锅炉排烟温度升高一度热损失计算

燃料在炉膛中燃烧放出的热量，不可能被介质(水、蒸汽、空气)全部吸收，有一部分热量不可避免地排入大气。锅炉热效率就是反映锅炉对燃料燃烧放出热量的有效利用程度的参数。

锅炉热效率反映锅炉是否符合节约能源的标准，是锅炉经济运行的重要指标。锅炉热效率的测试方法，有正平衡法和反平衡法两种。

一、锅炉热平衡与锅炉热效率

根据能量守恒定律，输入锅炉燃料放出的热量Qydw，应该等于锅炉输出的全部热量，即包锅炉有效利用热量Q1，与各种热损失热量：Q2(排烟热损失)、Q3(气体未完全燃烧损失)、Q4(固体未完全燃烧热损失)、Q5(散热损失)、Q6(灰渣物理热损失)之和，这就叫锅炉热平衡。见图2-10。锅炉热效率是指锅炉在单位时间内，其有效利用热量Q1与输入锅炉燃料放出的热量Qydw的百分比，用符号“η”表示，表达式为：

以卧式外燃链条炉排锅炉为例，用图2-7来说明燃料放出的总热量的去向。

图中Ql为有效利用的热量，即锅炉中介质实际得到的热量，Q2～Q6均为热损失。

二、锅炉的各项热损失

(一)排烟热损失Q2

它是随烟气带走的热量损失。锅炉排烟温度通常为160～250℃，部分锅炉还要高一些，而带走很多热量，这是锅炉的一项最大的热损失，影响排烟热损失大小的因素是排烟温度和排烟体积。排烟温度越高，排烟热损失也就越大。通过测试知道，排烟温度每降低12～15℃，可使排烟热损失减少1%左右。因此为了降低排烟温度，很多锅炉在后面加装了省煤器和空气预热器(较小的锅炉只加省煤器)，我们称之为“尾部受热面”，来吸收烟气余热，从而减少热损失。排烟体积取决于过量空气系数，过量空气系数越大，则排烟体积越大，排烟热损失也就越大。在锅炉运行中，适当控制过量空气系数、杜绝锅炉炉墙漏风和经常清除受热面上的灰垢，都是降低排烟热损失的有效措施，这项热损失一般在8%～18%。

图2-7　锅炉热平衡示意图

Q1—有效利用的热量　Q2—排烟热损失　Q3—气体未完全燃烧热损失Q4—固体未完全燃烧热损失　Q5—散热损失　Q6—灰渣物理热损失

（二)气体未完全燃烧热损失Q3

它是燃烧过程中部分可燃性气体(主要是一氧化碳)没有在炉膛中燃尽就随烟气排走而造成的热损失。造成Q3过高的原因是炉膛供风不足；层燃炉供风在炉排下分布不匀致使空气与可燃气体混合不充分；炉膛内温度过低；炉膛小，可燃气体来不及在炉膛中燃烧就进入对流受热面烟道。因此，只要操作得好，这项热损失是不大的，q3一般在层燃炉的约为1%～2%；煤粉炉、油气炉约为0～1%。

（三）固体未完全燃烧热损失Q4

它是在固体燃料的燃烧过程中，部分燃料没有燃尽而随灰渣、飞灰离开锅炉(层燃炉会有一些没有燃烧的燃料从炉排上漏落)而造成的热量损失。这项热损失主要与燃料的种类、性质、燃烧方式及操作技术等有关。Q4一般在层燃炉约为5%～15%；煤粉炉约为l%～5%；油气炉可为零。

（四）散热损失Q5

锅炉在运行时，锅炉本体及炉墙的温度要高于周围空气的温度，必然将热量散失到空气中去而造成热损失。散热损失的大小与锅炉炉墙表面积、炉墙结构、外界空气温度及流动速度有关。散热损失大，不仅降低了锅炉热效率，而且锅炉房温度升高使司炉操作环境恶化，容易发生运行事故。因此，炉墙外表温度一般不宜超过50℃。这项热损失一般在1.5%～5%之间。

（五）灰渣物理热损失Q6

温度很高的灰渣排出炉外时要带走部分热量，这部分损失的大小与燃料中灰分含量、燃料发热量、排渣形态等因素有关。一般在燃用烟煤、无烟煤等灰分含量较小的煤时，这部分热量损失很小，可忽略不计，但对燃用含灰量高的劣质煤的锅炉或液态排渣的沸腾炉，则必须考虑这项热损失。

由于锅炉型号不同、所用燃料不同、运行管理水平有差异，所以各项热损失所占的比例也会有很大差别。要提高锅炉的热效率，司炉人员应提高操作技术，使燃料得到完全燃烧，把热量尽可能的释放出来，并使锅炉能充分吸收，设法降低各项热损失，以提高锅炉的热效率。

工业锅炉的热效率一般不应低于表2-13的规定。

表2-13　工业锅炉的热效率

三、正平衡测试法

正平衡测试法又叫直接测试法，是直接测出单位时间内的燃料消耗量，假定完全燃烧，计算其燃烧应放出的全部热量Q ydw，同时测算出介质输出的有效利用热量Q1，然后按上述表达式(2-6)计算出锅炉热效率η。

此法测定的优点是锅炉出力和燃料消耗量容易测准，测试方法简单。缺点是不能找出影响热效率的因素，因此提不出如何改进的措施。

(一)蒸汽锅炉的测试

用上式得出的是锅炉的毛效率，因为没有考虑锅炉设备的自耗能量(包括自用蒸汽和电耗)，仅作为一般检测时用。在全面分析和与其他锅炉比较测试时，应将锅炉设备的自耗能量考虑进去，这时所测得热效率，称为锅炉的净效率。

(二)热水锅炉的测试

上面我们已经讲过，正平衡法找不出影响锅炉热效率的因素，那么锅炉有哪些热损失、损失有多大呢?这些我们可从下面所讲的反平衡测试法中得到解答。

（三）反平衡测试法

反平衡测试法是通过测定锅炉的各项热损失的百分数，然后按表达式(2-7)进行计算，来确定锅炉热效率的方法。

反平衡测试法可以找出锅炉的各项热损失，从而对锅炉进行全面的评价以利于改进。在同一台锅炉上，正平衡法和反平衡法两种测试方法测得的锅炉热效率可互相比较验证，如果两者比较接近，则说明测试结果可靠。