技术｜锅炉燃料计算方法

（1）燃料耗量计算：

式中：B——锅炉燃料耗量（kg/h或Nm3/h）；

D——锅炉每小时的产汽量（kg/h）；

QL——燃料的低位发热值（千焦/公斤），一般取5500大卡/公斤；

η——锅炉的热效率（%），一般取75%，亦可按表1选取：

表1  锅炉热效率表

炉型	热效率%	炉型	热效率%
小型立式锅炉	50~60	振动炉排锅炉	70~80
卧式快装锅炉	60~70	沸腾炉	70
链条炉排锅炉	70~80	煤粉炉	80~90
往复式锅炉	70~80

i——锅炉在某绝对工作压力下的饱和蒸汽热焓值（千焦/公斤），绝对压力=表压+1公斤/厘米2。具体取值见表2：

 

表2  饱和蒸汽热焓表

压力P（绝对压力）（公斤/厘米2）	热焓i		压力P	热焓i
	（大卡/公斤）	（千焦/公斤）		（大卡/公斤）	（千焦/公斤）
0.5	631.6	2644.4	1.0	638.7	2674.1
1.5	643.6	2694.6	2.0	646.3	2705.9
2.5	648.7	2716.0	3.0	650.8	2724.8
3.5	652.4	2731.5	4.0	653.9	2737.8
4.5	655.2	2743.2	5.0	656.3	2748.8
6.0	658.3	2756.2	7.0	659.9	2762.9
8.0	661.2	2768.3	9.0	662.3	2772.9
（常用）10.0	663.3	2777.1	11.0	664.1	2780.5
12.0	664.9	2783.8	13.0	665.6	2786.7
14.0	666.2	2789.3	15.0	666.7	2791.3
16.0	667.1	2793.0	17.0	667.5	2794.7
18.0	667.8	2796.0	19.0	668.2	2797.6
20.0	668.5	2798.9

备注：

1.0MP=10.0公斤/厘米2i0——锅炉给水热焓值（千焦/公斤），一般来说，给水温度为20℃时，给水热焓i0=20大卡/公斤=83.74千焦/公斤。常用公式可以简化成：B=0.156D（kg/h）
（2）理论空气需要量的计算：

①固体燃料：=6.055（m3/kg）

②液体燃料：

③气体燃料 当Q≤3000kcal（12561kJ）/Nm3时，当Q＞3000kcal（12561kJ）/Nm3时，

 

④天然气：式中：V0——燃料燃烧所需理论空气量（Nm3/kg）；Q——燃料应用基的低位发热值（kJ/kg）；

 

表3  全国主要能源折算标准表

燃料名称	实物计量单位	全国使用标准
		国家统计局		标准总局
		热值（kcal）	标准煤（kg）	热值（kcal）	标准煤（kg）
原煤	kg	5000	0.714	5000	0.714
焦煤	kg	6800	0.97	6800	0.971
蒸汽	kg	889	0.127
综合石油	kg		1.44
原油	kg	10000	1.43	10000	1.429
重油	kg	9700	1.39	10000	1.429
汽（煤）油	kg	10300	1.46	10300	1.471
柴油	kg	10100	1.44	11000	1.570
油渣	kg			9000	1.285
天然气	m3	9310	1.33	8500	1.214
焦炉煤气	m3	4000	0.571	4300	0.614
城市煤气	m3			4000	0.571
液化石油气	m3			12000	1.714
电力	kwh			3000	0.429
瓦斯	m3			8000	1.14
洗煤	kg	7100	1.014

 

表4  常用可燃性物质低位发热量表

可燃性物质名称	发热量（kcal/kg）	等价标煤（kg）
甲醇	5420	0.770
乙醇	7250	0.030
丙二醇	4320	0.610
异丙醇	8040	1.140
丁醇	8730	1.240
醋酸乙酯	6030	0.860
醋酸丁酯	7290	1.040
醋酸戊酯	7710	1.10
丙酮	7250	1.030
乙醚	8800	1.250
苯	10090	1.440
甲苯	10150	1.450
二甲苯	10300	1.470
乙烯	12020	1.710
丙烯	11220	1.600
乙炔	12000	1.710
氢	34000	4.850
一氧化碳	2410	0.340

 

（3）烟气量的计算
①固体燃料=9.57（m3/kg）

②液体燃料

③气体燃料当Q≤3000kcal（12561kJ）/Nm3时当Q＞3000kcal（12561kJ）/Nm3时对Q＜8250kcal（34543kJ）/Nm3的天然气对Q＞8250kcal（34543kJ）/Nm3的天然气

式中：在计算时，如果发热量Q以kJ为单位计算，分母1000变成4187；Q以kcal为单位，分母则为1000。
Vy——实际烟气量（Nm3/kg或Nm3/ Nm3）；

Q——燃料的低位发热值（kJ/kg或kJ/ Nm3）；

V0——理论空气需要量（Nm3/kg或Nm3/）；

α——过剩空气系数，α=α0+△α，α0为炉膛过剩空气系数，△α是烟气流程上各段受热面处的漏风系数，详见表5，表6。

表5  炉膛过剩空气系数α0

燃烧方式	烟煤	无烟煤	重油	煤气
手烧炉及抛机煤炉	1.3~1.5	1.3~2	1.15~1.2	1.05~1.10
链条炉	1.3~1.4	1.3~1.5
煤粉炉	1.2	1.25
沸腾炉	1.25~1.3

 

表6  漏风系数△α值

漏风部位	炉膛	对流管束	过热器	省煤器	空气予热器	除尘器	钢烟道（每10米）	砖烟道（每10米）
△α	0.1	0.15	0.05	0.1	0.1	0.05	0.01	0.05

 

（4）SO2排放量的计算=
式中：

G——二氧化硫的产生量，kg/h；

B——燃煤量，kg/h；

S——煤的含硫量，%；淮南煤1.0%，淮北煤0.5% 。

D——可燃硫占全硫量的百分比，%，一般取80%左右；

η——脱硫设施的二氧化硫去除率。

 

（5）燃煤烟尘排放量的计算=
式中：

Y——烟尘排放量，kg/h；

B——燃煤量，kg/h；

A——煤的灰分含量，%；淮南煤18~28%9*，淮北煤16~32%。

D——烟气中烟尘占灰分量的百分数，%（其值与燃烧方式有关）；一般取20%。

η——除尘器的总效率，%。 

 

(6) NOX排放量计算
GNOX=1.63B×103（βNar＋0.000938）
式中：

GNOX—烟气中NOX排放量，kg/h；

β——燃烧氮向燃料型NO的转化率，取20％；

Nar——燃料中收到基氮的含量； 

B——燃煤量，kg/h；

60万大卡的导热油炉相当于1吨锅炉，60万大卡/小时（0.698MW）

经验：每小时烟气量：每小时燃煤量×13000一吨煤产生6吨蒸汽煤渣=用煤量的30%

习惯上,蒸汽锅炉容易单位一般用TH(按蒸汽容积流量或质量流量算),热水锅炉一般用热量单位J或卡算.工业锅炉中1t/h基本等同于0.7MW的热量(因为同样是1t/h但压力不同热量也不同)。
1千卡也就是习惯上说的1大卡1卡=4.187J，1K卡=4.187KJ,查表知0.7MW=1T/H=60*10e4大卡/H.也就是60万大卡。
换句话说，每产出60万大卡的热量/小时，就可以说该锅炉的容量是1T/H。所以有500万大卡就得：500/60=8.3吨/H。
8.3吨只能近似得出，因为蒸汽锅炉的容量要按该锅炉设计工作压力来算出，过热蒸汽压力不同，比焓是不同的，同样体积的蒸汽所带的热量就不同了。
而热水供热锅炉介质是水，且大多数为常压或接近常压，所以只对应相应的饱和水温度。
所以热水供热锅炉都用MW,蒸汽锅炉用T。排污率是指锅炉排污水量占锅炉总蒸发量的百分率。
锅炉的排污率是根据水质分析结果，通过下式进行计算而得。
即：

式中 

P-------锅炉排污率，％；

S炉、S给、S汽——分别表示同一种盐类离子在炉水、给水、蒸汽中的含量，mg／L。  

以软化水作补给水的锅炉，可用氯离子含量代人上述公式来计算排污率；以除盐水做补给水的锅炉；可以HSiOf含量代入上述公式计算。
锅炉排污率规定：由于锅炉排污要损失一些热量和水量。据测算，排污率每增加1％，会使燃料消耗量增加O．3％左右，所以在保证锅炉水、汽质量的前提下要尽量减少锅炉排污率。    

通常，低压小容量锅炉排污率控制在5％～10％；对中、高压锅炉，以除盐水做补给水的凝汽式电厂，其排污率不大于1％；以软化水做补给水的凝汽式电厂，其排污率不大于2％；以除盐水做补给水的热电厂，其排污率不大于2％；以软化水为补给水的热电厂，其排污率不大于5％。同时为了防止因排污率过小，而使炉内有水渣积聚，锅炉的排污率也不应小于0.3％。

锅炉热效率计算方法分两种：正平衡，通过测量锅炉输入热量和输出热量来确定效率反平衡，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。

例1、小刚学习了热学的有关知识后，他想估算一下自己家煤炉的效率是多少。于是小刚仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间，并把它折算成了烧水的时间，相当于每天将30Kg20℃的水烧开。小明家实际平均每天需要烧4块蜂窝煤，按每块蜂窝煤含煤0．５Kg算，他家每天实际用煤2Kg．普通煤的热值为３×１０７J/Kg,则他家煤炉的效率是多少？

［分析与解］：

煤炉烧水，化学能转化为内能，水吸收的热量是有用能量，完全燃烧煤所放出的热量是总的能量。

煤炉的效率可用η=Q有用／Q总×１００％＝cmΔt/m\\\\'q×１００％计算。
Q有用=cmΔt=4.2×103×30×(100-20)J=1.008×107J

Q总＝mq＝2×3×107J＝6×107J

η＝Q有用/Q总×１００％＝1.008×107J／6×107J＝16.8％

例2、垃圾处理成为城市建设及可持续发展的一个重要问题。现在人们已经可以变废为宝了，利用垃圾中的可燃物质燃烧发电。某垃圾焚烧电厂，年处理垃圾2.16×105t。研究表明，生活垃圾的平均热值为6.27×106J／Kg.如果利用垃圾作为燃料建立发电厂，每燃烧1t生活垃圾，可以发电240kw.h，那么，生活垃圾燃烧发电的效率是多少？

［分析与解］：

垃圾焚烧发电，把化学能转化为内能后又转化为电能，所发的电能为有用能量，垃圾焚烧所放出的能量为总能量。

此电厂的发电效率可用η＝Q有用/Q总×１００％＝W／mq×１００％ 计算。

Q有用＝W＝240kw.h＝240×3.6×106J＝8.64×108J

Q总＝mq＝1000×6.27×106J＝6.27×109J

η＝Q有用/Q总×１００％＝8.64×108J／6.27×109J＝13.8％