鍋爐火用平衡分析及節能措施

1 鍋爐火用平衡計算

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，其平衡關系為：

[Er+Ek]=[（Eqc-Egs）+∑Ess] （1）

1.2輸入火用的計算

（1）燃料（煤）火用

其中物理火用：[Ews=cr[（Tr-T0）-T0lnTrT0]] （2）

化學火用可按朗特公式計算：[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火用損失的計算

1.4.1內部火用損失

（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。由于各項損失能量的能級較低，很難被利用，不是節能的潛力所在。

1.5火用效率的計算

（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系

從正平衡的角度考慮，鍋爐火用效率與熱效率的關系為：

[ηe=ηrQEr（1-T0Tm）] （12）

2 計算實例與分析

2.1計算實例

對某廠BG-130/3.82-M鍋爐及其系統進行測試，測得數據如下：

鍋爐熱效率為90.6%，火用效率為49.7%。

表1 汽輪發電機組能量損失率（%）

表2 鍋爐熱損失率與火用損失率（%）

2.2計算結果分析

分析表1可得：

（1）鍋爐火用效率遠遠低于熱效率。

（2）汽輪發電機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，這樣的結果會使人們產生誤區，雖然排煙溫度每降低15℃，鍋爐熱效率增加1%，但對于大型鍋爐排煙溫度已經降到很低了，且能源品質差，節能潛力很小；對于其它熱損失，數值很小，進一步的降低，只會增加成本。對于大型鍋爐，用熱平衡分析已很難找到節能的方向。

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