能量平衡及设备热效率计算

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制浆造纸工业计算手册下册》第408页（4052字）

1．正平衡(直接法)热效率计算

①一般计算法

a．饱和蒸汽锅炉热效率η₁

式中 η₇——饱和蒸汽正平衡热效率(%)

D——锅炉出力(kg／h)

D₁——锅炉自用蒸汽量(kg／h)

i₁——饱和蒸汽比能(kJ／kg)

i_、——给水比能(k．／kg)

r——汽化潜热(kJ／kg)

W——蒸汽湿度(%)

G——燃料消耗量(kg／h)

其它同上

b．过热蒸汽锅炉热效率η′₁

式中 η′₁——过热蒸汽正平衡热效率(%)

i₃——过热蒸汽焓(kJ／kg)

i₄——自用蒸汽焓(kJ／kg)

其它同上

②近似计算法

［说明］在一般情况下，上述Q₃、Q₅并不存在，可根据具体情况进行计算。Q₄在大多数情况下也可忽略不计。因燃料温度与环境温度相近，故上述式4－1－90及式4－1－91可进行简化。

式中符号含义及单位均同上

2．反平衡(间接法)热效率计算

式中 η₂——反平衡热效率(%)

q'₂——排烟热损失率(%)

q'₃——气体未完全燃烧热损失率(%)

q'₄——固体未完全燃烧热损失率(%)

q'₅——锅炉散热损失率(%)

q'₆——灰渣物理热损失率(%)

①固体未完全燃烧热损失率q'₄的计算

式中 q'₄——热损失率(%)

α₁——炉渣纯灰占燃料灰百分比(%)

G₁——炉渣重(kg／h)

G——燃料消耗量(kg／h)

C₁——炉渣含炭量(%)

A——燃料应用基灰分(%)

α₂——漏煤百分比(%)

G₂——漏煤重量(kg／h)

C₇——漏煤含炭量(%)

α₃——烟道灰百分比(%)

G₃——烟道灰重量(kg／h)

C₃——烟道灰含炭量(%)

α₄——飞灰百分比(%)

C₄——飞灰含炭量(%)

Q——燃料带入热量(kJ／kg)，同式4－1－89

②排烟热损失率q'₂计算

a．一般计算法

式中 q'₂——排烟热损失率(%)

I₁——排烟比能(按排烟处过剩空气系数、烟气温度计算)(kJ／kg)

α₅——排烟处空气过剩系数

I₇——理论冷空气比能(kJ／kg)

其它同上

b．经验计算法

［说明］如计算精确度要求不高时，可采用经验公式计算。

式中 q'₂——排烟热损失率(%)

t₁——送风机．入口空气温度(℃)

t₂——排烟温度(℃)

C_co2——空气预热器出口烟气中含CO₂容量的百分数(%)

λ——系数，见表4－1－20，与煤中水分含量有关

表4－1－20 系数λ

c．查表法

［说明］对蒸发量不大，压力较低，结构简单的小型锅炉，排烟损失率q'₂可直接查表4－1－21进行估算。

表4－1－21 q'₂估算衰

注：a₅为排烟处空气过剩系数

③气体不完全燃烧损失率q'₃的计算

a．一般计算法

式中 q'₃——气体不完全燃烧损失率(%)

V——排烟处烟气容积(m³／kg)

Cco——排烟处CO容积百分比(%)

C₁₁₂——排烟处H_、容积百分比(%)

C_c11——排烟处CH₄容积百分比(%)

其它同上

b．小型锅炉计算法

［说明］对于煤质资料不全．无法进行排烟处烟气容积V的计算时，小型锅炉的q'₃值可近似计算(对烟煤及无烟煤均适用)。

式中符号含义及单位均同上

④散热损失q'₅的计算

a．查表法和查图法

［说明］对于砖砌组装和散装锅炉的散热损失可参考表4－1－22和图4－1－5。

表4－1－22 q'₅计算表

图4－1－5 锅炉木体散热损失图

1－锅炉整体(连同尾部受热面) 2一锅炉本身(无尾部受热面)

b．近似计算法

［说明］对于锅炉出力小于或等于2t／h的快装锅炉及火管锅炉可用下式计算。

式中 F——散热表面积(m²)

其它同上

⑤灰渣物理热损失率q'₅的计算

［说明］一般小型锅炉烧烟煤、无烟煤等灰分较低的煤时，其灰渣物理热损失率很少，可以忽略不计。但当测定燃烧灰分很高的劣质煤炉子时(如沸腾炉等)这项损失就不可忽略。

式中 q'₆——灰渣物理热损失率(%)

I₁——灰渣比能(kJ／kg)，见表4－1－23

i₆——漏煤的比热容［1．0～1．67kJ／(kg·℃)］与温度(℃)的乘积

其它同式4－1－94

表4－1－23 灰渣比能I₃