工业锅炉热工性能试验方法研究

工业锅炉热工性能试验方法研究
工业锅炉广泛应用于工业生产实际过程中，是目前工业上获得蒸汽、热水
的主要途径。热效率是工业锅炉的主要热工性能指标，也是影响节能减排的重要
因素。本文依据GB10180-2003结合目前实验室条件详细介绍工业锅炉热效率的
检测方法和热效率计算过程，主要涉及采用正平衡法和反平衡法测量工业锅炉热
效率。

标签： 工业锅炉、正平衡法、反平衡法、热效率
1 前言
本文介绍的用正、反平衡的方法测量工业锅炉热效率主要适用于工作压力小
于3.8MPa的工业蒸汽锅炉和热水锅炉，包括定型试验、验收试验、仲裁试验和
验收试验。按燃料分，该方法可以用来测量燃煤、燃油和燃气锅炉。

2 试验测试内容及仪器
用正平衡法测量工业锅炉热效率需要测量的物理参数主要分为空气参数、燃
料参数、给（进）排水参数、蒸汽参数。反平衡法测量工业锅炉热效率需要测量
空气参数、燃料参数、烟气参数和灰渣参数。其中：蒸汽参数用于蒸汽锅炉，灰
渣参数主要用于测量燃煤、燃油锅炉。

3试验要求
3.1将锅炉调整到试验工况并稳定1h后开始试验，即主要热力参数在許可波
动范围内其平均值不随时间而变化的状态之后1h后开始试验，燃煤锅炉需要4h。

3.2记录锅炉出力的最大允许波动正负值。
3.3 蒸汽锅炉的压力允许波动范围：
3.4过热蒸汽温度每次实测时其最大值和最小值之差不得大于15℃，并且其
值允许波动范围3.5 蒸汽锅炉的实际给水温度与设计值之差宜控制在+30℃至
-20℃之间。当实际给水温度与设计给水温度之偏差超过-20℃时，测得的锅炉效
率应按每相差-60℃效率数值下降1%进行折算，不足或者大于-60℃，可按比例
折算。

3.6 热水锅炉进水温度和出水温度与设计值之差不宜大于±5℃，当超过±5℃
时，按出水温度与额定温度相差-25℃效率数值下降1%比例折算。

3.7 热水锅炉测试时的压力应保证出水温度比该压力下的饱和温度至少低
20℃。
3.11 定型试验和验收试验时，基准温度一般选为测试地点的环境温度。
4 试验方法
根据3.10条的要求，锅炉试验的实测出力应为额定出力的97%-105%，因此
在正式试验开始前，需要进行预备性试验来初步判断。试验测点，准备测量所需
仪器，配备试验人员，分别根据锅炉类型和实际需要对空气参数、燃料参数、给
（进）排水温度、蒸汽参数、烟气参数和灰渣参数进行测量。

4.1 预备性试验。
热水锅炉采用超声波流量计对锅炉运行循环水流量进行读数，然后用5.1条
所列计算热水锅炉出力方法对锅炉出力进行试算，以判断出力是否达到额定出力
的97%-105%。如果满足该条件，正式试验开始。预备性试验测量锅炉出力所需
其它参数的详细方法可按照正式试验试验步骤。

4.2 正式试验。
4.2.1 锅炉尺寸。
用常规测量工具检查锅炉本体尺寸，以计算锅炉的散热表面积。
4.2.2 空气参数。
4.2.2.1读取试验现场环境温度和大气压力。
4.2.2.2 正式试验开始，备好温度计测量入炉冷空气温度，读数每隔
10min-15min记录一次。

4.2.2.3如果需要对冷空气进行预热，试验开始需要用温度计测量加热后的空
气温度，读数每隔10min-15min记录一次。

4.2.3 燃料参数。
4.2.3.1正式试验开始，对燃煤、燃油和燃气取样，燃煤每次试验采集的原始
煤样数量应不少于总燃煤量的1%，且总取样量不少于10Kg；燃油需要抽取不少
于1L样品。然后经专业实验室进行组分及基低位发热量等化验分析。

4.2.3.2 正式试验开始，燃煤锅炉需要每隔10min-15min补充燃煤，并对添
加煤质量进行称重并记录。燃油或燃气锅炉从锅炉自备燃油流量表读取燃油或燃
气流量初始读数，并记录此时燃油或燃气温度和压力，每隔10min-15min记录一
组燃油或燃气温度和压力，正式试验结束时，记录流量表最终读数。
4.2.3.3如果需要对燃料进行预热，试验开始需要用温度计测量预热后的燃气
温度，读数每隔10min-15min记录一次。

4.2.4 给（进）排水参数。
4.2.4.1蒸汽锅炉试验前测量水箱尺寸，记录水箱液面的初始高度，同时观察
液位计，当液位计液位接近补水水位时，准备开始记录水箱液面高度变化，当补
水泵开启，蒸汽锅炉第一次补水时，正式试验开始，记录补水后的水箱液面高度，
每补充一次，按照相同方法记录补水前后液面高度变化，正式试验进行2h后，
在锅炉最后一次补水之前，正式试验结束，此时需要记录全部试验所测试参数。

4.2.4.2正式试验开始，用超声波流量计测量热水锅炉循环水流量，记录初始
读数，每隔10min-15min读数并记录一次累积流量，试验结束时记录超声波流量
计所示循环水流量最终读数。

4.2.4.3 正式试验开始，从锅炉给（进）水压力表读出水流经泵后给（进）
水压力，读数每隔10min-15min记录一次。

4.2.4.4 正式试验开始，从锅水取样口进行锅水取样，用电子秤进行称重，
每次约取样1-2Kg， 每隔10min-15min取样并记录一次。

4.2.4.5正式试验开始，从热水锅炉自带出水压力表和温度计读出出水压力和
出水温度，每隔10min-15min记录一次。

4.2.5 记录蒸汽参数。
4.2.6 烟气参数。
正式试验开始，将烟气分析仪开启并校准，连上测试头并将其插入排烟筒，
待读数稳定后开始读数，每隔10min-15min记录一组排烟处RO2、O2、CO、H2S、
H2、CmHn读数和排烟温度。

4.2.7 灰渣参数。
正式试验开始，每隔15min在灰渣出口对灰渣进行取样，每次试验采集的原
始灰渣重量应不少于总灰渣量的2%，当煤的灰分Ad≥40%时，原始灰渣样重量
应不少于总灰渣量的1%，且总灰渣样重量不少于20Kg。当总灰渣量少于20Kg
时，应予全部取样，缩分后灰渣重量应不少于1Kg。

小结：
PM2.5是目前空气污染的首要因素，节能减排是社会可持续发展的重要途
径，在我们积极寻找可替代的新能源同时，对传统能源如何更有效乃至高效的利
用，是我们亟需探索和解决的问题。
参考文献
[1]GB/T 10180-2003《工业锅炉热工性能试验规程》