[发明专利]一种余热锅炉性能试验方法

权利要求书

1.一种余热锅炉性能试验方法，其特征是按如下步骤进行：

步骤1、确定余热锅炉烟道中进口烟气组分和摩尔分数，所述进口烟气组分包括N₂、O₂、CO₂、H₂O、Ar和SO₂，一一对应的摩尔分数为X_Ar和无补燃余热锅炉烟道中出口烟气组分和摩尔分数与进口相同；

步骤2、计算获得余热锅炉进口烟气焓值H_in

确定进口烟气温度T_in，并根据进口烟气温度T_in计算获得进口烟气中各组分的焓值，包括：

进口烟气中N₂的焓值为：

进口烟气中O₂的焓值为：

进口烟气中CO₂的焓值为：

进口烟气中H₂O的焓值为：

进口烟气中Ar的焓值H_Ar为：

进口烟气中SO₂的焓值为：

其中，a_j,Ar和均为经验系数，j＝1,2,…,6；

计算获得余热锅炉的进口烟气焓值H_in为：

其中，M_Ar和一一对应为N₂、O₂、CO₂、H₂O、Ar和SO₂的摩尔质量；

步骤3、按照与步骤2相同的方式确定出口烟气温度T_out，计算获得出口烟气焓值H_out；

步骤4、计算获得进口烟气质量流量Q_in

按照网格法分别测量获得烟道中烟气进口网格点烟气动压ΔP_i和网格点烟气静压P_i；则：通过计算平均值获得进口烟气静压P_in为：

其中，n为烟道中烟气进口网格点的数量；

进口烟气密度ρ_in为：

其中，L为理想气体的摩尔体积；

烟气进口网格点烟气流速V_i为：

通过计算平均值获得进口烟气流速V_in为：

计算获得进口烟气质量流量Q_in为：Q_in＝ρ_inV_inA

其中，A为余热锅炉烟道进口的截面积；

步骤5、计算获得余热锅炉热效率η

余热锅炉的输入热量E_in为：E_in＝Q_inH_in

针对密封状态良好，且无泄漏的无补燃余热锅炉，烟道中出口烟气质量流量Q_out等于进口烟气质量流量Q_in，则有：

余热锅炉的排烟热量E_out为：E_out＝Q_inH_out

余热锅炉的排烟热损失q₂为：

若余热锅炉的输入热量E_in满足式(2)：

1.055×10⁸kJ/h≤E_in≤1.583×10⁹kJ/h (2)

则余热锅炉的散热损失q₅为：

若余热锅炉的输入热量E_in不满足式(2)，按如下方式确定余热锅炉的散热损失q₅：

若0De≤850t/h，则余热锅炉的散热损失q₅由式(3a)计算获得：

若850De2000t/h，则余热锅炉的散热损失q₅由式(3b)计算获得：

其中，D为余热锅炉给水流量的现场测量值，De为余热锅炉给水流量的额定值；

则计算获得余热锅炉热效率η为：

η＝100-q₂-q₅-q_oth

其中，q_oth为不可计量热损失，q_oth值包括连续排污热损失和定期排污热损失；

步骤6、计算获得余热锅炉出力，包括高压蒸发量D_hs、中压蒸发量D_ms和低压蒸发量D_ls高压蒸发量D_hs为：D_hs＝xD_h

中压蒸发量D_ms为：D_ms＝xD_m

低压蒸发量D_ls为：D_ls＝xD_l

D_h为高压蒸发量设计值，D_m为中压蒸发量设计值，D_l为低压蒸发量设计值；

x是依据能量守恒原理由式(4)计算获得的蒸发量比例常数：

Q_zr为再热减温水流量，H_zw为再热减温水焓值；

H_rz为热再热蒸汽焓值，H_lz为冷再热蒸汽焓值；

H_h为高压蒸汽焓值，H_m为中压蒸汽焓值，H_l为低压蒸汽焓值，H_w为总给水焓值；

若余热锅炉有再热减温水系统，则：再热减温水流量Q_zr、再热减温水的压力P_zw和再热减温水的温度T_zw均为试验期间采集数据的算术平均值；再热减温水焓值H_zw根据再热减温水的压力P_zw和再热减温水的温度T_zw查表或者通过IAPWS-iF97公式计算获得；

若余热锅炉无再热减温水系统，则：再热减温水流量Q_zr和再热减温水焓值H_zw均为零；

若余热锅炉有再热系统，则：热再热蒸汽的压力P_rz和热再热蒸汽的温度T_rz，以及冷再热蒸汽的压力P_lz和冷再热蒸汽的温度T_lz均为试验期间采集数据的算术平均值；热再热蒸汽焓值H_rz和冷再热蒸汽焓值H_lz分别根据热再热蒸汽的压力P_rz和热再热蒸汽的温度T_rz，冷再热蒸汽的压力P_lz和冷再热蒸汽的温度T_lz查表或者通过IAPWS-iF97公式计算获得；

若余热锅炉无再热系统，则：热再热蒸汽焓值H_rz和冷再热蒸汽焓值H_lz均为零；再热减温水流量Q_zr和再热减温水焓值H_zw也均为零；

若余热锅炉为三压系统，则：高压蒸汽的压力P_h和高压蒸汽的温度T_h、中压蒸汽的压力P_m和中压蒸汽的温度T_m、低压蒸汽的压力P_l和低压蒸汽的温度T_l，以及总给水的压力P_w和总给水的温度T_w均取为试验期间采集数据的算术平均值；高压蒸汽焓值H_h、中压蒸汽焓值H_m、低压蒸汽焓值H_l，以及总给水的焓值H_w分别根据P_h、T_h、P_m、T_m、P_l、T_l、P_w以及T_w的值查表或者通过IAPWS-iF97公式计算获得；

若余热锅炉为双压系统，则：中压蒸发量D_ms、中压蒸汽的压力P_m和中压蒸汽的温度T_m，以及中压蒸汽焓值H_m均为零；

若余热锅炉为单压系统，则：中压蒸发量D_ms、中压蒸汽的压力P_m和中压蒸汽的温度T_m、中压蒸汽焓值H_m、低压蒸发量D_ls、低压蒸汽的压力P_l和低压蒸汽的温度T_l，以及低压蒸汽焓值H_l均为零；

步骤7、计算获得高压汽水侧压降ΔP_h、中压汽水侧压降ΔP_m、低压汽水侧压降ΔP_l，以及烟气侧压降ΔP_g：

高压汽水侧压降ΔP_h为：ΔP_h＝P_hw-P_h

P_hw为高压给水泵出口压力，取为试验期间DCS采集数据的算术平均值；

中压汽水侧压降ΔP_m为：ΔP_m＝P_mw-P_m

P_mw为中压给水泵出口压力，取为试验期间DCS采集数据的算术平均值；

低压汽水侧压降ΔP_l为：ΔP_l＝P_lw-P_l

P_lw为低压给水泵出口压力，取为试验期间DCS采集数据的算术平均值；

烟气侧压降ΔP_g为：ΔP_g＝P_in-P_out

P_out为余热锅炉出口烟气静压，按照网格法测量烟道中烟气出口各网格点的烟气静压，按照与式(1)相应的方式计算获得；若现场不具备直接测量的条件，则余热锅炉烟道中进口烟气静压P_in和出口烟气静压P_out均取为试验期间DCS采集数据的算术平均值。