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羧甲基纤维素 |
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CMC |
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淀粉纤维素 |
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羧甲基淀粉 |
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CMS |
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阳离子聚丙烯酰胺 |
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阴离子聚丙烯酰胺 |
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PAM |
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絮凝剂 |
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羟丙基甲基纤维素 |
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锅炉热效率是燃煤锅炉运行经济性的重要指标。为了提高锅炉热效率，推动燃煤发电厂节能减排工作，我们有必要全面掌握各种因素对锅炉热效率的影响规律。本文以神华河北国华沧东发电有限责任公司1号锅炉为实例，推导了环境空气湿度变化对锅炉热效率影响的表达式，计算出了不同环境空气湿度下的由环境空气带入排烟的水蒸汽显热损失，分析了环境空气湿度与锅炉热效率的关系。
1 计算公式推导
锅炉热效率热损失法的计算公式为：
 [1] （1）
式中：  －排烟热损失，%；
 －可燃气体未完全损失，%；
 －固体未完全燃烧热损失，%；
 －锅炉散热损失，%；
 －灰渣物理显热损失，%；
 排烟热损失可分为 干烟气带走的热量损失和 烟气中的水蒸汽带走的热量损失两部分。
则公式（1）可写成：
 （2）
根据文献[1]的相关规定可以得出：当环境湿度变化而其它参数保持不变时 的值是不变的，而在锅炉热效率的简化计算中灰渣物理显热损失 一般可忽略不计。因此，环境湿度变化对锅炉热效率影响的表达式为：
 （3）
烟气中的水蒸汽 包括四部分：
a.燃料中的水分蒸发形成的水蒸汽；
b.空气中的湿分带入的水蒸汽；
c.燃料中的氢燃烧产生水蒸汽；
d.燃油雾化等带入的水蒸汽。
其中受环境湿度影响的仅是b项。因此，环境湿度变化时，只要计算出排烟中由环境空气带入的水蒸气的物理显热损失 的变化量，即可得出锅炉热效率的变化量。
2 计算实例
2.1 设备简介
神华河北国华沧东发电有限责任公司1号锅炉为上海锅炉厂有限公司设计制造的SG－2028/17.5－M909型控制循环燃煤炉。锅炉四角布置、切向燃烧，单炉膛，п型露天布置，全钢架悬吊结构，平衡通风，固态排渣。
2.2 定量计算的相关数据
选择机组设计工况下的数值进行计算。此次计算相关的锅炉设计煤质参数和机组设计参数见表1。
表1 计算相关数据
2.3 计算过程
（1）灰渣中平均含碳量与燃煤灰量之比率（%）：
 （4）
将表1相关数据代入公式(4)，灰渣比例取为9：1，得 （%）
（2）实际烧掉的碳的百分率（%）：
 （5）
将以上数据代入公式（5），得 （%）
（3）燃烧所需要的理论干空气体积（Nm3/kg）：
 （6）
将以上数据代入公式（6），得 Nm3/kg
（4）实际燃烧用的环境空气带入排烟的水蒸气体积（Nm3/kg）：
 （7）
将以上数据代入公式（7），得 Nm3/kg
（5）环境空气带入排烟的水蒸气的物理显热（kJ/kg）：
 （8）
将以上数据代入公式（8），得 ＝785.211kJ/kg
（6）环境空气带入排烟的水蒸气的物理显热损失（%）：
 （9）
将以上数据代入公式（9），得
3 环境空气湿度与锅炉热效率的关系
根据以上计算方法，可以计算出环境空气相对湿度为10%、20%、30%、40%、60%、70%、80%、90%时环境空气带入排烟中的水蒸汽的热损失值。计算结果见表2。
表2 不同湿度下环境空气带入排烟的水蒸汽热损失值
以环境空气相对湿度10%为基准，相对湿度的增加值与锅炉热效率的减小值之间的关系见表3、图1。
表3 相对湿度变化时锅炉热效率的变化
由以上结果可以看出，随着环境空气相对湿度的增加，锅炉热效率下降。对于神华河北国华沧东发电有限责任公司1号锅炉，假定其它参数为设计参数不变的情况下，空气相对湿度每增加10%，锅炉热效率下降0.006%~0.007%。空气相对湿度由10%增加至90%时，锅炉热效率将下降0.052%。
图1 环境湿度变化时锅炉热效率的变化
4 结论
（1）环境空气湿度对锅炉热效率的影响实际上是空气中的水蒸气未参加燃烧而作为废烟气排放时的物理显热损失。其它参数不变时，环境湿度变化对锅炉热效率影响的表达式为：
（2）对于神华河北国华沧东发电有限责任公司1号锅炉，假定其它参数为设计参数不变的情况下，环境空气相对湿度每增加10%，锅炉热效率下降0.006%~0.007%。环境空气相对湿度由10%增加至90%时，锅炉热效率将下降0.052%，约使发电煤耗增加0.15克。
（3）随着环境空气相对湿度的增加，锅炉热效率下降。由于影响环境湿度的主要因素是天气和季节，所以阴雨天、夏季闷潮天环境空气带入排烟中的水蒸气热损失较大。
（4）本文的计算结果表明，与排烟温度、飞灰含碳量相比，环境空气湿度的变化对锅炉热效率的影响较小。目前火电机组燃煤低位发热量一般为15~28MJ/kg，燃煤含碳量为40%~80%，排烟温度为100～180℃，故根据本文的计算结果可以推算，对于火力发电厂煤粉锅炉，环境空气带入排烟的水蒸汽显热损失一般不会超过0.1%。。
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