CN110657585A - 一种燃气冷凝锅炉进水温度偏离设计值的热效率修正方法 - Google Patents

一种燃气冷凝锅炉进水温度偏离设计值的热效率修正方法 Download PDF

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    • F24H9/2035—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using fluid fuel

Abstract

本发明提出一种燃气冷凝锅炉进水温度偏离设计值的热效率修正方法，先获取锅炉测试系统的锅炉实测热效率，计算锅炉热效率比值
Figure DDA0002229670870000011
获取冷凝器实测热效率，计算冷凝器热效率比值
Figure DDA0002229670870000012
在多级冷凝器情况下，每一级冷凝器分别按照如上步骤进行测试和计算，获得冷凝器热效率比值
Figure DDA0002229670870000013
锅炉某一给水温度、某一负荷条件下，锅炉测试系统的锅炉实测热效率修正方法按下式计算：
Figure DDA0002229670870000014
本发明解决了如何进行冷凝锅炉给水温度偏离设计值时的修正对冷凝锅炉新产品定型能效测试产生影响的问题，提出一种燃气冷凝锅炉进水温度偏离设计值的热效率修正方法，能够准确反应冷凝锅炉产品热效率与设计热效率的差别。

Description

一种燃气冷凝锅炉进水温度偏离设计值的热效率修正方法
技术领域
本发明涉及锅炉热工性能试验技术领域，更具体的说是涉及冷凝锅炉热效率测试中锅炉进水温度偏离设计值或保证值的修正方法，通过修正，给出冷凝锅炉在设计或保证工况下的热效率。
背景技术
锅炉热工性能试验的目的是验收设备的热工性能是否满足锅炉制造企业的设计值或合同规定的保证值，2010年国家技术规范TSG G0002-2010《锅炉节能技术监督管理规程》(以下简称《节能规程》)正式颁布，《节能规程》中规定锅炉新产品需要进行定型产品测试，也就是锅炉热效率需要满足规程的热效率指标要求。
然而，实际测试中，绝大多数锅炉运行条件普遍偏离设计条件，因此中国标准都给出了修正方法，比如GB/T10184-2015《电站锅炉性能试验规程》中的给水温度偏离设计值的排烟温度修正，GB/T10180-2017《工业锅炉热工性能试验规程》中分别给出了蒸汽锅炉的实际给水温度与设计值出现偏差时的热效率折算方法、热水锅炉进水温度和出水温度与设计值出现偏差时的热效率折算方法，但这两项标准中的折算方法都不适用于排烟中水蒸气出现冷凝的状况。NB/T47066-2018《冷凝锅炉热工性能试验方法》中，如需热效率修正，则需要锅炉制造单位提供冷凝器能效曲线。
一般而言，给水温度偏离设计值会导致排烟温度的变化，通过建立省煤器烟气侧和水侧的传热平衡方程，推导出按设计给水温度修正后的排烟温度。然而，由于烟气中水蒸气释放汽化潜热，发生冷凝，烟气侧放热量包括干烟气放热量、气态水蒸气放热量和水蒸气汽化潜热，需要重新建立传热平衡方程，并且测量干烟气、气态水蒸气和冷凝量。
如何进行冷凝锅炉给水温度偏离设计值时的修正已经影响到冷凝锅炉新产品定型能效测试，因此，为了实现不同进水或给水温度调节下冷凝锅炉热效率修正，提出热效率修正方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明为解决如何进行冷凝锅炉给水温度偏离设计值时的修正对冷凝锅炉新产品定型能效测试产生影响的问题，提出一种燃气冷凝锅炉进水温度偏离设计值的热效率修正方法，能够准确反应冷凝锅炉产品热效率与设计热效率的差别。
为达此目的，本发明提出一种燃气冷凝锅炉进水温度偏离设计值的热效率修正方法，包括以下步骤：步骤1：获取不同给水温度条件、不同负荷条件下锅炉测试系统的锅炉实测热效率；
步骤2：计算不同给水温度、不同负荷条件下锅炉实测热效率与设计条件下的锅炉热效率比值
Figure BDA0002229670850000021
得出比值表；
步骤3：获取与步骤1对应的给水温度条件和负荷条件下锅炉测试系统的冷凝器实测热效率；
步骤4：计算不同给水温度、不同负荷条件下冷凝器实测效率与设计条件下的冷凝器热效率比值
Figure BDA0002229670850000022
得出比值表；
步骤5：在多级冷凝器情况下，每一级冷凝器分别按照步骤3和步骤4进行测试和计算，获得不同给水温度、不同锅炉负荷冷凝器效率与设计条件下的冷凝器热效率比值
Figure BDA0002229670850000023
获得比值表；
步骤6：锅炉某一给水温度、某一负荷条件下，锅炉测试系统的锅炉实测热效率修正方法按下式计算：
优选地，步骤1所述的不同负荷条件在30％～110％之间，且至少选择5个负荷条件。
优选地，所述锅炉测试系统包括锅炉、冷凝器，换热器和冷却塔系统。
优选地，所述冷凝器的材质和结构型式不变，等比例缩小至出力为1.4MW或其他锅炉出力的配套冷凝器，安装到该锅炉测试系统中进行热效率测量。
优选地，所述冷凝器给水温度在10℃～104℃变化，给水温度通过换热器和冷却塔进行控制，分别计算10℃给水、20℃给水、30℃给水、40℃给水、50℃给水、60℃给水、70℃给水、80℃给水、90℃给水、100℃给水和104℃给水时，锅炉热效率和冷凝器能效，其他给水温度采用插值方法。
本发明所述的燃气冷凝锅炉进水温度偏离设计值的热效率修正方法的工作原理为：
利用热力学第一定律，通过理论计算与测量相结合获得设计条件下的锅炉热效率(含冷凝器)，然后与偏离设计条件下(参考实际锅炉使用条件，设定偏离条件)的锅炉实测热效率(含冷凝器)进行对比，通过变换偏离设计条件值，获得效率比对表，通过查询此比对表，对现场锅炉偏离设计条件进行热效率修正。
本发明所述的燃气冷凝锅炉进水温度偏离设计值的热效率修正方法的有益效果为：目前锅炉新产品中80％以上都是天然气锅炉，天然气锅炉中近年来有30％左右使用冷凝锅炉，但由于中国燃气锅炉普遍偏离设计条件使用，导致各种非冷凝锅炉也被认为是冷凝锅炉，另外，为了促进真正冷凝锅炉的大规模使用，都需要科学的评价方法帅选出冷凝锅炉的高质量节能产品，本发明有助于完善冷凝锅炉热效率的测试方法，降低冷凝锅炉热效率测量不确定度，从而促进真正冷凝锅炉节能潜力的提升。
附图说明
图1为本发明所述的燃气冷凝锅炉进水温度偏离设计值的热效率修正方法的流程示意图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：
具体实施方式一：参见图1说明本实施方式。本实施方式所述的一种燃气冷凝锅炉进水温度偏离设计值的热效率修正方法，具体步骤如下：
步骤1：获取10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、104℃不同给水温度条件下(其中20℃、60℃、104℃是典型设计给水温度)，不限于以上温度，其他给水温度也可以，锅炉(不含冷凝器)实测热效率，该实测热效率分别在不同负荷条件(30％～110％之间，至少保证5个负荷条件)；
步骤2：计算不同给水温度、不同负荷锅炉效率与设计条件下的锅炉热效率比值
Figure BDA0002229670850000034
得出比值表；
步骤3：获取10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、104℃不同给水温度条件下(其中20℃、60℃、104℃是典型设计给水温度)，不限于以上温度，其他给水温度也可以，锅炉模拟平台冷凝器实测热效率，该实测热效率分别在不同负荷条件(30％～110％之间，至少保证5个负荷条件)；
步骤4：计算不同给水温度、不同锅炉负荷冷凝器热效率与设计条件下的冷凝器热效率比值
Figure BDA0002229670850000031
得出比值表；
步骤5：在多级冷凝器情况下，每一级冷凝器分别按照步骤3和步骤4进行测试和计算，获得不同给水温度、不同锅炉负荷冷凝器效率与设计条件下的冷凝器热效率比值
Figure BDA0002229670850000032
获得比值表；
步骤6：锅炉某一给水温度、某一负荷条件下，锅炉实测热效率修正方法按下式计算：
Figure BDA0002229670850000033
步骤1所述不同负荷条件在30％～110％之间，且至少选择5个负荷条件。
所述锅炉测试系统包括锅炉、冷凝器，换热器和冷却塔系统。
所述冷凝器的材质和结构型式不变，等比例缩小至出力为1.4MW或其他锅炉出力的配套冷凝器，安装到该锅炉测试系统中进行热效率测量。
所述冷凝器给水温度在10℃～104℃变化，给水温度通过换热器和冷却塔进行控制，分别计算10℃给水、20℃给水、30℃给水、40℃给水、50℃给水、60℃给水、70℃给水、80℃给水、90℃给水、100℃给水和104℃给水时，锅炉热效率和冷凝器能效，其他给水温度采用插值方法。
锅炉热效率(不含冷凝器)按照NB/T47066-2018《冷凝锅炉热工性能试验方法》的公式(1)～(35)和(38)～(49)计算得出。
冷凝器热效率按NB/T47066-2018《冷凝锅炉热工性能试验方法》的公式(36)、公式(37)计算得出。
NB/T47066-2018《冷凝锅炉热工性能试验方法》中公式(36)和公式(37)中的烟气含湿量使用NB/T47066-2018《冷凝锅炉热工性能试验方法》附录B规定的测量方法得到。
烟气侧分别测量冷凝器进口温度、出口温度、进口压力、出口压力、进口烟气成分、出口烟气成分、进口烟气含湿量和出口烟气含湿量。
工质侧(或水侧)测量冷凝器进口工质温度、压力、流量、出口工质温度和压力。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，还可以是上述各个实施方式记载的特征的合理组合，凡在本发明精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种燃气冷凝锅炉进水温度偏离设计值的热效率修正方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：获取不同给水温度条件、不同负荷条件下锅炉测试系统的锅炉实测热效率；
步骤2：计算不同给水温度、不同负荷条件下锅炉实测热效率与设计条件下的锅炉热效率比值
Figure FDA0002229670840000011
得出比值表；
步骤3：获取与步骤1对应的给水温度条件和负荷条件下锅炉测试系统的冷凝器实测热效率；
步骤4：计算不同给水温度、不同负荷条件下冷凝器实测效率与设计条件下的冷凝器热效率比值
Figure FDA0002229670840000012
得出比值表；
步骤5：在多级冷凝器情况下，每一级冷凝器分别按照步骤3和步骤4进行测试和计算，获得不同给水温度、不同锅炉负荷冷凝器效率与设计条件下的冷凝器热效率比值
Figure FDA0002229670840000013
获得比值表；
步骤6：锅炉某一给水温度、某一负荷条件下，锅炉测试系统的锅炉实测热效率修正方法按下式计算：
Figure FDA0002229670840000014
2.根据权利要求1所述的燃气冷凝锅炉进水温度偏离设计值的热效率修正方法，其特征在于，步骤1所述的不同负荷条件在30％～110％之间，且至少选择5个负荷条件。
3.根据权利要求1所述的燃气冷凝锅炉进水温度偏离设计值的热效率修正方法，其特征在于，所述锅炉测试系统包括锅炉、冷凝器，换热器和冷却塔系统。
4.根据权利要求1所述的燃气冷凝锅炉进水温度偏离设计值的热效率修正方法，其特征在于，所述冷凝器的材质和结构型式不变，等比例缩小至出力为1.4MW或其他锅炉出力的配套冷凝器，安装到该锅炉测试系统中进行热效率测量。
5.根据权利要求1所述的燃气冷凝锅炉进水温度偏离设计值的热效率修正方法，其特征在于，所述冷凝器给水温度在10℃～104℃变化，给水温度通过换热器和冷却塔进行控制，分别计算10℃给水、20℃给水、30℃给水、40℃给水、50℃给水、60℃给水、70℃给水、80℃给水、90℃给水、100℃给水和104℃给水时，锅炉热效率和冷凝器能效，其他给水温度采用插值方法。
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