Consteel电炉余热锅炉的热平衡计算方法研究张培亭(黑龙江省特种设备检验研究所,黑龙江哈尔滨150001)摘要:针对Consteel电炉余热锅炉烟气入口参数不稳定的特点,得到了余热锅炉的各项热损失、锅炉效率、有效利用热量和蒸发量的计算公式。对65tConsteel电炉炼钢设备余热锅炉进行了热平衡计算,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。中图分类号:TK229192+9文章编号:1002-6339(2005)01-0025-03文献标识码:AStudyofComputingMethodonHeatBalancewithConsteelElectricHeatRecoveryBoilerZHANGPei-ting(HeilongjiangSpecialEquipmentInspection&ResearchInstitute,Harbin150001,China)Abstract:AimingatthefeaturesthattheinletconditionsoffluegasareunstableonConsteelelectricheatre2coveryboiler,calculationformulasofheatloss,boilerefficiency,efficientlyutilizableheatandevaporationca2pacityareobtained,withwhichaheatbalancecalculationwasappliedtoa65T/hConsteelelectriccouplerheatrecoveryboiler.Theresultsindicatesthattheheatlossisduetoexhaustgasincreasesastheinlettempera2tureoffluegasdecreases,buttheboilerefficiency,efficientlyutilizableheatandevaporationcapacitydecreasedastheinlettemperatureoffluegasdecreases.Averageevaporationcapacityoftheboileris23.1T/h.进行预测。0引言Consteel电炉炼钢设备的废气温度呈周期性变化〔1～2〕,最高温度可达1100℃,为了更有效地回收利用这部分余热,在电炉工艺系统中,安装了一台余热锅炉,产生饱和蒸汽供生产使用,以达到节能降耗的目的。锅炉的热平衡计算是锅炉各受热面传热计算的基础,余热锅炉的热量平衡和一般锅炉不同,特别是进口烟气温度阶梯变化的锅炉,其热平衡计算涉及到很多特殊问题。本文将对Consteel电炉余热锅炉的热平衡问题进行研究,并对余热锅炉的热力性能1锅炉的热平衡计算方法111各受热面出口烟气量的计算对于烟道处于负压状态下运行的余热锅炉,由于设备的不严密性,外部空气会漏入烟道,因此各受热面的出口烟气量由入口烟气量和漏风系数确定:V″y=(1+Δα)V′y(1)式中V′y、V″y———受热面入口和出口烟气量,Nm3/h;Δα———受热面漏风系数,定义为受热面漏风量与受热面入口烟气量的比值。烟气焓的计算112收稿日期2004-10-10修订稿日期2004-11-12余热锅炉的烟气为多种气体和固体的混合物,·25·作者简介:张培亭(1965～),男,硕士学位,高级工程师。αph———某一排灰点的排灰量占总灰量的份额。锅炉效率为:烟气焓为混合气体和固体焓值的和。本余热锅炉的烟气中含有H2O、N2、O2、CO2、空气等气态物质和飞灰。其烟气焓包括H2O、N2、O2、CO2等气体的焓、空气焓和飞灰焓三部分,即: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(9)(2)Iy=Iq+Ik+IhIy———烟气焓,kJ/h;Iq———H2O、N2、O2、CO2114式中等混合气体的焓,=ηI′y/3600Qyx———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(10)Qyx式中Ih———烟气中飞灰焓,kJ/h。H2O、N2、O2、CO2等混合气体焓的计算公式为:115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:αCOVy(cθ)CO+αNVy(cθ)N+Iq=2222αHOVy(cθ)HO+αOVy(cθ)O(3)ρpwrW2式中222Di=Qyx/(ibq-igs-)+(ibs-igs)]100100(cθ)CO、(cθ)N、(cθ)HO、(cθ)O———CO2、N2、2222(11)H2O、O2在θ℃时的焓值,kJ/Nm3;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,%;αCO、αN、αHO、αO———烟气中CO2、N2、2222H2O、O2的容积份额;Vy———余热锅炉入口烟气量,Nm3/h。空气焓的计算公式为:Ik=ΔVk(cθ)k(4)(cθ)k———空气在θ℃时的焓值,kJ/Nm3;ΔVk———漏风量,Nm3/h。式中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...