第三章-锅炉机组热平衡

第一节锅炉热平衡1.锅炉热平衡的概念锅炉热平衡：输入锅炉的热量应与输出锅炉的热量相平衡，锅炉的这种热量收、支平衡关系，叫做锅炉热平衡。【注意点】1.由这个概念引出的计算锅炉热负荷的方法有两个：一是按锅炉的输入热量计算锅炉负荷；二是按锅炉的输出热量计算锅炉负荷。锅炉热平衡方程：锅炉热平衡是按1kg固体或液体燃料（对气体燃料则是标准状况下1m3）为基础进行计算的。其方程为：Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6.【注意点】1.Qr是指1kg燃料的锅炉输入热量，kJ/kg；Q1是指锅炉有效利用热量，kJ/kg。联系前面一章之中煤的成分对于煤燃烧的影响，可以知道这些事情：1-1、水分和灰分含量多的煤对应的锅炉输入热量会相对少；1-2、1kg煤燃烧之后产生的热量可以称为锅炉的输入热量，其中灰分会吸收相当一部分的热量或是由烟道出口化作飞灰排除或是成为炉渣排除；其中水分可以分为两个部分——外水分和内水分，外水分会在磨煤机之中被热风给干燥掉，热风的热量来自于空气预热器也就是来自于燃煤产生的热量，内水分会在煤燃烧后成为水蒸气，同样会吸收热量，但是这部分水分吸收的热量并不会全部浪费，因为烟气出后温度大约130℃，于是内水分吸收的部分热量可以算在锅炉有效利用热量中间。1-3、由上面可以知道，灰分造成了热量损失，在方程之中的标记是Q6——灰渣热物理损失。排烟温度为130℃左右，其中内水分和煤燃烧产生的水分和其它烟气组分携带的热量就是排烟损失，在方程之中的标记为Q2——排烟损失，这是锅炉热量损失最大的一部分。1-4、剩下的两项挺不好区分和理解的，分别是Q3——化学不完全燃烧和Q4——机械不完全燃烧，其中化学不完全燃烧主要是指煤的挥发分没有燃烧完全（挥发分可以视为气体组分，因其易挥发且容易点燃、可放出大量热量而得名），而机械不完全燃烧主要是指固定碳没有完全燃烧。减少锅炉热量损失的办法：1.对于机械不完全燃烧Q4，通常它是仅次于排烟损失的热量损失项。造成机械不完全燃烧的主要因素有：燃烧性质、燃料性质、煤粉细度、过量空气系数、炉膛结构以及运行工况等。因此，在燃料性质一定的情况下，使炉膛结构合理、燃烧器具有良好的性能且布置合理、使过量空气系数合理是减少机械不完全燃烧热损失的方法。2.对于化学不完全燃烧，由于它是由于烟气中含有可燃气体造成的，所以要减少烟气之中可燃气体的含量。因此，合理调节炉膛温度、较少炉膛死角，调整烟气在炉膛的停留时间，合理设计炉膛结构、合理布置燃烧器是减少化学不完全燃烧热损失的方法。【注意点】1.排烟温度高导致排烟损失大，但是这是不得不做到的，排烟温度低于某一个温度会导致烟气性质变化，从而腐蚀尾部烟道，造成更大的损失，所以这个是需要注意的。2.对于煤的成分分析的目的在这里可以看出来，一者是为了计算锅炉的热平衡，二者是为了了解煤的具体成分，以便于了解煤对于锅炉各项热损失会有何影响，从而在设计锅炉的时候合理布局减少损失。保热系数（一个很重要的概念）：锅炉热力计算时，要涉及到受热面所在烟道的散热损失。为了简化计算，忽略了各段烟道在结构以及所处环境上的差别，而假定各段烟道的散热损失仅与该烟道中烟气传给受热面的热量成正比，并用保热系数来表示。（保热系数=受热面传给工质的热量/烟气放热量）。【注意点】涉及到的是损失，可是保热系数的分子却是除去损失之后的吸热量。锅炉效率的计算方法（期末考试有考到。参考书上48-49页）：正平衡法和反平衡法。正平衡法是测定输入热量Qr和有效利用热量Q1计算锅炉效率，称为正平衡求效率法或直接求效率法。反平衡法是测定锅炉的各项热损失后在计算锅炉效率，称为反平衡法或间接求效率法。目前电厂锅炉通常采用反平衡法求效率。锅炉实际燃料消耗量：实际燃料消耗量是指单位时间内实际耗用的燃料量。计算燃料消耗量：计算燃料消耗量是指扣除了机械不完全燃烧损失之后，在炉内实际参与燃烧反应的燃料消耗量。【注意点】两者的联系和区别在于机械不完全燃烧这一项，即实际参与燃烧的固定碳含量。需要详细看看书上49页的相关内容。