飞灰取样器飞灰量难以直接测定，通常用灰平衡法求得

一 实验目的

       测定锅炉热效率，学生通过热效率测定，初步掌握其方法，获得一次综合实验技能训练。

二 实验原理

锅炉热效率可用热平衡实验方法测定，测定方法有正平衡和反平衡实验两种，实验必须在锅炉稳定工况下进行。

1 正平衡法

     正平衡按式（1-1）进行，锅炉热效率即有效利用热量占燃料带入锅炉热量的百分数：

                                        （1-1）

有效利用热量 按下式计算：

       kJ/kg           （1-2）

式中   ——锅炉每小时有效吸热量，kJ/h；

          B   —— 每小时燃料消耗量,kg/h。

蒸汽锅炉每小时有效吸热量 按下式计算：

  kJ/h   （1-3）

式中

——锅炉蒸发量，t/h；

—— 蒸汽焓，kJ/kg；

—— 锅炉给水焓，kJ/kg； 

—— 排污水焓，即锅炉压力下的饱和水焓，kJ/kg；

——锅炉排污水量，t/h；

由于供热锅炉都是定期排污，为简化测试工作，在热平衡测试期间，可不进行排污。

当锅炉生产饱和蒸汽时，蒸汽干度一般都小于1，湿蒸汽的焓可按下式计算：

                           kJ/kg                （1-4）

式中    ——干饱和蒸汽的焓，kJ/kg；

         ——蒸汽的汽化潜热，kJ/kg；

        ——蒸汽湿度，%。供热锅炉生产的饱和蒸汽通常有1～5%的湿度。

热水锅炉每小时吸收热量 按下式计算：

                      kJ/h               （1-5）   

式中  ——热水锅炉每小时加热水量，t/h；

、 ——热水锅炉进水和出水焓，kJ/kg。

      供热锅炉常采用正平衡法测定热效率，因为只要测定燃料消耗量、燃料应用基地位发热量、锅炉蒸发量、压力和温度即可算出热效率。

2 反平衡法

      正平衡法只能求得锅炉的热效率，不可能借以分析影响锅炉热效率的原因，因此需要测出锅炉的各项热损失，用（1-6）式计算锅炉的热效率，称反平衡法。

                            (1-6)

正平衡测试时间为4小时，反平衡测试时间为3小时。对热平衡测试，在精度上有一定要求，两次热效率实验的测试误差，对正平衡法不得大于4%，反平衡法不得大于6%。锅炉热效率以两次平均值计算。同时用正平衡、反平衡法时，两种方法所测得的热效率偏差不得大于5%。

2．1 固体不完全燃烧热损失的测定和计算

       对于运行中的锅炉，分别收集它每小时的灰渣、漏煤和飞灰重量  、 和 （kg/h），同时分析出它们所含可燃物的质量百分数 、 和 （%）和可燃物的发热量 、 和 （kJ/kg），则灰渣、漏煤和飞灰损失 、 和 分别为

                         kJ/kg                 （1-7）

                        kJ/kg                 （1-8）

                        kJ/kg                 （1-9）

      通常灰渣、漏煤和飞灰取样器中可燃物被认定为碳，其发热量为32657 kJ/kg，因此固体不完全燃烧热损失可按下式计算：

= + +     kJ/kg   （1-10）

                           %        （1-11）

在热平衡测试中，（飞灰取样器）飞灰量难以直接测定，通常用灰平衡法求得。所谓灰平衡法就是进入炉内的燃料的总灰量等于灰渣、漏煤和飞灰量之和。即：

  =     （1-12）

将上式两边分别乘以 ，则变为

            1=  + +        （1-13）

将右边三项分别以 、 和 表示，则：

                        1= + +                         （1-14）

式中 、 和 分别表示灰渣、漏煤和飞灰量占燃料总量的份额

                       =                      （1-15）

=                       （1-16）

=                      （1-17）

故                                         （1-18）

                         （1-19）

                         （1-20）

将公式（1-18）、（1-19）、（1-20）代入（1-10）和（1-11）中，则：

             kJ/kg  （1-21）

 %       （1-22）

在热平衡实验中，测定 和 后用式（1-15）和（1-16）求得 和 ，用（1-14）式可求 ，而 、 和 由取样分析求得，****用式（1-22）求 。