基于GB10184—88的ASMEPTC4—1998煤粉锅炉热效率的简化算法

第 4 4卷第 3期 2 0 1 3年 5月 锅 炉 技术 B0I I ER TECHNoLOGY Vo 1 4 4，NO 5 M a y ，2 0 1 3 基于 GB 1 0 1 8 4 8 8的 AS ME P T C 4 1 9 9 8 煤粉锅炉热效率的简化算法 王艳红 ，李 勇 ( 东北 电力大学 能源动力工程学院 ，吉林 吉林 1 3 2 0 1 2 ) 摘要 ： 通过分析 GB t 0 1 8 4 -8 8和 AS ME P T C 4 - 1 9 9 8 2种标 准在 计算锅 炉效率 的原理 和算 法时 的异 同， 从 国家标准 G B 1 0 1 8 4 -8 8的计算公式和思路 出发 ， 推导 出 AS ME P T C 4 - 1 9 9 8 标准 下锅 炉热效率 的简化计算 方法 。由于该方 法的计算建立在 G B 1 0 1 8 4 -8 8的基 础之 上 ， 因此不 但计算 起来 简单 、 方便 ， 而且与严 格按 照 AS ME P T C 4 -1 9 9 8标准下计算得 到的锅 炉效率及各 项指标 相 当接 近 ， 其 精确 度高且 实用 ， 能 够作为 AS ME P T C 4 1 9 9 8 标准锅 炉效率 的一种简化算法 ， 并 能为锅 炉的安全经济运行提供一定的指导 。 关键词 ： AS ME P T C 4 1 9 9 8 ；GB 1 0 1 8 4 8 8 ；煤 粉锅 炉 ；锅炉热效 率 中图分类号 ： T K2 2 9 6 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 6 7 2 4 7 6 3 ( 2 0 1 3 ) 0 3 0 0 0 9 0 6 0 前 言 锅 炉 热 效 率 是 衡 量 锅 炉 运 行 经 济性 的 一 项 重要 指标 。对 于 电站 锅 炉 的 性 能 试 验 或 性 能 考 核试验 ， 不 但要 求测 的准 ， 更 要求算 的准 、 算 的 快 ， 只有 这样 才能 够 及 时 的为 电 厂 的节 能 指 明方 向。而 AS ME P TC 4 1 9 9 8 l_ 】 标准锅炉性能试验 规程作为目前与工程实际最接近 、 精准度最高的 试验规程 ， 虽然 已经被人们广 泛认可 ， 但 它所规 定 的锅 炉 热 效 率 计 算 方 法 相 对 G B 1 0 1 8 4 - 8 8 l_ 2 要 复杂 的多 ， 从而 致 使一 些 国 内锅 炉运 行 或 试 验 人员 掌握 起来 感觉 比较 困难 。 为此 本 文 基 于 大 家 共 所 熟 悉 的 GB 1 0 1 8 4 - 8 8的计算公式 、 原理和思路 出发， 通过分析 2个 标准 的内在本 质差 异 ， 把 G B 1 0 1 8 4 -8 8算法 的简 单实用 和 AS ME P TC 4 -1 9 9 8标准 的计算 精度 高进行了有机的结合 ， 并在 GB L O 1 8 4 -8 8 原有计 算公 式 上 部 分 做 了 适 当 的改 进 ， 提 出 了 AS ME P TC 4 -1 9 9 8标准锅炉效率的简化算法 。该算法 作 为 AS ME P T C 4 1 9 9 8 标 准 的 一种 简 化算 法 ， 其精确度高 ， 对于 目前快速掌握锅炉的性能及其 节 能具有 重要 的意 义 。 1 2种标准 的锅炉热效率计算模 型 1 1 2种标 准锅 炉效 率的 定义 锅 炉 热 效 率 是 指 锅 炉 的 总 有效 热 量 占锅 炉 输 入热 量 的百分 比 ， 其 计算 方 法 有 正平 衡 法 和 反 平 衡法 。但 不 管 是 锅 炉 设 计 还 是 锅 炉 性 能 试 验 或 其性 能考 核试 验一 般 都 采用 反 平 衡 法 ， 即 从各 项 热损 失 着 手 来 计 算 锅 炉 热 效 率 。本 文 以下 锅 炉 热效 率 的讨 论 也 均 是 基 于 反 平 衡 法 来 进 行 。 GB 1 0 1 8 4 -8 8中反平衡法锅炉热效率的定义 为： 锅 炉输 出 能 量 与 进 入 锅 炉 系 统 的 总 能 量 之 比 。 其 中 ， 进入 锅炉 系统 的 总 能量 为 燃料 输 人 热 量 加 上 外来 热 量 或 由其 他 来 源 加 入 到 系 统 的 能 量 。 从 GB 1 0 1 8 4 -8 8锅 炉效 率 的定 义看 ， 所谓 的锅 炉 效 率 即 为 AS ME P T C 4 1 9 9 8标 准 中 的锅 炉 毛 效 率 。其可 采用 下式 计算 ： 叩=1 0 0 - LH VF + Q r B 1 O O 一 1 0 0一 q 2 一 q3 一 q 4 一 q s g 6 ( 1 ) 式 中：7 7 锅炉效率 ， ； Q。 单 位质量燃料 的排烟热损失 ， k J k g ； Q。 单位质量燃料的化学不完全燃烧热 损 失 ， k J k g ； Q 单 位质 量燃 料 的机械 不 完全 燃 烧热 损 失 ， k J k g ； Q s 单 位质 量燃 料 的散 热损 失 ， k J k g ； Q e 单位质量燃 料 的灰渣 物 理热损 失 量 ， k J k g ； 收稿 日期 ： 2 0 1 10 8 0 8 ； 修回 日期 ： 2 0 1 20 1 3 0 作者简介 ： = t= ： d fl ： ( 1 9 8 5 一 ) ， 男 ， 硕 士， 主要从事 电站锅炉运行经济性诊断的教学和科研工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 O 锅 炉 技术 第 4 4卷 q z 排烟 热损失 ， ； q 。 化学不 完全燃 烧热 损失 ， ； q 机械不 完全燃 烧热 损失 ， ； q 散热损 失 ， ； q 灰渣物 理热损 失 ， 。 L HVF 燃料低 位发 热量 ， k J k g ； Qr B 锅炉外 来热量 之和 ， k J k g 。 AS ME P T C 4 - 1 9 9 8标 准在用 反平衡 法计算 锅炉热 效率 时 ， 有 燃料 效 率 和 毛效 率 2种 表 述方 式 。所 谓燃 料 效 率 即为 锅 炉 输 出能 量 与输 入 燃 料 的化 学 能 量 之 比。其 与 毛 效 率 的 主要 区别 在 于 ， 其外 来 热量 同各项 损 失一 样 也单 独 列 出表示 为燃料 输入 热量 的 函数 ， 而 不 像 毛效 率 将 燃料 输入热 量 和 外来 热量 一 起 作 为进 入 锅 炉 系统 的 总输入 热量 。AS ME P TC 4 1 9 9 8标准 中燃料效 率可表示 为 ： EF一 1 0 O L+B ( 2 ) 其 中 L= - 1 0 0百 Q 丁 r L B=I O 0百 Q 了 r v FB 式 中 ： E F 燃 料效 率 ， ； L 用 燃 料低 位 发 热 量表 示 的各 项 损 失 之 和 ( AS ME PTC4 1 9 9 8采 用 高位发 热量 ， 这 里 为与 GB 1 0 1 8 4 - 8 8 相 对 应 ，也 采 用 低 位 发 热 量 ) ， ； B 用 燃 料 低 位 发 热 量 表示 的 各 项外 来热量 之和 ， ； Qr L 锅 炉各 项热损 失量之 和 ， k J k g 。 用燃料 输 入 热量 ( 低 位 热 值 ) 表 示 的各 项 损 失之 和可 以包括 9项热 损失 ， 即 ： LL1 + L2 +L3 + L 4 +L5 +L6 + L + L8 +L。 ( 3 ) 式 中 ： L 各项 热损 失之 和 ， oA ； L 干 烟气 热损失 ， ； L 。 燃 料 中水 分引 起 的热 损失 ， ； L 。 燃 料 中 氢 燃 烧 生 成 水 分 引 起 的 热 损失 ， ； L 空气 中水分 引起 的热损 失 ， ； L 未燃 碳热损 失 ， ； L 烟气 中 C O引起 的热损 失 ， ； L 灰 渣显 热损失 ， ； L 辐 射对流 散热损 失 ， ； L 。 未计 及热损 失 ， 。 从锅炉热平衡 的角度看 ， 锅炉热效率计算应 该考虑到用燃料输入热量 ( 低位热值) 表示 的各 项外来 热量 。即 ： B Bl + B 2 + B ( 4) 式 中 ： B 进 入 系 统 的 干 空 气 所 携 带 的 外 来 热量 ， ； B 空气 中水 分携带 的外来 热量 ， ； B 。 燃 料显 热携带 的外来 热量 ， 。 AS ME P T C 4 - 1 9 9 8标准 锅炉 毛效率 的定义 同 G B 1 0 1 8 4 - 8 8是一 样 的 ， 也 为输 出能 量与进 入 锅炉 系统 的总能量 之 比， 总能 量 是燃 料 输 入热 量 加上外 来 热 量 ， 或 由其 他 来 源 加 入 到 系 统 的 能 量 。其 可表示 为 ： E Gr 一1 0 0 1 一丽 Q r L丽 j ( 5 ) 式 中 ： E Gr 锅 炉 毛效 率 ， 。 对 于 AS ME P TC 4 1 9 9 8标 准 而言 ， 不论 是 毛效率 还是燃 料效 率 ， 它们 所 包含 的热 损 失项 目 和外来 热量项 目是一 样 的 。只不 过 是 锅炉 效 率 、 各项热损失及各项外来热量 的函数表达方式不 同而 已 。 1 2 2种标 准各 项损 失的 匹配情况 AS ME P TC 4 1 9 9 8标 准 和 GB1 0 1 8 4 8 8 对锅炉 各项 损失 所取 名称 虽 有所 不 同 ， 但 其计 算 原理是 基本一 致 的 。AS ME P TC 4 1 9 9 8中干烟 气热损 失 、 燃 料 收 到 基 水分 热损 失 、 由氢 燃 烧 生 成水分 的热 损失 、 空气 中水分 的热损 失 等 几项 之 和在 GB 1 0 1 8 4 - 8 8中概 括 为 排 烟 热 损 失 一 项 。 G B 1 0 1 8 4 - 8 8中的机 械 未 完 全 燃 烧 损 失 相 当于 AS ME P T C 4 1 9 9 8的 干 灰 渣 中 未 燃 尽 碳 热 损 失 ； 散 热损 失相 当于 AS ME P T C 4 1 9 9 8的辐射 对 流 热 损 失 ； 化 学 未 完 全 燃 烧 损 失 在A S ME P Tc 4 1 9 9 8中分成 C O、 氢和碳氢化合物 3项不 完全燃烧热损失分别计算。而 G B 1 0 1 8 4 -8 8中 的灰 渣 物 理 热 损 失 相 当 于 AS ME P T C 4 - 1 9 9 8 中的灰渣 显 热 引起 的损 失 。唯一 不 同 之 处 就 是 AS ME P TC 4 -1 9 9 8规 定 了更 多 的热 损 失 ， 有 一 些 损失 在 工程 实 践 当 中是 难 于 准 确 测 量 或 无 法 测 量 的 ， 这些损 失统 一并称 为未计 及热损 失 。 2 简化算法各项损 失的计算 2 1无漏 风锅炉 排烟 温度 的修正计 算 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 期 王艳红 ， 等 ： 基于 G B 1 0 1 8 4 -8 8的 A S ME P TC 4 -1 9 9 8煤粉锅炉热效率 的简化算法 1 1 由 于我 们 国 内 习惯 采 用 低 位 发 热 量 下 的各 项 指标 去衡 量锅 炉 的性 能 ， 所 以本 文 以下 各项 损 失 的计 算介 绍也 均是 基 于低位 发热 量 。 AS ME P T C 4 - 1 9 9 8 标 准 中 ， 用 于 锅 炉 热 效 率计算 的排 烟 温 度 是 采 用 经 过 空 气 预 热 器 漏 风 修正 之 后 的 实 测 锅 炉 排 烟 温 度 。 由 于 AS ME P T c 4 1 9 9 8标准 中对排烟温度 的无漏风修正计 算 比较复 杂 。经采 用 大量 试 验 数 据计 算 得 知 ： 空 气预 热器 漏 风 率 和排 烟 温 度 从 空 气 预 热 器 进 口 到 出 口降 低 的度 数 成 正 比 ， 即漏 风 率 越 大 ， 其 排 烟温 度 降 低 的 越 多 ， 且 在 数 值 上 二 者 也 比较 接 近 。尤其 是漏 风率 在 1 0 以下 时 ， 两者 数值 上 吻 合的比较好 ， 因此， 锅炉排 烟温度应按下式进 行 近似 的修 正 ， 即 ： t p y 一 +口 ( 6 ) 式 中 ： 。 无 漏 风修 正排 烟温度 ， ； t s , p y 锅炉 实测排 烟 温度 ， o C； a 空气 预热器 漏 风率 ， 。 2 2 干烟 气 热损失 的计 算 干烟气热损失是各项 损失中 占比重 最大的 一 项 损失 ， GB 1 0 1 8 4 - 8 8在 计 算 干 烟气 热 损 失 量 时 ， 采用干烟气体积 、 排烟温度 和基准温度之差、 及 干 烟 气 的 平 均 定 压 比 热 三 者 的 乘 积 来 表 示 ， 即 ： q ， 2 一 o 式 中 ： q 排 烟热损失 中的干烟气热损 失 ， ； V 一 空 气 预 热 器 出 口 的 干 烟 气 体 积 ， r n 。 k g ； C p , g y 基准 温 度 到排 烟 温 度 下 的平 均 定 压 比热 ， k J ( m。 ) ； 。 基 准温 度 ， 。 AS ME P T C 4 - 1 9 9 8标准在 计算 干 烟气 热损 失 时 ， 采 用 干烟气 质 量 和干 烟 气 焓 的乘 积 来 计 算 表示 ， 即 ： 1 O o ( 8 ) L 一 F 一 川 式 中 ： w。 对 应 单 位 质 量 燃 料 空 气 预 热 器 进 口干烟气 量 ， k g k g ； Hc经过漏风修正后 的排 烟温度下的 干烟气焓 ， k J k g 。 在计 算 干烟 气 热损 失 时 ， GB 1 0 1 8 4 -8 8在 计 算 干烟气 体积 的过 程 中进行 了假 设 ： 把 干 烟 气看 作是理想气体 。虽然这样 的假设 能满足工程计 算精 度 的要 求 ， 然 三原 子气 体 的 比重 比较 大 ， 还 是与 它实 际 的体 积 有 偏差 。但对 于干 空 气 ， 气 体 的组成成分基本都是双原子气体， 三原子气体含 量极少， 把其当作理想气体计算得到的体积与其 实 际体积 的偏 差 相 当小 ， 因 此 ， 把 干 空 气 当作 理 想气体计 算其精度是更加逼近实 际体积 的。而 AS ME P TC 4 1 9 9 8标 准 计 算 干 烟气 热 损 失 时 ， 采用 干烟 气质 量 ， 由于 AS ME P TC 4 - 1 9 9 8对 干 烟气量的计算只是基于分子水平 ， 实际的排烟状 况对 其没 有 影 响 。通 过 对 诸 多 数 据 计 算 对 比 发 现 ： 由 GB 1 0 1 8 4 - 8 8计 算 的干烟气 热损 失要 比 AS ME P T C 4 -1 9 9 8标准计算 的大， 其主要原 因 就是 由于干烟气量的计算误差所造成 的。此外 对 于 G B 1 0 1 8 4 -8 8中平 均 定 压 比热 的选 取 也 常 常会 给 干烟气 损失 的计 算带 来 误 差 ， 所 以应 尽 可 能的用焓值代替比热容和温差的乘积 。 因此 ， 在 进 行 干 烟气 热 损失 计 算 时 ， 应 基 于 分 子水平 考 虑 ， 以排 除 烟气 实 际状 况 是 否 符合 理 想气体对计算造成影响。在计算干烟气质量时 ， 我们采用 AS ME P T C 4 1 1 9 6 4 I s 中干烟气质量 的计算 公式 ， 即 ： W G一 ( c + s) ( 9 ) 式 中 ： C O。 、 O 、 C O、 N 空气 预 热器 进 口烟气 中二 氧 化 碳 、 氧 气 、 一 氧 化 碳 、 氮 气 的含 量 ， ； c 单位质 量燃料 中实 际烧 掉 的 碳 ， k g k g ； S一 一单 位 质 量 燃 料 中 收 到 基 硫 含 量 ， k g k g。 干烟气 焓计算 通 常采用 AS ME P T c 4 1 9 9 8 标准 J ANAF NAS A焓一 温关联式进行计算， 即 HG = = = E c 。 +C 1 T K+C 2 ( T K) 。 + C ( TK) 。 - I- C ( TK) + C 5 ( T K) 2 3 2 6 ( 1 O ) 其 中 TK t 。 + 2 7 3 1 5 式 中： T K 排 烟温度 ， K； C o C s 焓温关联式的系数 ， 其值分别取为： Co一 一 0 1 23 1 89 9 E + 0 3： C 一 +0 4 0 6 5 5 6 8 E+ 0 0： C2 一 十0 5 7 9 5 0 5 0 E一 0 5； 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 锅 炉 技术 第 4 4卷 C3 一 十 0 63 3 1 1 2 1 E一 0 7； C4 一 一 0 29 2 4 43 4 E一 1 0； C 一 + 0 2 49 1 00 9 E 一 1 4。 将 式 ( 9 ) 和式 ( 1 0 ) 代 人 式 ( 8 ) ， 即可计 算 出干 烟气 热损 失 。 2 3 水蒸气 热损 失 的计 算 GB 1 0 1 8 4 - 8 8中的 水 蒸 气 热损 失 是 在 一 块 进行计 算 的 ， 其 中水 蒸气 热 损失 量 的计 算 也 同干 烟气一 样 ， 是 由水 蒸 气 体 积 、 排 烟 温 度 和基 准 温 度之差 、 及水蒸气 的平均定压 比热三者乘积来表 示的。在对水蒸气体积计算 时进行了两点假设 ： 一 是 把水蒸 气 当作 理想 气体 ； 其 二 把水 蒸 气 看 作 是标 准 状 态 ， 这 也 是 与 实 际状 态 有 差 别 的 。而 AS ME P Tc 4 1 9 9 8 对 水蒸 气热损 失量 的计算 还 是基 于分 子水平 ， 用 水蒸 气 质 量和 焓值 来 计 算 热 损失 量 。显 然 ， AS ME P TC 4 n 1 9 9 8标 准 的计 算 对水 蒸气 是 否 接 近 理 想 气 体 以及 是 否 符 合 标 准 状态 关系 不大 。所 以 ， 在基 于 G B 1 0 1 8 4 - 8 8基 础 之上 的 AS ME P T C 4 - 1 9 9 8标 准 的 水 蒸 气 热 损 失的简化算法也应 以质量和焓值来计算水蒸气 热损 失量 ， 其水蒸 气质 量用 下式计 算 ： W H 20 一 + 1 2 9 3 Xa p y ( vo k ) d ( 11 ) 式 中 ： w 水 蒸气 质量 ， k g k g ； H 燃 料 中收到基 氢 ， ； w 燃 料 中收到基 水分 ， ； ( ： k ) 理论干空气量 ， m。 k g ； a 。 空气预 热器进 口过 量空气 系数 ； d k 空气绝 对湿度 ， k g k g 。 水蒸气焓 值按式 ( 1 0 ) 焓 一 温 关联式 进行计 算 ， 但 其系数 为 ： Co 一 一 0 2 3 9 40 3 4 E+ 03； C1 一 + 0 8 2 7 4 5 8 9 E+ 00； C2 一 一 0 1 7 9 7 5 3 9 E一 03； C 一 +0 3 9 3 4 6 1 4 E一 0 6 ； C 一 一 0 2 41 5 87 3 E一 0 9； C 一 + O 6 0 6 9 2 6 4 E一 1 3 。 有 了水蒸 气 量 和焓 值 就 可 以按 下 式 计 算 水 蒸 气热 损失 ： L2 4 一 W H_lp X HH ) 1 O 0( 1 2 ) T V 1 r 、 ， 、 、 L 2 4 一 _ _ _八川 式 中 ： L 。 一 燃 料 收 到基 水 分 热 损 失 ， 燃 料 中 氢燃烧 生成水分 热损 失、 及 空气 中水分 热损失 之和 ， ； H 。 漏 风修 正 后 的排 烟 温 度 下水 蒸 气 焓 ， k J k g 。 2 4 机械 未完全燃 烧热 损失 的计算 机 械未 完 全 燃 烧 热损 失 在 各 项 损 失 中所 占 比例 仅 次 于 干 烟 气 热 损 失 。GB 1 0 1 8 4 -8 8的计 算原理、 思路和 AS ME P TC 4 - 1 9 9 8标准基本相 同， 二 者并 没 有 本 质 的区 别 ， 只 是 在 选 取 未 燃 碳 的发 热 量 时 稍 微 有 点 区 别 。GB 1 0 1 8 4 -8 8取 未 燃 碳 的 发 热 量 为3 3 7 2 7 k J k g ，而AS ME P TC 4 - 1 9 9 8 标 准 取 3 3 7 0 0 k J k g ， 为 了尽 可 能 的和 AS ME P T c 4 1 9 9 8靠 近 ， 我 们 这 里 也 和 AS ME取一样 为 3 3 7 0 0 k J k g ， 则 机械 未 完 全 燃 烧热 损失按 下式计 算 ： L 5 = X1 0 0 ( 1 3 ) L 一 百 广 式 中 ： A 燃 料收 到基灰 分 ， ； C 灰 渣 中平 均 碳 量 与 燃 料 中 灰 含 量 之 比， 。 2 5 化 学不完 全燃烧 热损 失的计 算 化学 不完 全燃烧热 损失 的计 算原 理 和思 路 2 种标 准也 是相 同 的 ， 但对 于 同一数 据 且燃 用 固体 燃料 时 ， 由于 未 完 全燃 烧 热 损 失 主要 指 的是 C O 的热损失 ， 其氢和碳氢化合物的热损失相对 比较 小 ， 几 近于零 ， 而 C O 的测量 值是 以干烟 气 中的百 分数得到的。2个标准都做 了理想气体 的假设， 计 算结 果也相 差无 几 ， 相 当 接近 。故 我 们 这里 在 计 算化 学 未 完 全 燃 烧 热 损 失 时仍 以 GB 1 0 1 8 4 - 8 8的计算 公式进 行计算 ， 即 ： 1 0 o ) L 6 一1 F一 式 中 ： C O 空气 预热器 出 口干烟气 中一 氧化碳 的含 量 ， 。 2 6 灰渣 物理热 损失 的计算 对 于灰 渣 物 理热 损 失 ， 2种标 准 的计 算 原理 和思路是一致的， 但是 2个标准的计算结果是稍 微有 区别 的， 其 区别 主要在 于灰焓 和渣焓 的计 算 。为此 ， 本文 采用 AS ME P TC 4 1 9 9 8标准 焓 值的计算方法 ， 以减少 由于采用 比热和温差乘积 计 算焓 所带来 的误 差 。计 算公式 为 ： 【 + 1(1 5V F 1 0 0 Q h 10 0 L H 【 一 一 C 【 式 中 ： 飞灰 份额 ， a l 炉 渣份额 ， ； Hfh 飞灰焓 ， k J k g 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3期 王艳红 ， 等 ： 基于 G B 1 0 1 8 4 -8 8的 A S ME P T C 4 1 9 9 8煤粉锅炉热效率 的简化算法 1 3 H。 炉 渣 焓 ( 对 于 湿 底 渣 可 依 据 AS ME P T C 4 - 1 9 9 8标 准 取 2 0 9 5 k J k g ， 对 于干 除渣 ， 如 果 没有 测 量 值 ， 炉 渣 温度取 8 0 0来 计算其焓值 ， 如果 是风冷干式 除渣 ， 应按冷却 后温度 约 1 5 O选取计算焓值) ， k J k g ； C c h 飞灰 中可燃 物 ， ； C 炉 渣 中可燃 物 ， 。 飞灰焓 H 按 仍焓一 温关 联 式 ( 1 0 ) 计 算 ， 只是 其 系数 为 ： C o 一 一 0 3 2 3 0 3 3 8 E+ 0 2； C1 一 一 0 2 4 3 l 4 0 4 E+ 0 0； C2 一 + 0 1 7 8 7 7 0 1 E一 02； C3 一 一 0 2 5 9 8 2 3 0 E一 0 5； C4 一 + 0 2 0 5 4 8 9 2 E一 0 8； C 一 一 0 6 3 6 6 8 8 6 E一 1 2。 对于考虑省煤器落灰或其它灰渣出 口位置 ， 其焓值计算参照飞灰焓 ， 此时灰渣或落灰温度应 为相 应处 的烟 气温 度 。 对 于干除 渣 大渣 焓值 的计 算 ， 当炉 渣 温 度 确 定 后 应 依 据 AS ME P T C 4 1 9 9 8标 准按 照 以 下 关联 式进行 计 算 Hl 一E o 1 6 T+1 0 9 1 0 一 T 一2 8 4 3 1 0 T 。 一1 2 9 5 2 3 2 6 ( 1 6 ) 式中： T炉渣温度 ， 下 ， 其 中美 制单位 T与摄 氏温 度 t之 间 的 换 算 关 系 为 T 一 1 8 + 3 2。 2 7 散热 损失 和未 计及 热损 失 的计算 GB 1 0 1 8 4 -8 8标 准 的 散 热 损 失 是 根 据 经 验 得 出的， 基本反映我国 目前锅炉机组保温 的实际 状 况 ， G B 1 0 1 8 4 - 8 8通过 经 验指 数 公 式 计 算 出锅 炉额定蒸发量下的散热损失 ， 当锅炉在其它蒸发 量 运行 时 ， 可 以通 过该 项 乘 锅 炉额 定 与 实 际 蒸 发 量 比值 进行 修 正 。 A S ME P T C 4 1 9 9 8 标 准 中， 对 散 热 损 失 也 即辐射对流损失规定了较 为详细的算 法， 但是 由 于其繁 琐 和实 际可 操 作性 差 及 精 准 度 等 问题 ， 在 实际的锅炉性能试验 当中往往都取设计值或事 先协商确定 。作为一种简化计算方法 ， 本文对于 散 热损 失 和 未 计 及 损 失 也 主 张取 设 计 值 或 事 先 协 商确 定 。 系统 的 干空 气 所 携 带 的外 来 热 量 和 进 入 系 统 的 空气 中水 分携 带 的外来 热 量 ， 由于燃 料显 热 相 对 比较 小 ， 且 计算 相 对 比较 复 杂 。本文 的简 化 计算 就不 做讨 论 。 进入 系统 的 干 空 气 所 携 带 的外 来 热 量 按 下 式计 算 ： B1 一 l O 0 ) 式 中 ： H。 进 入锅 炉平 均空 气 温 度 下 的干 空 气焓 ， k J k g 。 其值 的计 算 也 是依 据 式 ( 1 0 ) 焓 温 关 系 式 计 算 ， 其 系数分别为 ： C。 一 一0 1 3 1 0 6 5 8 E+ 0 3； C1 一 十 0 4 58 1 3 0 4 E + 0 0； C2 一 一 0 1 07 5 0 3 3 E一 0 3； C 3 = = = +0 1 7 7 8 8 4 8 E一0 6； C4 一 一 0 9 2 4 8 66 4 E一 1 0； C 一 十 0 1 68 2 03 1 4 E 一 1 3。 空气 中水分携带的外来热量为： B2 1 2 9 3 口 p y ( k ) dk H w A LH VF ( 1 8) 式 中 ： Hw 进入 锅 炉 平均 空 气 温 度下 的水 蒸 气焓 ， k J k g 。该焓值仍然按焓温 式求 ， 其 系数 与上 面水 蒸气 热损 失计算 所用 的 系数相 同 。 有 了各项 损失和外来热量， 就可按照式 ( 2 ) 进行计算锅炉的燃料效率。 4 基 于高位发 热量 下效 率的计算 由于 高 位 发 热量 和低 位 发热 量 的 主要 区别 在 于高 位发热 量 里含 水 分 的汽 化 潜 热 ， 而低 位 发 热量不计及其汽化潜热 ， 所 以在基于高位发热量 计 算锅 炉效率 时 ， 其 燃料 中水 分 和燃 料 中氢燃 烧 生成 水 分 的汽化 潜热 就 要 考虑 ， 即在 采 用 高位 发 热量 计算 时 ， 在原 先低 位 发 热量 下 计 算 得 到 的燃 料中水分和燃料 中氢燃烧生成水 分的焓值基础 上再 分别 加上 基准 温 度 ( 2 5 ) 下 的汽 化 潜 热 ， 在 采用低位发热量的地方用高位发热量代替 ， 即可 得到高位发热量 下的锅炉效 率 6 。这里 需要注 意 的是 ： 在 进 行 从 低 位 发 热 量 计 算 高 位 发 热 量 时 ， 其汽化潜 热的选取也应基于基准温度 ， 而不 应为室温下的汽化潜热 。 3外来热量 的计算 5 对于外来热量的计算我们这里只讨论进入 锅炉毛效率的计算 锅炉毛效率 的计算形式 和 GB 1 0 1 8 4 -8 8是 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 4 锅 炉 技术 第 4 4卷 一 样 的 ， 干空气 和其 所 带进 的水 分 所 携 带 的外 来 热量 不表 示为燃 料 输入 热 量 的 函数 ， 它 们 和燃 料 发热 量一起 作 为总输 入热量 。这 里不再 叙述 。 6 计算实例及误差分析 以某 电厂 1台 1 0 2 5 t 锅炉 ， 选取 2个工况 的 试验数据 ， 工况 1的数据如下 ： 其试 验煤种成分 为 ： C 一6 1 6 5 、 H 一4 0 4 、 0 一7 6 9 、 N 一 1 3 8 、S = 1 2 5 、 W 一 1 0 4 0、 A 一 1 3 5 O 、 LHVF 一2 4 4 4 0 k J k g ， 飞 灰 比例 a f h 一 9 0 ， 炉渣 比例 a - 一1 0 ， 飞灰 中未 燃 尽碳 C h 一 2 9 8 ， 炉 渣 中未 燃 尽 碳 C 一 7 5 5 ， 实 测 排 烟 温度 t 一1 2 5 6 7， 空气预热器进 口平均温度 t 一1 8 9 5 ， 干 球温 度 t d b 一1 4 5 ， 湿 球 温 度 t 一 1 0 5 ， 空 气 预 热 器 进 口二 氧 化 碳 含 量 C O2 E n 1 3 3 7 ， 空气 预热 器 进 口含 氧 量 O E 一 3 2 5 ， 空 气 预 热 器 出 口 含 氧 量 O L v一 4 6 5 ， 空气 预 热 器进 口一 氧化 碳 含 量 C O En 一 0 0 1 4 ， 空气 预热器 出 口 C O测量 值 C O L v一 0 0 0 7 5 。工 况 2的数 据 如 下 ： C = = 6 1 4 7 、 H 一4 0 0 、 O 一 1 2 0 2 、 N =0 6 1 、 S 一 0 4 0 、 W 一 l 6 2 0 A一 5 3 O 、 LHVF一 2 3 8 5 0 k J k g ， 飞灰 比例 a f h 一9 0 ， 炉 渣 比例 a 。 一1 0 ， 飞灰 中未 燃尽碳 C 一2 6 2 ， 炉渣 中未燃 尽碳 C 一1 7 7 ， 实测 排 烟 温度 t = 1 4 0 4 ， 空气 预热 器 进 口平 均 温 度 t 一 3 0 4 ， 环 境 温 度 T 曲一2 2 6 o C， 相 对 湿 度 为 8 1 ， 空气 预热 器 进 口含 氧 量 O En 一3 5 9 ， 空 气 预 期 器 出 口含 氧量 O 。 L 一 4 3 4 ， 空 气 预 热 器进 口二 氧化 碳 含量 C O E n 一 1 2 7 5 ， 空 气 预 热 器进 口一 氧 化 碳含量 C OE 一0 0 3 6 ， 空 气预 热器 出 口一 氧化 碳 含量 C O L v =0 0 2 。表 1 列 出 了基 于燃料 低 位发热量 下按 AS ME P T C 4 1 9 9 8标准 和本 文简 化 算法得 出的 2个锅 炉效 率值 的对 比情 况 。 表 1 基 于低 位热值 下采 用本 文简化 算法公 式计算 的 各 项指标 和 采用 A S ME P T C 4 1 9 9 8计算 的各项 指标 的对 比情况 项 目 简化算法 A S ME P T C 4 - 1 9 9 8 差异 简化算法 AS ME P T c 4 1 9 9 8 差异 干烟气热损失 4 4 5 0 4 4 4 2 0 0 0 0 3 0 4 5 0 2 1 2 4 9 9 4 4 水蒸气热损失0 4 3 5 5 0 4 3 4 5 0 0 0 1 0 0 6 1 7 0 0 6 1 7 7 灰渣 中未燃尽碳损失0 6 6 6 6 0 6 6 2 6 0 0 0 4 0 0 1 9 4 7 0 1 9 7 8 烟气 中 C 0热损失0 0 2 8 3 0 0 3 0 6 0 0 0 2 3 0 0 8 0 4 0 0 8 0 3 灰 渣 显 热 损 失0 1 6 2 1 0 1 6 6 5 0 0 0 4 4 0 0 6 8 0 0 0 6 8 6 表 面辐射对流热损失0 2 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 1 7 0 0 0 1 7 0 0 其 它 不 可 测热 损 失0 4 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 3 0 0 0 外来热量 一0 2 0 7 1 0 2 6 8 8 0 0 6 1 7 0 2 2 1 5 0 1 9 4 0 锅炉燃 料效 率( 未修正) 9 3 4 5 0 0 9 3 4 1 7 0 0 0 3 3 0 9 3 7 7 0 2 9 3 7 6 5 2 O 026 8 0 0 00 7 0 0 03 1 0 00 0 1 0 0 00 6 O O 0 O27 5 0 005 0 从表 1中对 比情 况 可 以看 出 ： 2种计 算 的锅 炉效 率结 果 比较 接 近 ， 2种 计 算 结 果 的绝 对 差 异 的绝对值在 0 0 4 之内， 两工况下相对差异的绝 对 值 分别 为 0 0 3 5 3 和 0 0 0 5 3 。从 总 体 上 看 ， 干烟气热损失、 外来热量的差异 比较大 ， 这也 是导致两方法锅炉效率值产生差异 的主要原 因， 其 中 由于 干 烟 气 质 量采 用 了 AS ME P TC 4 1的 计算公式从而消除了干烟气质量 的计算差异 ， 因 此 干烟气 热损 失 的差 异 主要 在 于排 烟 温度 ， 由 于 本文简化算法 对空气 预热器 出 口温度进行 了无 漏风的近似修正 ， 导致排烟温度的无漏风修正温 度要 比标准中无漏风修正温度要高， 从而使得干 烟气热损失 比按标准计算 的大 。然 而工况 1中 的漏风率较工况 2 要大些 ， 故工况 1中两方法排 烟温度的无漏风修正值 的差异要 比工况 2大 ， 所 以工 况 1中两 方法 干烟 气 热 损 失 的差 异也 比工 况 2的要 大些 ， 而外 来 热量 的差 异 主要 在 于本 文 的简化算 法没有考虑燃料物理显热所携带 的外 来热量 ， 但总体考虑 ， 本文锅炉效率的简化计算 模 型 的计 算结 果和严 格按 照 AS ME P TC 4 1 9 9 8 标准计算 的结 果是 相 当接 近 的 。 7 结 语 本文 提出 了 AS ME P TC 4 - 1 9 9 8标准 锅炉效 率的简化算法 ， 从简化算法下求得的各项指标和 效率与严 格按照 AS ME P T C 4 m 1 9 9 8 标 准计算 得 出的各项 指标 及 效率 对 比请 况 可 以看 出 ： 简 化算 法已具有 较高的精度， 能够作为 AS ME P T C 4 1 9 9 8标准的简化算法， 也能够为从事锅炉运行技 ( 下转 第 3 1页) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3期 郑佳亮 ， 等 ： 自抗扰控制在循环流化床锅炉 主汽压 系统 中的应用 3 1 Ap p l i c a t i o n o f Au t o Di s t u r b a n c e R e j e c t i o n Co n t r o l l e r i n Ci r c u l a t i n g F l u i d i z e d Be d Ma i n St e a m P r e s s u r e Co nt r ol S y s t e m ZHENG J i a l i a n g ，L I Yu n 。 ，MA Yu a n y u a n 。 ( 1 En gi n e e r i n g Co l l e ge of Sha n xi Uni ve r s i t y，Ta i y ua n 03 001 3，Ch i n a；2 S ha ng ha i Uni ve r s i t y o f El e c t r i c Po we r S h a n g h a i 2 0 0 0 9 0， Ch i n a ；3 S h a n x i Yu x i a n g Po we r Te c h n o l o g y De v e l o p me n t Co ，Lt d ，Ta i y u a n 0 3 0 0 1 3，Ch i n a ) Ab s t r a c t ：Th e c o mb u s t i o n p r o c e s s o f CF BB ( Ci r c u l a t i n g Fl u i d i z e d Be d B o i l e r )i s a s y s t e m wi t h t i me v a r y i n g，n o n l i n e a r ，l a r g e i n e r t i a a n d p u r e t i me d e l a y Th e r e f o r e t h e c o n t r o l e f f e c t s o f t r a d i t i o h a l PI D c o n t r o l s y s t e m i n t h e C F BB p l a n t i s n o t s a t i s f a c t o r y，e s p e c i a l l y t h e o v e r s h o o t o f t h e ma i n s t e a m p r e s s u r e c o n t r o l s y s t e m i s v e r y b i g，a n d i t s a d j u s t me n t t i me i s t o o l on gTo i mpr o v e t he p e r f o r ma nc e o f t h e ma i n s t e a m p r e s s u r e c o nt r ol s ys t e m ，ADRC t e c h n ol o g y i s us e d t o i t Und e r t he s t e p i npu t s i g na l i s a d de d i n t he d i f f e r e nt op e r a t i n g c o ndi t i o ns ， t he t e s t i ng r e s u l t s i nd i c at e d t ha t t he ADRC ma i n s t e a m pr e s s u r e c on t r o l s y s t e m ha s mo r e e x c e l l e n t pe r f or ma nc e t ha n t he c o nv e n t i o n PI D m e t ho d K e y wo r d s ：a u t o d i s t u r b a n c e r e j e c t i o n c o n t r o l l e r( ADRC) ； ma i n s t e a m p r e s s u r e c o n t r o l ； C i r c u l a t i n g F l u i d i z e d B e d b o i l e r ( CF BB) ( 上接 第 1 4页) 术人员为准确掌握锅炉性能提供一定的参考 。 参考 文献 ： E 1 3美 国机 械 工程 师协 会 F i r e d s t e a m g e n e r a t o r s p e r f o r ma n c e t e s t c o d e A S ME P TC 4 1 9 9 8 S 1 9 9 9 r 2 GB 1 0 1 8 4 8 8 ， 电站锅 炉性能试验规 程E s 北京 ： 中国标准 出版社 ， 1 9 8 8 3 阎维平 ， 云曦 AS ME P T C 4 1 9 9 8锅 炉性能试 验规程 的主 要特点 J 动力工程， 2 0 0 7 ， 2 7 ( 2 ) ： 1 7 4 1 7 8 4 沈芳平 ，