锅炉热效率测试结果的影响因素探讨
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ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－９４９２．２０１２．０７．０６７
锅炉热效率测试结果的影响因素探讨
黄永光
（佛山市海天调味食品股份有限公司，广东佛山 ５２８０００）
捅要：锅炉的热效翠测试中，影响结果的因素很多，如给煤量（以燃煤锅炉为例）的测定方式、给煤热值的采样工作、锅炉给 水量的计算、除氧器与锅筒水位的变化、锅炉汽水参数的变化、炉渣量与含碳量的测定等等，这些因素对结果影响较大，而又 容易被忽视。针对锅炉热效率测试的实际操作过程，多个易被忽略放过的影响因素进行分析，论述如何搜集基础数据，来得到 客观准确的热效率测试结果，指导锅炉运行管理。 关键词：锅炉；热效率；测试；影响因素
中图分类号：ＴＫ２２９．６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９—９４９２（２０１２）０７—０２１４—０３
Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒｓ ｔｏ ｔｈｅ Ｂｏｉｌｅｒ Ｈｅａｔ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
Ｔｅｓｔ Ｒｅｓｕｌｔ
ＨＵＡＮＧ Ｙｏｎｇ－ｇｕａｎｇ
（Ｆｏｓｈａｎ Ｈａｉｔｉａｎ Ｆｌａｖｏｒｉｎｇ＆Ｆｏｏｄ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｆｏｓｈａｎ ５２８０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ ｔｈｅ ｂｏｉｌｅｒ ｈｅａｔ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｔｅｓｔ，ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｍａｎｙ ｆａｃｔｏｒｓ ｔｏ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ，ｓｕｃｈ ａｓ ｃｏａｌ－ｆｅｅｄｉｎｇ ｑｕａｎｔｉｔｙ（ｅｔｃ．ｃｏａｌ—ｆｉｒｅｄ ｂｏｉｌｅｒ）ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ，ｓａｍｐｌｉｎｇ ｗｏｒｋ ｏｆ ｃｏａｌ－ｆｅｅｄｉｎｇ ｈｅａｔ ｖａｌｕｅ，ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｏｉｌｅｒ ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ，ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅａｅｒａｔｏｒ ａｎｄ ｂｏｉｌｅｒ ｄｒｕｍ，ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｏｉｌｅｒ ｓｔｅａｍ ｗａｔｅｒ，ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｌａｇ ｖｏｌｕｍｅ ａｎｄ ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ．Ａｌｌ ｔｈｅｓｅ ｆａｃｔｏｒｓ ａｒｅ ｅａｓｉｌｙ ｔｏ ｉｇｎｏｒｅ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅｙ ａｒｅ ｓｏ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｏ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｈｏｗ ｔｏ ｃｏｌｌｅｃｔ ｂａｓｉｃ ｄａｔａ ｔｏ ｇｅｔ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｔｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｈｅａｔ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｆｒｏｍ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｓｏｍｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｅａｓｉｌｙ ｔｏ ｉｇｎｏｒｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｃｔｕａｌ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｏｉｌｅｒ；ｈｅａｔ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ｔｅｓｔ；ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ
０前言 Ｑ ｔ＋…＋Ｑ ）］ｘ１００（％）， （１）
在锅炉的热效率测试中，常因为对各个影响 式（１）中： 炉热效率，％；
因素考虑不周，或有些因素分析、计算起来较为复 Ｑ－与Ｑ —一分别为锅炉的有效利用热量与输
杂，而被疏忽或放过，导致锅炉的热效率测试数据 人锅炉的热量，ｋＪ／ｈ；
未能客观反映锅炉的热效率隋况。故在本文中对多 — 炉蒸发量，ｋｇ／ｈ；
个易疏忽放过的因素做些探讨，以期能引起读者的 ｉ 与ｉ ——分别为蒸汽热焓与给水热焓，ｋＪ／ｈ；
共鸣与交流，共同完善锅炉热效率测试工作。 Ｂ——燃料消耗量，ｋｇ／ｈ；
１对锅炉热效率测试影响因素的评析 Ｑ ——燃料应用基低位发热量，ｋＪ／ｋｇ；
１．１锅炉热效率计算公式与构成因素 （次要项目的符号注释略）。
下面先从锅炉热效率的定义与公式引出影响 从式（１）中可看出，锅炉正平衡法的热效率
锅炉热效率计算结果的因素。 计算跟很多因素有关，本文中只重点对容易出现
锅炉的有效利用热量与输入热量之比称为锅 测试、计算疏忽偏差的主要大项锅炉蒸发量Ｄ、
炉的热效率。测试方法有两种，即正平衡法和反 蒸汽焓值Ｌｑ与燃料消耗量Ｂ、燃料（应用基低
平衡法 位）发热量ＱＹｄｗ的相关影响因素进行分析论述。
（１）正平衡法 （２）反平衡法
正平衡法是直接测定锅炉有效利用热ｐ 与送 反平衡法是通过测定锅炉各项热损失然后按
人锅炉的热量ｐ 按下式计算热效率的方法，即 下式计算热效率的方法，即
叼＝Ｑ ／Ｑ ｘ １００（％）＝Ｄ［ 一ｉ ）一ｒｍ／ｌＯＯ］／［Ｂ（ＱＹｄｗ＋ ＋ ＇７ １００一（ｑ：＋ｇ，＋ｇ ＋ｑｓ＋ｇ ）（％）， （２）
收稿１３期：２０１２—０４—２８
匮 蛩 经验
式（２）中，ｇ 、 、ｑ 、ｑ 、ｑ 分别为锅炉
排烟热损失、气体不完全燃烧热损失、固体不完
全燃烧热损失、散热损失及灰渣物理热损失。本
文中重点对容易出现测试计算偏差的固体不完全
燃烧热损失（进行排渣量与渣样含碳量测试）及
排烟热损失进行表述。
１．２锅炉正平衡法热效率测试的影响因素分析与测
试过程注意事项
锅炉正平衡法热效率测试的构成主项中，锅
炉蒸发量Ｄ通过锅炉给水量测定，测定结果受到
给水箱容积测量、除氧器与锅筒水位测量与锅炉
汽水压力、温度参数变化量影响；（以过热蒸汽为
例）蒸汽焓值 计算受到蒸汽压力、温度参数变
化的影响；燃料消耗量 的数值受到给煤量的测
量方式影响；燃料发热量ｐｙｄｗ的测定受到煤样采
集方式等的影响。上面所列的各个因素在测试过
程中容易因为考虑不周而使结果产生偏差，未能
客观反映锅炉的热效率。下面就所列因素逐个进
行分析论述，阐明测试过程关键环节的注意事项。
（１）水箱水容积
水箱水容积的变化测量与计算，涉及到水箱截
面积的测量计算和水位变化量的计算。而水箱的截
面规则性（是否有变形）与水箱内的拉撑管的占用
空间，会较大地影响到测量的最终结果而又往往容
易被忽视。这里谈谈水箱内的拉撑管影响因素。锅
炉用给水箱的容积都较大，无论是长方体水箱还是
圆柱体水箱，箱内有设置拉撑管，来保证水箱的受
力，而长方体水箱的拉撑管分布得会更密些。这些
拉撑管占用了不少的水空间（一般情况下，可达
０．６％～１．０％的测试水量，相应会影响到热效率近１个
百分点），在锅炉热效率测试过程水箱水位变化经过
的拉撑管位置，均应进行拉撑管排水量计算，来调
整水箱水容积的变化量。计算出来的给水体积，再
通过实测给水温度对应的密度折算给水质量。
（２）除氧器水位
测试始末水位应保持基本一致，存在的水位
差应通过计算得出储水量的变化，来进一步修正
锅炉给水、产汽量。在锅炉热效率测试的始末时
点，除氧器的水位与水容积变化，直接影响到锅炉
给水量（也即锅炉产汽量）的计算结果。为减少计
算偏差，首先在测试过程中尽量保持除氧器水位的
稳定，在测试结束时再准确测量计算出除氧器的水
位变化与水容积变化量。以一个８０ｔ／ｈ的热力除氧
器为例，其除氧水箱尺寸为：直径２ ５００ｍｍ，总长 为８ ４８０ｍｍ（含两端椭圆形封头），壁厚ｌ０，测试
始末除氧器水位从１ ３１１降至１ ２６２，下降了
４９ｍｍ，计算出水体积变化量同时通过对水温相应
密度进行了质量折算，除氧器储水量共减少了
１．１８吨，约占７５ｔ／ｈ锅炉测试期间（负荷６５ｔ／ｈ，测
试时间２．５ｈ）给水量的０．７％。可见除氧器水位变
化幅度虽然为常见范围，但水容积的变化量还是
较大的，对测试结果会产生较大的影响。
（３）锅筒水位
在锅炉热效率测试过程中，锅炉水位是会发
生一定的变化，锅炉水位的变化又会影响到锅炉的
水容积及产汽量的计算，如锅简直径１ ５００ｍｍ，长
８ ０００ｍｍ，锅筒水位只发生较小的变化量２０ｍｍ，锅
筒的储水量变化量约为０．２吨，对锅炉给水、产汽量
的影响是不容忽视的。故需通过实时的给水控制，
保持锅炉水位基本稳定，存在的水位差应通过计算
得出水容量与汽容量的变化，来进一步修正产汽量。
（４）锅炉疏水箱
若锅炉用户在热效率测试过程中用到疏水
箱，如回收冷渣机热水，也需对疏水箱的水位进
行始末位置的稳定控制及变化量计算，来修正锅
炉的给水、产汽量。由于疏水箱的水位控制要求
不太严格，若存在此项而又疏忽控制与计算，对
锅炉热效率的测试结果影响将会达数个百分点。
（５）锅炉汽水压力温度参数
在工业锅炉的运行供汽中，由于供汽负荷的
不稳定，导致锅内汽水压力、温度的参数波动，
进而使锅内储水量发生变化，也影响到锅炉给
水、产汽量的计算结果，这项可通过锅炉运行水
重量及对应温压下锅水的比容变化来进行修正。
另外，锅水压力与温度的波动对锅水焓值的
影响也大，应通过计算锅水蓄热量的变化来修正
锅炉的产热量，这项是易被忽视及放过的环节。
锅炉的有效利用热量计算，除了运用行业通
用公式Ｄ（ｉ￣ｑ．ｉ ）中的产汽量与汽、水平均焓值来
简单计算外，还应考虑锅水蓄热量与炉系统蓄热
量变化的因素影响。其中炉系统的蓄热量变化计
算甚为复杂，操作起来难度很大，测试过程应通
过稳定燃烧工况来缩小影响，这里不再做详述。
蒸汽焓值与蒸汽压力温度参数密切相关。由
于测试过程锅炉产汽的压力温度参数也是变化
的，蒸汽的焓值确定，应选择合适时长按相关时
点的蒸汽参数查算蒸汽焓值，后与相应瞬时汽量
进行加权平均计算出测试期间的蒸汽焓值。
交流
（６）给煤量
测试过程锅炉的给煤量，应通过秤来称量确
定。由于锅炉给煤是通过炉前给煤斗来中转输送
的，故给煤斗的煤位在测试始末应确保一致。在判
定煤斗煤位的始末位置时，可通过借助煤斗的结构
特征，如加强角钢位置，或钢板接驳焊缝等辩认。
煤斗的煤位平面有一定的面积，需要在测试始末进
行煤面的平整来取得水平位置的比对。在测试末期
更应提前进行平整，以确保测试结束时的煤位达到
预期值。而在煤位基准点的选取上，应尽量选取煤
斗横截面积较小而又便于平整操作、辨认的地方。
煤的堆积密度，是一个容易遭到忽视而影响
测试结果的因素。通过人工在煤斗内进行煤面平
整时，应注意站立或行走的时间长短对煤斗下方
煤的堆积密度的影响，因煤斗内存煤堆积密度的
不同，会影响到最终耗煤量的计算值，据估计，
煤斗内存煤堆积密度的不同对锅炉热效率的测试
结果影响超过１．５个百分点。故在测试开始时确认
的煤位与结束时确认的煤位，应通过相近的人工
踩踏时间来确保煤斗内存煤堆积密度的一致性。
（７）给煤热值
在给煤热值的测量中，煤样选取的代表性、
煤样热值测试前的粉碎处理、测试设备与方法的
先进性，均会对结果产生明显的影响。这里谈一
下煤样的选取。在保证锅炉热效率测试过程输送
给锅炉的煤质成分相同的情况下，通过煤斗开口
位在煤斗各个位置（包括高中低、左中右、前中
后）进行比例取样，选取到的煤颗粒分布、色泽
度、干湿度比例应有充分的代表性。对于日常混
煤燃烧的情况应在煤仓输煤前保证其混合的均匀
性；而对于在煤仓或煤斗添加石灰进行炉内脱硫
的操作，更应注意保证混合的均匀性及煤样热值
与给煤量的对应性，或在测试期间暂停进行，来
保证煤样选取的代表性与热值的客观性。
１．３锅炉反平衡法热效率测试的影响因素分析
锅炉反平衡法热效率测试结果中，锅炉排烟
