鍋爐熱效率測定計算的簡(jiǎn)易快捷方法

鍋爐熱效率測定計算的簡(jiǎn)易快捷方法

㈠ 采用簡(jiǎn)易方法測試鍋爐熱效率的可行性

依據現有標準進(jìn)行鍋爐熱工測試和計算熱效率的結果也存在一定誤差，并非*。我局湘質(zhì)監特發(fā)［2009］99號文件附件3統計，市州特檢機構按正規的熱工測試方法進(jìn)行測試需要采購配備大量?jì)x器和設備，需要投入66.84萬(wàn)元。恕我直言，目前地市級特種設備檢驗所經(jīng)濟實(shí)力不強的情況下，花費近七十萬(wàn)元購買(mǎi)鍋爐熱效率測試的設備儀表（還不含煤質(zhì)、飛灰和爐渣可燃物含量的測量設備——測量這兩項還要取樣送到長(cháng)沙等檢測單位進(jìn)行）是不現實(shí)的。本人建議，只要配備6.5萬(wàn)元的先進(jìn)分析儀和設備（還包含相應煤質(zhì)分析、飛灰和爐渣可燃物含量的測量設備），采取簡(jiǎn)易而快捷的方法對燃煤鍋爐的熱效率進(jìn)行檢測，就可以盡快對燃煤鍋爐進(jìn)行熱效率測試；不必花費大量資金、配備大量?jì)x器和設備做為投入，使得燃煤鍋爐能效測試工作滯后，影響高耗能鍋爐監察工作的開(kāi)展。本人持有這種想法的根據如下：

在對在用燃煤鍋爐進(jìn)行熱效率測試時(shí)，只要在現場(chǎng)測量鍋爐排煙溫度 _ex，煙氣中一氧化碳的含量CO，氧含量O，冷空氣溫度t_l.a，測定換算得到爐膛的過(guò)量空氣系數α，如果鍋爐運行中有蒸汽噴入爐膛，則記錄噴口尺寸和蒸汽壓力；然后取回煤樣、爐渣和飛灰樣返回到檢驗機構檢測出煤的收到基低位發(fā)熱量Q_net，ar，煤的灰分收到基質(zhì)量百分數A_ar，飛灰可燃物C_f.a，爐渣可燃物含量（含碳量）C_sl等，就可以根據燃用煤的化驗分析數據，按照下面所述的方法計算燃煤鍋爐的熱效率（誤差在1.5%左右）和耗煤量，推導鍋爐的運行狀況。

而燃油、燃氣鍋爐的熱效率測試就更容易進(jìn)行，只需要在現場(chǎng)進(jìn)行測量鍋爐排煙溫度，煙氣中一氧化碳的含量、氧含量，冷空氣溫度，測定換算得到爐膛的過(guò)量空氣系數就行了，無(wú)須采樣分析。

這是因為按照常規，燃氣供應單位應該向也應向使用單位提供燃氣的成分（如果燃料供應單位確實(shí)無(wú)法出具燃料的成分分析資料，只好取樣送到具備燃料的成分分析設備的單位進(jìn)行化驗）；而按相關(guān)規定，燃油鍋爐用代表性0號柴油的組成質(zhì)量成分是：

W^y 0%，A^y 0.01%，C^y 85.55%，H^y 13.49%，O^y 0.66%，N^y 0.04%，S^y 0.25%；低位發(fā)熱量為42900kJ/kg。

因此，地市級特種設備檢驗所只要配備少量設備和儀表，就可以進(jìn)行各種鍋爐的熱效率測試。

㈡ 熱效率簡(jiǎn)易快捷測試所用設備和儀表

⑴ 現場(chǎng)使用的便攜式儀表

如上所說(shuō)，現場(chǎng)使用的便攜式儀表應能在現場(chǎng)測定換算得到爐膛的過(guò)量空氣系數α，冷空氣溫度t_l.a，排煙溫度 _ex，煙氣中一氧化碳的含量CO，氧含量O。

經(jīng)網(wǎng)上搜索查詢(xún)，只有北京樂(lè )氏聯(lián)創(chuàng )科技有限公司經(jīng)銷(xiāo)的ecom-200N燃燒效率分析儀可以滿(mǎn)足上述要求。該分析儀系德國rbr測量技術(shù)公司生產(chǎn)的經(jīng)濟型煙氣燃燒測量分析儀，很適合工業(yè)鍋爐的熱效率檢測。注意，此分析儀分單組分（O2或CO），兩組分（O₂/CO）兩種；應采用兩組分的ecom-200N分析儀；因為只有兩組分的分析儀才能同時(shí)測量O₂、CO兩組分氣體及煙氣溫度、冷空氣溫度、壓力和計算過(guò)量空氣系數α、CO₂、燃燒效率、排煙熱損失、露點(diǎn)等參數，滿(mǎn)足鍋爐熱效率必須在現場(chǎng)測定的相關(guān)參數。

北京樂(lè )氏聯(lián)創(chuàng )科技有限公司兩組分的ecom-200N分析儀的配置是：

① 兩組分O₂/CO

② 測量煙氣溫度、壓力、差壓

③ 計算CO₂、燃燒效率、過(guò)量空氣系數α等參數

④ 大屏幕LCD圖文液晶顯示，帶背景光

⑤ 大功率采樣氣泵

⑥ 200mm（150mm）探管，3米（1.5米）取樣管線(xiàn)可選

⑦ 在線(xiàn)顆粒物過(guò)濾器單元，帶冷凝水收集

⑧ RS232數據接口

⑨ 無(wú)數據存儲器，熱敏打印機可選

⑩ 充電電池

儀表測量的參數量程、分辨率如下：

全套的兩組分的ecom-200N分析儀有LCD圖文顯示，帶背景燈；精細多級過(guò)濾器單元，有效過(guò)濾煙塵和顆粒物；內置熱敏打印機，打印58mm寬打印紙；采樣探管手柄和探管長(cháng)300mm，帶有3通道采樣軟管3米；探頭，分別測量溫度和壓力，環(huán)境溫度測量導線(xiàn)1.5米；測量完畢后清新空氣清洗傳感器；市電/蓄電池工作由內置切換模塊供電；標準儀表箱；尺寸: ± 150 x 170 x 63 mm；重量：約1.5Kg（含采樣探管）；附帶 1卷打印紙、中英操作手冊、出廠(chǎng)標定證書(shū)。

北京樂(lè )氏聯(lián)創(chuàng )科技有限公司ecom-200N分析儀的報價(jià)為19600元/臺；下浮折扣為25%，優(yōu)惠價(jià)為14700元/臺。ecom-200N分析儀產(chǎn)品介紹見(jiàn)附件一。

這臺上先進(jìn)的分析儀可以基本取代［2009］99號文件附件3列出的能效測試設備。

⑵ 檢驗機構固定的設備儀器

檢驗機構固定的設備儀器用于測定煤的收到基低位發(fā)熱量、煤的灰分收到基質(zhì)量百分數、飛灰和爐渣可燃物含量。煤的收到基低位發(fā)熱量可以采用量熱儀進(jìn)行測定。煤的灰分收到基質(zhì)量百分數、飛灰和爐渣可燃物含量可以在抽取試樣后采用智能溫控一體化馬弗爐、分析天平進(jìn)行測定。

按《煤的工業(yè)分析方法》GB212－2001第4.1條和DL/T 567.6－95《飛灰和爐渣可燃物測定方法》第3.2條的規定，所采用的儀器設備如下：

① 馬弗爐：能保持溫度為815±10℃，爐膛有足夠的恒溫區；爐后壁的上部帶有直徑為25～30mm的煙囪，下部離爐膛底盤(pán)20～30mm處有一個(gè)插熱電偶的小孔，爐門(mén)上有一個(gè)直徑為20mm的透氣孔。

② 分析天平：感量0.0001g。

③ 瓷灰皿：長(cháng)方形，底長(cháng)45mm，寬22mm，高14mm。

④ 破碎機

⑤ 制樣機

煤的灰分測定分析步驟如下：

① 在預先灼燒至質(zhì)量恒定的灰皿中，稱(chēng)取粒度小于0. 2 mm的空氣干燥煤樣（1±0. 1）g，稱(chēng)準至0. 000 2 g，均勻地攤平在灰皿中，使其每平方厘米的質(zhì)量不超過(guò)0. 15 g。

② 將灰皿送入爐溫不超過(guò) 100℃的馬弗爐恒溫區中，關(guān)上爐門(mén)并使爐門(mén)留有 15 mm左右的縫隙。在不少于30 min的時(shí)間內將爐溫緩慢升至 500℃，并在此溫度下保持 30 min。繼續升溫到（815±10）℃，并在此溫度下灼燒 1 h。

③ 從爐中取出灰皿，放在耐熱瓷板或石棉板上，在空氣中冷卻5 min左右，移入干燥器中冷卻至室溫（約 20 min）后稱(chēng)量。

④ 進(jìn)行檢查性灼燒，每次20 min，直到連續兩次灼燒后的質(zhì)量變化不超過(guò)0.001 0 g為止。以zui后一次灼燒后的質(zhì)量為計算依據?；曳值陀?/span>15.00％時(shí)，不必進(jìn)行檢查性灼燒。

空氣干燥煤樣的灰分按下式計算：

A_ad＝ ×

式中A_ad——空氣干燥煤樣的灰分，單位為百分數（％）；

m——稱(chēng)取的空氣于燥煤樣的質(zhì)量，單位為克（g）；

m₁——灼燒后殘留物的質(zhì)量，單位為克（g）。

空氣干燥煤樣的灰分A_ad可按《工業(yè)鍋爐技術(shù)》表1－5的換算因子轉換為灰分的收到基質(zhì)量百分數A_ar。

飛灰和爐渣可燃物測定分析步驟如下：

① 按DL/T 567.3－95《飛灰和爐渣樣品的采集》采集飛灰或爐渣樣品；

② 按DL/T 567.4－95《入爐煤、入爐煤粉、飛灰和爐渣樣品的制備》制備出粒度小于0.2mm的灰渣樣品；

③ 按GB212中緩慢灰化法測定灰、渣的灰分（A_ad %）。

依據測定的飛灰或爐渣灰、渣的灰分（A_ad %），按下式進(jìn)行計算就得到可燃物含量

CM_ad＝100－A_ad 　　　%

式中CM_ad——空氣干燥基灰渣樣的可燃物含量，%。

經(jīng)網(wǎng)上搜索查詢(xún)，只有上海歐銳儀器設備有限公司和河南省鶴壁市的多家單位（例如，鶴壁市華源儀器儀表有限公司、鶴壁華益科技有限公司和鶴壁市熱工儀表儀器廠(chǎng)）可以能提供爐膛有足夠的恒溫區的箱形電爐（溫度為815±10℃）、感量0.0001g的分析天平（聽(tīng)說(shuō)是上海產(chǎn)的天平）、瓷灰皿、破碎機和制樣機；但不能提供自己生產(chǎn)的量熱儀。與河南省鶴壁市的上述三家單位和電子郵件后，在兩天之內，只有鶴壁華源儀器儀表有限公司從網(wǎng)上報來(lái)能提供的產(chǎn)品介紹與價(jià)格表（見(jiàn)附件二）；而且破碎機和制樣機的體積和功率很大，需要使用380V的三相電源。

上海歐銳儀器設備有限公司是早生產(chǎn)量熱儀、測硫儀、高溫爐等煤質(zhì)分析儀器制造之一；該公司制造的智能溫控一體化馬弗爐（加送10個(gè)瓷灰皿和制樣機）價(jià)格為15000元。該公司制造的DF－4型電磁粉碎機（體積小，使用220V的電源）價(jià)格為2000元。該公司制造的101型/202型干燥箱價(jià)格為1500元。該公司制造的量熱儀有兩種，WELL9000型全自動(dòng)精密快速智能量熱儀價(jià)格為為8萬(wàn)元；OR2010型自動(dòng)快速量熱儀價(jià)格為2.8萬(wàn)元；該公司能提供的國產(chǎn)分析天平有兩種，一種價(jià)格為3200元，另一種價(jià)格為3800元。該公司產(chǎn)品介紹見(jiàn)附件三。

納博熱（上海）工業(yè)爐有限公司不知怎么從網(wǎng)上獲得我們采購設備的信息，說(shuō)能提供德國制造的馬弗爐，價(jià)格至少要3.3萬(wàn)元。

本人主張購買(mǎi)上海歐銳儀器設備有限公司的產(chǎn)品，而且量熱儀選購低價(jià)位的OR2010型自動(dòng)快速量熱儀就行了。理由是上海歐銳儀器設備有限公司是國內的老制造，按說(shuō)產(chǎn)品產(chǎn)量好，信譽(yù)度也好。而河南的制造（例如鶴壁華源儀器儀表有限公司等單位）自己不能制造量熱儀，產(chǎn)品不齊全。如果選購上海歐銳儀器設備有限公司的配套產(chǎn)品，價(jià)格合計才5.03萬(wàn)元；就可以適應鍋爐熱效率測試時(shí)對煤的收到基低位發(fā)熱量、煤的灰分收到基質(zhì)量百分數、飛灰和爐渣可燃物含量等參數的測定了。

㈢ 鍋爐簡(jiǎn)易測試的熱效率計算方法

⑴ 正常情況下，煤中灰分收到基質(zhì)量百分數A_ar和鍋爐的輸入熱量Q_in為常數，飛灰可燃物與灰渣可燃物含量決定q₄的大小。q₄可按下式計算：

q₄＝（32866.4A_ar/ Q_in）［a_f.a·C_f.a/（100－C_f.a）＋a_sl·C_sl/（100－C_sl）］  　%　　  （1）

式中q₄——鍋爐固體不*燃燒熱損失，%；

A_ar——燃料中灰分的收到基質(zhì)量百分數，%；

Q_in——鍋爐的輸入熱量，kJ/kg；鍋爐的輸入熱量按《工業(yè)鍋爐技術(shù)》式（1－64）或式（2－4）進(jìn)行計算；

a_f.a——飛灰中灰量占入爐煤總灰分的質(zhì)量份額；

C_f.a——飛灰可燃物含量的百分數，%；

a_sl——爐渣中灰量占燃料總灰分的質(zhì)量份額，

C_sl——爐渣可燃物含量（含碳量）的百分數，%。

對于煤粉鍋爐，當燃用煤種一定時(shí)，燃料中灰分的收到基質(zhì)量百分數A_ar和鍋爐的輸入熱量Q_in為常數，固態(tài)排渣煤粉爐因灰渣量小，可燃物含量低，對q₄的影響可忽略不計或當作定值，q₄僅與飛灰中灰量占入燃煤總灰分的質(zhì)量份額C_f.a有關(guān)。這樣，可按下列公式計算確定C_f.a每變化1%對q₄的影響值。

q₄=32866.4× （A_ar /Q_in ） ×a_f.a·C_f.a /（100－C_f.a ）     %  　　　　　     　 （2）

式中符號說(shuō)明同前。

鍋爐的輸入熱量由以下各項組成：

Q_in＝Q_net，ar＋i_fue＋Q_s＋Q_fo　　　　 kJ/kg  　　　　　　　　 　    　 （3）

式中Q_in——鍋爐的輸入熱量，kJ/kg；

Q_net，ar——煤的收到基低位發(fā)熱量，kJ/kg；

i_fue——煤的物理顯熱，kJ/kg；

Q_s——噴入鍋爐的蒸汽帶入的熱量，kJ/kg；可根據噴口面積和蒸汽壓力按Grashof公式（《工業(yè)鍋爐技術(shù)》式2－1）計算噴入的蒸汽量，依其熱焓進(jìn)行換算；

Q_fo——用外來(lái)熱源加熱空氣帶入的熱量，kJ/kg；按實(shí)際情況進(jìn)行計算。

當燃料為煤時(shí)，其物理顯熱

i_fue＝c_cot_co     kJ/kg                　　　　　　　　　　 　       （4）

式中i_fue——煤的物理顯熱，kJ/kg；

t_co——煤的溫度，℃；

c_co——煤的比熱容，kJ/（kg·℃）；按下式（1－37）確定

c_co＝ ＋ c  　　　                 　 　　　（5）

式中c_co——煤的比熱容，kJ/（kg·℃）；

c ——干煤的比熱容，kJ/（kg·℃）；

M_ar——收到基水分，%。

沒(méi)有外在水分的干煤比熱容c 在常溫下的數值見(jiàn)表1。

干煤的比熱容　　表1

如果煤未經(jīng)預熱，只有當煤的水分符合下式條件時(shí)，才需要考慮煤的物理顯熱；這時(shí)煤的溫度一般取為20℃。

M_ar≥ 　　　%　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　     （6）

式中M_ar——煤的收到基水分，%；

通常M_ar＜ ，故多數情況下i_fue可以忽略不計。如果 Q_s、Q_fo也為零，則鍋爐的

輸入熱量Q_in就等于燃料收到基低位發(fā)熱量Q_net，ar。這種情況下，式（1）和式（2）中的Q_in就可以用Q_net，ar代替。

⑵ 排煙溫度 _ex和過(guò)量空氣系數α_ex決定排煙熱損失q₂的大小?？梢愿鶕?/span>氧量表測量得到的煙氣中的含氧量O，可按下式推算出排煙過(guò)量空氣系數

α_ex＝ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    　（7）

式中α_ex——排煙過(guò)量空氣系數；

O——煙氣中的含氧量，%。

再按下式計算鍋爐出口的平均過(guò)量空氣系數

α_av＝（α＋α_ex）/2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　   　    　（8）

式中α——鍋爐爐膛過(guò)量空氣系數。

爐膛過(guò)量空氣系數α可以使用儀表在現場(chǎng)測試換算得出。

然后按下式計算鍋爐排煙熱損失q₂

q₂＝ 　　　　%　　　　　　　　　　　　　　　（9）

式中q₂——鍋爐排煙熱損失，%；

α_ex——排煙過(guò)量空氣系數；

i ——理論冷空氣焓，kJ/kg；一般，取冷空氣溫度為20℃查得空氣焓（c ）_a，再計算；

q₄——固體不*燃燒熱損失，%；

Q_in——鍋爐的輸入熱量，kJ/kg；同上，如果 Q_s、Q_fo為零，且M_ar＜ ，i_fue可以

忽略不計，則Q_in就等于燃料收到基低位發(fā)熱量Q_net，ar；

i_ex——相應于排煙過(guò)量空氣系數α_ex和排煙溫度 _ex條件下的煙氣焓，kJ/kg；按下式進(jìn)行計算；

i_ex＝i ＋（α－1） i      kJ/kg                            　　　　　 （10）

式中i_ex——燃料燃燒后產(chǎn)生的煙氣焓，kJ/kg；

i ——理論煙氣焓，kJ/kg；

i ＝ （c ） ＋V （c ） ＋V （c ）                     （11）

i ——理論空氣焓，kJ/kg；

i ＝V⁰（c ）_a                                                      （12）

1Nm³三原子氣體的焓（c ） 、氮氣的焓（c ） 、水蒸汽的焓（c ） 、空氣的焓（c ）_a可從《工業(yè)鍋爐設計計算 標準方法》“層狀燃燒及流化床燃燒工業(yè)鍋爐熱力計算方法”附錄B的表B8查得。

其他符號說(shuō)明同前。

這樣，可通過(guò)計算可以確定 _ex每變化1℃和O每變化1%對q₂的影響值。

⑶ 根據實(shí)測煙氣中一氧化碳的含量CO，按如下近似計算公式來(lái)計算氣體不*燃燒熱損失q₃的大?。?/span>

q₃＝3.2α_ex·CO　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　      　（13）

式中q₃——氣體不*燃燒熱損失，%；

α_ex——排煙過(guò)量空氣系數；

CO——排煙中的一氧化碳含量，%。

這樣，就可以根據CO值變化確定q₃的大小。

⑷ 根據《工業(yè)鍋爐熱工性能試驗規程》GB/T10180－2003的規定，對于散裝蒸汽鍋爐，可按查該標準表D.1鍋爐散熱損失q₅；對于散裝熱水鍋爐，可按查該標準表D.2鍋爐散熱損失q₅；對于快、組裝鍋爐（包括燃油、氣鍋爐和電加熱鍋爐）的散熱損失q₅，可近似地按下式計算

q₅＝ ×100　　%　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　 （14）

式中F——鍋爐散熱表面積，m²；

B——燃料的消耗量，kg/h或Nm³/h；

Q_in——鍋爐的輸入熱量，kJ/kg或kJ/Nm³。

⑸ 根據《工業(yè)鍋爐熱工性能試驗規程》GB/T10180－2003的規定，灰渣溫度可以實(shí)測或按經(jīng)驗數據。作為簡(jiǎn)易測試計算，1kg灰的焓（c ）_ash可由《工業(yè)鍋爐設計計算 標準方法》“層狀燃燒及流化床燃燒工業(yè)鍋爐熱力計算方法”附錄B的表B8查得。查表時(shí)，層燃爐的爐渣溫度一般取為600℃。因此，按煤質(zhì)化驗報告，根據燃料中灰分的收到基質(zhì)量百分數A_ar，灰渣物理熱損失q₆可以按公式（1－81）或（1－82）計算得出。

對于層燃爐

q₆＝ 　  　%　　　　　　　　　　　　　　　　　   　 （15）

式中q₆——層燃爐灰渣物理熱損失，%；

a_sl——灰渣含灰量占爐前燃料總灰量的百分比；對于鏈條爐排，a_sl取為0.8。

A_ar——燃料中灰分的收到基質(zhì)量百分數，%；

Q_in——鍋爐的輸入熱量，kJ/kg；

（c ）_ash——1kg灰的焓，kJ/kg；由《工業(yè)鍋爐設計計算 標準方法》“層狀燃燒及流化床燃燒工業(yè)鍋爐熱力計算方法”附錄B的表B8查得；層燃爐的爐渣溫度一般取為600℃。

對于流化床爐

q₆＝q_6o.a＋q_6c.as＋q_6d.a　　　%　　　　　　　　　　　　　 　　　 　 （16）

式中q₆——流化床爐灰渣物理熱損失，%；

q_6o.a——溢流灰物理熱損失，%；

q_6o.a＝   　%　　　　　　　　　　　　　　    　　　 （17）

q_6c.as——冷灰（渣）物理熱損失，%；

q_6c.as＝   　%　　　　　　　　　　　　　　          （18）

q_6d.a——煙道灰物理熱損失，%；

q_6d.a＝   　%　　　　　　　　　　　　　 　          （19）

當流化床鍋爐中燃用油頁(yè)巖時(shí)， （17）、（18） 、（19）中的A_ar應以A_ar－（CO₂）_g.cb代替。

溢流灰溫度等于沸騰層溫度，冷灰（渣）溫度等于沸騰層/密相區溫度減50～100℃。

由鼓泡流化床爐燃盡室分離出來(lái)的煙道灰，應考慮它的物理顯熱損失，并取它的溫度等于燃盡室出口煙溫。而由對流煙道分離出來(lái)的煙道灰物理顯熱損失略去不計。

⑹ 根據測試計算結果，可以計算出鍋爐熱效率η。

因為可以按上述公式計算出鍋爐排煙熱損失q₂、氣體不*燃燒熱損失q₃和固體不*燃燒熱損失q₄，而鍋爐散熱損失q₅和灰渣物理熱損失q₆可以按煤及其燃燒的公式進(jìn)行計算或從《工業(yè)鍋爐熱工性能試驗規程》GB/T10180－2003相應的表中查得，因此可以按下列公式計算鍋爐熱效率η：

η＝q₁＝100－∑q＝100―q₂―q₃―q₄―q₅―q₆　　　%　　　　　　       （20）

式中η——鍋爐熱效率，%；

∑q——鍋爐的各項熱損失之和，%；

q₁——鍋爐輸出熱百分率，%；

q₂——鍋爐排煙熱損失，%；

q₃——鍋爐氣體不*燃燒熱損失，%；

q₄——鍋爐固體不*燃燒熱損失，%；

q₅——鍋爐散熱損失，%；

q₆——灰渣物理熱損失，%。

備注：因為鍋爐熱效率測試在這里需要的掌握是鍋爐運行的情況，不是設計鍋爐；所以，氣體不*燃燒熱損失q₃值不可從《工業(yè)鍋爐設計計算 標準方法》“層狀燃燒及流化床燃燒工業(yè)鍋爐熱力計算方法”附錄B查取。

為便于掌握燃煤鍋爐熱效率簡(jiǎn)易測試的計算方法，下面舉例說(shuō)明。

例如　某單位有一臺蒸發(fā)量為30t/h鏈條式蒸汽鍋爐，燃煤的收到基組成成分為：揮發(fā)分V_daf＝35.80%，碳C_ar＝56.20%，氫H_ar＝3.59%，氧O_ar＝4.55%，氮N_ar＝1.51%，硫S_ar＝0.37%，灰分A_ar＝26.88%，水分M_ar=6.90%；收到基低位發(fā)熱量Q_net，ar＝20900kJ/kg；煤耗量B＝6t/h；鍋爐沒(méi)有用外來(lái)熱源加熱空氣帶入的熱量，也沒(méi)有向爐內噴入蒸汽；根據化驗和測量結果得出鍋爐飛灰可燃物C_f.a＝5.5%，爐渣含碳量C_sl＝7.5%，飛灰中灰量占燃料總灰分的質(zhì)量份額a_f.a＝15%，爐渣中灰量占燃料總灰分的質(zhì)量份額a_sl＝85%；經(jīng)現場(chǎng)儀表測量換算得到爐膛的過(guò)量空氣系數α＝1.3；實(shí)測冷空氣溫度t_l.a＝20℃，排煙溫度 _ex＝260℃，煙氣中一氧化碳的含量CO＝10%，氧含量O＝10%。求鍋爐熱效率和單位時(shí)間損失的煤量。

由于

M_ar＝6.90（%）＜ ＝28.1（%）

煤的物理顯熱i_fue可以忽略不計；且鍋爐沒(méi)有用外來(lái)熱源加熱空氣帶入的熱量，也沒(méi)有向爐內噴入蒸汽，Q_s、Q_fo為零，所以鍋爐的輸入熱量Q_in等于燃料收到基低位發(fā)熱量Q_net，ar。因此，按公式（1）計算鍋爐固體不*燃燒熱損失

q₄＝（32866.4A_ar/ Q_net，ar）［a_f.a·C_f.a/（100－C_f.a）＋a_sl·C_sl /（100－C_sl）］

          ＝32866.4×26.88/20900［0.15×5.5/（100－5.5）＋0.85×7.5/（100－7.5）］

        ＝3.28（%）

每小時(shí)損失的原煤量

B₄＝B·q₄＝6×3.28%＝0.197（t/h）

按 （7）計算鍋爐的排煙過(guò)量空氣系數

α_ex＝ ＝ ＝2.1

按公式（8）計算鍋爐出口的平均過(guò)量空氣系數

α_av＝（α＋α_ex）/2＝（1.3＋2.1）/2＝1.7                                          　

按《工業(yè)鍋爐技術(shù)》公式（1－41）計算1kg煤*燃燒所需的理論空氣量

V⁰＝0.0889（C_ar＋0.375S_ar）＋0.265H_ar－0.0333O_ar

＝0.0889（56.2＋0.375×0.37）＋0.265×3.59－0.0333×4.55

＝5.808（Nm³/kg）

按《工業(yè)鍋爐技術(shù)》公式（1－53）計算煙氣中的理論氮氣量

V ＝0.79V⁰＋0.8 ＝0.79×5.808＋0.8× ＝4.600（Nm³/kg）

按《工業(yè)鍋爐技術(shù)》公式（1－54）計算煙氣中的三原子氣體量

＝0.01866（C_ar＋0.375S_ar）＝0.01866（56.20＋0.375×0.37）＝1.051（Nm³/kg）

按《工業(yè)鍋爐技術(shù)》公式（1－55）計算煙氣中的理論水蒸汽量

V ＝0.111H_ar＋0.0124M_ar＋0.0161V⁰

＝0.111×3.59＋0.0124×6.90＋0.0161×5.808

＝0.578（Nm³/kg）

按排煙溫度 _ex＝260℃，用插入法從《工業(yè)鍋爐設計計算 標準方法》“層狀燃燒及流化床燃燒工業(yè)鍋爐熱力計算方法”附錄B的表B8中查得煙氣中三原子氣體焓（c ） ＝487.28 kJ/Nm³，氮氣焓（c ） ＝339.16kJ/Nm³，水蒸汽焓（c ） ＝399.42kJ/Nm³；冷空氣焓（c ）_a＝26.48kJ / Nm³。

按《工業(yè)鍋爐技術(shù)》公式（1－59）計算鍋爐排煙的理論焓

i ＝ （c ） ＋V （c ） ＋V （c ）

＝1.051×487.28＋4.600×339.16＋0.578×399.42

＝2303.13（kJ/kg）

按《工業(yè)鍋爐技術(shù)》公式（1－60）計算理論冷空氣焓

i ＝V⁰（c ）_a＝5.808×26.48＝153.80（kJ/kg）

按《工業(yè)鍋爐技術(shù)》公式（1－58） 計算鍋爐排煙的實(shí)際焓

i_ex＝i ＋（α_ex－1） i ＝2303.13＋（2.1－1）×153.80＝2472.31（kJ/kg）

按《工業(yè)鍋爐技術(shù)》公式（1－73）計算鍋爐排煙熱損失

q₂＝ ＝ ＝9.95%

根據實(shí)測煙氣中一氧化碳的含量CO＝%，按《工業(yè)鍋爐技術(shù)》公式（2－8）計算氣體不*燃燒熱損失：

q₃＝3.2α_ex·CO＝3.2×2.1×0.10＝0.672%

此單位30t/h鍋爐系散裝鍋爐，可按《工業(yè)鍋爐熱工性能試驗規程》GB/T10180－2003的規定查該標準表D.1，得出此鍋爐散熱損失q₅＝1.17%；

1kg灰的焓（c ）_ash 按層燃爐的爐渣溫度為600℃，從《空氣和煙氣以及灰的焓表》可查得

（c ）_ash ＝560.2kJ/kg；

由于鏈條爐排灰渣含灰量占爐前燃料總灰量的百分比a_sl應取為0.8，因此，灰渣物理熱損失可以按公式（15）進(jìn)行計算

q₆＝ ＝ ＝0.58%

按公式（2－10）計算鍋爐熱效率η

η＝100―q₂―q₃―q₄―q₅―q₆

＝100―9.95―0.672―3.28―1.17―0.58＝84.35%

鍋爐熱效率測試單位可轉化為計算表格進(jìn)行上述計算。如果能開(kāi)發(fā)出軟件進(jìn)行計算則更好。

                                             劉贈初

                                         2009年12月14日

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