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锅炉各项热损失和效率的确定对没有补燃的余热锅炉,化学不完全燃烧热损失(q3)及机械不完全热损失(q4)为0.只考虑排烟热损失(q2)、散热损失(q5)及灰渣物理热损失(q6)。
余热锅炉的排烟热损失为:q2=(Ipy-ΔVkI0lk)I′y×100式中Ipy―排烟焓,即余热锅炉烟气出口焓,kJ/h;I0lk―进入锅炉的冷空气焓,kJ/h;I′y―余热锅炉入口烟气焓,kJ/h.
散热损失可根据经验确定,或参照锅炉选取。灰渣物理热损失为各排灰点灰渣带出热量占余热锅炉入口烟气焓的百分数,公式为:q6=ΣαphαhVy(cθ)phI′y×100(8)式中(cθ)ph―1kg灰在排灰温度下的焓值,kJ/kg;αph―某一排灰点的排灰量占总灰量的份额。
锅炉效率为:η=100-q2-q5-q6锅炉有效利用热量的确定锅炉的有效利用热量为Qyx=ηI′y/3600(10)式中Qyx―锅炉的有效利用热量,kW;I′y―余热锅炉入口烟气焓,kJ/h.
锅炉蒸发量的计算当余热锅炉入口烟气条件稳定时,对饱和蒸汽锅炉,锅炉蒸发量的计算公式为:Di=Qyx/<(ibq-igs-rW100)+ρpw100(ibs-igs)>式中Di―锅炉蒸发量,kg/h;ibq、ibs、igs―饱和蒸汽焓、饱和水焓、给水焓,kJ/kg;r―汽化潜热,kJ/kg;W―蒸汽湿度,%;ρpw―锅炉排污率,%。
Consteel电加热炉虽然是连续加热,但是炉料的添加是间歇的。因此,供给余热锅炉的入口烟气条件是变化的,使得不同时间段内锅炉的蒸发量不同。锅炉的总蒸发量为不同入口烟气条件下锅炉蒸发量的和。
锅炉的平均蒸发量为:D=ΣτiDiτ式中τi―入口烟气条件稳定在某一参数下的时间,min;Di―时间τi内锅炉蒸发量,kg/h;τ―电炉工作一个周期所用的时间,min.
算例烟气入口条件及技术要求余热锅炉的进口烟气为65tConsteel电炉的排气,烟气量、烟气温度、烟气成分及含尘浓度。气含尘浓度,g/Nm35~15要求锅炉排烟温度低于200℃;锅炉烟气侧阻力损失<1500Pa;锅炉给水温度为104℃;锅炉连续产汽(饱和蒸汽),锅炉额定工作压力116MPa.
对锅炉入口烟气温度的处理在给定的余热锅炉入口烟气条件中,某一时间段内的烟气温度为一个范围。例如,10~20min内的入口烟气温度为700~800℃。计算中,取该时间段内的入口烟气温度为给定温度范围的算术平均值。即认为某一时段内的烟气温度为一恒定数值。此时,余热锅炉入口烟气温度随时间的变化呈阶梯形分布,。
热平衡计算结果对本算例中的余热锅炉,热平衡计算的目的是计算出锅炉的热效率、有效利用热量和蒸发量。计算中,由于烟气中的飞灰浓度和排灰温度较低,故灰渣物理热损失忽略不记,q6=0;散热损失按20t/h锅炉选取,q5=113%;排烟热损失的计算结果;计算时,漏风系数取为0105,排烟温度由锅炉热力计算确定(篇幅所限,关于锅炉的热力计算详细结果,将在另文论述)。锅炉效率、有效利用热量和锅炉蒸发量的计算结果、和5.
随着锅炉入口烟气温度的降低,排烟损失增加,这是因为锅炉入口烟气温度降低时,排烟温度和排烟损失的热量变化不大,而锅炉的有效利用热量大大降低,造成排烟损失增加。锅炉效率、锅炉有效利用热量和锅炉蒸发量随锅炉入口烟气温度降低。按式计算出锅炉的平均蒸发量为2311t/h.
结论
(1)烟气入口参数不稳定的余热锅炉,各项热损失、锅炉效率、有效利用热量和蒸发量按文中公式计算。
(2)对65tConsteet电炉炼钢设备余热锅炉的热平衡计算表明,锅炉的排烟热损失随烟气入口温度的降低而增加,而锅炉效率、有效利用热量和蒸发量随烟气入口温度的降低而降低,锅炉的平均蒸发量为2311t/h.
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