锅炉设备教案第三章

13单元单元三锅炉物质平衡和热平衡课题§3.1§3.2燃料燃烧所需空气量课型新授课课时2教学目标知识目标：1.空气量和烟气量的计算方法；2.烟气分析的方法；3.运行时一氧化碳、过量空气系数的计算；技能目标：使学生会计算燃烧所需空气量和生成的烟气量；会进行烟气分析；会根据烟气分析的结果，确定过量空气系数、一氧化炭含量、烟气量；教学重点1.空气量和烟气量的计算方法；2.烟气分析的方法；3.运行时一氧化碳、过量空气系数的计算；教学难点1.空气量和烟气量的计算方法；2.烟气分析的方法教学方法讲授、分析、比较教学媒体黑板、粉笔授课时间教材分析燃烧计算是进行锅炉设计改造及选择锅炉辅机的基础，也是正确进行锅炉经济运行调整的基础。因此，能计算燃烧所需空气量和生成的烟气量；会进行烟气分析；会根据烟气分析的结果，确定过量空气系数、一氧化炭含量、烟气量是非常重要的。教后记14布置作业1.理论空气量、实际空气量、过量空气系数定义2.烟气成分的组成及烟气容积分析方法。作业情况教学内容备注引入课题：燃料的燃烧是指燃料中的可燃物质与空气中的氧发生强烈的化学反应，并放出大量热量的过程，反应生产的物质称为燃烧产物。燃烧又有完全燃烧与不完全燃烧之分。讲授新课：一、燃料燃烧所需空气量1.理论空气需要量V01kg收到基燃料完全燃烧而又没有剩余氧存在，此时所需的空气量称为理论空气量。ararararOHSCV0333.0265.0)375.0(0889.002．实际空气需要量实际供到炉内的空气量称为实际空气需要量，用Vk表示。二、过量空气系数1、定义：实际空气需要量与理论空气需要量的比值称为过量空气系数，用α表示2、公式：0VVk三、烟气的成分1．不完全燃烧的时候烟气中的成分：二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、氧气、氮气和水蒸气2．完全燃烧的时候烟气中的成分：二氧化碳、二氧化硫、氧气、氮气和水蒸气四、根据化学反应计算烟气容积1、理论烟气容积1）、定义：如果燃烧时供给的是理论空气量（即1），而且又达到完重点掌握理论空气量、实际空气量、过量空气系数的定义理解烟气的组成成分15全燃烧，这时烟气所具有的容积称为理论烟气容积。2）、理论烟气容积的成分：二氧化碳CO2、二氧化硫SO2、氮气N2、水蒸气H2O2、实际烟气容积实际烟气容积比理论烟气容积多过量空气中的氧气、氮气和水蒸气。000)1(0161.0)1(VVVVYY五、运行锅炉的烟气分析及计算1.烟气成分的分析CO2+SO2+N2+CO=100%2、烟气分析法奥式烟气分析仪：吸收瓶、量管、平衡瓶、疏形瓶小结：本节主要掌握和燃烧有关的定义、公式掌握烟气的组成及计算、测量方法此处为难点，讲解时提炼要点。结合图示重点讲解16单元单元三锅炉物质平衡和热平衡课题§3.3§3.4烟气的成分及其烟气量的计算课型新授课课时2教学目标知识目标：1.运行时过量空气系数计算方法；漏风系数的计算。2.烟气和空气焓的计算技能目标：使学生会计算运行时过量空气系数、漏风系数教学重点运行时过量空气系数计算方法；漏风系数的计算。教学难点烟气和空气焓的计算教学方法讲授、分析、比较教学媒体黑板、粉笔授课时间教材分析燃烧计算是进行锅炉设计改造及选择锅炉辅机的基础，也是正确进行锅炉经济运行调整的基础。因此，能计算运行时过量空气系数、漏风系数，对于求解锅炉热效率是非常重要的。教后记布置作业1.计算过量空气系数2.漏风系数定义及公示作业情况17教学内容备注引入课题：过量空气系数直接影响锅炉燃烧的好坏及热损失的大小，所以，运行中必须严格控制其大小。讲授新课：一、燃烧方程式（一）完全燃烧方程式1.定义：燃料完全燃烧时，烟气分析所得的RO2和O2与燃料特性之间必然存在一定的关系，这种关系的表达式称为完全燃烧方程。2.公式：：02max2121ORO是燃料特性系数（二）不完全燃烧方程式1、定义：燃料不完全燃烧时，且烟气中只有一氧化碳时，烟气分析所得的RO2、O2、CO与燃料特性之间必然存在一定的关系，这种关系的表达式称为不完全燃烧方程。2、公式：CO=二、运行时过量空气系数的计算计算公式：2max222121ROROO由于后一个公式涉及到燃料成分，因而准确性比较差三、漏风系数的计算.某级受热面的漏风系数的定义：漏入的空气量与理论空气量的比值四、空气和烟气焓的计算1．理论空气和烟气的焓的定义：每公斤固体或液体燃料燃烧所需理论空气量和生成的烟气量在等压（通常为大气压力）下从0℃加热到θ℃所需的热量。重点掌握运行时过量空气系数的计算方法简要介绍182、理论空气焓的计算空气焓的公式：kkcVI)(003、实际空气焓的计算4、根据燃烧反应计算烟气焓5、根据烟气成分分析数据计算烟气焓小结：本节主要掌握运行时过量空气系数的计算方法掌握漏风系数的定义及算法19单元单元三锅炉物质平衡和热平衡课题§3.5§3.6锅炉热平衡及正平衡求效率课型新授课课时2教学目标知识目标：1.掌握热平衡概念及锅炉机组热平衡的意义。2.求锅炉热效率的方法。技能目标：使学生能够计算锅炉的热效率教学重点热平衡概念及锅炉机组热平衡的意义、求锅炉热效率的方法教学难点求锅炉热效率的方法教学方法讲授、分析、比较教学媒体黑板、粉笔授课时间教材分析锅炉机组热平衡是计算锅炉热效率、分析影响锅炉热效率的因素、提高锅炉热效率的基础，也是锅炉热效率试验的基础。教后记布置作业1.锅炉热平衡方程及各项符号含义。2.求锅炉热效率的方法及常用方法。作业情况20教学内容备注引入课题：锅炉机组热平衡是计算锅炉热效率、分析影响锅炉热效率的因素、提高锅炉热效率的基础，也是锅炉热效率试验的基础。讲授新课：一、热平衡概念1、定义锅炉在正常工作时，输入锅炉的热量与从锅炉输出的热量相平衡，这就是锅炉的热平衡。2、锅炉热平衡方程式如果把燃料燃烧所放出的热量看做是100%，锅炉有效利用热量和各项热损失加起来同样是100%，则锅炉热平衡方程式为：%100654321qqqqqq式中：q1为有效利用热量占输入热量的百分数；q2为排烟热损失占输入热量的百分数；q3为气体未完全燃烧热损失占输入热量的百分数；q4为固体未完全燃烧热损失占输入热量的百分数；q5为锅炉炉体的散热损失占输入热量的百分数；q6为灰渣物理热损失占输入热量的百分数。二、锅炉热平衡的意义弄清燃料中的热量，有多少被有效利用，有多少变成热损失，以及损失分别表现在哪些方面和大小如何，以便判断锅炉设计及运行水平，进而寻求提高锅炉经济性的有效途径。三、正反平衡求锅炉热效率的方法1．锅炉热效率锅炉热效率就是锅炉的有效利用热量占输入锅炉热量的百分数。%100111rgQQq用上式计算锅炉热效率的方法称为正平衡法；上式也可表示为重点掌握逐项解析简要介绍重点讲解21)(1006543211qqqqqqg此式称为反平衡法，目前发电厂常用反平衡法计算锅炉热效率。2.输入锅炉的热量及有效利用热量一般情况下输入锅炉的热量可视为燃料的应用基低位发热量，即netarrQQ.锅炉有效利用热量包括过热蒸汽吸收的热量、饱和蒸汽吸收的热量以及排污水带走的热量，对于1kg燃料的锅炉有效利用热量：)(1gsgqgqhhDQ四、燃料消耗量1.实际燃料消耗量是指单位时间内锅炉实际耗用的燃料量，用B表示。100)(glrgsgqgqQhhDB2.计算燃料消耗量)1001(4qBBj小结：本节主要掌握锅炉热平衡方程及意义，掌握锅炉热效率的求解方法及常用方法。22单元单元三锅炉物质平衡和热平衡课题§3.7锅炉反平衡求效率及各项热损失课型新授课课时2教学目标知识目标：1.掌握锅炉各项热损失名称及影响因素。2.掌握锅炉反平衡求热效率的公式及意义。技能目标：使学生能够计算锅炉的热效率教学重点锅炉各项热损失定义及影响因素、反平衡求热效率的公式及意义教学难点锅炉各项热损失名称及影响因素教学方法讲授、分析、比较教学媒体黑板、粉笔授课时间教材分析锅炉机组热平衡是计算锅炉热效率、分析影响锅炉热效率的因素、提高锅炉热效率的基础，也是锅炉热效率试验的基础。教后记布置作业1.锅炉反平衡求效率公式及各项符号含义。2.影响机械和化学不完全燃烧热损失的因素。作业情况23教学内容备注引入课题：锅炉机组热平衡是计算锅炉热效率、分析影响锅炉热效率的因素、提高锅炉热效率的基础，也是锅炉热效率试验的基础。讲授新课：一、反平衡求效率概念)(1006543211qqqqqqg此式称为反平衡法，目前发电厂常用反平衡法计算锅炉热效率。二、机械不完全燃烧热损失1．定义：机械未完全燃烧热损失4Q指的是未燃尽的颗粒被烟气带出炉膛和排入冷灰斗而不能被燃烧利用。2．影响因素：主要是燃煤性质，挥发分的多少、灰分多少、煤粉粒度。还有运行因素，例如热风温度、过量空气系数。至于设备因素主要是燃烧器、配风工况、炉膛结构等等。3．机械未完全燃烧热损失是锅炉的主要损失之一，除了排烟热损失以外，就是机械未完全燃烧热损失数量大了。对于煤粉炉通常为0.5～5%；对于链条炉为7～15%；对于燃用气体与液体燃料的锅炉为0。三、化学未完全燃烧热损失3Q1、定义：化学未完全燃烧热损失是指排烟中含有未燃尽的一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体所造成的热损失。2、影响因素：与机械未完全燃烧热损失相同四．排烟热损失2Q1、定义：指锅炉排烟带走一部分热量所造成的热损失2、排烟热损失的影响因素：排烟温度和排烟体积。复习锅炉热平衡方成引入课题。重点讲解逐项解析重点介绍243、最佳过量空气系数的定义：使q2+q3+q4之和最小的过量空气系数。五．散热热损失Q51、定义：通过锅炉表面向周围散失热量叫散热损失。2、影响因素：锅炉容量、锅炉负荷、外表面积、炉墙结构、管道保温及周围环境等。六．灰渣物理热损失6Q1．定义：灰渣物理热损失6Q是指灰渣带走（从炉膛排渣口排出时）的物理热损失和冷却热损失。2．影响因素：燃料灰分、炉渣份额及炉渣温度。小结：本节重点掌握锅炉各项热损失定义及影响因素。分析讲解简要介绍25单元单元三锅炉物质平衡和热平衡课题§3.8§3.9锅炉机组热平衡试验方法课型新授课课时2教学目标知识目标：1.掌握锅炉机组热平衡试验的目的、试验测定内容。2.了解锅炉机组热平衡试验的准备工作、试验的要求。技能目标：使学生能够了解锅炉机组热平衡试验、目的、要求、方法教学重点掌握锅炉机组热平衡试验的目的、要求、试验测定内容教学难点掌握锅炉机组热平衡试验的试验测定内容及方法教学方法讲授、分析、比较教学媒体黑板、粉笔授课时间教材分析对锅炉机组进行热平衡试验是求解锅炉热效率、锅炉各项热损失，确定锅炉机组在各种负荷下的合理运行方式的有效途径。教后记布置作业1.锅炉机组热平衡试验的目的、试验测定内容2.锅炉机组热平衡试验的要求。作业情况26教学内容备注引入课题：锅炉机组热平衡是计算锅炉热效率、分析影响锅炉热效率的因素、提高锅炉热效率的基础，也是锅炉热效率试验的基础。讲授新课：下列情况应进行锅炉机组的热平衡试验：①新安装锅炉的移交验收、鉴定试验中；②新投产锅炉按设计负荷试运转结束后的运行试验中；③改造后的锅炉进行热工技术性能鉴定试验中；④大修后的锅炉进行检修质量鉴定和校整设备运行特性的试验中；⑤运行锅炉由于燃料种类变化等原因进行的燃烧调整试验中。一、热平衡试验的目的（1）求出锅炉的热效率；（2）求出锅炉的各项热损失并分析热损失高于设计值的原因，拟订降低热损失和使热效率达到设计值的措施；（3）确定锅炉机组在各种负荷下的合理运行方式，主要指过量空气系数、煤粉细度、火焰位置以及燃料和空气在燃烧器及其各层之间的分配情况等。二、热平衡试验的组织和准备工作（1）熟悉锅炉机组的技术资料和运行特性。（2）全面检查锅炉机组及其辅助设备、测量表计、自动调节装置等。（3）将所检查出的设备缺陷提交有关车间处理。（4）制定试验计划，其内容包括：试验任务和要求试验准备工作（如安装测点和取样设备，准备测试仪器等）试验顺序测试内容和方法人员组织和进度等试验计划应征得生技部门和有关车