熟悉鍋爐機組的技術資料和運行特性；熟悉鍋爐機組的技術資料和運行特性； (2)全面檢查鍋爐機組及其輔助設備、測量表計、自動調節(jié)裝置的情況，以全面檢查鍋爐機組及其輔助設備、測量表計、自動調節(jié)裝置的情況，以了解其是否處于完好狀態(tài)，如有缺陷，及時消除；了解其是否處于完好狀態(tài)，如有缺陷，及時消除； (3)制定試驗計劃，內容包括：試驗任務和要求，試驗準備工作（如安裝測制定試驗計劃，內容包括：試驗任務和要求，試驗準備工作（如安裝測點和取樣設備，準備測試儀器等），試驗順序，測試內容和方法，人員組織點和取樣設備，準備測試儀器等），試驗順序，測試內

31、容和方法，人員組織和進度等；和進度等； (4)在制定試驗計劃的基礎上，編寫試驗準備工作的任務書，其內容包括試在制定試驗計劃的基礎上，編寫試驗準備工作的任務書，其內容包括試驗所需器具裝置的制造和型襄等項目；驗所需器具裝置的制造和型襄等項目； (5)組織試驗小組；組織試驗小組； (6)準備好所需試驗儀器；準備好所需試驗儀器； (7)對試驗需用配件的安裝進行技術監(jiān)督，并培訓試驗觀測人員。對試驗需用配件的安裝進行技術監(jiān)督，并培訓試驗觀測人員。 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院37第五節(jié)第五節(jié) 鍋爐熱平衡試驗方法鍋爐熱平衡試驗方法p50三、熱平衡試驗的要求三、熱平衡試驗的要求 （一）試驗

32、負荷的選擇（一）試驗負荷的選擇 為了求得鍋爐在負荷變化范圍內的運行特性，各項試驗應在鍋爐的四種為了求得鍋爐在負荷變化范圍內的運行特性，各項試驗應在鍋爐的四種負荷下進行。負荷下進行。 (l)鍋爐的鍋爐的額定負荷額定負荷。 (2)鍋爐的鍋爐的最低負荷最低負荷。 (3)在額定和最低負荷之間選擇適當?shù)脑陬~定和最低負荷之間選擇適當?shù)膬蓚€中間值兩個中間值，其中一介最好在經(jīng)濟負，其中一介最好在經(jīng)濟負荷范圍內。如有必要，還可進行鍋爐設備短時的最大負荷（超額定負荷荷范圍內。如有必要，還可進行鍋爐設備短時的最大負荷（超額定負荷5%10%）試驗。）試驗。 每改變一種工況，原則上應重復進行兩次測試，如兩次測試的結果相

33、差過每改變一種工況，原則上應重復進行兩次測試，如兩次測試的結果相差過大時，需再重做一次或多次。大時，需再重做一次或多次。 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院38第五節(jié)第五節(jié) 鍋爐熱平衡試驗方法鍋爐熱平衡試驗方法p50三、熱平衡試驗的要求三、熱平衡試驗的要求（二）煤質與主要參數(shù)的允許波動范圍（二）煤質與主要參數(shù)的允許波動范圍 試驗期間所用的煤種，必須是試驗大綱所規(guī)定的煤種。在進行同一項目試驗期間所用的煤種，必須是試驗大綱所規(guī)定的煤種。在進行同一項目的試驗時，每次測試中燃煤的各項工業(yè)分析數(shù)據(jù)與全組測試該項目中的平均的試驗時，每次測試中燃煤的各項工業(yè)分析數(shù)據(jù)與全組測試該項目中的平均值之

34、間的允許偏差，一般為值之間的允許偏差，一般為 此外，試驗期間的給水溫度不應有較大波動。此外，試驗期間的給水溫度不應有較大波動。 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院39第五節(jié)第五節(jié) 鍋爐熱平衡試驗方法鍋爐熱平衡試驗方法p51三、熱平衡試驗的要求三、熱平衡試驗的要求 （三）試驗前的穩(wěn)定階段與試驗持續(xù)時間（三）試驗前的穩(wěn)定階段與試驗持續(xù)時間 各類試驗一般應在鍋爐帶負荷連續(xù)運行各類試驗一般應在鍋爐帶負荷連續(xù)運行72h以后進行，以保證全部鍋爐設備以后進行，以保證全部鍋爐設備的工況完全穩(wěn)定。在試驗前的穩(wěn)定階段內，應將負荷調整到試驗規(guī)定的負荷，的工況完全穩(wěn)定。在試驗前的穩(wěn)定階段內，應將負荷調整

35、到試驗規(guī)定的負荷，經(jīng)經(jīng)12h后，在燃料量和后，在燃料量和 空氣量已穩(wěn)定的情況下，等待煙道各部位的煙溫穩(wěn)定空氣量已穩(wěn)定的情況下，等待煙道各部位的煙溫穩(wěn)定后，方可開始試驗。受熱面吹灰、爐膛清灰及定期排污等工作都應在試驗前后，方可開始試驗。受熱面吹灰、爐膛清灰及定期排污等工作都應在試驗前的負荷穩(wěn)定階段內完成。的負荷穩(wěn)定階段內完成。 對于燃煤鍋爐，一般規(guī)定每一工況下正平衡試驗的延續(xù)時間為對于燃煤鍋爐，一般規(guī)定每一工況下正平衡試驗的延續(xù)時間為8h，反平衡，反平衡試驗的延續(xù)時間為試驗的延續(xù)時間為4h，但根據(jù)具體情況可適當減少，正平衡，但根據(jù)具體情況可適當減少，正平衡4h反平衡反平衡2h亦可。亦可。 鍋爐原

36、理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院40第五節(jié)第五節(jié) 鍋爐熱平衡試驗方法鍋爐熱平衡試驗方法p51四、熱平衡試驗測定內容四、熱平衡試驗測定內容 鍋爐熱平衡試驗測定內容，應根據(jù)試驗要求而定。按反平衡法進行熱平衡鍋爐熱平衡試驗測定內容，應根據(jù)試驗要求而定。按反平衡法進行熱平衡試驗時，基本測量項目為：試驗時，基本測量項目為： (l)燃料的元素分析；燃料的元素分析； (2)人爐燃料采樣與工業(yè)分析；人爐燃料采樣與工業(yè)分析； (3)煤粉細度分析；煤粉細度分析； (4)飛灰和爐渣采樣及可燃物含量的測定；飛灰和爐渣采樣及可燃物含量的測定； (5)排煙溫度；排煙溫度； (6)爐膛出口（或過熱器后）的過量空氣

37、系數(shù)爐膛出口（或過熱器后）的過量空氣系數(shù)(O2)； (7)排煙成分排煙成分(O2、CO2、CO、H2、CH4等等)的分析。的分析。 如同時按正平衡法進行試驗時，還應增加如下的基本測量項目：如同時按正平衡法進行試驗時，還應增加如下的基本測量項目： (l)鍋爐的蒸汽流量或給水流量，連續(xù)排污量及減溫水流量；鍋爐的蒸汽流量或給水流量，連續(xù)排污量及減溫水流量； (2)紿水和蒸汽溫度；紿水和蒸汽溫度； (3)人爐燃料量；人爐燃料量； (4)蒸汽壓力。蒸汽壓力。 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院41第五節(jié)第五節(jié) 鍋爐熱平衡試驗方法鍋爐熱平衡試驗方法p51五、主要參數(shù)的記錄及數(shù)據(jù)的整理五、主要

38、參數(shù)的記錄及數(shù)據(jù)的整理 試驗期間的溫度、壓力、流量等重要參數(shù)應每隔試驗期間的溫度、壓力、流量等重要參數(shù)應每隔15min記錄一次，需要記錄的項目，應根據(jù)記錄一次，需要記錄的項目，應根據(jù)試驗要求選定。試驗要求選定。 每次試驗結束后，要進行數(shù)據(jù)的整理工作。對測試中重復多次測取的測量參數(shù)，一般取其每次試驗結束后，要進行數(shù)據(jù)的整理工作。對測試中重復多次測取的測量參數(shù)，一般取其算術平均值作為其直接測量值。在計算平均值時，須先審查觀測記錄，遇有與正常讀數(shù)相差算術平均值作為其直接測量值。在計算平均值時，須先審查觀測記錄，遇有與正常讀數(shù)相差較大的記錄值，應加以分析，根據(jù)誤差范圍的要求決定取舍。較大的記錄值，應加

39、以分析，根據(jù)誤差范圍的要求決定取舍。 在測試過程中，如規(guī)定的工況受到短期破壞，參數(shù)的變化超過允許范圍時，則在觀測記錄在測試過程中，如規(guī)定的工況受到短期破壞，參數(shù)的變化超過允許范圍時，則在觀測記錄上應取消受到影響的那些測量讀數(shù)。重復多次測取的測量參數(shù)，如果被取消的及舍棄的讀數(shù)上應取消受到影響的那些測量讀數(shù)。重復多次測取的測量參數(shù)，如果被取消的及舍棄的讀數(shù)個數(shù)超過測試期間內應該測取的總數(shù)的個數(shù)超過測試期間內應該測取的總數(shù)的1/3時，則該測量項目無效。如一次測試中有幾個項目時，則該測量項目無效。如一次測試中有幾個項目無效，而且影響到測試結果時，則整個這次測試無效。無效，而且影響到測試結果時，則整個這

40、次測試無效。 各測量參數(shù)的觀測值，通常僅取最末一位有效數(shù)字是不準確的，即估讀的存疑數(shù)字。各測各測量參數(shù)的觀測值，通常僅取最末一位有效數(shù)字是不準確的，即估讀的存疑數(shù)字。各測量參數(shù)的平均測值只取有效數(shù)字位數(shù)，其末位為不準確數(shù)字。如果參加平均的讀數(shù)等于或超量參數(shù)的平均測值只取有效數(shù)字位數(shù)，其末位為不準確數(shù)字。如果參加平均的讀數(shù)等于或超過過4個，則其平均值的有效數(shù)字可較讀數(shù)增加一位。求得平均測值后，按系統(tǒng)誤差的處理方法個，則其平均值的有效數(shù)字可較讀數(shù)增加一位。求得平均測值后，按系統(tǒng)誤差的處理方法進行更正及修正，然后記入測試數(shù)據(jù)計算表格中。對于一般試驗，各項熱損失的計算位取到進行更正及修正，然后記入測試

41、數(shù)據(jù)計算表格中。對于一般試驗，各項熱損失的計算位取到小數(shù)點后兩位，而鍋爐效率數(shù)值，則只保留到小數(shù)點后一位（均以百分數(shù)表示）。小數(shù)點后兩位，而鍋爐效率數(shù)值，則只保留到小數(shù)點后一位（均以百分數(shù)表示）。 煤粉爐熱平衡試驗效率計算表（反平衡）示例見表煤粉爐熱平衡試驗效率計算表（反平衡）示例見表3-3。 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院42 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院43 鍋爐原理鍋爐原理 樊小朝樊小朝 電氣學院電氣學院44第五節(jié)第五節(jié) 鍋爐熱平衡試驗方法鍋爐熱平衡試驗方法p53六、試驗報告六、試驗報告 鍋爐熱平衡試驗技術報告內容與所做的工作的特點和內容有關。其編鍋爐熱平衡試驗技術報告內容與所做的工作的特點和內容有關。其編寫程序一般包括寫程序一般包括:(1)試驗的目的與方法。試驗的目的與方法。(2)鍋爐設備的結構特性與運行情況。鍋爐設備的結構特性與運行情況。(3)測量方法與試驗工作的特點。測量方法與試驗工作的特點。(4)試驗結果及分析。試驗結果及分析。(5)結論與建議。結論與建議。(6)數(shù)