大容量煤粉锅炉热效率计算方法分析及应用

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1、大容量煤粉锅炉热效率计算方法分析及应用 摘要：本文就大容量煤粉锅炉性能预测计算中锅炉热效率计算方法进行较为完整的阐述，介绍和分析美国机械工程师协会(ASME)颁布的新版锅炉性能试验规程ASMEPTC4-1998与ASMEPTC4.1-1964年版本及我国国标《电站锅炉性能试验规程》(GB10184-1988)的在锅炉热效率计算中的若干重要区别,给出基于不同标准的锅炉热效率计算方法。旨在通过本文使读者明晰锅炉性能预测计算时锅炉热效率的计算。关键字：热效率；热损失；锅炉；ASMEPTC规程；GB10184规程对大容量煤粉锅炉的热效率计算，国内遵循的规程有国标电站性能试验规程（GB10184-198

2、8）和ASME颁布的电站性能试验规程（ASMEPTC）。前者一般用于国产机组的性能试验；后者一般用于进口机组或以引进技术制造的机组。 在近年来的招投标技术规范或技术协议中不管是国产机组还是进口或引进技术制造的机组，锅炉保证热效率大多要求按ASMEPTC4.1规程且按燃料低位发热量继续进行计算。这就提出了一个问题，怎样才能既按ASMEPTC4.1进行试验或预测计算，又能满足保证值的要求。另外这里提到的ASMEPTC4.1即指ASMEPTC4.1-1964年版。随着锅炉技术的迅速发展和性能试验技术方面的众多改进，1998年出版了更为完善的AMSEPTC4-1998规程，此规程已被世界各工业化国家广

3、泛认可。ASMEPTC4-1998是继PTC4.1-1964年版后的最新版本，在1964年版本的基础上有较大的修订，也与GB10184-1988有显著的差别。虽然ASMEPTC4-1998还未明确的在现在的招投标技术规范和技术协议中作为考核标准，但在未来的锅炉技术发展中有取代现行的ASMEPTC4.1-1964规程的趋势。以上提到的GB10184-1988、AMSEPTC4.1-1964和AMSEPTC4-1998规程在主要特点、若干技术术语的定义、部分项目的测量方法、计算原理和过程等都存在差异。在锅炉性能预测计算中如何遵循保证值要求进行锅炉热效率预测计算困扰着性能工程师。本文将通过对GB10

4、184-1988、AMSEPTC4.1-1964和AMSEPTC4-1998规程在锅炉热效率计算上的差异进行分析比较，旨在通过本文使性能工程师在锅炉性能预测计算时掌握明晰的符合保证值要求的锅炉热效率计算方法。从现在招投标锅炉技术规范及技术协议谈判的要求来看，锅炉热效率预测计算主要采用热损失法，它能反应锅炉热效率的各种损失造成的原因，有利于分析提高锅炉热效率的途径。因此，本文仅对目前常用的热损失法进行分析和介绍，1.     锅炉热效率预测计算涉及的基本概念锅炉热效率有两种计算方法：输入—输出热量法（正平衡法）：直接测量锅炉输入和输出热量求得热效率；热损失法（反平衡法）：确定各项热量损失求得热效

5、率。1.1燃料效率、毛效率、净效率及简化热效率概念GB10184-1988、AMSEPTC4.1-1964和AMSEPTC4-1998对锅炉热效率的定义中提到了关于锅炉热效率的几个不同的概念：燃料效率、毛效率、净效率及简化热效率。当输入能量定义为燃料燃烧释放的所有能量时，通常称为燃料效率；当输入热量为燃料输入热加上外来热量，称为毛效率；当输入热量为燃料输入热加上外来热量再加锅炉自身需用的热耗和电耗时，称为净效率。AMSEPTC4-1998首选燃料效率，GB10184-1988和ASMEPTC4.1-1964以毛效率为依据。简化热效率是忽略次要损失和外来热量，而仅考虑主要热损失且将燃料化学热当作

6、输入热量而得到的锅炉热效率。GB10184-1988定义了5项热损失和5项外来热量；ASMEPTC4.1-1964规程定义了14项热损失和5项外来热量,ASMEPTC4-1998共定义了17项热损失和7项外来热量。在锅炉热效率预测计算时要进行完整的计算是不可能的，在性能试验计算中的工作量也是非常巨大而且有些输入热量和损失热量难以测量或数值极小可忽略的。因此在一般情况下采用的简化热效率计算方法。GB10184-1988和ASMEPTC4.1-1964对热损失法提供了简化热效率算法；ASMEPTC4-1998没有明确提供简化热效率算法，但可对个别测量复杂的热损失或外来热量采用替代方法，并严格规定了

7、对结果不确定度的影响。1.2低位发热量和高位发热量高位发热量：是指煤样在氧弹内燃烧时产生的热量减去硫和氮生成酸的校正值后所得的热量，表征的是煤在空气中完全燃烧时所放出的热量。低位发热量是指高位发热量减去煤中水和燃烧时生成的水的汽化潜热后的发热量，表征的是锅炉运行中煤的有效发热量。AMSEPTC4.1-1964和AMSEPTC4-1998规程明确规定在热平衡计算中采用燃料高位发热量，GB10184-