循环流化床锅炉热力计算

循环流化床锅炉热效率计算 

我公司75t/h循环流化床锅炉，型号为UG75/3.82-M35，它的热效率计算为： 

一、煤种情况：

Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6  (KJ/Kg) ,相应的百分比热平衡方程式为：

100%=q1+q2+q3+q4+q5+q6  (%)

其中

1、Qr是伴随1Kg燃煤输入锅炉的总热量，KJ/Kg。

Qr= Qar+hrm+hrs+Qwl

式中Qar--燃煤的低位发热量，KJ/Kg；是输入锅炉中热量的主要来源。

Qar=12127 KJ/KgJ

hrm--燃煤的物理显热量，KJ/Kg；燃煤温度一般低于30℃，这一项热量相对较小。

hrs--相对于1Kg燃煤的入炉石灰石的物理显热量，KJ/Kg；这一项热量相对更小。

Qwl--伴随1Kg燃煤输入锅炉的空气在炉外被加热的热量，KJ/Kg；如果一、二次风入口暖风器未投入，这一部分热量也可不计算在内。

2、Q1是锅炉的有效利用热量，KJ/Kg；在反平衡热效率计算中，是利用其它热损失来求出它的。

3、Q4是机械不完全燃烧热损失量，KJ/Kg。

Q4= Qcc(MhzChz+MfhCfh+MdhCdh)/Mcoal

式中Qcc--灰渣中残余碳的发热量，为622 KJ/Kg。

    Mhz、Mfh、Mdh--分别为每小时锅炉冷渣器的排渣量、飞灰量和底灰量，分别为15、7、2t/h。

    Chz、Cfh、Cdh--分别每小时锅炉冷渣器的排渣、飞灰和底灰中残余碳含量占冷渣器的排渣、飞灰和底灰量的质量百分比，按2.4%左右。

Mcoal--锅炉每小时的入炉煤量，为20.125t/h。

所以Q4= Qcc(MhzChz+MfhCfh+MdhCdh)/Mcoal

=622（15*2.4+7*2+3.5*2.4）/20.125

=1694 KJ/Kg

q4= 100Q4/Qr（%）

 =100*1694/12127=13.9%

4、Q2是排烟热损失量，KJ/Kg。

Q2=(Hpy-Hlk)(1-q4/100)

式中Hpy--排烟焓值，由排烟温度θpy (135℃)、排烟处的过量空气系数αpy（αpy =21.0/(21.0 - O2py)）=1.24和排烟容积比热容Cpy=1.33 (KJ/(Nm3℃))计算得出，KJ/Kg。

Hpy=αpy (VgyCgy+ VH2OCH2O)θpy+Ifh      由于Ifh比较小可忽略不计

=1.24*( 5.05*1.33+0.615*1.51) *135

=1229

Hlk--入炉冷空气焓值，由排烟处的过量空气系数αpy、冷空气容积比热容Clk (1.31KJ/(Nm3℃))、冷空气的温度θlk (20℃)和理论空气量Vo(Vo=0.08(Car+0.375 Sar)+0.265Har-0.0333Oar, Nm3/ Kg)计算得出，KJ/Kg。

Vo=0.08(Car+0.375 Sar)+0.265Har-0.0333Oar,

 =0.08（42.97+0.375*0.34）+0.265*4.08-0.0333*9.63

=4.59

Hlk= VoCkθlk

   = 4.59 *1.31*20

  =120

Q2=(Hpy-Hlk)(1-q4/100)

=(1229-120)(1-13.9/100)

=953.74

q2=100Q2/Qr（%）

 =100*953.74/12127

=7.86%

5、Q3是化学不完全燃烧热损失量，KJ/Kg。

Q3=236(Car+0.375Sar)(Mco/28)/(Mso2/+Mnox/46)(1- q4/100)

=236（42.97+0.375*0.34）（5.6/28）/（619.8/+656.6/46）（1-15.6%）

=71.36

式中Mco、Mso2、Mnox--分别为排烟烟气中CO、SO2、NOX所含的质量，mg/ Nm3。分别为：5.6、619.8、656.6

q3=100Q3/Qr（%）

  =100*71.36/12127

=0.58%

6、Q5是锅炉散热损失量，KJ/Kg。

q5=(0.28*75.0)/H  %

 =（0.28*75）/.4

=0.32

式中H--锅炉的实际运行时的蒸发量，t/h。

7、Q6是锅炉的灰渣物理热损失量，KJ/Kg。

Q6=(HhzMhz*100/(100-Chz)+HfhMfh*100/(100-Cfh)+ HdhMdh*100/(100-Cdh)) / Mcoal

=（608*15*100/（100-2.4）+77*7*100/（100-2.4）+608*2*100/（100-2.4））/20.125

=553.7

式中Hhz、Hfh、Hdh--分别为锅炉冷渣器的排渣、飞灰和底灰的焓值，KJ/Kg，，由各自对应的平均比热容ch (1.185、1.0048)，温度900℃、65℃计算得出，分别为：Hhz=Aarahzchzθhz

    =0.5703*1.185*900=608 KJ/Kg

Hfh=Aarafhcfhθfh

    =0.5703*1.0048*135=77KJ/Kg

q6=100Q6/Qr（%）

=100*553.7/12127=4.56%

8、η是锅炉的反平衡热效率，%。

η=100-（q2+q3+q4+q5+q6）

3、结论

结合现场实际运行数据，计算的锅炉热效率与厂家提供的设计数据比较如下：（额定工况）

B=100/ηQr*[Dgr(h″gr-hgs)+Dpw(hpw-hgs)]

=100/(72.78*29310)*[.4(3297-440)+1*(1042-440)]

=8.65t/h

为了降低各项热损失指标，提高锅炉热效率，建议做如下改进：

1、根据循环流化床锅炉的燃烧机理，一定要保证床内物料的充分流化。最主要的两方面就是，首先要保证稳定的床压波动范围，根据入炉煤质的变化，及时投入相应数量的冷渣器，避免床压上升过高；同时在床压下降到较低时，也要及时停运冷渣器进行吹扫。其次要保证一次流化风量大于最小流化风量，并根据床温情况，适当加大。只有保证了床内物料的充分流化，才能避免发生床内局部结焦、床温偏差大和局部产生流化死区等不良现象，使入炉煤在炉膛得到充分的燃烧，以此减少锅炉冷渣器排渣中残余碳的质量含量Chz，降低机械不完全燃烧热损失。

 2、对冷渣器的投入运行要足够重视。一方面，冷渣器能够控制炉膛床压；另一方面，要控制冷渣器的运行参数，降低排渣温度，以此减少灰渣物理热损失。

  3、对炉膛内一、二次风的配比做进一步调整。一次流化风在保证物料充分流化的同时，也要保证炉膛密相区有一定的燃烧份额，使密相区的实际过量空气系数接近1，在欠氧燃烧状态。二次风从炉膛密相区和稀相区的分界处进入，根据O2%控制燃烧所需的总风量，保证细颗粒在稀相区的充分燃烧。另外，一、二次风共同作用，保证物料在炉内的循环倍率，提高细颗粒再燃烧的机率，降低飞灰中的残余碳含量Cfh，进一步减少机械不完全燃烧热损失。

 4、加强对锅炉外部保温材料的完善，发现缺陷及时检修，减少锅炉的散热损失。