第三章 锅炉热平衡优秀PPT.ppt

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1、第三章 锅炉热平衡现在学习的是第1页，共58页第一节第一节 锅炉热平衡的概念锅炉热平衡的概念现在学习的是第2页，共58页一、锅炉热平衡概念一、锅炉热平衡概念 在稳定工况下，输入锅炉的热量与输出锅在稳定工况下，输入锅炉的热量与输出锅炉的热量相平衡，锅炉的这种热量收、支平衡炉的热量相平衡，锅炉的这种热量收、支平衡关系，就称为锅炉热平衡。关系，就称为锅炉热平衡。现在学习的是第3页，共58页输入锅炉的热量：输入锅炉的热量：伴随燃料送入锅炉的热量；伴随燃料送入锅炉的热量；输出锅炉的热量：输出锅炉的热量：分成两部分，一是锅炉有效利用热量，二是锅分成两部分，一是锅炉有效利用热量，二是锅炉各项热损失。炉各项热

2、损失。现在学习的是第4页，共58页输入锅炉的热量输入锅炉的热量=输出锅炉的热量输出锅炉的热量有效利用热量有效利用热量锅炉热损失锅炉热损失现在学习的是第5页，共58页锅炉热平衡方程式为：锅炉热平衡方程式为：现在学习的是第6页，共58页 将上述式变成以百分数表示的热平衡方程式，即：将上述式变成以百分数表示的热平衡方程式，即：现在学习的是第7页，共58页现在学习的是第8页，共58页二、正、反平衡求锅炉热效率二、正、反平衡求锅炉热效率1、正平衡法求锅炉热效率、正平衡法求锅炉热效率测定输入热量测定输入热量 和有效利用热量和有效利用热量 ：现在学习的是第9页，共58页2、反平衡法求锅炉热效率、反平衡法求锅

3、炉热效率现在学习的是第10页，共58页第二节第二节 锅炉的输入热量及有效利用热量锅炉的输入热量及有效利用热量现在学习的是第11页，共58页一、锅炉的输入热量一、锅炉的输入热量 对应于对应于1kg燃料输入锅炉的热量，包括燃料收到燃料输入锅炉的热量，包括燃料收到基低位发热量、燃料的物理显热、外来热源加热空基低位发热量、燃料的物理显热、外来热源加热空气时带入的热量和雾化燃油所用蒸汽带入的热量，气时带入的热量和雾化燃油所用蒸汽带入的热量，即：即：现在学习的是第12页，共58页1、燃料的物理显热、燃料的物理显热 由于温度升高或降低燃料吸收或放出的热量，由于温度升高或降低燃料吸收或放出的热量，即：即：现在

4、学习的是第13页，共58页 燃料的物理显热一般很小，通常忽略不计。燃料的物理显热一般很小，通常忽略不计。只有当外来热源加热燃料或固体燃料水分只有当外来热源加热燃料或固体燃料水分 时，才计入该项。时，才计入该项。现在学习的是第14页，共58页2、外来热源加热空气时带入的热量、外来热源加热空气时带入的热量 （如在暖风器中利用汽轮机抽汽加热冷空（如在暖风器中利用汽轮机抽汽加热冷空气）气）现在学习的是第15页，共58页3、雾化燃油所用蒸汽带入的热量、雾化燃油所用蒸汽带入的热量现在学习的是第16页，共58页对于燃煤锅炉，如燃料和空气都没有利用外对于燃煤锅炉，如燃料和空气都没有利用外部热源进行预热，且燃煤

5、水分部热源进行预热，且燃煤水分 则锅炉输入热量等于煤的收到基低位发热量，则锅炉输入热量等于煤的收到基低位发热量，即：即：现在学习的是第17页，共58页二、锅炉有效利用热量二、锅炉有效利用热量 水和蒸汽流过受热面时吸收的热量，包括水和蒸汽流过受热面时吸收的热量，包括过热蒸汽的吸热、再热蒸汽的吸热、饱和蒸过热蒸汽的吸热、再热蒸汽的吸热、饱和蒸汽的吸热和汽包连续排污时污水的吸热。汽的吸热和汽包连续排污时污水的吸热。现在学习的是第18页，共58页 当锅炉排污量不超过蒸发量的当锅炉排污量不超过蒸发量的2%时，排污水时，排污水热量可忽略不计。热量可忽略不计。现在学习的是第19页，共58页第三节第三节 锅炉

6、各项热损失锅炉各项热损失现在学习的是第20页，共58页 反平衡求效率法：通过测定锅炉的各项热损失，从反平衡求效率法：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。而计算出锅炉热效率的方法。计算公式如下：计算公式如下：现在学习的是第21页，共58页一、固体未固体未完全燃烧热损失完全燃烧热损失 1、概念：、概念：由于灰中含有未燃烧或未燃尽的碳造成的热由于灰中含有未燃烧或未燃尽的碳造成的热损失和使用中速磨煤机时排出的石子煤的热损损失和使用中速磨煤机时排出的石子煤的热损失，又称为机械未完全燃烧热损失。失，又称为机械未完全燃烧热损失。现在学习的是第22页，共58页2、组成、组成炉渣中未燃尽的碳粒

7、所造成的热损失炉渣中未燃尽的碳粒所造成的热损失 ；飞灰中未燃尽的碳粒所造成的热损失飞灰中未燃尽的碳粒所造成的热损失 ；沉降灰中未燃尽的碳粒所造成的热损失沉降灰中未燃尽的碳粒所造成的热损失 ；中速磨煤机排出石子煤的热损失中速磨煤机排出石子煤的热损失 。即：即：现在学习的是第23页，共58页3、选取、选取 在设计锅炉时，固体未完全燃烧热损失不能计在设计锅炉时，固体未完全燃烧热损失不能计算，只能按经验推荐值来选取算，只能按经验推荐值来选取。无烟煤：无烟煤：4%6%；贫煤：贫煤：2%3%；烟煤：烟煤：1%1.5%；褐煤：褐煤：0.5%1%；液态排渣锅炉：液态排渣锅炉：0.5%4%；燃油炉：燃油炉：0%

8、现在学习的是第24页，共58页4、影响因素、影响因素 燃料性质、燃烧方式、燃料性质、燃烧方式、过量空气系数、炉膛过量空气系数、炉膛结构、锅炉负荷及运行工况等。结构、锅炉负荷及运行工况等。现在学习的是第25页，共58页燃料性质：灰分、水分越大，挥发分越小，燃燃料性质：灰分、水分越大，挥发分越小，燃料着火越困难，燃尽程度越差，固体未完全燃料着火越困难，燃尽程度越差，固体未完全燃烧热损失越大；烧热损失越大；炉膛结构：炉膛结构决定了煤粉在炉内停留的炉膛结构：炉膛结构决定了煤粉在炉内停留的时间和风粉混合的质量，从而影响到时间和风粉混合的质量，从而影响到q q4 4。现在学习的是第26页，共58页锅炉负荷

9、：锅炉负荷：锅炉负荷过高时，单位时间送入炉内的煤锅炉负荷过高时，单位时间送入炉内的煤粉量和空气量都增加，风粉运动速度升高，煤粉量和空气量都增加，风粉运动速度升高，煤粉停留时间缩短，使固体未完全燃烧热损失增粉停留时间缩短，使固体未完全燃烧热损失增大；大；锅炉负荷较低时，炉膛温度降低，燃烧反锅炉负荷较低时，炉膛温度降低，燃烧反应速度减小，使固体未完全燃烧热损失增大。应速度减小，使固体未完全燃烧热损失增大。现在学习的是第27页，共58页 运行时的过量空气系数运行时的过量空气系数：当当 较小时，随着较小时，随着 的增大，的增大，固体未完全燃烧热固体未完全燃烧热损失不断减小；当损失不断减小；当 较大时，

10、随着较大时，随着 的增大，炉温的增大，炉温降低，燃烧速度及强度受到影响，降低，燃烧速度及强度受到影响，固体未完全燃烧固体未完全燃烧热损失会逐渐增加。热损失会逐渐增加。煤粉细度：煤粉颗粒越细小，燃料越容易燃煤粉细度：煤粉颗粒越细小，燃料越容易燃烧及燃尽，固体未完全燃烧热损失越小。烧及燃尽，固体未完全燃烧热损失越小。现在学习的是第28页，共58页二、气体未完全燃烧热损失气体未完全燃烧热损失 1、概念：、概念：锅炉排烟中含有残余的可燃气体（锅炉排烟中含有残余的可燃气体（CO、CH4、H2、CmHn等）未能放出其燃烧热能所造成的热量等）未能放出其燃烧热能所造成的热量损失。损失。现在学习的是第29页，共

11、58页2、影响因素、影响因素 燃煤挥发分含量、炉内过量空气系数、炉膛燃煤挥发分含量、炉内过量空气系数、炉膛温度、炉膛结构及燃烧器布置、炉内空气动力温度、炉膛结构及燃烧器布置、炉内空气动力工况等。工况等。现在学习的是第30页，共58页燃煤挥发分含量高，炉内可燃气体多，燃煤挥发分含量高，炉内可燃气体多，。过量空气系数过小，氧气供应不足，过量空气系数过小，氧气供应不足，；过量空气系；过量空气系数过大，炉温降低，影响燃烧反应，数过大，炉温降低，影响燃烧反应，。炉膛结构及燃烧器布置不合理，炉膛有死角或烟气炉膛结构及燃烧器布置不合理，炉膛有死角或烟气在炉内停留时间过短，炉内空气动力场不好，都会在炉内停留时

12、间过短，炉内空气动力场不好，都会使使 。锅炉负荷过低会使炉温降低，负荷过高使可燃气体或烟锅炉负荷过低会使炉温降低，负荷过高使可燃气体或烟气在炉内停留时间减少，气在炉内停留时间减少，。现在学习的是第31页，共58页 在进行锅炉设计时，在进行锅炉设计时，q3可按经验数据选可按经验数据选用。一般，固态排渣煤粉炉，用。一般，固态排渣煤粉炉，q3=0%；燃油；燃油或燃气炉或燃气炉q3=0.5%现在学习的是第32页，共58页三、排烟热损失三、排烟热损失1、概念、概念 烟气在离开锅炉的最后受热面时，还烟气在离开锅炉的最后受热面时，还具有相当高的温度，这部分由排出烟气带具有相当高的温度，这部分由排出烟气带走的

13、热量称为锅炉排烟热损失。走的热量称为锅炉排烟热损失。现在学习的是第33页，共58页 排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项，排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项，对大、中型锅炉为对大、中型锅炉为4%8%。现在学习的是第34页，共58页2 2、影响因素、影响因素 影响排烟热损失的主要因素是：影响排烟热损失的主要因素是：排烟容积排烟容积 排烟温度排烟温度现在学习的是第35页，共58页（1 1）排烟容积的影响）排烟容积的影响 对于一定的燃料，排烟容积取决于炉内过量对于一定的燃料，排烟容积取决于炉内过量空气系数及漏风系数。空气系数及漏风系数。炉内过量空气系数或者炉内过量空气系数或者沿烟气流程漏风量沿

14、烟气流程漏风量增大，增大，会使炉膛的烟气容积增加，从使排烟热损失会使炉膛的烟气容积增加，从使排烟热损失增加。增加。现在学习的是第36页，共58页漏风的存在使漏风点处的烟气温度降低，从而漏风的存在使漏风点处的烟气温度降低，从而使漏风点以后的受热面换热量减少，进而造成使漏风点以后的受热面换热量减少，进而造成排烟温度升高，排烟热损失增加。排烟温度升高，排烟热损失增加。现在学习的是第37页，共58页（2）排烟温度的影响）排烟温度的影响 燃料性质、受热面积灰、结渣或结垢均会影燃料性质、受热面积灰、结渣或结垢均会影响锅炉的排烟温度。响锅炉的排烟温度。当煤中水分和硫分较高时，为了避免或减当煤中水分和硫分较高

15、时，为了避免或减轻尾部受热面的低温腐蚀，会采用较高的排轻尾部受热面的低温腐蚀，会采用较高的排烟温度。受热面积灰、结渣或结垢会使传热烟温度。受热面积灰、结渣或结垢会使传热减弱，促使排烟温度升高，排烟热损失增加。减弱，促使排烟温度升高，排烟热损失增加。现在学习的是第38页，共58页排烟温度的选取：排烟温度的选取：排烟温度每增加排烟温度每增加1520，排烟热损失增，排烟热损失增大大1%，故降低排烟温度可使锅炉热经济性增，故降低排烟温度可使锅炉热经济性增加。另一方面，排烟温度的降低需设计更多加。另一方面，排烟温度的降低需设计更多的锅炉尾部受热面，这样会增大锅炉的金属的锅炉尾部受热面，这样会增大锅炉的金

16、属消耗量和烟气流动阻力；同时，排烟温度太消耗量和烟气流动阻力；同时，排烟温度太低还会引起尾部受热面低温腐蚀，因而排烟低还会引起尾部受热面低温腐蚀，因而排烟温度不允许降的太低。近代大型电厂锅炉的温度不允许降的太低。近代大型电厂锅炉的排烟温度为排烟温度为120160。现在学习的是第39页，共58页（3）最佳过量空气系数）最佳过量空气系数现在学习的是第40页，共58页 四、散热损失四、散热损失1、概念、概念 锅炉运行时，锅炉炉墙、金属结构以及锅炉运行时，锅炉炉墙、金属结构以及锅炉范围内的烟风道、汽水管道和联箱等锅炉范围内的烟风道、汽水管道和联箱等向四周环境中散失的热量造成的损失。向四周环境中散失的热

17、量造成的损失。现在学习的是第41页，共58页2、散热损失的确定、散热损失的确定（1）额定蒸发量下散热损失的确定）额定蒸发量下散热损失的确定 通过经验曲线查取。通过经验曲线查取。现在学习的是第42页，共58页现在学习的是第43页，共58页（2）非额定工况下散热损失的确定）非额定工况下散热损失的确定现在学习的是第44页，共58页3 3、影响因素、影响因素 锅炉额定蒸发量（即锅炉容量）、锅炉实际锅炉额定蒸发量（即锅炉容量）、锅炉实际蒸发量（即锅炉负荷）、锅炉外表面积、水冷蒸发量（即锅炉负荷）、锅炉外表面积、水冷壁和炉墙结构、管道保温以及环境情况等。壁和炉墙结构、管道保温以及环境情况等。现在学习的是第

18、45页，共58页锅炉容量越大，散热面积越大，锅炉散热锅炉容量越大，散热面积越大，锅炉散热量的绝对值（量的绝对值（）越大。但散热损失）越大。但散热损失 减小，这是由于锅炉容量增大时，燃料消减小，这是由于锅炉容量增大时，燃料消耗量大致成比例增加，但锅炉外表面积和耗量大致成比例增加，但锅炉外表面积和炉膛温度并不随锅炉容量成比例增加，从炉膛温度并不随锅炉容量成比例增加，从而使单位燃料量的外表面积是减少的，故而使单位燃料量的外表面积是减少的，故散热损失减少。散热损失减少。现在学习的是第46页，共58页锅炉负荷越低，相对的散热损失越大。这是由于锅炉负荷越低，相对的散热损失越大。这是由于锅炉外表面积不发生变

19、化，同时外表面温度降低锅炉外表面积不发生变化，同时外表面温度降低的幅度也低于负荷降低的幅度，故锅炉散热总量的幅度也低于负荷降低的幅度，故锅炉散热总量变化不大，但相对于单位负荷散热损失却是增大变化不大，但相对于单位负荷散热损失却是增大的。的。现在学习的是第47页，共58页锅炉的水冷壁和炉墙结构越严密紧凑，保温锅炉的水冷壁和炉墙结构越严密紧凑，保温性能越好，周围空气温度越高且流动缓慢，性能越好，周围空气温度越高且流动缓慢，散热损失越小。散热损失越小。对于较大容量的锅炉，散热损失一般对于较大容量的锅炉，散热损失一般小于小于0.5%0.5%。现在学习的是第48页，共58页 五、灰渣物理热损失五、灰渣物

20、理热损失1、概念、概念 炉渣、飞灰与沉降灰排出锅炉设备时所造成炉渣、飞灰与沉降灰排出锅炉设备时所造成的热量损失。的热量损失。现在学习的是第49页，共58页2、影响因素、影响因素 排渣量、排渣温度排渣量、排渣温度 煤粉锅炉的排渣量及排渣温度与燃料燃烧方煤粉锅炉的排渣量及排渣温度与燃料燃烧方式有关，固态排渣锅炉渣量少，排渣温度低；式有关，固态排渣锅炉渣量少，排渣温度低；液态排渣锅炉渣量较多，温度高。液态排渣锅炉渣量较多，温度高。现在学习的是第50页，共58页 对于固态排渣煤粉炉，只有当燃料灰分很对于固态排渣煤粉炉，只有当燃料灰分很高时，即高时，即时才考虑灰渣物理热损失的影响。时才考虑灰渣物理热损失

21、的影响。现在学习的是第51页，共58页第四节第四节 锅炉燃料消耗量锅炉燃料消耗量现在学习的是第52页，共58页一、锅炉燃料消耗量一、锅炉燃料消耗量1、实际燃料消耗量、实际燃料消耗量 锅炉每小时实际耗用的燃料量，简称为燃锅炉每小时实际耗用的燃料量，简称为燃料消耗量，符号为料消耗量，符号为B，单位为，单位为kg/h。用于进行燃料输送系统和制粉系统的计算。用于进行燃料输送系统和制粉系统的计算。现在学习的是第53页，共58页2、计算燃料消耗量、计算燃料消耗量 考虑到固体未完全燃烧热损失的存在，而考虑到固体未完全燃烧热损失的存在，而在炉膛内实际参与燃烧反应的燃料消耗量，在炉膛内实际参与燃烧反应的燃料消耗

22、量，符号为符号为Bj，单位为，单位为kg/h。用于计算空气需要量和烟气容积等。用于计算空气需要量和烟气容积等。现在学习的是第54页，共58页二、煤耗率二、煤耗率1、原煤煤耗率、原煤煤耗率 发电厂或机组生产发电厂或机组生产 的电能所消耗的原煤的电能所消耗的原煤量，用符号量，用符号b表示，单位为表示，单位为 即即N发电厂或机组每小时生产的电能。发电厂或机组每小时生产的电能。现在学习的是第55页，共58页2、标准煤耗率、标准煤耗率 发电厂或机组生产发电厂或机组生产 的电能所消耗的标准煤量，的电能所消耗的标准煤量，用符号用符号 表示，单位表示，单位 即即现在学习的是第56页，共58页得：得：又由于：又由于：现在学习的是第57页，共58页 标准煤耗率是全厂或整台发电机组的经济指标，标准煤耗率是全厂或整台发电机组的经济指标，它与锅炉、汽轮机、发电机等设备及其系统的运行它与锅炉、汽轮机、发电机等设备及其系统的运行经济性有关。经济性有关。高压电厂：高压电厂：超高压电厂：超高压电厂：亚临界压力电厂：亚临界压力电厂：超临界压力电厂：超临界压力电厂：现在学习的是第58页，共58页