燃煤锅炉热效率测试方案

1、 水管链条锅炉热效率测试方案项目名称： 水管链条锅炉热效率测试 测试方法： 锅炉运行工况热效率简单测试 （反平衡法） 测试地点： 郴州钻石钨制品有限责任公司 制作人： 阎 沙 湖南欧吉能源科技 2012年 06 月 08 日 目 录 一、项目概述.第 1 页 1.1 背景.第 1 页 1.2 锅炉设备.第 1 页 二、测试目的.第 2 页 三、测试原理.第 2 页 3.1 基本原理.第 2 页 3.2 计算方式.第 3 页 3.3 热量计算.第 4 页 四、测试方法.第 6 页 五、测试项目.第 7 页 六、测试点布置及仪表说明.第 8 页 6.1 测点布置.第 8页 6.2 测试仪表.第 9

2、 页 七、测试费用预算.第 9 页 八、附录一：费用预算.第 10页 附录二：锅炉检测数据和计算结果综合表.第 11页 1. 项目概述1.1 背景 郴州钻石钨制品有限责任公司是目前世界上知名的钨制品企业之一，钨制品生产线项目设计产能为年产仲钨酸铵10000吨，于2003年7月1日试生产，主要产品为偏钨酸铵、蓝钨、黄钨和仲钨酸铵。公司采用2台燃煤链条炉产生蒸汽，产生的蒸汽主要用于压煮车间，由于在生产过程中锅炉虽一直处于满负荷运行状态，但未能输出额定的蒸汽压力，因此，很有必要对锅炉进行一次热效率测试，为改进锅炉运行工况做参考。1.2 锅炉设备郴州钻石钨制品有限责任公司所用的2台燃煤锅炉均产自湘潭锅

3、炉厂，两台锅炉均24小时满负荷运行，总的燃煤消耗量为6070吨/天，实际出力效率在60%左右。2台燃煤链条炉的主要参数如表1表1 燃煤链条炉的参数锅炉型号蒸发量(t/h)蒸汽压力(MPa)蒸汽温度()燃煤消耗量(kg/h)1#619411062#SZL10-1.101941839两台锅炉给煤装置采用传统的煤斗加煤法，煤块混杂挤压，形成密实煤层，通风阻力大，燃煤层表面板结，炉排易烧损，块大的煤不易烧尽，颗粒状的煤粉易掉漏，炉渣含碳量不稳定，锅炉的整体热效率不理想入炉煤力度相差较大，煤层厚度不均匀，经常出现燃料煤燃烧不完全、炉渣残碳含量较高及炉膛温度偏低等现象。2. 测试目的 （1）了解和熟悉锅炉

4、运行时热量的收、支平衡关系，即锅炉热平衡的组成。（2）测定锅炉的各项热损失，并分析研究减少热损失的途径，确定锅炉的热效率。 （3）针对锅炉的运行状况，制定出解决方案，不断降低热损失，减少燃料消耗，提高锅炉热效率。测试原理锅炉工作是将燃料释放的热量最大限度的传递给汽水工质，剩余的没有被利用的热量以各种不同的方式损失掉了。锅炉热效率测定实验的基本原理就是锅炉在稳定工况下进出热量的平衡。根据锅炉热平衡概念，可画出锅炉热平衡图如图1所示。 图1 锅炉热平衡图输入锅炉热量锅炉利用热量各种热损失图中（1）(kJ/kg)：锅炉输入热量； （2）(kJ/kg)：排烟热损失； （3）(kJ/kg)：化学未完全燃

5、烧热损失； （4）(kJ/kg)：机械未完全燃烧热损失，链条炉包括：炉渣机械未完全燃烧热损失，飞灰机械未完全燃烧热损失与漏煤机械未完全燃烧热损失三项； （5）(kJ/kg)：锅炉向环境散热热损失； （6）(kJ/kg)：灰渣物理热损失等其他热损失。锅炉热效率为锅炉利用热量占输入热量的百分数，用表示。它可由输入输出热量法或热损失法通过实验求得。 （1）输入输出热量法： （2）热损失法：100（） (1) 输入热量 = Qnet，ad+ （1）式中 Qnet，ad燃料收到基低位发热量， kJ/kg 燃料物理显热， kJ/kg本实验中，实验室的基准温度取环境温度，输入热量只计燃料收到基低位发热量Qn

6、et，ad。 (2) 锅炉有效利用热量热水锅炉每小时有效吸热量按下式计算： kJ/h （2） 式中 G热水锅炉每小时加热水量， kg/h； ，热水锅炉进水及出水的焓，kJ/kg。 (3) 机械未完全燃烧热损失链条炉 kJ/kg （3） %式中 炉渣机械未完全燃烧热损失， kJ/kg； 飞灰机械未完全燃烧热损失， kJ/kg；沉降灰机械未完全燃烧热损失， kJ/kg；炉排漏煤机械未完全燃烧热损失，kJ/kg。本实验中，只计炉渣机械未完全燃烧热损失和飞灰机械未完全燃烧热损失，其计算公式为： kJ/kg； （4） kJ/kg。 （5）式中 、分别为炉渣和飞灰中可燃物含量百分数，； 、分别为炉渣、飞灰

7、量占入炉煤总灰量的质量份额。(4) 排烟热损失排烟热损失按下式计算： kJ/kg； （6） 式中 排烟的焓，kJ/kg，由烟气离开锅炉最后一个受热面处的烟气温度和该处的过量空气系数所决定， 值在热平衡实验中测定；排烟处的过量空气系数，热平衡实验时，值可由烟气分析测定气体成分，然后计算求得； 每kg燃料完全燃烧时所需的理论空气量，m3； 每干空气连同其带入的10g水蒸气在温度为时的焓； 由于固体不完全燃烧热损失的存在，对1kg燃料所生成的烟气容积需乘以的修正值。通常排烟热损失是锅炉热损失中较大的一项，一般装有省煤器的水管锅炉，约为；不装省煤器时，往往高达以上。(5) 化学未完全燃烧热损失 （7）

8、 式中:取样点处干烟气容积，如下式： （8）、燃料收到基成分质量含量百分数，；、取样点处干烟气中可燃气体、的容积百分比，。燃煤锅炉可认为 。(6) 散热损失 参照国家标准，根据锅炉实际情况估算。(7) 灰渣物理热损失 kJ/kg （9） 式中:灰渣离开炉膛时的温度，当不直接测量时，链条炉600；为炉渣可燃物含量,kJ/(kg.） 它们由下式计算 kJ/(kg.） （10）本实验中，只计算灰渣造成的热物理损失。4. 测试方法本测试采用反平衡法（热损失法），反平衡试验法是测定出锅炉的各项热损失，而计算确定其热效率。可以从各项热损失的分析中找出减少热损失方式，合理利用能源、提高锅炉热效率的途径。 5

9、. 测试项目 （1）燃料（煤）的取样和检测，包括收到基低位发热量 Q,MJ/kg，收到基灰分Aar,%等特性； （2）主蒸汽的压力（P)、温度（tgq）和锅炉出力(D)； （3）给水温度tgs ，； (4) 炉渣可燃物含量Clz,；(5) 飞灰可燃物含量Cfh,； （6）漏煤可燃物含量Clm,； （7）排烟处RO2 、O2 、CO含量，； （8）入炉冷空气温度tlk，； （9）排烟温度 py，。6. 测试点布置及测试仪表说明6.1 测点布置 示 意 图 序号测点名称测点位置测点数量1炉渣取样锅炉出渣口12飞灰取样除尘器出灰口13漏煤取样炉排前端下方前灰箱出口14烟气成分空预器后1m内烟道直段1

10、5入炉冷空气温度送风机入口处16排烟温度空预器后1m内烟道直段17大气压力当 地16.2 测试仪表序号测试项目仪表名称备注1排烟温度热电偶温度计2烟气分析TESTO350分析仪3送风温度玻璃管温度计4给水、出水压力弹簧管式压力表5给水流量皮托管6灰渣中的含碳量天平7燃料低位发热量数显量热仪 测试费用预算 本次2台燃煤锅炉热效率测试预算的费用为15.0万元，详见附录一。预算主要包括以下项目：化验费、测试费、药剂费、人工费、差旅费和不可预见费等。附录一 郴州钻石钨制品有限责任公司热效率测试费用 预算表（2台锅炉）序号科目单价（万元）费用（万元）备注燃料煤每个科目各2项炉渣飞灰漏煤2台锅炉4.人工费

11、5.差旅费按17%计按5%计附录二 锅炉检测数据和计算结果综合表锅炉型号： 测试日期：序号名 称符 号单 位数据来源工况1工况2 一、燃料特性1煤收到基碳Car%化验2煤收到基氢Har%化验3煤收到基氧Oar%化验4煤收到基硫Sar%化验5煤收到基氮Nar%化验6煤收到基灰分Aar%化验7煤收到基水分Mar%化验8煤干燥无灰基挥发分Vdaf%化验9煤收到基低位发热量Qnet，adMJ/kg化验 二、水和蒸汽10主蒸汽压力PMPa试验11主蒸汽温度tgq 试验12锅炉出力Dt/h试验13给水温度tgs 试验三、锅炉反平衡效率14炉渣可燃物含量%化验15飞灰可燃物含量%化验16漏煤可燃物含量Clm

12、%化验17炉渣份额lz%选取18飞灰份额fh%选取19漏煤份额lm%选取20固体未完全燃烧热损失q4%计算21排烟处RO2RO2%试验22排烟处O2O2 %试验23排烟处COCO%试验24修正系数Kq4 %计算25空气过剩系数 py计算26理论空气量 Nm3/kg计算27RO2容积VRO2 Nm3/kg计算28理论氮气体积VON2 Nm3/kg计算29理论水蒸汽容积V0H2ONm3/kg计算30排烟处水蒸汽体积VH2O Nm3/kg计算31排烟处干烟气体积VgyNm3/kg计算32排烟处烟气体积Vpy Nm3/kg计算33气体未完全燃烧热损失q3 %计算34入炉冷空气温度tlk试验35排烟温度py试验36N2份额N2%计算37RO2定压比热CRO2 kJ/Nm3查表38O2定压比热CO2 kJ/Nm3查表39N2定压比热CN2 kJ/Nm3查表40H2O定压比热CH2O kJ/Nm3查表41飞灰