煤粉工业锅炉热力系统的(火用)分析
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６Ｏ
虑 了能量 数量 的差别 而未考 虑 品质 的高低 ，因此 难 免存在 不 足 ，而 熵分 析方 法概念 抽象 ，未 能在 工程 上广 泛应 用 。火用分析是 从能 量的 “量 ” 与 “质 ”两 方面 分析 能量 的利 用情 况 ，阐述了能 量在 转化利 用 过程 中具 有 的数 量和 质量 的双 重属性 ，可 以分 析热 力 系统 的完善程 度 ，同时 ，对 于锅 炉系统 而言 ，能 够深 入分 析其火用损失 ，从能 量利 用本 质 上减 少 能量 损 失 ，进 而提 高锅 炉能源 利用 效 率 ］。锅 炉火用分析 一 直是 国 内外 学者 研究 的重 点和热 点 ，且 已取 得 大 量 的研究 成果 ，可 为 电站锅 炉系统 设计 和优化 提供 理 论支撑 和依 据 ］。现 阶段 ，火用分 析 主要 集 中用 于 电站锅 炉 ，尚缺 乏关 于煤粉 工业 锅 炉火罔分析 方 面 的研究 。 以下采用 火用分析 方 法对 某 ４０Ｖ ｈ煤 粉 蒸 汽 锅 炉进行 分 析 ，以评估 该锅 炉热 力系统 ，为煤粉 工 业 锅炉 设计 、制造 、系统优 化和 节能 降耗提 供参 考 和 建议 。
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Ｅｘｅｒｇｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅｒｍ ａｌ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ ｃｏａｌ ｂｏｉｌｅｒ
ＺＥＮ Ｇ Ｘ ｉｎ ．Ｍ Ａ Ｚｉ—ｓｏｎｇ
（１． Ｃｈｉｎａ Ｃｏａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｌｅａｎ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｈ ｉｇｈ Ｓｃｈｏｏｌ Ａｔｔａｃｈｅｄ ｔｏ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３００２１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔ ｈｅ ｅｘｅｒｇｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｂｅｔｔｅｒ ｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅ ｏｆ ４０Ｖ ｈ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ ｃｏａｌ ｂｏｉｌｅｒ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍ ａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ ｃｏａ１ ｂｏｉｌｅｒ ｗａｓ ９ １． ６ ，ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｃｌｏｓｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ ｂｏｉｌｅｒ，ｈｕｔ ｔｈｅ ｅｘｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｗａｓ ｏｎｌｙ ３２． １９ ；ｓｔｅａｍ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｂｏｉｌｅｒ ｅｘｐｏｒｔ ａｎｄ ｆｅｅｄ—ｗａｔｅｒ ｔｅｍ ｐｅｒａｔｕｒｅ ｈａｄ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｗｏｕｌｄ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅｍ ； ｔｈｅ ｅｘｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｌｏｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｇｒｏｗ ｔｈ ｏｆ ｔｈｅｒｍ ａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ， ａｎｄ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍ ａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ ｃｏａｌ ｂｏｉｌｅｒ ｗ ａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｍ ａｉｎ ｃｏａｌ—ｆｉｒｅｄ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｂｏｉｌｅｒｓ， ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｐｒｏｍ ｏｔｉｎｇ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ ｃｏａｌ ｂｏｉｌｅｒ ｉｎ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｎｄ ｍ ｉｎｉｎｇ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ ｈａｄ ｉｍ ｐｏｒｔａｎｔ ｍ ｅａｎｉｎｇ ｆｏｒ ｓａｖｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｃｏｎｓｕｍ ｐｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ ｃｏａｌ ｂｏｉｌｅｒ； ｔｈｅｒｍ ａｌ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ； ｅｘｅｒｇｙ ａｎａｌｙｓｉｓ； ｔｈｅｒｍ ａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ； ｓｔｅｍ ｐａｒａｍ ｅｔｅｒｓ ｏｆ ｂｏｉｌｅｒ ｅｘｐｏｒｔ；ｆｅｅｄ ｗ ａｔｅｒ ｔｅｍ ｐｅｒａｔｕｒｅ
０ 前 言
煤 粉工 业锅 炉 系统 具有 高 效 节 能 、洁 净排 放 、 自动化 控制程 度 高等特 点 ，是传 统层燃 锅 炉的升 级 换 代产 品 ，加之 其燃料 的稳定供 应保 障及 良好 的经 济效益 ，也 是天 然 气锅 炉和 燃 油 锅 炉 的 重要 补 充 。 近 年来 ，国 内科 研院所 和 企业对 煤粉 工业 锅炉 系统 进行 了大 量的研 究和 系统 优化 ，燃烧 器 、锅 炉以及 相关 配套 设备 已取得 了长 足 的进 步 ，整体 投 资进一 步降 低 ，系统运 行愈 加稳 定 ，排 放水 平可 达到 天然 气锅 炉排 放标 准 ，市场份 额逐年 升 高 。
第 ２期
煤 质 技 术
２０１６年 ３月
煤 粉 工 业锅 炉 热 力 系统 的火用分 析
曾 鑫 ，马梓淞。
（１． 中煤科 工 清 洁 能 源 股 份 有 限 公 司 ，北 京 １０００１３； ２． 东 北 师 范 大 学 附属 中 学 ， 吉林 长 春 １３００２１）
摘 要 ：为 深入 分 析 煤 粉 工 业锅 炉 能 效 利 用 水 平 ， 采 用火用分 析 方 法 对 某 ４０ ｔ／ｈ煤 粉 工 业 锅 炉 进 行 研
究。研 究结果表 明 ：该煤 粉 工业 锅 炉 热效 率 ９１．６ ，效 率接 近 电站锅 炉 ，但 其火用效 率 仅 ３２．１９ ；
煤粉 工 业锅 炉 出口蒸汽 参数 和锅 炉给 水温度 对火用效 率具 有重要 影响 ，火甩效 率 均随 着 出 口参 数和 给 水
温度 的提 高而增 大 ；火用效率 随热效 率的增 大而增 大 ，而煤粉 工业锅 炉 热效 率高 于现 有 主 流燃 煤 工业
能 量在转 换过 程 中不但 具有数 量 的守恒性 ，而 且具 有质 量 的差异 性 ，例如 电能几 乎可 以全 部转化 为热 能 ，而 相 同数 量 的热 能 却 只 能 部 分 转 化 为 电 能 。 目前锅 炉能效 分析 方法 主要 包括 以热 力学第 一 定律为 基础 的热 平衡法 以及 以热 力学 第二定 律为基 础 的熵 分析 法和火甩分析 法 ，其 中热 平衡 法 由于只考
锅 炉 ， 因此在 工矿 企 业推 广使 用煤 粉 工业锅 炉对 于节 能 降耗 具 有重要 的 意义 。
关键 词 ：煤粉 工 业锅 炉 ；热力 系统 ；火用分析 ；热效 率 ； 出 口蒸汽参 数 ；给水 温度
中图分 类号 ：ＴＫ２２９．６
文献 标识 码 ：Ａ
文章 编 号 ：１００７—７６７７ （２０１６）０２—００６０—０４
虑 了能量 数量 的差别 而未考 虑 品质 的高低 ，因此 难 免存在 不 足 ，而 熵分 析方 法概念 抽象 ，未 能在 工程 上广 泛应 用 。火用分析是 从能 量的 “量 ” 与 “质 ”两 方面 分析 能量 的利 用情 况 ，阐述了能 量在 转化利 用 过程 中具 有 的数 量和 质量 的双 重属性 ，可 以分 析热 力 系统 的完善程 度 ，同时 ，对 于锅 炉系统 而言 ，能 够深 入分 析其火用损失 ，从能 量利 用本 质 上减 少 能量 损 失 ，进 而提 高锅 炉能源 利用 效 率 ］。锅 炉火用分析 一 直是 国 内外 学者 研究 的重 点和热 点 ，且 已取 得 大 量 的研究 成果 ，可 为 电站锅 炉系统 设计 和优化 提供 理 论支撑 和依 据 ］。现 阶段 ，火用分 析 主要 集 中用 于 电站锅 炉 ，尚缺 乏关 于煤粉 工业 锅 炉火罔分析 方 面 的研究 。 以下采用 火用分析 方 法对 某 ４０Ｖ ｈ煤 粉 蒸 汽 锅 炉进行 分 析 ，以评估 该锅 炉热 力系统 ，为煤粉 工 业 锅炉 设计 、制造 、系统优 化和 节能 降耗提 供参 考 和 建议 。
来自百度文库
Ｅｘｅｒｇｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅｒｍ ａｌ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ ｃｏａｌ ｂｏｉｌｅｒ
ＺＥＮ Ｇ Ｘ ｉｎ ．Ｍ Ａ Ｚｉ—ｓｏｎｇ
（１． Ｃｈｉｎａ Ｃｏａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｌｅａｎ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｈ ｉｇｈ Ｓｃｈｏｏｌ Ａｔｔａｃｈｅｄ ｔｏ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３００２１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔ ｈｅ ｅｘｅｒｇｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｂｅｔｔｅｒ ｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅ ｏｆ ４０Ｖ ｈ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ ｃｏａｌ ｂｏｉｌｅｒ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍ ａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ ｃｏａ１ ｂｏｉｌｅｒ ｗａｓ ９ １． ６ ，ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｃｌｏｓｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ ｂｏｉｌｅｒ，ｈｕｔ ｔｈｅ ｅｘｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｗａｓ ｏｎｌｙ ３２． １９ ；ｓｔｅａｍ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｂｏｉｌｅｒ ｅｘｐｏｒｔ ａｎｄ ｆｅｅｄ—ｗａｔｅｒ ｔｅｍ ｐｅｒａｔｕｒｅ ｈａｄ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｗｏｕｌｄ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅｍ ； ｔｈｅ ｅｘｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｌｏｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｇｒｏｗ ｔｈ ｏｆ ｔｈｅｒｍ ａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ， ａｎｄ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍ ａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ ｃｏａｌ ｂｏｉｌｅｒ ｗ ａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｍ ａｉｎ ｃｏａｌ—ｆｉｒｅｄ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｂｏｉｌｅｒｓ， ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｐｒｏｍ ｏｔｉｎｇ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ ｃｏａｌ ｂｏｉｌｅｒ ｉｎ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｎｄ ｍ ｉｎｉｎｇ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ ｈａｄ ｉｍ ｐｏｒｔａｎｔ ｍ ｅａｎｉｎｇ ｆｏｒ ｓａｖｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｃｏｎｓｕｍ ｐｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ ｃｏａｌ ｂｏｉｌｅｒ； ｔｈｅｒｍ ａｌ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ； ｅｘｅｒｇｙ ａｎａｌｙｓｉｓ； ｔｈｅｒｍ ａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ； ｓｔｅｍ ｐａｒａｍ ｅｔｅｒｓ ｏｆ ｂｏｉｌｅｒ ｅｘｐｏｒｔ；ｆｅｅｄ ｗ ａｔｅｒ ｔｅｍ ｐｅｒａｔｕｒｅ
０ 前 言
煤 粉工 业锅 炉 系统 具有 高 效 节 能 、洁 净排 放 、 自动化 控制程 度 高等特 点 ，是传 统层燃 锅 炉的升 级 换 代产 品 ，加之 其燃料 的稳定供 应保 障及 良好 的经 济效益 ，也 是天 然 气锅 炉和 燃 油 锅 炉 的 重要 补 充 。 近 年来 ，国 内科 研院所 和 企业对 煤粉 工业 锅炉 系统 进行 了大 量的研 究和 系统 优化 ，燃烧 器 、锅 炉以及 相关 配套 设备 已取得 了长 足 的进 步 ，整体 投 资进一 步降 低 ，系统运 行愈 加稳 定 ，排 放水 平可 达到 天然 气锅 炉排 放标 准 ，市场份 额逐年 升 高 。
第 ２期
煤 质 技 术
２０１６年 ３月
煤 粉 工 业锅 炉 热 力 系统 的火用分 析
曾 鑫 ，马梓淞。
（１． 中煤科 工 清 洁 能 源 股 份 有 限 公 司 ，北 京 １０００１３； ２． 东 北 师 范 大 学 附属 中 学 ， 吉林 长 春 １３００２１）
摘 要 ：为 深入 分 析 煤 粉 工 业锅 炉 能 效 利 用 水 平 ， 采 用火用分 析 方 法 对 某 ４０ ｔ／ｈ煤 粉 工 业 锅 炉 进 行 研
究。研 究结果表 明 ：该煤 粉 工业 锅 炉 热效 率 ９１．６ ，效 率接 近 电站锅 炉 ，但 其火用效 率 仅 ３２．１９ ；
煤粉 工 业锅 炉 出口蒸汽 参数 和锅 炉给 水温度 对火用效 率具 有重要 影响 ，火甩效 率 均随 着 出 口参 数和 给 水
温度 的提 高而增 大 ；火用效率 随热效 率的增 大而增 大 ，而煤粉 工业锅 炉 热效 率高 于现 有 主 流燃 煤 工业
能 量在转 换过 程 中不但 具有数 量 的守恒性 ，而 且具 有质 量 的差异 性 ，例如 电能几 乎可 以全 部转化 为热 能 ，而 相 同数 量 的热 能 却 只 能 部 分 转 化 为 电 能 。 目前锅 炉能效 分析 方法 主要 包括 以热 力学第 一 定律为 基础 的热 平衡法 以及 以热 力学 第二定 律为基 础 的熵 分析 法和火甩分析 法 ，其 中热 平衡 法 由于只考
锅 炉 ， 因此在 工矿 企 业推 广使 用煤 粉 工业锅 炉对 于节 能 降耗 具 有重要 的 意义 。
关键 词 ：煤粉 工 业锅 炉 ；热力 系统 ；火用分析 ；热效 率 ； 出 口蒸汽参 数 ；给水 温度
中图分 类号 ：ＴＫ２２９．６
文献 标识 码 ：Ａ
文章 编 号 ：１００７—７６７７ （２０１６）０２—００６０—０４