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各类锅炉计算方法汇总
1、蒸汽锅炉:
(1)燃料耗量计算:式中:B——锅炉燃料耗量(kg/h或Nm3/h);D——锅炉每小时的产汽量(kg/h);QL——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
炉型热效率%炉型热效率%
小型立式锅炉50~60振动炉排锅炉70~80
卧式快装锅炉60~70沸腾炉70
链条炉排锅炉70~80煤粉炉80~90
往复式锅炉70~80
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  饱和蒸汽热焓表压力P(绝对压力)(公斤/厘米2)热焓i压力P(绝对压力)(公斤/厘米2)热焓i
(大卡/公斤)(千焦/公斤)(大卡/公斤)(千焦/公斤)
0.5631.62644.41.0638.72674.1
1.5643.62694.62.0646.32705.9
2.5648.72716.03.0650.82724.8
3.5652.42731.54.0653.92737.8
4.5655.22743.25.0656.32748.8
6.0658.32756.27.0659.92762.9
8.0661.22768.39.0662.32772.9
(常用)10.0663.32777.111.0664.12780.5
12.0664.92783.813.0665.62786.7
14.0666.22789.315.0666.72791.3
16.0667.12793.017.0667.52794.7
18.0667.82796.019.0668.22797.6
20.0668.52798.9
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燃料名称实物计量单位全国使用标准
国家统计局标准总局
热值(kcal)标准煤(kg)热值(kcal)标准煤(kg)
原煤kg50000.71450000.714
焦煤kg68000.9768000.971
蒸汽kg8890.127
综合石油kg
1.44
原油kg100001.43100001.429
重油kg97001.39100001.429
汽(煤)油kg103001.46103001.471
柴油kg101001.44110001.570
油渣kg
90001.285
天然气m393101.3385001.214
焦炉煤气m340000.57143000.614
城市煤气m3
40000.571
液化石油气m3
120001.714
电力kwh
30000.429
瓦斯m3
80001.14
洗煤kg71001.014
表4  常用可燃性物质低位发热量表可燃性物质名称发热量(kcal/kg)等价标煤(kg)
甲醇54200.770
乙醇72500.030
丙二醇43200.610
异丙醇80401.140
丁醇87301.240
醋酸乙酯60300.860
醋酸丁酯72901.040
醋酸戊酯77101.10
丙酮72501.030
乙醚88001.250
苯100901.440
甲苯101501.450
二甲苯103001.470
乙烯120201.710
丙烯112201.600
乙炔120001.710
氢340004.850
一氧化碳24100.340
(3)烟气量的计算
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。Vy——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燃烧方式烟煤无烟煤重油煤气
手烧炉及抛机煤炉1.3~1.51.3~21.15~1.21.05~1.10
链条炉1.3~1.41.3~1.5
煤粉炉1.21.25
沸腾炉1.25~1.3
表6  漏风系数△α值
(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。(5)燃煤烟尘排放量的计算=式中:Y——烟尘排放量,kg/h;B——燃煤量,kg/h;A——煤的灰分含量,%;淮南煤18~28%9*,淮北煤16~32%。D——烟气中烟尘占灰分量的百分数,%(其值与燃烧方式有关);一般取20%。
η——除尘器的总效率,%。 (6) NOX排放量计算GNOX=1.63B×103(βNar+0.000938)式中:GNOX—烟气中NOX排放量,kg/h;β——燃烧氮向燃料型NO的转化率,取20%;Nar——燃料中收到基氮的含量; B——燃煤量,kg/h; 60万大卡的导热油炉相当于1吨锅炉,60万大卡/小时(0.698MW) 经验:每小时烟气量:每小时燃煤量×13000一吨煤产生6吨蒸汽煤渣=用煤量的30%习惯上,蒸汽锅炉容易单位一般用TH(按蒸汽容积流量或质量流量算),热水锅炉一般用热量单位J或卡算.工业锅炉中1t/h基本等同于0.7MW的热量(因为同样是1t/h但压力不同热量也不同)。1千卡也就是习惯上说的1大卡1卡=4.187J,1K卡=4.187KJ,查表知0.7MW=1T/H=60*10e4大卡/H.也就是60万大卡。换句话说,每产出60万大卡的热量/小时,就可以说该锅炉的容量是1T/H。所以有500万大卡就得:500/60=8.3吨/H。8.3吨只能近似得出,因为蒸汽锅炉的容量要按该锅炉设计工作压力来算出,过热蒸汽压力不同,比焓是不同的,同样体积的蒸汽所带的热量就不同了。而热水供热锅炉介质是水,且大多数为常压或接近常压,所以只对应相应的饱和水温度。所以热水供热锅炉都用MW,蒸汽锅炉用T。
排污率是指锅炉排污水量占锅炉总蒸发量的百分率。
锅炉的排污率是根据水质分析结果,通过下式进行计算而得。即:
式中  P-------锅炉排污率,%;S炉、S给、S汽——分别表示同一种盐类离子在炉水、给水、蒸汽中的含量,mg/L。  以软化水作补给水的锅炉,可用氯离子含量代人上述公式来计算排污率;以除盐水做补给水的锅炉;可以HSiOf含量代入上述公式计算。锅炉排污率规定:     由于锅炉排污要损失一些热量和水量。据测算,排污率每增加1%,会使燃料消耗量增加O.3%左右,所以在保证锅炉水、汽质量的前提下要尽量减少锅炉排污率。   通常,低压小容量锅炉排污率控制在5%~10%;对中、高压锅炉,以除盐水做补给水的凝汽式电厂,其排污率不大于1%;以软化水做补给水的凝汽式电厂,其排污率不大于2%;以除盐水做补给水的热电厂,其排污率不大于2%;以软化水为补给水的热电厂,其排污率不大于5%。同时为了防止因排污率过小,而使炉内有水渣积聚,锅炉的排污率也不应小于0.3%。
锅炉热效率计算方法分两种:正平衡,通过测量锅炉输入热量和输出热量来确定效率反平衡,通过计算各项热损失,计算锅炉效率。(比较常用)有利于发现影响热效率的原因,便于分析如何降低各项热损失,提高锅炉效率。公式:效率=100-(q1+q2+q3+q4+q5+q6)q2:排烟热损失,q3气体未完全燃烧损失,q4固体未完全燃烧损失,q5散热损失,q6灰渣物理热损失。例1、小刚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。于是小刚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%例2、垃圾处理成为城市建设及可持续发展的一个重要问题。现在人们已经可以变废为宝了,利用垃圾中的可燃物质燃烧发电。某垃圾焚烧电厂,年处理垃圾2.16×105t。研究表明,生活垃圾的平均热值为6.27×106J/Kg.如果利用垃圾作为燃料建立发电厂,每燃烧1t生活垃圾,可以发电240kw.h,那么,生活垃圾燃烧发电的效率是多少?[分析与解]:垃圾焚烧发电,把化学能转化为内能后又转化为电能,所发的电能为有用能量,垃圾焚烧所放出的能量为总能量。此电厂的发电效率可用η=Q有用/Q总×100%=W/mq×100% 计算。Q有用=W=240kw.h=240×3.6×106J=8.64×108JQ总=mq=1000×6.27×106J=6.27×109Jη=Q有用/Q总×100%=8.64×108J/6.27×109J=13.8%
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