CN111751370A - 一种用于对锅炉热效率进行测试的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于对锅炉热效率进行测试的系统和方法，涉及火力发电技术领域，解决当前得到的锅炉热效率不能同时满足实时性和准确性，使得无法对锅炉燃烧优化进行实时和准确调整的问题。所述系统包括第一脉冲激光煤质在线检测仪；所述第一脉冲激光煤质在线检测仪设置于给煤机的皮带上方，用于对所述给煤机的皮带上的入炉煤煤质进行成分和热值检测。本申请提供的用于对锅炉热效率进行测试的系统和方法用于节能降耗。

Description

一种用于对锅炉热效率进行测试的系统和方法

技术领域

本发明涉及火力发电技术领域，尤其涉及一种用于对锅炉热效率进行测试的系统和方法。

背景技术

火电厂节能降耗是极为重要的一项工作，能耗高不仅会影响企业的经济效益，还会对环境造成破坏，因此，需要计算锅炉的热效率，为锅炉的运行优化调整提供指导，以降低能耗。

锅炉热效率主要受到各种热损失的影响，当前对各项损失进行测量有离线测试和简化在线测试两种方法。离线测试虽然测试准确度高，但是测试过程通常需要经过采样、制样和化验等过程，整个分析过程需要较长的时间，无法得到锅炉的实时热效率，进而无法实现对锅炉燃烧优化进行实时调整的目的。简化在线测试方法是利用锅炉部分在线氧量、在线排烟温度测试数据，定期人工输入经过实验室化验的锅炉入炉煤质数值和煤灰、炉渣含碳量数值，进行锅炉热效率计算；虽然一定程度上能够反映锅炉热效率的变化情况，但是由于检测过程由半人工、半在线部分组成，测量的准确度较低，与锅炉的实际热效率存在较大的差异，进而无法对锅炉燃烧优化进行准确调整。

因此，亟需一种能够对锅炉热效率进行实时和准确测试的方式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于对锅炉热效率进行测试的系统和方法，以解决现有技术中得到的锅炉热效率不能同时满足实时性和准确性，使得无法对锅炉燃烧优化进行实时和准确调整的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了如下技术方案：

一种用于对锅炉热效率进行测试的系统，包括锅炉、具有皮带的给煤机、燃烧器、空气预热器、省煤器和排渣装置，其中，所述燃烧器与所述锅炉连通，所述给煤机与所述燃烧器相连，所述空气预热器和所述省煤器设置于所述锅炉的尾部烟道内，所述排渣装置设置于所述锅炉的底部；所述系统还包括第一脉冲激光煤质在线检测仪；

所述第一脉冲激光煤质在线检测仪设置于所述给煤机的皮带上方，用于对所述给煤机的皮带上的入炉煤煤质进行成分和热值检测。

可选地，在一个实施例中，所述系统还包括第二脉冲激光煤质在线检测仪；

所述第二脉冲激光煤质在线检测仪设置于所述空气预热器后，用于对煤灰中的碳含量进行检测。

可选地，在一个实施例中，所述系统还包括第三脉冲激光煤质在线检测仪；

所述第三脉冲激光煤质在线检测仪设置于所述排渣装置上方，用于对炉渣中的碳含量进行检测。

可选地，在一个实施例中，所述入炉煤煤质的成分包括碳、氢、氧、氮、硫、水分和灰分。

可选地，在一个实施例中，所述系统还包括氧量分析仪、烟气分析仪、温度检测设备和热效率计算设备；

所述氧量分析仪设置于所述省煤器的出口处，用于对锅炉排出的烟气中的含氧量进行检测；

所述烟气分析仪设置于所述省煤器的出口处，用于对锅炉排出的烟气中的一氧化碳和二氧化碳含量进行检测；

所述温度检测设备设置于所述空气预热器的出口处，用于对锅炉排出的烟气的温度进行检测；

所述热效率计算设备，用于基于入炉煤煤质的成分和热值、煤灰中的碳含量、炉渣中的碳含量、锅炉排出的烟气中的含氧量、锅炉排出的烟气中的一氧化碳和二氧化碳含量以及锅炉排出的烟气的温度，计算锅炉热效率。

一种用于利用本申请提供的用于对锅炉热效率进行测试的系统对锅炉热效率进行测试的方法，所述方法包括：

通过给煤机的皮带向燃烧器运输入炉煤，以使所述入炉煤在所述燃烧器中燃烧供给锅炉能量；

从所述锅炉的尾部烟道排出燃烧过程中产生的煤灰，从所述锅炉的底部排出产生的炉渣，从所述锅炉的尾部烟道排出产生的烟气；

利用第一脉冲激光煤质在线检测仪对所述入炉煤的煤质成分和热值进行检测，基于检测结果对锅炉热效率进行计算。

可选地，在一个实施例中，对所述入炉煤的煤质成分进行检测，包括：对所述入炉煤的煤质中的碳、氢、氧、氮、硫、水分以及灰分的含量百分比进行检测。

可选地，在一个实施例中，所述方法还包括：利用第二脉冲激光煤质在线检测仪对煤灰中的碳含量进行检测。

可选地，在一个实施例中，利用第三脉冲激光煤质在线检测仪对炉渣中的碳含量进行检测。

可选地，在一个实施例中，所述方法还包括：

利用氧量分析仪对锅炉排出的烟气中的含氧量进行检测；

利用烟气分析仪对锅炉排出的烟气中的一氧化碳和二氧化碳含量进行检测；

利用温度检测设备对锅炉排出的烟气的温度进行检测；

基于检测得到的入炉煤煤质的成分和热值、检测得到的煤灰中的碳含量、检测得到的炉渣中的碳含量、检测得到的锅炉排出的烟气中的含氧量、检测得到的锅炉排出的烟气中的一氧化碳和二氧化碳含量、检测得到的锅炉排出的烟气的温度，计算排烟热损失、一氧化碳未完全燃烧损失、煤灰和炉渣未燃尽碳含量热损失、灰渣物理显热损失；

基于计算得到的排烟热损失、一氧化碳未完全燃烧损失、煤灰和炉渣未燃尽碳含量热损失、灰渣物理显热损失，计算锅炉热效率。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

本申请实施例提供的用于对锅炉热效率进行测试的系统和方法，通过第一脉冲激光煤质在线检测仪对入炉煤煤质成分和热值进行检测，以实现对入炉煤煤质成分和热值的实时检测和准确检测，进而能够极大程度上提高计算得到的锅炉热效率的实时性和准确性，从而能够对锅炉燃烧优化进行实时和准确调整，以达到节能降耗的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种用于对锅炉热效率进行测试的系统的示意图。

附图标记说明：

10—用于对锅炉热效率进行测试的系统，101—锅炉，102—给煤机，103—燃烧器，104—空气预热器，105—省煤器，106—排渣装置，107—第一脉冲激光煤质在线检测仪，108—第二脉冲激光煤质在线检测仪，109—第三脉冲激光煤质在线检测仪，110—氧量分析仪，111—烟气分析仪，112—温度检测设备。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在火电厂生产管理中，锅炉是火电厂的关键设备之一，其效率直接影响电厂的经济性。在现代电站中，反映锅炉运行状况好坏的主要性能指标是锅炉热效率，电厂锅炉一般采用反平衡计算锅炉效率，即：η＝100-(q2+q3+q4+q5+q6)，单位为％；其中，q2为排烟热损失，q3为一氧化碳未完全燃烧热损失，q4为煤灰和炉渣未燃尽碳含量热损失，q5为散热损失，q6为灰渣物理显热损失。其中，排烟热损失：随烟气的排出而被带走的热量，影响这项损失的主要因素是烟气容积及排烟温度，烟气容积越大排烟温度越高，则排烟带走的热损失也越大；一氧化碳未完全燃烧热损失：燃料在燃烧过程中所产生的一氧化碳，未能完全燃烧而随烟气排出，造成的未完全燃烧损失，影响这项损失的主要因素是炉内过剩空气系数，炉膛的温度和气流的混合等。煤灰和炉渣未燃尽碳热损失：燃料在炉膛燃烧时，常常有一部分固体可燃物和煤灰一起被带出炉外，这两部分可燃物未能完全燃烧，导致热能未能被利用全面造成了损失；影响这项损失的主要因素为燃料的性质、煤粉水分细度、炉膛温度，锅炉负荷和炉内空气动力条件等。散热损失：锅炉机组露出于大气中的金属结构、炉墙烟道等，向外界空气散失的热量；这项热损失与锅炉机组的外表面积大小、保温和绝热情况有关系。灰渣物理显热损失：具有较高温度的灰渣排出炉外而带走的一部分热量。因此，当锅炉的热效率不能达到节能功能降耗的要求时，可以进一步根据上述各影响因素，对应地对锅炉的燃烧进行优化调整。例如，当发现煤灰未燃尽碳热损失较大，可以对应调整锅炉的风煤比以提高锅炉中煤质燃烧程度，进而提高锅炉的热效率。由此可见，基于锅炉热效率数据对锅炉的燃烧进行优化调整，对于火电厂生产实现节能降耗具有重要的指导意义。

目前，测试上述各项损热失的方法主要有离线测试法和简化在线测试法。其中，离线测试方法(离线的实验室分析方法)是按照《电站锅炉性能试验规程》标准进行测试，虽然测量准确度高，但因受样本采集、分析时间滞后等因素影响，导致测量的结果不能及时准确地反映当前锅炉燃烧的工况，以致于对锅炉燃烧的控制和燃烧调整的指导缺乏实时性。简化在线测试法是一种半人工、半在线的测试方法，利用锅炉在线氧量、在线排烟温度，定期通过人工输入经实验室化验分析得到的入炉煤质数据和飞灰、炉渣含碳量的数值，采取简化的经验公式进行锅炉热效率计算。虽然一定程度上能反映锅炉效率的变化情况，但测量的准确性较差，导致不能对锅炉燃烧的控制和燃烧调整进行准确的指导。促进锅炉节能降耗的重要手段之一是对锅炉系统进行在线监测与分析，进而实时优化其运行参数。而上述两种得到锅炉热效率的方式无法得到实时准确的锅炉热效率数据，关键在于不能对入炉煤煤质进行实时而准确的分析，因此不能实现锅炉热效率的在线监测，从而导致给锅炉的运行优化带来很大困难。

因此，本申请提供了一种能够同时满足实时性和准确性的用于对锅炉热效率进行测试的系统10，如图1所示，所述系统10包括锅炉101、具有皮带的给煤机102、燃烧器103、空气预热器104、省煤器105和排渣装置106，其中，燃烧器103与锅炉101连通，给煤机102与燃烧器103相连，空气预热器104和省煤器105设置于锅炉101的尾部烟道内，排渣装置106设置于锅炉101的底部；所述系统还包括第一脉冲激光煤质在线检测仪107；第一脉冲激光煤质在线检测仪107设置于给煤机102的皮带上方，用于对给煤机102的皮带上的入炉煤煤质进行成分和热值检测。

由于入炉煤煤质成分较为复杂，现有技术中对入炉煤煤质的检测需要花费较多的时间，导致得到的入炉煤煤质数据不能反映当前时刻入炉煤煤质的成分情况，进而基于现有技术检测得到的入炉煤质数据计算得到的锅炉热效率也不能满足实时性。而本申请提供的系统10中的第一脉冲激光煤质在线检测仪107可以利用高能量脉冲激光检测技术对入炉煤煤质进行在线检测。高能量脉冲激光检测技术，可以利用高能量密度的脉冲激光作用于分析样品，处于激光聚焦位置的样品粒子瞬间被激发，形成原子、离子和电子组成的总体上呈电中性的等离子体，当处于激发态的原子从高能级自发向低能级跃迁并产生相应的特征谱线，通过摄取、记录、分析光谱信号，实现对分析样品中化学元素成分和其含量的检测，完成样品的快速以及准确的定性和定量分析。因此，本申请中的第一脉冲激光煤质在线检测仪107可以利用高能量脉冲激光检测技术，对入炉煤煤质中的成分热值进行实时而准确的检测，由此可以得到实时准确的入炉煤煤质数据，进而极大程度上提高基于入炉煤煤质数据计算得到的锅炉热效率的实时性。并且，为了进一步提高锅炉热效率的实时性和准确性，第一脉冲激光煤质在线检测仪107可以设置在用于给锅炉输送煤的给煤机皮带上方，对实时的煤流进行快速准确的检测。由于锅炉热效率基于入炉煤煤质数据计算得到，因此，为了精确实时得到入炉煤煤质相关数据，在一种实施方式中，利用第一脉冲激光煤质在线检测仪107对入炉煤煤质中的碳、氢、氧、氮、硫、水分以及灰分等成分含量进行检测，所述含量可以包括百分比含量。

在实际生产中，无法得到实时准确的锅炉热效率数据，不仅在于不能对入炉煤煤质进行实时而准确的分析，还在于不能对煤灰和炉渣中的碳含量(未燃尽碳含量)进行实时而准确的分析(锅炉热效率数据不仅基于入炉煤煤质数据得到，还基于煤灰和炉渣中的碳含量计算得到)。因此，在一种实施方式中，还可以利用高能脉冲激光煤质检测技术对煤灰和炉渣中碳含量进行检测；那么，在本申请中，所述系统10还可以包括第二脉冲激光煤质在线检测仪108，以及第三脉冲激光煤质在线检测仪109；第二脉冲激光煤质在线检测仪108用于对煤灰中的碳含量进行检测，第三脉冲激光煤质在线检测仪109用于对炉渣中的碳含量进行检测。为了提高检测结果的准确性和实时性，如图1所示，第二脉冲激光煤质在线检测仪108设置于空气预热器104后，第三脉冲激光煤质在线检测仪109设置于排渣装置106上方。

由于在实际生产过程中，锅炉的热效率不仅受到煤灰和炉渣中的碳含量(未燃尽碳含量)造成的热损失的影响，还受到排烟热损失、一氧化碳未完全燃烧热损失、灰渣物理显热损失的影响。因此，为了得到实时的锅炉热效率，还要得到实时的排烟热损失、实时的一氧化碳未完全燃烧热损失和实时的灰渣物理显热损失，在本申请中，如图1所示，用于对锅炉热效率进行测试的系统10还包括氧量分析仪110、烟气分析仪111、温度检测设备112和热效率计算设备，其中，热效率计算设备在图中未示出。氧量分析仪110用于对锅炉排出的烟气中的含氧量进行检测，其中，氧量分析仪110可以包括氧化锆氧量分析仪或其他氧量分析仪。烟气分析仪111用于对锅炉排出的烟气中的一氧化碳和二氧化碳含量进行检测。温度检测设备112用于对锅炉排出的烟气的温度进行检测，其中，温度检测设备112可以包括铠装热电偶、铂电阻等。所述热效率计算设备可以基于入炉煤煤质的成分和热值、煤灰中的碳含量、炉渣中的碳含量、锅炉排出的烟气中的含氧量、锅炉排出的烟气中的一氧化碳和二氧化碳含量以及锅炉排出的烟气的温度，计算锅炉热效率。为了进一步提高各项检测结果的准确性和实时性，氧量分析仪110可以设置于锅炉省煤器105出口处，烟气分析仪111可以设置于锅炉省煤器105出口处，温度检测设备112可以设置于空气预热器104出口处。当然，在实际应用中，为了对各检测仪器进行保护以及便于显示各检测数据，本申请中的“设置于”，可以是将检测仪器的具体检测部分设置于上述各位置，将检测仪器的显示部分设置于锅炉外。例如，温度检测设备可以包括温度传感器和显示屏，温度传感器可以设置于空气预热器104出口处，用于显示检测数据的显示屏可以设置在锅炉101外。

为了实时基于各项测得的数据计算锅炉热效率，本申请提供的用于对锅炉热效率进行测试的系统10包括的热效率计算设备还可以进一步包括数据采集单元和计算单元，其中，数据采集单元用于从第一脉冲激光煤质在线检测仪107、第二脉冲激光煤质在线检测仪108、第三脉冲激光煤质在线检测仪109氧量分析仪110、烟气分析仪111、温度检测设备112采集检测得到的各项数据；计算单元用于基于所述各项数据计算各项热损失，进而得到实时锅炉热效率。本申请并不对热效率计算设备的设置位置进行限定，只要能满足实时基于各项测得的数据计算锅炉热效率即可。另外，锅炉的热损失还包括锅炉散热损失，因此为了进一步得到准确的锅炉热效率，数据采集单元还用于采集散热损失相关数据，则计算单元用于基于各项数据计算各项热损失，进而得到实时而准确的锅炉热效率。

基于本申请提供的用于对锅炉热效率进行测试的系统10，本申请还提供一种用于对锅炉热效率进行测试的方法，包括：通过给煤机的皮带向燃烧器运输入炉煤，以使所述入炉煤在所述燃烧器中燃烧供给锅炉能量；从所述锅炉的尾部烟道排出燃烧过程中产生的煤灰，从所述锅炉的底部排出产生的炉渣，从所述锅炉的尾部烟道排出产生的烟气；利用第一脉冲激光煤质在线检测仪对所述入炉煤的煤质成分和热值进行检测，基于检测结果对锅炉热效率进行计算。由于第一脉冲激光煤质在线检测仪能够利用高能量脉冲激光检测技术对入炉煤煤质的成分和热值进行实时和准确的检测，进而基于所述检测结果计算得到的锅炉热效率极大程度上满足了锅炉热效率实时性的要求。

为了精确实时得到入炉煤煤质相关数据，，对所述入炉煤的煤质成分进行检测，包括：对所述入炉煤的煤质中的碳、氢、氧、氮、硫、水分以及灰分的含量百分比进行检测。

在实际生产中，无法得到实时准确的锅炉热效率数据，不仅在于不能对入炉煤煤质进行实时而准确的分析，还在于不能对煤灰和炉渣中未燃尽碳含量进行实时而准确的分析。因此，在一种实施方式中，本申请提供的用于对锅炉热效率进行测试的方法还包括：利用第二脉冲激光煤质在线检测仪对煤灰中的碳含量进行检测，以及利用第三脉冲激光煤质在线检测仪对炉渣中的碳含量进行检测。

由于在实际生产过程中，锅炉的热效率不仅受到煤灰和炉渣中的碳含量(未燃尽碳含量)造成的热损失的影响，还受到排烟热损失、一氧化碳未完全燃烧热损失、灰渣物理显热损失的影响。因此，为了得到实时的锅炉热效率，还要得到实时的排烟热损失、实时的一氧化碳未完全燃烧热损失和实时的灰渣物理显热损失，本申请提供的用于对锅炉热效率进行测试的方法还包括：利用氧量分析仪对锅炉排出的烟气中的含氧量进行检测；利用烟气分析仪对锅炉排出的烟气中的一氧化碳和二氧化碳含量进行检测；利用温度检测设备对锅炉排出的烟气的温度进行检测；基于检测得到的入炉煤煤质的成分和热值、检测得到的煤灰中的碳含量、检测得到的炉渣中的碳含量、检测得到的锅炉排出的烟气中的含氧量、检测得到的锅炉排出的烟气中的一氧化碳和二氧化碳含量、检测得到的锅炉排出的烟气的温度，计算排烟热损失、一氧化碳未完全燃烧损失、煤灰和炉渣未燃尽碳含量热损失、灰渣物理显热损失；基于计算得到的排烟热损失、一氧化碳未完全燃烧损失、煤灰和炉渣未燃尽碳含量热损失、灰渣物理显热损失，计算锅炉热效率。

在实际生产中，各项热损失还包括锅炉散热损失，则热效率计算设备基于排烟热损失、一氧化碳未完全燃烧损失、煤灰和炉渣未燃尽碳含量热损失、锅炉散热损失和灰渣物理显热损失计算锅炉热效率。

以下将结合锅炉热效率具体计算过程以及具体计算公式对本申请提供的用于对锅炉热效率进行测试的方法进行进一步阐述。

第一脉冲激光煤质在线检测仪检测入炉煤煤质的成分和热值，第二脉冲激光煤质在线检测仪检测煤灰中碳含量(未燃尽碳含量)，第三脉冲激光煤质在线检测仪检测煤渣中碳含量(未燃尽碳含量)，氧量分析仪检测锅炉排出的烟气中氧含量，烟气分析仪检测锅炉排出的烟气中一氧化碳和二氧化碳含量，温度检测设备检测锅炉排出的烟气的温度(排烟温度)，其中，入炉煤煤质的成分和热值，煤灰以及煤渣中未燃尽碳含量，锅炉烟气中氧含量，锅炉烟气中一氧化碳和二氧化碳含量，以及锅炉排烟温度符号如表1所示。热效率计算单元根据入炉煤煤质的成分和热值、煤灰以及和煤渣中未燃尽碳含量、烟气中氧含量、锅炉烟气中一氧化碳和二氧化碳含量以及锅炉排烟温度，计算锅炉的热效率。

表1

在实际应用中，上述各数据的采集频率可以根据实际需要进行设定，例如，采集数据频率均为0.01～3秒。表1中，Car为入炉煤煤质中碳元素含量，Har为入炉煤煤质中氢元素含量、Oar为入炉煤煤质中氧元素含量，Nar为入炉煤煤质中氮元素含量，Sar为入炉煤煤质中硫元素含量，Mar为入炉煤煤质中水分含量，Aar为入炉煤煤质中灰分含量，Qnet.ar为入炉煤煤质热值，具体的，如表2所示。

表2

项目	符号	单位
			碳	C<sub>ar</sub>	％
氢	H<sub>ar</sub>	％
			氧	O<sub>ar</sub>	％
氮	N<sub>ar</sub>	％
			硫	S<sub>ar</sub>	％
水分	M<sub>ar</sub>	％
			灰分	A<sub>ar</sub>	％
低位发热量	Q<sub>net.ar</sub>	kJ/kg

根据入炉煤煤质的成分和热值、煤灰和煤渣中未燃尽碳含量、烟气中氧含量、锅炉烟气中一氧化碳和二氧化碳含量以及锅炉排烟温度，计算锅炉的热效率，具体包括：根据所述入炉煤煤质的成分和热值、所述煤灰以及和煤渣中未燃尽碳含量、烟气中氧含量、锅炉烟气中一氧化碳和二氧化碳含量以及锅炉排烟温度，计算锅炉总热损失q，则所述锅炉的热效率为100-q，其中，计算锅炉总热损失q，包括：根据所述入炉煤煤质的成分和热值、所述煤灰以及和煤渣中未燃尽碳含量、所述烟气中氧含量、所述锅炉烟气中一氧化碳和二氧化碳含量以及所述锅炉排烟温度，计算排烟热损失q2、一氧化碳未完全燃烧损失q3、煤灰和炉渣未燃尽碳含量热损失q4、灰渣物理热损失q6。在实际应用中，除了上述各项热损失，锅炉燃烧过程还具有散热损失q5，则所述锅炉总热损失q＝q2+q3+q4+q5+q6，那么锅炉的热效率为100-(q2+q3+q4+q5+q6)。其中，排烟热损失q2、一氧化碳未完全燃烧损失q3、煤灰和炉渣未燃尽碳含量热损失q4、散热损失q5、灰渣物理热损失q6的计算过程如表3所示：

表3

从表3可得到q2＝[V_g*Cp.g*(υ_py-t_d)+V_H2O*C_p.H2O*(υ_py-t_d)]/Qnet.ar*100；q3＝12636*Vg*CO/Qnet.ar，q4＝337.27*Aar*Cav/Qnet.ar，q5＝0.2*1025/D，q6＝Aar*[0.96*a_s*(800-t_d)/(100-Cs)+0.83*a_f*(υ_py-t_d)/(100-C_f)]/Qnet.ar。

1、关于排烟热损失q2的计算公式：

(1)Vg的计算过程如表4所示：

表4

表4中Vg的计算过程涉及到的C的计算公式如下表5所示：

表5

表4中Vg的计算过程涉及到的da的计算公式如下表6所示：

表6

(2)Cp.g的计算过程如下表7所示：

表7

2、关于一氧化碳未完全燃烧热损失q3的计算公式：其中，Vg可参见排烟热损失q2计算公式中的Vg的计算过程，在此不再赘述。

3、关于煤灰和炉渣未燃尽碳含量热损失q4的计算公式：其中，Cav的计算过程如表5所示。

4、关于散热损失q5的计算公式：其中D为锅炉蒸发量，D为锅炉蒸发量，可以在线取值，并按所述公式计算散热损失。一般来说，由该方式得到的散热损失能够满足测量准确性的需要。

5、关于灰渣物理显热损失q6的计算公式：其中各符号也可参见上述各表中的内容。

以下结合实际应用中得到的具体数据对本申请提供的用于对锅炉热效率进行测试的方法进行进一步说明，具体检测项目、检测得到的数值、计算过程以及计算公式如表8所示：

表8

通过本申请提供的用于对锅炉热效率进行测试的系统和方法，能够得到同时满足实时性和准确性的锅炉热效率，从而对锅炉燃烧优化进行实时和准确调整，以进一步达到节能降耗的目的。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种用于对锅炉热效率进行测试的系统，包括锅炉、具有皮带的给煤机、燃烧器、空气预热器、省煤器和排渣装置，其中，所述燃烧器与所述锅炉连通，所述给煤机与所述燃烧器相连，所述空气预热器和所述省煤器设置于所述锅炉的尾部烟道内，所述排渣装置设置于所述锅炉的底部；其特征在于，所述系统还包括第一脉冲激光煤质在线检测仪；

所述第一脉冲激光煤质在线检测仪设置于所述给煤机的皮带上方，用于对所述给煤机的皮带上的入炉煤煤质进行成分和热值检测。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第二脉冲激光煤质在线检测仪；

所述第二脉冲激光煤质在线检测仪设置于所述空气预热器后，用于对煤灰中的碳含量进行检测。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第三脉冲激光煤质在线检测仪；

所述第三脉冲激光煤质在线检测仪设置于所述排渣装置上方，用于对炉渣中的碳含量进行检测。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述入炉煤煤质的成分包括碳、氢、氧、氮、硫、水分和灰分。

5.根据权利要求1-4任一所述的系统，其特征在于，所述系统还包括氧量分析仪、烟气分析仪、温度检测设备和热效率计算设备；

所述氧量分析仪设置于所述省煤器的出口处，用于对锅炉排出的烟气中的含氧量进行检测；

所述烟气分析仪设置于所述省煤器的出口处，用于对锅炉排出的烟气中的一氧化碳和二氧化碳含量进行检测；

所述温度检测设备设置于所述空气预热器的出口处，用于对锅炉排出的烟气的温度进行检测；

所述热效率计算设备，用于基于入炉煤煤质的成分和热值、煤灰中的碳含量、炉渣中的碳含量、锅炉排出的烟气中的含氧量、锅炉排出的烟气中的一氧化碳和二氧化碳含量以及锅炉排出的烟气的温度，计算锅炉热效率。

6.一种用于利用根据权利要求1-5任一所述的系统对锅炉热效率进行测试的方法，其特征在于，所述方法包括：

通过给煤机的皮带向燃烧器运输入炉煤，以使所述入炉煤在所述燃烧器中燃烧供给锅炉能量；

从所述锅炉的尾部烟道排出燃烧过程中产生的煤灰，从所述锅炉的底部排出产生的炉渣，从所述锅炉的尾部烟道排出产生的烟气；

利用第一脉冲激光煤质在线检测仪对所述入炉煤的煤质成分和热值进行检测，基于检测结果对锅炉热效率进行计算。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述入炉煤的煤质成分进行检测，包括：对所述入炉煤的煤质中的碳、氢、氧、氮、硫、水分以及灰分的含量百分比进行检测。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：利用第二脉冲激光煤质在线检测仪对煤灰中的碳含量进行检测。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：利用第三脉冲激光煤质在线检测仪对炉渣中的碳含量进行检测。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

利用氧量分析仪对锅炉排出的烟气中的含氧量进行检测；

利用烟气分析仪对锅炉排出的烟气中的一氧化碳和二氧化碳含量进行检测；

利用温度检测设备对锅炉排出的烟气的温度进行检测；

基于检测得到的入炉煤煤质的成分和热值、检测得到的煤灰中的碳含量、检测得到的炉渣中的碳含量、检测得到的锅炉排出的烟气中的含氧量、检测得到的锅炉排出的烟气中的一氧化碳和二氧化碳含量、检测得到的锅炉排出的烟气的温度，计算排烟热损失、一氧化碳未完全燃烧损失、煤灰和炉渣未燃尽碳含量热损失、灰渣物理显热损失；

基于计算得到的排烟热损失、一氧化碳未完全燃烧损失、煤灰和炉渣未燃尽碳含量热损失、灰渣物理显热损失，计算锅炉热效率。

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