鍋爐火用平衡分析及節(jié)能措施

1 鍋爐火用平衡計(jì)算

1.1鍋爐火用平衡方程

鍋爐火用平衡是以1kg燃料（煤）為單位組成的，其平衡關(guān)系為：

[Er+Ek]=[（Eqc-Egs）+∑Ess] （1）

1.2輸入火用的計(jì)算

（1）燃料（煤）火用

其中物理火用：[Ews=cr[（Tr-T0）-T0lnTrT0]] （2）

化學(xué)火用可按朗特公式計(jì)算：[Eh≈Qar.net+2438×w] （3）

（2）空氣帶入鍋爐的火用：[Ek=Vkck[（Trk-T0）-T0lnTrkT0]] （4）

1.3有效火用的計(jì)算

（1）鍋爐出口處蒸汽火用：[Eqc=Dqc[（hqc-h0）-T0（sqc-s0）]] （5）

（2）給水帶入鍋爐火用：[Egs=Dgs[（hgs-h0）-T0（sgs-s0）]] （6）

1.4火用損失的計(jì)算

1.4.1內(nèi)部火用損失

（1）燃燒不可逆火用損失：[Ers=Er-Et][=Et-VgCp[（Th-T0）-][T0lnThT0]] （7）

（2）傳熱火用損失：[Ecr=QT0（Th-TcThTc）] （8）

（3）漏風(fēng)火用損失：[Elf=QT0（Th-TlThTl）] （9）

1.4.2外部火用損失

鍋爐外部火用損失包括：排煙、氣體、固體、散熱和灰渣火用損失。由于各項(xiàng)損失能量的能級(jí)較低，很難被利用，不是節(jié)能的潛力所在。

1.5火用效率的計(jì)算

（1）正平衡火用效率：[ηe=Eqc+EgsEr100%] （10）

（2）反平衡火用效率：[ηe=100-∑ess%] （11）

1.6火用效率與熱效率的關(guān)系

從正平衡的角度考慮，鍋爐火用效率與熱效率的關(guān)系為：

[ηe=ηrQEr（1-T0Tm）] （12）

2 計(jì)算實(shí)例與分析

2.1計(jì)算實(shí)例

對(duì)某廠BG-130/3.82-M鍋爐及其系統(tǒng)進(jìn)行測試，測得數(shù)據(jù)如下：

鍋爐熱效率為90.6%，火用效率為49.7%。

表1 汽輪發(fā)電機(jī)組能量損失率（%）

表2 鍋爐熱損失率與火用損失率（%）

2.2計(jì)算結(jié)果分析

分析表1可得：

（1）鍋爐火用效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于熱效率。

（2）汽輪發(fā)電機(jī)組熱損失最多的是冷凝器，而火用損失最多的是鍋爐。

分析表2可得：

（1）鍋爐的熱損失主要由排煙熱損失造成，這樣的結(jié)果會(huì)使人們產(chǎn)生誤區(qū)，雖然排煙溫度每降低15℃，鍋爐熱效率增加1%，但對(duì)于大型鍋爐排煙溫度已經(jīng)降到很低了，且能源品質(zhì)差，節(jié)能潛力很??；對(duì)于其它熱損失，數(shù)值很小，進(jìn)一步的降低，只會(huì)增加成本。對(duì)于大型鍋爐，用熱平衡分析已很難找到節(jié)能的方向。

（2）鍋爐的火用損失主要由內(nèi)部損失造成，內(nèi)部損失包括燃燒火用損失、傳熱火用損失、漏風(fēng)火用損失。