工业锅炉热效率远程在线监测技术规范

1、ICSDB福建省地方标准DB XX/ XXXXXXXXX工业锅炉热效率在线监测技术规范 The technical specification for monitoring industrial boiler thermal efficiency online(送审稿)XXXX - XX - XX发布XXXX - XX - XX实施福建省质量技术监督局发布目次目次I前言II1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义14 工业锅炉热效率在线监测项目24.1 监测项目24.2 各项监测项目的计算公式24.3 采集方法55 数据传输的方式86 参数测量仪表的量值溯源要求86.1 总则86.2 测量

2、仪表安装前的要求87 在线监测的各项技术指标应用9附录A(资料性附录) 工业锅炉运行正平衡热效率规定值10附录B(资料性附录) 工业锅炉运行排烟温度规定值11附录C(资料性附录) 工业锅炉排污扩容器前排污率的控制值11附录D(资料性附录) 符号和单位一览表12前言本标准为福建省首次制定。本标准按照GB/T 1.12009 标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写规则给出的规则起草。本标准由福建省质量技术监督局提出。本标准由福建省质量技术监局局归口。本标准由福建省计量科学研究院负责起草。本标准主要起草人：柯丽娜、张金富、陆青、许航、阮学斌、夏玉雄、方辉、魏群、朱炜琳。工业锅炉热效率在线监测技术

3、规范1 范围本标准规定了工业锅炉热效率在线监测的技术要求，包括了监测项目、计算公式、测量参数测点位置、测量仪表的准确度等级、数据传输的方式。本标准适用于锅炉额定蒸发量大于1t/h或额定热功率大于0.7MW的燃煤、燃油、燃气的工业锅炉热效率在线监测。以水煤浆或生物质作燃料的锅炉和以电加热的锅炉可参照采用。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/T 10180工业锅炉热工性能试验规程GB/T 17954工业锅炉经济运行GB/T 29871 能源计量仪表通用数据

4、接口技术协议GB/T 29872 工业能源计量数据集中采集终端通用技术条件GB/T 29873 能源计量数据公共平台数据传输协议CJ/T 364 管道式电磁流量计在线校准要求TSG G0002 锅炉节能技术监督管理规程DB35/T 996 燃煤工业锅炉经济运行 3 术语和定义GB/T 10180、GB/T 29873 确立的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1输入热量 heat input随每千克或每标准立方米燃料输入锅炉的总热量，包括燃料的收到基低位发热量、物理显热、用外来热源加热燃料或加热空气时所带入的热量以及雾化燃油所用蒸汽带入的热量。注：改写GB/T10180-2003的3.6输入热

5、量定义。3.2输出热量 heat output相对每千克或每标准立方米燃料，蒸汽、水或其他介质等工质在锅炉能量平衡系统中所吸收的总热量，以及排污水和工质其他外用所消耗的热量等。注：改写GB/T10180-2003的3.7定义。3.3正平衡测量法 direct procedure直接测量输入热量和输出热量来确定效率的方法。注：引用GB/T10180-2003的3.10正平衡测量法定义。4 工业锅炉热效率在线监测项目4.1 监测项目a.工业锅炉正平衡热效率zp,%b.锅炉实际利用热效率sj，%c.工业蒸汽锅炉排污扩容器前的排污率，%d.排烟温度tpy，e.吨蒸汽原燃料消耗量，kg/t或m3/tf.

6、吨蒸汽标准煤量，kg/tce。4.2 各项监测项目的计算公式4.2.1 工业锅炉正平衡热效率zp，% zp=100% (1)式中：zp-在线监测的工业锅炉正平衡热效率，%。Q1-输出热量，kJ/kg或kJ/m3；Qr-输入热量，kJ/kg或kJ/m3。4.2.1.1 输出热量Q1(1)蒸汽锅炉蒸汽锅炉输出热量可分成两部分：一是蒸汽在锅炉系统中所吸收的热量；二是和锅炉排污扩容器前的排污水量(含化学取样用水)所吸收的热量。如图1所示。图1 锅炉水汽流向示意图输出热量Q1 Q1= (2)式中：Dzq-锅炉蒸汽质量流量，kg/s；hzq-蒸汽焓，kJ/kg；hgs-给水焓，kJ/kg；Dgs-锅炉给水

7、流量，kg/shws-排污扩容器前的排污水焓，kJ/kg； 取锅炉的上锅筒压力Psgt下的饱和水焓；B -原燃料消耗量，kg/s 或m3/s。 (2)热水锅炉或热油载体锅炉Q1= (3)式中：Drs-热水锅炉循环水量或有机热载体锅炉导热油流量，kg/s；hcs-有机热载体锅炉出口的导热油热焓或热水锅炉出水焓；kJ/kg；hjs-有机热载体锅炉入口的导热油热焓或热水锅炉给水焓，kJ/kg，B同上。4.2.1.2 输入热量QrQr= Qner,v,ar+ Qrx+Qwl+Qzy (4)式中： Qnet,v,ar-燃料收到基低位发热量，kJ/kg或kJ/m3；Qrx-燃料的物理显热，kJ/kg或kJ

8、/m3；注：Qrx数量相对于Qner,v,ar极小；又因福建省常年气温平均值为20,固体燃料的温度极少低于0时，输入热量不需考虑固体燃料的解冻用热量,本标准中 Qrx忽略不计；若有个别示例另行计算固体燃料的解冻用热量。Qwl-外来热量，kJ/kg或kJ/m3；Qzy-蒸汽雾化燃油带入炉内的热量，kJ/kg或kJ/m3。 (1)外来热量Qwl按式(5)计算：Qwl= (hQR - hQR) (5)式中：Dwl-外来热源工质流量，kg/s、m3/s；hQR-外来热源进口的热焓，kJ/kg或kJ/m3；hQR-外来热源出口的热焓，kJ/kg或kJ/m3； (2)蒸汽雾化燃油带入炉内的热量Qzy Qz

9、y= hzy-(hzq)0 (6)式中：Dzy-雾化燃油的蒸汽量，kg/s；hzy-蒸汽在雾化入口参数下的焓，kJ/kg；(hzq)0-基准温度下饱和汽焓，kJ/kg。注：本标准推荐采用福建省常年气温平均值20为基准温度t0, t0=20。4.2.1.3 工业锅炉正平衡热效率zp，%(1) 工业锅炉正平衡热效率热量流向图图2 工业锅炉正平衡热效率热量流向图(2)工业蒸汽锅炉正平衡热效率zp的计算公式zp=100% (7)(3)热水锅炉或有机热载体锅炉正衡热效率zp的计算公式zp=100% (8) (4)以电加热的工业锅炉a)以电加热的蒸汽锅炉 (9)式中，N-电量，kWh。b) 以电加热的热水

10、锅炉 (10)4.2.2 实际利用热效率sj，%在线监测的锅炉实际利用热效率sj的计算公式：sj=100% (11)式中：sj-实际利用热效率，%。4.2.3 工业蒸汽锅炉排污扩容器前的排污率,%工业蒸汽锅炉排污扩容器前排污率的计算公式：=100%（Dgs - Dzq）/Dzq (12)式中：-锅炉排污扩容器前的排污率，%；Dzq、Dgs同上。4.2.4 排烟温度tpy，锅炉未级受热面、烟气流出方向侧的出口1m内测量烟气温度为排烟温度tpy，列入工业锅炉在线监测的技术指标之一。4.2.5 吨蒸汽原燃料消耗量，kg/t或m3/t工业锅炉热效率远程在线监测规定了吨蒸汽原燃料消耗量的计算公式如下：=

11、 (13)式中：-吨蒸汽原燃料消耗量，kg/t或m3/t。4.2.6 吨蒸汽标准煤量，kgce/t工业锅炉热效率在线监测规定了吨蒸汽标准煤量的计算公式如下：= (14)式中：-吨蒸汽标准煤量，kg/tce。注：29307kJ/kg取值于GB/T2589-2008的6.2标准煤低位发热量。4.3 采集方法4.3.1 工业锅炉热效率采集的参数工业蒸汽锅炉、热水锅炉、有机热载体锅炉正平衡热效率的采集参数见图3。参数测点位置见表1，测量仪表准确度等级的要求见表2。4.3.2 燃料低位发热量的获取4.3.2.1 取统计期内燃料低位发热量与燃料量的加权平均值。4.3.2.2 燃料低位发热量可通过直接或间接

12、方法获得，但当对于管网系统使用直接测量方法不能实现或不经济时，采用间接方法。4.3.2.3 采用间接方法a) 燃煤和燃油的工业锅炉：采用每批次燃煤或燃油测定的收到基低位发热量。无此条件的工业锅炉使用单位推荐采用与供应商贸易结算、或贸易双方协商的燃煤、燃油收到基低位发热量。b) 燃气锅炉：推荐采用与供应商贸易结算的燃气低位发热量。 图3 工业锅炉热效率在线监测的采集点示意图4.3.3 参数测点位置和测量仪表准确度等级的要求满足工业锅炉热效率在线监测的各个监测项目而采集的锅炉参数、测点位置见表1。配置的测量仪表准确度等级优于或等于表2的要求。表1 参数的测点位置表序号名称符号单位测点位置性质1原燃

13、料消耗量Bkg/s燃煤：送入锅炉前、且无旁支的输送通道上累计值kg/s燃油：燃油燃烧器前累计值m3/s燃气：燃气燃烧器前累计值2电量N kWh电加热锅炉的进线刀闸前累计值3蒸汽流量Dzqkg/s锅炉出口蒸汽管的直管段累计值4蒸汽压力PzqMPa平均值5蒸汽温度Tzq平均值6给水流量Dgskg/s锅炉给水调节阀后、省煤器之前的进水管累计值7给水压力PgsMPa平均值8给水温度Tgs平均值9上锅筒压力PsgtMPa上锅筒平均值10热水锅炉循环水量Drskg/s热水锅炉出水管的直管段累计值11热水锅炉出水压力PcsMPa平均值12热水锅炉出水温度Tcs平均值13有机热载体锅炉导热油流量Drskg/s

14、有机热载体锅炉回油管或出油管累计值表1(续)序号名称符号单位测点位置性质14有机热载体锅炉导热油进油压力PjyMPa有机热载体锅炉回油管平均值15有机热载体锅炉导热油进油温度Tjy16有机热载体锅炉导热油出油压力PcyMPa有机热载体锅炉出油管平均值17有机热载体锅炉导热油出油温度Tcy18排烟温度tpy锅炉未级受热面、烟气流出方向侧的出口1m内平均值19外来热源工质流量Dwlkg/s外来热源的输入管道累计值20外来热源的进口压力PwljkMPa外来热源的输入管道平均值21外来热源的进口温度twljk22外来热源的出口压力PwlckMPa外来热源的输出管道平均值23外来热源的出口温度twlck

15、平均值24雾化燃油的蒸汽量Dzykg/s雾化燃油的自用蒸汽管累计值25雾化入口的蒸汽压力PzyMPa平均值26雾化入口的蒸汽温度tzy平均值表2 参数测量仪表准确度等级要求序号名称符号单位测量仪表准确度要求1燃料消耗量Bkg/sa.衡器准确度等级： 0.5级b.皮带秤：0.5级kg/s油流量计仪表及其系统：0.5级m3/s天燃气流量仪表及其系统：1.0级2电量N kWh电能表准确度等级优于或等于0.5级3蒸汽流量Dzqkg/s蒸汽流量计优于或等于：1.5级4蒸汽压力PzqMPa压力计：1.5级5蒸汽温度Tzq温度计a：0.5级6给水流量Dgskg/s水流量计仪表系统优于或等于0.5级7给水压力

16、PgsMPa压力计：1.5级8给水温度Tgs温度计：0.5级9汽包压力PqbMPa压力计：1.5级10热水锅炉循环水量Drskg/s流量计优于或等于：1.5级11热水锅炉热水压力PcsMPa压力计：1.0级12热水锅炉热水温度Tcs温度计b：0.113有机热载体锅炉导热油流量Drskg/s油流量计仪表系统：0.5级14有机热载体导热介质的进油压力PjyMPa压力计：1.0级15有机热载体导热介质的出油压力PcyMPa表2(续)序号名称符号单位测量仪表准确度要求16有机热载体导热介质的回油温度Tjy温度计b：0.117有机热载体导热介质的出油温度Tcy18排烟温度tpy温度计：0.5级19外来热

17、源工质流量Dwl kg/s 流量计优于或等于：1.5级20外来热源的进口压力PwljkMPa压力计：1.5级21外来热源的出口压力PwlckMPa压力计：1.5级22外来热源的进口温度twljk温度计：0.5级23外来热源的出口温度twlck24雾化燃油自用蒸汽量Dzykg/s蒸汽流量计优于或等于：1.5级25雾化入口的自用蒸汽压力PzyMPa压力计：1.5级26雾化入口的自用蒸汽温度tzy温度计：0.5级a和b：在GB/T10180-2003工业锅炉热工性能试验规程的9.7“锅炉蒸汽、水、空气、烟气介质温度的测量，可以使用热电阻温度计、水银温度计或热电偶温度计（其显示仪表精度不低于0.5级）

18、。对热水锅炉进、出水温度应采用铂电阻温度计测量，读数分辨率为0.1。”有机热载导热介质的温度计要求与热水锅炉进、出水温度计的分辨率相同。5 数据传输的方式5.1 工业锅炉热效率在线监测系统的平台结构推荐按照GB/T29873的平台结构、协议层次和通讯协议的规定。5.2 能源计量仪表应具有网络通信功能。能源计量仪表宜采用Modbus RTU通信协议，能源计量仪表的通讯协议、类型及寄存器推荐按照GB/T 29871的规定。5.3 数据集中采集终端的技术要求、验收方法和验收规则推荐按照GB/T 29872的规定。5.4 工业锅炉热效率在线监测的数据集中采集终端与能源数据中心之间的数据交换传输推荐按照

19、GB/T 29873的方法。5.5 为尽量减少数据转换误差，要求系统中配置的A/D转换器分辨率不小于12位，限制数据转换误差小于0.1%。5.6 建议工业锅炉使用单位对工业锅炉热效率在线监测系统的实时数据更新周期设置不超过5分钟为宜。6 参数测量仪表的量值溯源要求6.1 总则 为维持参数测量仪表的准确性，须对测量仪表进行有效、定期的量值溯源。6.2 测量仪表安装前的要求表1中所列的仪表须经检定合格，或校准的示值误差不超过其仪表的最大允许误差，方能安装。6.3 仪表安装后的量值溯源要求6.3.1 参数测量仪表应按规定进行周期检定或校准，不合格的计量仪表不得使用。6.3.2 皮带秤建议每半月零位校

20、核一次，建议至少每半年进行实煤标定一次。6.3.3 参数测量仪表建议配置便于在线检定或校准的设施。6.3.4 不便拆卸的测量仪表建议采用在线检定或校准方法。如：a) 锅炉给水流量计可采用CJ/T 364-2011方法进行在线校准。b) 锅炉蒸汽流量计安装后，不便拆卸；推荐采用在锅炉运行中以高准确度给水流量作为标准参考量进行现场校准方法。6.3.5 仪表的更换、或更换重要部件、或维修、或对仪表性能有怀疑时，应随时重新检定、校准。7 在线监测的各项技术指标应用7.1 建议工业锅炉使用单位参照GB/T17954、DB35/T996等标准的工业锅炉运行热效率规定值(见附录A，表A1)，控制锅炉在较高热

21、效率的工况下运行。7.2 建议工业锅炉使用单位参照GB/T17954的工业锅炉运行排烟温度规定值(见附录B，表B1)，务必使锅炉排烟温度低于表B1中的排烟温度值。7.3 建议工业锅炉使用单位参照TSG G0002 的第四十一条对工业蒸汽锅炉排污率的要求，控制工业锅炉排污扩容器前的排污率小于附录C表C1的规定值。附录A (资料性附录)工业锅炉运行正平衡热效率规定值表A1 工业锅炉运行正平衡热效率规定值a 单位为% 锅炉额定蒸发量De/(t/h)或额定热功率Qe/MW等级使用燃料及燃烧方式层燃炉流化床炉室燃烟煤贫煤无烟煤褐煤低质煤c烟煤无烟煤b贫煤褐煤重油轻柴油、气d1De2或0.7Qe1.4一等

22、7376787570687274/73767873727775768789二等7074767265636872/70737569677372738688三等6772746962606470/677072666470697085872.1De8或1.4Qe5.6一等75788076717075767478818273727780818890二等72767874686672747276798069677378798789三等707476726563697270747778666470767786888De20或5.620或Qe14一等78818380777580817880838478768182

23、839092二等76788077747177787578818275727880818991三等74767875716875767376798072697678798890a 表A1的工业锅炉运行正平衡热效率规定值参照GB/T 17954-2007工业锅炉经济运行的6“技术指标”表2中锅炉的运行热效率规定值。b 燃用、类无烟煤流化床炉热效率参照DB35/T 996-2010燃煤工业锅炉经济运行的6“技术指标”表3中的锅炉热效率值。c 指收到基灰分Aar50%，收到基低位发热量Qnet.v.ar14.4MJ/kg或折算灰分Aar.zs35g/MJ的煤。d 对燃用高炉煤气的工业锅炉，其运行热效率比

24、表中燃用轻柴油、气锅炉的热效率值低3个百分点。 附录B (资料性附录)工业锅炉运行排烟温度规定值 表B1 工业锅炉运行排烟温度规定值a 单位：名称无尾部受热面有尾部受热面bDc为锅炉额定蒸发量,t/h；Qc为锅炉额定热功率,MW。蒸汽锅炉或有机热载体锅炉热水锅炉蒸汽锅炉、热水锅炉、有机热载体锅炉燃煤燃油、气燃煤燃油、气燃煤燃油、气Dc2或Qc1.42502302202001802或Q1.4-a 表A2的工业锅炉排烟温度规定值参照GB/T17954-2007工业锅炉经济运行的表3中的工业锅炉运行排烟温度规定值；表中所列为锅炉在70%100%的额定负荷下运行时的排烟温度值。b 对部分地区燃用高硫(Sar3%)煤的有尾部受热面锅炉，其运行排烟温度可适当提高，但提高值不超过30。附录C (资料性附录)工业锅炉排污扩容器前排污率的控制值表C1 工业锅炉排污扩容器前排污率的控制值名 称规定值以软化水为补给水或单纯采用锅内加药处理的工业锅炉10%以除盐水为补给水的工业锅炉2%附录D(资料性附录)符号和单位一览表表D1 符号和单位一览表序号名 称符号单 位1输入热量QrkJ/kg或kJ/m32