一种非冷凝天然气锅炉能效测试方法技术

本发明专利技术公开了一种非冷凝天然气锅炉能效测试方法，接收通过所述锅炉参数采集装置采集的入炉冷空气温度、烟气参数，分析烟气中的一氧化碳、氧含量百分比，根据所述锅炉参数采集装置采集的参数分析等待锅炉运行状态稳定后，根据上述参数计算排烟热损失、气体不完全燃烧热损失、散热损失，并得到锅炉反平衡效率。本发明专利技术提高了锅炉快速能效测试准确度，提高了测试效率，降低检测成本，减轻经济负担，能源利用效率大幅提高，主要污染物排放总量持续减少，生态环境持续改善的实现。态环境持续改善的实现。态环境持续改善的实现。

【技术实现步骤摘要】
一种非冷凝天然气锅炉能效测试方法


[0001]本专利技术属于锅炉
，具体涉及一种非冷凝天然气锅炉能效测试方法。

技术介绍

[0002]2021年国家技术规范TSG 91
‑
2021《锅炉节能环保技术规程》(以下简称《节能环保规程》)正式颁布，《节能环保规程》中规定锅炉应进行定期能效测试，也就是锅炉热效率需要满足规程的热效率指标要求。
[0003]然而，实际测试时发现，同一台燃天然气锅炉采用GB/T10180
‑
2017《工业锅炉热工性能试验规程》标准中详细测试方法和简单测试方法计算出来的结果差别大。详细测试方法的测试项目多且技术较复杂，测试成本较高，简单测试结果又与详细测试差别较大。
[0004]锅炉热效率的测定方法通常使用正平衡法、反平衡法，其中，正平衡法指用被锅炉利用的热量与燃料所能放出的全部热量之比来计算热效率的方法，又叫直接测量法，正平衡热效率的计算公式可用下式表示：
[0005]热效率＝有效利用热量/燃料所能放出的全部热量*100％
[0006]＝锅炉蒸发量*(蒸汽焓
‑
给水焓)/燃料消耗量*燃料低位发热量*100％
[0007]上述热效率公式没有考虑蒸汽湿度、排污量及耗汽量的影响，适用于小型蒸汽锅炉热效率的粗略计算。正平衡试验只能求出锅炉的热效率，而不能得出各项热损失。因此，通过正平衡试验只能了解锅炉的蒸发量大小和热效率的高低，不能找出原因，无法提出改进的措施。
[0008]反平衡法指通过测定和计算锅炉各项热量损失，以求得热效率的方法叫反平衡法，又叫间接测量法。此法有利于对锅炉进行全面的分析，找出影响热效率的各种因素，提出提高热效率的途径。反平衡热效率可用下列公式计算：热效率＝100％
‑
各项热损失的百分比之和，其中，各项热损失包括排烟热损失、气体不完全燃烧热损失、固体不完全燃烧热损失、散热损失、灰渣物理热损失等。
[0009]锅炉正平衡试验法简单易行，反平衡法比较复杂，但通过各项热损失的测定和分析，可以找出提高锅炉经济性的途径。对于大容量，高效率的现代化电站锅炉，由于燃料耗量测不准，正平衡试验法无法保证准确度，更适宜采用反平衡法。但是具体如何快速而准确获得各项热损失的数值，则是一直困扰本领域技术人员的难题所在，亟待突破。

技术实现思路

[0010]专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术为解决详细测试方法的测试项目多且技术较复杂，测试成本较高，简单测试结果又与详细测试差别较大的问题，提出一种非冷凝天然气锅炉能效测试方法，能快速完成反平衡法中各测试项目的测定，并获得准确的锅炉能效结果。
[0011]技术方案：为达此目的，本专利技术提出一种非冷凝天然气锅炉能效测试方法，采用反平衡测试法得到锅炉反平衡效率η2，通过天然气气源信息和锅炉参数采集装置采集锅炉燃
烧后的烟气所得烟气分析，根据得到的排烟处过量空气系数α
ds
、排烟处O2含量O2'、排烟处CO含量CO'、排烟温度t
ds
、入炉冷空气温度t
ca
、锅炉的额定出力D
r
，得到所述锅炉反平衡效率η2的计算公式为：η2＝100
‑
(q2+q3+q5)其中，
[0012]q2＝K7α
ds
t
ds2
+K8α
ds
t
ds
+K9t
ds
‑
K
10
α
ds
t
ca
[0013]q3＝K
11
α
ds
CO'
‑
K
12
CO'，或根据排烟处O2浓度O2'得到气体不完全燃烧热损失q3，
[0014][0015]即：
[0016]或
[0017]其中，K7、K8、K9、K
10
、K
11
、K
12
、K
13
、K
14
、k为常数。
[0018]在本专利技术的一种实施例中，所述锅炉反平衡效率η2的计算公式为：
[0019][0020]在本专利技术的一种实施例中，所述方法采用反平衡测试法得到锅炉反平衡效率η2，包括以下步骤：
[0021]步骤1：获取天然气气源信息，得到天然气低位发热量平均值,选择一期与天然气低位发热量平均值相近的气质报告作为基准气源信息；
[0022]步骤2：锅炉参数采集装置采集锅炉燃烧后的烟气，并进行烟气分析，得到烟气分析结果，所述烟气分析结果包括排烟处过量空气系数α
ds
、排烟处O2含量O2'、排烟处CO含量CO'、排烟温度t
ds
、入炉冷空气温度t
ca
；
[0023]步骤3：根据步骤2中得到的排烟处过量空气系数α
ds
、排烟温度t
ds
、入炉冷空气温度t
ca
，获得排烟热损失q2；
[0024]步骤4：根据步骤1中得到的基准气源的天然气低位发热量Q与步骤2中得到的排烟处CO含量CO'、排烟处过量空气系数α
ds
，或根据步骤2中得到的排烟处O2含量O2'，获得气体不完全燃烧热损失q3；
[0025]步骤5：采集步骤2中锅炉的实际出力D
sc
与额定出力D
r
，获得散热损失q5；
[0026]步骤6：根据所述排烟热损失q2、气体不完全燃烧热损失q3、散热损失q5，计算锅炉反平衡效率η2。
[0027]在本专利技术的一种实施例中，所述排烟处过量空气系数α
ds
的计算方法为：
[0028][0029][0030]其中，K1为根据β所得的常数，β为燃料特征系数。
[0031]在本专利技术的一种实施例中，天然气的燃料特征系数β≈0.8，此时，K1为常数0.8943，对应的所述排烟处过量空气系数α
ds
的计算方法为：
[0032][0033]在本专利技术的一种实施例中，所述气体不完全燃烧热损失q3为：
[0034]q3＝K
11
αCO'
‑
K
12
CO'
[0035]其中，K
11
、K
12
为常数，其中，K2＝V0，K3＝V
RO2
，K4＝V
0N2
，V0为理论空气量，V
RO2
为RO2容积，V
0N2
为理论氮气体积，Q为确定后的基准气源天然气低位发热量。
[0036]在本专利技术的一种实施例中，天然气低位发热量Q为35000～39000kJ/m3。
[0037]在本专利技术的另一种实施例中，根据大量锅炉能效测试报告得额定出力D
r
为0.5t/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非冷凝天然气锅炉能效测试方法，其特征在于，采用反平衡测试法得到锅炉反平衡效率η2，通过天然气气源信息和锅炉参数采集装置采集锅炉燃烧后的烟气所得烟气分析，根据得到的排烟处过量空气系数α
ds
、排烟处O2含量O2'、排烟处CO含量CO'、排烟温度t
ds
、入炉冷空气温度t
ca
、锅炉的额定出力D
r
，得到所述锅炉反平衡效率η2的计算公式为：η2＝100
‑
(q2+q3+q5)其中，q2＝K7α
ds
t
ds2
+K8α
ds
t
ds
+K9t
ds
‑
K
10
α
ds
t
ca
q3＝K
11
α
ds
CO'
‑
K
12
CO'，或根据排烟处O2浓度O2'得到气体不完全燃烧热损失q3，即：η2＝100
‑
(K7α
ds
t
ds2
+K8α
ds
t
ds
+K9t
ds
‑
K
10
α
ds
t
ca
+K
11
α
ds
CO'
‑
K
12
CO'+kK
13
D
r
‑
K14
)或η2＝100
‑
(K7α
ds
t
ds2
+K8α
ds
t
ds
+K9t
ds
‑
K
10
α
ds
t
ca
+q3+kK
13
D
r
‑
K14
)其中，K7、K8、K9、K
10
、K
11
、K
12
、K
13
、K
14
、k为常数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锅炉反平衡效率η2的计算公式为：3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法采用反平衡测试法得到锅炉反平衡效率η2，包括以下步骤：步骤1：获取天然气气源信息，得到天然气低位发热量平均值，选择一期与天然气低位发热量平均值相近的气质报告作为基准气源信息；步骤2：锅炉参数采集装置采集锅炉燃烧后的烟气，并进行烟气分析，得到烟气分析结果，所述烟气分析结果包括排烟处过量空气系数α
ds
、排烟处O2含量O2'、排烟处CO含量CO'、排烟温度t
ds
、入炉冷空气温度t
ca

【专利技术属性】
技术研发人员：朱荣全，赵彦杰，贺金亚，刘赞东，王哲敬，李勇，张齐，秦贺霞，
申请(专利权)人：河南省锅炉压力容器安全检测研究院，
类型：发明
国别省市：