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爱游戏平台官网入口:大容量煤粉锅炉热效率计算方式分析及应用

  ASME PTC 4-1998和AMSE PTC4.1-1964根据各项损失与外来热量的测量难易和计算的便利性,采用两种不同单位的表示方法:由燃烧产物导致的热损失与外来热量,表示为燃料输入热量的百分数;与燃料输入热量无必然的联系的热损失与外来热量,表示为单位时间的热量;其优点是各自的测量与计算均明确、易行。GB10184-1988的各种热损失均统一表示为锅炉输入热量的百分数。

  以上提到的GB10184-1988、AMSE PTC4.1-1964和AMSE PTC4-1998规程在主要特征、若干技术术语的定义、部分项目的测量方法、计算原理和过程等都存在一定的差异。在锅炉性能预测计算中如何遵循保证值要求做锅炉热效率预测计算困扰着性能工程师。本文将通过对GB10184-1988、AMSE PTC4.1-1964和AMSE PTC4-1998规程在锅炉热效率计算上的差异做多元化的分析比较,旨在通过本文使性能工程师在锅炉性能预测计算时掌握明晰的符合保证值要求的锅炉热效率计算方法。

  从现在招投标锅炉技术规范及技术协议谈判的要求来看,锅炉热效率预测计算主要是采用热损失法,它能反应锅炉热效率的各种损失造成的原因,有利于分析提高锅炉热效率的途径。因此,本文仅对目前常用的热损失法做多元化的分析和介绍,

  锅炉热效率有两种计算方式:输入—输出热量法(正平衡法):直接测量锅炉输入和输出热量求得热效率;热损失法(反平衡法):确定各项热量损失求得热效率。

  对大容量煤粉锅炉的热效率计算,国内遵循的规程有国标电站性能测试规程(GB10184-1988)和ASME颁布的电站性能测试规程(ASME PTC)。前者通常用于国产机组的性能测试;后者通常用于进口机组或以引进技术制造的机组。

  在近年来的招投标技术规范或技术协议中不管是国产机组还是进口或引进技术制造的机组,锅炉保证热效率大多要求按ASME PTC4.1规程且按燃料低位发热量接着来进行计算。这就提出了一个问题,怎么样才可以既按ASME PTC4.1做试验或预测计算,又能满足保证值的要求。另外这里提到的ASME PTC4.1即指ASME PTC4.1-1964年版。随着锅炉技术的迅速发展和性能测试技术方面的众多改进,1998年出版了更为完善的AMSE PTC4-1998规程,此规程已被世界各工业化国家广泛认可。ASME PTC4-1998是继PTC 4.1-1964年版后的最新版本,在1964年版本的基础上有较大的修订,也与GB10184-1988有显著的差别。虽然ASME PTC4-1998还未明确的在现在的招投标技术规范和技术协议中作为考核标准,但在未来的锅炉技术发展中有取代现行的ASME PTC 4.1-1964规程的趋势。

  基准温度是计算各项输入热量和损失热量时规定的能量起算点。GB10184-1988规定为锅炉送风机入口处空气温度为基准温度,即环境和温度(大气温度)。ASME PTC 4-1998和AMSE PTC4.1-1964规程规定为当采用暖风器加热且加热热源来自锅炉系统外时,基准温度为暖风器出口的空气温度,当暖风器加热热源来自锅炉系统内时,基准温度为暖风器进口的空气温度,即环境和温度(大气温度)。如在招投标技术规范或技术协议中未明确大气温度,则应按规程规定:ASME PTC 4-1998和AMSE PTC4.1-1964规程规定性能的基准温度为25℃;GB10184-1988未明确指定基准温度,习惯上采用20℃。

  摘要:本文就大容量煤粉锅炉性能预测计算中锅炉热效率计算方式进行较为完整的阐述,介绍和分析美国机械工程师协会(ASME)颁布的新版锅炉性能测试规程ASME PTC 4-1998与ASME PTC 4.1-1964年版本及我国国标《电站锅炉性能测试规程》(GB 10184-1988)的在锅炉热效率计算中的若干重要区别,给出基于不同标准的锅炉热效率计算方式。旨在通过本文使读者明晰锅炉性能预测计算时锅炉热效率的计算。

  GB10184-1988、AMSE PTC4.1-1964和AMSE PTC4-1998对锅炉热效率的定义中提到了关于锅炉热效率的几个不同的概念:燃料效率、毛效率、净效率及简化热效率。当输入能量定义为燃料燃烧释放的所有能量时,通常称为燃料效率;当输入热量为燃料输入热加上外来热量,称为毛效率;当输入热量为燃料输入热加上外来热量再加锅炉自身需用的热耗和电耗时,称为净效率。AMSE PTC4-1998首选燃料效率,GB10184-1988和ASME PTC4.1-1964以毛效率为依据。

  高位发热量:是指煤样在氧弹内燃烧时产生的热量减去硫和氮生成酸的校正值后所得的热量,表征的是煤在空气中完全燃烧时所放出的热量。低位发热量是指高位发热量减去煤中水和燃烧时生成的水的汽化潜热后的发热量,表征的是锅炉运行中煤的有效发热量。AMSE PTC4.1-1964和AMSE PTC4-1998规程明确规定在热平衡计算中采用燃料高位发热量,GB10184-1988规定在热平衡计算中采用燃料低位发热量。在锅炉热效率计算中采用两种不用基准热值的不同之处在于:按高位发热量计算时,燃料中水分和氢燃烧燃烧生成水分的汽化潜热计算为热损失,而按低位发热量计算时,该项汽化潜热不计算为热损失。

  简化热效率是忽略次要损失和外来热量,而仅考虑主要热损失且将燃料化学热当作输入热量而得到的锅炉热效率。GB10184-1988定义了5项热损失和5项外来热量;ASME PTC 4.1-1964规程定义了14项热损失和5项外来热量,ASME PTC4-1998共定义了17项热损失和7项外来热量。在锅炉热效率预测计算时要进行完整的计算是不可能的,在性能测试计算中的工作量也是非常巨大而且有些输入热量和损失热量难以测量或数值极小可忽略的。因此在正常的情况下采用的简化热效率计算方式。GB10184-1988和ASME PTC4.1-1964对热损失法提供了简化热效率算法;ASME PTC4-1998没明确提供简化热效率算法,但可对个别测量复杂的热损失或外来热量采用替代方法,并严格规定了对结果不确定度的影响。


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