锅炉热力计算方法
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一、锅炉设计辅助热力计算1.炉膛宽度及深度因采用角置直流式燃烧器,炉膛采用正方形截面。
按表8-40取炉膛截面热负荷q F =2580kW/m 2,炉膛截面F=40.2578m 2,取炉膛宽度a=6.72m ,炉膛深+b=6.72m ,布置Φ60×3的水冷壁管,管间距s=64mm ,侧面墙的管数为106根,前后墙102根。
管子悬吊炉墙,管子中心和墙距e=0。
后墙水冷壁管子在折角处有叉管,直叉管垂直向上连接联箱,可以承受后墙管子和炉墙的重量,斜叉管组成凝渣管和折焰角。
凝渣管有24×3=72根管子,折焰角上有26根管子,另4根管直接与联箱相连。
侧墙水冷壁向上延伸,在折焰角区域和凝渣管区域形成附加受热面。
2.燃烧室辐射吸热量的分配燃烧室辐射吸热量中有部分由凝渣管及高温过热器吸收。
凝渣管直接吸收燃烧室的辐射热量辐射受热面是燃烧室的出口窗,凝渣管吸收的热量与凝渣管束的角系数有关。
根据凝渣管的横向相对节距σ=4.267,从图11-10中的无炉墙反射的曲线上查得单排管的角系数x=0.32。
现凝渣管有三排,总的角系数为X nz =1-(1-x )3=1-(1-0.32)3=0.6856凝渣管辐射受热面为H nz = X nz F ch =0.6856×33.767=23.151m 3由于出口窗位于燃烧室上部,热负荷较小,需要计算沿高度的热负荷不均匀系数。
出口窗中心的高度为h ck ,从冷灰斗中心到炉顶的总高度为H 1=18.912,根据h ck H 1 =16.0318.912=0.8476 和燃烧器中心相对高度x r =0.2038,查图15-2的2线,得h r η=0.68,凝渣管吸收的辐射吸热量为f nz Q =87.1978151.337.12568.0=⨯⨯=nz f h r H q ηkW高温过热器直接吸收炉膛辐射热量为413.907616.107.12568.0)151.23767.33(=⨯⨯=-=f h r f gr q Q ηkW水冷壁的平均辐射受热面热负荷kWQ Q B Q q f gr f nz j l s 407.120183.5311)283.288668.66844(]183.5311)413.90787.1978(53.414756[19.2623.4711)]([=⨯-=⨯+-⨯=+⨯+-=3.炉膛受热的热量分配(1)锅炉总有效吸热量 kW Q gl 35.109143=(2)炉膛总传热量 kW Q B l j 68.668441475653.4=⨯=(3)凝渣管区域传热量 kW Q B nz j 427.45119.99553.4=⨯=(4)第二级过热器传热量 kW Q B gr j 35.11172297.246653.42=⨯=(5)第一级过热器传热量 kW Q B gr j 17.1275449.281553.41=⨯=(6)省煤器需要吸收热量 kWQ B sm j 1.13948)17.12754325.11172427.451168.66844(35.109143=+++-=(7)空气预热器需要吸收的热量 kWI I B B Q B lk rk k ky j ky j 78988.14954)34.263079.3320()06.05.005.1(53.4))(5.0(00''=-⨯⨯+⨯=-∆+=α (8)排烟温度校核 kWI I I B Q B Q B I I lk sm lk rk ky j kyj sm j py gr 7.188634.26304.0234.263079.332006.099.053.478988.149541.1394818.82022000''=⨯++⨯+⨯+-=∆++∆++-=ααφ177.142=py θ℃,与假定排烟温度140℃相差2.117℃,设计合格。
依据《小火电手册》《锅炉房手册》一、理论空气量V0单位五、1贫煤、无烟煤V r<15%12.04Nm3/kg2烟煤V r>15%12.77Nm3/kg3劣质煤Qdwr<12500kj/kg12.13Nm3/kg低位发热量Qdwr50000kJ/kg过剩空气系数à 1.5漏风系数△à二、理论烟气量V0y单位六、清华简化公式1贫煤、无烟煤V r<15%52.77Nm3/kg烟煤2劣质煤Qdwr<12500kj/kg52.54Nm3/kg洛辛和弗林公式1固体燃料46.15Nm3/kg2燃油55.50Nm3/kg七、三、实际烟气量V0(à-1)+V0y=V y58.79Nm3/kg四、锅炉燃料消耗量B=Q r/Q dw r/η1B八、0kg/h锅炉总吸热量Q r=D(i''-i')0kJ/h锅炉效率η187锅炉蒸发量D kg/h蒸汽焓i''kJ/kg给水焓i'kJ/kg送风机计算计算结果风量Vg K*à*B*V0*101/b01当地大气压b101.32风量Hg K*∑⊿h f*(101/b)*(1.293/ρ0k)01风道总阻力∑⊿h f(书中Pg237)空气密度ρ0k引风机计算计算结果风量Vy K*∑V0y*B*(101/b)*((273+t p)/273)02风压Hy K*∑⊿h y*(101/b)*(1.293/ρ0y)*((273+tp)/273+200)02烟道总阻力∑⊿h f(书中Pg237)排烟温度t p150风机电动计算灰渣量计算G=B*(A y+q4*Q dw r/33913)/1000应用基灰分A y23机械未完全燃烧q410损失说明:黄色区域为变量输入区。
m3/h kPaPa Pam3/hPa Pa ℃t/h %%。
锅炉热力计算●计算依据燃煤热值按4500千卡/公斤、醇基燃料热值按6500千卡/公斤、柴油热值按10200千卡/公斤,燃煤价格按750元/吨、醇基燃料按3500元/吨、柴油价格按7500元/吨,煤锅炉的效率按45%、油气锅炉的效率按95%计算:●4吨燃油蒸汽锅炉4吨燃油蒸汽锅炉的热功率为248万大卡/小时,* 使用燃煤蒸汽锅炉,使用成本为:248×104÷4500÷45%=1225公斤/小时×0.75=919元/小时*换装燃醇蒸汽锅炉使用醇基燃料使用成本为:248×104÷6500÷95%=401公斤/小时×3.5=1404元/小时*换装油气蒸汽锅炉使用柴油作为燃料的使用成本为:248×104÷10200÷95%=256公斤/小时×7.5=1920元/小时●300万大卡导热油锅炉*使用燃煤导热油锅炉,使用成本为:300×104÷4500÷45%=1482公斤/小时×0.75=1112元/小时*换装燃醇导热油锅炉使用醇基燃料使用成本为:300×104÷6500÷95%=486公斤/小时×3.5=1700元/小时*换装油气导热油锅炉使用柴油作为燃料的使用成本为:300×104÷10200÷95%=310公斤/小时×7.5=2325元/小时三、综合效益计算1、设备成本●4吨蒸汽锅炉沿用现有的燃煤锅炉使用醇基燃料,每小时使用成本为:248×104÷6500÷95%×3.5=1404元/小时每天按8小时计算,则每天为11232元。
若更换同等功率的燃油燃气蒸汽锅炉约需55万元,每小时使用成本为1920元,每天按8小时计算,则每天为15360元,每天节省燃料费3984元,约130天即可收回设备投入。
一、锅炉整体热力计算1 计算方法本报告根据原苏联73年颁布的适合于大容量《电站锅炉机组热力计算标准方法》,进行了锅炉机组的热力计算和中温再热器及低温过热器出口垂直段管壁金属温度计算,计算报告中所选取的有关计算参数和计算式均出自该标准的相应章节。
对所基于的计算方法的主要内容简述如下。
锅炉的整体热力计算为一典型的校核热力计算,各个受热面及锅炉整体的热力计算均需经过反复迭代和校核过程,全部热力计算过程通过计算机FORTRAN5.0高级语言编程计算完成。
管壁温度计算分别通过EXCEL 和FORTRAN5.0完成。
1.1锅炉炉膛热力计算所采用的计算炉膛出口烟气温度的关联式为:式中,M —考虑燃烧条件的影响,与炉内火焰最高温度点的位置密切相关,因此,取决于燃烧器的布置形式,运行的方式和燃烧的煤种; T ll —燃煤的理论燃烧温度,K ; Bj —锅炉的计算燃煤量;kg/h 。
1.2锅炉对流受热面传热计算的基本方程为传热方程与热平衡方程除炉膛以外的其它受热面的热力校核计算均基于传热方程和工质及烟气侧的热量平衡方程。
计算对流受热面的传热量Q c 的传热方程式为:式中,CV B T F M T cpjj a ︒--+ψ⨯=2731)1067.5(6.031111111"11ϕϑKgKJ Bjt KH Q c /∆=H —受热面面积;⊿t —冷、热流体间的温压, 热平衡方程为:既:烟气放出的热量等于蒸汽、水或空气吸收的热量。
烟气侧放热量为:工质吸热量按下列各式分别计算。
a .屏式过热器及对流过热器,扣除来自炉膛的辐射吸热量Q fb .布置在尾部烟道中的过热器、再热器、省煤器及直流锅炉的过渡区,按下式计算:2 计算煤种与工况2.1 计算煤质表1 设计煤质数据表(应用基)2.2 计算工况本报告根据委托合同书的计算要求,分别计算了两种不同的工况。
计算工况一 —— 设计工况计算(100%负荷)根据表1中的设计煤质数据,各设计和运行参数均按《标准》推荐的数据选取。
锅炉热力计算锅炉热力计算是指计算燃煤、燃油、燃气等能源燃烧后产生的热量与蒸汽的转换效率,是评估锅炉工作性能和能源利用效果的重要指标。
本文将介绍锅炉热力计算的相关内容,包括热效率计算、燃料燃烧热计算、热负荷计算以及节能措施。
1. 热效率计算:热效率是衡量锅炉能源利用率的重要指标,其计算公式为:热效率 = 实际产热值 / 理论产热值 * 100%其中,实际产热值表示锅炉通过燃料燃烧释放的可利用热量,理论产热值是指锅炉燃料完全燃烧时所释放的热量。
2. 燃料燃烧热计算:锅炉燃料燃烧热量是指燃料在单位时间内释放的热量,其计算公式为:燃料燃烧热量 = 燃料消耗量 * 燃料热值其中,燃料消耗量表示单位时间内燃料的消耗量,燃料热值表示单位质量燃料所含的热量。
3. 热负荷计算:热负荷是指锅炉需要提供的热量,其计算公式为:热负荷 = 热负荷系数 * 热效率 * 燃料燃烧热量其中,热负荷系数是根据工程需要和所用能源类型进行确定的。
4. 节能措施:为提高锅炉的能源利用效果,可以采取一些节能措施,如下:- 锅炉热效率提高:通过改进燃烧系统、优化锅炉结构等方式,提高锅炉的热效率。
- 锅炉余热利用:利用锅炉排放废气、废烟等余热,进行蒸汽、热水等能量的回收与再利用。
- 锅炉运行优化:采用智能控制系统,通过合理的调节和运行参数优化,降低能源消耗。
- 锅炉设备更新:更换老化设备、选用新型高效节能设备,提高整个系统的能源利用效率。
总之,锅炉热力计算是评估锅炉工作性能和能源利用效果的重要指标。
通过热效率计算、燃料燃烧热计算和热负荷计算,可以评估锅炉的能源利用效率,并采取相关措施提高其节能效果。
在实际应用中,还需根据具体情况进行参数调整和优化,以达到最佳的节能效果。
锅炉热力计算锅炉热力计算是指根据给定的燃料热值、锅炉效率、蒸汽参数等数据,计算出锅炉的热效率、蒸汽产量、烟气排放等相关参数的过程。
下面是锅炉热力计算的一些相关参考内容:1. 锅炉热力计算的基本原理:锅炉热力计算基于能量平衡原理,即燃料的能量输入必须等于锅炉输出的热能和热损失的总和。
根据能量平衡原理可以得出以下公式:燃烧器燃料输入 = 燃料热值 ×燃料用量锅炉热效率 = 锅炉输出热能 / 燃料热值 × 100%蒸汽产量 = 锅炉输出热能 / 蒸汽焓值2. 锅炉热力计算中的关键参数:(1) 燃料热值:指燃料所含热能的大小,不同燃料的热值有所差异,常用的单位是千焦/千克(kJ/kg)或大卡/千克(kcal/kg)。
(2) 锅炉效率:指锅炉从燃料中转化为有效热能的百分比。
锅炉效率受燃料的质量和燃烧过程的控制,常用的单位是百分比。
(3) 蒸汽参数:包括蒸汽压力、蒸汽温度和蒸汽湿度等,蒸汽参数直接影响锅炉的输出能力和蒸汽的质量。
(4) 烟气排放:指锅炉燃烧后产生的废气中的污染物种类和浓度,一般包括烟尘、SO2、NOx等,烟气排放直接关系到锅炉的环保性能。
3. 锅炉热力计算的步骤:(1) 确定锅炉运行工况:包括燃料种类、燃烧方式、蒸汽参数要求等。
(2) 选择合适的燃料:根据工况要求和燃料性能进行选择,同时考虑燃料的成本和环保性能。
(3) 计算燃料用量:根据燃料热值和锅炉热效率计算出燃烧器燃料输入。
(4) 计算锅炉热效率:根据锅炉输出热能和燃料热值计算出锅炉热效率。
(5) 计算蒸汽产量:根据锅炉输出热能和蒸汽焓值计算出蒸汽产量。
(6) 评估烟气排放:根据燃料成分和燃烧条件计算出烟气中污染物的生成量和浓度。
4. 锅炉热力计算的应用:锅炉热力计算广泛应用于锅炉设计、运行管理和节能改造等方面。
通过热力计算,可以准确评估锅炉的热效率和蒸汽产量,以指导合理的锅炉选择和操作管理。
此外,通过锅炉热力计算,还可以评估锅炉的污染物排放情况,以指导锅炉环保改造和减排工作。
天然气锅炉制热量计算公式天然气锅炉是一种常见的供暖设备,它通过燃烧天然气来产生热能,从而提供热水或蒸汽用于供暖或工业生产。
在设计和运行天然气锅炉时,了解其制热量是非常重要的。
制热量是指单位时间内天然气锅炉所产生的热能量,通常以千瓦时(kWh)或兆焦(MJ)为单位。
下面将介绍天然气锅炉制热量的计算公式及相关知识。
首先,我们需要了解一些基本的物理知识。
天然气的热值是指单位质量的天然气所含的热能,通常以千焦(kJ/kg)或兆焦(MJ/m³)为单位。
在计算天然气锅炉的制热量时,我们需要知道天然气的热值以及锅炉的燃烧效率。
燃烧效率是指燃烧器将天然气中的化学能转化为热能的能力,通常以百分比表示。
天然气的热值可以通过实验测定或者从天然气供应商处获取。
一般来说,天然气的热值在35-40兆焦每立方米之间。
而锅炉的燃烧效率则取决于其设计和运行状态,通常在80%以上。
有了天然气的热值和锅炉的燃烧效率,我们就可以使用以下公式来计算天然气锅炉的制热量:Q = V × H ×η。
其中,Q表示制热量,单位为千瓦时(kWh)或兆焦(MJ);V表示天然气的消耗量,单位为立方米(m³);H表示天然气的热值,单位为兆焦每立方米(MJ/m³);η表示锅炉的燃烧效率,为百分比。
使用这个公式,我们可以很方便地计算出天然气锅炉的制热量。
例如,如果一个天然气锅炉每小时消耗100立方米的天然气,而天然气的热值为38兆焦每立方米,锅炉的燃烧效率为85%,那么它的制热量为:Q = 100 × 38 × 85% = 3.23兆焦。
这意味着这台天然气锅炉每小时可以产生3.23兆焦的热能,用于供暖或者其他工业生产。
除了计算制热量,我们还可以通过这个公式来优化天然气锅炉的运行。
比如,通过提高锅炉的燃烧效率或者选择热值更高的天然气,可以提高锅炉的制热量,从而降低能源消耗和运行成本。
另外,定期对锅炉进行清洁和维护,也可以提高其燃烧效率,进而提高制热量。
锅炉热力计算方法
一、热力计算的任务
开发一台新型锅炉产品时首先要做好设计工作,设计中要对锅炉的性能、结构、经济性和可靠性等各方面进行各种计算,以有定量的了解。
这些计算包括锅炉热力计算、水循环或水动力计算、空气动力计算、烟气阻力计算、管子金属壁温计算、强度计算、炉墙和构架计算等,而热力计算则是这些计算中最主要和基础的计算,并为其他计算提供所需的数据资料。
设计新锅炉时的热力计算称为设计热力计算(也称设计计算)。
其任务是在给定的给水温度和燃料特性的前提下,为达到额定蒸发量和蒸汽参数以及选定的经济指标,计算、确定锅炉机组的炉膛尺寸及各个受热面的结构和尺寸,并确定锅炉的热效率和燃料消耗量、各受热面进出口处的烟温和工质温度、吸热量以及烟速和工质流速等,为选择辅机设备和进行上述其他各项计算提供原始资料。
设计计算是在锅炉的额定负荷下进行的,为了预计锅炉在其他负荷下的工作特性,以及锅炉在燃用非设计燃料时的热力特性,都要重新进行热力计算,称之为校核热力计算(也称校核计算)。
其任务是在已定的锅炉结构和受热面积条件下,对锅炉负荷、燃料、运行工况或某些结构变化时,求取各受热面进出口处的工质温度和速度、烟气温度和速度、锅炉热效率、燃料消耗量、空气和烟气量等。
目的是为了得到锅炉在非设计工况条件下运行的经济指标,为锅炉结构改进、选择辅机设备和其他各项计算提供原始数据和资料。
设计计算和校核计算所用的计算方法基本相同,即计算时所依据的传热原理、计算公式和图表都是相同的,其差别仅仅是计算任务和所求数据不同。
但做校核计算时,不仅烟气的中间温度和内部介质温度是未知数,而且排烟温度、预热空气温度,甚至有时连过热蒸汽出口温度都是未知数,因此,校核计算时要预先假定这些未知数,然后用逐步逼近法去最后确定之。
二、热力计算的顺序
设计计算和校核计算的目的不同,而在进行具体计算时都采用校核计算的方法。
即使对新锅炉做设计计算时,也是预先布置好受热面,然后用校核计算的方法计算。
如算出的吸热量、温度、流速等与预计值相差较大,则修改受热面的数量和布置后再算,直到满足预定要求。
校核计算的计算顺序为:
(1)按计算任务书列出原始数据;
(2)选取各烟道的过量空气系数,计算三原子气体的容积和容积份额、烟气和空气的
焓;
(3)预先估计排烟温度和热风温度,用以确定热损失、锅炉效率和燃料消耗量;
(4)计算炉膛传热,求出炉膛出口处的烟温,再用逐步逼近法计算各对流受热面的烟温,按烟气流动方向顺序计算;
(5)如果计算得出的排烟温度与起初所估计的排烟温度之差未超过±10℃,而热空气温度之差未超过±40℃,则可认为锅炉机组的换热计算结束。
如超过误差,则需重新假定排烟温度及热空气温度进行计算。
(6)如果尾部受热面为双级布置,情况要复杂些:计算第二级省煤器时按已知的进口烟温和估算的出口工质焓,第二级空气预热器按已知的进口烟温和假定的热风温度,第一级省煤器按已知的进口烟温和进口水温,第一级空气预热器按已知的进口烟温和进口空气温度,分别用逐次逼近法求出口烟温和进口(出口)工质温度。
所求出的第一级省煤器出口水温和第二级省煤器进口水温之差应不超过10℃。
同样,要求空气预热器的第一级出口与第二级进口空气的温差小于10℃。
(7)按下式确定锅炉机组热平衡计算的误差:
()4
r gl f p gr zr gd sm Q = Q Q + Q + Q + Q + Q + Q 1100q η⎛⎫∆-- ⎪⎝⎭
式中:r Q 为锅炉输入热,kJ/kg ;gl η为锅炉热效率,%;4q 为机械不完全燃烧损失,
%;f Q 、p Q 、g r Q 、zr Q 、gd Q 、sm Q 分别为对1kg 燃料而言的炉膛辐射受热面、屏式受
热面、对流过热器、再热器、过渡区和省煤器等各部分受热面的吸热量,kJ/kg 。
各部分吸热量均用热平衡方程式求得的值带入。
计算误差应不超过r Q 的0.5%,即
r Q
Q ∆<0.5%
(8)最后将整台锅炉机组的主要计算数据列出汇总表。