技術｜鍋爐燃料計算方法

（1）燃料耗量計算：

式中：B——鍋爐燃料耗量（kg/h或Nm3/h）；

D——鍋爐每小時的產汽量（kg/h）；

QL——燃料的低位發熱值（千焦/公斤），一般取5500大卡/公斤；

η——鍋爐的熱效率（%），一般取75%，亦可按表1選?。?/p>

表1  鍋爐熱效率表

爐型	熱效率%	爐型	熱效率%
小型立式鍋爐	50~60	振動爐排鍋爐	70~80
臥式快裝鍋爐	60~70	沸騰爐	70
鏈條爐排鍋爐	70~80	煤粉爐	80~90
往復式鍋爐	70~80

i——鍋爐在某絕對工作壓力下的飽和蒸汽熱焓值（千焦/公斤），絕對壓力=表壓+1公斤/厘米2。具體取值見表2：

 

表2  飽和蒸汽熱焓表

壓力P（絕對壓力）（公斤/厘米2）	熱焓i		壓力P	熱焓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

備注：

1.0MP=10.0公斤/厘米2i0——鍋爐給水熱焓值（千焦/公斤），一般來說，給水溫度為20℃時，給水熱焓i0=20大卡/公斤=83.74千焦/公斤。常用公式可以簡化成：B=0.156D（kg/h）
（2）理論空氣需要量的計算：

①固體燃料：=6.055（m3/kg）

②液體燃料：

③氣體燃料 當Q≤3000kcal（12561kJ）/Nm3時，當Q＞3000kcal（12561kJ）/Nm3時，

 

④天然氣：式中：V0——燃料燃燒所需理論空氣量（Nm3/kg）；Q——燃料應用基的低位發熱值（kJ/kg）；

 

表3  全國主要能源折算標準表

燃料名稱	實物計量單位	全國使用標準
		國家統計局		標準總局
		熱值（kcal）	標準煤（kg）	熱值（kcal）	標準煤（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
綜合石油	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
天然氣	m3	9310	1.33	8500	1.214
焦爐煤氣	m3	4000	0.571	4300	0.614
城市煤氣	m3			4000	0.571
液化石油氣	m3			12000	1.714
電力	kwh			3000	0.429
瓦斯	m3			8000	1.14
洗煤	kg	7100	1.014

 

表4  常用可燃性物質低位發熱量表

可燃性物質名稱	發熱量（kcal/kg）	等價標煤（kg）
甲醇	5420	0.770
乙醇	7250	0.030
丙二醇	4320	0.610
異丙醇	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
氫	34000	4.850
一氧化碳	2410	0.340

 

（3）煙氣量的計算
①固體燃料=9.57（m3/kg）

②液體燃料

③氣體燃料當Q≤3000kcal（12561kJ）/Nm3時當Q＞3000kcal（12561kJ）/Nm3時對Q＜8250kcal（34543kJ）/Nm3的天然氣對Q＞8250kcal（34543kJ）/Nm3的天然氣

式中：在計算時，如果發熱量Q以kJ為單位計算，分母1000變成4187；Q以kcal為單位，分母則為1000。
Vy——實際煙氣量（Nm3/kg或Nm3/ Nm3）；

Q——燃料的低位發熱值（kJ/kg或kJ/ Nm3）；

V0——理論空氣需要量（Nm3/kg或Nm3/）；

α——過?？諝庀禂?，α=α0+△α，α0為爐膛過?？諝庀禂?，△α是煙氣流程上各段受熱面處的漏風系數，詳見表5，表6。

表5  爐膛過?？諝庀禂?alpha;0

燃燒方式	煙煤	無煙煤	重油	煤氣
手燒爐及拋機煤爐	1.3~1.5	1.3~2	1.15~1.2	1.05~1.10
鏈條爐	1.3~1.4	1.3~1.5
煤粉爐	1.2	1.25
沸騰爐	1.25~1.3

 

表6  漏風系數△α值

漏風部位	爐膛	對流管束	過熱器	省煤器	空氣予熱器	除塵器	鋼煙道（每10米）	磚煙道（每10米）
△α	0.1	0.15	0.05	0.1	0.1	0.05	0.01	0.05

 

（4）SO2排放量的計算=
式中：

G——二氧化硫的產生量，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——脫硫設施的二氧化硫去除率。

 

（5）燃煤煙塵排放量的計算=
式中：

Y——煙塵排放量，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——煙氣中煙塵占灰分量的百分數，%（其值與燃燒方式有關）；一般取20%。

η——除塵器的總效率，%。 

 

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

GNOX—煙氣中NOX排放量，kg/h；

β——燃燒氮向燃料型NO的轉化率，取20％；

Nar——燃料中收到基氮的含量； 

B——燃煤量，kg/h；

60萬大卡的導熱油爐相當于1噸鍋爐，60萬大卡/小時（0.698MW）

經驗：每小時煙氣量：每小時燃煤量×13000一噸煤產生6噸蒸汽煤渣=用煤量的30%

習慣上,蒸汽鍋爐容易單位一般用TH(按蒸汽容積流量或質量流量算),熱水鍋爐一般用熱量單位J或卡算.工業鍋爐中1t/h基本等同于0.7MW的熱量(因為同樣是1t/h但壓力不同熱量也不同)。
1千卡也就是習慣上說的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60萬大卡。
換句話說，每產出60萬大卡的熱量/小時，就可以說該鍋爐的容量是1T/H。所以有500萬大卡就得：500/60=8.3噸/H。
8.3噸只能近似得出，因為蒸汽鍋爐的容量要按該鍋爐設計工作壓力來算出，過熱蒸汽壓力不同，比焓是不同的，同樣體積的蒸汽所帶的熱量就不同了。
而熱水供熱鍋爐介質是水，且大多數為常壓或接近常壓，所以只對應相應的飽和水溫度。
所以熱水供熱鍋爐都用MW,蒸汽鍋爐用T。排污率是指鍋爐排污水量占鍋爐總蒸發量的百分率。
鍋爐的排污率是根據水質分析結果，通過下式進行計算而得。
即：

式中 

P-------鍋爐排污率，％；

S爐、S給、S汽——分別表示同一種鹽類離子在爐水、給水、蒸汽中的含量，mg／L。  

以軟化水作補給水的鍋爐，可用氯離子含量代人上述公式來計算排污率；以除鹽水做補給水的鍋爐；可以HSiOf含量代入上述公式計算。
鍋爐排污率規定：由于鍋爐排污要損失一些熱量和水量。據測算，排污率每增加1％，會使燃料消耗量增加O．3％左右，所以在保證鍋爐水、汽質量的前提下要盡量減少鍋爐排污率。    

通常，低壓小容量鍋爐排污率控制在5％～10％；對中、高壓鍋爐，以除鹽水做補給水的凝汽式電廠，其排污率不大于1％；以軟化水做補給水的凝汽式電廠，其排污率不大于2％；以除鹽水做補給水的熱電廠，其排污率不大于2％；以軟化水為補給水的熱電廠，其排污率不大于5％。同時為了防止因排污率過小，而使爐內有水渣積聚，鍋爐的排污率也不應小于0.3％。

鍋爐熱效率計算方法分兩種：正平衡，通過測量鍋爐輸入熱量和輸出熱量來確定效率反平衡，通過計算各項熱損失，計算鍋爐效率。（比較常用）有利于發現影響熱效率的原因，便于分析如何降低各項熱損失，提高鍋爐效率。
公式：效率=100-（q1+q2+q3+q4+q5+q6）q2:排煙熱損失，q3氣體未完全燃燒損失,q4固體未完全燃燒損失，q5散熱損失，q6灰渣物理熱損失。

例1、小剛學習了熱學的有關知識后，他想估算一下自己家煤爐的效率是多少。于是小剛仔細記錄了他家每天燒水、煮飯、炒菜需要的時間，并把它折算成了燒水的時間，相當于每天將30Kg20℃的水燒開。小明家實際平均每天需要燒4塊蜂窩煤，按每塊蜂窩煤含煤0．５Kg算，他家每天實際用煤2Kg．普通煤的熱值為３×１０７J/Kg,則他家煤爐的效率是多少？

［分析與解］：

煤爐燒水，化學能轉化為內能，水吸收的熱量是有用能量，完全燃燒煤所放出的熱量是總的能量。

煤爐的效率可用η=Q有用／Q總×１００％＝cmΔt/m\\\\'q×１００％計算。
Q有用=cmΔt=4.2×103×30×(100-20)J=1.008×107J

Q總＝mq＝2×3×107J＝6×107J

η＝Q有用/Q總×１００％＝1.008×107J／6×107J＝16.8％

例2、垃圾處理成為城市建設及可持續發展的一個重要問題?，F在人們已經可以變廢為寶了，利用垃圾中的可燃物質燃燒發電。某垃圾焚燒電廠，年處理垃圾2.16×105t。研究表明，生活垃圾的平均熱值為6.27×106J／Kg.如果利用垃圾作為燃料建立發電廠，每燃燒1t生活垃圾，可以發電240kw.h，那么，生活垃圾燃燒發電的效率是多少？

［分析與解］：

垃圾焚燒發電，把化學能轉化為內能后又轉化為電能，所發的電能為有用能量，垃圾焚燒所放出的能量為總能量。

此電廠的發電效率可用η＝Q有用/Q總×１００％＝W／mq×１００％ 計算。

Q有用＝W＝240kw.h＝240×3.6×106J＝8.64×108J

Q總＝mq＝1000×6.27×106J＝6.27×109J

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