锅炉热平衡是指在稳定工况下，输入锅炉的热量与输出锅炉的热量之间的平衡。输入锅炉的热量，主要来源于燃料在锅炉中燃烧所放出的热量。输出锅炉的热量可以分成两部分：一部分是有效利用热量；另一部分是生产过程的各项热损失。

由于各种原因进入炉内的燃料不可能完全燃烧，且燃烧放出的热量也不会全部有效地被利用，不可避免地要产生一部分热量损失。研究锅炉热平衡的目的就在于弄清燃料燃烧放出的热量有多少被有效利用，有多少变成热量损失，这些热损失又表现在哪些方面、大小如何，进而提出减少损失的措施，以及提高锅炉效率的途径。

（一）热平衡方程式

在锅炉机组稳定工况下，以1kg收到基燃料的低位发热量作为基准，锅炉的热平衡方程式为

式中 Qr——1kg收到基燃料的低位发热量，kJ/kg；

Q1——锅炉有效利用的热量，kJ/kg；

Q 2——锅炉排烟热损失，kJ/kg；

Q 3——化学不完全燃烧热损失，kJ/kg；

Q4——机械不完全燃烧热损失，kJ/kg；

Q 5——锅炉散热损失，kJ/kg；

Q 6——灰渣物理热损失，kJ/kg。

如各项热量用它占输入热量Qr的百分数表示，则得

式中 q1——锅炉有效利用热量占输入热量的百分数，即为锅炉效率ηb；

q2——排烟损失的热量占输入热量的百分数；

q3——化学不完全燃烧损失的热量占输入热量的百分数；

q4——机械不完全燃烧损失的热量占输入热量的百分数；

q5——散热损失的热量占输入热量的百分数；

q6——灰渣物理热损失的热量占输入热量的百分数。

（二）锅炉热损失

1.排烟热损失q2

锅炉的排烟热损失是由于排烟温度远高于周围大气温度所造成的热损失。它是锅炉的主要热损失，约为4%～8%。

影响排烟热损失的主要因素，是排烟温度和排烟量。排烟温度愈高，排烟数量愈多，则排烟热损失愈大。一般排烟温度每升高10～15℃，q2约增大1%。(www.daowen.com)

降低排烟温度可以减少排烟热损失。但要降低排烟温度，就必须增加尾部受热面，因而增大了锅炉的金属消耗量和烟气的流动阻力，基建投资和运行费用随之增加；另一方面，烟温太低会引起锅炉尾部受热面的低温腐蚀，因而也不允许排烟温度降得过低。最佳的排烟温度需要通过技术经济比较来确定。近代大型火电厂锅炉的排烟温度约为110～160℃。

降低排烟量可以减小排烟热损失。排烟量的大小与过量空气系数和烟道的漏风等因素有关。过量空气系数越小，烟道漏风越小，则排烟量越小。但过量空气系数的减小，常会引起q3、q4的增大，所以合理的过量空气系数应使q2、q3、q4之和为最小。

锅炉在运行中，受热面积灰、结渣等会使传热减弱，促使排烟温度升高。因此，锅炉在运行中应注意及时地吹灰打渣，经常保持受热面的清洁。

2.化学不完全燃烧热损失q3

在烟气中含有可燃气体CO、H 2、CH 4等未被燃尽而引起的热量损失称为化学不完全燃烧热损失。显然烟气中可燃气体含量愈多，q3愈大。影响烟气中可燃气体含量的主要因素是：炉内过量空气系数的大小，燃料挥发分含量，炉膛温度以及炉内空气动力工况等。炉内过量空气过少，氧气供应不足；过量空气过多，又会降低炉膛温度。这些都会使化学不完全燃烧热损失增大。燃用挥发分高的煤时，炉内可燃气体量会增多，容易发生化学不完全燃烧热损失。炉膛容积过小，烟气在炉内停留时间过短，可燃气体来不及燃烧，也会导致q3增大。煤粉炉的q3一般不超过0.5%。

3.机械不完全燃烧热损失

灰中未燃尽的可燃物所造成的热量损失称为机械不完全燃烧热损失。它是锅炉的又一项主要损失。

影响机械不完全燃烧热损失的主要因素有燃料性质、煤粉细度、燃烧方式、过量空气系数、锅炉结构和运行工况等。对于固态排渣煤粉炉，q4约为0.5%～5%。

煤粉炉的机械不完全燃烧热损失小部分存在于冷灰斗排出的炉渣中，大部分存在于飞灰的固体可燃物中。燃煤的挥发分愈高，灰分愈少，煤粉愈细，煤粉在炉内的燃烧时间愈长，过量空气系数适当，机械不完全燃烧热损失愈小。

4.散热损失q5

锅炉在运行中，炉墙、构架、汽包、联箱、汽水管道等部件的温度高于周围环境温度。由于温差引起的热量损失称为散热损失。影响散热损失的主要因素是：锅炉的容量、锅炉的负荷、散热面积、环境温度及保温材料的性能。大、中型锅炉的q5一般在0.5%以下。

5.灰渣物理热损失q6

灰渣从炉底排出时所带走的热量损失称为灰渣物理热损失。q6的大小主要取决于排渣温度和排渣量。煤粉炉的排渣温度和排渣量主要与排渣方式有关，对于固态排渣煤粉炉，灰渣的温度虽有600～800℃，但炉渣量只占总灰渣量的5%～10%。这项损失很小，只有燃用多灰分煤时才计算灰渣物理热损失。对于液态排渣炉，必须予以考虑。

（三）锅炉有效利用热Q 1

燃料输入锅炉机组的热量，大部分被工质所吸收，从而将给水加热成为具有一定压力和温度的过热蒸汽。锅炉有效利用热Q 1是水和蒸汽流经锅炉各受热面所吸收的总热量。

（四）锅炉热效率

锅炉热效率是指锅炉有效利用的热量与输入锅炉的热量之比，即

利用式（2-9）计算锅炉热效率的方法称为正平衡法。

利用式（2-8）计算锅炉热效率的方法称为锅炉反平衡热效率法，即

ηb＝1－（q2＋q3＋q4＋q5＋q6）×100%

火电厂通常采用反平衡法来确定锅炉效率。这是因为反平衡法有利于发现影响热效率的原因，有利于分析研究并找出降低热损失、提高热效率的途径。大型电厂锅炉效率一般在90%以上。