锅炉原理锅炉机组热平衡优秀PPT.ppt
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1、锅炉原理锅炉机组热平衡2022/12/8Principles of BoilerPage 1第一页,本课件共有37页2022/12/8Principles of BoilerPage 21 1 锅炉热平衡及锅炉热效率锅炉热平衡及锅炉热效率u1、热平衡概念u2、热平衡方程式第二页,本课件共有37页2022/12/8Principles of BoilerPage 3热平衡范围第三页,本课件共有37页2022/12/8Principles of BoilerPage 4热平衡示意图第四页,本课件共有37页2022/12/8Principles of BoilerPage 5u锅炉热平衡研究锅炉热平
2、衡研究 燃料的热量在锅炉中利用的情况:有多少被有效利用,有多少变成了热量损失,表现在哪些方面,产生的原因。研究的目的是为了有效地提高锅炉热效率u锅炉热平衡锅炉热平衡 以lkg固体燃料或液体燃料(气体燃料以1Nm3)为单位组成热量平衡。1kg燃料带入炉内的热量及锅炉有效利用热量和损失热量之间的关系。1 1、热平衡概念、热平衡概念第五页,本课件共有37页2022/12/8Principles of BoilerPage 62 2、锅炉热平衡方程式、锅炉热平衡方程式 q q1 1=Q=Qi i /Q /Qr r 100 100 式中式中 输入热量输入热量 Q Q1 1 有效利用热有效利用热 Q Q2
3、 2 排烟损失排烟损失 Q Q3 3 化学不完全燃烧热损失化学不完全燃烧热损失 Q Q4 4 机械不完全燃烧热损失机械不完全燃烧热损失 Q Q5 5 散热损失散热损失 Q Q6 6 其他热损失其他热损失第六页,本课件共有37页2022/12/8Principles of BoilerPage 72 2 锅炉输入热量和有效利用热量锅炉输入热量和有效利用热量u1、锅炉输入热量u2、锅炉有效利用热量第七页,本课件共有37页2022/12/8Principles of BoilerPage 81 1、锅炉输入热量、锅炉输入热量 Q Qr r对于燃煤锅炉对于燃煤锅炉:若燃料和空气没有利用外界热量进行预热
4、若燃料和空气没有利用外界热量进行预热且燃煤水分满足且燃煤水分满足则则 2/72/7 燃料的物理显热;燃料的物理显热;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;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第八页,本课件共有37页2022/12/8Principles of BoilerPage 9锅炉输入热量锅炉输入热量 Q Qr r燃料的物理显热燃料的物理显热燃料的物理显热燃料的物理显热i i i ir r r r 固体燃料收到基比热:固体燃料收到基比热:固体燃料收到基比热:固体燃料收到基比热:kJ/kg 液体燃料液体燃料液体燃料液体燃料收到基收到基收到基收到基比热:
5、比热:比热:比热:kJ/kg 蒸汽带入热蒸汽带入热蒸汽带入热蒸汽带入热 Q Q Q Qzqzqzqzq:当用蒸汽雾化重油或喷入锅炉蒸汽时考虑.2500排烟中蒸汽焓近似值,kJ/kg 外来热量外来热量外来热量外来热量 Q Q Q Qwlwlwlwl:用锅炉范围以外的废气、废热等来预热空气时第九页,本课件共有37页2022/12/8Principles of BoilerPage 102 2、锅炉有效利用热、锅炉有效利用热 Q Q1 13/73/7 式中:式中:式中:式中:Q Q Q Q 工质总吸热量,工质总吸热量,工质总吸热量,工质总吸热量,kJ/s kJ/s kJ/s kJ/s B B B B
6、 燃料消耗量,燃料消耗量,燃料消耗量,燃料消耗量,kg/s kg/s kg/s kg/s D D D Dgrgrgrgr、D D D Dzr zrzr zr、D D D DPwPwPwPw 过热蒸汽量、再热蒸汽量和排污量,过热蒸汽量、再热蒸汽量和排污量,过热蒸汽量、再热蒸汽量和排污量,过热蒸汽量、再热蒸汽量和排污量,kg/skg/skg/skg/s 、h h h h g s g s g s g s 过热蒸汽焓、饱和蒸汽焓和给水焓,过热蒸汽焓、饱和蒸汽焓和给水焓,过热蒸汽焓、饱和蒸汽焓和给水焓,过热蒸汽焓、饱和蒸汽焓和给水焓,kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg 、再热蒸汽出口和进口焓
7、,再热蒸汽出口和进口焓,再热蒸汽出口和进口焓,再热蒸汽出口和进口焓,kJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kg空气在空气预热器中吸收的热量又返回炉膛,属锅炉内部热量循环,锅炉热空气在空气预热器中吸收的热量又返回炉膛,属锅炉内部热量循环,锅炉热空气在空气预热器中吸收的热量又返回炉膛,属锅炉内部热量循环,锅炉热空气在空气预热器中吸收的热量又返回炉膛,属锅炉内部热量循环,锅炉热平衡中不予考虑平衡中不予考虑平衡中不予考虑平衡中不予考虑.第十页,本课件共有37页2022/12/8Principles of BoilerPage 113 3 锅炉的各项热损失锅炉的各项热损失u机械未完全燃烧热损失u化学(气体
8、)未完全燃烧热损失u排烟热损失u散热热损失u其它热损失第十一页,本课件共有37页2022/12/8Principles of BoilerPage 12机械机械机械机械(固体固体固体固体)未完全燃烧热损失未完全燃烧热损失未完全燃烧热损失未完全燃烧热损失 q q q q4 4 4 4锅锅炉炉主主要要热热损损之之一一,取取失失决决于于燃燃料料种种类类、燃燃烧烧方方式式、炉炉膛膛型型式与结构、燃烧器设计与布置、锅炉运行工况式与结构、燃烧器设计与布置、锅炉运行工况 V V V Vdafdafdafdaf小;(小;(小;(小;(MMMMarararar、A A A Aar ar ar ar)大,)大,)
9、大,)大,q q q q4 4 4 4 大;大;大;大;R R R R90909090大,大,大,大,q q q q4 4 4 4 大;大;大;大;过大或过小,过大或过小,过大或过小,过大或过小,q q q q4 4 4 4 大大大大 煤粉在炉膛停留时间煤粉在炉膛停留时间煤粉在炉膛停留时间煤粉在炉膛停留时间过小,过小,过小,过小,q q q q4 4 4 4 大大大大 机械未完全燃烧热损失q44/74/7设计时设计时设计时设计时,q,q,q,q4 4 4 4、按推荐数据选取(表)、按推荐数据选取(表)、按推荐数据选取(表)、按推荐数据选取(表)对固态排渣煤粉炉取对固态排渣煤粉炉取对固态排渣煤粉
10、炉取对固态排渣煤粉炉取 q q q q4 4 4 4=0.5=0.5=0.5=0.55%5%5%5%未完全燃烧热损失包括未完全燃烧热损失包括未完全燃烧热损失包括未完全燃烧热损失包括 q q q q4 4 4 4、q q q q3 3 3 3 第十二页,本课件共有37页2022/12/8Principles of BoilerPage 13机械未完全燃烧热损失q4形成:形成:灰灰渣渣损损失失 :未未参参与与燃燃烧烧或或未未燃燃尽尽的的碳碳粒粒与与灰灰渣渣一一同落入灰斗所造成的损失。同落入灰斗所造成的损失。漏漏煤煤损损失失 :部部分分燃燃料料经经炉炉排排落落入入灰灰坑坑造造成成的的损损失失。对于煤
11、粉炉,则对于煤粉炉,则飞飞灰灰损损失失 :未未燃燃尽尽的的碳碳粒粒随随烟烟气气带带走走所所造造成成的的损失。损失。第十三页,本课件共有37页2022/12/8Principles of BoilerPage 14机械未完全燃烧热损失q4燃料特性对燃料特性对q q4 4的影响的影响灰分含量高灰分含量高灰分含量高灰分含量高和和灰分熔点低灰分熔点低的煤,固态可燃物被灰包裹,的煤,固态可燃物被灰包裹,的煤,固态可燃物被灰包裹,的煤,固态可燃物被灰包裹,难以燃尽,灰渣损失大难以燃尽,灰渣损失大难以燃尽,灰渣损失大难以燃尽,灰渣损失大。层燃时燃用挥发物低而焦结性强的煤:燃烧过程主层燃时燃用挥发物低而焦结性
12、强的煤:燃烧过程主要集中在炉排上,燃烧层温度高,较易形成熔渣,要集中在炉排上,燃烧层温度高,较易形成熔渣,阻碍通风,增加灰渣损失。阻碍通风,增加灰渣损失。层燃时燃用水分低,焦结性弱而细末又多的煤时:层燃时燃用水分低,焦结性弱而细末又多的煤时:特别是在提高燃烧强度而增强通风的情况下,飞灰特别是在提高燃烧强度而增强通风的情况下,飞灰损失就增加。损失就增加。第十四页,本课件共有37页2022/12/8Principles of BoilerPage 15机械未完全燃烧热损失q42 2 2 2燃烧方式对燃烧方式对燃烧方式对燃烧方式对q q q q4 4 4 4的影响:的影响:的影响:的影响:煤粉炉没有
13、漏煤损失,但飞灰损失比层燃炉大煤粉炉没有漏煤损失,但飞灰损失比层燃炉大煤粉炉没有漏煤损失,但飞灰损失比层燃炉大煤粉炉没有漏煤损失,但飞灰损失比层燃炉大沸腾炉在燃用石煤或煤矸石时,飞灰损失大沸腾炉在燃用石煤或煤矸石时,飞灰损失大沸腾炉在燃用石煤或煤矸石时,飞灰损失大沸腾炉在燃用石煤或煤矸石时,飞灰损失大3 3炉子结构对炉子结构对炉子结构对炉子结构对q q q q4 4 4 4的影响的影响的影响的影响煤粉炉炉膛的高低煤粉炉炉膛的高低煤粉炉炉膛的高低煤粉炉炉膛的高低燃烧器布置的位置燃烧器布置的位置燃烧器布置的位置燃烧器布置的位置第十五页,本课件共有37页2022/12/8Principles of
14、BoilerPage 16机械未完全燃烧热损失q44 4锅炉运行工况对锅炉运行工况对q q4 4的影响的影响负荷增加,炉膛的气流速度增加,负荷增加,炉膛的气流速度增加,负荷增加,炉膛的气流速度增加,负荷增加,炉膛的气流速度增加,q q q q4 4加大。加大。加大。加大。煤粉细度及配风。煤粉细度及配风。煤粉细度及配风。煤粉细度及配风。过量空气系数过量空气系数:如太低,如太低,q q q q4 4会增加。会增加。第十六页,本课件共有37页2022/12/8Principles of BoilerPage 17机械未完全燃烧热损失q4固体不完全燃烧热损失的测定和计算固体不完全燃烧热损失的测定和计算
15、固体不完全燃烧热损失的测定和计算固体不完全燃烧热损失的测定和计算1 1 1 1测定数据测定数据测定数据测定数据在锅炉正常运行工况下,定时收集:在锅炉正常运行工况下,定时收集:、(kg/hkg/h)取样分析:取样分析:(1)(1)可燃物百分数:可燃物百分数:C Chzhz、C Cmm、C Cfhfh (%)(%);(2)(2)可燃物的发热量:可燃物的发热量:(kJ/kgkJ/kg)2 2计算公式计算公式(kJ/kg)%(kJ/kg)(kJ/kg)(kJ/kg)第十七页,本课件共有37页2022/12/8Principles of BoilerPage 18机械未完全燃烧热损失q4灰平衡灰平衡热平
16、衡试验中,飞灰量很难准确测定,一般通过灰平衡方法解决热平衡试验中,飞灰量很难准确测定,一般通过灰平衡方法解决热平衡试验中,飞灰量很难准确测定,一般通过灰平衡方法解决热平衡试验中,飞灰量很难准确测定,一般通过灰平衡方法解决灰平衡方程灰平衡方程:进入炉内燃料的总灰量应等于灰渣、漏煤及飞灰之进入炉内燃料的总灰量应等于灰渣、漏煤及飞灰之进入炉内燃料的总灰量应等于灰渣、漏煤及飞灰之进入炉内燃料的总灰量应等于灰渣、漏煤及飞灰之和和和和 令:,则:灰平衡方程为 上式两边分别乘以上式两边分别乘以上式两边分别乘以上式两边分别乘以 第十八页,本课件共有37页2022/12/8Principles of Boile
17、rPage 19机械未完全燃烧热损失q4%第十九页,本课件共有37页2022/12/8Principles of BoilerPage 20气体不完全燃烧热损失q3 形成:形成:q q q q3 3 3 3是由于部分是由于部分是由于部分是由于部分COCOCOCO、H H H H2 2 2 2、CHCHCHCH4 4 4 4等可燃气体未燃烧放热就随烟气排出等可燃气体未燃烧放热就随烟气排出等可燃气体未燃烧放热就随烟气排出等可燃气体未燃烧放热就随烟气排出所造成的。所造成的。所造成的。所造成的。影响因素影响因素 1 1炉子结构的影响炉子结构的影响炉膛高度不够或炉膛体积太小。炉膛高度不够或炉膛体积太小。
18、当炉内水冷壁布置过多时,会使炉膛温度过低。当炉内水冷壁布置过多时,会使炉膛温度过低。2 2燃料特性的影响燃料特性的影响挥发份高的燃料,在其它条件相同时,挥发份高的燃料,在其它条件相同时,q q3 3相对要大一些。相对要大一些。3 3燃烧方式的影响燃烧方式的影响炉膛过量空气系数(炉膛过量空气系数(过小或过大);配风过小或过大);配风炉内气流的混合与扰动等。炉内气流的混合与扰动等。第二十页,本课件共有37页2022/12/8Principles of BoilerPage 21气体不完全燃烧热损失q3 气体不完全燃烧热损失的测定及计算气体不完全燃烧热损失的测定及计算1测定测定用烟气分析方法测出 (
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