工业锅炉(火用)效率测试方法的研究及其应用

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工业锅炉是一种能源转换设备,其能源消耗在我国高耗能设备中位居第二,仅次于电站锅炉。科学可靠的能效测试是实现工业锅炉高效用能的前提性工作之一。目前我国工业锅炉能效测试基于(TSG G0003-2010)、(GB/T 10180-2003)和(TSG G0002-2010),这些标准和规范的测试方法均采用热平衡分析法,只考虑能量在数量上的守恒关系,而未考虑品质上的差别,导致热效率等评价指标难以全面地反映工业锅炉的能量转化过程,进而难以全面地指出提高锅炉能效的改进措施。基于此,本文在系统分析现有标准和规范的测试方法、找出其不足的基础上,提出并构建了工业锅炉(火用)效率测试方法。基于该方法制定了《工业锅炉(火用)效率测试技术规程》(DB21/T2567-2016),并从(火用)效率角度指出了提高锅炉能效的方向和途径。主要结论及创新如下:(1)作为我国工业锅炉能效测试方法的补充,(火用)效率测试方法的核心思想是将(火用)概念引入测试方法中,既考虑锅炉能源转换过程中数量上的守恒,同时考虑能源在品质上的匹配;(火用)效率测试方法的核心内容是(火用)效率及各项(火用)损失的定义及计算,其中,(火用)效率基于反平衡测试法,其等于((?)),ei为各项(火用)损失所占的百分比。(2)锅炉的热效率高,其(火用)效率也高,但(火用)效率仅为热效率的1/3~1/4。对于热效率高的锅炉,应从(火用)效率角度探索节能潜力;对于热效率低的锅炉,应同时从热效率和(火用)效率角度寻求节能方向。(火用)效率和热效率将共同构成工业锅炉更为科学的评价体系。(3)影响锅炉(火用)效率的主要因素是燃烧不可逆(火用)损失和传热不可逆(火用)损失,对于燃油或燃气锅炉2项损失占总(火用)损的88%~92%,对于燃煤或燃生物质锅炉2项损失占81%~85%。因此,减小燃烧和传热不可逆(火用)损失是提高锅炉能效的一种有效途径,改变了传统热效率分析得出的一味降低排烟热损失来提高锅炉效率的单一思想。(4)降低燃烧不可逆(火用)损失的有效途径是控制适宜过量空气系数、合理配风、减少漏风等,以提高炉膛温度;降低传热不可逆(火用)损失的有效途径是提高工质参数、控制负荷波动、避免低负荷运行。
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