循环流化床锅炉采用ASMEPTC4．1规程进行性能试验时应注意的问题

余 热 锅 炉2 0 0 9 2 7 循环流化床锅炉采用 A S M E P T C 4 1 规程 进行性能试验时应注意的问题 杭州锅炉集团股份有限公司 薛鹏毅 摘要随着我国循环流化床锅炉的大量 出口， 锅炉性能考核试验越来越 多地 要求采用 A S M E F I V A 1 规程计算锅炉效率， 因此本文有必要对循环流化床锅炉采用 A S M E F I V A 1 规程进行性能试验时应注意的问题进行 总结， 以期对锅炉通过性能测 试有所帮助。 关键词循环流化床锅炉性 能测试锅炉效率A S M E P T C A 1 引言 出口机组通常选用 国际上通 用的美 国 A S M E标准作为依据， 当进行锅炉性能考核 试验时 ， 普遍采用 A S M E P q V A 1 锅炉机组性 能试验规程 。此规程与国内实际工作 中习 惯采用的 G B 1 0 1 8 48 8 ( 电站锅炉性能试验 规程 不尽相同， 而且循环流化床锅炉在性能 试验时也与煤粉锅炉有所区别 ， 本文 主要总 结了在采用 A S M E P T C A 1规程对循环流化 床锅炉进行性能试验时应注意的问题 ， 以对 锅炉性能试验提供帮助和服务。 1 确定性能试验物料特征指标波动范 围时 应注意的问题 当采用 A S ME n 4 1 规程进 行性能试 验时， 试验结果仅对试验物料有效， 规程中并 没有规定当试验物料特性与合同约定内容不 符合时如何处理， 因此， 试验各方应在试验前 对试验物料进行约定， 以处理在试验物料特 性发生变化时的修正方案。对循环流化床锅 炉来说， 试验物料特征指标一般情况下可按 照D I f r 9 6 4 2 o 0 5 循环流化床锅炉性能试 验规程 中的相关内容进行约定， 主要包括以 下几种 ： 1 ) 燃料特性指标 当燃料特性指标波动在表 1 范围内， 可 不对试验结果进行修正， 如超出此范围， 应另 行约定或按 G B 1 0 1 8 4 8 8的规定进行修正。 表 1 燃料特性指标波动范围 名称 允许波动范围 收到基低位热值 Q 1 0 ( 相对值) 全水分 -I - 2 ( 绝对值) 收到基灰分 k 5 ( 绝对值) 收到基全硫分 S 1 0 5 ( 绝对值) 干燥无灰基挥发分 、 2 ( 绝对值) 2 ) 石灰石特性指标 当石灰石特性指标波动在表 2范围内， 可不对试验结果进行修正 ， 如超出此范围， 应 另行约定。 表 2 石灰石特性指标波动范围 名称 允许波动范围 全水分 0 5 ( 绝对值) 收到基碳酸钙含量 3 ( 绝对值) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 8 余 热 锅 炉2 0 0 9 2 3 ) 入炉燃料与石灰石粒径组成 入炉燃料和石灰石粒径组成应尽量符合 原设计特性分布曲线。入炉燃料和石灰石中 超过设计最大粒径颗粒的质量百分率应不超 过5 ( 绝对值) 。同时， 在一般情况下， 人炉 燃料和石灰石的中位径 ( 筛余量为5 0 对 应的粒径) 与设计值的偏差应在 1 0 ( 相对 值 ) 之内。 2 前期协议中应注意的问题 通常情况下 ， 在进行性能试验前， 试验各 方应准备一份明确的书面协议， 该协议应陈 述具体的试验 目的， 确认与试验目的有关的 合同条款， 并对试验中采用的估计值进行限 定。在签订前期协议的时候， 应注意以下内 容。 2 1 锅炉效率的燃料发热量基础 燃料发热量有高位发热量和低位发热 量。A S M E P I c 4 1 规范采用高位发热量 ， 其 不同于 G B 1 0 1 8 48 8所规定 的低位发热量。 “ 高位发热量” 与“ 低位发热量” 的差别仅在于 燃料水分的汽化潜热， 在锅炉燃烧和换热 的 整个过程 中， 它是不被利用的。因此 ， 如果在 A S M E P 1 V ,4 1 规程的锅炉效率计算中采用燃 料低位发热量， 且不考虑燃料水分的汽化潜 热损失， 就可以很方便地得到基于低位发热 量的锅炉效率， 其计算结果和基于高位发热 量的锅炉效率是等效的。但在相同试验条件 数据下， 基于高位发热量的锅炉效率在数值 上低于基于低位发热量的锅炉效率， 所以在 前期协议中应明确锅炉效率的燃料发热量基 础 。 2 2 输入物理热是否计入计算 A S M E P T C A 1 规程中热损失法的效率计 算公式如下： 效率( ) = 10 0 一 ( ) x 1 0 0 其中“ 输人物理热” 在规范中被定义为除 燃用燃料的化学热之外， 附加入锅炉机组的 热量。这些物理热包括诸如燃料和空气的显 热， 风机和循环泵等电能转化的热量。“ 输入 物理热” 在简化试验方法中常常被忽略， 而实 际上其总和也相当可观， 在计人计算后锅炉 计算效率可提升( 0 1 0 2 ) ， 所以在前期 协议中应明确输入物理热是否计人计算。 2 3 目标试验不确定度 试验的不确定度是用于评估试验质量和 试验结果的准确度的参数， 在前期协议中应 规定目 标试验不确定度。通常对循环流化床 锅炉， 试验不确定度在( 0 9 1 3 ) 范围内， 并根据确定的目标试验不确定度进行对试验 仪表的选取 ， 试验前宜进行试验不确定度的 分析 ， 必要时可进行预备试验 以确定性能试 验满足目标试验不确定度， 保证试验结果的 真实有效。 2 4 状态值允许波动幅度 A S M E P T C 4 1中对性能测试中状态值允 许波动幅度未做出量化规定， 因此有必要在 前期协议中对运行数值进行量化规定 ， 当性 能试验时锅炉运行参数偏离允许波动范围， 应将偏离数据舍弃或重新进行试验。在运行 时允许波动范围可参照 G B 1 0 1 8 4 8 8 有关规 定进行设定 。 2 5 未计量热损失值的确定 A S M E P I 4 1 中对热损失的构成定义得 十分详尽， 但有些项 目， 例如冷却水的热损 失， 吹灰造成的热损失等， 其数值很少且难以 测定， 因此可由试验各方在前期协议中将这 些损失合并为未计量热损失并确定其数值。 为避免这部分热损失过大， 可约定在性能测 试时采取不吹灰， 关闭连排阀门等措施。 2 6 气体未完全燃烧损失 q 3 在计算气体未完全燃烧损失 q 3 时， A S ME P I E 4 1规范与 G B 1 0 1 8 48 8基本相 同， 只在对 C O的热值上， A S M E P I C A 1 中规 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 余 热 锅 炉2 0 0 9 2 9 定为 1 0 1 8 8 k J N m 3 。需注意， 此值较 G B 1 0 1 8 4 8 8 标准中规定的 1 2 6 3 6 k J , m 3 小。 2 7 散热损失 q 5 锅炉机组的散热损失 q 5 具有影响因素 多、 测量困难、 数值又比较小的特点。A S M E P 1 规范中采用 A B M A辐射损失曲线查 定， 并进行温差和风速修订。在保温良好和 风速 低 于 1 0 0 f t m i n的情况 下 ， 此 数值 较 G B 1 0 1 8 48 8标 准查 出数值低 ( 0 1 5 0 2 ) ， 但当风速较高的情况下， 此损失提升 很快， 当风速达到 1 0 ft s 时， 按 A S M EF 1V A 1 规范， 散热损失将增大一倍。为避免性能试 验时的随机因素 ， 试验各方可在前期协议中 约定此损失的具体数值 。 2 8 锅炉运行稳定时间 A S M E F W A 1 规程中对性能测试试验前 的负荷未做出规定。因循环流化床锅炉的特 殊燃烧特性 ， 为保证试验稳定进行 ， 应在前期 协议中规定在性能测试前 7 2 h锅炉应稳定 运行 ， 在正式试验前 1 2 h的前 9 h ， 锅炉负荷 应达到 7 5 正式试验负荷， 前 3 h应达到正 式试验负荷 ， 在性能测试前 7 2 h应开始正常 投入石灰石脱硫运行。 2 9 石灰石耗量的测量方法 A S M E F W _ A 1 规程中对人炉石灰石量的 测量方法并无规定 ， 而 D 1 I 9 6 4 2 0 o 5中建 议采用标定石灰石给料机的方法进行测定。 由于直接测量石灰石给料量的方法准确度较 低 ， 也可采用以下方法进行测量 ： 首先对试验 煤种的灰样进行元素测定， 测量出灰分 中 C a O的准确含量 ， 然后对试验中底渣和飞灰 的 C a O含量进行测定 ， 通过假定锅炉效率 ， 再通过正平衡的方法进行迭代， 最后确定石 灰石耗量。因石灰石耗量对循环流化床锅炉 效率影响巨大， 所以试验各方应在前期协议 中对计算石灰石耗量的方法进行约定。 3 试验过程及样品化验中应注意的问题 循环流化床锅炉的试验过程和样品化验 与煤粉炉有很大不同， 在试验中应注意以下 问题。 3 1 底渣量的测量方法 在循环流化床锅炉运行时， 燃煤中的灰 分通过底渣或飞灰的形式排出锅炉， 如不排 出， 炉膛内床压就会逐渐升高， 所以应保证在 性能测试开始和结束时床压不变。相对于飞 灰量 ， 底渣量更容易测量 ， 所以应在试验开始 前排空底渣库， 在试验结束后对所有底渣进 行称重。 3 2 飞灰的取样点 在循环流化床锅炉性能测试 时， 飞灰一 般在电除尘器灰斗处进行取样。值得注意的 是， 7 0 以上飞灰都被一电场收集， 二 电场次 之， 到三四电场飞灰量就已经很少， 所以分别 在四个电场进行取样并平均混合的方法是不 科学的。在无法分配电场灰量的情况下 ， 可 只在第一电场取样或在第一和第二电场取样 混合。 3 3 飞灰含碳量测量方法 在循环流化床锅炉运行时炉膛内喷入石 灰石脱硫， 底渣和飞灰样本中有存在石灰石 的可能性， 所以在样本测定时不应直接采取 烧失的方法， 也不能直接采用元素分析结果。 如没有条件对灰样进行全面分析 ， 可采用分 别测定同一样品在空气气氛和纯氮气气氛下 烧失的固态质量减少量 ， 两个质量减少量百 分率的差值即为样品可燃物含量。 4 工程 实践 杭州 锅 炉集 团股 份有 限公 司为 泰 国 S I A M K R A F t卫 N I U S I Y C O MP A N Y在 R A N C P O N G的新建纸厂 P B 1 6 #项目设计制造的 1 3 0 t h 高压次高温循环流化床锅炉于 2 0 0 7 年 l 2 月在泰国 B A N G P O N G通过了 1 2 8 h 试 运行， 正式投 入生产。2 0 0 8年 6月 泰国 C L E A N B I O P O WE R公 司对 此锅炉进行 了性 能测试 ， 测试中此锅炉运行良好 ， 排烟温度稳 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 0 余 热 锅 炉2 0 0 9 2 定于 1 4 0 C以下， 飞灰含碳量低于 1 ， 锅炉 表 3 所示。 性能全面超出性能保证值， 性能测试结论如 表 3 测试项目 性能保证值 性能测试结果 性能测试结论 锅炉容量 1 3 0 t h 1 3 0t h 通过测试 平均值 5 1 1 C 过热蒸汽温度 5 1 0 C 1 5 0 最高值5 1 2 C 通过测试 最低值 5 1 0 C 锅炉效率 9 2 8 9 3 4 4 通过测试 S O 2 排放量 3 0 0m 7 5 m g N m 3 通过测试 N O 2 排放量 3 0 0唱 N 1 1 1 m g N m 通过测试 厂用电 k W 2 1 5 3 k W 通过测试 参考文献 1 G B 1 0 1 8 4 8 8 电站锅炉性能试验规程 2 J A S M E F I E 4 1 锅炉机组性能试验规程 3 D L , I 9 6 4 2 0 O 5 循环流化床锅炉性能试验规程 能源局 ： 大力发展核电 重点支持核 电装备国产化 国新办 6 月 1 日 上午举行新闻发布会， 国家发改委副主任、 国家能源局局长张国宝介绍了我国能源行业 应对国际金融危机， 促进经济平稳较快发展的有关情况。同时称， 中国可能在 2 o年后拥有 1 0 4座核电机组。 相当于美国当前的数量。 张国宝透露， 将加快电力工业结构调整， 建设大型煤电基地。在大型煤炭基地、 整装煤田、 低热值煤集中 产区， 大力推进大型煤电基地建设。统筹考虑煤炭资源、 水资源、 环境容量、 电站布局、 市场空间、 输电通道等 一 揽子问题 ， 利用煤炭资源优势， 大力发展坑口电站。 继续推进电力工业“ 上大压小” 。今后三年， 分别计划关停 1 3 0 0万千瓦、 1 0 0 0万千瓦和 8 0 0万千瓦的机 组， 相应建设大型、 高效、 清洁燃煤机组 5 O O O 万千瓦。 以集中供热为原则， 发展热电联产。在大中城市， 鼓励建设 3 0