3.火焰炉热平衡及燃料消耗量
3.1 概述
热平衡的概念
热平衡的种类
热平衡测定与计算的目的
3.2热平衡项目及其计算
热收入项：
燃料燃烧的化学热 Q1，kJ／t
燃料预热的物理热 Q2，kJ／t
空气预热的物理热 Q3，kJ／t
炉内物料的氧化放热 Q4，kJ／t
雾化用蒸汽带入的热量 Q5，kJ／t
入炉物料的物理热 Q6，kJ／t
成渣反应热 Q7，kJ／t
热支出项：
加热或熔炼物料的热量 Q′1 ，kJ／t
烟气带走的物理热 Q′2 ，kJ／t
冷却系统带走的热量 Q′3 ，kJ／t
炉衬散热损失 Q′4 ，kJ／t
炉衬积热 Q′5 ，kJ／t
通过炉门、小孔开口辐射热损失 Q′6 ，kJ／t
通过炉门、逸气热损失 Q′7 ，kJ／t
化学不完全燃烧热损失 Q′8 ，kJ／t
机械不完全燃烧热损失 Q′9 ，kJ／t
炉渣、炉尘带走的热损失 Q′1 0 ，kJ／t
炉内台车、支架、链带、底盘等带出的热量 Q′1 1 ，kJ／t
吸热反应所需要的热量 Q′1 2 ，kJ／t
误差与其它热损失 Q′1 3 ，kJ／t
热收入项计算：
项目
计算公式
意义
符号意义和单位
说明
Q1
BQ低
Kg/t,m3/t；kJ/kg(m3)
Q2
B (c r t r－c re t e)
mc△t
m3/t；kJ／(kg·K)
Q3
V k ( c k t k－c ke t e)
mc△t
m3/t；kJ／(kg·K)
Q4
5652×103a
kJ／kg；kg/kg
Q5
G q(Hq－He－γq)
mc△t
kg/t；kJ／kg
Q6
mc△t
kJ／(kg·K)
Q7
Kg/t
注1
热支出项计算：
项目
计算公式
意义
符号意义和单位
说明
Q′1
1000(cm2tm2－c me t me＋△H)
mc△t
KJ／(kg·K)；℃
Q′2
q v, y (c y t y－c ye t e)
mc△t
m3/t；KJ／(kg·K)
Q′3
Gs(cs2ts2－cs1ts1)
mc△t
kg/t；KJ／(kg·K)
G q 〔Hq－（cs1ts1＋γ·w′）〕
mc△t
kg/t；KJ／(kg·K)；kJ／kg
Q′4
；
q·F
kJ／m2
2
Q′5
G l(cl2tl2－cl1tl1)/G
mc△t
kg；kJ／(kg·K)；t/周期
Q′6
qF△τ
3,
4
Q′7
[qv0(c g t g－c e t e) /G]×（△τ/60）
mc△t△τ
m3/h(0℃)；
kJ／(kg·K)
5
Q′8
BVgΣ(qi×φi)
kimi
m3/ m3；m3/kg
Q′9
KBQ低
kMtol
K=0.01－0.05
Q′1 0
mc△t
Kg/t；kJ／(kg·K)；
6
Q′1 1
mc△t
Kg/h；Kg/周期
Q′1 2
kimi
Kg/t；kJ/kg
Q′1 3
课后练习：
注1：学号个位为1的同学查阅该公式出处。
注2：学号个位为2的同学查阅该公式出处（3.6）。
注3：学号个位为3的同学查阅该公式出处（20.43）。
注4：学号个位为4的同学讨论φ的影响和查阅方法。
注5：学号个位为5的同学讨论该公式正确与否。
注6：学号个位为6的同学查找（209）的出处。
注7：学号个位为7的同学参照上表列出锅炉的热平衡计算公式表
注8：学号个位为8的同学任选一种热工设备列出其热平衡计算公式表
注9：对Q′7中 q v ，,t的计算，有如下公式：
当炉底压力与外界压力相等时，上部开口逸气量为：
学号个位为9的同学推导该公式
注10：对Q′7中 q v ，,t的计算，有如下公式：
通过炉墙水平方向开孔或缝隙向炉外溢出炉气量为：
学号个位为0的同学推导该公式
3.3 热量的有效利用系数和热量利用系数
从热量的范围来定义：
从炉子的空间范围定义：炉膛；炉子整体
炉膛热量有效利用系数
炉子热量有效利用系数
炉膛热量利用系数
炉子热量利用系数
系数
炉膛热量
有效利用系数
炉子热量有效利用系数
炉膛热量
利用系数
炉子热量
利用系数
符号
ηT·Xi
ηL·Xi
ηT·Li
ηL·Li
总供热量
BQ低＋Q带入＋Q氧化
BQ低
BQ低＋Q带入＋Q氧化
BQ低
有效热
Q物料
Q物料
留在炉膛的热量
Q物料+ΣQ损失
Q物料+ΣQ损失
定义式
Q物料／
（BQ低＋Q带入
＋Q氧化）
Q物料／BQ低
（Q物料+ΣQ损失）／
（BQ低＋Q带入
＋Q氧化）
（Q物料+
ΣQ损失）
／BQ低
其它
表达式
（BQ低＋Q带入＋Q氧化－Q烟气－ΣQ损失）／（BQ低＋Q带入＋
Q氧化）
（BQ低＋Q带入＋Q氧化－Ql烟气-
ΣQl损失）／BQ低
（BQ低＋Q带入＋
Q氧化－Q烟气）／
（BQ低＋Q带入
＋Q氧化）
（BQ低＋Q氧化－Ql烟气）／
BQ低
比较
ηL·Xi≥ηT·Xi
ηL·Li ≥ηT·Li
关系
ηT·Xi＝ηL·Li－ΣQ损失／（BQ低＋Q带入＋Q氧化）
ηL·Xi＝ηL·Li－ΣQl损失／BQ低
热平衡表达式
BQ低＋Q带入＋Q氧化＝Q物料+Q烟气＋ΣQ损失
讨论：
A、影响热量利用系数的因素
因素
影响作用
说明
燃料种类
Q低↑η↑
空气预热温度
T k ↑η↑;` Q低↓
△η↑
B、燃料的置换比 B2／B1
B1Q1低η1＝B2Q2低η2
B2／B1＝Q1低η1／Q2低η2
3.4 燃耗（能耗）表示方法
燃耗（能耗）指标
定义式
单位
说明
单位实物燃耗
kg／t；m3／t
单位标准燃料消耗量
kg／t
单位热耗
kJ／t
