关于锅炉热效率和煤炭的分析
一.燃料及燃料燃烧
1.燃料的分类
目前燃料可分为两大类：一类是核燃料；一类是有机燃料。目前我们锅炉使用的燃料大部分是有机燃料。
有机燃料又可分为固体燃料（煤.木材.油页岩），液体燃料（石油及其制品），气体燃料（天然气.高炉煤气.焦炉煤气）等三种。
有机燃料是与氧化剂发生强烈化学反应（燃烧）而放出大量热量的物质。
有机燃料（煤）的特性是锅炉设计运行的基础，对于不同的燃料要相应采取不同的燃料设备和运行方式。
2.煤的组成
煤是古代植物在地质变化过程中形成的，它包括有机成分和无机成分等物质，其化学成分和结构十分复杂。经过元素分析测出煤中有机物由碳（C）；
氢（H）；氧（O）；氮（N）；硫（S）五种元素组成。
经过工业分析测出煤中有：水（W）；挥发分（V）；固定碳（FC）；灰分（A）组成。
3.各种元素在煤中所占的含量及特性
①碳（C）
碳在煤中的含量为20%—70%，它是煤中主要可燃元素是煤发热量的主要来源。碳分两部分：一部分是与氢.氧.硫组合成有机物，在受热时会从煤中析出挥发分。另一部分是固定碳，它不易着火，燃烧缓慢，固定碳含量越高的煤，着火及燃烧越困难。
②氢（H）
氢在煤中的含量不多，仅占2%—6%。它是以碳氢化合物状态存在，是煤中发热量最高的可燃元素，氢的含量越高，煤就越易着火和燃烧。
③氧（O）和氮（N）
氧在煤中占的含量变化很大，少的时候只有1%—2%，多的时候高达40%。
氮在煤中含量很少，只有0.5%—2.5%。
氧与碳氢化合后，使煤中可燃碳和可燃氢含量减少，降低了煤的发热量。
④硫（S）
硫在煤中以三种形式存在，其含量在煤中不超过2%，个别煤种高达8%—10%，三种中的硫酸盐硫不能燃烧，只能计入灰分，在我国的煤中硫酸盐硫很少，可以忽略不计。
硫中的燃烧产物是SO2，在燃烧后其一部分将进一步氧化SO3，当SO3与水蒸气结合成硫酸蒸汽后，在露点温度以下会对金属受热面造成强烈的腐蚀。排入大气后，对人体有害。
煤中黄铁矿在炉膛高温下容易结渣，因此硫是煤中的有害可燃元素。
⑤灰分（A）
灰分在煤中的含量变化很大，少的只有4%—5%，多的可达60%—70%。它是煤燃烧后剩余的不可燃烧的矿物杂质，它降低了煤的发热量，当煤中的矿物杂质转化成灰分在熔融时会吸收热量，并由排渣带走大量热量。
煤中的灰分增多，会使理论燃烧温度降低，而且煤的颗粒表面会形成灰分外壳，妨碍煤中可燃物和氧的接触，使煤不易燃尽，增加机械不完全燃烧热损失。
煤中灰分增多，灰粒随烟气流过受热面，当烟气流速过高，会磨损受热面；
当烟气流速过低时，形成低温受热面积灰，会降低低温受热面的传热效果，使排烟温度升高，增加排烟热损失，降低锅炉效率。
⑥水分（W）
水分也是煤中不可燃的杂质，其含量差别较大，少的仅2%左右，多的可
达50%。
煤中的水分含量增加，煤中的可燃物成分相对减少，发热量要降低；煤中的水分含量增加，会降低锅炉的温度，使着火困难，机械不完全燃烧热损失增大。
煤中的水分含量增加，会吸收炉内的热量形成水蒸气随同烟气排除炉外，增加烟气的排放量，使排烟热损增大，降低锅炉热效率。
煤中水分含量增加，烟气的排放量大后，引风机的电耗会增加，也为低温受热面的积灰和腐蚀创造了条件。
从以上我们可以看出，煤的灰分.水分增加，会降低锅炉的热效率，因此我们在进煤时，一定要注意煤的灰分.水分及煤的氧元素，以便提高锅炉的热效率。
二．锅炉的分类、组成、及作用
1.锅炉的分类
锅炉的分类有很多种，主要有以下几种
①：按锅炉的容量分类有：小型.中型.大型之分。小型锅炉的蒸发量De<400t/h,
中型锅炉的蒸发量De=400—670t/h，大型锅炉的蒸发量De>670t/h。
②：按照锅炉的蒸汽参数分类有：当压力P≤2.4Mpa,时为低压炉，当
P=2.94—4.92Mpa时为中压炉，当P=7.84—10.8Mpa时为高压炉，当P=15.7—19.6Mpa时为亚临界锅炉，当P≥22.1Mpa时为过亚临界锅炉。
③：按燃烧方式分类有：层燃炉.室燃炉。
层燃炉是：有炉排的锅炉，它的燃烧方式是煤块式固体燃料在炉排上的燃料层内燃烧，燃烧所需的空气由炉排送入配风，穿过燃料层进行燃烧反应，这类锅炉多为小容量.低参数的工业炉，我们目前就是这种锅炉。
室燃炉是：燃料悬浮在炉膛空间内进行燃烧。如燃油炉.燃气炉.煤粉炉。
在燃烧煤粉的室燃炉中又分为固态排渣炉和液态排渣炉（如一个圆柱形旋风筒作为燃烧室，气流在筒内高速旋转，较细的煤粉在旋风筒中进行悬浮燃烧，筒内的高速旋转气流使燃烧加速，并使灰渣熔化形成液态排放）的旋风炉。
④：按水的循环方式分类有：自然循环锅炉.控制循环锅炉.直流锅炉。
自然循环锅炉是由蒸发设备（下降管.水冷壁下联箱.水冷壁管〈上升管〉.
水冷壁上联箱.汽包组成）形成的闭环系统。
它的工作原理是：利用下降管内的水的密度与水冷壁管（上升管）内汽水混合物的密度差进行自然循环。
控制循环锅炉和自然循环锅炉工作原理基本相似。只是在下降汇总管上设置了以增强工质循环流动的推力循环泵，来控制锅炉的循环倍率。
直流锅炉：主要是没汽包，工质一次流过受热面全部转化为蒸汽，工质在蒸发受热面内流动的阻力是由给水泵提供压头来克服的。它的省煤器蒸发受热面与过热器之间没有固定的分界点。
⑤：按工质的分类有：过热蒸汽锅炉.饱和蒸汽锅炉.热水锅炉。
2.锅炉的组成（见下图）
典型锅炉及辅机设备示意图
1—炉膛；2—水冷壁管；3—汽包；4—储煤场；5—配煤设备；6—过热器；7—减温器；8.—排渣装置；9—水冷壁下联箱；10—下降管；11—省煤器；12—送风机；13—空气预热器；14—除尘器；15—引风机；16—省煤器上联箱；17—上升管上联箱
1）.锅炉系统的组成
从上面的示意图中可以看出：一台锅炉要想达到经济燃烧的效果是将燃料中的化学能由锅炉燃烧后转换成蒸汽的热能。
在燃料的化学能转化成热能过程中，进行着四个相互关联的工作过程，这四个相关的过程是：燃料的配置过程；燃烧过程；通风过程；蒸汽产生过程。以上这四个过程由三个系统来完成，即：煤的配置及燃烧系统；烟风系统；汽水系统。现分别介绍如下：
①煤的配置和燃烧系统
煤的配置和燃烧系统由：原煤储煤场受煤设备输煤设备除铁设备破碎设备筛分设备储煤仓锅炉燃烧室
②烟风系统
烟风系统由：冷空气送风设备风道空气预热器炉膛燃烧室炉内过热器炉内减温器锅炉尾部省煤器锅炉尾部空气预热器锅炉尾部烟道除尘设备引风机烟筒排到大气
③汽水系统
汽水系统是由：生水制水设备（钠离子交换器软化水箱除氧泵除氧器）给水泵省煤器汽包水侧下降管水冷壁下联箱上升管水冷壁上联箱汽包汽侧汽水分离过热器减温器蒸汽管道用户
在汽水系统中，为了防止锅炉内的蒸发设备的腐蚀结垢，还设计了排污和加药设备系统，在这里就不介绍了。
2）锅炉系统的主要作用
锅炉的作用是将送进炉膛的燃料和空气用木材或燃油等燃料点燃，使燃料在锅炉炉膛产生化学燃烧后，在锅炉内产生高温火焰和高温烟气，并由锅炉的蒸发设备用辐射吸热.对流吸热吸收高温火焰和高温烟气的热量来加热锅炉蒸发设备内的工质，使之成为合格的蒸汽热能，具体系统的主要作用如下：
①煤的配制和燃烧系统的主要作用：
煤的配制和燃烧系统的主要作用是：将配制好的煤和锅炉所需的空气由
燃油或木材点燃进行燃烧后，使炉膛内形成高温火焰和高温烟气。
②烟风系统的主要作用：
烟风系统的主要作用是：将冷空气经过空气预热器加热后由送风机送入炉膛与煤进行燃烧产生烟气后，并由引风机将高温烟气经过锅炉的蒸发设备的辐射吸热和对流吸热后，变成符合设计的低温烟气，经过除尘器送到烟筒，排放到大气来保证锅炉安全.稳定.经济运行。
③汽水系统的主要作用：
A.汽包的主要作用是与受热面和管道连接，是将省煤器.水冷壁.过热器
三种受热面严格分开，保证进入过热系统的工质为饱和蒸汽，使过热器受热面界限明确，增加锅炉水位平衡和蓄热能力，缓解由于外界引起的锅炉负荷变化（增加或减少），而燃烧未及时调时锅炉短时间的压力.温度和流量的变化，以保证锅炉的额定参数。
进行汽水分离和改善蒸汽品质，利用汽包内部的蒸汽空间和汽水分离元件对进入汽包内的汽水混合物进行汽水分离，使离开汽包的饱和蒸汽中的水分减少到最低。
B.下降管. 水冷壁管（上升管）.上.下连箱.
下降管的主要作用是：把汽包中的水连续不断的送到下联箱，供给水冷壁管（上升管）以维持正常的水循环。
下联箱的主要作用是：将下降管送来的水进行均匀分配后，送入水冷壁管（上升管）。
水冷壁管（上升管）的主要作用是：使其管内的工质吸收辐射传热的热量后，水逐步变成汽水混合物送入上连箱，同时防止炉墙和受热面
结渣，提高锅炉运行的安全性和可靠性。
上连箱的主要作用是：将进入的工质集中合并后均匀分配出去送入汽
包的汽侧。
C.过热器
过热器的主要作用是：将进入其管内的饱和蒸汽吸收辐射或对流传热
的热量加热成具有一定温度的过热蒸汽，以进一步提高锅炉的热效率，
进一步提高过热蒸汽的焓值。
D.省煤器
省煤器的主要作用是：将进入其管的水吸收锅炉尾部烟道的高温烟气
由对流传热的热量来加热管内的水，节约燃料，改善汽包的工作条件，
降低锅炉的造价。
E.空气预热器
空气预热器的主要作用是：利用锅炉尾部烟气的热量进行对流传热后
加热燃料所需要的冷空气。进一步降低排烟温度，以使提高锅炉的热
效率，改善燃料的着火与燃烧条件，降低不完全燃烧损失。改善引风
机的工作条件，降低引风机的消耗。
三．目前公司锅炉的基本情况
1.目前公司的锅炉生产厂家，数量，型号规格，技术参数，设计的煤种，设
计的热效率
目前公司已建设并投入运行和已建设已投入运行寄要完善及正在建设的饱和蒸汽锅炉三台。其中：
石家庄市锅炉生产的已投入运行的一台，
张家口市大力神锅炉制造有限公司生产的两台，其中一台已建设并投入运行需要完善的一台，正在建设的一台。
石家庄市锅炉厂生产的已投入运行的锅炉是：
设计的型号为：DZL4-1.25-A Ⅱ
设计的技术参数为：压力1.25Mpa,温度194℃，流量4t/h,给水温度为20℃设计的煤种为二类十级烟煤，煤的质量要求是：
低位发热值G y pw为17694KJ/Kg(相当于4226.2千卡/Kg)
挥发份V y为20%以上
灰分A y为28%以下
水分W y为10%以下
粒径0—30mm
设计的热效率η为76%
张家口市大力神锅炉制造有限公司生产的已建设的并投入运行的需要完善的锅炉是：
设计型号为：DZL10-1.25Ⅱ
设计参数为：压力为1.25Mpa，温度为193.4℃，流量为10t/h，给水温度105℃
设计的煤种为二类十级烟煤，煤的质量要求是：
低位发热值G y pw为18750KJ/Kg(相当于4478.4千卡/Kg)
挥发份V y为28.8%以上
灰分A y为30.4%以下
水分W y为10%以下
粒径0—30mm
设计的热效率η为76%
张家口市大力神锅炉制造有限公司生产的正在建设的锅炉是：
设计型号为：DZL-1.25Ⅱ
设计参数为：压力为1.25Mpa，温度为193.4℃，流量为20t/h，给水温度
105℃
设计的煤种为二类十级烟煤，煤的质量要求是：
低位发热值G y pw为18757KJ/Kg(相当于4480.1千卡/Kg)
挥发份V y为28.8%以上
灰分A y为30.4%以下
水分及其它指标没有要求
设计的锅炉热效率η为78.6%
四．锅炉热效率的计算公式与定性分析
1．锅炉热效率的计算公式是：
η=1-(q2+q3+q4+q5+q6)/100 用%号表示，式中：
q2—排烟热损失
q3—化学不完全燃烧热损失
q4—机械不完全燃烧热损失
q5—散热热损失
q6—灰渣热损失
2. q4的计算公式与定性分析
q4=[αhz*(C hz/100- C hz)+ αhz*( C LZ/100- C LZ)+ αfh*(C fh/100-
C fh)]*7800A y/Q r%
从理论上讲Q r=Q wj+i r+Q w,但在燃煤的工业锅炉中可视Q r=Q r DW所以式中Q r DW—燃料的低位发热值
αhz ．αlh ．αfh —灰渣，漏灰，飞灰占燃料中灰分的份额．
C hz ．C LZ．C fh—灰渣，漏灰，飞灰中的可燃物含量百分比，%
A y—燃料中的灰分
从q4可以看出当煤的灰分上升时q4会上升
当煤的灰分上升时，灰渣．漏灰．飞灰的份额会上升，q4会上升
当灰渣．漏灰．飞灰的份额上升，它们三者所带走的热量会上升，q4会上升，因此，在煤的采购时除煤的热值Q r DW和煤的挥发分可以提高外，一定要控制煤的灰分Ａy ,挥发分V r,煤的水分Ｗy ,煤的硫分Ｓy ,只有这样才能降低q4．如果机械不完全燃烧损失下降后，相对会使q2 ，q3下降．
3. q3的计算公式与定性分析
q3=5650/Q
α*(C y+0.375S
y)/(RO2
+CO)*(1-q4/100) %
≈3.2αCO% 式中
α—烟道中的空气过剩系数 CO—一氧化碳
从以上我们又可以看到化学不完全燃烧损失与烟道中的空气过剩系数α有关. α增加,炉膛的温度下降,一氧化碳燃烧不完全,化学不完全燃烧热损失会上升.所以锅炉的严密好坏.引风.送风.调风挡板.风道的阀门开度调整的好坏同样使化学不完全燃烧热损失q3上升.
4. q2的计算公式与定性分析
q2=0.035[(αpy+α)*t py*t lk]*(1- q4/100) 用%号表示,式中:
αpy—排烟中的空气过剩系数,它与漏风系数有关
α—燃料系数,它与煤种有关,烟煤一般取0.12
q4—机械不完全燃烧热损失,它与煤的灰分.灰渣.飞灰在燃料中占的分额有关,灰渣.飞灰的可燃物有关
t py—排烟温度,它与过热器.省煤气.空气预热器设计的受热面,锅炉的严密性,烟气的阻力计算,烟气的流速有关
t lk—冷风温度,它与天气温度有关,同时空气预热器设计面积和流通能力较差,引风的压力.流速流量有关.即与锅炉的烟风阻力有关.
由于排烟中的空气过剩系数αpy=Δαl+Δαp+Δαg+Δαcm+Δαk式中αpy—排烟的中的空气过剩系数
Δαl—炉膛的漏风系数,它与锅炉的燃烧方式有关, 放灰斗的连接.焊接.施工的密封性有关,链条炉一般取1.3
Δαp—排管的漏器系数,它与排管的制造.炉墙及燃烧室的砌筑有关.一般取0.15
Δαg—过热器的漏水系数,它与转向室烟道的砌筑有关,一般取0.05
Δαcm—剩煤器的漏风系数,它与尾部烟道的砌筑施工有关,一般取0.1 Δαk—空气预热器的漏风系数,它与空气预热器的制造焊接及施工有关,一般取0.1
以上可以看
①：当锅炉的炉膛.排管.过热器.剩煤器.空气预热器等严密性实验达不道要求时,各部位的漏风系数上升时,排烟中的空气过剩系数会上升, q2的热损失会上升.
②：当排烟温度上升时, q2的热损失也会上升.
③：当冷风温度下降时, q2的热损失也会上升.
④：当q4上升时, q2的热损失也会上升.
因此,当设计煤种确定以后,锅炉的烟风阻力计算.过热器.剩煤器.空气预热器的受热面.烟气的流速是非常重要的,即这些受热面能否将烟气中的热量吸收好,排烟温度是否能达到露点温度的要求,保证剩煤器.空气预热器不被腐蚀的情况.(不同炉型空气预热器的材质不同,煤的分流量不同,要求的露点的温度也不同)一般排烟温度在90—110℃范围内.
当锅炉设计完成以后,进入安装或施工阶段,一定要注意锅炉所有砌筑的地方,除设计要求预留的膨胀间隙以外要使砌墙的炉墙或设备制造.过种的焊接或施工达到相关的技术要求.
当锅炉安装好以后,一定要做好锅炉的严密性实验,在做锅炉严密性实验时,相关技术人员及运行和检修人员一定要对以上漏风系数产生的部位进行检查,看是否漏风,如发现漏风的地方一定要进行处理,并达到相关技术标准,以免排烟中的空气过剩系数上升,使q2上升.
当锅炉的严密性实验做好后,要做锅炉的热效率实验,在做锅炉热效率实验时,要做好最大热负荷.经济热负荷.最小热负荷的送风.引风的风压.风的流量,调风挡板的开度,风道阀门的开度的运行数据(使排烟温度达到设计值).
５．q5的计算与定性分析查下图
从图中可以看到，它与锅墙.管道的保温及在同一台锅炉的情况下低负荷运行时有关，从图中可以看出当蒸发量为10t/h时,q5=1.7%,到20t/h 时, q5=1%.
它主要与锅炉炉型.锅炉保温.锅炉的满负荷运行有关。
６.q6的计算公式与分析
q6＝0.23*( A y*αyh *t yh)/ Q r DW
从以上式中可以看到灰渣热损失q6与煤的灰分,排烟中的空气过剩系数.溢留灰的温度.煤的低温发热值有关.
五.影响锅炉热效率的主要问题
从以上公式及分析中可以看到影响锅炉热效应的原因很多但主要的是:
1.煤的灰分,它的大小关系到煤的低位发热值的大小,同时关系到灰渣量.
飞灰量.如煤的灰分大了相对来讲灰渣量.飞灰量要大,在除灰除渣时带走
的热量要大,灰渣的热损失q6要加.
2.锅炉的严密性,锅炉的严密性不好,锅炉的炉腔.排管.省煤器.过热器.空
气预热器.烟道等部位漏风量增大,漏风系数会增加,空气过剩系数会增加.
当炉膛漏风量大时,会造成炉膛内的温度降低,CO燃烧不完全,灰渣含碳量
增加,使q4增加.当锅炉尾部的省煤器.空气预热器漏风系数增加,部分冷
空气会进入省煤器.空气预热器.降低了省煤器.空气预热器的烟气温度，
使省煤器的吸热减少,通过空气预热器的冷空气的冷风温度降低, q2增加.
3.烟气流速,烟气流速过高排烟温度会增加,会把烟气中大量的热量由引
风机带入烟筒,向空气排掉,排烟的热损失q2增加.
4.过热器.剩煤器.空气预热器受面,当剩煤器.空气预热器的受热面设计较
小时,对烟气的热量吸收不完全时,排烟的温度升高,排烟热损失会增加.
六.提高锅炉热效率的工作程序
从以上煤的化学分析.煤的工业分析.锅炉系统的主要作用.锅炉热效率的公式及定性分析中我们可以看到,提高锅炉热效率的工作程序要遵循
以下原则:
1.对在需要供热区域的周边进行工业用热采暖(居民住宅.商业办公.学校.
医院)等面积用热及生活用(餐饮.机关.学校)热量和用热性质进行调查.
2.对在需要用热区域的周边进行燃料(原煤)的质量进行调查.
3.对在需要用热区域的水资源.气候进行调查.
4.根据以上条件选择适合需要供热区域能供的燃料的质量及供热区域内所
需的供热负荷,在经济运行条件下锅炉的炉型.
5.在锅炉的炉型选定后,必须做好锅炉的烟风阻力.锅炉分部的受热面.计算,
并符合国家的相关规定.
6.在锅炉设计完善后,必严把质量关(材质.焊接.联接部位),并使之符合国
家相关的技术规范.
7.在锅炉托运到现场后,必须严格检查锅炉的制造及托运中带来的质量问题,
使之符合国家的相关验收标准.
8.在锅炉安装阶段,必须严格把好安装施工质量关,尤其是有漏系数的部位
的砌筑,联接部位的法兰的平整度及密封用垫片的施工及水冷壁管.给水管
道的焊接及原材料的质量关,使之符合国家规定的相关技术标准.
9.锅炉安装完毕后一定要做好水压实验及严密性实验(在做严密性实验时,
检修人员.运行人员.工程技术人员必须对有漏风系数的地方进行严格检
查,如果发现漏风要进行处理)
10.锅炉进行冷态严密性实验后,要进行锅炉热效率实验.在做锅炉热效率实
验时,相关的工程技术人员.运行人员要在燃烧的煤种情况下掌握好在不
同热负荷(最大.经济.最小)情况下的引风.送风的调风挡板的开度.风道
的阀门开度.引风送风的比例.锅炉的转速等经济运行数据,以降低排烟热
损失.机械燃烧不完全热损失.灰渣热损失,以便提高锅炉的热效率.
11.要抓好锅炉运行人员及检修人员的技术培训,使这些人深刻了解维护及辅
机的工作原理,影响锅炉热效率的原因及解决办法.
七.提高公司热效率的措施（近期）
1.加强煤的检斤.检质的监督和控制。
要执行车车过磅，煤质应是：灰分的含量控制在23%—27%以内，水分的含量控制在5%以内，挥发分的含量控制在18%以内，硫分的含量控制在1.2%以内，灰的熔点控制在1350℃以上。
2.完善原煤工业分析及元素分析设备。
3.按照技术规范做好每车原煤的采样及工业分析。
4.完善锅炉所需的经济运行的温度.压力.流量等仪表。
5.按照相关的技术规范做好每台锅炉严密性实验，在做严密性实验时，锅炉
的检修人员.运行人员.相关的工程技术人员及时参加锅炉各部位的漏风情况，发现问题及时处理，使其达到相关的技术标准。
6.按照相关的技术规范做好每台锅炉热效率实验，通过做锅炉热效率实验，锅
炉的检修人员.运行人员.相关的工程技术人员掌握锅炉的风.煤比，炉排转速等经济运行数据。
7.加大热负荷开发力度以解决锅炉不能满负荷或间断运行的问题。
8.要抓好锅炉运行人员及检修人员的技术培训,使这些人深刻了解维护及辅
机的工作原理,影响锅炉热效率的原因及解决办法.
9.适当稳定锅炉检修人员.运行人员的骨干队伍。
单位时间内锅炉有效利用热量占锅炉输入热量的百分比，或相应于每千克燃料(固体和液体燃料)，或每标准立方米(气体燃料)所对应的输入热量中有效利用热量所占百分比为锅炉热效率，是锅炉的重要技术经济指标，它表明锅炉设备的完善程度和运行管理水平。锅炉的热效率的测定和计算通常有以下两种方法： 1．正平衡法 用被锅炉利用的热量与燃料所能放出的全部热量之比来计算热效率的方法叫正平衡法，又叫直接测量法。正平衡热效率的计算公式可用下式表示： 热效率＝有效利用热量/燃料所能放出的全部热量*100％ ＝锅炉蒸发量*（蒸汽焓－给水焓）/燃料消耗量*燃料低位发热量*100％ 式中锅炉蒸发量——实际测定，kg/h； 蒸汽焓——由表焓熵图查得，kJ／kg； 给水焓——由焓熵图查得，kJ／kg； 燃料消耗量——实际测出，kg/h； 燃料低位发热量——实际测出，kJ／kg。 上述热效率公式没有考虑蒸汽湿度、排污量及耗汽量的影响，适用于小型蒸汽锅炉热效率的粗略计算。 从上述热效率计算公式可以看出，正平衡试验只能求出锅炉的热效率，而不能得出各项热损失。因此，通过正平衡试验只能了解锅炉的蒸发量大小和热效率的高低，不能找出原因，无法提出改进的措施。 2．反平衡法 通过测定和计算锅炉各项热量损失，以求得热效率的方法叫反平衡法，又叫间接测量法。此法有利于对锅炉进行全面的分析，找出影响热效率的各种因素，提出提高热效率的途径。反平衡热效率可用下列公式计算。 热效率＝100％－各项热损失的百分比之和 ＝100％－q2－q3－q4－q5－q6 式中q2——排烟热损失，％； q3——气体未完全燃烧热损失，％； q4——固体未完全燃烧热损失，％； q5——散热损失，％； q6——灰渣物理热损失，％。 大多时候采用反平衡计算，找出影响热效率的主因，予以解决。
提高运行锅炉热效率的几点建议 目前，运行中的锅炉一般以煤为燃料，由于对其管理、操作水平的限制，以及设备本身存在的问题，致其运行的热效率极大地低于《工业锅炉最低热效率标准》的规定，造成能源大量浪费。显然，提高运行锅炉的热效率，降低产汽成本，成为一个相当的现实问题。 锅炉热效率即有效利用燃料燃烧放出总热量的百分数。根据热平衡原理，热损失小了，有效利用热就多，效率便会提高。因此，如何提高锅炉热效率就成为研究如何降低热损失。 热损失主要包括：排烟热损失、固体未完全燃烧热损失、气体未完全燃烧热损失、锅炉散热损失、灰渣物理损失等。由于前两项热损失对效率影响很大，一般占总热量的 15~30%，有时可高达50%。因此，这里将重点讨论它们。 一、排烟热损失： 排烟热损失是锅炉的一项主要热损失。影响排烟热损失的主要因素是：排烟温度和过量空气系数。即：要降低排烟热损失就是降低排烟温度和保持一定的过量空气系数。 1．排烟温度： 排烟温度对锅炉热效率有直接的影响，因为排烟温度愈高，排烟热损失愈大，相应锅炉热效率就愈低。按照要求，这项热损失随着锅炉容量的不同一般在8%左右，但是很多锅炉达不到这个要求，有的高达15%左右，降低这项热损失成为锅炉节能的一个重要方面。锅炉在实际运行中，设备一定时，排烟温度的高低主要由烟气短路、受热面积灰与结垢以及运行负荷等因素而影响。 （1）烟气短路：煤在炉膛中燃烧，高温烟气离开炉膛后，应流经所有对流受热面进行热交换，但由于施工质量、检修不及时或用户私自进行不合理的结构改造等原因，使对流受热面的隔墙不严或损坏，造成烟气短路，只能和部分对流受热面进行热交换。显然，烟气流程变短，锅炉的排烟温度一定会相应提高。 （2）受热面积灰：据有关资料可知，烟灰的导热系数为0.07~0.12kW/m·℃，锅炉钢材的导热系数为35.6~50.6kW/m·℃，后者大约是前者的463倍，这样一来，假如锅炉在运行中，受热面积灰不及时清理，传热阻力将大大增加。通常，受热面积灰1mm厚，热损失将增加4~5%左右，同时多浪费燃料10%，所以，锅炉在运行当中应及时吹灰，以便降低排烟温度。实际中，不少用户将锅炉吹灰系统甩掉，显然，这是极大的错误。 （3）受热面结水垢：据资料可知，水垢的导热系数为1.28~3.14 kw/m·℃，比钢材的导热系数平均小19.5倍，显然，如果受热面结了水垢，其传热效果将会骤降，造成燃
薛正举 (河北金牛旭阳热电车间) 摘要：锅炉的热效率表明锅炉设备的完善程度和运行管理的水平。通过计算公司1#锅炉“煤改气”后的热效率，来分析了影响其热效率的主要因素，并讨论了提高锅炉热效率的方法。 关键词：燃气锅炉、热效率 锅炉的热效率是指燃料送入的热量中锅炉有效利用的热量所占的百分数。它是锅炉的重要技术经济指标，它表明锅炉设备的完善程度和运行管理的水平。通过计算本公司1#锅炉的热效率，来分析了影响其热效率的主要因素，并讨论了提高锅炉热效率的方法，同时，也简单论述了其他减少热损失的措施。 一、燃气锅炉热效率的计算 在燃气锅炉相对燃煤锅炉，燃料燃烧程度要高很多，热损失相对比较少，燃气锅炉比燃煤锅炉的热效率要高。以下取公司1#燃气锅炉（煤改气锅炉）在2011年9月15日至17日的运行数据。通过正平衡法来计算1#锅炉的热效率。 正平衡法用被锅炉利用的热量与燃料所能放出的全部热量之比来计算热效率的方法叫正平衡法，又叫直接测量法。正平衡热效率的计算公式可用下式表示：热效率 = 锅炉蒸发量X（蒸汽焓-给水焓） 燃料消耗量X燃料低位发热量 吨蒸汽耗气量 33 注明：煤气量是由生产部提供，蒸汽产量是锅炉统计。 煤气热值计算
注明：煤气成分明细是由质管部气象色谱仪分析得出，每天分析6次，取平均值。焦炉煤气热值计算公式如下： Qd(KJ/m3) = (Q 1×A 1 + Q 2 ×A 2 + Q 3 ×A 3 + Q 4 ×A 4 )/100 式中： Q 1、Q 2 、Q 3 、Q 4 ——各可燃成份的发热值，千焦/米3。 即，H 2 = 12797， CH 4 = 36533， CO = 12640， CmHn = 71180 A 1、A 2 、A 3 、A 4 ——各可燃成分在煤气中的百分数。 过热蒸汽热值计算 过热蒸汽热值从熵焓图上查出。 锅炉给水的热值 现在锅炉用除盐水水温平均44℃，是由锅炉自备蒸汽加热除氧。自备蒸汽未统计在锅炉产气量内。 水44℃时的热值是 kJ/kg 锅炉效率 锅炉效率={蒸汽热值（kJ/kg）-给水的热值（kJ/kg）}X1000 煤气热值(kJ/m3)X吨蒸汽耗气量（m3/t）
1兆帕(MPa)=10巴(bar)=9.8大气压(atm)约等于十个大气压,1标准大气压=76cm汞柱=1.01325×10^5Pa=10.336m水柱约等于十米水柱,所以1MPa大约等于100米水柱，一公斤相当于10米水柱 水的汽化热为40.8千焦/摩尔,相当于2260千焦/千克.一般地：使水在其沸点蒸发所需要的热量五倍于把等量水从一摄氏度加热到一百摄氏度所需要的热量. 一吨水=1000千克每千克水2260千焦 1000千克就是2260 000千焦 1吨蒸汽相当于60万千卡/1吨蒸汽相当于64锅炉马力/1锅炉马力相当于8440千卡热。 用量是70万大卡/H 相当于1.17吨的锅炉 以表压力为零的蒸汽为例，每小时产一吨蒸汽所具有的热能，在锅内是分两步吸热获得的，第一步是把20度的一吨给水加热到100度的饱和水所吸收的热能，通常这部分热能为显热，其热能即为1000×（100－20）=8万/千卡时。 第二步则是将已处于饱和状态的热水一吨加热成饱和蒸汽所需要吸收的热能，这部分热为潜热，其热能即为1000×539=53.9万/千卡时。 把显热和潜热加起来，即是一吨蒸汽（其表压力为零时）在锅内所获得的热能， 即：53.9＋8=61.9万/千卡时。这就是我们通常所说的蒸汽锅炉每小时一吨蒸发量所具有的热能，相当于热水锅炉每小时60万/大卡的容量。 天然气热值 天燃气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡，1千卡/1大卡/1000卡路里（kcal）=4.1868千焦（kJ），所以每立方米燃烧热值为33494.4—35587.8KJ 产地、成分不同热值不同，大致在36000~40000kJ/Nm3，即每一标准立方米天然气热值约为36000至40000千焦耳，即36~40百万焦耳。 天燃气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡，1千卡/1大卡/1000卡路里（kcal）=4.1868千焦（kJ），所以每立方米燃烧热值为33494.4—35587.8KJ。而1度=1kW*h=3.6*10^6J=3.6*10^3KJ。即每立方燃烧热值相当于9.3—9.88度电产生的热能， 3.83<1.07*9.3 OR 9.88 天然气价格： 天然气的主要成分是甲烷,分子式是CH4,分子量是12+4*1=16. 在1标准大气压下,1mol气体的体积是22.4升,1立方米的气体有
锅炉热效率试验 1热效率试验的标准 《GB10184-88 电站锅炉性能试验规程》 2本课程的适用范围 火力发电厂燃煤锅炉。 基于燃用煤、不包括其它的燃料。 热效率是锅炉的一项重要经济指标。 3热效率的计算方式 3.1 输入－输出法 又称：直接法或正平衡法。 即直接测量锅炉输入和输出热量求得热效率。 3.2 热损失法 又称：反平衡法。 即由确定各项热量损失求得热效率。 4概念的介绍 4.1 输入热量 随每千克煤输入锅炉能量平衡系统的总热量。 4.1.1 煤的收到基低位发热量 4.1.2 物理显热 4.1.3 用外来热源加热燃料或空气时所带入的热量 4.2 输出热量 相对每千克煤，工质在锅炉能量平衡系统中所吸收的总热量。 4.3 各项热损失 4.3.1 包括5项损失 4.3.2 排烟热损失 锅炉排烟热损失为末级热交换器后排出烟气带走的物理显热占输入热量的百分率
1）干烟气带走的热量 2）烟气中含水蒸气的显热 4.3.3 可燃气体未完全燃烧热损失 该项热损失由排烟中的未完全燃烧产物(CO、H2、CH4和C m H n)的含量决定，系指这些可燃气体成分未放出其燃烧热而造成的热量损失占输入热量的百分率4.3.4 固体未完全燃烧热损失 燃煤锅炉的固体未完全燃烧热损失，即灰渣可燃物造成的热量损失和中速磨煤机排出石子煤的热量损失占输入热量的百分率 4.3.5 散热损失 锅炉散热损失q5，系指锅炉炉墙、金属结构及锅炉范围内管道(烟风道及汽、水管道联箱等)向四周环境中散失的热量占总输入热量的百分率。热损失值的大小与锅炉机组的热负荷有关。 4.3.6 灰渣物理热损失 灰渣物理热损失，即炉渣、飞灰与沉降灰排出锅炉设备时所带走的显热占输入热量的百分率 4.4 锅炉的额定蒸发量（ECR） 锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度、燃用设计煤种并保证效率时所规定的蒸发量。 4.5 锅炉的最大蒸发量（BMCR） 锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度、燃用设计煤种，安全连续运行时能达到的最大蒸发量。 4.6 基准温度 指各项输入与输出能量的起算点。 规定为锅炉送风机入口处空气温度。一般可认为是冷空气温度。 4.7 燃料分析 燃料的工业分析和元素分析。 5锅炉机组热平衡系统
锅炉热效率测定计算的简易快捷方法 点击次数：6448 发布时间：2009-10-27 锅炉热效率测定计算的简易快捷方法 ㈠采用简易方法测试锅炉热效率的可行性 依据现有标准进行锅炉热工测试和计算热效率的结果也存在一定误差，并非 完全精确。我局湘质监特发［2009］99号文件附件3统计，市州特检机构按正规的热工测试方法进行测试需要采购配备大量仪器和设备，需要投入66.84万元。恕我直言，目前地市级特种设备检验所经济实力不强的情况下，花费近七十万元购买锅炉热效率测试的设备仪表(还不含煤质、飞灰和炉渣可燃物含量的测量设备——测量这两项还要取样送到长沙等检测单位进行)是不现实的。本人建议，只要配备6.5万元的先进分析仪和设备(还包含相应煤质分析、飞灰和炉渣可燃物含量的测量设备)，采取简易而快捷的方法对燃煤锅炉的热效率进行检测，就可以尽快对燃煤锅炉进行热效率测试；不必花费大量资金、配备大量仪器和设备做为投入，使得燃煤锅炉能效测试工作滞后，影响高耗能锅炉节能监察工作的开展。本人持有这种想法的根据如下： 在对在用燃煤锅炉进行热效率测试时，只要在现场测量锅炉排烟温度ex，烟 ，测定换算得到炉膛的过量气中一氧化碳的含量CO，氧含量O，冷空气温度t l.a 空气系数α，如果锅炉运行中有蒸汽喷入炉膛，则记录喷口尺寸和蒸汽压力；然后取回煤样、炉渣和飞灰样返回到检验机构检测出煤的收到基低位发热量Q net， ，煤的灰分收到基质量百分数A ar，飞灰可燃物C f.a，炉渣可燃物含量(含碳量)C sl ar 等，就可以根据燃用煤的化验分析数据，按照下面所述的方法计算燃煤锅炉的热效率(误差在1.5%左右)和耗煤量，推导锅炉的运行状况。 而燃油、燃气锅炉的热效率测试就更容易进行，只需要在现场进行测量锅炉排烟温度，烟气中一氧化碳的含量、氧含量，冷空气温度，测定换算得到炉膛的过量空气系数就行了，无须采样分析。
一、锅炉热效率计算 10.1 正平衡效率计算 10.1.1输入热量计算公式： Qr=Qnet,v,ar+Qwl+Qrx+Qzy 式中: Qr__——输入热量； Qnet,v,ar ——燃料收到基低位发热量； Qwl ——加热燃料或外热量； Qrx——燃料物理热； Qzy——自用蒸汽带入热量。 在计算时，一般以燃料收到基低位发热量作为输入热量。如有外来热量、自用蒸汽或燃料经过加热（例： 重油）等，此时应加上另外几个热量。 10.1.2饱和蒸汽锅炉正平衡效率计算公式： 式中：η1——锅炉正平衡效率； Dgs——给水流量； hbq——饱和蒸汽焓； hgs——给水焓； γ——汽化潜热； ω——蒸汽湿度； Gs——锅水取样量（排污量）； B——燃料消耗量； Qr_——输入热量。 10.1.3过热蒸汽锅炉正平衡效率计算公式： a. 测量给水流量时： 式中：η1——锅炉正平衡效率； Dgs——给水流量； hgq——过热蒸汽焓； hg——给水焓； γ——汽化潜热； Gs——锅水取样量（排污量）； B——燃料消耗量； Qr——输入热量。 b. 测量过热蒸汽流量时： 式中：η1——锅炉正平衡效率； Dsc——输出蒸汽量； Gq——蒸汽取样量； hgq——过热蒸汽焓； hgs——给水焓； Dzy——自用蒸汽量；
hzy——自用蒸汽焓； hbq——饱和蒸汽焓； γ——汽化潜热； ω——蒸汽湿度； hbq——饱和蒸汽焓； Gs——锅水取样量（排污量）； B——燃料消耗量； Qr——输入热量。 10.1.4 热水锅炉和热油载体锅炉正平衡效率计算公式 式中：η1——锅炉正平衡效率； G——循环水(油)量； hcs——出水(油)焓； hjs——进水(油)焓； B——燃料消耗量； Qr——输入热量。 10.1.5电加热锅炉正平衡效率计算公式 10.1.5.1电加热锅炉输-出饱和蒸汽时公式为： 式中：η1——锅炉正平衡效率； Dgs——给水流量； hbq——饱和蒸汽焓； hgs——给水焓； γ——汽化潜热； ω——蒸汽湿度； Gs——锅水取样量（排污量）； N——耗电量。 10.1.5.2电加热锅炉输-出热水(油)时公式为： 式中：η1——锅炉正平衡效率； G——循环水(油)量； hcs——出水(油)焓； hjs——进水(油)焓； B——燃料消耗量； Qr_——输入热量 二、锅炉结焦的危害、原因及预防方法是什么? 在炉子的燃烧中心，火焰温度高达1450～1600℃，因此煤灰基本上处于溶化状态。当与受热面碰撞后，溶渣就会粘附在管道或炉墙上，这就叫结焦。 如果炉内结了焦，炉膛部分的吸热量就要减少,到过热器部分的烟温就会增高，而造成个别管子的外壁温度超过它的允许范围，引起爆管，同时还会使主汽温度超温。结焦严重时，会使吸热量的减少而减负荷，甚至停炉。结焦还会使排烟热损失q2和机械热损失q4及风机耗电增加。
锅炉是利用燃料嫩烧所放出的热量加热工质生产具有一定压力和温度的蒸汽的设备，也称为蒸汽锅炉。从能量平衡的观点来看，当锅炉工况稳定时，翰人锅炉的热量与锅炉输出的热量应当平衡。由于送人炉内的燃料不会全部燃烧放热，而燃料燃烧放出的热量也不会全部用以产生蒸汽，因此锅炉输出的热ｔ包括有效利用热和各项热损失两个方面，有效利用热是锅炉用以产生蒸汽及加热蒸汽的热量，各项热损失是在燃烧和传热过程中以各种方式损失掉的热量。对于燃煤锅炉而言，热平衡方程为：ｑ，＋ｇ２＋ｇ３＋ｑ４＋ｇ５＋ｑ６－－１００％式中，ｑ；为锅炉有效利用热百分数，％；ｑ：为排烟热损失百分数，％；，，为化学不完全燃烧热损失百分数，％；ｑ４为机械不完全嫩烧热损失百分数，％；ｑ，为锅炉散热损失百分数，％；ｑ。为炉渣物理热损失百分数，％。根据山西省煤炭工业节能监测中心对晋煤集团成庄电厂锅炉热平衡试验的报告，锅炉运行状况较差，热效率偏低，Ｉｓ炉热效率为６４．９２％，２＇炉为４８．０７％，３＃炉为５４．７１％，远低于设计值７７％，因此我们需要对锅炉各项热损失偏大的原因及应采取的措施进行探讨。１提高锅炉热效率的方法１．１降低排烟热损失排烟热损失即烟气离开锅炉排人大气所带走的热量损失。一般锅炉的排烟热损失为４％－８％，经测定，成庄电厂锅炉排烟热损失，１＇炉为９Ａ３％，２＊炉为７．２２％，３＃炉为９．３％，排烟热损失偏大。影响排烟热损失的主要因素是排烟温度和排烟容积。降低锅炉排烟温度，可降低排烟热损失，但是排烟温度过低也是不允许的。要降低排烟温度，势必要增加锅炉受热面，由于成庄电厂锅炉现已定型，故不能增加受热面。另外，为防止锅炉尾部受热面低温腐蚀，排烟温度应保持高些，合理值为１１０９Ｃ－１６０９Ｃ，成庄电厂锅炉排烟温度通常为１５０℃左右，故排烟温度方面可不予以考虑。降低炉内空气过剩系数可以减小排烟容积，从而减小排烟热损失。空气过剩系数通常应保持在１．５以下，经测定成庄电厂锅炉空气过剩系数偏大，Ｉｒ炉为２．７８，２＇炉为３．０９，３＇炉为２．７３。引起空气过剩系数偏大的原因，一是在锅炉运行中炉膛及烟风道各处存在不同程度漏风现象，二是送引风配风不合理。这既导致排烟热损失的增大，又引起炉膛温度降低，增大了其他热损失，因此要根据锅炉负荷情况，及时合理地调整送引风机风门开度，并利用检修期间检查处理炉膛及烟风道存在的漏风点，使空气过剩系数趋近于１．４０当受热面积灰、结渣和结垢时会使传热减弱，排烟温度升高，造成排烟热损失增大。因此应及时吹灰除焦和防止结垢，保持受热面内外清沽，以降低排烟热损失。１．２降低化学不完全燃烧热损失化学不完全嫩烧热损失又称可燃气体不完全燃烧热损失，是指燃烧过程中产生的可然气体（ＣＯ，Ｈ２ｉＣＨ４等）未能完全燃烧而随烟气排出炉外所造成的热损失。经测定成庄电厂锅炉化学不完全燃烧热损失，１＇炉为６．０１％，２＃炉为５．１８％，３＊炉为５．４３％０２７２空气过剩系数对化学不完全燃烧热损失影响很大，空气过剩系数过小，将使嫩烧因氧量不足而增大化学不完全燃烧热损失，过大则会降低炉膛温度，也会使化学不完全燃烧热损失增大。因此在锅炉运行中，要保持空气过剩系数为１．４左右，有较高的炉膛温度，使燃料与空气充分混合，延长烟气停留时间，促进烟气中可燃物燃尽。１．３降低机械不完全姗烧热损失机械不完全燃烧热损失又称可燃固体（固定碳）不完全燃烧热损失。它是部分固体可燃物在炉内不完全燃烧随飞灰和炉渣一同排出炉外而造成的热损失，由飞灰不完全燃烧热损失和炉渣不完全燃烧热损失两部分组成。经测定成庄电厂锅炉机械不完全嫩烧热损失，１＇炉为１７．７２％，２＃炉为３６．４２％，３＃炉为２７．９１％０成庄电厂锅炉设计使用燃煤粒度为６二一１３二，最大颗粒小于４０Ｉｆｌｄｌ，而实际使用燃煤为末煤，在燃烧中飞灰不完全燃烧现象严重，增大了机械不完全燃烧热损失，因此应解决燃煤颗粒度问题。燃料的灰分越少，挥发分越多，则机械不完全燃烧热损失就越小，因此应尽量燃用灰分少的煤，保证煤的灰分含量不大于１４％０炉渣含碳量偏大，使炉渣不完全燃烧热损失大幅度增大，应根据锅炉负荷情况合理调整炉排
一、锅炉运行热效率简单计算公式的推导 1、锅炉燃料消耗量的计算 锅炉运行时，燃料送入锅炉的热量与锅炉有效利用热量及各项热损失的和相等，即我们所说的热平衡： Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6（1） Qr：燃料送入锅炉的热量（一般就是燃料应用基低位发热量，即Qr=Qydw），kj/kg Q1：锅炉有效利用热量，kj/kg Q2：排烟带走的热量， Q3：气体不完全燃烧损失的热量，kj/kg Q4：固体不完全燃烧损失的热量，kj/kg Q5：锅炉向周围空气散失的热量，kj/kg Q6：燃料中灰渣带走的热量，kj/kg 将公式（1）两边分别除以Qr得： 1=Q1/Qr+Q2/Qr+Q3/Qr+Q4/Qr+Q5/Qr+Q6/Qr ｑ1=Q1/Qr×100% ｑ2=Q2/Qr×100% ｑ3=Q3/Qr×100% ｑ4=Q4/Qr×100% ｑ5=Q5/Qr×100% ｑ6=Q6/Qr×100% ｑ1=100-（ｑ2+ｑ3+ｑ4+ｑ5+ｑ6）%(2) ｑ1：锅炉有效利用热量占燃料带入锅炉热量的百分数，即热效率η，% ｑ2：排烟热损失，% ｑ3：气体不完全燃烧热损失,% ｑ4：固体不完全燃烧热损失,% ｑ5：锅炉散热损失,% ｑ6：其它热损失,% 锅炉有效利用热量一方面：Q1=η×Qr(3) 另一方面：Q1=QGL/B(4) B:锅炉每小时燃料消耗量，kg/h QGL:锅炉每小时有效吸收热量，kj/h 蒸汽锅炉QGL=D(iq-igs)×103+DPS(ips-igs)×103 热水锅炉QGL=G(i2-i1)×103 D:锅炉蒸发量，t/h iq:蒸汽焓，kj/kg igs:锅炉给水焓，kj/kg DPS:锅炉排污水量，t/h ips:锅炉排污水焓，即锅炉工作压力下的饱和水焓，kj/kg G:热水锅炉每小时加水量，t/h i2:热水锅炉出水焓，kj/kg i1:热水锅炉进水焓，kj/kg 由公式（3）、（4）可得：B=QGL/（η·Qr）（5）2、理论空气量的计算 理论空气量的计算可以在已知燃料元素分析的基础上通过各可燃元素化学反应方程式得出。由于燃煤锅炉所用煤种差别很大，用户一般没有煤种的特性数据，应用燃烧化学反应方程式
影响加热炉热效率的因素及对策 摘要：21世纪随着石油开采工程的不断深入，全国的各大油田也得到了不断的发展。由于新疆冬季的特殊气候条件，气温低，持续时间长，在原油的输送过程中需要进行中间加热，这就需要大量的加热炉。笔者通过分析加热炉在运行中存在的一系列问题和影响加热炉热效率的因素，提出了提高加热炉运行热效率的技术对策，并介绍了几种提高运行热效率的途径和具体措施，指出了影响热效率的关键因素以及提高热效率的可行性，并在此基础上就进一步提高加热炉热效率提出了建议和改进措施。 关键词：加热炉热效率对策 引言：众所周知，原油在运输和加工过程中，必须要使用加热炉加工。因此，加热炉成为了石油领域中无法取代的重要能源机器，但是由于加热炉在加热原油的过程中很大一部分的热能都散发了出去，并没有应用于加热原油上。所以，找到提高加热炉热效率的方法成为了整个热能领域亟待解决的问题，考虑到加热炉是将原油运输中不可或缺的一道工序，也是至关重要的一项设备，找到影响加热炉热效率的因素，提出解决问题的方法，是整个石油行业需要解决的问题。 一、影响加热炉效率的主要因素 1.加热炉受热面积灰结垢一直是困扰加热炉运行的主要因素，受热面积灰结垢一旦形成，它所造成的负面影响将是持久的及递增的。同时应保证燃料燃烧充分。因为，排烟热损失主要由排烟温度和烟气量决定，烟气量取决于加热炉的过剩空气系数，提高热效率的途径主要是通过降低过剩空气系数或排烟温度来实现。所以，在过剩空气系数和排烟温度增高时，加热炉热效率都将降低。 2.加热炉运行控制中由于多种原因致使运行工况控制不好，包括风门调节不当，供风过大；运行负荷低于设计值；燃料品质不好造成腐蚀和积灰；供风系统操作不当；燃烧器选型问题等，这些问题导致的直接结果是加热炉排烟气氧含量和过剩空气系数普遍偏高。通过调查发现，企业中加热炉烟气中的平均氧含量普遍都高于标准的指标，平均排烟温度也高于标准温度。过高的烟气氧含量导致炉内的过剩空气较多，这样会造成排烟温度偏高，烟气带走的热量越多，对热效率的影响也就越大。过大的过量空气系数还会加速炉管的氧化，促使氮氧化物增加，给环境造成不利的影响，影响炉管使用寿命 3.余热回收系统设备状况的好坏也会影响加热炉的热效率。时刻了解设备的腐蚀状况，加以预防。余热回收系统设备腐蚀主要是硫酸露点腐蚀造成，在该系统低温烟气段普遍存在，系统中的蒸馏装置前置空气预热器因为腐蚀容易泄漏，造成热损失。 4.炉壁散热损失超标仍然是一个不可忽视的因素。通过观察炉膛内部发现，部分炉子炉膛衬里脱落严重，炉壁表面温度普遍高于规定的标准温度，造成这种
影响锅炉效率的因素及处理 一、锅炉热效率(%) 1、可能存在问题的原因 1.1排烟温度高。1.2吹灰器投入率低。1.3灰渣可燃物大。1.4锅炉氧量过大或过小。1.5散热损失大。1.6空气预热器漏风率大。1.7煤粉粗。1.8汽水品质差。1.9设备存在缺陷，被迫降参数运行。…… 2、解决问题的措施 2.1降低排烟温度。2.2及时消除吹灰器缺陷，提高吹灰器投入率。2.3降低飞灰可燃物、炉渣可燃物。2.4控制锅炉氧量。2.5降低散热损失。2.6降低空气预热器漏风率。2.7控制煤粉细度合格。2.8提高汽水品质。2.9根据情况，调整锅炉受热面的布置。2.10必要时改造燃烧器，使之适合燃烧煤种。…… 二、锅炉排烟温度(℃) 1、可能存在问题的原因 1.1炉膛火焰中心位置上移，排烟温度升高 1.1.1投入上层燃烧器多，层间配风不合理。 1.1.2上层给煤机给煤量过大。 1.1.3燃烧器摆角位置发生偏移，造成火焰中心位置上移。 1.1.4燃烧器辅助风门开度与指令有偏差，氧气不足，煤粉燃烧推迟。 1.1.5一次风机出口风压高，风速过大，进入炉膛的煤粉燃烧位置上移。 1.1.6锅炉本体漏风，炉膛出口过剩空气系数大。 1.1.7煤粉过粗，着火及燃烧反应速度慢。 1.1.8煤质挥发分低、灰分高、水分高，着火困难，燃
烧推迟。 1.1.9磨煤机出口温度低，使进入炉膛的风粉混合物温度降低，燃烧延迟。 1.2因锅炉“四管泄漏”进行堵管，造成过热器、再热器或省煤器传热面积减少。 1.3送风温度高。1.4烟气露点温度高。1.5吹灰设备投入不正常。1.6受热面结焦、积灰。1.7空气预热器堵灰，换热效率下降。1.8水质控制不严，受热面内部结垢。1.9给水温度低。…… 2、解决问题的措施 2.1运行措施 2.1.1机组负荷变化，及时调整风量和制粉系统运行方式，保持最合适的炉内过剩空气系数。 2.1.2及时调整炉底水封槽进水阀，保证水封槽合适的水位。 2.1.3煤质发生变化，及时调整燃烧，保证燃烧完全和炉膛火焰中心适当。 2.1.4定期进行受热面吹灰和除渣，保持受热面清洁。 2.1.5保持合适的烟气流速，减少尾部受热面积灰。 2.1.6每班检查燃烧器辅助风门开度情况，保证燃烧有足够氧气。 2.1.7提高给水温度。 2.2日常维护及试验 2.2.1进行燃烧优化调整试验，确定不同煤质下经济煤粉细度。 2.2.2定期测试煤粉细度，发现异常及时调整处理。 2.2.3定期进行空气预热器漏风试验，及时消除空气预热器漏风。 2.2.4经常检查炉膛看火孔、炉墙、炉底水封，发现问题及时封堵，减少锅炉本体漏风。 2.2.5加强吹灰器的日常维护，严密监视吹灰器电动机电流，对吹灰器枪管弯曲及经常卡在炉内等缺陷及时进行处理，保证吹灰器投入率在95%以上。
锅炉复习题 概念题 1、锅炉热效率 2、硬度 3、循环流速 4、平衡通风1、蒸发量2、碱度 5、锅炉热平衡1、产热量3、烟管锅炉 6、正压通风3、水管锅炉5、锅炉排烟热损失 自然循环有效压头：运动压头减去下降管阻力。 保热系数：考虑锅炉散热损失的系数（可以用公式表达）。 烟气露点：烟气中有液体物质凝结的最高温度称为烟气露点 锅炉反平衡效率：通过计算锅炉各种损失的方法计算锅炉出的热效率 计算燃煤量：考虑有些燃煤没有参与燃烧不会产生烟气也不需要供给空气的燃煤量 10、折算水分：对应煤1000大卡热量的煤中水分称为折算水分 漏风系数：漏入空气量与理论空气量的比值。 炉膛断面热强度：单位时间内，把锅炉全部发热量折算到锅炉横断面上的假想热强度。 填空题：（每空1分， 1、锅炉房辅助系统包括、、、。 2、锅炉的工作包括三个同时进行的过程，分别是、、。 3、固体不完全燃烧热损失包括、、。 4、锅炉辅助受热面包括、、。 5、锅炉典型水循环故障有、、。 6、在锅炉通风计算中，介质流动阻力包括、、。 7、锅炉给水除氧方法有、、、。 1、影响蒸汽带水的主要因素有、、、。 2、锅炉的工作包括三个同时进行的过程，分别是、、。 3、固体不完全燃烧热损失包括、、。 4、锅炉辅助受热面包括、、。 5、锅炉典型水循环故障有、、。 6、在锅炉通风计算中，介质流动阻力包括、、。 7、锅炉给水除氧方法有、、、。
5.影响排烟热损失的主要因素：，。 １、煤中对锅炉运行危害最大的三种成份分别是（硫）、（灰）和（水）。２、自然循环运动压头的大小取决于（压力）、（回路高度）和（热负荷）。 ３、只有送风机，没有引风机的通风方式，称为（正压）通风。 8、煤中可以燃烧的三种成份分别是（碳）、（氢）和（硫）。 11、燃煤锅炉在运行时产生的主要气体污染物质是（so x ）和（no x ）。 13、燃油锅炉烟气中飞灰粒径小且浓度低，因此，尾部受热面（容易）积灰。 16、实际空气量与理论空气量之比称为（过量空气系数）。 21、自然循环锅炉水循环计算校验安全性时，应选择受热最（弱）得水冷壁管。 24、随着锅炉容量的增大，q5损失会（减小）。 30、燃烧过程在扩散燃烧区时，强化燃烧的措施是（加强混合）。 34、当燃煤含硫量较高时，为防止低温腐蚀，应使锅炉排烟温度（升高）。 属于锅炉三大安全附件的是--------- --------- -------- 28、安全阀的开启压力为锅炉设计压力的（）。 36. 锅炉的尾部受热面是指( ). 37、随着锅炉容量增大，散热损失相对增大还是减小？（减小。） 三、简答题：（每题6分， 简述锅炉房工艺系统的组成。 锅炉的辅助受热面有哪几种？ 简述锅炉的工作过程。 简述自然水循环原理，自然水循环常见故障。 简述钠离子交换原理，水经钠离子交换后发生哪些变化？ 简述氢离子交换原理，水经钠离子交换后发生哪些变化？
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影响锅炉热效率的主要因素包括排烟损失和不完全燃烧损失，因此应从这两方面对锅炉进行调整：（一）减少排烟损失 （1）控制适当的空气过剩系数； （2）强化对流传热。 （二）强化燃烧，以减少不完全燃烧损失 （1）合理设计，改造炉膛形状； （2）组织二次风，加强气流的混合和扰动； （3）要有足够的炉膛容积。 排烟热损失，固体未完全燃烧热损失在锅炉各项热损失中所占比重较大，实际运行中其变化也较大，因此尽力降低这两项损失是提高锅炉热效率的关键。 1.减少排烟热损失 1)阻止受热面结焦和积灰 由于溶渣和灰的传热系数较小，锅炉受热面结焦积灰会增加受热面的热阻，同样大的锅炉受热面积，如果结焦积灰，传给工质的热量将大幅度减小，会提高炉内和各段烟温，从而使排烟温度升高，运行中，合理调整风，粉配合，调整风速风率，避免煤粉刷墙，防止炉膛局部温度过高，均可有效的防止飞灰粘结
到受热面上形成结焦，运行中应定期进行受热面吹灰和及时除渣，可减轻和防止积灰，结焦，保持排烟温度正常。 2)合适当运行煤粉燃烧器 大容量锅炉的燃烧器一次风喷口沿炉膛高度布置有数层，当锅炉减负荷或变工况运行时，合理的投停不同层次的燃烧器，会对排烟温度有所影响，在锅炉各运行参数正常的情况下，一般应投用下层燃烧器，以降低炉膛出口温度和排烟温度。 3)注意给水温度的影响 锅炉给水温度降低会使省煤器传热温差增大，省煤器吸热量将增加，在燃料量不变时排烟温度会降低，但在保持锅炉蒸发量不变时，蒸发受热面所需热量增大，就需增加燃料量，使锅炉各部烟温回升，这样排烟温度受给水温度下降和燃料量增加两方面影响，一般情况下保持锅炉负荷不变，排烟温度会降低但利用降低给水温度来降低排烟温度不可取，会因汽机抽汽量减小使电厂热经济性降低。 4)防止进入锅炉风量过大 锅炉生成烟气量的大小，主要取决于炉内过量空气系数及锅炉的漏风量，锅炉安装和检修质量高，可以减少漏风量，但是送入炉膛有组织的总风量却和锅炉燃料燃烧有直接关系，在满足燃烧正常的条件下，应尽量减少送入锅炉的过剩空气量，过大的过量空气系数，既不利于锅炉燃烧，也会增加排烟量使锅炉效率降低，正确监视分析锅炉氧量表和风压表，是合理配风的基础。 2.减少固体未完全燃烧热损失 1)合理调整煤粉细度
浅析影响燃煤锅炉热效率的原因 发表时间：2019-09-11T14:35:08.563Z 来源：《基层建设》2019年第11期作者：周庆杰[导读] 摘要：随着经济的发展和社会的进步，人们越发的重视节能与环保工作，通过提升锅炉热效率，可以显著提升煤炭的有效利用率，减少废气和废渣的产生量，更好的保护生态环境。 国电赤峰化工有限公司 024000 摘要：随着经济的发展和社会的进步，人们越发的重视节能与环保工作，通过提升锅炉热效率，可以显著提升煤炭的有效利用率，减少废气和废渣的产生量，更好的保护生态环境。本文对影响燃煤锅炉热效率的原因进行了分析，然后在此基础上提出了有针对性的策略，旨在提升锅炉运行效率，缓解日益严重的能源危机。 关键词：燃煤锅炉；热效率；应对策略引言 目前，我国很多工业生产和人们的生活都还需要大量的煤炭作为动力来源，利用煤炭的燃烧来获取相应的能源和动力，但是所使用的锅炉设备在运行中会受到一些不良因素的影响，致使燃煤不充分，造成煤炭资源浪费，没有达到预期的使用率，这就加剧了能源消耗和浪费，因此提升热效率这项关键性指标就成为当前锅炉设备研究工作中的重点，提升热效率对于节约能源和保护环境都具有十分重要的作用和意义。 1.燃煤锅炉概述 燃煤锅炉是一种常见的能量转换设备，在现代企业中的地位举足轻重。锅炉热效率的高低直接影响锅炉的运行成本，其为判断锅炉运行状况好坏的重要性能指标。所以有必要对锅炉的热效率进行认真的分析，为锅炉在日常运行中有效降低成本、节约能源提供参考。 锅炉燃烧系统通常由制粉及送粉系统、烟风系统、点火系统及渣油和燃气系统组成。锅炉正常运行时，根据能量守恒定律，进入锅炉的总热量应当等于锅炉送出的总热量。由于进入锅炉内的燃料不会全部燃烧放热,而且产生的蒸汽也不会吸收炉内燃料燃烧产生的全部热量，这样运行中的锅炉输出的热量由有效利用热和各项热损失两个方面组成。其中，锅炉产生蒸汽和加热蒸汽所用的热量为有效利用热，各项热损失则为燃烧和传热过程中以不同方式损失的热量。先前的研究已经表明，在影响锅炉热损失的各种原因中，排烟损失和机械不完全燃烧是燃煤锅炉的各项热损失当中所占比例最大的两项，分别占锅炉全部输入热量的7%-8%和1%-2%。化学不完全燃烧损失、散热损失、灰渣物理热损失只占很少份额。所以控制排烟损失、机械不完全燃烧的损失量应为研究锅炉热效率时的重点。 2.影响锅炉设备热效率的主要因素及其成因分析 2.1排烟过程中的能量损失 锅炉设备在燃煤期间会排放出大量气体，在这些烟气被排出的过程中，会从锅炉设备中带走很多的热量，造成很大的能量损失，为计算和评估所造成的能量损失，关键是要看烟气的排量以及排放过过程中烟气的温度指标，这两个因素是分析烟气排放能量损耗的关键性指标，而且都与热能的损耗量呈现正相关的紧密联系。研究人员在搜集锅炉设备排烟过程中运行数据参数后，经过分析和整理可以看出，在燃煤期间锅炉内部的火焰如果中心位置的温度指标过高，所选用的煤炭质量和规格不适应这套燃煤设备，或者在受热过程中出现缝隙导致漏风等情况都是导致烟气排放时温度较高的主要原因。这是从烟气排放的温度方面做出的分析，从其烟气排量的角度来分析，造成排量过大的关键原因之一就是煤炭燃料的湿度很大，一经燃烧会造成大量水分蒸发，融合煤炭燃烧产生的烟气，混合起来就在很大程度上增加了烟气的排量。此外，锅炉设备本身在燃煤过程中出现漏风的异常情况，导致燃煤期间大量空气进入锅炉内部，极大的提高了烟气的排量，而且在长期的使用过程中，锅炉内部会积累下很多的煤渣和炉灰，如果不能够及时清理掉，那么在燃煤时就会加大煤炭的消耗，热能量转化的效率就会下降，并且烟气的排量会显著上升，不利于合理利用煤炭资源，会造成很大的资源浪费，因此在日常工作中要定期及时清理炉灰和残渣。 2.2燃煤的不充分燃烧 锅炉设备所需要的能量源是依靠燃煤产生的热能转化而来的，但是因为煤粉本身的细度较高，并且在燃煤期间所配给的风速较低的情况下，煤粉在燃烧时就不能达到充分的标准，燃烧不充分所产生的飞灰之中就会含有很多可燃物质，机械式的不完全燃烧就是这种情况下造成的，而且会造成热量的大量损耗和浪费，但是如果所选用的煤粉的细度太小的话，尽管能够达到充分的目标，可是会造成燃烧面积也就是受热面之上出现结焦的问题，很快会形成一层飞灰，如果不能及时地清理排除，那么就会加大热量传递和转换的阻碍，使得热转化的效率迅速降低，同时这些细度很小的煤粉也会对锅炉内部的制粉装置造成很大的电能损耗，而且会加剧锅炉内关键装置的老化速度，提升维护和保养的成本费用，并且会产生更多的废弃物质和杂志，对于整个锅炉设备而言，会产生很不利的影响，而且这种不良影响会随着使用时间的延长而愈加严重。 3.提升燃煤锅炉热效率的具体策略 通过对热效率影响因素的详细分析和阐述，我们知道了降低热效率并出现热损耗的具体原因所在，并且分析其具体的关键性影响因素包含哪些方面，这都为我们科学的处理和解决锅炉设备燃煤热效率问题提供了具有明显针对性的思路，因此我们要重点把握解决问题的要点和正确方向，采取科学的应对策略来提升热效率。 3.1调整燃煤锅炉的排烟温度 锅炉在运行过程中，如果选择较低的排烟温度可以降低锅炉排烟热损失，对于节省运行费用和提高锅炉热效率有积极的影响。尤其在大中容量锅炉中，燃料消耗量大，出于经济方面的考虑，烟道受热面的传热温压设计的较小，通常选取较低的排烟温度。然而较低的排烟温度会使得烟气和工质的传热温压减小，为了保证产出合格的蒸汽就需增大传热面积，增大金属消耗和设备的初投资。另外，确定合理的排烟温度还要考虑低温受热面工作的安全性。较低的排烟温度会使得低温受热面烟气侧的水蒸气和三氧化硫凝结形成硫酸，腐蚀金属材料，也会促使沉积在烟道上的疏松灰水泥化，不仅增大了传热热阻，而且会增大烟气的流动阻力，严重会导致引风机压头不足而被迫减少锅炉出力，从而降低锅炉的经济指标。此外，出于环保的需要，为了减少灰尘的排放量，大型燃煤锅炉通常在尾部烟道后安装除尘器。较低的排烟温度会导致电除尘器和布袋除尘器运行异常，不仅会降低除尘效率，而且危及锅炉的安全运行。 3.2选择合理的过量空气系数
影响锅炉热效率的主要因素 一、排烟热损失 排烟热损失指烟气离开锅炉末级受热面时带走的部分热量，是锅炉最主要的热损失。排烟热损失主要取决于排烟温度和过量空气系数的大小。 1、排烟温度 锅炉排烟温度越高,热损失越大。造成排烟温度高的主要原因有:受热面积灰或结垢，影响传热效果;炉膛或烟道漏风严重，增加烟气带走的热量。 （1）传热损失:当受热面积灰、结渣和结垢时，会使传热减弱，辐射吸热量减少，排烟温度升高，造成排烟热损失增大。 （2）漏风损失:锅炉运行中炉膛和烟风道处于微负压状态，因此在炉门、看火门、炉墙或烟道等不严密部位就会有空气漏入炉膛和烟道中，增加烟气带走的热损失。同时，锅炉漏风造成炉膛温度降低、排烟热损失增加、锅炉热效率降低。 2、过量空气系数 锅炉漏风、送引风、配风不合理等都会造成过量空气系数偏大。这不仅增大了排烟热损失，造成炉膛温度降低，也增大了其他热损失。 二、化学不完全燃烧热损失 化学不完全燃烧热损失指燃烧过程中产生的可燃气体未完全燃烧而随烟气排走所造成的热损失。主要受空气过剩系数的影响，空气过剩系数过小，燃烧由于氧气量不足导致化学不完全燃烧热损失增大;空气过剩系数过大，燃烧则由于炉膛温度降低，同样导致化学不完全燃烧热损失增大。 三、机械不完全燃烧热损失 机械不完全燃烧热损失指固体炭颗粒在炉内未完全燃烧即随飞灰和炉渣一同排出炉外而造成的热损失，由飞灰不完全燃烧热损失和炉渣不完全燃烧热损失两部分组成。机械不完全燃烧热损失反映了煤炭燃烧的完全程度，是判断锅炉热效率的重要指标。造成机械不完全燃烧热损失的原因很多，主要有以下几点。 1、燃料中因水分过大或挥发分过低均会延缓着火，以至于燃烧结束时煤炭颗粒还未完全燃烬;煤炭颗粒过大也会导致固体炭不完全燃烧。 2、煤层过厚或者进煤速度过快，煤炭在炉膛内来不及完全燃烧；风煤配比不合适，不能提供适合煤炭充分燃烧的空气量。 3、炉膛温度偏低，不能维持良好的燃烧。 四、表面散热损失 锅炉运行中，由于保温材料并非完全绝热，锅炉的介质和工质的热量通过炉墙、烟风道、架构、汽水管道的外表面散发出来，这部分散失的热量即表面散热损失。表面散热大小主要是由锅炉外壁相对面积及外壁温度所决定的。 五、灰渣物理热损失 灰渣物理热损失指炉渣排出炉外带走的热量损失。燃料中灰分过大以及固体碳未完全燃烧都会增加灰渣物理热损失。
燃煤锅炉热效率效率计算
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燃煤锅炉的热效率热效率计算 根据《关于发展热电联产的规定》(计基础〔2000〕1268号)文件，热效率=（供热量+供电量×3600千焦/千瓦时）/（燃料总消耗量×燃料单位低位热值） ×100%，供热量就是热力产品（热水、蒸汽）根据供热流量、压力、温度的参数进行焓值计算后得出的焦耳热值当量年度产量，加上年发电量换算成焦耳热值当量（kWh乘以3600），二者的和就是热电厂年产品总量（电+热）。 分母是热电厂的燃料消耗，如果是燃煤电厂，就用所耗煤种的低位热值（可以查到）*年耗煤吨量；如果是燃气电厂，就用天然气的热值*年耗气量。 电厂出口的总产品热值比上输入的各种一次能源消耗热值，就是热效率。 如何求解热效率 当前，能源日逐紧张。如何节能，如何提高能源的利用效率已是摆在人们面前的一个突出而现实的问题。热效率的计算也成为中考热点问题。如何求解热效率，下面通过一些典例进行分析归纳。 一、燃具的效率 例1、小明学习了热学的有关知识后，他想估算一下自己家煤炉的效率是多少。于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间，并把它折算成了烧水的时间，相当于每天将30Kg20℃的水烧开。小明家实际平均每天需要烧4块蜂窝煤，按每块蜂窝煤含煤0．５Kg算，他家每天实际用煤2Kg．普通煤的热值为３×１０７J/Kg,则他家煤炉的效率是多少？ ［分析与解］：煤炉烧水，化学能转化为内能，水吸收的热量是有用能量，完全燃烧煤所放出的热量是总的能量。煤炉的效率可用η=Q有用／Q总×１００％＝cmΔt/m'q×１００％计算。 Q有用=cmΔt=4.2×103×30×(100-20)J=1.008×107J Q总＝mq＝2×3×107J＝6×107J η＝Q有用/Q总×１００％＝1.008×107J／6×107J＝16.8％ 二热机的效率 例2、小兵同学想知道一辆小汽车的实际效率是多少。他从驾驶员那了解到：该汽车行驶100Km的耗油量约7Kg。从书上查得汽油的热值q＝4.6×107J／Kg。他又测出在平直公路上，用644N的水平拉力可使汽车匀速前进。若空气阻力不计，试求该小汽车的效率是多少？ ［分析与解］：小汽车行驶，化学能转化为内能后又转化为机械能，对汽车做功是有用的能量，完全燃烧汽油放出的能量是总能量。小汽车的效率可用η=Q 有用／Q总×１００％＝FS／mq×１００％计算。 Q有用=FS＝644×105J＝6.44×107J Q总＝mq＝7×4.6×107J＝3.22×108J