1工業(yè)鍋爐?效率測(cè)試技術(shù)本文件規(guī)定了工業(yè)鍋爐運(yùn)行工況?效率測(cè)試中的術(shù)語和定義、符號(hào)和單位、測(cè)試項(xiàng)目與計(jì)算方法等。本文件適用于額定壓力小于3.8MPa,介質(zhì)為水或液相有機(jī)熱載體的固體燃料鍋爐、液體燃料鍋爐、氣體燃料鍋爐，且能夠按照GB/T10180進(jìn)行鍋爐運(yùn)行工況熱效率簡(jiǎn)單測(cè)試的鍋爐。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T2900.48電工名詞術(shù)語鍋爐GB/T10180工業(yè)鍋爐熱工性能試驗(yàn)規(guī)程GB/T14909能量系統(tǒng)?分析技術(shù)導(dǎo)則GB/T17954工業(yè)鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行TSG91鍋爐節(jié)能環(huán)保技術(shù)規(guī)程3術(shù)語和定義GB/T10180界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1?exergy體系從所處的任意狀態(tài)（具有一定的溫度、壓力與化學(xué)組成）達(dá)到與環(huán)境參考態(tài)相平衡狀態(tài)的可逆過程中對(duì)外界做出的功。[來源：GB/T14909,3.3]3.2?損失exergyloss由于過程不可逆性所造成的體系作功能力的減少，包括內(nèi)部?損失和外部?損失。3.3內(nèi)部?損失internalexergyloss由于體系內(nèi)部過程不可逆性所造成的體系做功能力的減少，包括燃燒?損失和傳熱?損失。3.4外部?損失externalexergyloss由于體系發(fā)生的摩擦生熱、絕熱不良、廢氣排熱等導(dǎo)致的做功能力減少,以及環(huán)境污染物和廢棄物等外部廢棄造成的做功能力減少，包括排煙?損失、氣體未完全燃燒?損失、固體未完全燃燒?損失、散熱?損失、灰渣物理?損失。3.5鍋爐?效率boilerexergyefficiency2同一時(shí)間內(nèi)鍋爐有效利用的?與輸入?的百分比。3.6鍋爐運(yùn)行工況熱效率簡(jiǎn)單測(cè)試simpletestforthermalefficiencyunderboileroperating是對(duì)在用燃煤、燃油和燃?xì)獾裙I(yè)鍋爐進(jìn)行日常運(yùn)行狀態(tài)下主要參數(shù)的簡(jiǎn)便快速試驗(yàn),用于快速判定鍋爐實(shí)際運(yùn)行熱效率。3.7鍋爐運(yùn)行工況?效率測(cè)試simpletestforexergicefficiencyunderboileroperating在鍋爐運(yùn)行工況熱效率簡(jiǎn)單測(cè)試的基礎(chǔ)上，通過測(cè)定和計(jì)算各項(xiàng)內(nèi)部?損失和外部?損失來確定鍋爐?效率的方法。4符號(hào)和單位表1中所列的符號(hào)及單位適用于本文件。表1符號(hào)和單位12E3%4%5%6%7%8%9%η%QQ%%%%%%ω%KTKTKTKK3TKTK5鍋爐運(yùn)行工況?效率測(cè)試項(xiàng)目與計(jì)算方法5.1測(cè)試條件和測(cè)試要求與鍋爐運(yùn)行工況熱效率簡(jiǎn)單測(cè)試相同。5.2測(cè)試項(xiàng)目在鍋爐運(yùn)行工況熱效率簡(jiǎn)單測(cè)試項(xiàng)目基礎(chǔ)上增加以下項(xiàng)目：a)固體燃料中水的質(zhì)量份數(shù)ω,%；b)環(huán)境溫度T0，K；c)爐體外表面平均溫度Tlt，K；d)爐膛內(nèi)的最高溫度Th，K；e)工質(zhì)出口溫度Tck，K；f)工質(zhì)入口溫度Trk，K；5.3各項(xiàng)?損失的計(jì)算5.3.1排煙?損失（e2）排煙?損失是指排入大氣的煙氣物理?，按照公式（1）進(jìn)行計(jì)算：對(duì)于氣體、液體和固體燃料可分別按照公式（2）、（3）和（4）計(jì)算燃料的化學(xué)?（Er）。5.3.2氣體未完全燃燒?損失（e3）氣體未完全燃燒?損失是由于燃料在燃燒過程中所生成的一部分殘留在煙氣中的可燃體未完全燃燒所造成的，即損失了這部分可燃?xì)怏w的化學(xué)?，按照公式（5）進(jìn)行計(jì)算：5.3.3固體未完全燃燒?損失（e4）固體未完全燃燒?損失是由未燃盡的可燃固體造成的，即損失了這部分可燃固體的化學(xué)?，按照公式（6）進(jìn)行計(jì)算：5.3.4散熱?損失（e5）4散熱?損失是由于鍋爐運(yùn)行中鍋爐表面爐墻溫度高于周圍環(huán)境溫度，以輻射、對(duì)流的傳熱方式傳給周圍環(huán)境熱量而損失的熱量?，按照公式（7）進(jìn)行計(jì)算：爐體外表面平均溫度（Tlt）一般按照320K選取。5.3.5灰渣物理?損失（e6）灰渣的?損失主要是指排出爐膛的爐渣所具有物理?，按照公式（8）進(jìn)行計(jì)算：灰渣溫度（Thz）一般按照873K選取。5.3.6燃燒?損失（e7）鍋爐內(nèi)燃料?與燃燒產(chǎn)物所具有的?的差值，即為燃燒?損失，按照公式（9）進(jìn)行計(jì)算：鍋爐內(nèi)燃燒產(chǎn)物所具有的?（Ers），按照公式（10）進(jìn)行計(jì)算：5.3.7傳熱?損失（e8）鍋爐中燃燒產(chǎn)物所具有的能量經(jīng)壁面和換熱設(shè)備傳給工質(zhì)，由于壁面兩側(cè)存在溫差，而產(chǎn)生的?損失，按照公式（11）進(jìn)行計(jì)算：鍋爐?效率按照公式（12）進(jìn)行計(jì)算：5.5鍋爐運(yùn)行工況?效率測(cè)試分析與計(jì)算實(shí)例5.5.1主要?損失及?效率的分析5.5.1.1煙?損失分析排煙?損失遠(yuǎn)小于排煙熱損失，原因是煙氣的能源品質(zhì)低可用能少，因此從?的角度分析排煙?損失不是節(jié)能潛力所在。5.5.1.2燃燒?損失分析燃料在鍋爐爐膛中燃燒時(shí)所放出的熱量主要是燃料的化學(xué)能。燃料化學(xué)能與燃燒產(chǎn)物之間能級(jí)相差很大，在轉(zhuǎn)換的過程中一部分?損失掉。燃燒產(chǎn)物所具有的?與燃料?的差值，構(gòu)成燃燒?損失。這項(xiàng)?損失是客觀存在的，不可逆的，但可以控制在一定的數(shù)值之下。燃燒?損失與燃料的燃燒溫度有關(guān)，5提高燃燒溫度會(huì)相應(yīng)提高燃燒產(chǎn)物的?值，燃燒?損失就會(huì)減少。工業(yè)鍋爐常見問題之一就是爐膛溫度偏低，其原因主要是：a)所用燃料與設(shè)計(jì)燃料不符，各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)不能很好的滿足鍋爐燃燒所需；b)控制不當(dāng)或風(fēng)機(jī)型號(hào)與鍋爐不匹配，導(dǎo)致進(jìn)風(fēng)量偏多，爐膛平均溫度低；c)爐膛漏風(fēng)，外部冷空氣進(jìn)入鍋爐，與內(nèi)部高溫?zé)煔饣旌希瑢?dǎo)致爐膛平均溫度下降；d)無空氣預(yù)熱器，供給燃燒的空氣初始溫度低，理論燃燒溫度本身就不高；e)爐膛內(nèi)布置了過多輻射受熱面，不能達(dá)到良好的保溫、穩(wěn)燃效果。為了減少燃燒?損失，應(yīng)保證燃燒的高溫環(huán)境，提高爐膛溫度，可以從以下幾方面入手：a）燃用符合設(shè)計(jì)的燃料；b）保證燃燒的條件下適當(dāng)減少空氣供給量；c）減少爐膛漏風(fēng)量；d）從燃燒的角度考慮，加設(shè)空氣預(yù)熱設(shè)備，用尾部低能級(jí)的煙氣，加熱供給燃燒的空氣，不僅可以有效的降低排煙?損失，還能夠很好的提高爐膛燃燒溫度。5.5.1.3傳熱?損失分析傳熱?損失的大小與傳熱溫差有著密切關(guān)系，傳熱溫差越大，傳熱?損失就越大。爐膛中高溫?zé)煔夂凸べ|(zhì)之間存在很大的傳熱溫差，因此爐膛傳熱?損失大。要降低傳熱溫差就要通過降低爐內(nèi)煙氣的溫度、增加工質(zhì)的平均溫度來實(shí)現(xiàn)。降低爐內(nèi)煙氣的溫度，雖然減少了傳熱過程的?損失，但同時(shí)增加燃燒過程的?損失。因此，要減小傳熱溫差，降低傳熱過程的?損失，必須提高工質(zhì)參數(shù)。對(duì)于在用工業(yè)鍋爐，影響傳熱?損失過大的原因有以下幾點(diǎn)：a)工質(zhì)參數(shù)過低，很多工業(yè)鍋爐在低于額定壓力很多的條件下運(yùn)行，導(dǎo)致水管中工質(zhì)的溫度較低，而爐膛的溫度較高，兩者間的溫差大，傳熱引起的?損多；b)鍋爐未安裝省煤器，供給鍋爐內(nèi)循環(huán)的工質(zhì)初始溫度低，導(dǎo)致傳熱溫差大，傳熱?損失增加；c)工業(yè)鍋爐結(jié)水垢是個(gè)普遍存在的問題。水垢的導(dǎo)熱系數(shù)比鋼鐵的導(dǎo)熱系數(shù)小數(shù)十倍。有水垢存在會(huì)使受熱面?zhèn)鳠釥顩r惡化，供給鍋爐的水升溫速度慢，與爐膛中高溫?zé)煔馐冀K保持較大的傳熱溫差，傳熱?損失增加；d)工業(yè)鍋爐采用的燃料品質(zhì)參差不齊，灰分過多會(huì)導(dǎo)致受熱面積灰嚴(yán)重，煙氣流通截面變窄，局部流速變化，使受熱面的傳熱性能變差，供給鍋爐的水升溫速度慢，與爐膛中高溫?zé)煔馐冀K保持較大的傳熱溫差，傳熱?損失增加。為了減少傳熱?損失，須提高工質(zhì)參數(shù)，并考慮較小的傳熱溫差，可以從以下幾方面入手：a）避免鍋爐降壓運(yùn)行，實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷不應(yīng)低于額定負(fù)荷過多，使用單位在鍋爐選型時(shí)，要充分考慮實(shí)際使用所需壓力的大小，避免“大馬拉小車”；b）加省煤器，從?的角度考慮，用尾部低能級(jí)的煙氣，加熱供給鍋爐的工質(zhì)，兩者傳熱溫差相對(duì)較小，傳熱?損失低。加設(shè)省煤器后，供給鍋爐的工質(zhì)初始溫度增高，不僅可以降低傳熱溫差，減少傳熱?損失，還能夠有效的降低排煙?損失；c）通過采取有效的水處理技術(shù)和除垢技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)鍋爐的原水、給水、鍋水、回水的水質(zhì)及蒸汽品質(zhì)檢驗(yàn)分析，按時(shí)排污減少爐水中鹽的含量，減少生成水垢的幾率；d）定期的清除鍋爐內(nèi)的積灰和結(jié)焦，對(duì)于改善傳熱、減小傳熱溫差有明顯的效果。5.5.1.4?效率分析鍋爐的?效率遠(yuǎn)低于熱效率。影響鍋爐?效率的主要因素是：燃燒不可逆?損失和傳熱不可逆?損失。其原因是內(nèi)部?損失的存在，它是由系統(tǒng)內(nèi)部過程的不可逆性引起的，是能量質(zhì)量的降低，是不可避免的，但可以把它控制在某個(gè)最佳值。6熱效率與?效率之間存在正比的關(guān)系，對(duì)于熱效率不高的鍋爐，應(yīng)主要從熱效率角度降低鍋爐各項(xiàng)熱損失，進(jìn)而使熱效率和?效率共同提高；對(duì)于熱效率高的鍋爐，應(yīng)主要從?效率角度降低其內(nèi)部?損失。為了節(jié)約能源和合理用能，應(yīng)從熱平衡法和?平衡法共同科學(xué)、客觀評(píng)價(jià)鍋爐能效狀況，確定影響鍋爐能效的主要因素，從而提高鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。5.5.2鍋爐運(yùn)行工況?效率測(cè)試計(jì)算實(shí)例鍋爐運(yùn)行工況?效率測(cè)試計(jì)算實(shí)例見附錄A。7（資料性）鍋爐運(yùn)行工況?效率測(cè)試計(jì)算實(shí)例A.1鍋爐概況和測(cè)試數(shù)據(jù)某廠燃煤蒸汽鍋爐型號(hào)為DZL10-1.25-AⅡ,按照鍋爐運(yùn)行工況?效率測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試，已知相關(guān)測(cè)試、化驗(yàn)和計(jì)算數(shù)據(jù)如下：表A.1測(cè)試、化驗(yàn)和計(jì)算數(shù)據(jù)12K3K4K5K6K7排煙溫度tK8%9%排煙處過量空氣系數(shù)α/%%%%燃料收到基低位發(fā)熱量Q%%%%%%%A.2各項(xiàng)?損失及?效率的計(jì)算A.2.1燃料的化學(xué)?（Er）Er=Qgr,v,ad+2438w=18441.00+2438×0.1366=18774.03KJKg)A.2.2排煙?損失（e2）8=2.87%A.2.3氣體未完全燃燒?損失（e3）A.2.4固體未完全燃燒?損失（e4）A.2.5散熱?