锅炉各项热损失及如何提高锅炉效率了解一下.docx

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锅炉各项热损失及如何提高锅炉效率了解一下

锅炉的各项热损失及锅炉效率

1．什么叫锅炉效率？

锅炉效率就是有效利用热量占输入热量的百分数。

即：

式中：

Q1——有效利用热量，kJ／kg；

Qr——输入锅炉的热量，kJ／kg；

ηgl——锅炉效率；

q1——锅炉有效利用热量占输入热量的百分数。

2．什么叫锅炉机组热平衡？

研究锅炉机组热平衡的目的是什么？

锅炉机组的热平衡是指输入锅炉机组的热量与锅炉机组输出热量之间的平衡。

输出热量包括用于生产蒸汽或汽水的有效利用热量和生产过程中的各项热量损失。

输入热量主要来源于燃料燃烧放出的热量。

研究热平衡的目的就是分析燃料的热量有多少被有效利用，有多少变成为热损失，这些损失又表现在哪些方面，便于找出减少损失的措施，提出提高锅炉经济性的途径。

另一方面就是用以确定锅炉在稳定工况下的燃料消耗量。

3．什么叫锅炉反平衡效率？

发电厂为什么用反平衡法求锅炉效率？

利用反平衡法，通过确定锅炉各项热量损失，根据热平衡方程确定的锅炉效率称为锅炉反平衡效率。

即：

ηgl =100一（q2＋q3＋q4＋q5＋q6）％

目前发电厂采用反平衡法求效率。

是因为入炉煤计量不完善和不准确，采用正平衡法求效率常会有较大的误差，而反平衡法必须先求得各项损失，有利于对各项热损失进行分析，以便于找出提高锅炉效率的途径。

4．锅炉的热损失有哪几项？

其中哪一项损失最大？

锅炉的热量损失有以下几项：

q2——一排烟热损失；

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——灰渣物理热损失。

对室燃炉排烟损失为最大。

5．影响锅炉排烟热损失q2的主要因素有哪些？

主要因素有：

排烟温度、排烟量。

排烟温度愈高、排烟量愈大，则排烟热损失q2愈大。

6.影响q3、q4、q5、q6的王要因素有哪些？

影响q3损失的主要因素是：

炉内过量空气系数、燃料的挥发分、炉膛温度、燃料与空气混合情况和炉膛结构等。

影响q4的因素有燃料的性质、煤粉细度、燃烧方式、炉膛结构、锅炉负荷、炉内空气动力工况以及运行操作情况等。

影响q5的因素有锅炉容量、锅炉负荷、炉墙面积、周围空气温度、炉墙结构等。

影响q6的因素有燃料灰分、炉渣份额以及炉渣温度。

一般液态排渣炉其排渣量和排渣温度均大于固态排渣炉。

6．为降低锅炉各项热损失应采取哪些措施？

（1）为降低排烟损失q2应选择合理的过量空气系数，消除烟道各处漏风，运行中应及时对受热面进行吹灰打焦，并注意监视给水、锅水和蒸汽品质，以保持受热面内外清洁，降低排烟温度。

（2）降低气体不完全燃烧热损失q4；要保持适当的过量空气系数，尽力保持较高的炉温，并使燃料与空气充分混合。

锅炉燃烧设备布置合理。

（3）降低固体不完全燃烧热损失q5要保证合理的煤粉细度，炉膛容积和高度应合理，在燃烧器有良好结构、性能、布置适当的基础上，根据负荷作好燃烧调整工作，保持炉内良好的空气动力工况，火焰能最大限度地充满炉膛，过量空气系数控制适当。

一、二次风调整合理。

（4）降低散热损失q5要完善和保护好锅炉炉墙金属结构及锅炉范围内的烟风道、汽水管道及联箱等部位的保温。

7．锅炉的输入热量主要来自哪些方面？

有效利用热包括哪些？

对应于1kg燃料输入锅炉的热量，通常包括燃料的低位发热量，燃料的物理显热，雾化燃油所用蒸汽带人的热量等。

锅炉有效利用热包括过热蒸汽带走的热量、再热蒸汽带走的热量、锅炉排污水带走的热量等。

8.锅炉有哪几种热损失？

无论什么类型的锅炉，其热损失都由下列各项组成：

（1）排烟热损失ｑ2；

（2）化学不完全燃烧热损失ｑ3；

（3）机械不完全燃烧热损失ｑ4；

（4）散热损失ｑ5；

（5）灰渣物理热损失ｑ6。

各种锅炉燃用的燃料不同，燃烧方式和排渣方式不同，上述各项热损失所占的比例不一样。

例如，燃油燃气锅炉，因油、气中的灰分很少，其灰渣物理热损失通常忽略不计。

9.什么是排烟热损失？

是怎样形成的？

烟气离开最后一级传热面——空气预热器时，温度约为120～160℃，含有大量的热量，这部分热量未被利用而从烟囱排出。

这部分热量损失占输入热量的百分率称为排烟热损失，用q2表示。

燃烧所需要的空气是送风机送入的冷风，如果没有暖风器，则风温为室温。

如果是负压锅炉，则从炉膛和尾部烟道漏入的也是冷风。

从冷空气变为120～160℃的排烟，必然要消耗一部分燃料，所以形成了排烟热损失。

很显然，排烟温度越高，空气预热器后的过量空气系数越大，排烟热损失超大。

10．怎样降低排烟热损失？

从设计制造方面来讲，可以增大空气预热器的传热面积，以降低排烟温度。

但是降低排烟温度有个限度，一方面当排烟温度比较低时，随着烟气温度的进一步降低，与空气的温差减少，即空气预热器的传热面积增加很多，烟气温度却降低很少；另一方面当排烟温度较低，预热器管的壁温低于烟气露点时，会发生低温腐蚀，运行一二年就要更换预热器，严重时半年就要更换。

所以在设计时，锅炉排烟温度不能太低。

从运行方面来讲，保证锅炉燃烧良好，防止冒黑烟，定期除灰、保持受热面清洁，降低过量空气系数、减少漏风，都可以有效地降低排烟热损失。

11．什么是化学不完全燃烧热损失？

排烟中含有可燃气体，如CO、H2、CH4、CｍHｎ等，由此而形成的热损失占输入热量的百分率称为化学不完全燃烧热损失，用q3表示。

因为可燃气体中含有的化学能未被利用，随烟气带走，所以称为化学不完全燃烧热损失。

煤粉炉q3较小，一般不超过0．5％，当锅炉燃用液体或气体燃料时q3较大，一般在1%～1．5%范围内。

12．为什么气体燃料的着火温度很低，易于燃烧，炉膛温度很高，排烟中仍含有可燃气体而形成化学不完全燃烧热损失？

气体燃料的化学活性很高，即使在常温下，也可用一根火柴，甚至一个火花将气体燃料与空气的混合物点燃。

气体燃料易于燃烧，且燃烧速度很快。

那为何炉膛温度高达1400～1600℃，在排烟中仍含有可燃气体而形成化学不完全燃烧热损失，煤粉喷火炉膛后，在火焰和高温烟气的加热下，首先是水分析出，紧接着是挥发分析出并裂解为可燃气体。

挥发分是以气态的形式燃烧的。

在挥发分析出气化的过程中，会形成对空气的排挤作用，造成局部地区空气不足。

由于受炉膛容积热负荷下限的制约，炉膛的体积有限，燃料在炉膛内停留的时间很短，仅有几秒钟。

虽然炉膛内总的空气量是过剩的，但气体燃料仍然难于在这样短的时间内与空气充分均匀地混合，达到完全燃烧，所以，炉膛出口烟气中常含有少量可燃气体。

烟气进入水平烟道和竖井烟道后，由于温度降低和可燃气体的浓度很低，烟气中的少量可燃气体难以再进行燃烧，因而形成化学不完全燃烧热损失。

通常煤的挥发分含量越高，挥发分析出的速度也越快，煤粉中以气体燃料形式燃烧的比例越多，挥发分气化对空气的排挤作用越明显，排烟中不完全燃烧的可燃气体越多。

由于煤的挥发分主要是重碳氢化合物，而重碳氢化合物在高温和空气不足的情况下，大部分分解为CO和H2，所以，排烟中的可燃气体主要是CO和H2。

当煤粉炉燃用挥发分较高的煤（＞25％）时，排烟中的可燃气体形成的不完全燃烧热损失约为0．5％。

当煤粉炉燃用无烟煤或半无烟煤时，因挥发分含量很少，ｑ3很小，可以忽略不计。

链条炉虽然是层燃炉，但是煤中挥发分析出气化后，仍然是在燃料层上方的炉膛空间燃烧的。

由于链条炉炉膛内可燃气体与空气混合的条件比煤粉炉差，其化学不完全燃烧热损失比煤粉炉大，少约为1％。

13.什么是机械不完全燃烧热损失q4？

燃料中固体可燃物本完全燃烧形成的热损失占输入热量的百分率，称为机械不完全燃烧热损失，用q4表示。

机械不完全燃烧热损失由三部分组成：

（1）从炉排漏入灰坑的煤；

（2）灰渣中的可燃物；

（3）随烟气排出炉外飞灰中的可燃物。

q4通常是仅次于排烟热损失q2的一项热损失。

当链条炉燃用的煤质很差，或操作不当时，其q4有可能超过q2。

燃煤炉因燃用的煤质和燃烧方式不同，q4的变化幅度较大，大约为0．5％～8％。

通常液态排渣煤粉炉的q4最低，链条炉的q4最大，固态排渣的煤粉炉的q4在两者之间。

燃用液体或气体燃料的锅炉，不存在炉排漏煤的问题，灰渣和飞灰的数量极少，烟气中仅含数量极少的炭黑，燃油炉可能有少量焦粒，所以q4很小，正常情况下可以忽略不计。

14．什么是散热损失q5？

当锅炉运行时，炉墙、钢架、管道和某些部件的温度总是高于周围空气温度，由于锅炉向空气散热所形成的热量损失占输入热量的百分率称为散热损失，用q5表示。

影响散热损失的因素有：

炉墙的砌筑质量，水冷壁敷设的多少，金属部件保温层的材料性能及厚度，锅炉结构是否紧凑，周围空气温度及流动情况。

在上述各项因素相同的情况下，q5随着锅炉容量的增加而减小。

因为炉子的外表面积不是与锅炉容量成正比增加，而是小于锅炉容量的增加，即锅炉容量增加一倍，其表面积增加不到一倍。

q5还与负荷有关，q5随着负荷的减少而增加。

露天或半露天布置的锅炉，由于周围空气温度较低和空气流动较快，其散热损失q5，较室内布置的锅炉大。

15．什么是灰渣物理热损失q6？

由于灰渣排出炉外时的温度比进入炉子的燃煤温度高，而带走的热量占输入热量的百分率称为灰渣物理热损失，用q6表示。

q6与燃料中灰分含量的多少和排渣方式有关。

灰分含量多排渣温度高的燃料q6大。

由于液态排渣炉灰渣的温度和排渣量比固态排渣高得多，所以液态排渣炉q6较大。

燃用液体或气体燃料的锅炉，因为燃料中灰分很少，q6可忽略不计。

固态排渣的煤粉炉在大多数情况下，q6可以忽略不计。

因链条炉的排渣量较大，q5通常要加以计算。

16．为什么锅炉负荷比额定负荷稍低时热效率最高？

对于一台已经投产的锅炉，散热损失所占的比例比较少，且随负荷变化不大。

除液态排渣炉外，锅炉的灰渣物理热损失q6很小，可忽略不计。

因此，锅炉热效率主要决定于排烟热损失q2、化学不完全燃烧热损失q3和机械不完全燃烧热损失q4。

排烟热损失q2，决定于排烟温度和过量空气系数，过量空气系数随负荷变化很小，而排烟温度则随负荷的增加而增大。

q3和q4在额定负荷和稍低于额定负荷时基本没有变化。

如果负荷

再进一步降低，则由于炉膛温度降低，q3和q4将会增加，如果包覆过热器q3和q4增加的幅度大于q2减少的幅度，则锅炉热效率降低。

如果负荷稍高于额定负荷，则q3和q4基本不变，而q2增加，锅炉热效率必然降低。

如果负荷高于额定负荷较多，则由于燃料在炉膛内停留的时间显著减少，导致q2、q3和q4增大，锅炉热效率将显著下降。

因此锅炉负荷在稍低于额定负荷时效率最高。

17．什么是正平衡法求锅炉热效率？

用锅炉有效利用热量与送入锅炉的热量之比的方法求出锅炉热效率，称为正平衡法。

18.什么是反平衡法求锅炉热效率？

用测出的锅炉各项热损失（q2、q3、q4、q5和q6）的方法求得锅炉热效率的方法称为反平衡法。

η＝ql＝100％－q2－q3－q4－q5－q6

式中：

q1——有效利用热量占送入锅炉总热量的百分数；

q2——排烟热损失占送入锅炉总热量的百分数；

q3——化学不完全燃烧热损失占送入锅炉总热量的百分数；

q4——机械不完全燃烧热损失占送入锅炉总热量的百分数；

q5——散热损失占送入锅炉总热量的百分数；

q6——灰渣物理热损失占送入锅炉总热量的百分数。

19．为什么常采用反平衡法来锅炉热效率？

如果采用正平衡法求锅炉热效率，则需要求得单位时间内锅炉消耗的燃料量。

而燃料量，特别是燃煤量的测定较困难，且不易准确，使求得的锅炉热效率误差较大。

锅炉各项热损失的测量容易比较准确，而且测出锅炉各项热损失后，可以掌握锅炉检修或运行中存在的问题，为解决这些问题，提高锅炉热效率指明了方向。

所以，反平衡法求锅炉热效率被广泛采用。

20．给水温度提高对锅炉热效率有何影响？

给水温度提高对锅炉热效率的影响可以分为两种情况来讨论。

第一种情况是假定锅炉蒸发量不变。

当给水温度提高时，省煤器因传热温差降低吸热量减少，省煤器出口的烟温提高，空气预热器的温压提高，传热量增加，热空气温度略有提高。

排烟温度升高，使得锅炉热效率降低。

但给水温度提高后，用于蒸发的热量增大，使蒸发量提高。

为了维持蒸发量不变，必然要减少燃料量，这使得排烟温度降低，锅炉热效率提高。

由于这两个因素对锅炉效率的影响大体相当，因此，当保持锅炉蒸发量不变时，给水温度提高，锅炉热效率基本不变。

第二种是假定燃料量不变。

当给水温度提高后，省煤器的温压降低，省煤器出口烟气温度升高，预热器吸热量增加，排烟温度升高，锅炉热效率降低。

由于热风温度提高，炉膛温度上升，水冷壁吸热量增加。

给水温度提高后，用于提高水温的热量减少而用于蒸发的热量增加，所以，给水温度提高，如果燃料量不变则蒸发量增加，但锅炉热效率降低。

21．提高锅炉给水温度有什么意义？

提高给水温度无论是蒸发量保持不变还是燃料量不变，都不能提高锅炉效率。

但提高给水温度可以提高发电厂的循环热效率，从而降低发电煤耗。

发电厂热效率等于锅炉效率、汽轮机效率。

管道效率及发电机效率四者之积。

汽轮机的热效率很低，一般为30％～40％，这是因为汽轮机将蒸汽的热能转变为机械能时不可避免地要产生冷源损失。

温度和压力很高的蒸汽在汽轮机内膨胀做功后，从未级叶片出来的蒸汽温度和压力都很低，为了使蒸汽能充分膨胀，凝汽器内应维持很高的真空度，同时为了使膨胀做功后的蒸汽回到锅炉中去，必须将汽轮机的排汽凝结成水，用水泵打入锅炉形成热力循环。

汽轮机的排汽进入凝汽器，由冷却水将排汽凝结成水，并将排汽的潜热带走，这部分热量约占主蒸汽含热量的50％以上。

这部分热量对凝汽式电厂来说不但不可避免，而且也无法利用。

这就使得发电厂循环热效率只有30％左右，采用单一介质循环的世界上效率最高的机组也仅略超过40％。

如果将在汽轮机中膨胀做了一部分功的蒸汽抽出来加热给水，蒸汽的潜热得到完全利用。

由于这部分蒸汽既发了电，又避免了冷源损失，发电厂循环热效率显著提高，所以几乎所有的发电机组都有利用汽轮机抽汽加热的给水加热器用来提高水温。

当给水温度较低时，提高给水温度，发电机组的效率提高较多，当给水温度较高时，再提高给水温度，发电机组效率提高不多，而设备投资和检修费用却大大增加。

根据计算，不同参数机组最经济合理的给水温度是不同的。

22．为什么在计算锅炉热效率时采用低位发热量而不采用高位发热量？

低位发热量与高位发热量的区别在于低位发热量没有计入燃料燃烧产物中的水蒸气潜热，而高位发热量计入了燃料燃烧产物中的水蒸气潜热。

设计锅炉时，为了防止空气预热器被腐蚀，要使空气预热器的管壁温度高于露点，也即排烟中的水蒸气没有凝结放出潜热。

所以计算锅炉热效率时应采用低位发热量。

23.什么叫锅炉的经济负荷？

当锅炉负荷变化时，其效率也随之变化。

锅炉负荷在75％～85％范围时，其效率最高。

我们把锅炉效率最高时的负荷称为经济负荷。

在经济负荷以下时效率低的主要影响因素是炉内温度低，不完全燃烧损失增大所致。

此时若负荷增加，其效率也增高。

在经济负荷以上时，效率低的主要影响因素是排烟损失增大。

此时锅炉效率随着负荷增加而下降。

24．锅炉负荷变化时，其效率如何变化？

为什么？

因为每台锅炉都有一个经济负荷范围，一般都在锅炉额定负荷的75％～90％左右，超过此负荷，效率要下降，低于此负荷，效率也要下降。

因为每台锅炉的炉膛和烟道容积是固定的，当超出额定负荷时，会使燃料在炉膛停留时间过短。

没有足够的时间燃尽就被带出炉膛，造成q4热损失增大；因烟气量大，烟气流速和烟温大于正常值，造成排烟损失大，其效率降低。

在低负荷运行时，由于炉膛温度下降较多，燃烧扰动减弱，固体不完全燃烧热损失增加，锅炉效率也会降低。

25．什么叫制粉电耗？

在制粉过程中，制出1t煤粉，制粉设备所消耗的电量。

单位是kw·h／t。

26.什么叫发电厂的煤耗率？

发电厂生产单位电能和热能所耗用的燃料量，称为发电厂的煤耗率。

27．什么叫机组补水率？

锅炉与汽轮机在运行中，为了保证水汽品质合格，需排出一些汽水，如锅炉连续排污、定期排污、除氧器排汽等。

还有些由于运行设备泄漏，造成的汽水损失，加上事故状态下的疏排放汽、水。

故机组在生产过程中要定期补水。

电厂一般根据不同类型的机组制定出一定的补水率，即补水量与锅炉蒸发量之比。

28．什么叫发电煤耗和供电煤耗？

发电厂的燃料消耗量（折算成标准煤）与发电量之比，叫发电煤耗。

单位：

kg／（kw·h）。

发电厂中发电量扣除厂用电，实际供出的电量所消耗的燃料（折算成标准煤）叫供电煤耗。

单位是kg／（kw·h）。

29．什么叫空气预热器的漏风系数和漏风率？

漏风系数指预热器烟气测出口与进口过量空气系数的差值。

用公式表不：

△α=α〃-α′

漏风率指漏入预热器烟气侧的空气量与烟气量的百分比。

30.回转式空气预热器的漏风系数和漏风率规定值为多少？

对回转式空气预热器最大漏风系数应不超过0．2；漏风率最大不超过15％。

31.什么是厂用电率？

厂用电率是指发电厂各设备自耗电量占全部发电量的百分比。

32.什么叫压红线运行？

为何要提倡压红线运行？

所谓压红线运行，就是把运行机组的运行工况稳定在设计参数上运行。

如国产200MW机组，其设计主汽压力为13.8MPa，主汽温度为540℃，锅炉运行中能控制在这个参数上运行，即称之为压红线运行。

提倡压红线运行主要有以下两点好处：

（1）可以节煤降耗，提高机组效率。

因为压红线运行，热效率最高，经济性最高。

据某厂实践表明，坚持压红线运行，仅此一项每生产1kw·h电量，就降低标准煤耗2.6g。

（2）防止设备在较高的温度和压力下运行，延长设备寿命。

另外，对操作人员素质的提高有一种促进作用。

故可提高操作人员的生产技能和设备健康水平。