锅炉热效率

锅炉热效率试验1热效率试验的标准《GB10184-88 电站锅炉性能试验规程》2本课程的适用范围火力发电厂燃煤锅炉。

基于燃用煤、不包括其它的燃料。

热效率是锅炉的一项重要经济指标。

3热效率的计算方式3.1 输入－输出法又称：直接法或正平衡法。

即直接测量锅炉输入和输出热量求得热效率。

3.2 热损失法又称：反平衡法。

即由确定各项热量损失求得热效率。

4概念的介绍4.1 输入热量随每千克煤输入锅炉能量平衡系统的总热量。

4.1.1 煤的收到基低位发热量4.1.2 物理显热4.1.3 用外来热源加热燃料或空气时所带入的热量4.2 输出热量相对每千克煤，工质在锅炉能量平衡系统中所吸收的总热量。

4.3 各项热损失4.3.1 包括5项损失4.3.2 排烟热损失锅炉排烟热损失为末级热交换器后排出烟气带走的物理显热占输入热量的百分率1）干烟气带走的热量2）烟气中含水蒸气的显热4.3.3 可燃气体未完全燃烧热损失该项热损失由排烟中的未完全燃烧产物(CO、H2、CH4和C m H n)的含量决定，系指这些可燃气体成分未放出其燃烧热而造成的热量损失占输入热量的百分率4.3.4 固体未完全燃烧热损失燃煤锅炉的固体未完全燃烧热损失，即灰渣可燃物造成的热量损失和中速磨煤机排出石子煤的热量损失占输入热量的百分率4.3.5 散热损失锅炉散热损失q5，系指锅炉炉墙、金属结构及锅炉范围内管道(烟风道及汽、水管道联箱等)向四周环境中散失的热量占总输入热量的百分率。

热损失值的大小与锅炉机组的热负荷有关。

4.3.6 灰渣物理热损失灰渣物理热损失，即炉渣、飞灰与沉降灰排出锅炉设备时所带走的显热占输入热量的百分率4.4 锅炉的额定蒸发量（ECR）锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度、燃用设计煤种并保证效率时所规定的蒸发量。

4.5 锅炉的最大蒸发量（BMCR）锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度、燃用设计煤种，安全连续运行时能达到的最大蒸发量。

4.6 基准温度指各项输入与输出能量的起算点。

规定为锅炉送风机入口处空气温度。

一般可认为是冷空气温度。

4.7 燃料分析燃料的工业分析和元素分析。

5锅炉机组热平衡系统5.1 锅炉机组热平衡系统界限图5.2 锅炉机组热量平衡图6试验的组织和安排6.1 试验目的锅炉性能鉴定及验收。

定期的检查。

节能工作。

6.2 试验人员及职责6.3 试验仪器6.3.1 温度的测量玻璃水银温度计热电偶温度计热电阻温度计干、湿球温度计6.3.2 压力的测量大气压力计压力变送器6.3.3 气体成分分析奥氏仪烟气分析仪化学法和物理法。

定期校验和标定。

6.4 测点的安装及布置给煤机燃煤取样，应从运动的煤流中取样。

试验期间进行，可适当提前。

风机入口基准温度的测量，应避免其他热源对测温元件的辐射影响。

空预器入口风温测量空预器出口排烟温度的测量及烟气成分分析。

排渣机6.5燃料的分析工业分析收到基全水分，符号为：ar M ，单位为：%； 收到基灰分，符号为：ar A ，单位为：%； 收到基挥发分，符号为：ar V ，单位为：%；收到基低位发热量，符号为：ar net Q ,，单位为：kJ/kg 。

元素分析收到基碳，符号为：ar C ，单位为：%； 收到基氢，符号为：ar H ，单位为：%； 收到基氮，符号为：ar N ，单位为：%； 收到基硫，符号为：ar S ，单位为：%；收到基氧，符号为：O，单位为：%；ar7试验的具体实施7.1 负荷的申请7.2 工况确认工况满足预定要求，并保持稳定。

7.3 运行工况应记录的数据7.3.1 机组负荷、锅炉蒸发量7.3.2 主汽参数7.3.3 给水参数7.3.4 再热汽参数7.3.5 减温水参数7.3.6 排污参数7.3.7 烟风系统参数7.3.8 制粉系统参数7.4 有关吹灰器试验前执行一遍吹灰。

试验中禁止吹灰。

7.5数据采集7.5.1 采样间隔 15分钟 7.5.2 持续时间 2小时～4小时7.6数据记录8数据处理8.1正平衡计算方法输入－输出热量法热效率η按下式计算：1001⨯rQ Q ＝η ………………( 1 )1Q ——每千克燃料的锅炉输出热量，kJ/kg ； r Q ——每千克燃料的锅炉输入热量，kJ/kg ；wh w rx ar net r Q Q Q Q Q +++=1, ………………( 2 )arnet Q ,－热量收到基低位发热量，kJ/kg ；rxQ ——燃料的物理显热，kJ/kg ；1w Q ——当用汽轮机抽汽或者其它外来汽源加热暖风器空气而代入锅炉系统内的热量，kJ/kg ；whQ ——燃油雾化蒸汽代入锅炉的热量，kJ/kg ；一般情况下，输入热量可以认为是燃料的低位发热量。

即：ar net r Q Q ,= ………………( 3 )对于锅炉输出热量则应根据汽水系统的设置来确定热量平衡界限，主汽系统以锅炉省煤器入口至末级过热器出口为界限，确认给水、减温水、排污、抽汽及主汽的相关参数；再热汽系统以锅炉再热器入口至再热器出口为界限，确认再热器入口蒸汽、抽汽、再热减温水及再热汽的相关参数。

这些需确定的参数包括流量、温度及压力，并由温度及压力查热力图表确认相应的焓值，对于不能确定的流量可以根据汽水平衡的原则计算而得。

即：⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑∑==nj j j mi i i h D h D B Q 1111 ………………( 4 )iD ——工质离开热平衡界限时的流量，kg/h ；i h ——工质离开热平衡界限时的焓值，kJ/kg ；jD ——工质进入热平衡界限时的流量，kg/h ；j h ——工质进入热平衡界限时的焓值，kJ/kg ； B——锅炉燃料的消耗量，kg/h ；注：工质的流量应符合汽水平衡，即：∑∑===nj jmi iDD11………………( 5 )8.2反平衡计算方法热损失法锅炉热效率η按下式计算：)(10010016543265432q q q q q Q Q Q Q Q Q r++++-=⨯+++）＋－＝（η……………( 6 )2Q ——每千克燃料的排烟损失热量，kJ/kg ；3Q ——每千克燃料的可燃气体未完全燃烧损失热量，kJ/kg ； 4Q ——每千克燃料的固体未完全燃烧损失热量，kJ/kg ； 5Q ——每千克燃料的锅炉散热损失热量，kJ/kg ； 6Q ——每千克燃料的灰渣物理显热损失热量，kJ/kg ； 2q ——排烟热损失百分率，%；3q ——可燃气体未完全燃烧热损失百分率，%； 4q ——固体未完全燃烧热损失百分率，%；5q ——锅炉散热热损失百分率，%； 6q ——灰渣物理显热热损失百分率，%；8.2.1湿度的计算大气压：符号为：act p ，单位为：Pa 。

应取当地的大气压值，并视效率计算采用数据的时间段取算术平均值。

环境空气温度：符号为：o t ，单位为：℃。

应取送风机入口处空气温度，并视效率计算采用数据的时间段取算术平均值。

环境空气绝对湿度：符号为：k d ，单位为：kg/kg 。

可以根据空气干湿球温度查图表得出，或通过空气的相对湿度φ(单位为：%)计算。

ob act ob k p p p d )(100)(100622.0φφ-=… ……………( 7 )ob p )(：在温度o t下的水蒸气饱和压力，单位为：Pa 。

在0～50℃范围内，可按下式计算：44322101637.6102079.16883.17809.427927.611)(o o o o o b t t t t p --⨯+⨯+++=……( 8 )如果要通过测量干球温度o t 和湿球温度w t来计算相对湿度φ，可用下式计算。

()100)(1524)()(⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=o b w o act ob w b p t t p p p φ… …………( 9 )wb p )(——在温度wt 下的水蒸气饱和压力， Pa 。

在0～50℃范围内，可按下式计算：44322101637.6102079.16883.17809.427927.611)(w w w w w b t t t t p --⨯+⨯+++=……( 10 )8.2.2飞灰含碳量、炉渣含碳量及燃烬碳飞灰含碳量fhC、炉渣含碳量lzC 。

燃烬碳是指燃料收到基实际燃烬的碳质量含量。

符号为：rarC ，单位为：%。

100--=C A C C ar ar rar … ……………( 11 )fhfh fh lzlz lz C C C C C -+-=-100100αα… ……………( 12 )lzα、fhα：分别为炉渣、飞灰灰量占燃煤总灰量的质量含量百分率。

此灰渣平衡及比例，可根据最近灰平衡试验或锅炉性能试验来选取。

对于固态排渣煤粉锅炉，可以代之以10=lz α、90=fhα；对于液态排渣煤粉锅炉，可以代之以90~30=lz α、lzfhαα-=100；-C：灰渣中平均碳量与燃煤灰量之比率，％8.2.3理论干空气量与理论干烟气量用燃料的元素分析计算：理论干空气量是指按燃料收到基成分由实际燃烧掉的碳计算的理论干空气量。

符号为：co gk V )(，单位为：m3/kg 。

ar ar ar rar cogk O H S C V 0333.0265.0)375.0(0889.0)(-++=… ……………( 13 )理论干烟气量是指按燃料收到基成分由实际燃烧掉的碳计算的理论干烟气量。

符号为：co gyV )(，单位为：m 3/kg 。

1008.0)(79.0100375.0866.1)(ar co gk arrar cogyN V S C V +++⨯=… ……………( 14 )将c o gkV )(的计算公式带入上式，则co gy V )(也可用下式计算： )8.06307.2935.203364.38891.81001)(ar ar ar ar rar co gy N O H S C V +-++（＝…………( 15 ) 用燃料的工业分析计算：ar net cogk Q V ,41059515.2)(-⨯=… ……………( 16 )cogk cogy V V )(97.0)(=… ……………( 17 )用工业分析计算的误差对于一般电厂燃用的煤种，在±5%范围内。

8.2.4实际干烟气量实际干烟气量是指每千克燃料燃烧生成的实际干烟气体积，符号为：gy V ，单位为：m 3/kg 。

cgko py cogy gy VV V ))(1()(-+=α… ……………( 18 )8.2.5烟气中水蒸气含量烟气中所含水蒸气容积是指每千克燃料燃烧产生的水蒸气及相应空气湿分带入的水蒸气。

符号为：O H V 2，单位为：m 3/kg 。

⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=k co gk pyarar O H d V MH V )(293.1100924.12α… ……………( 19 )如果用工业分析计算，上式中的ar H 为未知量，可以通过如下公式进行推算：)100(0267.00667.0ar arar ar A MV H --+=… ……………( 20 )按上式计算，arH 的数值的误差大致为±1%的绝对数值。