锅炉热平衡测试.ppt

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1、*1 锅炉房锅炉房设备的基本知识设备的基本知识 燃料燃料 燃烧设备燃烧设备 锅炉热平衡锅炉热平衡 技术要求技术要求*2锅炉锅炉的定义的定义 利用利用燃料燃燃料燃烧释放的热能（或烧释放的热能（或其他热能），将工其他热能），将工质加热到一定参数质加热到一定参数（温度和压力）的（温度和压力）的设备设备。*3锅炉锅炉的分类的分类 锅炉按其锅炉按其用途用途通常通常可以分为动力锅炉和工业锅炉两可以分为动力锅炉和工业锅炉两种。种。（1）动力锅炉：）动力锅炉：用于发电和动力方面的锅炉。动力锅用于发电和动力方面的锅炉。动力锅炉产生的蒸汽用作将热能转换为机械能的工质以产生动力，炉产生的蒸汽用作将热能转换为机械能的

2、工质以产生动力，其蒸汽的温度和压力一般都很高。其蒸汽的温度和压力一般都很高。（2）工业锅炉：）工业锅炉：用于为工农业生产和建筑采暖及人民用于为工农业生产和建筑采暖及人民生活提供蒸汽或热水的锅炉，又称供热锅炉生活提供蒸汽或热水的锅炉，又称供热锅炉。*41.1.锅炉房设备的基本知识锅炉房设备的基本知识 锅炉其它分类方法锅炉其它分类方法 用途：动力锅炉、工业锅炉；用途：动力锅炉、工业锅炉；输出工质（工业锅炉）：蒸汽锅炉、热水锅炉、导热油锅输出工质（工业锅炉）：蒸汽锅炉、热水锅炉、导热油锅炉；炉；燃料和能源：燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉、余热锅炉；燃料和能源：燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉、余热锅炉；燃

3、烧方式（燃煤锅炉）：层燃炉、室燃炉、沸腾炉；燃烧方式（燃煤锅炉）：层燃炉、室燃炉、沸腾炉；锅炉本体结构：烟管锅炉、水管锅炉；锅炉本体结构：烟管锅炉、水管锅炉；锅筒放置方式：立式、卧式锅炉；锅筒放置方式：立式、卧式锅炉；出厂形式：整装（快装）、组装、散装出厂形式：整装（快装）、组装、散装锅炉。锅炉。*51.1.锅炉房设备的基本知识锅炉房设备的基本知识*6锅炉房设备的组成锅炉房设备的组成 锅炉本体：锅炉本体：“锅锅”、“炉炉”“锅锅”吸热吸热 容纳水和蒸汽的受容纳水和蒸汽的受压部件，包括锅筒（汽压部件，包括锅筒（汽包）、对流管束、水冷包）、对流管束、水冷壁、集箱（联箱）、蒸壁、集箱（联箱）、蒸汽过

4、热器、省煤器和管汽过热器、省煤器和管道组成的一个封闭的汽道组成的一个封闭的汽水系统。水系统。1.1.锅炉房设备的基本知识锅炉房设备的基本知识*7锅炉房设备的组成锅炉房设备的组成 锅炉本体：锅炉本体：“锅锅”、“炉炉”“炉炉”放热放热 锅炉中使燃料进行锅炉中使燃料进行燃烧产生高温烟气的燃烧产生高温烟气的场所，是由煤斗、炉场所，是由煤斗、炉排、炉膛、除渣板、排、炉膛、除渣板、送风装置等组成的燃送风装置等组成的燃烧设备。烧设备。1.1.锅炉房设备的基本知识锅炉房设备的基本知识锅炉房锅炉房设备的设备的组成组成 锅炉锅炉辅助辅助设备设备 燃料供应与除灰渣系统燃料供应与除灰渣系统 通风系统通风系统 水汽系

5、统水汽系统 仪表仪表控制系统控制系统*81.1.锅炉房设备的基本知识锅炉房设备的基本知识锅炉锅炉的主要的主要性能指标性能指标（1）蒸发量或热功率）蒸发量或热功率 蒸发量蒸发量（D t/h）：蒸汽锅炉每小时生产的额定蒸汽）：蒸汽锅炉每小时生产的额定蒸汽量。量。热功率热功率（Q MW）：）：热水锅炉热水锅炉*91.1.锅炉房设备的基本知识锅炉房设备的基本知识锅炉锅炉的主要性能指标的主要性能指标（2）压力和温度）压力和温度 锅炉的锅炉的额定工作压力额定工作压力（P）：蒸汽锅炉出汽口处蒸汽的额）：蒸汽锅炉出汽口处蒸汽的额定压力或热水锅炉出水口处热水的额定压力。定压力或热水锅炉出水口处热水的额定压力。低

6、压锅炉2.45 MPa以下;中压2.49 4.9 Mpa 高压9 9.8 Mpa;超高压11.8 14.7 MPa 亚临界压力15.7 19.6 MPa 超临界压力22.0 MPa以上 温度温度（t）：蒸汽锅炉蒸汽过热器出口处的蒸汽温度或热）：蒸汽锅炉蒸汽过热器出口处的蒸汽温度或热水锅炉的额定出水口供水温度和进口回水温度。水锅炉的额定出水口供水温度和进口回水温度。*101.1.锅炉房设备的基本知识锅炉房设备的基本知识锅炉锅炉的主要性能指标的主要性能指标（3）锅炉）锅炉热效率热效率 锅炉热效率是指送入锅炉的全部热量中被有锅炉热效率是指送入锅炉的全部热量中被有效利用的百分数，也称锅炉效率（效利用的

7、百分数，也称锅炉效率（）。）。（4）锅炉的）锅炉的耗电率耗电率 锅炉的耗电率：生产锅炉的耗电率：生产1t蒸汽，锅炉房设备耗蒸汽，锅炉房设备耗用电的总度数。用电的总度数。*111.1.锅炉房设备的基本知识锅炉房设备的基本知识锅炉的规格与型号锅炉的规格与型号 我国工业锅炉产品型号由三部分组成，各部分之间我国工业锅炉产品型号由三部分组成，各部分之间用短横线相连。用短横线相连。/本体形式代号本体形式代号 燃烧设备代号燃烧设备代号 额定蒸发量（额定蒸发量（t/h）或额定热功率（）或额定热功率（MW）额定蒸汽压力或允许工作压力（额定蒸汽压力或允许工作压力（MPa）过热蒸汽温度或出水温度过热蒸汽温度或出水温

8、度/进水温度（进水温度（）燃料种类代号燃料种类代号*12燃料燃料的定义的定义 可以燃烧并能释放出可以燃烧并能释放出热能可加以热能可加以利用的物质。利用的物质。燃料的燃料的分类分类 固体燃料：煤、油页岩、稻壳、甘蔗渣等。固体燃料：煤、油页岩、稻壳、甘蔗渣等。液体燃料：重油、渣油、轻柴油。液体燃料：重油、渣油、轻柴油。气体燃料：天然气、高炉煤气、焦炉煤气、城市煤气气体燃料：天然气、高炉煤气、焦炉煤气、城市煤气。*13燃料燃料的元素分析成分：的元素分析成分：C C、H H、O O、N N、S S、A A、M M碳（碳（C）燃料中主要的可燃成分。燃料中主要的可燃成分。1kg碳完全燃烧时可释放碳完全燃烧

9、时可释放33900kJ的热量。含碳量高的煤，发热量也高。但碳的着的热量。含碳量高的煤，发热量也高。但碳的着火点也高，所以含碳量高的煤着火和燃烧均较困难。煤的火点也高，所以含碳量高的煤着火和燃烧均较困难。煤的含碳量随地质年代增长而增加。煤的含碳量约为可燃成分含碳量随地质年代增长而增加。煤的含碳量约为可燃成分总量的总量的3090之间。之间。氢（氢（H）燃料中重要的可燃成分。燃料中重要的可燃成分。1kg氢完全燃烧时可释放氢完全燃烧时可释放125600kJ的热量。氢极易着火燃烧，含氢量高的燃料，不的热量。氢极易着火燃烧，含氢量高的燃料，不仅发热量高，而且容易着火燃烧。煤中氢的含量只有仅发热量高，而且容

10、易着火燃烧。煤中氢的含量只有24左右。地质年代愈久的煤，含氢量愈少左右。地质年代愈久的煤，含氢量愈少。*14燃料的元素分析成分：燃料的元素分析成分：C C、H H、O O、N N、S S、A A、M M硫硫（S）固体燃料中的硫包括三种形态，即有机硫、硫化铁硫固体燃料中的硫包括三种形态，即有机硫、硫化铁硫和硫酸盐硫。前两种硫能参加燃烧，称为可燃硫，后一种和硫酸盐硫。前两种硫能参加燃烧，称为可燃硫，后一种硫不参加燃烧，算在灰分中。可燃硫虽然能够燃烧，但其硫不参加燃烧，算在灰分中。可燃硫虽然能够燃烧，但其放热量很少，仅为放热量很少，仅为9050kJ/kg。硫的燃烧产物二氧化硫和。硫的燃烧产物二氧化硫

11、和三氧化硫气体部分愈烟气中的水蒸气结合生成亚硫酸及硫三氧化硫气体部分愈烟气中的水蒸气结合生成亚硫酸及硫酸，会对锅炉低温受热面产生腐蚀，另一部分随烟气排入酸，会对锅炉低温受热面产生腐蚀，另一部分随烟气排入大气中，会污染环境。所以燃料中的硫是一种有害成分。大气中，会污染环境。所以燃料中的硫是一种有害成分。*15燃料的元素分析成分：燃料的元素分析成分：C C、H H、O O、N N、S S、A A、M M氧氧（O）和氮（）和氮（N）燃料中的不可燃成分。其存在使得燃料中的可燃成分燃料中的不可燃成分。其存在使得燃料中的可燃成分相对减少，使燃烧放出的热量降低。相对减少，使燃烧放出的热量降低。氧的含量随燃料

12、地质年代的增长而降低，氧在无烟煤氧的含量随燃料地质年代的增长而降低，氧在无烟煤中仅有中仅有13，在泥煤中最高可达，在泥煤中最高可达35。氮是一种有害元素。煤燃烧时，部分氮与氧化合生成氮是一种有害元素。煤燃烧时，部分氮与氧化合生成有害气体，污染大气。氮在煤中的含量占可燃成分的有害气体，污染大气。氮在煤中的含量占可燃成分的0.52.5。天然气中含氮量较少。液体燃料氮含量通常在。天然气中含氮量较少。液体燃料氮含量通常在0.2以下以下。*16燃料的元素分析成分：燃料的元素分析成分：C C、H H、O O、N N、S S、A A、M M水分水分（M）燃料中的主要杂质。由于它的存在，不仅使燃料中可燃料中的

13、主要杂质。由于它的存在，不仅使燃料中可燃元素相对减少，发热量降低，而且燃料燃烧时水分汽化燃元素相对减少，发热量降低，而且燃料燃烧时水分汽化还要吸收热量，使炉膛温度降低，燃烧着火困难，排烟带还要吸收热量，使炉膛温度降低，燃烧着火困难，排烟带走的热损失增加，同时还可能加剧尾部低温受热面的低温走的热损失增加，同时还可能加剧尾部低温受热面的低温腐蚀和堵灰。腐蚀和堵灰。煤中的水分由外水分和内水分两部分组成。内水分是煤中的水分由外水分和内水分两部分组成。内水分是凝聚或吸附在煤炭内部毛细孔中的水分，也称固有水分。凝聚或吸附在煤炭内部毛细孔中的水分，也称固有水分。内水分要将煤加热到内水分要将煤加热到105左右

14、并持续一段时间才能除去。左右并持续一段时间才能除去。外水分是煤炭在开采、贮运过程中受外界影响而吸附或凝外水分是煤炭在开采、贮运过程中受外界影响而吸附或凝聚在煤炭颗粒表面的水分，它可以通过自然干燥除去。聚在煤炭颗粒表面的水分，它可以通过自然干燥除去。*17燃料的元素分析成分：燃料的元素分析成分：C C、H H、O O、N N、S S、A A、M M灰分（灰分（A）灰分是燃料中不可燃的固体矿物杂质。它不仅使固体灰分是燃料中不可燃的固体矿物杂质。它不仅使固体燃料的发热量降低，燃烧困难，而且增加运煤、出灰的工燃料的发热量降低，燃烧困难，而且增加运煤、出灰的工作量和运输费用。此外，灰分中一部分飞灰在锅炉

15、中随烟作量和运输费用。此外，灰分中一部分飞灰在锅炉中随烟气流动，造成受热面和引风机磨损，排入大气污染环境。气流动，造成受热面和引风机磨损，排入大气污染环境。若灰的熔点过低，会造成炉排和受热面结渣，影响传热和若灰的熔点过低，会造成炉排和受热面结渣，影响传热和正常燃烧。固体燃料中灰分含量变化很大，一般为正常燃烧。固体燃料中灰分含量变化很大，一般为550。液体燃料中灰分很少，在。液体燃料中灰分很少，在0.1以下。气体燃料基本不以下。气体燃料基本不含灰分。含灰分。*18燃料燃料成分分析基准成分分析基准 固体燃料和液体燃料的组成成分均用质量分数来表示：固体燃料和液体燃料的组成成分均用质量分数来表示：C+

16、H+O+N+S+M+A=100%四种分析基：收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基四种分析基：收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基收到基收到基 用准备燃烧的燃料成分总量为基准进行分析得出的各用准备燃烧的燃料成分总量为基准进行分析得出的各种成分，称为收到基成分（旧标准称为应用基成分）。种成分，称为收到基成分（旧标准称为应用基成分）。空气干燥基空气干燥基 用用经自然风干除去水分的燃料成分总量为基准进行分经自然风干除去水分的燃料成分总量为基准进行分析得出的成分析得出的成分，称为空气干燥基成分（旧标准为分析基）。，称为空气干燥基成分（旧标准为分析基）。*19燃料燃料成分分析基准成分分析基准干燥基干燥

17、基 以烘干除去全部水分的燃料成分总量为基准分析得以烘干除去全部水分的燃料成分总量为基准分析得出的各种成分称为干燥基成分。出的各种成分称为干燥基成分。干燥无灰基干燥无灰基 以除去水分和灰分的燃料成分总量为基准分析得出以除去水分和灰分的燃料成分总量为基准分析得出的成分称为干燥无灰基成分（旧标准为可燃基）。的成分称为干燥无灰基成分（旧标准为可燃基）。*20煤的工业分析煤的工业分析 煤的工业分析是测定煤的水分（煤的工业分析是测定煤的水分（M）、挥发分）、挥发分（V）、固定碳（）、固定碳（V）、和灰分（）、和灰分（A）的含量，用以表明）的含量，用以表明煤的某些燃烧特性。煤的某些燃烧特性。在煤的着火、燃烧

18、过程中，煤中各种成分的变化在煤的着火、燃烧过程中，煤中各种成分的变化情况为：将煤加热到一定温度时，首先水分（情况为：将煤加热到一定温度时，首先水分（M）被蒸）被蒸发出来，接着再加热，煤中的发出来，接着再加热，煤中的H、O、N、S及部分及部分C所所组成的有机化合物便分解，变成气体挥发出来，这些气组成的有机化合物便分解，变成气体挥发出来，这些气体称为挥发分（体称为挥发分（V），挥发分析出后，剩下的是焦炭，），挥发分析出后，剩下的是焦炭，焦炭就是固定碳（焦炭就是固定碳（C）和灰分（）和灰分（A）。再将焦炭加热灼）。再将焦炭加热灼烧至其质量不发生变化时取出冷却，剩余部分即灰分烧至其质量不发生变化时取出

19、冷却，剩余部分即灰分（A）。）。*21煤成分及其各种基准间关系示意图 *22燃料的发热量燃料的发热量定义定义 燃料的发热量是指燃料的发热量是指1kg燃料（气体燃料为燃料（气体燃料为1m3）完全燃）完全燃烧时所放出的热量，单位为烧时所放出的热量，单位为kJ/kg（或（或kJ/Nm3）。）。燃料的发热量分为高位发热量和低位发热量。燃料的发热量分为高位发热量和低位发热量。高位发热量高位发热量（Qgr）：）：燃料完全燃烧时放出的全部热量。它包含燃料燃烧时燃料完全燃烧时放出的全部热量。它包含燃料燃烧时产生的水蒸气的汽化潜热，即认为烟气中的水蒸气完全凝产生的水蒸气的汽化潜热，即认为烟气中的水蒸气完全凝结成

20、水并放出汽化潜热。结成水并放出汽化潜热。低位发热量低位发热量（Qnet）：）：从高位发热量中扣除水蒸气汽化潜热后的发热量。从高位发热量中扣除水蒸气汽化潜热后的发热量。实际工程中常用收到基低位发热量实际工程中常用收到基低位发热量Qar，net。燃料燃料发热量的测定发热量的测定 目前，国内外均采用氧弹测热仪来测定固体和液体燃目前，国内外均采用氧弹测热仪来测定固体和液体燃料的发热量。料的发热量。*23无烟煤无烟煤：有明亮的黑色光泽，硬度大。挥发分含量最低，一有明亮的黑色光泽，硬度大。挥发分含量最低，一般般10%10%。含碳量很高，灰分、水分等杂质较少，因而发热量。含碳量很高，灰分、水分等杂质较少，因

21、而发热量高，约在高，约在21000 21000 32500kJ/kg32500kJ/kg。着火和燃烬都很困难。着火和燃烬都很困难。贫贫 煤煤：煤化程度略低于无烟煤，是主要的煤化程度略低于无烟煤，是主要的动动力用煤，力用煤，挥发挥发分一般在分一般在10%10%20%20%。动动力用煤中的力用煤中的贫贫煤，煤，实际实际上也包括了干燥上也包括了干燥无灰基无灰基挥发挥发分分为为14142020、胶、胶质层质层厚度比厚度比贫贫煤略大的瘦煤。煤略大的瘦煤。它的着火和燃烬特性它的着火和燃烬特性优优于无烟煤，但仍属反于无烟煤，但仍属反应应性能性能较较差的煤。差的煤。*24烟烟 煤煤：中等煤化程度的煤。干燥无灰

22、基中等煤化程度的煤。干燥无灰基挥发挥发分含量分含量较较高，高，一般在一般在20204545；水分和灰分；水分和灰分较较少，因而少，因而发热发热量量较较高，在高，在20000 20000 30000kJ/kg30000kJ/kg。烟煤容易着火和燃烬，但。烟煤容易着火和燃烬，但对对于高灰分于高灰分的烟煤，着火和燃烬都相的烟煤，着火和燃烬都相应应比比较较困困难难。褐褐 煤煤：形成年代形成年代较较短的煤，煤短的煤，煤质质松，略程褐色。松，略程褐色。挥发挥发分含分含量很高，量很高，约为约为40405050，很容易着火和燃，很容易着火和燃烧烧。但是褐煤中灰。但是褐煤中灰分和水分含量也都相分和水分含量也都相

23、对较对较高，高，发热发热量低，一般量低，一般仅为仅为100001000020000kJ/kg20000kJ/kg。*25*26燃料的燃烧过程燃料的燃烧过程（1）煤的燃烧过程：）煤的燃烧过程：燃烧的准备阶段燃烧的准备阶段 燃料的燃烧阶段燃料的燃烧阶段 燃尽阶段燃尽阶段 三个阶段虽有先有后，但不是截然分开的。根三个阶段虽有先有后，但不是截然分开的。根据燃煤的特性、燃烧方式及燃烧设备的不同，燃据燃煤的特性、燃烧方式及燃烧设备的不同，燃烧的各个阶段常互相影响和互相重叠交叉进行。烧的各个阶段常互相影响和互相重叠交叉进行。*27燃料的燃烧过程燃料的燃烧过程（2）液体燃料的燃烧过程：）液体燃料的燃烧过程：油

24、滴的燃烧过程：蒸发、扩散、。油滴的燃烧过程：蒸发、扩散、。燃油在炉膛内燃烧的过程：燃油在炉膛内燃烧的过程：油的雾化过程油的雾化过程 油滴的蒸发和热分解过程油滴的蒸发和热分解过程 油气与空气混合、燃烧过程油气与空气混合、燃烧过程（3）可燃气体混合物的着火与燃烧过程）可燃气体混合物的着火与燃烧过程 气体燃料的燃烧非常容易、简单，只有与气体燃料的燃烧非常容易、简单，只有与空气和混合和燃烧两个过程。空气和混合和燃烧两个过程。*28燃烧设备的分类燃烧设备的分类 燃烧设备一般按燃料在炉内燃烧方式的不同，燃烧设备一般按燃料在炉内燃烧方式的不同，分为分为层燃炉层燃炉、悬燃炉悬燃炉和和沸腾炉沸腾炉三类（循环流化

25、床三类（循环流化床炉炉)。层燃炉层燃炉 燃料在炉排上铺成层状进行燃烧的锅炉。层燃料在炉排上铺成层状进行燃烧的锅炉。层燃炉在供热锅炉中用得最为广泛。常用的层燃炉燃炉在供热锅炉中用得最为广泛。常用的层燃炉有火上加煤的固定炉排炉、火前给煤的链条炉排有火上加煤的固定炉排炉、火前给煤的链条炉排炉、往复推动炉排炉及振动炉排炉等。炉、往复推动炉排炉及振动炉排炉等。*29燃烧设备的分类燃烧设备的分类层燃炉层燃炉手烧炉手烧炉链条炉排炉链条炉排炉往复推动炉排炉往复推动炉排炉抛煤机炉抛煤机炉*30燃烧设备的分类燃烧设备的分类悬燃炉悬燃炉 燃料在燃烧空间内呈悬浮状态进行燃烧的锅炉，燃料在燃烧空间内呈悬浮状态进行燃烧的

26、锅炉，又称室燃炉。又称室燃炉。悬燃炉有燃用煤粉的煤粉炉，燃用液体燃料的悬燃炉有燃用煤粉的煤粉炉，燃用液体燃料的燃油炉和燃用气体燃料的燃气炉。燃油炉和燃用气体燃料的燃气炉。*31燃烧设备的分类燃烧设备的分类悬燃炉悬燃炉 煤粉炉煤粉炉 燃油炉燃油炉 燃气炉燃气炉*32燃烧设备的分类燃烧设备的分类沸腾炉沸腾炉 一定粒径的煤在一定粒径的煤在燃烧室内被自下而燃烧室内被自下而上送入的空气流托上送入的空气流托起，并上下翻滚进起，并上下翻滚进行燃烧。行燃烧。*33循环流化床炉循环流化床炉 燃煤和空气进燃煤和空气进入一个流态化燃烧入一个流态化燃烧室，发生掺混和点室，发生掺混和点火燃烧，夹带有大火燃烧，夹带有大量

27、细颗粒物料的烟量细颗粒物料的烟气进入后部一个分气进入后部一个分离器，被分离收集离器，被分离收集的物料通过一个返的物料通过一个返料器被送回主燃烧料器被送回主燃烧室循环再进行燃烧。室循环再进行燃烧。锅炉热平衡锅炉热平衡是基于能量守恒和质量不灭的是基于能量守恒和质量不灭的规律，研究在稳定工况下锅炉的输入热量和输出热规律，研究在稳定工况下锅炉的输入热量和输出热量及各项热损失之间的平衡关系。量及各项热损失之间的平衡关系。研究的目的，在于掌握和弄清楚锅炉燃研究的目的，在于掌握和弄清楚锅炉燃料的热量在锅炉中的利用情况，有多少被有效利用，料的热量在锅炉中的利用情况，有多少被有效利用，有多少变成了热量损失；这些

28、损失的热量体现在哪有多少变成了热量损失；这些损失的热量体现在哪些方面以及产生的原因。些方面以及产生的原因。通过热平衡不单可以求出锅炉的热效率和通过热平衡不单可以求出锅炉的热效率和燃料消耗量、更重要的是可以寻求提高锅炉热效率燃料消耗量、更重要的是可以寻求提高锅炉热效率的途径。的途径。*34 锅炉热平衡概念锅炉热平衡概念 输入输入锅炉的热量锅炉的热量 有效利用热量有效利用热量 =输出输出锅炉的热量锅炉的热量 未完全燃烧的热损失未完全燃烧的热损失 其它热损失其它热损失 锅炉热平衡的计算基础：锅炉热平衡的计算基础：1kg1kg固体（液体）固体（液体）或或1Nm1Nm3 3气体燃料气体燃料 *35 锅炉

29、热平衡方程式为：锅炉热平衡方程式为：*36将上式变成以百分数表示的热平衡方程式：将上式变成以百分数表示的热平衡方程式：*37*38 锅炉热平衡的意义锅炉热平衡的意义 知道锅炉有效利用热量的大小和燃料知道锅炉有效利用热量的大小和燃料热量的利用程度；热量的利用程度；更重要的是知道各项热损失的大小，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。行水平的措施。锅炉热平衡必须通过试验求得，该试验即锅炉热平衡必须通过试验求得，该试验即“热平衡试验热平衡试验”，也称为热效率试验。，也称为热效率试验。*39锅炉效率锅炉效率

30、：同一时间内锅炉有效利用热量与输人热同一时间内锅炉有效利用热量与输人热量的百分比。量的百分比。锅炉热平衡方法锅炉热平衡方法：正平衡测量法正平衡测量法 反平衡测量法反平衡测量法 *40正平衡测量法正平衡测量法：直接测量输人热量和输出热量来确定效直接测量输人热量和输出热量来确定效率的方法。率的方法。注注:正平衡测量法亦称直接测量法或输入输出法。正平衡测量法亦称直接测量法或输入输出法。反平衡测量法反平衡测量法：通过测定各种燃烧产物热损失和锅炉散通过测定各种燃烧产物热损失和锅炉散热损失来确定效率的方法。热损失来确定效率的方法。注注:反平衡测量法亦称间接测量法或热损失法反平衡测量法亦称间接测量法或热损失

31、法。*41正平衡测量法：正平衡测量法：锅炉输入热量锅炉输入热量 对应于对应于1kg1kg固体或液体燃料，其输入锅炉的热固体或液体燃料，其输入锅炉的热量可用下式计算：量可用下式计算：*42*43*44*45锅炉有效利用热量锅炉有效利用热量 过热蒸汽的吸热过热蒸汽的吸热 锅炉有效利用热量锅炉有效利用热量 再热蒸汽的吸热再热蒸汽的吸热 饱和蒸汽的吸热饱和蒸汽的吸热 排污水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，即有效利用热量可用下式计算，即*46*47反平衡测量法：反平衡测量法：*481）机械不完全燃烧热损失）机械不完

32、全燃烧热损失 q4 燃用固体燃料的锅炉，部分固体可燃物在炉内没有参燃用固体燃料的锅炉，部分固体可燃物在炉内没有参与燃烧或没有燃尽被排除炉外而造成的热损失。包括部分与燃烧或没有燃尽被排除炉外而造成的热损失。包括部分燃料经炉排掉入灰斗的漏煤损失；未燃尽的可燃物包裹在燃料经炉排掉入灰斗的漏煤损失；未燃尽的可燃物包裹在灰渣中被排出，落入灰斗造成的灰渣损失；未燃尽的碳粒灰渣中被排出，落入灰斗造成的灰渣损失；未燃尽的碳粒随烟气带走的飞灰损失。随烟气带走的飞灰损失。q4是燃用固体燃料锅炉热损失中较大的一项。对于燃是燃用固体燃料锅炉热损失中较大的一项。对于燃用气体或液体燃料的锅炉，正常燃烧时可认为用气体或液体

33、燃料的锅炉，正常燃烧时可认为q40。影响固体不完全燃烧热损失的主要因素有锅炉的燃烧影响固体不完全燃烧热损失的主要因素有锅炉的燃烧方式、燃料特性、锅炉运行情况等方式、燃料特性、锅炉运行情况等。*49 在锅炉设计时，机械不完全燃烧热损失只在锅炉设计时，机械不完全燃烧热损失只能按经验数据来选取。能按经验数据来选取。对于运行中的锅炉，机械不完全燃烧热损对于运行中的锅炉，机械不完全燃烧热损失可通过热平衡试验来测定。失可通过热平衡试验来测定。热平衡试验时，测定的项目包括：锅炉每热平衡试验时，测定的项目包括：锅炉每小时的飞灰量、灰渣量以及飞灰和灰渣中残余小时的飞灰量、灰渣量以及飞灰和灰渣中残余碳的含量。碳的

34、含量。此时，机械不完全燃烧热损失可按以下方此时，机械不完全燃烧热损失可按以下方法计算，即：法计算，即：*50*51影响机械不完全燃烧热损失的主要因素影响机械不完全燃烧热损失的主要因素 机械不完全燃烧热损失是锅炉热损失中的机械不完全燃烧热损失是锅炉热损失中的一个主要项目，通常仅次于排烟热损失。一个主要项目，通常仅次于排烟热损失。影响机械不完全燃烧热损失的主要因素有影响机械不完全燃烧热损失的主要因素有燃料性质、煤的颗粒度、燃烧方式、炉膛结构、燃料性质、煤的颗粒度、燃烧方式、炉膛结构、锅炉负荷、炉内空气动力场以及运行情况等。锅炉负荷、炉内空气动力场以及运行情况等。燃料性质：灰分、水分越大，挥发分越燃

35、料性质：灰分、水分越大，挥发分越小，机械不完全燃烧热损失越大；小，机械不完全燃烧热损失越大；炉膛结构：炉膛结构决定了煤在炉内停炉膛结构：炉膛结构决定了煤在炉内停留的时间和风混合的质量，从而影响到留的时间和风混合的质量，从而影响到q4。*52影响机械不完全燃烧热损失的主要因素影响机械不完全燃烧热损失的主要因素 锅炉负荷：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，煤停留时间缩短，使机粉量和空气量都增加，煤停留时间缩短，使机械不完全燃烧热损失增大；械不完全燃烧热损失增大；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

36、反应速度减小，使机械不完全燃烧热损失增大。应速度减小，使机械不完全燃烧热损失增大。*53影响机械不完全燃烧热损失的主要因素影响机械不完全燃烧热损失的主要因素 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，机械不完全燃机械不完全燃烧热损失不断减小；当烧热损失不断减小；当 较大时，随着较大时，随着 的增大，的增大，机械不完全燃烧热损失会逐渐增加。机械不完全燃烧热损失会逐渐增加。煤颗粒度：煤粉颗粒越细小，则煤粉细煤颗粒度：煤粉颗粒越细小，则煤粉细度的数值越小，机械不完全燃烧热损失越小。度的数值越小，机械不完全燃烧热损失越小。*542 2）排烟热损失）排烟热

37、损失q q2 2 烟气的温度比进入锅炉的空气温度要高。烟烟气的温度比进入锅炉的空气温度要高。烟气离开锅炉排入大气所带走的热量损失。它是锅气离开锅炉排入大气所带走的热量损失。它是锅炉热损失中较大的一项。炉热损失中较大的一项。影响排烟热损失的因素主要是排烟温度和排影响排烟热损失的因素主要是排烟温度和排烟容积。烟容积。排烟热损失按下式计算排烟热损失按下式计算 kJ/kg*55理论空气量理论空气量 当当1kg收到基燃料中可燃成分完全燃烧，烟气收到基燃料中可燃成分完全燃烧，烟气中又无剩余氧存在时，这种理想情况下燃烧所需中又无剩余氧存在时，这种理想情况下燃烧所需的空气量称为理论空气量。的空气量称为理论空气

38、量。实际空气量实际空气量 在锅炉实际运行时，由于锅炉燃烧技术条件在锅炉实际运行时，由于锅炉燃烧技术条件的限制，不可能做到空气与燃料理想的混合。为的限制，不可能做到空气与燃料理想的混合。为使燃料尽可能的燃尽（完全燃烧），实际供给的使燃料尽可能的燃尽（完全燃烧），实际供给的空气量要比计算出的理论空气量多。空气量要比计算出的理论空气量多。*56过量空气系数（过量空气系数（）实际空气量与理论空气量之差称为过量空气，实际空气量与理论空气量之差称为过量空气，而实际空气量与理论空气量的比值称为过量空气而实际空气量与理论空气量的比值称为过量空气系数（系数（）。）。过量空气系数是锅炉运行的过量空气系数是锅炉运行

39、的重要指标重要指标之一。之一。其值偏低时，不能保证完全燃烧，其值偏大时，其值偏低时，不能保证完全燃烧，其值偏大时，不参与燃烧的大量冷空气进入炉内吸热，并随烟不参与燃烧的大量冷空气进入炉内吸热，并随烟气排入大气而带走热量，使热损失增大，同时使气排入大气而带走热量，使热损失增大，同时使风机耗电量增加。因此，锅炉运行中应确定合理风机耗电量增加。因此，锅炉运行中应确定合理的过量空气系数，既使燃料完全燃烧，又使各项的过量空气系数，既使燃料完全燃烧，又使各项热损失最小。热损失最小。*573）气体不完全燃烧热损失（气体不完全燃烧热损失（q q3 3）由于一部分可燃气体（由于一部分可燃气体（CO、H2等）未能

40、燃烧等）未能燃烧放热，随烟气排出造成的热量损失放热，随烟气排出造成的热量损失 kJ/kg kJ/kg*584 4）炉体散热损失（）炉体散热损失（q q5 5）锅炉运行时，由于炉墙、锅筒、钢架、管道及锅炉运行时，由于炉墙、锅筒、钢架、管道及其他附件等表面温度高于周围空气温度，部分热其他附件等表面温度高于周围空气温度，部分热量从炉体表面向外界散失，形成炉体散热损失。量从炉体表面向外界散失，形成炉体散热损失。其大小主要取决于锅炉散热表面面积的大小、外其大小主要取决于锅炉散热表面面积的大小、外表面温度以及周围空气的温度。表面温度以及周围空气的温度。GB/T 10180-2003 中规定了中规定了3种取

41、值方法。种取值方法。*59*60*61*625 5）其他热损失）其他热损失 （q q6 6）主要包括灰渣物理热损失主要包括灰渣物理热损失、冷却热损失等。、冷却热损失等。kJ/kg*631 1）测试依据标准）测试依据标准 GB10180-2003工业锅炉热工试验规范工业锅炉热工试验规范 GB/T15317-94工业锅炉节能监测方法工业锅炉节能监测方法 考核依据标准考核依据标准 GB/T15317-94工业锅炉节能监测方法工业锅炉节能监测方法*642 2）考核指标）考核指标额定蒸发量,MW额定供热量,GJ/h热效率,%0.72.5551.45602.810654.21570725721450741

42、.1 1.1 热热效率合格指效率合格指标标*652 2）考核指标）考核指标1.2 1.2 排烟温度合格指排烟温度合格指标标额定蒸发量，MW0.71.42.84.2714额定供热量，GJ/h2.5510152550排烟温度，250220200180160*662 2）考核指标）考核指标1.31.3 空气系数合格指空气系数合格指标标位 置空气系数燃煤燃油、天然气排烟处2.41.6*672 2）考核指标）考核指标1.1.4 4 炉渣含碳量合格指炉渣含碳量合格指标标煤 种烟 煤无烟煤炉渣含碳量，%20251.1.5 5 炉体外表面温度合格指炉体外表面温度合格指标标位 置侧 面炉 顶炉体外表面温度，50

43、70*683 3）标准适用范围）标准适用范围 GB10180-2003规定了工作压力小于规定了工作压力小于3.8 MPa3.8 MPa的蒸汽锅炉以及热水锅炉热工性能试验的蒸汽锅炉以及热水锅炉热工性能试验(包括定型包括定型试验、验收试验、仲栽试验和运行试验试验、验收试验、仲栽试验和运行试验)的方法，的方法，并规定了以表格形式表示试验结果。并规定了以表格形式表示试验结果。本标准适用于手工或机械燃烧固体燃料的锅本标准适用于手工或机械燃烧固体燃料的锅炉、燃烧液体或气体燃料的锅炉和以电作为热能炉、燃烧液体或气体燃料的锅炉和以电作为热能的锅炉。热油载体锅炉及以垃圾作燃料的锅炉可的锅炉。热油载体锅炉及以垃圾

44、作燃料的锅炉可参照采用。本标准不适用于余热锅炉。参照采用。本标准不适用于余热锅炉。*694 4）总则）总则 测定锅炉效率应同时采用正平衡法和反平测定锅炉效率应同时采用正平衡法和反平衡法，锅炉效率取正平衡法与反平衡法测得的衡法，锅炉效率取正平衡法与反平衡法测得的平均值。平均值。当锅炉额定燕发量当锅炉额定燕发量(额定热功率额定热功率)大于或等大于或等于于20 t/h(14 MW)20 t/h(14 MW)，用正平衡法测定有困难时，用正平衡法测定有困难时，可采用反平衡法测定锅炉效率可采用反平衡法测定锅炉效率;手烧锅炉允许只用正平衡法测定锅炉效率。手烧锅炉允许只用正平衡法测定锅炉效率。*705 5）试

45、验要求）试验要求 5.15.1 正式试验应在锅炉热工况稳定和燃烧调正式试验应在锅炉热工况稳定和燃烧调整到试验工况整到试验工况1h1h后开始进行。锅炉热工况稳定后开始进行。锅炉热工况稳定系指锅炉主要热力参数在许可波动范围内其平系指锅炉主要热力参数在许可波动范围内其平均值已不随时间不断变化的状态，热工况稳定均值已不随时间不断变化的状态，热工况稳定所需时间所需时间(自冷态点火开始自冷态点火开始)一般规定为一般规定为:a)a)对无砖墙对无砖墙(快、组装快、组装)的锅壳式燃油、燃气锅的锅壳式燃油、燃气锅 炉不少于炉不少于1h,1h,燃煤锅炉不少于燃煤锅炉不少于4h;4h;b)b)对轻型炉墙锅炉不少于对轻

46、型炉墙锅炉不少于8h;8h;c)c)对重型炉墙锅炉不少于对重型炉墙锅炉不少于24h24h。*715.25.2 锅炉出力的最大允许波动正负值应符合图锅炉出力的最大允许波动正负值应符合图1 1要求要求:*725.3 在试脸结束时，锅筒水位和煤斗的煤位均应在试脸结束时，锅筒水位和煤斗的煤位均应与试验开始时一致，如不一致应进行修正。试验与试验开始时一致，如不一致应进行修正。试验期间期间过量空气系数、给煤量、给水量、炉排速度、煤过量空气系数、给煤量、给水量、炉排速度、煤层或沸腾嫌烧锅沪料层高度应基本相同。层或沸腾嫌烧锅沪料层高度应基本相同。对对 于手于手 烧烧 锅炉在试验开始前和试验结束前均应锅炉在试验

47、开始前和试验结束前均应进行一次清炉。注意结束时与开始时，煤层厚度进行一次清炉。注意结束时与开始时，煤层厚度和燃烧状况应基本一致。和燃烧状况应基本一致。*735.45.4 正式试验测试时间应按下述规定正式试验测试时间应按下述规定:a)火床燃烧、火室燃烧、沸腾燃烧固体燃料锅炉火床燃烧、火室燃烧、沸腾燃烧固体燃料锅炉应不少于应不少于4h;b)火床燃烧甘蔗渣、木柴、稻壳及其他固体燃料火床燃烧甘蔗渣、木柴、稻壳及其他固体燃料锅护应不少于锅护应不少于6h;c)对于手烧炉排、下饲炉排等锅炉应不少于对于手烧炉排、下饲炉排等锅炉应不少于5h;对对于手烧锅炉，试验时间内至少应包含一个完整的于手烧锅炉，试验时间内至

48、少应包含一个完整的出渣周期出渣周期;d)液体燃料和气体燃料锅炉应不少于液体燃料和气体燃料锅炉应不少于2h。*745.5 每次试验的正、反平衡测得的效率之差应不每次试验的正、反平衡测得的效率之差应不大于大于5%，两次试验测得的正平衡效率之差应不，两次试验测得的正平衡效率之差应不大大 于于 3%，两次试验测得的反平衡效率之差应不，两次试验测得的反平衡效率之差应不大于大于4%。但是，对于燃油、燃气锅炉各种平衡。但是，对于燃油、燃气锅炉各种平衡的效率值之差均应不大于的效率值之差均应不大于2%。*755.6 当锅炉额定蒸发量当锅炉额定蒸发量(额定热功率额定热功率)大于或等于大于或等于20 t/h(14

49、MW)，仅用反平衡法测定效率时，试，仅用反平衡法测定效率时，试验燃料消耗量应按相应的效率计算公式进行反算验燃料消耗量应按相应的效率计算公式进行反算得出。式中的锅炉效率先行得出。式中的锅炉效率先行估取估取，当计算所得反，当计算所得反平衡效率与估取值相差在平衡效率与估取值相差在士士2%范围内，计算结范围内，计算结果有效。否则应重新估取锅炉效率作重复计算。果有效。否则应重新估取锅炉效率作重复计算。*766 6）试验准备工作试验准备工作 6.1 试验负责人应由熟悉本标准并有测试经试验负责人应由熟悉本标准并有测试经验的专业人员担任。应根据本标准的有关规定，验的专业人员担任。应根据本标准的有关规定，结合具

50、体情况制定试验大纲。结合具体情况制定试验大纲。试验大纲的内容应包括试验大纲的内容应包括:a)试试 验任务和要求验任务和要求;b)测测 量项目量项目;c)测测 点点 布置与所需仪表布置与所需仪表;d)人人 员组织与分工员组织与分工;e)试试 验验 进度安排等。进度安排等。*77 6.2 试验过程中侧试人员不宜变动。试验过程中侧试人员不宜变动。6.3 试验使用的仪表均应是在检定和标定的有试验使用的仪表均应是在检定和标定的有效期内，且应具备法定计量部门出具的检定合格效期内，且应具备法定计量部门出具的检定合格证或检定印记证或检定印记;试验前后应对所用仪表加以检查。试验前后应对所用仪表加以检查。6.4