《燃煤机组烟气余热梯级利用系统能效分析导则》编制说明

燃煤机组烟气余热梯级利用系统能效分析导则

编 制 说 明

《燃煤机组烟气余热梯级利用系统能效分析导则》编写组

2022.111.编制背景

锅炉排烟热量利用是现代大型燃煤电站节能降耗的有效措施。通过热能梯级

利用减少烟气换热的不可逆损失，可提高余热回收利用系统节能效果，是提高系

统热经济性及技术经济性的主要方向。国际上，以德国科隆Nideraussem燃烧褐

煤发电机组为代表，采用与空气预热器并联的旁路烟道，把部分高温烟气分流入

旁路烟道后依次与给水和凝结水进行热交换，充分利用烟气余热来增加机组发电

量。国内新建大型燃煤发电机组广泛采用了机炉深度耦合的烟气余热梯级利用系

统设计，各发电集团也在同时积极推进在役燃煤机组开展烟气余热梯级利用的节

能改造。

对于燃煤机组烟气余热梯级利用系统的能效评价，现行的标准体系从能量转

换和守恒的观点出发，将燃煤机组划分为锅炉、汽轮机两个子系统，分别计算对

锅炉效率和汽轮机热耗率的影响，进而得到对供电煤耗率等机组经济性指标的影

响。

上述方法在实际应用中，存在以下问题：

（1）燃煤机组机炉耦合的烟气余热梯级利用系统没有作为一个独立子系统，

以统筹考虑对其他子系统（如燃料燃烧传热、汽轮机回热系统等），以及整个燃

煤电厂性能的影响。锅炉热效率计算的部分热损失项，如，物理、化学不完全燃

烧损失，散热损失等，均与余热梯级利用系统的工作效能无直接关联，用单一的

锅炉、汽轮机整体能量平衡考虑该系统的影响是不充分的。

（2）燃煤机组机炉耦合的烟气余热梯级利用系统的运行条件，受外界环境、

燃料特性、机组负荷等外界因素影响，其系统相关介质的热力参数，如，进口烟

气温度、流量，进口凝结水、给水温度、流量等，经常处于非设计工况。对确定

结构的余热利用系统来说，烟气能量转换为工质能量，进而转换为机械功和电功

输出的复杂过程，目前缺乏系统有效的评价体系和评价方法，以支撑优化设计和

优化运行，导致运行人员判断和调整的经验性极大，盲目性较强，无法做到节能

效益最优。

（3）现行的标准体系中，能量转化利用的评价方法大部分是基于能量平衡

的热力学第一定律方法，针对能量的数量损失进行分析评价，而对于能量质量的

损失并未考虑，导致热力系统中很多不可逆损失较大的环节被忽略，无法有针对

1性地进行节能改造研究。

综上所述，从热力学第一定律和第二定律相结合的角度出发，针对燃煤发电

机组烟气余热梯级利用的典型系统构成和技术路线，综合考虑环境条件、燃料特

性等边界条件，以及对锅炉燃烧传热、汽轮机热功转换系统的影响，编制专门的

燃煤机组烟气余热梯级利用系统能效分析导则是非常必要的。

2021年9月，国家能源局下发《关于下达2021年能源领域行业标准制修订

计划及外文版翻译计划的通知》（国能综通科技〔2021〕92号），《燃煤机组烟气

余热梯级利用系统能效分析导则》制定计划编号为“能源20210311”，并由电力

行业节能标准化技术委员会归口管理，国网湖南省电力有限公司电力科学研究院

负责牵头编写。

2.编制主要原则

《燃煤机组烟气余热梯级利用系统能效分析导则》的编制，依据国家标准

GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的

相关要求进行制定。标准文本的编写，严格参照GB/T1.1的标准编写规则和标

准规范结构参考体例进行。

本标准编制遵循“统一性、协调性、适用性、一致性、规范性”的原则，尽

可能与国际通行标准接轨，注重标准的可操作性。

3.与其他标准文件的关系

本标准与现行法令、法规一致，与相关标准内容没有矛盾和抵触。

4.主要工作过程

4.1参编单位

本导则由国网湖南省电力有限公司电力科学研究院负责牵头起草，参编单位

有：西安交通大学、华北电力大学、湖南省湘电试验研究院有限公司。

4.2起草人工作及主要编制过程

2021年9月，国网湖南省电力有限公司电力科学研究院召开标准编制讨论

会，成立了编制组，确定了指导思想、编制原则及保障措施。

2021年10月，编制组开展了标准编制相关资料的收集和调研工作。

22021年12月，组织召开了技术标准编制启动会，讨论了编制大纲、编写内

容，明确了编写分工，制定了工作计划，正式启动编写工作。

2022年1月-2022年9月，编制组开展初稿编制，对标准框架及内容进行了

深入讨论，对初稿进行反复推敲、修改，形成讨论稿。

2022年10月，编制组对讨论稿逐项评审，修改完善形成征求意见稿，并报

送至电力行业节能标准化技术委员会。

2022年11月，电力行业节能标准化技术委员会挂网征求用户、标委会委员

和相关方意见，共征集到修改意见xx项。结合反馈意见修改征求意见稿并形成

送审稿。

20xx年xx月，完成《燃煤机组烟气余热梯级利用系统能效分析导则》（送

审稿）会议审查。会后，根据专家意见进一步修改，形成了《燃煤机组烟气余热

梯级利用系统能效分析导则》（报批稿）。

5.标准结构和内容

标准正文部分包括9个章节：

第1章规定了适用范围；

第2章提出了规范性引用文件；

第3章规定了本标准适用的术语和定义；

第4章规定了能效分析的实施步骤；

第5章规定了能效分析对象的系统构型和边界划分；

第6章规定了能效分析指标；

第7章规定了能效分析指标的计算；

第8章规定了能效分析数据的获取；

第9章规定了能效分析报告。

附录部分给出了燃煤机组典型烟气余热梯级利用系统构型、气体的定压比热

容与温度的经验关联式、某1000MW燃煤机组烟气余热梯级利用系统能效分析

等3个规范性附录和资料性附录。

36.重要技术内容的解释和其它应予说明的事项

（1）标准将烟气余热梯级利用系统单独作为系统进行评价，在系统边界划

分上与传统标准相比有所调整，使其更能反映系统的能量转化机理，节能效益分

析更具有针对性

本标准在5.2节，分设备、系统、全厂等三个层次，给出了开展能效分析的

边界划分，具体如下：

a）设备的边界

燃煤机组中各热力设备的边界包括，该设备外表面与环境的分界面，进、出

该设备的工质（介质）管道截面，轴功率输入/输出截面等。

b）子系统的边界

——烟气余热梯级利用系统

系统进口空气边界为，一次风机、送风机出口截面。

系统进口烟气边界为，空气预热器和旁路烟道进口截面。

系统进口工质边界为，旁路烟道高压换热器、低压换热器，低温省煤器，抽

汽暖风器，一次风工质换热器，二次风抽汽加热器等换热器的给水、凝结水、抽

汽进口截面。

系统出口空气边界为，制粉系统进口空气截面，锅炉二次风箱进口空气截面。

系统出口烟气边界为，前置式空气预热器出口烟气截面，或其下游最后一级

烟气换热器出口截面。

系统出口工质边界为，旁路烟道高压换热器、低压换热器，低温省煤器，抽

汽暖风器，一次风工质换热器，二次风抽汽加热器等换热器的给水、凝结水、抽

汽出口截面。

——锅炉子系统（燃料燃烧与传热）

系统进口空气边界为，制粉系统进口空气截面，锅炉二次风箱进口空气截面。

系统进口燃料边界为，制粉系统入炉煤进口截面，其他燃料系统进口管道截

面。

系统进口工质边界为，给水、减温水、再热蒸汽进口管道截面。

系统出口烟气边界为，空气预热器和旁路烟道进口截面。

系统出口工质边界为，主蒸汽、再热蒸汽出口管道截面。

4——汽轮机子系统（热能输入和热功转化）

系统进口工质边界为，锅炉主蒸汽、再热蒸汽出口管道截面，循环水进口截

面；旁路烟道高压换热器、低压换热器，低温省煤器，抽汽暖风器，一次风工质

换热器，二次风抽汽加热器的给水、凝结水、抽汽管道的汽轮机侧进口截面。

系统出口工质边界为，锅炉给水、再热蒸汽进口管道截面，循环水出口截面；

旁路烟道高压换热器、低压换热器，低温省煤器，抽汽暖风器，一次风工质换热

器，二次风抽汽加热器的给水、凝结水、抽汽管道的汽轮机侧出口截面。

系统出口电功率边界为，发电机电能输出截面。

c）机组的边界

系统输入燃料的边界为，机组入炉煤进口截面；其他燃料的进口管道截面。

系统与环境大气的边界为，风机的环境空气吸入截面；热力设备外表面与环

境大气的接触面；机组排放烟气进入环境大气的截面等。

（2）标准给出了基于热力学第二定律的烟气余热利用系统能效评价指标体

系，明确了烟气余热能利用度和到机组内功率增量的能量转换效率

a）烟气余热回收量

烟气余热梯级利用系统中，各换热设备和系统的烟气进口、出口焓值变化量，

即为各换热设备和系统的烟气余热回收量。

�=�∙ℎ−ℎ………………（1）

푓푓푓,푖푓,표�

式中：

�——各换热设备和系统的烟气余热回收量，kW；

푓

�——烟气质量流率，kg/s；

푓

ℎ——各换热设备和系统的进口烟气比焓，kJ/kg；

푓,푖

ℎ——各换热设备和系统的出口烟气比焓，kJ/kg。

푓,표�

b）烟气余热梯级利用系统的热-功转换效率

本标准针对采用烟气余热梯级利用系统的燃煤机组，定义汽轮机内功率增量

与烟气余热梯级利用系统进口、出口烟气㶲值差的比值，为烟气余热梯级利用系

统的热-功转换效率。

5Δ�

�ℎ,�푟푖

�=………………（2）

푐표

�−�

�,푓,푖�,푓,표�

式中：

�——烟气余热梯级利用系统的热-功转换效率，无量纲；

푐표

Δ�——汽轮机内功率增量，kW；

�ℎ,�푟푖

�——烟气余热梯级利用系统进口烟气的㶲值，kW；

�,푓,푖

�——烟气余热梯级利用系统出口烟气的㶲值，kW。

�,푓,표�

（3）标准将基于热力学第二定律的能级分析，引入烟气余热转换和能级提

升系统，给出了能量转换环节能量等级匹配程度的量化指标和计算方法

烟气余热梯级利用系统的输入能量能级为：

�

�,ℎ푟�,푖

�=………………（3）

ℎ푟�,푖

�

ℎ푟�,푖

式中：

�——烟气余热梯级利用系统的输入能量能级，无量纲；

ℎ푟�,푖

�——烟气余热梯级利用系统输入的㶲，kW；

�,ℎ푟�,푖

�——烟气余热梯级利用系统输入的热量，kW。

ℎ푟�,푖

烟气余热梯级利用系统的输出能量能级为：

�

�,ℎ푟�,표�

�=………………（4）

ℎ푟�,표�

�

ℎ푟�,표�

式中：

�——烟气余热梯级利用系统的输出能量能级，无量纲；

ℎ푟�,표�

�——烟气余热梯级利用系统输出的㶲，kW；

�,ℎ푟�,표�

�——烟气余热梯级利用系统输出的热量，kW。

ℎ푟�,표�

烟气余热梯级利用系统的能级平衡系数为：

�−��

ℎ푟�,푖ℎ푟�,표�ℎ푟�,표�

�==1−………………（5）

ℎ푟�

��

ℎ푟�,푖ℎ푟�,푖

6式中：

�——烟气余热梯级利用系统的能级平衡系数，无量纲。

ℎ푟�

（4）标准对烟气余热梯级利用系统的重要能量转换装置，给出了可操作的

效能分析方法。特别对三分仓、四分仓回转式空气预热器，考虑因漏风造成的空

气、烟气掺混导致的不可逆性，给出基于设计或现场测试的确定方法

本标准针对大型燃煤发电机组采用的三分仓、四分仓回转式空气预热器，考

虑漏风因素，给出了能量平衡、㶲平衡等能效分析方法：

a）能量平衡和㶲平衡

二分仓空气预热器的能量平衡关系为，

�=�∙ℎ−ℎ………………（6）

푓,푎ℎ푓,푎ℎ,푖푓,푎ℎ,푖푓,푎ℎ,표�,

�=�∙ℎ−ℎ………………（7）

푎,푎ℎ푎,푎ℎ,표�푎,푎ℎ,표�푎,푎ℎ,푖

�=�………………（8）

푓,푎ℎ푎,푎ℎ

式中：

�——空气预热器中，烟气放出的热量，kW；

푓,푎ℎ

�——空气预热器中，空气吸收的热量，kW；

푎,푎ℎ

�——空气预热器进口烟气的质量流率，kg/s；

푓,푎ℎ,푖

�——空气预热器出口空气的质量流率，kg/s；

푎,푎ℎ,표�

ℎ、ℎ——空气预热器进口烟气、进口空气比焓，kJ/kg；

푓,푎ℎ,푖푎,푎ℎ,푖

ℎ

——空气预热器出口空气比焓，kJ/kg；

푎,푎ℎ,표�

ℎ——空气预热器在无漏风条件下的出口烟气比焓，kJ/kg，采用

푓,푎ℎ,표�,

下式计算，

ℎ=ℎ+�∙ℎ−ℎ…………

푓,푎ℎ,표�,푓,푎ℎ,표�,푎ℎ푎,푎ℎ,푓,표�푎,푎ℎ,푖

……（9）

式中：

ℎ——空气预热器出口烟气比焓，kJ/kg；

푓,푎ℎ,표�

7ℎ——空气预热器漏风在出口烟气温度下的比焓，kJ/kg；

푎,푎ℎ,푓,표�

�——空气预热器的漏风率，无量纲，定义如下，

,푎ℎ

��

푎,푎ℎ,

�=………………（10）

,푎ℎ

�

푓,푎ℎ,푖

式中：

��——空气预热器漏风量，kg/s。

푎,푎ℎ,

多分仓（三分仓、四分仓）空气预热器的能量平衡关系为，

�=�+�………………（11）

푓,푎ℎ푎,,푎ℎ푎,�,푎ℎ

�=�∙ℎ−ℎ………………（12）

푎,,푎ℎ푎,,푎ℎ,표�푎,,푎ℎ,표�푎,,푎ℎ,푖

�=�∙ℎ−ℎ………………（13）

푎,�,푎ℎ푎,�,푎ℎ,표�푎,�,푎ℎ,표�푎,�,푎ℎ,푖

式中：

�、�——空气预热器中，一次风、二次风空气吸收的热量，

푎,,푎ℎ푎,�,푎ℎ

kW；

�、�——空气预热器出口一次风、二次风空气质量流

푎,,푎ℎ,표�푎,�,푎ℎ,표�

率，kg/s；

ℎℎ

、——空气预热器一次风空气进口、出口比焓，kJ/kg；

푎,,푎ℎ,푖푎,,푎ℎ,표�

ℎ、ℎ——空气预热器二次风空气进口、出口比焓，kJ/kg。

푎,�,푎ℎ,푖푎,�,푎ℎ,표�

多分仓（三分仓、四分仓）空气预热器的加权平均漏风温度为，

����

푎,,푎ℎ,푎,�,푎ℎ,

=∙+∙………………

푎,푎ℎ,푎,,푎ℎ,푖푎,�,푎ℎ,푖

����

푎,푎ℎ,푎,푎ℎ,

（14）

式中：

——空气预热器质量加权的漏风温度，℃；

푎,푎ℎ,

��——空气预热器一次风空气向烟气侧的泄漏率，kg/s，采用设备

푎,,푎ℎ,

制造厂家的计算或估计值；

8

��——空气预热器二次风空气向烟气侧的泄漏率，kg/s，采用设备

푎,�,푎ℎ,

制造厂家的计算或估计值。

多分仓（三分仓、四分仓）空气预热器在无漏风条件下的出口烟气比焓为，

ℎ=ℎ+�∙ℎ−ℎ…………

푓,푎ℎ,표�,푓,푎ℎ,표�,푎ℎ푎,푎ℎ,푓,표�푎,푎ℎ,

……（15）

式中：

ℎ——空气预热器漏风在质量加权的漏风温度下的比焓，kJ/kg。

푎,푎ℎ,푎,푎ℎ,

本文件假设回转式空气预热器漏风仅在冷端发生，传热过程的㶲平衡关系为，

��−��=��−��+∆��…

푓,푎ℎ,푖푓,푎ℎ,표�,푎,푎ℎ,표�푎,푎ℎ,푖푎ℎ,

……………（16）

式中：

��——回转式空气预热器进口烟气的㶲值，kW；

푓,푎ℎ,푖

��——回转式空气预热器出口烟气在无漏风条件下的㶲值，kW；

푓,푎ℎ,표�,

��——回转式空气预热器进口空气的㶲值，kW；

푎,푎ℎ,푖

��——回转式空气预热器出口空气的㶲值，kW；

푎,푎ℎ,표�

∆��——回转式空气预热器传热过程的㶲损失，kW。

푎ℎ,

空气预热器漏风混合过程的㶲平衡关系为，

��+��=��+Δ��………………

푓,푎ℎ,표�,푎,푎ℎ,푓,푎ℎ,표�푎ℎ,

（17）

�∙�+Δ�∙�=�∙

푓,푎ℎ,푖�,푓,푎ℎ,표�,푎,푎ℎ,�,푎,푎ℎ,푓,푎ℎ,표�

�+Δ��………………（18）

�,푓,푎ℎ,표�푎ℎ,

�=�+Δ�………………（19）

,푎ℎ,표,푎ℎ,푖푎,

式中：

��——回转式空气预热器泄漏空气的㶲值，kW；

푎,푎ℎ,

9��——回转式空气预热器出口烟气的㶲值，kW；

푓,푎ℎ,표�

Δ��——回转式空气预热器泄漏空气与出口烟气混合过程的㶲损失，

푎ℎ,

kW；

�——回转式空气预热器出口烟气（包括漏风）的质量流率，kg/s；

푓,푎ℎ,표�

�——回转式空气预热器出口烟气（无漏风）的比㶲，kJ/kg；

�,푓,푎ℎ,표�,

�——回转式空气预热器的泄漏空气在质量加权漏风温度下

�,푎,푎ℎ,푎,푎ℎ,

的比㶲，kJ/kg；

�——回转式空气预热器出口烟气（包括漏风）的比㶲，kJ/kg；

�,푓,푎ℎ,표�

Δ��——回转式空气预热器中，漏风与烟气混合过程的㶲损失，kW。

푎ℎ,

本文件忽略由于空气预热器漏风造成的进口、出口烟气成分变化所引起的烟

气热物性变化。

b）评价㶲效率

回转式空气预热器传热过程的评价㶲效率为，

Δ����−��

푎,푎ℎ푎,푎ℎ,표�푎,푎ℎ,푖

�==………………（45）

��,푎ℎ

Δ����−��

푓,푎ℎ푓,푎ℎ,푖푓,푎ℎ,표�,

式中：

�——回转式空气预热器的评价㶲效率，无量纲；

��,푎ℎ

Δ��——回转式空气预热器中，空气㶲值的变化量，kW；

푎,푎ℎ

Δ��——回转式空气预热器中，烟气㶲值的变化量，kW。

푓,푎ℎ

10目次

1.编制背景......................................................................................................1

2.编制主要原则..............................................................................................2

3.与其他标准文件的关系................................................................................2

4.主要工作过程..............................................................................................2

4.1参编单位....................................................................................................2

4.2起草人工作及主要编制过程.......................................................................2

5.标准结构和内容...........................................................................................3

6.重要技术内容的解释和其它应予说明的事项................................................41.编制背景

锅炉排烟热量利用是现代大型燃煤电站节能降耗的有效措施。通过热能梯级

利用减少烟气换热的不可逆损失，可提高余热回收利用系统节能效果，是提高系

统热经济性及技术经济性的主要方向。国际上，以德国科隆Nideraussem燃烧褐

煤发电机组为代表，采用与空气预热器并联的旁路烟道，把部分高温烟气分流入

旁路烟道后依次与给水和凝结水进行热交换，充分利用烟气余热来增加机组发电

量。国内新建大型燃煤发电机组广泛采用了机炉深度耦合的烟气余热梯级利用系

统设计，各发电集团也在同时积极推进在役燃煤机组开展烟气余热梯级利用的节

能改造。

对于燃煤机组烟气余热梯级利用系统的能效评价，现行的标准体系从能量转

换和守恒的观点出发，将燃煤机组划分为锅炉、汽轮机两个子系统，分别计算对

锅炉效率和汽轮机热耗率的影响，进而得到对供电煤耗率等机组经济性指标的影

响。

上述方法在实际应用中，存在以下问题：

（1）燃煤机组机炉耦合的烟气余热梯级利用系统没有作为一个独立子系统，

以统筹考虑对其他子系统（如燃料燃烧传热、汽轮机回热系统等），以及整个燃

煤电厂性能的影响。锅炉热效率计算的部分热损失项，如，物理、化学不完全燃

烧损失，散热损失等，均与余热梯级利用系统的工作效能无直接关联，用单一的

锅炉、汽轮机整体能量平衡考虑该系统的影响是不充分的。

（2）燃煤机组机炉耦合的烟气余热梯级利用系统的运行条件，受外界环境、

燃料特性、机组负荷等外界因素影响，其系统相关介质的热力参数，如，进口烟

气温度、流量，进口凝结水、给水温度、流量等，经常处于非设计工况。对确定

结构的余热利用系统来说，烟气能量转换为工质能量，进而转换为机械功和电功

输出的复杂过程，目前缺乏系统有效的评价体系和评价方法，以支撑优化设计和

优化运行，导致运行人员判断和调整的经验性极大，盲目性较强，无法做到节能

效益最优。

（3）现行的标准体系中，能量转化利用的评价方法大部分是基于能量平衡

的热力学第一定律方法，针对能量的数量损失进行分析评价，而对于能量质量的

损失并未考虑，导致热力系统中很多不可逆损失较大的环节被忽略，无法有针对

1性地进行节能改造研究。

综上所述，从热力学第一定律和第二定律相结合的角度出发，针对燃煤发电

机组烟气余热梯级利用的典型系统构成和技术路线，综合考虑环境条件、燃料特

性等边界条件，以及对锅炉燃烧传热、汽轮机热功转换系统的影响，编制专门的

燃煤机组烟气余热梯级利用系统能效分析导则是非常必要的。

2021年9月，国家能源局下发《关于下达2021年能源领域行业标准制修订

计划及外文版翻译计划的通知》（国能综通科技〔2021〕92号），《燃煤机组烟气

余热梯级利用系统能效分析导则》制定计划编号为“能源20210311”，并由电力

行业节能标准化技术委员会归口管理，国网湖南省电力有限公司电力科学研究院

负责牵头编写。

2.编制主要原则

《燃煤机组烟气余热梯级利用系统能效分析导则》的编制，依据国家标准

GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的

相关要求进行制定。标准文本的编写，严格参照GB/T1.1的标准编写规则和标

准规范结构参考体例进行。

本标准编制遵循“统一性、协调性、适用性、一致性、规范性”的原则，尽

可能与国际通行标准接轨，注重标准的可操作性。

3.与其他标准文件的关系

本标准与现行法令、法规一致，与相关标准内容没有矛盾和抵触。

4.主要工作过程

4.1参编单位

本导则由国网湖南省电力有限公司电力科学研究院负责牵头起草，参编单位

有：西安交通大学、华北电力大学、湖南省湘电试验研究院有限公司。

4.2起草人工作及主要编制过程

2021年9月，国网湖南省电力有限公司电力科学研究院召开标准编制讨论

会，成立了编制组，确定了指导思想、编制原则及保障措施。

2021年10月，编制组开展了标准编制相关资料的收集和调研工作。

22021年12月，组织召开了技术标准编制启动会，讨论了编制大纲、编写内

容，明确了编写分工，制定了工作计划，正式启动编写工作。

2022年1月-2022年9月，编制组开展初稿编制，对标准框架及内容进行了

深入讨论，对初稿进行反复推敲、修改，形成讨论稿。

2022年10月，编制组对讨论稿逐项评审，修改完善形成征求意见稿，并报

送至电力行业节能标准化技术委员会。

2022年11月，电力行业节能标准化技术委员会挂网征求用户、标委会委员

和相关方意见，共征集到修改意见xx项。结合反馈意见修改征求意见稿并形成

送审稿。

20xx年xx月，完成《燃煤机组烟气余热梯级利用系统能效分析导则》（送

审稿）会议审查。会后，根据专家意见进一步修改，形成了《燃煤机组烟气余热

梯级利用系统能效分析导则》（报批稿）。

5.标准结构和内容

标准正文部分包括9个章节：

第1章规定了适用范围；

第2章提出了规范性引用文件；

第3章规定了本标准适用的术语和定义；

第4章规定了能效分析的实施步骤；

第5章规定了能效分析对象的系统构型和边界划分；

第6章规定了能效分析指标；

第7章规定了能效分析指标的计算；

第8章规定了能效分析数据的获取；

第9章规定了能效分析报告。

附录部分给出了燃煤机组典型烟气余热梯级利用系统构型、气体的定压比热

容与温度的经验关联式、某1000MW燃煤机组烟气余热梯级利用系统能效分析

等3个规范性附录和资料性附录。

36.重要技术内容的解释和其它应予说明的事项

（1）标准将烟气余热梯级利用系统单独作为系统进行评价，在系统边界划

分上与传统标准相比有所调整，使其更能反映系统的能量转化机理，节能效益分

析更具有针对性

本标准在5.2节，分设备、系统、全厂等三个层次，给出了开展能效分析的

边界划分，具体如下：

a）设备的边界

燃煤机组中各热力设备的边界包括，该设备外表面与环境的分界面，进、出

该设备的工质（介质）管道截面，轴功率输入/输出截面等。

b）子系统的边界

——烟气余热梯级利用系统

系统进口空气边界为，一次风机、送风机出口截面。

系统进口烟气边界为，空气预热器和旁路烟道进口截面。

系统进口工质边界为，旁路烟道高压换热器、低压换热器，低温省煤器，抽

汽暖风器，一次风工质换热器，二次风抽汽加热器等换热器的给水、凝结水、抽

汽进口截面。

系统出口空气边界为，制粉系统进口空气截面，锅炉二次风箱进口空气截面。

系统出口烟气边界为，前置式空气预热器出口烟气截面，或其下游最后一级

烟气换热器出口截面。

系统出口工质边界为，旁路烟道高压换热器、低压换热器，低温省煤器，抽

汽暖风器，一次风工质换热器，二次风抽汽加热器等换热器的给水、凝结水、抽

汽出口截面。

——锅炉子系统（燃料燃烧与传热）

系统进口空气边界为，制粉系统进口空气截面，锅炉二次风箱进口空气截面。

系统进口燃料边界为，制粉系统入炉煤进口截面，其他燃料系统进口管道截

面。

系统进口工质边界为，给水、减温水、再热蒸汽进口管道截面。

系统出口烟气边界为，空气预热器和旁路烟道进口截面。

系统出口工质边界为，主蒸汽、再热蒸汽出口管道截面。

4——汽轮机子系统（热能输入和热功转化）

系统进口工质边界为，锅炉主蒸汽、再热蒸汽出口管道截面，循环水进口截

面；旁路烟道高压换热器、低压换热器，低温省煤器，抽汽暖风器，一次风工质

换热器，二次风抽汽加热器的给水、凝结水、抽汽管道的汽轮机侧进口截面。

系统出口工质边界为，锅炉给水、再热蒸汽进口管道截面，循环水出口截面；

旁路烟道高压换热器、低压换热器，低温省煤器，抽汽暖风器，一次风工质换热

器，二次风抽汽加热器的给水、凝结水、抽汽管道的汽轮机侧出口截面。

系统出口电功率边界为，发电机电能输出截面。

c）机组的边界

系统输入燃料的边界为，机组入炉煤进口截面；其他燃料的进口管道截面。

系统与环境大气的边界为，风机的环境空气吸入截面；热力设备外表面与环

境大气的接触面；机组排放烟气进入环境大气的截面等。

（2）标准给出了基于热力学第二定律的烟气余热利用系统能效评价指标体

系，明确了烟气余热能利用度和到机组内功率增量的能量转换效率

a）烟气余热回收量

烟气余热梯级利用系统中，各换热设备和系统的烟气进口、出口焓值变化量，

即为各换热设备和系统的烟气余热回收量。

�=�∙ℎ−ℎ………………（1）

푓푓푓,푖푓,표�

式中：

�——各换热设备和系统的烟气余热回收量，kW；

푓

�——烟气质量流率，kg/s；

푓

ℎ——各换热设备和系统的进口烟气比焓，kJ/kg；

푓,푖

ℎ——各换热设备和系统的出口烟气比焓，kJ/kg。

푓,표�

b）烟气余热梯级利用系统的热-功转换效率

本标准针对采用烟气余热梯级利用系统的燃煤机组，定义汽轮机内功率增量

与烟气余热梯级利用系统进口、出口烟气㶲值差的比值，为烟气余热梯级利用系

统的热-功转换效率。

5Δ�

�ℎ,�푟푖

�=………………（2）

푐표

�−�

�,푓,푖�,푓,표�

式中：

�——烟气余热梯级利用系统的热-功转换效率，无量纲；

푐표

Δ�——汽轮机内功率增量，kW；

�ℎ,�푟푖

�——烟气余热梯级利用系统进口烟气的㶲值，kW；

�,푓,푖

�——烟气余热梯级利用系统出口烟气的㶲值，kW。

�,푓,표�

（3）标准将基于热力学第二定律的能级分析，引入烟气余热转换和能级提

升系统，给出了能量转换环节能量等级匹配程度的量化指标和计算方法

烟气余热梯级利用系统的输入能量能级为：

�

�,ℎ푟�,푖

�=………………（3）

ℎ푟�,푖

�

ℎ푟�,푖

式中：

�——烟气余热梯级利用系统的输入能量能级，无量纲；

ℎ푟�,푖

�——烟气余热梯级利用系统输入的㶲，kW；

�,ℎ푟�,푖

�——烟气余热梯级利用系统输入的热量，kW。

ℎ푟�,푖

烟气余热梯级利用系统的输出能量能级为：

�

�,ℎ푟�,표�

�=………………（4）

ℎ푟�,표�

�

ℎ푟�,표�

式中：

�——烟气余热梯级利用系统的输出能量能级，无量纲；

ℎ푟�,표�

�——烟气余热梯级利用系统输出的㶲，kW；

�,ℎ푟�,표�

�——烟气余热梯级利用系统输出的热量，kW。

ℎ푟�,표�

烟气余热梯级利用系统的能级平衡系数为：

�−��

ℎ푟�,푖ℎ푟�,표�ℎ푟�,표�

�==1−………………（5）

ℎ푟�

��

ℎ푟�,푖ℎ푟�,푖

6式中：

�——烟气余热梯级利用系统的能级平衡系数，无量纲。

ℎ푟�

（4）标准对烟气余热梯级利用系统的重要能量转换装置，给出了可操作的

效能分析方法。特别对三分仓、四分仓回转式空气预热器，考虑因漏风造成的空

气、烟气掺混导致的不可逆性，给出基于设计或现场测试的确定方法

本标准针对大型燃煤发电机组采用的三分仓、四分仓回转式空气预热器，考

虑漏风因素，给出了能量平衡、㶲平衡等能效分析方法：

a）能量平衡和㶲平衡

二分仓空气预热器的能量平衡关系为，

�=�∙ℎ−ℎ………………（6）

푓,