關于熱效率的說明

關于鍋爐熱效率分析報告關于臥式鍋爐與克雷登鍋爐熱效率說明1引言關于鍋爐熱效率，應由有檢測資質的第三方來進行檢測，出具最終的檢測報告。也就是通常國內鍋爐廠家出廠時做的《鍋爐熱工測試報告》。對于鍋爐熱工測試報告，國家有明文規(guī)定，需按照《GBT10180-2003工業(yè)鍋爐熱工性能試驗規(guī)程》。1.1詳細閱讀《GBT10180-2003工業(yè)鍋爐熱工性能試驗規(guī)程》，我們摘要幾點專業(yè)名詞術語的定義來分析什么叫做鍋爐的熱效率。標準3.9規(guī)定：鍋爐熱效率同一時間內鍋爐有效利用熱量與輸入熱量的百分比。標準3.6規(guī)定：輸入熱量隨每千克或每標準立方米燃料輸入鍋爐的總熱量，包括燃料的收到基低位發(fā)熱量和顯熱，以及用外來熱源加熱燃料或空氣時所帶來的熱量。我們可以看到，國家標準對鍋爐熱效率的定義：有效利用熱量/輸入熱量也就是說，鍋爐的熱效率既為燃料的有效利用率。1.2鍋爐熱效率的計算方法按標準3.10和3.11我們可以知道，鍋爐熱效率有正平衡測量法和反平衡測量法兩種。最終的鍋爐熱效率應該是正、反平衡測量出來的熱效率的平均值。按GB10.1規(guī)定的輸入熱量計算公式注：式中Qnet,v,ar是煤的低位發(fā)熱量，對燃油、燃氣時應以相應的油、氣低位熱值帶入。按GB10.1.2飽和蒸汽鍋爐正平衡效率計算公式：該公式的含義就是燃料有效利用熱量除以輸入熱量，既燃料的有效利用率。按GB10.2反平衡計算公式：該公式含義就是把燃燒完全燃燒產生的熱量看成為100，用100減去鍋爐本身損失各類熱量（排煙損失、排污損失、對流輻射損失等）就是鍋爐本身的熱效率。1.3我們看標準對相關專業(yè)術語的定義就可以知道，鍋爐熱效率最大也就是100%。另從能量守恒定律我們也能得出，想要得到多少能量，就要失去多少能量。因次，鍋爐本身熱效率如何做到超過100%呢？除非是偏離了熱效率的定義，偷換了熱效率的概念。從理論上講，鍋爐排放煙氣的熱量、對流輻射的熱量、排污的熱量都是來源與燃料的燃燒釋放的熱量。1.4排煙溫度的說明我們先了解下臥式鍋爐和克雷登鍋爐的結構和換熱方式。傳統(tǒng)臥式鍋爐一般為三回程或四回程結構形式，管子里走的是火（煙氣），管子外包圍了大量的水，通過管子煙氣的熱量和水進行換熱，其換熱產出蒸汽的方式是自然循環(huán)。下圖為臥式鍋爐結構示意圖。自然循環(huán)的臥式鍋爐煙氣在尾部發(fā)熱面換熱時始終會高于某壓力下面的飽和蒸汽溫度，例如蒸汽鍋爐運行壓力為1.0MPa，那么臥式鍋爐單機排煙溫度始終會高于184℃，否則就沒有熱量傳輸了。實際運行時，尾部發(fā)熱面的排煙溫度往往都要求在200℃以上。這是臥式鍋爐的結構特點造成的。真空鍋爐原理圖真空鍋爐與臥式鍋爐在結構上類似，其尾部發(fā)熱面排煙溫度都高于克雷登鍋爐排煙溫度。只不過真空鍋爐只有熱水爐，尾部排煙溫度大于150℃，而克雷登熱水爐排煙溫度隨負荷變化維持在90～140℃?？死椎清仩t為立式直流強制循環(huán)鍋爐?？死椎清仩t為蚊香盤管式結構，其盤管里走的是水，外圍包圍著大量的火（煙氣），通過盤管煙氣和水換熱，產出蒸汽的方式為強制循環(huán)。其結構示意圖如下：克雷登采用的換熱方式為逆流換熱，底部出蒸汽盤管位于高溫爐膛處，而尾部受熱面是位于鍋爐進水處。因此，克雷登鍋爐可以做到很低的排煙溫度。同時又不給鍋爐結構帶來安全隱患。所以，克雷登鍋爐尾部排煙溫度可以做到95～170℃，而臥式鍋爐單機排煙溫度往往都是高于200℃的。我們假設鍋爐排污量、對流輻射散熱都是一樣的，那么臥式鍋爐單機排煙溫度肯定是高于克雷登鍋爐的，因此我們可以得出以下結論：單機運行平均熱效率臥式鍋爐肯定是低于克雷登鍋爐的。臥式鍋爐想要進一步降低排煙溫度，只能是在煙囪部分增加體外二級節(jié)能器（也就是煙氣回收裝置）。而體外節(jié)能器（煙氣回收裝置）對于成熟的鍋爐供貨商來說都不是新生設備，都有其成熟的配套設備。克雷登配套的煙氣回收裝置能夠進一步的降低煙氣的排煙溫度，使得最終的排煙溫度達到50～60℃。而臥式鍋爐配套體外節(jié)能器也同樣可以使得排煙溫度低于90℃。1.5鍋爐排污量說明按標準定義，當無冷凝水回收時，補水量相當于新蒸汽量的100%，而鍋爐的排污水量亦應補給到鍋爐中去，鍋爐中的TDS的含量必須通過排污來降低。我們以10T鍋爐為例：臥式鍋爐補給水中TDS含量(1μS=0,7ppm)：350μS/cm（245ppm）臥式鍋爐爐水允許的固形物最高濃度為TDS≤4286μS/cm（3000ppm）自然循環(huán)過量水量：0%新蒸汽量：100%蒸汽產量：10,000kg/h排污量計算公式：S=889.23kg/h克雷登鍋爐補給水中TDS含量(1μS=0,7ppm)：350μS/cm（245ppm）克雷登鍋爐爐水允許的固形物最高濃度為TDS≤12,143μS/cm（8500ppm）強制循環(huán)過量水量：20%過量水濃縮值：5.0故排污水中總溶解固形物濃度TDS為：42,500μS（8500x5）新蒸汽量：100%蒸汽產量：10,000kg/h排污量計算公式：S=83kg/h我們可以得出，在同噸位鍋爐下，克雷登的排污量約為臥式鍋爐的9%。1.6對流輻射散熱說明下圖為上海仁濟醫(yī)院鍋爐房圖片。圖中為1臺4T/h的克雷登立式鍋爐以及1臺2T/h某品牌臥式鍋爐，我們可以很明顯的看出，克雷登鍋爐的占地面積遠小于臥式鍋爐，鍋爐體積也是遠小于臥式鍋爐。體積越大，對流輻射散熱越大。1.7熱效率說明結論鍋爐的熱效率如果按照反平衡的計算公式去驗證，那么就是而式中q1