關(guān)于熱效率的說明

關(guān)于鍋爐熱效率分析報(bào)告關(guān)于臥式鍋爐與克雷登鍋爐熱效率說明1引言關(guān)于鍋爐熱效率，應(yīng)由有檢測資質(zhì)的第三方來進(jìn)行檢測，出具最終的檢測報(bào)告。也就是通常國內(nèi)鍋爐廠家出廠時做的《鍋爐熱工測試報(bào)告》。對于鍋爐熱工測試報(bào)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(yàn)規(guī)程》。1.1詳細(xì)閱讀《GBT10180-2003工業(yè)鍋爐熱工性能試驗(yàn)規(guī)程》，我們摘要幾點(diǎn)專業(yè)名詞術(shù)語的定義來分析什么叫做鍋爐的熱效率。標(biāo)準(zhǔn)3.9規(guī)定：鍋爐熱效率同一時間內(nèi)鍋爐有效利用熱量與輸入熱量的百分比。標(biāo)準(zhǔn)3.6規(guī)定：輸入熱量隨每千克或每標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(jì)算方法按標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(jì)算公式注：式中Qnet,v,ar是煤的低位發(fā)熱量，對燃油、燃?xì)鈺r應(yīng)以相應(yīng)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(jì)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(jì)算公式：該公式含義就是把燃燒完全燃燒產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)對相關(guān)專業(yè)術(shù)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(jié)構(gòu)和換熱方式。傳統(tǒng)臥式鍋爐一般為三回程或四回程結(jié)構(gòu)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(jìn)行換熱，其換熱產(chǎn)出蒸汽的方式是自然循環(huán)。下圖為臥式鍋爐結(jié)構(gòu)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(yùn)行壓力為1.0MPa，那么臥式鍋爐單機(jī)排煙溫度始終會高于184℃，否則就沒有熱量傳輸了。實(shí)際運(yùn)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)造成的。真空鍋爐原理圖真空鍋爐與臥式鍋爐在結(jié)構(gòu)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(fù)荷變化維持在90～140℃?？死椎清仩t為立式直流強(qiáng)制循環(huán)鍋爐。克雷登鍋爐為蚊香盤管式結(jié)構(gòu)，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(chǎn)出蒸汽的方式為強(qiáng)制循環(huán)。其結(jié)構(gòu)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(jìn)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(jié)構(gòu)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(jī)排煙溫度往往都是高于200℃的。我們假設(shè)鍋爐排污量、對流輻射散熱都是一樣的，那么臥式鍋爐單機(jī)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(jié)論：單機(jī)運(yùn)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(jìn)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(shè)備，都有其成熟的配套設(shè)備?？死椎桥涮椎臒煔饣厥昭b置能夠進(jìn)一步的降低煙氣的排煙溫度，使得最終的排煙溫度達(dá)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(biāo)準(zhǔn)定義，當(dāng)無冷凝水回收時，補(bǔ)水量相當(dāng)于新蒸汽量的100%，而鍋爐的排污水量亦應(yīng)補(bǔ)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(bǔ)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(chǎn)量：10,000kg/h排污量計(jì)算公式：S=889.23kg/h克雷登鍋爐補(bǔ)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(qiáng)制循環(huán)過量水量：20%過量水濃縮值：5.0故排污水中總?cè)芙夤绦挝餄舛萒DS為：42,500μS（8500x5）新蒸汽量：100%蒸汽產(chǎn)量：10,000kg/h排污量計(jì)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(jì)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(yuǎn)小于臥式鍋爐，鍋爐體積也是遠(yuǎn)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(jié)論鍋爐的熱效率如果按照反平衡的計(jì)算公式去驗(yàn)證，那么就是而式中q1