锅炉热效率的具体计算公式
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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。
燃气锅炉的热效率及其计算方法随着社会的发展和节能环保意识的提高,燃气锅炉逐渐成为家庭、工厂、学校等场所的主要热源设备。
而燃气锅炉的热效率,直接关系到其能否高效节能地运行。
本文将介绍燃气锅炉热效率的概念、影响因素以及计算方法。
1. 燃气锅炉热效率的概念燃气锅炉热效率,通俗来说,就是燃气燃烧转化为热能后,锅炉输出到供热系统的热量与燃烧所得热量之比。
其数学表达式如下:热效率 = 输出热量 ÷输入热量 × 100%其中,输出热量指的是锅炉输出到供热系统中的热量,一般以千瓦时(kWh)或兆焦(MJ)表示;输入热量指的是燃料中含有的能量,一般以标准煤的热值表示。
热效率是衡量燃气锅炉能效的重要指标之一。
不同类型、不同规格的燃气锅炉热效率有所不同,而通常要求其热效率在80%以上,越高越好。
2. 燃气锅炉热效率影响因素燃气锅炉的热效率受到多种因素的影响,主要包括以下几点:(1)锅炉本身的结构设计。
不同规格、不同类型的锅炉结构各异,其热效率也会有所不同。
一般来说,锅炉的换热面积越大、燃烧室设计更合理、烟气流通更加顺畅,热效率会越高。
(2)燃料的质量和燃烧效果。
不同的燃料质量各异,在燃烧过程中产生的热效率也会受到影响。
同时,燃气锅炉的燃烧效果也会受到多种因素的影响,如空气过多或过少、燃烧温度过低等,都会使燃料燃烧不完全,热效率下降。
(3)水质和除垢处理。
燃气锅炉在长期使用过程中,因为水质问题或操作不当,会在内管、水室内壁等处形成水垢,影响锅炉的传热效果,从而导致热效率下降。
(4)锅炉排放的烟气温度。
燃烧后产生的烟气温度越高,说明热量利用效果越差,热效率越低。
3. 燃气锅炉热效率计算方法为了方便计算燃气锅炉的热效率,通常可以利用热平衡法或热损失法。
(1)热平衡法热平衡法是指在给定的装置内部,对于进出口热量的平衡原理,将各部分的热量平衡起来,计算锅炉的热效率。
具体方法如下:①在燃烧前后取样,测出燃料的热值。
锅炉计算公式1、蒸汽锅炉:(1)燃料耗量计算:B——锅炉燃料耗量(kg/h或Nm3/h);D——锅炉每小时的产汽量(kg/h);Q L——燃料的低位发热值(千焦/公斤),一般取5500大卡/公斤;η——锅炉的热效率(%),一般取75%,亦可按表1选取:表1 锅炉热效率表i——锅炉在某绝对工作压力下的饱和蒸汽热焓值(千焦/公斤),绝对压力=表压+1公斤/厘米2。
具体取值见表2:表2 饱和蒸汽热焓表备注:1.0MP=10.0公斤/厘米 2i0——锅炉给水热焓值(千焦/公斤),一般来说,给水温度为20℃时,给水热焓i0=20大卡/公斤=83.74千焦/公斤。
常用公式可以简化成:B=0.156D(kg/h)(2)理论空气需要量的计算:①固体燃料:=6.055(m3/kg)②液体燃料:③气体燃料当Q≤3000kcal(12561kJ)/Nm3时当Q>3000kcal(12561kJ)/Nm3时④天然气:式中:V0——燃料燃烧所需理论空气量(Nm3/kg);Q——燃料应用基的低位发热值(kJ/kg);表3 全国主要能源折算标准表表4 常用可燃性物质低位发热量表①固体燃料=9.57(m3/kg)②液体燃料③气体燃料当Q≤3000kcal(12561kJ)/Nm3时当Q>3000kcal(12561kJ)/Nm3时对Q<8250kcal(34543kJ)/Nm3的天然气对Q>8250kcal(34543kJ)/Nm3的天然气式中:在计算时,如果发热量Q以kJ为单位计算,分母1000变成4187;Q以kcal为单位,分母则为1000。
V y——实际烟气量(Nm3/kg或Nm3/ Nm3);Q——燃料的低位发热值(kJ/kg或kJ/ Nm3);V0——理论空气需要量(Nm3/kg或Nm3/);α——过剩空气系数,α=α0+△α,α0为炉膛过剩空气系数,△α是烟气流程上各段受热面处的漏风系数,详见表5,表6。
表5 炉膛过剩空气系数α0(4)SO2排放量的计算=式中:G——二氧化硫的产生量,kg/h;B——燃煤量,kg/h;S——煤的含硫量,%;淮南煤1.0%,淮北煤0.5% D——可燃硫占全硫量的百分比,%,一般取80%左右;η——脱硫设施的二氧化硫去除率。
正平衡锅炉效率计算锅炉正平衡热效率:指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,又称为直接测量法热效率。
(锅炉蒸发量*(蒸发焓-给水焓))/每小时燃料消耗量*燃料低位发热量完整计算公式:〔(锅炉蒸发量*(蒸发焓-给水焓))+锅炉排污量*(排污水焓-给水焓)〕+/每小时燃料消耗量*燃料低位发热量正平衡效率计算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。
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/kgQ1:锅炉有效利用热量,kj/kgQ2:排烟带走的热量,Q3:气体不完全燃烧损失的热量,kj/kgQ4:固体不完全燃烧损失的热量,kj/kgQ5:锅炉向周围空气散失的热量,kj/kgQ6: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/Qrq1=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/hQGL: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)×103D:锅炉蒸发量,t/hiq:蒸汽焓,kj/kgigs:锅炉给水焓,kj/kgDPS:锅炉排污水量,t/hips:锅炉排污水焓,即锅炉工作压力下的饱和水焓,kj/kgG:热水锅炉每小时加水量,t/hi2:热水锅炉出水焓,kj/kgi1: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。
工业锅炉运行热效率的简便计算工业锅炉是工业生产中常见的一种热能转换设备,用于将燃料的化学能转化为热能,为工艺过程提供所需的热能。
工业锅炉的热效率是评价锅炉性能的一个重要指标,是指在给定的工况条件下,工业锅炉将化学能转化为热能的效率。
工业锅炉的热效率计算主要涉及锅炉输入和输出两个因素,即锅炉燃料的热值和锅炉传热效率。
1.锅炉燃料的热值锅炉燃料的热值是指单位质量燃料所释放的总能量,一般以热值单位为千焦/千克(或兆焦/吨)来表示。
常见的燃料包括燃油、燃气、煤炭等。
锅炉燃料的热值可以通过燃料供应商提供的数据获得,也可以通过实验测定获得,具体数值通常以犍为单位提供。
2.锅炉传热效率锅炉传热效率是指锅炉在运行过程中将燃料的热能转化为实际成为有用热能的比例,常用百分比表示。
锅炉传热效率的计算通常涉及锅炉的输入热量和输出热量两部分。
其中输入热量主要包括锅炉燃料的热值,输出热量主要包括锅炉的蒸汽产量(或热水产量)和工艺过程中的热耗。
传统上,工业锅炉的传热效率可以通过以下的简便方法计算:1.锅炉燃料的热值计算。
假设锅炉使用的是燃油,其热值为吨煤当量,即锅炉每吨油所蕴含的热值相当于多少吨煤的热值。
常见的燃油热值为1吨油当量=0.43吨煤的热值。
2.锅炉的输出热量计算。
输出热量主要根据蒸汽产量和热水产量来计算。
在实际工业生产中,常见的输出热量单位是蒸吨或者热吨。
3.含湿分的影响。
锅炉燃料中有时会接个湿分,湿分会消耗部分燃料热值,因此,计算燃料的热值时需要考虑湿分的影响。
4.计算锅炉产热效率。
根据输入和输出的热量计算锅炉的热效率,通常使用以下公式:热效率(%)=(锅炉蒸吨(或热吨)×100)/总的能源消耗(吨油当量)需要注意的是,上述的简便计算方法只是对工业锅炉热效率的初步评估,具体计算过程中仍需根据实际情况进行修正。
此外,还有更精确的计算方法,例如基于能量平衡的计算模型等,但通常需要更多的参数和测量数据,并且计算过程较为复杂。
热损失法锅炉热效率η按下式计算η=[1-(Q2+Q3+Q4+Q5+Q6)/Qr]*100=100-(q2+q3+q4+q5+q6)式中:Q2——每千克燃料的排烟损失热量,kJ/kg;Q3——每千克燃料的可燃气体未完全燃烧损失热量,kJ/kg;Q4——每千克燃料的固体不完全燃烧损失热量,kJ/kg;Q5——每千克燃料的锅炉散热损失热量,kJ/kg;Q6——每千克燃料的灰渣物理显热损失热量,kJ/kg;Qr——每千克燃料低位发热量,kJ/kg;q2——排烟热损失,%q3——可燃气体未完全燃烧热损失,%q4——固体未完全燃烧热损失,%q5——锅炉散热热损失,%q6——灰渣物理显热损失,%1、排烟热损失排烟热损失是指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。
q2=(Q2/ Qr)*100Q2= Q2gy+Q2H2O式中:Q2gy——干烟气带走的热量,kJ/kg;Q2H2O——烟气所含水蒸气的显热,kJ/kg;Q2gy=V gyCP. gy(θPy-tsf)Q2H2O=VH2OCP.H2O(θPy- tsf)式中:V gy ——每千克燃料燃烧生成的实际干烟气体积,m3/kg;VH2O ——每千克燃料燃烧产生的水蒸气及相应空气湿分带入的水蒸气体积, m3/kg; θPy——排烟温度,tsf ——送风温度,CP. gy ——干烟气从t0至θPy的平均定压比热,kJ/(kg•K);cP.H2O——水蒸汽比t0至θPy的平均定压比热,kJ/(kg•K);采用燃料的工业分析进行简化计算,可以按如下计算方法。
实际干烟气体积可以通过下式计算:V gy=(VO gy)C+(agy-1)(VO gk)C式中:(VO gy)C ——每千克燃料燃烧所需的理论干空气量,m3/kg;(VO gk)C ——每千克燃料燃烧产生的理论干烟气量,m3/kg;agy ——空气预热器出口的过剩空气系数。
理论干空气量及理论干烟气量用下式计算:(VO gk)C =K2* Qr/1000(VO gy)C = K1*(VO gk)CK1、K2可根据燃烧的种类及燃料无灰干燥基挥发份的数值在下表中选取。
燃煤锅炉热效率效率计算————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: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=1.008×107JQ总=mq=2×3×107J=6×107Jη=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。
蒸汽锅炉的热效率及其计算方法随着工业生产的不断发展,各种各样的机械设备也逐渐成为现代工业中必不可少的部分。
其中,蒸汽锅炉作为一种常见的热能设备,被广泛应用于化工、纺织、食品、造纸等行业。
那么,蒸汽锅炉的热效率及其计算方法是怎样的呢?一、蒸汽锅炉的热效率蒸汽锅炉的热效率指的是燃料燃烧放出的能量被利用的程度,也就是蒸汽锅炉输出的热量与输入的热量之比。
通常,蒸汽锅炉的热效率可以分为两种,即锅炉的燃烧热效率和锅炉的输送热效率。
1.锅炉的燃烧热效率锅炉的燃烧热效率是指在热水锅炉中,燃料在燃烧过程中所放出的热能被全部传递给了水管中的水,即利用燃料的热值达到最大化的效率。
一般情况下,锅炉的燃烧热效率可以通过测定排烟温度来得到,其计算公式如下:锅炉的燃烧热效率(%)=100% - 排烟温度(℃)×0.7÷火焰温度(℃)其中,排烟温度指的是锅炉排放烟气时烟气的温度,火焰温度指的是燃烧过程中火焰燃烧的温度。
2.锅炉的输送热效率锅炉的输送热效率指的是锅炉内所产生的蒸汽在输送过程中,被传递给加热容器或其他设备的热量,并在此过程中没有任何热量损失的比例。
一般情况下,锅炉的输送热效率可以通过测定蒸汽排放量和蒸汽压力来得到,其计算公式如下:锅炉的输送热效率(%)=加热容器所获得的热量÷蒸发所需的热量×100%二、蒸汽锅炉热效率的提高方法为了提高蒸汽锅炉的热效率,通常需要从以下几个方面进行考虑:1.降低排烟温度通过优化锅炉的进气与排气流量,可以达到有效降低排烟温度的目的。
同时,也可以适当增加空气过量系数,使氧气充分燃烧,并利用烟气热量顺向水管,降低排烟温度。
2.控制空气和燃料比例通过科学调整空气和燃料比例,可以有效提高锅炉的燃烧热效率。
一般情况下,空气过量系数在1.1~1.3之间时,锅炉的燃烧效率较为理想。
3.加强热能回收利用通过增加蒸汽锅炉内的回收设备,如烟气余热锅炉、废气余热锅炉等,可以有效利用烟气中的余热,提高蒸汽锅炉的热效率。
锅炉的热效率的计算公式
锅炉的热效率,也叫做热力学效率,是一个重要的参数,它反映了燃烧产生的热量是否充分利用,用来计算锅炉热效率需要用到下面的锅炉热效率计算公式:热效率φ=Q/P,其中Q为燃烧时热量,P为燃料体积热力含量。
计算锅炉热效率的首先要准备必要的资料,包括排放时的热量、排放的气体体积、烟气温度、烟气去湿量、气体容积、空气温度、大气压强等,收集完所需资料后,根据锅炉热效率计算公式进行计算,加上所需要的物理参量,就可以得出计算结果。
此外,用户也可以改善当前热效率,通过调整烟气回收系统来提高锅炉热效率,建议采取更新型的回收系统,实施烟气回收、高烟气体积利用烟气能量调节适当的运行参数,减少烟气损失,以降低锅炉热效率。
锅炉热效率的计算对于工况状态,烟气特性和操作质量均有重要影响,因此为了提高锅炉热效率,企业必须采取有效的措施,定期检测锅炉运行状况,定期检查锅炉排放特性,定期检查烟气流动参数和锅炉运行状况,以确保发挥最大的锅炉热效率。
家用热水锅炉选型计算公式家用热水锅炉是家庭生活中非常重要的设备,它可以为家庭提供热水和供暖。
在选择家用热水锅炉时,需要根据家庭的实际情况来进行选型计算,以确保选购到合适的设备。
下面将介绍家用热水锅炉选型计算的公式和相关内容。
1. 热水需求量的计算。
在选择家用热水锅炉时,首先需要计算家庭的热水需求量。
热水需求量的计算公式如下:Q = V ×ΔT ×ρ× c。
其中,Q为热水需求量,单位为千瓦时(kWh);V为家庭每天使用的热水量,单位为升(L);ΔT为水温的变化,一般取40℃;ρ为水的密度,一般取1千克/升;c为水的比热容,一般取4.18焦耳/(克·℃)。
通过以上公式可以计算出家庭每天的热水需求量,然后根据实际情况来选择合适的热水锅炉。
2. 热水锅炉的热功率计算。
在选择家用热水锅炉时,还需要计算热水锅炉的热功率,以确保其能够满足家庭的热水需求。
热水锅炉的热功率计算公式如下:P = Q / t。
其中,P为热水锅炉的热功率,单位为千瓦(kW);Q为热水需求量,单位为千瓦时(kWh);t为加热时间,一般取1小时。
通过以上公式可以计算出家庭所需的热水锅炉的热功率,然后根据实际情况来选择合适的热水锅炉。
3. 热水锅炉的热效率计算。
在选择家用热水锅炉时,还需要考虑热水锅炉的热效率。
热效率是指热水锅炉将燃料燃烧产生的热能转化为热水的能力,热效率越高,热水锅炉的能耗越低。
热水锅炉的热效率计算公式如下:η = (Q / H) × 100%。
其中,η为热水锅炉的热效率,单位为百分比(%);Q为热水需求量,单位为千瓦时(kWh);H为燃料的热值,单位为千焦耳/千克(kJ/kg)。
通过以上公式可以计算出热水锅炉的热效率,然后根据实际情况来选择合适的热水锅炉。
4. 热水锅炉的选型。
在进行了热水需求量、热功率和热效率的计算之后,就可以根据实际情况来选择合适的热水锅炉了。
一般来说,家用热水锅炉的热功率和热效率都是比较重要的参数,需要根据家庭的实际情况来进行选择。
燃煤工业锅炉热效率的计算问题采用正平行的方法,通过查阅项目实施前一年锅炉运行,记录,统计报表和测试报告,核实相关数据,按以下公式计算单台锅炉热效率。
蒸汽锅炉热效率)1()100(. arner g b a BQ rw h h D --=η热水锅炉热效率)2()(. arner g b a BQ h h D -=η式中:a η—锅炉热效率,单位为 %;D —蒸汽锅炉给水量/热水锅炉循环水量,单位为 千克/小时(kg/h );h b —饱和蒸汽焓,单位为 千焦耳/千克(kJ/kg ); h c —热水锅炉出水焓,单位为千焦耳/千克(kJ/kg ); h g —热汽锅炉给水焓或热水锅炉给水焓单位为千焦耳/千克(kJ/kg );B —燃煤消耗量,单位为千克/小时(kg/h );Q ner.ar —燃料收到基低位发热量,单位为千焦耳/千克(kJ/kg ); ω—蒸汽湿度,单位 %;γ—汽化潜热,单位为千焦耳/千克(kJ/kg )。
热水锅炉运行热效率的检测计算方法1.热水锅炉(采暖锅炉)运行的特殊性,决定了它的运行热效率不同于平行运行的蒸汽锅炉。
(1)如图1 热水温度、回水温度均速上升的情况的计算方法。
7050300T 2T 1图1(2)如图2 热水温度、回水温度上升呈不规则曲线时的计算方法。
705030T 2T 1图2首先现场需要记录的数据 A.出水、回水随时间的原始记录。
b.锅炉循环水的管径(内径)、流速、(流速需用仪器测量)。
c.计量锅炉在一个运行周期内的燃煤量。
d.取煤样化验煤的低位发热量。
2.热效率的计算方法如图1、如图所示,t n 表示锅炉停止燃烧,但循环水仍在循环时刻。
t m 表示循环水温度回到原始状态的温度的时刻。
T 0表示热水锅炉开始运行的时刻。
(1)如图1、热水、回水温度均速上升时的热效率计算[]arnet n m n a Q B Dt t t C T T .212)2(60)()(21⋅⨯⨯⨯⨯-++=水水水ρπυη式中:a η—热水锅炉运行热效率 %; 水υ—循环水流速,单位 米/秒(m/s);D —循环水管内直径,单位 米(m );水ρ—水的比重,单位为 公斤/立方米(kg/m 3); (2)矩形法(如图3) 将(ab )分成若干个相等的小区间每个区间的长为 △X=nab -y12图3n-1分点为x 0=a ,x 1,x 2……x n 所以对应的纵坐标为y 0,y 1,y 2……y n得到n 个矩形,分别取这若干个矩形面积的和体为面积M 0M n ba 的近似值,也就是定积分的值⎰badx x f )(的近似值,用以下公式求得:[]1210)(-++++-≈⎰n ba y y y y nab dx x f 或 []n bay y y nab dx x f +++-≈⎰21)( 上述两种方法求出的面积,都是为了计算出有效能 有效热能=面积×流速×管径面积×水ρ 最后就是求出热水锅炉的运行热效率输入燃料发热量管径截面积流速图形上的面积水ρη⨯⨯⨯=a。
锅炉热效率计算Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】1兆帕(MPa)=10巴(bar)=大气压(atm)约等于十个大气压,1标准大气压=76cm汞柱=×10^5Pa=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=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:+8=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)=千焦(kJ),所以每立方米燃烧热值为—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)=千焦(kJ),所以每立方米燃烧热值为—。
蒸汽锅炉的热力计算及其方法蒸汽锅炉是一种广泛应用于工业和民用的热力设备,其中热力计算是一项关键的技术。
本文将介绍蒸汽锅炉的热力计算原理,方法及其应用。
一、热力计算原理在蒸汽锅炉中,燃料燃烧所产生的热量被传递到水中,将水加热到沸腾状态,从而产生蒸汽。
热力计算是根据燃料的燃烧热值以及锅炉能够吸收热量的能力来计算锅炉的热效率和输出蒸汽的质量和数量。
热力计算的基本公式是:热效率=输出蒸汽的热量÷燃料的燃烧热值。
其中,输出蒸汽的热量可以通过蒸汽压力和温度计算得到,燃料的燃烧热值则是燃料在完全燃烧的情况下所释放出的热量。
二、热力计算方法1. 根据锅炉参数计算在实际应用中,热力计算可以通过测量锅炉输入和输出的水和蒸汽的流量和温度来计算。
锅炉参数包括:锅炉的水容积、水温、蒸汽压力和流量、燃料燃烧热值和燃料消耗量等。
根据上述参数,可以计算出锅炉的各项指标,如:热效率、蒸汽输出量和燃料消耗量等,并对锅炉的运行状态进行监测和控制。
2. 根据蒸汽表计算蒸汽表是一种直接测量蒸汽压力和温度的仪器,在蒸汽锅炉的热力计算中也起到了重要的作用。
通过蒸汽表的读数,可以计算出锅炉的蒸汽输出量和燃料消耗量等指标,并调整锅炉的输出蒸汽量和热效率,以满足工程需求。
3. 根据计算公式计算除了以上两种计算方法外,热力计算还可以根据一些常用的计算公式来进行。
例如,在给定锅炉参数的情况下,可以使用燃烧热值和热效率之间的关系公式来计算输出蒸汽的热量和质量。
同时,在热力计算中,也需要考虑到一些环境因素的影响,比如锅炉的维护和清洁程度、燃料的质量和含水量等。
三、热力计算的应用在工业和民用领域中,蒸汽锅炉的热力计算被广泛应用于各种生产和工艺过程中,以确保锅炉的正常运行和高效利用。
例如,在发电厂中,热力计算是确保锅炉输出稳定高效电力的重要手段;在工厂的生产流水线上,热力计算可以根据生产产品的需求,调整蒸汽输出量和温度,以提高生产效率和质量。
总之,蒸汽锅炉的热力计算虽然显得有些抽象和复杂,但在实际应用中,其对于锅炉运行和工业生产的重要性不言而喻。
锅炉热效率的简易计算与分析对锅炉而言,影响煤耗的因素主要有三类:煤质、运行工况和锅炉自身热效率。
查找煤耗偏高的原因,需要对各影响因素进行定量测定分析。
测定锅炉热效率,通常采用反平衡试验法。
本文对此方法进行了介绍,并简化了计算过程,可用于日常锅炉效率监控。
1 反平衡法关键参数的确定众所周知,反平衡法热效率计算公式为:η = 100-(q2+q3+q4+q5+q6)计算的关键是各项热损失参数的确定。
1.1 排烟热损失q2排烟热损失q2是由于锅炉排烟带走了一部分热量造成的热损失,其大小与烟气量、排烟与基准温度、烟气中水蒸汽的显热有关。
我厂燃煤介于无烟煤和贫煤之间,计算q2可采用如下简化公式:q2 =(3.55αpy+0.44)×(tpy-t0)/100式中,αpy——排烟处过量空气系数,我厂锅炉可取为1.45tpy——排烟温度,℃t0 ——基准温度,℃1.2 化学不完全燃烧热损失q3化学不完全燃烧热损失q3是由于烟气中含有可燃气体CO造成的热损失,主要受燃料性质、过量空气系数、炉内温度和空气动力状况等影响,可采用下列经验公式计算:q3 =0.032αpy CO×100%式中,CO——排烟的干烟气中一氧化碳的容积含量百分率,%我厂锅炉q3可估算为0.5%。
1.3 机械未完全燃烧热损失q4机械未完全燃烧热损失q4主要是由锅炉烟气带走的飞灰和炉底放出的炉渣中含有未参加燃烧的碳所造成的,取决于燃料性质和运行人员的操作水平,简化计算公式为:Q4 =337.27×Aar×Cfh/[ Qnet.ar×(100-Cfh)]式中,Aar——入炉煤收到基灰分含量百分,%Cfh——飞灰可燃物含量,%Qnet.ar——入炉煤收到基低位发热量,kJ/kg1.4 散热损失q5散热损失q5是锅炉范围内炉墙、管道向四周环境散失的热量占总输入热量的百分率,计算公式为:Q5 =5.82×De0.62/D式中,De——锅炉的额定负荷,t/hD ——锅炉的实际负荷,t/h1.5 灰渣物理热损失q6灰渣物理热损失q6包括灰渣带走的热损失和冷却热损失。
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=1.008×107JQ总=mq=2×3×107J=6×107Jη=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。
余热锅炉热效率标准一、余热锅炉简介余热锅炉是一种利用工业生产过程中产生的余热来转化为热能的装置。
它通过高效地回收和利用这些余热,提高了能源利用效率,减少了能源浪费。
余热锅炉广泛应用于各种工业领域,如钢铁、化工、陶瓷等。
二、余热锅炉热效率标准1. 热效率计算余热锅炉的热效率是指其输出的热量与输入的热量之比。
热效率是衡量余热锅炉能源利用效率的重要指标。
计算公式如下:热效率= (输出热量/ 输入热量) ×100%2. 热效率标准根据国家相关标准,余热锅炉的热效率应不低于90%。
具体的热效率标准会因不同的工业领域和设备型号而有所不同。
3. 提高热效率的措施(1)优化锅炉设计:合理设计锅炉的结构和尺寸,提高传热效果,降低热量损失。
(2)选用高效材料:选用导热性能好、耐高温的材料,提高锅炉的传热性能。
(3)加强保温措施:采取有效的保温措施,减少热量损失,提高热效率。
(4)控制烟气温度:合理控制烟气温度,减少热量散失,提高热效率。
三、余热锅炉的应用领域1. 钢铁行业钢铁行业是余热锅炉应用的主要领域之一。
在钢铁生产过程中,高温烟气和炉渣等会产生大量的余热。
余热锅炉可以有效地回收这些余热,转化为蒸汽或电能,减少能源浪费。
2. 化工行业化工行业也是余热锅炉的重要应用领域。
在化工生产过程中,反应物料的加热、熔融、分解等都需要大量的热量。
余热锅炉可以回收这些余热,用于预热原料、加热反应物等,提高能源利用效率。
3. 陶瓷行业陶瓷行业是另一个余热锅炉的重要应用领域。
在陶瓷制品的生产过程中,需要经过高温烧制和冷却等环节。
余热锅炉可以回收这些余热,用于预热原料、干燥产品等,降低能源消耗。
四、余热锅炉的发展趋势1. 提高能效随着能源资源的日益紧张和环保要求的提高,提高能效已成为余热锅炉发展的首要趋势。
未来,余热锅炉将会通过进一步优化设计、采用高效材料和先进的控制技术等手段,不断提高能源利用效率。
2. 智能化控制智能化控制是余热锅炉发展的另一个重要趋势。
锅炉热效率的具体计算公式
锅炉的热效率受到多种热损失的影响,但比较而言,以机械不完全燃烧损失q4受锅炉燃烧状况影响最为复杂,飞灰含碳量受锅炉煤种和运行参数影响很大,相互关系很难以常规的计算公式表达,因此采用了人工神经网络对锅炉的飞灰含碳量特性进行了建模,并利用实炉测试试验数据对模型进行了校验,结果表明,人工神经网络能很好反映大型电厂锅炉各运行参数与飞灰含碳量特性之间的关系。
采用锅炉负荷、省煤器出口氧量、各二次风挡板开度、燃尽风挡板开度、燃料风挡板开度、煤种特性,各磨煤机给煤量、炉膛与风箱差压、一次风总风压、燃烧器摆角作为神经网络的输入矢量,飞灰含碳量作为神经网络的输出,利用3层BP网络建模是比较合适的。
目前锅炉运行往往根据试验调试人员针对锅炉的常用煤种进行燃烧调整,以获得最佳的各种锅炉运行参数供运行人员参考,从而实现锅炉的最大热效率。
但这种方法会带来如下问题:①由于锅炉燃煤的多变性,针对某一煤种进行调整试验获得的最佳操作工况可能与目前燃用煤种的所需的最佳工况偏离;②由于调试试验进行的工况有限,试验获得的最佳工况可能并非全局最优值,即可能存在比试验最佳值更好的运行工况。
本文在对某300MW四角切圆燃烧锅炉进行实炉工况测试并利用人工神经网络技术实现飞灰含碳量与煤种和运行参数关系的建模工作基础上,结合遗传算法这一全局寻优技术,对锅炉热效率最优化运行技术进行了研究,并在现场得到应用。
2 遗传算法和神经网络结合的锅炉热效率寻优算法
利用一个21个输入节点,1个输出节点,24个隐节点的BP网络来模拟锅炉飞灰含碳量与锅炉运行参数和燃用煤种之间的关系,获得了良好的效果,并证明了采用人工神经网络对锅炉这种黑箱对象建模的有效性[1]。
人工神经网络的输入采用锅炉负荷、省煤器出口氧量、各二次风挡板开度、燃尽风挡板开度、燃料风挡板开度、各磨煤机给煤量、炉膛与风箱差压、一次风总风压、燃烧器摆角和煤种特性,除煤种特性这一不可调节因素外,基本上包括了运行人员可以通过DCS进行调整的所有影响锅炉燃烧的所有参数。
遗传算法是受生物进化学说和遗传学说启发而发展起来的基于适者生存思想的一种较通用的问题求解方法[2,3],作为一种随机优化技术在解优化难题中显示了优于传统优化算法的性能。
遗传算法目前在优化领域得到了广泛的应用,显示了其在优化方面的巨大能力[3]。
遗传算法的一个显著优势是不需要目标函数明确的数学方程和导数表达式,同时又是一种全局寻优算法,不会象某些传统算法易于陷入局部最优解。
遗传算法寻优的效率较高,搜索速度快。
根据锅炉的反平衡计算公式,锅炉热效率η可由下式求得:
η=100-(q2+q3+q4+q5+q6)(%) (1)
式中q2为排烟热损失,q3为可燃气体不完全燃烧热损失,q4为固体不完全燃烧损失,q5为锅炉散热损失,q6为其他热损失。
根据遗传算法的要求,确定锅炉热效率η为遗传算法的目标函数,用式(1)计算。
对该300MW锅炉,利用DCS与厂内MIS网的接口按每6s下载各运行参数,包括排烟氧量、排烟温度、锅炉负荷、各二次风挡板开度、燃尽风挡板开度、燃料风挡板开度、各磨煤机给煤量、炉膛与风箱差压、一次风总风压、燃烧器摆角等。
锅炉飞灰含碳量可由飞灰含碳量监测仪在线监测或人工取样分析,燃用煤种由人工输入。
这样
锅炉的各项损失即可在线获得,并进而计算出各运行工况下的锅炉实时热效率。
将排烟氧量和煤种特性等影响锅炉排烟热损失q2的参数按热效率计算,标准化为计算公式代入式(1),而影响q4的各参数采用人工神经网络模型代入式(1),其中炉渣含碳量对热效率影响由人工测试后输入。
具体计算公式可参见锅炉热效率计算标准。
由以上步骤建立了锅炉热效率和锅炉各运行参数及煤种的函数关系,即锅炉热效率作为因变量,而锅炉的各操作参数和煤质特性作为自变量,这样就可以利用遗传算法进行寻优计算,获得最佳的锅炉运行条件,实现锅炉热效率的最大化。
火电厂锅炉运行中,为考虑到习惯运行方式和各种安全因素的影响,对各种可调因素的选择区域都有一定的范围限制,寻优范围必须控制在这些范围以内,这些限制构成了自变量的定义域。
至此,完成了锅炉热效率最优化燃烧的结合神经网络的遗传算法优化过程,具体程序流程见图1。
3 燃煤锅炉热效率的优化效果
在电厂锅炉运行中,运行人员调节最为频繁的参数主要是各种配风方式,包括各二次风、燃尽风、由送引风机配合所确定的氧量等,其余影响锅炉燃烧的因素,如负荷和煤种,对于运行人员而言在某一工况下是不可调节因素,燃烧器的摆角出于汽温调节的需要,往往也不会对其调整以实现低的飞灰含碳量。
作为示例,我们对影响燃烧的部分参数的寻优过程进行了模拟和验证。
某个实际运行工况如表1所示,除煤种特性为事先取样分析人工输入外,其余参数均由集散控制系统(DCS)下载。
考虑对锅炉的排烟氧量和各二次风门开度及燃尽风门开度进行寻优,其余参数维持该工况,利用软件寻优,遗传算法选择的参数种群规模为50,交换概率为0.8,突变概率为0.15,迭代次数500次,可调参数7个,计算获得优化后的各风门开度、氧量及锅炉效率和飞灰含碳量值,优化后的各值如表2所示。
图2示出了不同迭代次数下的遗传算法计算得到的飞灰含碳量值和锅炉热效率,图中曲线1表示锅炉效率,曲线2表示省煤器后氧量,曲线3表示飞灰含碳量,可见遗传算法的收敛速度很快。
对图2的寻优过程进行分析,发现飞灰含碳量曲线具有震荡,这是因为氧量同时影响到排烟热损失和飞灰含碳量,优化过程初期氧量较高,飞灰含碳量相应可以搜索到较低值,但由于排烟热损失比机械不完全燃烧损失数值更大,迫使优化过程向氧量较低的方向寻优,而氧量较低又导致飞灰含碳量有所增加,这种相互反作用的机理使飞灰含碳量曲线呈现震荡性,这种震荡性也是由遗传算法的寻优本质所决定的。
图3对采用不同的遗传算法计算参数进行了比较,其中曲线1采用了交换概率为0.8,突变概率为0.15的计算参数;曲线2采用了交换概率为0.8,突变概率为0.3的计算参数;曲线3采用了交换概率为0.2,突变概率为0.1的计算参数。
计算表明这几种参数下寻优过程均能成功收敛,但以曲线3为最佳,说明交换概率和突变概率的选取存在最佳值。
增加迭代次数和种群规模,最终结果基本无变化,证明目前的迭代次数和种群规模已基本满足要求。
由于遗传算法可以对多个自变量同时进行寻优,如果有需要,可以对任何需要的参数进行寻优,甚至对所有影响因素进行寻优,在软件编程上实现也很方便,这为遗传算法在锅炉优化运行中的应用提供了便利。
对锅炉在中等负荷下的热效率优化过程也进行了试验,表3示出了某种中等负荷条件下锅炉实际运行工况。
表4为中等负荷下遗传计算获得的优化结果。
现场验证表明,按优化结果推荐的配风方式进行调节,工况调节后由DCS下载数据计算得到的锅炉效率与优化算法预测的锅炉效率基本相当。
多个试验结果表
明高负荷下的飞灰含碳量的预测和实测基本相当,而中等负荷下的飞灰含碳量预测略有偏低,这可能与神经网络建模时中等负荷下的样本数量偏少有一定关系。
但由于本文研究的锅炉燃烧状况较好,燃料的灰分低而且挥发分和热值均较高,所以飞灰含碳量都较低,机械不完全燃烧损失也较小,对锅炉热效率的影响也较小。
因此各工况下预报的锅炉热效率值与实测误差很小,一般在0.2%以内。
针对现场实炉测试样本数据难以大量获得的问题,可采用DCS数据采集方法解决,获得稳定工况下的输入输出参数保存,利用这些样本来训练神经网络,这样既可获得大量的样本数据,而且样本数据可不断更新,从而使神经网络模型能代表锅炉的最新特性。
对于燃用燃尽性能差和高灰分煤的锅炉,机械不完全燃烧损失占到锅炉效率损失的很大部分,由于排烟热损失的优化比较简单,而本文主要针对机械不完全燃烧损失进行优化,因此对于燃用劣质煤锅炉采取此优化方法具有更好的应用前景,能够确定锅炉最佳氧量和各风门开度。
对锅炉热效率优化另一种方法也进行了研究,即将锅炉热效率与煤种特性、运行参数之间的关系直接采用人工神经网络建模,然后利用遗传算法优化,结果表明这种方法的效果远不如本文的方法。
其原因经分析为,人工神经网络方法进行建模时存在一定的误差,由于热效率的绝对值较大对锅炉热效率直接建模,导致误差过大淹没了方案的可行性。
4 结论
本文在对大型燃煤电厂锅炉进行实炉多工况热态试验和采用人工神经网络进行锅炉飞灰含碳量特性建模的基础上,利用遗传算法对大型电厂锅炉提高热效率的优化运行方法进行了研究并经现场应用,表明采用人工神经网络和遗传算法进行锅炉燃烧优化是可行的。