大型火力发电厂锅炉热效率试验介绍

大型火力发电厂

锅炉热效率试验介绍《GB10184-88电站锅炉性能试验规程》简介热机研究所李红主要内容一、基本概念二、试验的组织及实施三、锅炉热效率的计算一、基本概念1.1锅炉热效率试验的标准1.2基本概念及术语1.3热效率的计算方式分类1.4锅炉机组热平衡系统《GB10184-88电站锅炉性能试验规程》一、基本概念1.1锅炉热效率试验的标准各电科院锅炉专业的“圣经”输入热量、输出热量各项热损失排烟热损失、可燃气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失、散热损失、灰渣物理热损失锅炉的额定蒸发量（ECR）、锅炉的最大蒸发量（BMCR）基准温度燃料分析一、基本概念1.2基本概念一、基本概念输入热量煤的收到基低位发热量物理显热用外来热源加热燃料或空气时所带入的热量随每千克煤输入锅炉能量平衡系统的总热量输出热量对每千克煤，工质在锅炉能量平衡系统中所吸收的总热量。一、基本概念热损失排烟热损失可燃气体未完全燃烧热损失固体未完全燃烧热损失散热损失灰渣物理热损失一、基本概念排烟热损失：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该项热损失由排烟中的未完全燃烧产物(CO、H2、CH4和CmHn)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。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锅炉额定蒸发量（ECR、BRL）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。锅炉最大蒸发量（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。一、基本概念BMCR、ECR，有多少人傻傻分不清？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。（ASME标准为送风机出口）燃料分析燃料的工业分析和元素分析。一、基本概念《热力计温度算书》里面的空预器入口温度当成基准温度，对吗？有了它，我能简化算热效率！有了它，我能做锅炉性能考核试验！输入－输出法直接法或正平衡法直接测量锅炉输入和输出热量求得热效率。锅炉热效率=（输出热量/输入热量）*100%热损失法反平衡法由确定各项热量损失求得热效率锅炉热效率=（1-（各项损失热量之和/输入热量））*100%一、基本概念1.3热效率的计算方式锅炉机组热平衡系统界限图锅炉机组热量平衡图一、基本概念1.4锅炉机组热平衡系统首先有平衡，其次才能讲效率！界限很重要，ASME不同于国标。比如：美国人就不认空预器是锅炉本体一部分。热量平衡是正反平衡计算锅炉效率的基础这个圈圈很关键，圈内都是锅炉自家人。美国人和我们划的不一样，所以效率也有所不同。输入热量是基础，是能量的来源！损失？为啥会有这么个玩意儿，纯浪费呀！没有它多好，但是是不可能滴！输出热量是关键，就它有用的。节能是干啥的，就是为了解决它！二、试验的组织及实施2.1试验的组织和安排2.2试验的具体实施试验目的锅炉性能鉴定及验收。定期的检查。节能工作。试验人员及职责二、试验的组织及实施2.1试验的组织和安排温度测量玻璃水银温度计热电偶温度计热电阻温度计干、湿球温度计压力测量大气压力计压力变送器气体成分分析奥氏仪烟气分析仪化学法和物理法二、试验的组织及实施试验仪器测量参数测点位置烟气温度及成份空气预热器进口烟道2×10×4点空气预热器出口烟道2×10×3点（等截面多点网络法布置）飞灰除尘器进口烟道上部（空气预热器进口垂直烟道）炉底渣炉底捞渣机排放口入炉煤各给煤机出口取样装置空气湿度及大气压空气湿度利用干、湿球温度计大气压力用膜盒式压力计二、试验的组织及实施网格法测点分布二、试验的组织及实施二、试验的组织及实施2.2试验的具体实施负荷申请工况确认运行数据记录数据测量采集灰渣煤取样测

量

项

目观测值偏离规定值的允许偏差蒸发量Dt/h＞22065～220＜65±3%±6%±10%蒸汽压力pMPa≥9.5＜9.5±2%±4%蒸汽温度t℃540+5-10450+5-15400+10-20二、试验的组织及实施工况满足预定要求，并保持稳定。运行工况应记录的DCS数据机组负荷、锅炉蒸发量主汽参数给水参数再热汽参数减温水参数排污参数烟风系统参数制粉系统参数二、试验的组织及实施数据测量采集环境温度大气压力空气湿度排烟温度烟气成分空预器入口烟温。。。。。。二、试验的组织及实施三、锅炉热效率的计算3.1正平衡计算3.2反平衡计算3.3锅炉热效率的简化计算计算准确性差，极少采用。计算简单，有一定的误差，适合电厂使用。Q1—每千克燃料的锅炉输出热量，kJ/kg；Qr—每千克燃料的锅炉输入热量，kJ/kg；三、锅炉热效率的计算3.1正平衡计算Qnet,ar—收到基低位发热量，kJ/kg；Qrx—燃料的物理显热，kJ/kg；Qwl—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；Qwh—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。三、锅炉热效率的计算Di—工质离开热平衡界限时的流量，kg/h；hi—工质离开热平衡界限时的焓值，kJ/kg；Dj—工质进入热平衡界限时的流量，kg/h；hj—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；三、锅炉热效率的计算三、锅炉热效率的计算3.2反平衡计算三、锅炉热效率的计算三、锅炉热效率的计算损失热量Q2——每千克燃料的排烟损失热量，kJ/kg；Q3——每千克燃料的可燃气体未完全燃烧损失热量，kJ/kg；Q4——每千克燃料的固体未完全燃烧损失热量，kJ/kg；Q5——每千克燃料的锅炉散热损失热量，kJ/kg；Q6——每千克燃料的灰渣物理显热损失热量，kJ/kg；热损失百分比q2——排烟热损失百分率，%；q3——可燃气体未完全燃烧热损失百分率，%；q4——固体未完全燃烧热损失百分率，%；q5——锅炉散热热损失百分率，%；q6——灰渣物理显热热损失百分率，%；三、锅炉热效率的计算（1）排烟热损失各项热损失中最复杂的，有一堆东西要计算。曾让我很崩溃！三、锅炉热效率的计算干烟气带走的热量：烟气所含水蒸气的显热：干烟气体积（每千克煤）平均定压比热容（排烟温度-环境温度），高于环境温度的烟气温度才算浪费的。水蒸气体积（含空气湿度和燃烧产物）平均定压比热容三、锅炉热效率的计算理论干空气量与理论干烟气量实际干烟气量煤元素分析起作用了，所以工业分析是不能准确计算排烟热损失的就差个过量空气三、锅炉热效率的计算烟气中水蒸气含量煤炭中H反应生成水煤炭中收到基水分空气中水分3部分水分来源都考虑了！三、锅炉热效率的计算（2）气体未完全燃烧热损失CO、CH4、H2、CmHn三、锅炉热效率的计算（3）固体未完全燃烧热损失一是煤炭的灰分三是石子煤损失，一般很小。二是灰、渣的可燃物含量三、锅炉热效率的计算（4）散热损失热损失值的大小与锅炉机组的热负荷有关三、锅炉热效率的计算三、锅炉热效率的计算（5）灰渣物理热损失我觉得对应“排烟热损失”，这应该叫“排灰渣热损失”这是炉渣温度排出时比环境温度高的损失热量这是飞灰排出时温度比环境温度高的损失热量三、锅炉热效率的计算（6）锅炉热效率的修正

输入热量的修正热损失的修正进风温度偏差的换算

给水温度偏差的换算

进风温度和给水温度都偏离设计值时的修正修正后的热损失值锅炉热效率的修正送风温度修正最关键，很多情况下，修正这一项就ok了。三、锅炉热效率的计算3.3锅炉热效率的简化计算1、规程规定的简化计算2、煤炭工业分析基础上的热效率估算三、锅炉热效率的计算a.将燃料的低位发热量作为输入热量；

b.忽略输入物理热及雾化蒸汽带入的热量；

c.排烟热损失计算中忽略雾化蒸汽及燃料中氮引起的热损失，并取干烟气比cp·gy=1.38kJ/(m3·K)，水蒸气比热cp，空气绝对湿度dk=0.01kg/kg(干空气)；

d.过量空气系数计算公式采用21/（21-O2）e.煤粉炉忽略气体未完全燃烧热损失；

f.忽略磨煤机排出石子煤的热损失；

g.除液态排渣炉外，可忽略灰渣物理显热损失。

1、GB10184-88规程规定的简化计算三、锅炉热效率的计算2、煤炭工业分析基础上的热效率估算（1）实际干烟气体积简化计算K1、K2根据燃料的种类及燃料无灰干燥基挥发份的数值选取。解决一大堆计算了！燃料种类无烟煤贫煤烟煤烟煤长焰煤褐煤燃料无灰干燥基挥发分%5～1010～2020～3030～40>37>37K10.980.980.980.980.980.98K20.26590.26080.26200.25700.25950.2620Har%1～32.5～3.52.5～3.53～53～