对《工业锅炉热工性能试验规程》中过热蒸汽锅炉正平衡效率计算的改进建议

周振华　成 波　戴恩贤（.宁波市特种设备检验研究院 宁波 35048）（.余姚市市场监督管理局 余姚 35400）



对《工业锅炉热工性能试验规程》中过热蒸汽锅炉正平衡效率计算的改进建议

周振华1成 波2戴恩贤1
（1.宁波市特种设备检验研究院 宁波 315048）
（2.余姚市市场监督管理局 余姚 315400）

摘 要：通过对GB/T 10180—2003 《工业锅炉热工性能试验规程》中过热蒸汽锅炉正平衡效率计算公式的热力学分析，原公式在计算输出热量时未扣除取样锅水从饱和蒸汽到过热蒸汽所需热量，导致计算效率高于实际效率。以某台过热蒸汽锅炉的能效定型测试为例，计算表明使用原公式计算会使计算效率比实际效率偏大约0.48%。经修正后的计算公式可提高能效测试的准确性。

关键词：过热蒸汽锅炉 能效测试 正平衡效率

工业锅炉作为国民经济中重要的热能动力设备，使用面广，涉及工业生产和人们生活的各个领域。然而，目前我国工业锅炉的运行效率普遍不高，能源浪费比较严重。随着《中华人民共和国特种设备安全法》的实施和《中华人民共和国节约能源法》的颁布实施，将包括工业锅炉在内的高耗能特种设备依法纳入了节能监管的范畴［1］。通过锅炉的能效测试可以确定锅炉的热效率，分析造成各项热损失的原因并寻求降低热损失的方法，以提高热效率，促进其节能降耗［1］。

1 过热蒸汽锅炉正平衡效率计算公式的热力学分析

目前工业锅炉能效测试工作中试验数据的计算主要采用的是GB/T 10180—2003 《工业锅炉热工性能试验规程》，适用于工作压力小于3.8MPa的蒸汽锅炉以及热水锅炉热工性能试验，它也是广大工业锅炉能效测试机构所采用的中国特检院锅炉能效测试数据计算与管理平台进行计算的依据。根据《规程》5.1所述：测定锅炉效率应同时采用正平衡法和反平衡法，锅炉效率取正平衡法与反平衡法测得的平均值［2］。因此锅炉正平衡热效率的准确计算对于评价其是否满足TSG G0002—2010《锅炉节能技术监督管理规程》中规定的热效率指标具有重要意义［3］。

在锅炉热平衡试验中，通过测量锅炉输入热量和输出热量来确定效率的方法即为正平衡法。利用此法得到的效率称为正平衡效率。［4］锅炉正平衡效率即为锅炉输出热量占锅炉输入热量的百分率，即

式中：

η1——锅炉正平衡效率；

Q1——输出热量；

Qr——输入热量。

针对过热蒸汽锅炉测量给水流量时规程给出的正平衡效率计算公式为

式中：

Dgs——给水流量，kg/h；

hgq——过热蒸汽焓，kJ/kg；

hgs——给水焓，kJ/kg；

Gs——锅水取样量，kg/h；

γ——汽化潜热，kJ/kg；

B——燃料消耗量，kg/h；

Qr——输入热量，kJ/kg

从热力学角度来理解式（2），Dgs（hgq-hgs）是所有给水都变成过热蒸汽所吸收的热量，但取样锅水为饱和水，对过热蒸汽锅炉而言主要为连续排污，这部分锅水没有成为过热蒸汽，因此需将锅水取样Gs由饱和水成为过热蒸汽所需的热量从Dgs（hgq-hgs）中去除，才是锅炉真正输出的热量，而式（2）中Gsγ只是取样的锅水由饱和水成为饱和蒸汽所需热量，缺少了从饱和蒸汽到过热蒸汽所需热量，即减去锅水取样量与过热蒸汽和饱和蒸汽焓差的乘积Gs（hgq-hbq）。如果按照式（2）进行计算，势必会造成计算效率高于实际效率。修正后的公式为

式中：hbq——饱和蒸汽焓，kJ/kg；

2 公式修正前后的误差分析

下文将以某台过热蒸汽锅炉型号DHL15-2.5/400 AⅡ的能效定型测试结果使用式（2）和式（3）进行误差分析。

参考GB/T 10180 中7.4条：对过热蒸汽锅炉，当必须连续排污时，连续排污量应计量（计入锅水取样量内），其数量不得超过锅炉出力的3%［2］，因此本算例中Gs按3%Dgs计算。

表1　过热蒸汽锅炉DHL15-2.5/400 AⅡ正平衡效率计算表

通过表1计算可知，在计算正平衡效率时如果未将锅水从饱和蒸汽到过热蒸汽所需热量扣除的话，计算效率会比实际效率偏高0.477%，这个误差在某些情况下会影响到锅炉热效率指标的正确评价［4］。

3 结论

1）通过对GB/T 10180—2003 《工业锅炉热工性能试验规程》中过热蒸汽锅炉正平衡效率计算公式的热力学分析，原公式在计算输出热量时未扣除取样锅水从饱和蒸汽到过热蒸汽所需热量，导致计算效率高于实际效率。修正后的计算公式为

2）以某台过热蒸汽锅炉的能效定型测试为例，计算表明使用原公式计算会使计算效率比实际效率偏高0.477%，这个误差在某些情况下会影响到锅炉热效率指标的正确评价，因此有必要对原公式进行修正，以提高锅炉热效率计算的准确性。

参考文献

［1］ 范北岩，管坚.工业锅炉节能技术培训教材［M］.北京： 中国计量出版社，2009：3-6.

［2］ GB/T 10180—2003 工业锅炉热工性能试验规程［S］.

［3］ TSG G0002—2010 锅炉节能技术监督管理规程［S］.

［4］ TSG G0003—2010 工业锅炉能效测试与评价规则［S］.

Improvement Suggestions on the Calculation of the Superheated Steam Boiler Direct Efficiency in “Thermal Performance Test Code for Industrial Boiler”

Zhou Zhenhua1Cheng Bo2Dai Enxian1
（1. Ningbo Special Equipment Inspection and Research Institute Ningbo 315048）（2. Yuyao Bureau of Market Supervision Administration Yuyao 315400）

AbstractThrough thermodynamics analysis of the super heater boiler direct efficiency formula in GB/T 10180: 2003 “thermal performance test code for industrial boiler”， it is found the heat from saturated steam to super heater steam for continuous blowdown is never deducted in the former output heat quantity calculating formula. This will lead to the calculation efficiency higher than the actual. Taking an energy efficiency test for a superheated steam boiler as an example， calculation shows that the calculation efficiency is 0.48% larger than actual efficiency by using the former formula. The accuracy of energy efficiency test can be improved by the revised formula.

KeywordsSuperheated steam boiler Energy efficiency test Direct efficiency

中图分类号：X924.1

文献标识码：B

文章编号：1673-257X（2016）05-0049-02

DOI：10.3969/j.issn.1673-257X.2016.05.010

作者简介：周振华（1985～），男，硕士，工程师，从事锅炉检验及其能效测试工作。

收稿日期：（2015-12-11）