鍋爐熱效率試驗規(guī)程解讀

鍋爐熱效率試驗規(guī)程新版解讀前言本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標準代替GB/T10184—1988《電站鍋爐性能試驗規(guī)程》，與GB/T10184—1988相比，主要變化如下：——補充和修改了術(shù)語；——根據(jù)GB3101《有關(guān)量、單位和符號的一般原則》修改了原標準物理量的定義和符號；——修改了鍋爐效率計算公式；——修改了儀器設(shè)備的使用建議和規(guī)定；——修改了鍋爐機組熱平衡系統(tǒng)邊界；——增加了添加脫硫劑的鍋爐效率計算；——增加了裝有高溫脫硝裝置的鍋爐效率計算；——增加了煙氣中NOx和SO2濃度的測量項目；——增加了部分空氣預(yù)熱器性能計算公式；——刪除了制粉系統(tǒng)主要特性參數(shù)測定的有關(guān)內(nèi)容；——刪除了誤差分析的有關(guān)內(nèi)容；——刪除了部分附錄。本標準所代替標準的歷次版本發(fā)布情況為：——GB/T10184—1988。目錄試驗項目和要求測試項目、儀器及測試方法鍋爐熱效率計算1231.1試驗前應(yīng)達成協(xié)議的內(nèi)容1.2試驗大綱 1.3試驗準備和試驗條件1.4機組穩(wěn)定時間1.5預(yù)備性試驗1.6正式試驗 1.7試驗記錄 1.8試驗工況和試驗數(shù)據(jù)的舍棄1.9鍋爐效率試驗

一、試驗項目和要求1.1試驗前應(yīng)達成協(xié)議的內(nèi)容

試驗前應(yīng)達成協(xié)議的內(nèi)容如下：a)試驗?zāi)康呐c試驗項目；b)試驗單位職責范圍；c)試驗燃料特性及其允許變化范圍；d)脫硫劑特性及其允許變化范圍；e)試驗項目的測試和計算方法；f)鍋爐效率計算中，不測量項目的熱損失給定值；g)試驗測試項目、測點位置及數(shù)量；h)燃料、脫硫劑、飛灰、爐渣、煙氣、汽、水等的取樣方法及進行有關(guān)分析的實驗室；i)試驗用儀器及其技術(shù)參數(shù)和檢定單位；一、試驗項目和要求j)設(shè)備狀態(tài)及試驗期間的運行方式，包括輔助設(shè)備和控制系統(tǒng)的投運方式；k)試驗期間鍋爐主要參數(shù)允許波動幅度；l)測試前工況的穩(wěn)定時間和測量持續(xù)時間；m)特殊工況及異常情況的處理，試驗數(shù)據(jù)的取舍；n)試驗原始記錄和燃料、脫硫劑、灰、渣樣的處置；o)各個灰、渣收集點之間灰渣量的分配比例（灰渣百分比）或測量（計算）方法；p)重復(fù)性試驗工況之間的允許偏差；q)將測試結(jié)果修正到保證條件下的計算方法；r)當設(shè)備由不同供貨（制造）單位共同提供時，對有關(guān)設(shè)備性能分擔的責任；s)試驗原始記錄的保存單位；t)其他在本標準內(nèi)的未盡事宜。

一、試驗項目和要求1.2試驗大綱

試驗大綱由試驗負責單位編寫，并經(jīng)試驗各方認可，內(nèi)容至少應(yīng)包括：a)試驗?zāi)康?；b)試驗條件及要求；c)試驗工況；d)主要測點布置、儀表儀器及測試方法；e)試驗數(shù)據(jù)處理原則；f)試驗人員及組織；g)試驗日程及計劃。一、試驗項目和要求1.3試驗準備和試驗條件

試驗前，應(yīng)有如下準備和條件：a)對所有參與試驗的儀表儀器進行檢定或校準；b)確定已具有足夠的、符合試驗規(guī)定的燃料和脫硫劑；c)整個鍋爐機組無明顯泄漏，主、輔機能正常運轉(zhuǎn)并滿足試驗要求；d)所有受熱面在開始試驗前均保持正常運行時的清潔度；e)鍋爐機組與其他非試驗系統(tǒng)完成隔離。一、試驗項目和要求1.4機組穩(wěn)定時間1.4.1鍋爐試驗前，機組應(yīng)連續(xù)正常運行3天以上。測量前鍋爐在試驗負荷及條件下穩(wěn)定運行時間應(yīng)不少于2小時。對于添加脫硫劑的鍋爐，應(yīng)在脫硫劑投入量和SO2排放濃度達到穩(wěn)定后2小時，方可開始試驗。1.4.2測試過程中，鍋爐蒸發(fā)量及蒸汽參數(shù)波動的最大允許偏差見表1。一、試驗項目和要求表1鍋爐蒸汽參數(shù)最大允許波動范圍一、試驗項目和要求測量項目最大允許波動范圍蒸發(fā)量

DD＞2008t/h950t/h＜

D≤2008t/h480t/h＜

D≤950t/hD＜480t/h±1.0%±2.0%±4.0%±5.0%蒸汽壓力

PP>18.5MPa9.8MPa≤P≤18.5MPaP＜9.8MPa±1.0%a±2.0%a±4.0%a蒸汽溫度

tt≥540℃t＜540℃±5℃＋5℃，－10℃1.5預(yù)備性試驗1.5.1預(yù)備性試驗的目的如下：a)檢查鍋爐機組運行狀態(tài)；b)檢驗測試裝置和儀器；c)培訓試驗人員。1.5.2

如試驗各方認為試驗過程和條件滿足要求，預(yù)備性試驗也可作為正式試驗。一、試驗項目和要求1.6正式試驗1.6.1鑒定試驗、驗收試驗的持續(xù)時間見表2，參數(shù)測量和樣品取樣時間間隔見表3。表2試驗工況持續(xù)時間一、試驗項目和要求燃燒方式鍋爐效率測量方法測試有效時間（h）煤粉鍋爐固態(tài)排渣熱損失法或輸入－輸出法4液態(tài)排渣輸入－輸出熱量法4火床爐熱損失法或輸入－輸出熱量法46循環(huán)流化床鍋爐熱損失法或輸入－輸出法4燃油鍋爐和燃氣鍋爐熱損失法或輸入－輸出法2表3參數(shù)測量和樣品取樣時間間隔一、試驗項目和要求測量和取樣對象測量或取樣時間間隔蒸汽流量、壓力、溫度5min～15min給水流量、壓力、溫度5min～15min空氣壓力、溫度，煙氣壓力、溫度5min～15min煙氣成分5min～15min環(huán)境壓力、溫度10min～20min燃料和脫硫劑取樣30min飛灰每個工況每個取樣點至少取樣2次爐渣15min～30min其他次要參數(shù)15min～30min1.6.2大修前后試驗等常規(guī)試驗持續(xù)時間可適當調(diào)整，但不應(yīng)小于2小時。參數(shù)測量和樣品取樣時間間隔參照表3。1.6.3試驗工況開始直至結(jié)束，過熱蒸汽流量和壓力、溫度，再熱蒸汽壓力和溫度，給水壓力和溫度，鍋筒水位，過量空氣系數(shù)，配風方式，循環(huán)流化床鍋爐床壓和床溫，燃料量，吸收劑流量，制粉系統(tǒng)投運方式等，應(yīng)保持一致和穩(wěn)定。1.6.4測試期間不允許進行可能干擾試驗工況的任何操作，如定期排污、吹灰、打渣及火床鍋爐清爐、燃料層調(diào)整等。一、試驗項目和要求1.7試驗記錄1.7.1鍋爐機組的運行狀況與規(guī)定條件的任何偏離和試驗期間的調(diào)整，均應(yīng)做好記錄，并注明發(fā)生時間和見證人。1.7.2試驗數(shù)據(jù)應(yīng)全部記錄于專用表格中。1.7.3試驗記錄至少應(yīng)包括下列項目：a)試驗名稱；

b)工況編號；c)試驗日期；d)試驗開始與結(jié)束時間；e)測量時間、內(nèi)容與數(shù)據(jù)；f)測試儀器；g)記錄人、計算人及負責人。一、試驗項目和要求1.8試驗工況和試驗數(shù)據(jù)的舍棄1.8.1在試驗過程中或整理試驗結(jié)果時，如果發(fā)現(xiàn)觀測到的數(shù)據(jù)中有嚴重異常，應(yīng)考慮將此試驗工況舍棄；如果受影響的部分是在試驗的開頭或結(jié)尾，且扣除異常情況后的有效測試時間符合本標準中表4要求，則可舍棄異常部分的數(shù)據(jù)；如有必要，應(yīng)重做該試驗工況。1.8.2凡出現(xiàn)下列情況之一時，該試驗工況應(yīng)作廢：a)試驗燃料特性或吸收劑特性超出事先規(guī)定的變化范圍；b)蒸發(fā)量或蒸汽參數(shù)波動超出試驗規(guī)定的范圍；c)某一個主要測量項目的試驗數(shù)據(jù)有1/3以上出現(xiàn)異常或矛盾。一、試驗項目和要求1.9鍋爐效率試驗1.9.1鍋爐效率試驗有兩種方法，即輸入－輸出熱量法和熱損失法，對于大型鍋爐推薦采用熱損失法。1.9.2進行鑒定和驗收試驗時，在所要求的負荷下至少應(yīng)做兩次試驗。若兩次試驗結(jié)果超過預(yù)先商定的平行試驗之間的允許偏差，則需要做重復(fù)性試驗。直到有兩次試驗的結(jié)果落在允許偏差范圍內(nèi)，其試驗結(jié)果為該兩次試驗的平均值。一、試驗項目和要求2.1主要測量項目2.2測試儀器 2.3溫度測量 2.4燃料和脫硫劑取樣2.5煙氣取樣及分析二、測試項目、儀器及測試方法2.1主要測量項目

鑒定和驗收試驗主要測量項目見表4。表4鍋爐驗收試驗主要測量項目二、測試項目、儀器及測試方法序號名?稱說?明一.鍋爐效率（含空氣預(yù)熱器漏風率）

1.輸入－輸出熱量法：

1）燃料量

2）燃料發(fā)熱量及工業(yè)分析

3）進入系統(tǒng)的燃料和空氣溫度

4）過熱蒸汽、再熱蒸汽及其他蒸汽的流量、壓力和溫度

5）給水和減溫水流量、壓力和溫度

6）外來霧化蒸汽和熱源的工質(zhì)流量、壓力和溫度

7）泄漏與排污流量如存在8）鍋筒內(nèi)壓力及水位

表4（續(xù)）

鍋爐驗收試驗主要測量項目二、測試項目、儀器及測試方法2.熱損失法：

1）燃料量及脫硫劑量

2）燃料分析

3）脫硫劑分析

4）燃油霧化蒸汽流量、壓力和溫度

5）空氣預(yù)熱器進、出口煙氣成分

6）空氣預(yù)熱器進、出口煙氣溫度

7）省煤器出口煙氣成分如裝有高溫脫硝裝置時8）省煤器出口煙氣溫度如裝有高溫脫硝裝置時9）進入系統(tǒng)邊界的燃料和空氣溫度

10）大氣干、濕球溫度和壓力

11）飛灰、沉降灰和爐渣量如果可測量12）飛灰、沉降灰和爐渣溫度

13）飛灰、沉降灰和爐渣可燃物含量

14）飛灰、沉降灰和爐渣中鈣、碳酸鹽（以CO2計）含量

15）石子煤量及發(fā)熱量如有需要16）輔助設(shè)備功率消耗系統(tǒng)邊界內(nèi)有關(guān)設(shè)備2.2測試儀器2.2.1鑒定和驗收試驗主要測試項目所用儀器為專用儀器。2.2.2測試儀器應(yīng)在檢定或校準合格期內(nèi)。2.2.3如果運行表計達到測試要求的精度等級，并經(jīng)校準合格，也可采用運行表計。2.2.4測量儀器可在試驗后進行復(fù)校，如發(fā)現(xiàn)異常則應(yīng)對所測數(shù)據(jù)進行修正或舍棄所測數(shù)據(jù)。2.2.5經(jīng)各方協(xié)商同意，也可使用未包含在本標準規(guī)定范圍的儀器。2.2.6主要測試儀器的測量誤差見表5。二、測試項目、儀器及測試方法表5主要測試項目儀器的最大允許誤差二、測試項目、儀器及測試方法序?號測量項目允許誤差（按滿量程計，%）1水和蒸汽流量±0.35壓力±0.25溫度±0.402燃料量±0.53脫硫劑量±0.54空氣和煙氣流量±5.00壓力±0.25溫度±0.40煙氣成分：氧量（O2）二氧化碳（CO2）一氧化碳（CO）二氧化硫（SO2）一氧化氮（NO）

±1.0±1.0±5.0(讀數(shù)的百分數(shù))±5.0(讀數(shù)的百分數(shù))±5.0(讀數(shù)的百分數(shù))2.3溫度測量2.3.1溫度測量的一般要求如下：a)溫度測點應(yīng)選擇速度與溫度分布均勻的管道橫截面；b)應(yīng)采取必要措施，防止溫度測量儀表因受傳導、對流和輻射影響，導致測量數(shù)據(jù)失真；c)應(yīng)根據(jù)不同的被測量對象、溫度范圍選用合適的熱電偶，熱電偶導線不應(yīng)與電源線并行放置，以免干擾。二、測試項目、儀器及測試方法2.3溫度測量2.3.2煙氣和空氣溫度測量的一般要求如下：a)根據(jù)試驗內(nèi)容，溫度測點可布置在相應(yīng)受熱面的進、出口處；b)測量截面應(yīng)遠離通道的轉(zhuǎn)彎、有阻礙物或變徑處；

c)截面積較大的管道，應(yīng)采用網(wǎng)格法測量；d)被測量截面速度場或溫度場有一項較均勻時，可采用代表點測量；e)被測量截面存在明顯的煙氣分層流動現(xiàn)象時，應(yīng)采用流量加權(quán)的方法計算得到該截面的溫度加權(quán)平均值；f)干、濕球溫度測量應(yīng)在避風、避熱源、遮陽并靠近風機進風口處。二、測試項目、儀器及測試方法2.4燃料和脫硫劑取樣2.4.1燃料和脫硫劑取樣的一般要求如下：a)燃料和脫硫劑取樣開始和結(jié)束的時間應(yīng)視物料從采取點至爐膛所需的時間適當提前；b)應(yīng)從流動中的固體物料流中取樣，如果給料口不止一個，則應(yīng)在每個給料口等時間間隔分別取樣。每個給料口每次獲取的試樣重量不小于2kg。如果各給料口給料量不同或給料品種不同，應(yīng)按照各給料口的流量進行加權(quán)混合縮制，使最終的混合試樣能代表試驗期間燃料的平均特性；c)取樣完成后，應(yīng)將各取樣點取得的全部份樣充分混合，對固體燃料和脫硫劑，按照“堆錐四分法”縮制成預(yù)先確定的份數(shù)，每份試樣不小于5kg，且應(yīng)立即密封保存，并盡快送實驗室分析；d)對于混合燃料，應(yīng)將不同種燃料分別縮制成平行試樣，分別分析其成分，最后根據(jù)取樣點的流量，采用流量加權(quán)的方法，計算混合燃料的化學成分和低位發(fā)熱量。

二、測試項目、儀器及測試方法2.4.2煤粉取樣的一般要求如下：a)對直吹式制粉系統(tǒng)，在一次風管垂直管道上等速取樣；b)對中間儲倉式制粉系統(tǒng)，可在細粉分離器下粉管用活動取樣管取樣；c)煤粉細度分析按DL/T567.5的規(guī)定。二、測試項目、儀器及測試方法2.4.3灰、渣量測量的一般要求如下：

a)火床爐的灰量包括爐渣、飛灰和漏煤?；鸫矤t試驗時應(yīng)收集試驗期間全部漏煤并稱量；b)燃煤鍋爐總的灰、渣量等于爐渣量、沉降灰量和進入除塵器的飛灰量之和。有條件時，可分別測量鍋爐機組各部位排出的灰、渣量，由此計算出各部分的重量比例，用于鍋爐效率計算。也可確定各部分灰、渣比例，或根據(jù)試驗開始前商定的灰、渣比例進行計算；c)對有飛灰回燃系統(tǒng)的機組，應(yīng)根據(jù)該系統(tǒng)的具體布置選定取樣點及確定灰平衡比例。必要時應(yīng)測量和計算確定灰平衡比例。二、測試項目、儀器及測試方法2.4.4爐渣取樣要求如下：a)爐渣取樣應(yīng)盡可能從流渣中按等時間間隔、等重量接取。如果從渣槽(池、斗)內(nèi)掏取，應(yīng)特別注意樣品的代表性，每次取樣量應(yīng)相同；b)每次取樣量一般不應(yīng)少于2kg，采樣開始和結(jié)束的時間應(yīng)考慮燃料從采樣點到形成爐渣的滯后時間；c)全部樣品被破碎到粒度小于25mm，充分混合后，縮制成預(yù)先約定的份數(shù)，每份試樣不小于1kg。二、測試項目、儀器及測試方法2.4.5灰取樣要求如下：a)沉降灰取樣可用數(shù)個固定式取樣器在集灰斗或落灰管中連續(xù)收集；b)飛灰取樣一般在尾部煙道合適部位，盡可能在垂直煙道氣流穩(wěn)定處，且取樣截面前、后應(yīng)有適當長的直管段；c)鑒定和驗收試驗應(yīng)按網(wǎng)格法進行多點等速取樣；d)對于一般性試驗可采用代表點取樣。當煙道寬度小于10m時，每個煙道布置2個測點；當煙道寬度超過10m時，應(yīng)均勻布置3個或4個測點。二、測試項目、儀器及測試方法2.5煙氣取樣及分析2.5.1煙氣取樣的一般要求如下：a)煙氣取樣位置一般在空氣預(yù)熱器進、出口煙道截面，盡量靠近相應(yīng)的煙溫測點。對于裝有高溫脫硝裝置的鍋爐，應(yīng)在高溫脫硝裝置進口煙道取樣；b)取樣點位置的選取應(yīng)考慮到圈梁、支撐梁對取樣導管的影響，還應(yīng)考慮外部作業(yè)空間；c)鑒定和驗收試驗應(yīng)采用網(wǎng)格法取樣；如測量截面氧量與速度分布中有一項較均勻時，也可采用多代表點取樣；d)用多代表點或網(wǎng)格法取出的各點樣品，在不影響精度的前提下可混合為1個或2個樣品進行分析。二、測試項目、儀器及測試方法2.5.2取樣管和連接管的材料要求如下：a)取樣管和鏈接管的材料應(yīng)保證在工作溫度下不與樣品起反應(yīng)，取樣管材料應(yīng)保證在高溫環(huán)境下的剛性。推薦的取樣管和連接管材料見表6

；b)在試驗前和試驗中應(yīng)對取樣管和連接管進行檢查，確保無泄漏、無堵塞。表6取樣管和連接管材料2.5.3試驗開始前和試驗結(jié)束后，均應(yīng)采用標準氣體對分析儀器進行標定，以校核分析儀器的準確性。二、測試項目、儀器及測試方法煙氣成分取樣管材料連接管材料＜400℃≥400℃O2碳鋼不銹鋼氟樹脂、氟橡膠CO碳鋼不銹鋼CO2碳鋼不銹鋼NO碳鋼不銹鋼3.1定義式3.2添加脫硫劑鍋爐效率3.3高溫脫硝裝置對鍋爐效率的影響3.4換算到保證條件下的鍋爐效率 三、鍋爐熱效率計算3.1定義式

鍋爐熱效率的計算采用兩種方法，即輸入輸出熱量法和熱損失法，也稱正平衡法和反平衡法。采用輸入輸出熱量法計算鍋爐效率見式（1），采用熱損失法計算鍋爐效率見式（2）：三、鍋爐熱效率計算式（1）（2）中：——鍋爐熱效率，%；——輸入系統(tǒng)邊界的熱量總和，單位為千焦每千克（kJ/kg），其熱量包括：a）輸入系統(tǒng)的燃料燃燒釋放的熱量；b）燃料的物理顯熱；c）脫硫劑的物理顯熱；d）進入系統(tǒng)邊界的空氣帶入的熱量；e)系統(tǒng)內(nèi)輔助設(shè)備帶入的熱量；f)燃油霧化蒸汽帶入的熱量?！敵鱿到y(tǒng)邊界的有效熱量，單位為千焦每千克（kJ/kg）其熱量包括：a)過熱蒸汽帶走的熱量；b)再熱蒸汽帶走的熱量；c)輔助用汽帶走的熱量；d)排污水帶走的熱量；e)冷渣水帶走的熱量?！仩t總損失熱量，單位為千焦每千克（kJ/kg），其熱量包括：a)排煙熱損失熱量

；b)氣體未完全燃燒損失熱量

；c)固體未完全燃燒損失熱量

；d)鍋爐散熱損失熱量

；e)灰渣物理顯熱損失熱量

；f)其他損失熱量

。三、鍋爐熱效率計算

鍋爐熱效率熱損失法表達式：式（3）中：

——熱效率計算排煙熱損失，%；

——熱效率計算氣體未完全燃燒熱損失，%；

——熱效率計算固體未完全燃燒熱損失，%；

——熱效率計算鍋爐散熱損失，%；

——熱效率計算灰渣物理顯熱損失，%；

——熱效率計算其他熱損失，%。三、鍋爐熱效率計算3.2添加脫硫劑鍋爐效率

送入爐膛的脫硫劑（CaCO3）首先發(fā)生煅燒反應(yīng)，除少量脫硫劑未發(fā)生煅燒反應(yīng)外，絕大部分脫硫劑分解為CaO和CO2，煅燒反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。部分CaO與煙氣中SO2發(fā)生硫酸鹽化反應(yīng)生成CaSO4，同時要消耗掉煙氣中的部分O2，硫酸鹽化反應(yīng)為放熱反應(yīng)。煅燒反應(yīng)和硫酸鹽化反應(yīng)的總和成為脫硫反應(yīng)。

脫硫劑通過以下幾種途徑影響鍋爐效率：a)增加灰渣質(zhì)量和灰渣顯熱損失；b)增加燃燒所需空氣量，改變煙氣組成和煙氣量；c)煅燒吸熱反應(yīng)和硫酸鹽化放熱反應(yīng)改變熱損失。

試驗中，如果灰、渣量不易測量，試驗開始前應(yīng)由試驗各方協(xié)商，就各測量點的灰、渣份額比例達成一致。

添加脫硫劑鍋爐的熱損失法效率按式（5）或（6）計算：三、鍋爐熱效率計算3.3高溫脫硝裝置對鍋爐效率的影響

高溫脫硝裝置的位置一般在鍋爐省煤器出口、空氣預(yù)熱器進口。加裝高溫脫硝裝置后對鍋爐效率的影響主要表現(xiàn)在四個方面：a)增加了鍋爐的散熱損失；b)還原介質(zhì)（一般為氨）及其霧化空氣給系統(tǒng)帶入熱量；c)脫硝反應(yīng)放出熱量；d)由于煙氣成分、煙氣中水分及煙氣量的改變，對排煙熱損失產(chǎn)生影響。

考慮到測量和計算各種煙氣成分、水分及煙氣量測量和計算的復(fù)雜性，建議作如下簡化：

排煙中煙氣成分僅考慮O2、CO2、CO、NO及SO2，忽略由于脫硝反應(yīng)引起排煙中水分的改變。

裝有高溫脫硝裝置鍋爐的外來熱量

按式（7）計算：三、鍋爐熱效率計算3.4換算到保證條件下的鍋爐效率