机械不完全燃烧怎么计算

A. 锅炉热效率计算方法及如何计算

一.燃气锅炉
锅炉蒸发量与锅炉热效率
1吨/时（t/h）≈60×104千卡（大卡）/时（kcal/h）
≈0.7兆瓦（MW）

二.循环流化床锅炉热效率计算
1 概述
河北热电有限责任公司新近投产了四台循环流化床锅炉，型号为DG410/9.81?9，其主要参数为蒸发量410t/h,主汽压力9.81MPa，主汽温度540℃，给水温度225℃，汽包压力11.08 MPa，床温896℃，给煤量46.93 t/h，石灰石量4.8 t/h，总空气量361000Nm3/h。DG410/9.81?9型循环流化床锅炉炉膛宽13716mm，深6705mm；前墙设4台给煤机，每台出力为36 t/h，左右各设有2台风水冷联合冷渣器；点火方式采用床下风道点火器点火，床下风道点火器设2台，出力为1650kg/h，床上油枪设4台，出力为500kg/h。锅炉结构如右图所示。
自2002年11月30日投入运行以来，经过运行人员不断的摸索，总结经验教训，锅炉的运行水平不断提高，现今已顺利通过调试期，进入试生产运行阶段。下面就简单讨论一下DG410/9.81?9型循环流化床锅炉的热效率计算。

2 问题提出及分析
2.1 为了研究循环流化床锅炉的热效率计算，首先要了解循环流化床锅炉与煤粉炉的差异。循环流化床锅炉与煤粉炉相比，存在以下几大不同：
(1) 燃烧及换热的机理的差异：循环流化床燃烧具有低温、强化燃烧的特点，它的基本原理是床料（8mm以下）在流化状态下进行燃烧。粗颗粒在密相区的床上燃烧，细颗粒在稀相区燃烧，被烟气夹带出炉膛的细颗粒采用旋风分离器收集下来，通过“J”阀返送回床内循环燃烧。由于燃烧机理的差异，传热过程也存在不同，它主要包括3个过程：气体对流传热、辐射传热和颗粒对流传热。其中由于气体中混有了固体颗粒，悬浮物的比定容热容必然比单纯是气体时大，因此颗粒对流传热占的比例较大。
(2) 设计结构的不同：根据燃烧及换热机理的差异，循环流化床锅炉与煤粉炉相比，以我公司为例，又增加了汽冷式旋风分离器、“J”阀回料器和风水冷联合冷渣器等配套设备。其中汽冷式旋风分离器和“J”阀回料器的主要作用是构成锅炉内部的物料循环；风水冷联合冷渣器的主要作用是通过冷渣器排出炉膛下部床上的物料，以维持合理的床层压差，保证物料在床上的正常流化。
(3) 脱硫过程的不同：循环流化床锅炉是将脱硫剂（石灰石）直接送入炉膛，煅烧出的氧化钙与燃烧产生的二氧化硫气体反应，生成的硫酸钙通过冷渣器排出炉膛，从而达到脱硫的目的。由于锅炉的正常床温正好是脱硫的最佳温度范围（850℃至900℃），同时由于物料在炉内的多次循环，又延长了脱硫剂在炉内的停留时间，使脱硫效率可达90%左右。
2.2 下面就以我公司DG410/9.81?9型循环流化床锅炉为例，来讨论它的热效率计算。
锅炉在稳定状态下，相对于1Kg燃煤的热平衡方程式如下：
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。
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，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，t/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，%。
Mcoal??锅炉每小时的入炉煤量，t/h。
q4= 100Q4/Qr（%）
(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 (℃)、排烟处的过量空气系数αpy（αpy =21.0/(21.0 - O2py)）和排烟容积比热容Cpy (KJ/(Nm3℃))计算得出，KJ/Kg。
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 (KJ/(Nm3℃))、冷空气的温度θlk (℃)和理论空气量Vo(Vo=0.0889(Car+0.375 Sar)+0.265Har-0.0333Oar, Nm3/ Kg)计算得出，KJ/Kg。
q2=100Q2/Qr（%）
(5) Q3是化学不完全燃烧热损失量，KJ/Kg。
Q3=236(Car+0.375Sar)(Mco/28)/(Mso2/64+Mnox/46)(1- q4/100)
式中Mco、Mso2、Mnox??分别为排烟烟气中CO、SO2、NOX所含的质量，mg/ Nm3。
q3=100Q3/Qr（%）
(6) Q5是锅炉散热损失量，KJ/Kg。
q5=(0.28*410.0)/H
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
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和温度计算得出。
q6=100Q6/Qr（%）
(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）
序号
项目
符号
单位
实际数据
设计数据
1
排烟热损失
q2
%
5.19
5.1
2
化学不完全燃烧热损失
q3
%
0.43
0.1
3
机械不完全燃烧热损失
q4
%
3.30
2.5
4
散热损失
q5
%
0.28
0.14
5
灰渣物理热损失
q6
%
0.77
0.70
6
反平衡热效率
η
%
90.03
91.46
根据实际运行数据与设计数据的差异，为了降低各项热损失指标，提高锅炉热效率，我们在以下几个方面做出了改进：
(1) 尽量降低排烟温度。在尾部受热面已经确定的情况下，根据需要适当增加尾部受热面的吹灰次数。通过吹灰，减少尾部受热面上的积灰程度，避免局部堵灰现象，以此加大尾部受热面的传热温压，降低排烟温度，减少排烟热损失。
(2) 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和石灰石量的投入多少，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。
(3) 对冷渣器的可靠运行要足够重视。一方面，要保证冷渣器的可靠排渣，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。
(4) 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。
(5) 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。

参考文献：
[1] 岑可法，倪明江等。循环流化床锅炉理论设计与运行。北京：中国电力出版社，1997。
[2] 刘德昌主编。流化床燃烧技术的工业应用。北京：中国电力出版社，1998。

作者简介：
何勇超（1977?），男，助理工程师，大学学历，循环流化床锅炉主值班员，主要从事循环流化床锅炉的调试及运行工作

B. 什么是完全燃烧和不完全燃烧

完全燃烧：是指燃料中所含有的全部可燃物质（碳、氢、硫等）在与氧化合后，只生成二氧化碳、水蒸气和二氧化硫的燃烧。

不完全燃烧：指的是自然界中的可燃性物品在燃烧过程中燃烧不充分的过程。

不完全燃烧按发生原因的不同，有化学不完全燃烧和机械不完全燃烧两种。前者指在燃烧产物中尚残存有一氧化碳、氢、甲烷等可燃物质；后者指一部分燃料在燃烧设备内未能参与燃烧，而以煤核、炭粒、油滴或积焦的形态出现。

导致不完全燃烧的原因：

燃料与空气配合不当(即过量空气系数太小或太大)、燃料品种与燃料设备不相适应、燃烧块煤时燃料在炉篦上分布不匀、燃烧煤粉时燃料在炉篦上分布不匀或煤粉与空气（二次风）混合不好、液体燃料常因雾化质量欠佳而使燃烧温度过低或过高、燃料在燃烧设备内停留的时间过于短暂等。

(2)机械不完全燃烧怎么计算扩展阅读：

完全燃烧须具备的条件：

1、要有与燃料品种相适应的良好燃烧设备；

2、燃烧块煤时尽可能使燃料在炉篦（炉排）上均匀分布，燃用煤粉时要合理使用二次风，对于液体燃料则需保证有良好的雾化质量；

3、供给适量的助燃空气，即过量空气系数要恰当；

4、对燃烧温度进行必要的控制，使之不致过低或过高；

5、保证燃料在炉瞠（或燃烧室）内有足够的停留时间。

C. 锅炉机械未完全燃烧的热损失是多少

机械不完全燃烧热损失指的是飞灰、炉排漏煤等，根据锅炉结构和燃烧特性不同，所以实际产生的比例也不同，但是不能超过4%。

D. 物体没有完全燃烧时热机的效率 www.zybang.com

燃料完全燃烧所放出的热量作为总能量Q=q*m；汽车发动机的得到的机械能为有用能量.
热机效率=W有/qm
当然了没有完全燃烧的时候,总能量也要按照完全燃烧的来计算!所以不完全燃烧热机效率减小

E. 火力发电厂锅炉经济性中机械不完全燃烧损失计算方法

燃料中未燃烧或未燃尽碳造成的热损失，这些碳残留在灰渣中，也称为机械未完全燃烧损失或未燃碳损失。设计锅炉时， 可按燃料种类和燃烧方式选用，热力计算方法中有推荐值。对固态除渣煤粉炉：褐煤 q4=1%，烟煤 q4=2%，贫煤 q4=3%，无烟煤q4= 4%；燃油和燃气炉 q4=0

F. 锅炉总热效率如何计算

单位时间内锅炉有效利用热量占锅炉输入热量的百分比，或相应于每千克燃料(固体和液体燃料)，或每标准立方米(气体燃料)所对应的输入热量中有效利用热量所占百分比为锅炉热效率，是锅炉的重要技术经济指标，它表明锅炉设备的完善程度和运行管理水平。锅炉的热效率的测定和计算通常有以下两种方法：

1．正平衡法

用被锅炉利用的热量与燃料所能放出的全部热量之比来计算热效率的方法叫正平衡法，又叫直接测量法。正平衡热效率的计算公式可用下式表示：

热效率＝有效利用热量/燃料所能放出的全部热量*100％＝锅炉蒸发量*（蒸汽焓－给水焓）/燃料消耗量*燃料低位发热量*100％

式中 锅炉蒸发量——实际测定，kg/h；

蒸汽焓——由表焓熵图查得，kJ／kg；

给水焓——由焓熵图查得，kJ／kg；

燃料消耗量——实际测出，kg/h；

燃料低位发热量——实际测出，kJ／kg。

上述热效率公式没有考虑蒸汽湿度、排污量及耗汽量的影响，适用于小型蒸汽锅炉热效率的粗略计算。

从上述热效率计算公式可以看出，正平衡试验只能求出锅炉的热效率，而不能得出各项热损失。因此，通过正平衡试验只能了解锅炉的蒸发量大小和热效率的高低，不能找出原因，无法提出改进的措施。

2．反平衡法

通过测定和计算锅炉各项热量损失，以求得热效率的方法叫反平衡法，又叫间接测量法。此法有利于对锅炉进行全面的分析，找出影响热效率的各种因素，提出提高热效率的途径。反平衡热效率可用下列公式计算。

热效率＝100％－各项热损失的百分比之和＝100％－q2－q3－ q4－ q5－q6

式中 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，％。

大多时候采用反平衡计算，找出影响热效率的主因。

(6)机械不完全燃烧怎么计算扩展阅读：

锅炉的热效率是指燃料送入的热量中有效热量所占的百分数。

燃煤锅炉热效率在70~85%，燃油、燃气、电热锅炉的热效率在90~99%。

提高锅炉热效率就是增加有效利用热量，减少锅炉各项热损失，其中重点是降低锅炉排烟热损失和机械未完全燃烧损失。

用途

（1）降低锅炉排烟热损失。

1）降低空气预热器的漏风率，特别是回转式空气预热器的漏风率。

2）严格控制锅炉锅水水质指标，当水冷壁管内含垢量达到400mg/m3时，应及时酸洗。

3）尽量燃用含硫量低的优质煤，降低空气预热器入口空气温度，现代大容量发电锅炉均装有空气预热器，防止空气预热器冷前端受热面上结露，导致空气预热器低温腐蚀。采用提高空气预热器入口空气温度，增大锅炉排烟温度（排烟热损失增加）的方法，延长空气预热器使用寿命。

（2）降低机械未完全燃烧热损失。

1）根据锅炉负荷及时间调整燃烧工况，合理配风，尽可能降低炉膛火焰中心位置，让煤在炉膛内充分燃烧。

2）根据原煤挥发分及时间调整给煤量，使煤量维持最佳值。

（3）降低锅炉的散热损失，主要加强锅炉管道及本体保温层的维护和检修。

以1吨锅炉为例，锅炉产热量为60万大卡/小时，天然气热值为8600大卡/小时。

（1）60万大卡/小时÷8600大卡/标准立方米÷100%≈69.76标准立方米

即锅炉在能量转换100%热效率的情况下，燃烧机燃烧69.76标准立方米的天然气即可产生60万大卡/小时的热量，即 可满足1吨锅炉的运行需求。

（2）60万大卡/小时÷8600大卡/标准立方米÷92%≈75.83标准立方米

即锅炉在能量转换92%热效率的情况下，燃烧机燃烧75.83标准立方米的天然气即可产生60万大卡/小时的热量，即可满足1吨锅炉的运行需求。

（3）60万大卡/小时÷8600大卡/标准立方米÷96%≈72.67标准立方米

即锅炉在能量转换96%热效率的情况下，燃烧机燃烧72.67标准立方米的天然气即可产生60万大卡/小时的热量，即可满足1吨锅炉的运行需求。

锅炉热效率越高，燃气耗量越低。

G. 锅炉热效率怎么计算，锅炉热效率怎么计算知识

现在锅炉热效率计算方法分两种
1.
正平衡，通过测量锅炉输入热量和输出热量来确定效率
2.
反平衡，通过计算各项热损失，计算锅炉效率。（比较常用）有利于发现影响热效率的原因，便于分析如何降低各项热损失，提高锅炉效率。
公式：效率=100-（q1+q2+q3+q4+q5+q6）
q2:排烟热损失，q3气体未完全燃烧损失,q4固体未完全燃烧损失，q5散热损失，q6灰渣物理热损失。

H. 汽车燃料没有完全燃烧,机械效率怎么变化

燃料完全燃烧所放出的热量作为总能量Q=q*m；汽车发动机的得到的机械能为有用能量。
热机效率=W有/qm
当然了没有完全燃烧的时候，总能量也要按照完全燃烧的来计算！所以不完全燃烧热机效率减小

I. 锅炉热损失的计算公式

锅炉热损失的计算公式：锅炉热效率=100%-（a+b+c+d+e)

1、a=排烟热损失。排烟温度每升高13℃左右热损失约增加1%，即（排烟温度-室温）/13。

2、b=气体不完全燃烧热损失。

3、c=机械未完全燃烧热损失。

4、d=散热损失。

5、e=灰渣物理热损失。

(9)机械不完全燃烧怎么计算扩展阅读：

排烟热损失

工业锅炉的排烟温度较高，在200～300度，这么高的排烟温度，就意味着燃料中较多的一部分热量被烟气带走散失在大气中，造成锅炉的排烟热损失。排烟温度越高，排烟热损失就越多。

为了降低排烟热损失，常常采用增加尾部受热面的办法，如增加省煤器和空气预热器等，但不能过多地降低排烟温度，否则会引起锅炉金属耗量增加较多和尾部受热面发生低温腐蚀的可能性增大。

J. 什么是机械不完全燃烧

煤在燃烧过程中，由于氧气不足或加煤量过大，煤中的固定炭与烟气中的co2反映，使其还原生成co，随废气排空，造成可燃物的浪费，该现象称之为化学不完全燃烧；
燃煤由于粒度过大、燃烧温度不够或燃烧时间不足，煤中的固定炭未能完全燃烬，与煤灰和煤渣混合一起清除出燃烧室，造成可燃物的浪费，该现象称之为机械不完全燃烧