工业锅炉运行能效等级及评价方法-上海交通大学

ICS点击此处添加ICS号点击此处添加中国标准文献分类号DB上海市地方标准DB XX/ XXXXX—XXXX燃油(气)工业锅炉运行能效等级及评价方法Energy efficiency grades and evaluation method for oil or gas fired industrial boileroperation点击此处添加与国际标准一致性程度的标识（征求意见稿）（本稿完成日期：2017.11）XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施前言根据本市《关于实施燃煤（重油）锅炉清洁能源替代工作方案》，至2015年底，已对本市划定的“无燃煤区”、“基本无燃煤区”范围内的燃煤（重油）锅炉实施清洁能源替代。

在清洁能源替代后，本市正常运行的燃油、燃气锅炉的能效运行水平应参照本标准。

本标准为推荐性标准。

本标准由上海市发展与改革委员会、上海市经济和信息化委员会和上海市质量技术监督局提出。

本标准由上海市质量技术监督局批准。

本标准起草单位：上海交通大学、上海市节能监察中心、上海工业锅炉有限公司。

本标准起草人：刘建国、任庚坡、秦宏波、陈弘、韩向新、孙能正、刘加勋燃油(气)工业锅炉运行能效等级及评价方法1 范围本标准规定了燃油、燃气锅炉经济运行的能效测试方法、测试项目、热效率计算方法、与能效评价指标和评价方法。

本标准适用于本市所辖的以轻油、燃气（天然气、液化气、城市煤气等）为燃料，以水和有机热载体为介质的工业锅炉及有机热载体炉。

2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T10180工业锅炉热工性能试验规程TSG G0003工业锅炉能效测试与评价规则GB24500 工业锅炉能效限定值及能效等级GB/T17954 工业锅炉经济运行GB/T18292 生活锅炉经济运行3 术语和定义3.1 锅炉运行能效等级The grades of energy efficiency for oil or gas fired boilers锅炉运行能效是指工业锅炉在热工况稳定状态下一定运行周期内锅炉的平均运行效率。

锅炉运行热效率测试采用反平衡法计算，采用正平衡法校核。

对于采用余热利用装置使排烟温度低于90℃的燃气锅炉，正平衡热效率应大于反平衡效率；对于排烟温度高于或等于90℃的锅炉，正反平衡的运行效率之差不应大于2%。

在测试条件下，锅炉运行热效率等级分为三级，其中， I级为最高。

3.2 锅炉运行能效限定值The minimum allowable values of energy efficiency for oil or gas fired boilersoperation。

稳定运行工况下，燃油燃气锅炉允许达到的最低热效率值3.3 锅炉运行能效推荐值The recommended values of energy efficiency for oil or gas fired boilers稳定运行工况下，评价节能锅炉时应达到的最低热效率值3.4 锅炉运行能效标杆值The advanced values of energy efficiency for oil or gas fired boilers稳定运行工况下，评价先进节能锅炉应达到的最低热效率值4 能效测试技术条件燃油（气）锅炉运行热效率的测试方法和技术要求按照GB/T10180《工业锅炉热工性能试验规程》和TSG G0003《工业锅炉能效测试与评价规则》进行，锅炉处于热工况稳定运行状态，所有计量仪表、自控装置可靠准确及运行记录应齐全。

5 测试项目5.1 正平衡需要的测试项目5.1.1 蒸汽锅炉蒸汽流量、蒸汽压力、蒸汽温度、给水流量、给水温度、给水压力、锅水取样量、蒸汽取样量、燃油（气）耗量。

5.1.2 热水锅炉锅炉循环水量，锅炉进水温度、锅炉出水温度、锅炉进水压力、锅炉出水压力、燃油（气）耗量。

5.1.3 有机热载体炉有机热载体炉测试项目参照热水锅炉测试项目进行。

5.1.4 锅炉余热利用装置对于配有余热利用装置的锅炉，需要考虑因余热回收而引起的锅炉热效率的修正，需额外针对余热利用装置进行测试：（1）余热利用装置输出饱和蒸汽时：余热利用装置出口蒸汽流量、余热利用装置出口蒸汽压力、余热利用装置出口蒸汽温度、余热利用装置进水流量、余热利用装置进水温度、余热利用装置进水压力。

（2）余热利用装置输出热水时：余热利用装置进水流量，余热利用装置进水温度、余热利用装置出水温度、余热利用装置进水压力、余热利用装置出水压力。

5.2 反平衡需要的测试项目排烟温度、排烟氧含量、排烟CO含量、入炉冷空气温度、锅炉外表面积。

注1：对于设有烟气余热利用装置的锅炉，锅炉外表面积需包括余热利用装置外表面积。

6 测试方法6.1 锅炉监测应在正常生产、热工况处于稳定状态下进行；6.2 监测时间为2h，监测项目每10~15 min读取数值一次，对热水锅炉或有机热载体锅炉进、出口工质（热水、有机热载体）温度，每5 min读数并记录一次；取算数平均值；6.3 测试所用的仪器、仪表应满足监测测试项目的要求，经检验合格，并在有效检定周期内；6.4 温度测点应选择在被测工质温度分布比较均匀的位置，温度仪表的测温端应插在管道截面的1/3至2/3处；6.5 入炉冷空气温度测点应设在鼓风机进风口处；6.6 排烟温度的测点应设在锅炉尾部最后一级受热面后1m以内的烟道上烟气温度比较均匀的位置，温度仪表插入处应密封。

对于设有烟气余热利用装置的锅炉，排烟温度、排烟氧含量、排烟CO含量测量在余热利用装置后1m以内的烟道上进行。

7 锅炉热效率计算方法7.1 正平衡热效率计算公式7.1.1 饱和蒸汽锅炉正平衡热效率计算按公式（1）或（2）进行：（1）测量给水流量时： (1)（2）测量蒸汽流量时： (2)a) 7.1.2 过热蒸汽锅炉系统热效率计算按式（3）、式（4）或式（5）进行：（1）测量给水流量时： (3)（2）测量过热蒸汽流量时：当自用蒸汽为饱和蒸汽时： (4)当锅炉自用蒸汽为过热蒸汽时： (5)式中：η1—锅炉正平衡效率，%D gs—蒸汽锅炉给水流量，kg/hG s—锅水取样量，kg/hD sc—输出蒸汽量（即锅炉实测蒸发量），kg/hG q—测定蒸汽湿度或过热蒸汽含盐量时的蒸汽取样量，kg/hB—燃料消耗量（入炉燃料的质量或体积流量），kg/h或m3/hQ r—输入热量，kJ/kg或kJ/ m3h bq—饱和蒸汽焓，kJ/kg；h gq—过热蒸汽焓， kJ/kg；h zy—自用蒸汽焓， kJ/kg；h gs —锅炉给水焓，kJ/kg ；γ—气化潜热，kJ/kg ；ω—蒸汽湿度，以百分数表示（%），对于水管锅炉取3.0%，烟火管锅炉取4.0%。

D zy —自用蒸汽量，kg/h7.1.3 热水锅炉正平衡热效率计算按公式（6）进行： (6)式中：G —热水锅炉循环水量，kg/h ； h js —热水锅炉进水焓，kJ/kg ； h cs —热水锅炉出水焓，kJ/kg 。

7.1.4 有机热载体炉正平衡热效率计算公式参照公式（2）执行，公式中的h js （热水锅炉进水焓）和h cs （热水锅炉出水焓）改为介质油的进口处油焓和出口处油焓。

计算进、出油比热容时,以其实测温度下的进、出口油的比热容与在0℃时的比热容的平均值为准，即：h js =0.5×（C 0+C 1）×t 1.........................................................(7) h cs =0.5×（C 0+C 2）×t 2 (8)式中：t 1—进口处油温，℃； t 2—进口处油温，℃；C 0、C 1、C 2—分别为0℃和进、出口油温的比热容，kJ/（kg ℃）。

7.1.5 锅炉或有机热载体炉采取节能措施，利用余热利用装置回收的热量在锅炉正平衡热效率计算中应予以考虑，公式（9）考虑了回收热能对锅炉正平衡效率的修正：η=η1+Δη (9)r100hS QBQ η∆=⨯ (10)式中：η—锅炉正平衡修正热效率，%；Δη—余热利用装置热效率，等于余热利用装置有效吸热量除以锅炉输入热量，%； Q hs —余热利用装置有效吸热量，kJ/h 。

根据余热利用装置与锅炉本体的连接关系，余热利用装置有效吸热量的计算分两种情况：（1）回收热量用于直接加热锅炉给水（余热利用装置出口水直接作为锅炉给水进入锅炉，此时锅炉给水量等于预热回收装置出水量），则取余热利用装置的入口水温作为锅炉给水温度，无需再对余热利用装置吸热量单独进行计算。

即Q hs =0；（2）回收热量用于他处，则需对余热利用装置回收的热量单独进行计算，Q hs 可根据余热利用装置出口工质状态的不同，参照公式（1）或公式（2）、公式（6）中的相关项进行计算。

7.2 反平衡热效率计算公式η2=100-（q 2+ q 3+ q 5） (11)式中：η2—锅炉反平衡效率，%；q 2—锅炉排烟热损失，%；q 3—锅炉气体未完全燃烧热损失，%； q 5—锅炉散热损失，%。

（1）锅炉排烟热损失q 2=(0.5+3.45α)（t py -t lk ）/100 (12)式中：α—排烟处过量空气系数； t py —排烟处烟气温度，℃； t lk —入炉冷空气温度，℃；（2）锅炉气体未完全燃烧热损失q 3可按表1选取表1 气体未完全热燃烧损失q 3（3）锅炉散热损失q 5锅炉的散热损失可近似地按下式计算：%10016705⨯=rBQ Fq ………………………………………（13） 式中：q 5—散热损失，%；F —锅炉散热表面积，m 2；Q r —输入热量，单位为千焦每千克（kJ/kg ）或千焦每标准立方米（kJ/m 3）； B —燃料的消耗量，单位为千克每小时(kg/h)或标准立方米每小时(m ³/h)。

8 锅炉运行能效等级锅炉运行能效等级是为评价工业锅炉在实际运行工况下能效状况而设置的热效率等级。

锅炉运行参数和运行热效率分为三个等级，能效等级I 级最高，是能效标杆值是评价先进节能锅炉时锅炉稳态运行时允许的最低热效率值，该值对应的是锅炉采用烟气冷凝新技术使排烟温度低于90℃时可达到的运行能效水平； II 级是能效推荐值，是评价节能锅炉时锅炉稳态运行时应达到的最低热效率值，该值对应的是未采用烟气深度冷凝技术所能达到的较高运行能效水平；III 级对应锅炉的能效限定值，是锅炉稳态运行时允许达到的最低能效水平。

不同负荷锅炉的运行能效等级划分见表2。

9 检测结果评价（1）锅炉运行检测必须由主管部门认可的检测单位进行； （2）检测单位根据锅炉效率和能效等级对运行锅炉进行评级；（3）对于运行等级较低、能源浪费严重的锅炉给出改进意见；（4）在用锅炉运行记录数据中排烟温度，排烟处过量空气系数，炉壁温度未达到能效等级表相应等级中规定的能效规定值的要求时超过两项时，锅炉能效等级按降低一级选取。