平均熱負荷簡介

熱負荷是指城市集中供熱系統(tǒng)的用戶在單位時間內(nèi)所需的熱量。它是制訂城市供熱規(guī)劃和設計供熱系統(tǒng)的重要依據(jù)，也是對供熱系統(tǒng)設計進行技術經(jīng)濟分析的重要原始資料。集中供熱系統(tǒng)的熱負荷主要有采暖、通風、熱水供應和生產(chǎn)工藝等熱負荷。其中采暖和通風用熱是季節(jié)性熱負荷，而熱水供應和生產(chǎn)熱負荷計算公式工藝用熱則多是常年性熱負荷。季節(jié)性熱負荷隨氣候條件而變化,在一年中變化很大，但在一天內(nèi)波動較小。常年性熱負荷受氣候條件影響較小，在一年中變化不大，但在一天內(nèi)波動大，特別是對非全天需熱的用戶 。

主要用于生產(chǎn)過程的加熱、烘干、蒸煮、清洗等工藝,或用于拖動機械的動力設備(如汽錘、汽泵等)。由于用熱設備和用熱方式繁多，生產(chǎn)工藝熱負荷一般按實測數(shù)據(jù)，或用單位產(chǎn)量的耗熱概算指標估算。如無實測資料，可參考工廠以往的燃料耗量、鍋爐效率等因素估算熱負荷。在確定供熱系統(tǒng)的熱負荷時，除綜合上述各種用戶的熱負荷外，還應加上熱網(wǎng)的熱損失。由于用戶一般并非同時滿負荷、連續(xù)用熱，因此，還需確定系統(tǒng)的平均熱負荷值、最大熱負荷值、設備的同時使用系數(shù)等，以便選擇熱源和設計供熱系統(tǒng) 。

每小時送入爐膛單位容積的平均熱量，稱爐膛容積熱負荷或熱強度，以符號qv表示，單位是KW/m3或KJ。 對于一定參數(shù)、一定容量的鍋爐，qv值取得小，爐膛容積就大；qv值取得大，爐膛容積就小。爐膛容積過小，燃料在爐內(nèi)停留時間短，不能保證燃料的完全燃燒，同時能敷設水冷壁的面積小，爐溫高，易引起結(jié)渣。爐膛容積過大，爐內(nèi)溫度低，對燃燒不利，還增加了金屬消耗量。 qv值的合理選用，主要根據(jù)燃料特性，特別是揮發(fā)分含量的高低，以及排渣方式來確定。揮發(fā)分低的無煙煤，不易著火燃燒，qv值應取小一些，爐膛容積可大一些，延長燃料在爐內(nèi)的停留時間。液態(tài)排渣煤粉爐的爐內(nèi)溫度高，對燃料的著火燃燒有利，qv值可比固態(tài)排渣煤粉爐的大一些，即其爐膛容積VL可比固態(tài)排渣煤粉爐的VL小一些 。

當內(nèi)能、動能、勢能的變化量可以忽略且無軸功時，輸入系統(tǒng)的熱量與離開系統(tǒng)的熱量應平衡，由此可得出傳熱設備的熱量平衡方程式為:

Q1 Q2 Q3=Q4 Q5 Q6

式中Q1-物料帶入設備的熱量，kJ；Q2-加熱劑或冷卻劑傳給設備及所處理物料的熱量，kJ；Q3-過程的熱效應，kJ；Q4-物料帶出設備的熱量，kJ；Q5-加熱或冷卻設備所消耗的熱量或冷量，kJ；Q6-設備向環(huán)境散失的熱量，kJ。

在上式時，應注意除Q1和Q4外，其它Q值都有正負兩種情況。例如，當反應放熱時，Q3取" "號；反之，當反應吸熱時，Q3取""號，這與熱力學中的規(guī)定正好相反。

由式(5-1)可求出Q2，即設備的熱負荷。若Q2為正值，表明需要向設備及所處理的物料提供熱量，即需要加熱;反之，則表明需要從設備及所處理的物料移走熱量，即需要冷卻。此外，對于間歇操作，由于不同時間段內(nèi)的操作情況可能不同，因此，應按不同的時間段分別計算Q2的值，并取其最大值作為設備熱負荷的設計依據(jù) 。2100433B

爐膛容積熱負荷，是每小時送入爐膛單位容積中的平均熱負荷。

（以燃料的收到基低位發(fā)熱量計算），稱為爐膛容積熱負荷 。2100433B

熱負荷制定的原則是：在具體操作條件下，火焰溫度能達到耐火材料(爐頂)所允許承受的最高溫度；格子磚達到允許的高溫而不被燒壞，整個爐役期內(nèi)爐子的熱效率和產(chǎn)量最高。不同噸位爐子的熱負荷不同，例如100t平爐的平均熱負荷為(85~105)×10⁶kJ/h，300t平爐的平均熱負荷為(120~140)×10⁶kJ/h。采用高發(fā)熱值燃料(天然氣、重油)比低發(fā)熱值燃料(高爐和焦爐的混合煤氣等)的熱負荷增大10%~20%。堿性平爐比酸性平爐的平均熱負荷高10%~15%。固定式平爐的熱負荷小于傾動式平爐。老爐子的熱負荷比新爐子的大5%~20% 。