锅炉热效率的测量与计算方法

原标题:锅炉热效率的测定和计算方法

1.正平衡法

利用锅炉利用的热量与燃料释放的总热量之比计算热效率的方法称为正平衡法,也称为直接测量法。正平衡热效率的计算公式可以用以下公式表示:

热效率=热量的有效利用/燃料释放的总热量*100%

=锅炉蒸发*(蒸汽焓-给水焓)/燃料消耗*燃料低热值*100%

其中:

锅炉蒸发量-实际测量值,kg/h;

蒸汽焓——从表焓熵图中找到,kJ/kg;

给水焓——从焓熵图中找到,kJ/kg;

油耗——实际测量值,千克/小时;

低热值燃料——实际测量,kJ/kg。

上述热效率公式不考虑蒸汽湿度、污水排放和蒸汽消耗的影响,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,正平衡试验只能获得锅炉的热效率,而不能获得各种热损失。因此,通过正平衡试验,我们只能知道锅炉的蒸发量和热效率,而不能找出原因并提出改进措施。

2.反平衡法

确定和计算锅炉各种热损失以获得热效率的方法称为反向平衡法和间接测量法。该方法有利于对锅炉进行综合分析,找出影响热效率的各种因素,并提出提高热效率的方法。反平衡热效率可以通过以下公式计算。

热效率=100%-各种热损失百分比的总和

=100%-q2-q3- q4- q5-q6

其中:

Q2-排气热损失,%;

Q3-气体不完全燃烧造成的热量损失,%;

Q4-固体不完全燃烧造成的热量损失,%;

Q5-散热损失,%;

Q6-灰分物理热损失,%。

常见措施主要包括:(1)采用烟气余热回收技术,减少排烟损失。

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影响废气热损失的主要因素是废气温度。排气温度越高,排气热损失越大。

目前,大多数新建锅炉都装有烟气余热回收装置,如省煤器、半冷凝或全冷凝烟气余热回收装置,可有效降低废气温度,提高锅炉热效率。

(2)合理控制空燃比,优化燃烧,减少不完全燃烧损失和排气热损失。

当过量空气系数过高时,就相当于将过量冷空气吸入炉膛。这种多余的冷空气不参与燃烧,但在加热后被白白排出,从而增加了烟气的热损失。

如果进入炉膛的冷空气继续增加超过一定限度,炉膛温度将降低,不完全燃烧损失也将增加。

当过量空气系数太低时,不完全燃烧损失增加,因为燃料不能获得足够的氧气并且不能完全燃烧。但是,长期严重的不完全燃烧会导致锅炉受热面积碳,影响换热效率,排烟损失将继续增加。

因此,合理控制空燃比,降低余热损失q2和不完全燃烧损失q3是提高锅炉热效率的另一个关键点。

(3)严格控制锅炉水质,科学控制规模。

锅炉给水将含有各种杂质和结垢物质,如钙和镁,锅炉结垢是不可避免的。水垢的导热率很低,所以一旦受热面结垢,由于热阻的增加,锅炉排气温度会上升,排气热损失也会增加。

试验数据表明,锅炉受热面1毫米的水垢会使废气热损失增加2% ~ 4%。锅炉受热面积垢越厚,热阻越大,锅炉热效率下降越多。

锅炉结垢不仅降低了锅炉的热效率,还提高了锅炉受热面的壁温,造成受热面损坏,甚至引发锅炉爆炸事故。

因此,使用高质量的软水处理设备,严格按照工艺操作锅炉给水软化处理设备来控制锅炉给水质量,可以延缓水垢的形成。

同时,实时控制锅炉水垢,掌握锅炉水垢状况,必要时清理水垢也非常重要。

(四)加强保温,防止渗漏,减少热量损失。

由于锅炉本体和汽水热力管道系统的温度总是高于锅炉房的空气温度,部分热量会通过辐射和对流散失到周围空气中,从而成为锅炉的散热损失。

因此,当锅炉及热力管道系统保温层损坏或发现泄漏时,应及时修复,减少散热损失。

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