GB10184-88和ASME+PTC4.1标准锅炉热效率计算方法分析

研究与试验湖南电力第２５卷／２００５年第１期

ＧＢｌ０１８４—８８和ＡＳＭＥＰＴＣ４．１标准锅炉

热效率计算方法分析

黄伟，李文军，熊蔚立

（湖南省电力试验研究院，湖南长沙４１０００７）

摘要：随着我国大量引进国外技术、采用ＡＳＭＥ标准生产制造电站锅炉，锅炉性能考

核试验越来越多地要求采用ＡＳＭＥＰＴＣ４．１标准计算锅炉热效率，因此有必要对

ＧＢｌ０１８４—８８标准和ＡＳＭＥＰＴＣ４．１标准、尤其是采用损失法计算锅炉热效率进行分析，以指导电厂的安全经济运行。

关键词：锅炉热效率；试验；ＧＢｌ０１８４—８８标准；ＡＳＭＥＰＴＣ４．１标准

中图分类号：ＴＭ６２１．２

文献标识码：Ｂ

文章编号：１００８一０１９８（２００５）０１—００１２一０４

ＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｔｈｅＢｏｉｌｅｒＴｈｅｒｍａｌＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙｕｓｉｎｇ

ＧＢｌ０１８４—８８ａｎｄ

ＡＳＭＥＰＴＣ４．１

ｃｏｄｅ

ＨＵＡＮＧＷｅｉ，ＬＩＷｅｎ－ｊｕｎ，Ｘ１０ＮＧＷｅｉ—ｌｉ

（ＨｕｎａｎＥＩｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＴｅｓｔａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｊｔｕｔｅ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１Ｏ００７，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒ∽ｔ

ｌ

ＴｈｅｍｏｒｅｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎｂｏｉｌｅｒｓｉｎＣｈｉｎａ

ａｒｅ

ａｒｅ

ｂｕｉｌｔａｃｃｏｒｄｉｎｇ

ｉｎ

ｔｏ

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ａｒｅ

４．１ｃｏｄｅｓｕｓｅｄ

ｔｏ

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ｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏ

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ｂｏｉｌｅｒ；ｔｈｅ珊ａｌ

ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ

ｔｅｓｔ；ＡＳＭＥｃｏｄｅｓ；ＧＢｌ０１８４—８８ｃｏｄｅｓ

Ｏ

引言

（以下简称ＧＢｌ０１８４—８８标准）。文中详细分析了两者的异同点，以便更好地为电厂的安全经济运行提

供指导和服务。ｌ

进口机组锅炉或采用引进技术生产制造的机组锅炉，通常选用国际上通用的美国ＡＳＭＥ标准作为依据，进行锅炉考核试验时普遍采用ＡＳＭＥＰＴＣ４．１《锅炉机组性能试验规程》标准（以下简称ＡＳＭＥＰＴＣ４．１标准），而电厂实际工作中则习惯采

用ＧＢｌ０１８４—８８《电站锅炉性能试验规程》标准

表ｌ

ＧＢｌ０１８４—８８标准和ＡＳＭＥ

ＰＴＣ４．１标准有关试验项目对照

ＧＢｌ０１８４—８８标准和ＡＳＭＥＰＴＣ４．１标准有

关试验项目对照见表１。

ＧＢｌ０１８４—８８标准和ＡＳＭＥＰＴＣ４．１标准有关试验项目对照

收稿日期ｌ２００４一０６－２２

万方数据　

第２５卷／２００５年第１期

项

目

ＡｓＭＥＰＴｃ４．１标准

１验收试验中热效率试验１．１热损失法测定

煤粉或煤屑火室炉≥４ｈ

湖南电力

ＧＢｌ０１８４—８８标准

１锅炉机组热效率测定

研究与试验

工况持续时间

１．１液气体及煤粉火室炉≥４

ｈ

液、气体火室炉≥４

ｈ

火床炉≥４ｈ

１．２输入一输出法测定

煤粉、煤屑液气体燃料：≥４ｈ；火床炉：≥２４ｈ；连续出灰且如条件适当≥ｌｏｈ

１．２液态排渣炉（包括旋风炉）：应比４ｈ适当延长，由试验各方商定１．３火床炉

输入一输出法≥８ｈ热损失法≥４ｈ

２其它试验（不要测定热效率）由参加试验各方商定

２其它试验（不要测定热效率）由参加试验各方商定

测量间隔时间

１燃料和给水量

ｌ汽温、压力、流量：１０～１５ｍｉｎ

１．１用积分仪测量：每小时１次

１．２称重法测量：按磅秤容量而定，但应能得到每小时试验内的总量

１．３流量指示仪表：５ｍｉｎ

２烟气分析１１０～１５ｍｉｎ

３烟气取样ｔ每个工况１～２次

４炉渣采样：ｌｏ～１５ｍｉｎ（火床炉１０ｍｉｎ）５飞灰：连续取样６燃料量测定

２其它非物理量测定

每１５ｍｉｎ１次，但如有波动．应以对于平均值也许是必要的

频率读数

６．１称重法和仪器法：１０～１５ｍｉｎ

６．２容积法测量：每个工况至少２次（开始、结束）６．３积算仅ｚ每小时１次，包括开始末、结束时

蒸汽压力Ｐ（ＭＰａ）Ｐ≥９．５≤±２％Ｐ＜９．５≤士４％

且不超过最高允许工作压力。蒸汽温度：５４０±ｉｏ℃４５０±ｉ５℃４００１５８℃蒸发流量；蒸发量Ｄｃ（ｔ／ｈ）

状态值的允许波动幅度

原则上按设计值，试验前协商确定试验中对标准或预先规定

条件的任何偏离，应在试验报告中清楚地指出

口＞２２０≤士３％

６５≤驴≤２２０≤±６％

Ｄ。＜６５

试验次数

在接近验收所要求地负荷下至少做２次工况试验，且２次试

同左

≤±１０％

验问效率的偏差应在事先协商同意的允差内。预备性试验经同意（若已满足正常工况试验的全部必须的条件）可将其看

着１次正式工况试验

２个工况之间的问隔时间试验燃料要求

１～３ｈ

开始试验前，应确定燃用燃料是否符合规定的燃料，取得可靠精确的验收试验效率取决于试验燃料要与锅炉设计燃料相当一致。燃料组分和高位发热量的明显偏离设计条件可能

试验用燃料特性偏差应予事先商定，当试验中燃料超出偏差范围时，则工况舍弃。

会造成热损失和效率的明显偏差。

燃料成分改变而造成高位发热量１０％的变化，可能使最终的

计算效率改变ｌ％，但规定一个允许的偏离程度是困难的，因

此燃料的要求要事先协议。

基准温度计算用燃料热值热效率计算方法其它

空预器入口风温应用基高位发热量输入一输出法或热损失法

送风机人口处空气温度应用基低位发热量

热损失法，也可辅以输入一输出热量法为参考

按规定可忽略灰渣物理热损失

经协商，允许对灰渣物理热损失、设备冷却水带走的热损失

等不进行测定，引入不可计损失

２按反平衡法计算锅炉热效率时各损

失比较

两标准锅炉热效率计算时各损失项目的构成见表２。

ＡＳＭＥＰＴＣ４．１标准的热损失项目十分详尽，

表２ＧＢｌＯｌ８４—８８标准和ＡＳＭＥＰＴＣ４．１标准锅炉热效率各损失项目的构成表

但有些项目，例如设备冷却水带走的热损失等，其数值也很少，因而在试验前协商时往往都规定为不进行测定，这就没有什么意义，一般都引入不可计损失，通常不可计损失为Ｏ．３５％。

ＧＢｌ０１８４—８８标准采用ｑ。～９。的分项计算方法简单、明了。

万方数据　

１３

研究与试验

湖南辐射和对流热损失

西

ｑ５

（散热损失）向渣井辐射，炉渣显热以及炉渣

邪（灰渣物熔化的潜热而引起的热损失岛

理热损失）

飞灰显热损失磨煤机废物的热损失设备冷却水带走的热损失燃料物理热目量

热Ｄ

空气物理热辅机损失

加厶ｋ～一‰～

值

基准温度

基准温度是计算各项输入和损失热量时规定的

ＰＴＣ４．１标准和ＧＢｌ０１８４

燃料发热量有高位发热量和低位发热量，

ＰＴＣ４．１

ＡＳＭＥＰＴＣ４．１标准在计算锅炉毛效率时，将

２个标准都利用燃料的元素分析计算燃烧空气 】４

万　

方数据电力第２５卷／２００５年第１期

放的Ｎｚ，即Ｏ．８人，７／ｌｏｏ。

２个标准在计算理论干烟气量和燃烧空气量时，都对未燃碳的热效率作了考虑，认为固体未完全燃烧损失就是指碳，除此之外，如硫、氢等都烧完了，因此在计算中从Ｃ，中扣除未燃碳即可，采用修正Ｃ，的方法进行计算，即用燃料应用基成分，由实际燃烧掉的碳Ｃ；计算理论燃烧干空气量，从而计

算得到燃料实际燃烧生成的干烟气体积；并由此计

算ｇ：。采用该计算方法后，按烟气实测成分计算排

烟过量空气系数时不进行固体未完全燃烧损失修

正，此时算得的过量空气系数称为实测排烟过量空气系数（ａ；，）。

关于排烟过量空气系数口的计算公式，术的进步和普遍性，又考虑到在某些情况下，烟气

中也的确存在除此之外的其它未燃成分，因而采用

咤，一２１／（２１一（０２—２ＣＨ。～０．５ＣＯ—

在排烟损失计算公式中，干烟气的平均定压比ＰＴＣ４．１标准按照燃料的ｃ／２个标准一致，未燃尽碳的发热量均为

７２７

ｋＪ／ｋｇ。

２个标准大致相似，均较全面地计及了ＣＯ，Ｈ。，

６３６

ｋＪ／ｍｉ，ＡＳＭＥ

１８８

ｋＪ／ｍ：。

锅炉机组的散热损失ｇ。具有影响因素多、测量ＧＢｌ０１８４—８８标准采用西安热工研究院实测２个标准的主要差别在灰渣温度的确定和灰渣

（下转第１８页）

ＧＢｌ０１８４—８８标准考虑到目前烟气中“Ｏ。”测量技３热效率计算的基准规定

３．１

未完全燃烧的“氧”公式。

Ｏ．５Ｈ２））

一个能量起算点。ＡＳＭＥ热，ＧＢｌ０１８４—８８标准按附录Ｃ（该表取用原苏联数据）中查得，ＡＳＭＥＨ比及烟温线图而得。

４．３固体未完全燃烧损失ｇ。计算

３３—８８标准分别规定为送风机出口、人口空气温度。

当所测得送风机出口、入口空气温度与设计的锅炉进风温度有偏差时，均需进行修正，以锅炉热效率

换算到设计进风温度下的热效率。

３．２燃料发热量

ＧＢｌ０１８４—８８标准为低位发热量，ＡＳＭＥ

４．４气体未完全燃烧损失口，计算

标准采用高位发热量，“高位发热量”和“低位发热量”的差别仅在于燃料水份的汽化潜热［即

ＣＨ。，Ｃ。Ｈ。等不完全燃烧气体成分，只在Ｃ０的热

值上ＧＢｌ０１８４—８８标准取用１２ＰＴＣ４．１标准为１０

２５．２（９Ｈ’＋ｗ７）ｋＪ／ｋｇ］，在锅炉燃烧与换热的整

个过程中，它是不被利用的。

４计算方法中的主要差别

４．１对辅机动力消耗的处理

４．ｓ散热损失吼计算

困难、数值又比较小的特点。

的散热损失曲线，该曲线系根据实测情况得出的，基

本反映我国目前锅炉机组保温的实际状况；ＡＳＭＥ

其折算成热量加在输入热量中。ＧＢｌ０１８４—８８标

准，将其列入输入热量，但一般情况下，由于该热量所占输入热量之比甚小，不予考虑，只是在计算

ＰＴＣ４．１标准采用ＡＢＭＡ辐射损失曲线查定，并进

行温差和风速修正，前者比后者高ｏ．１５％～０．２％。４．６灰渣物理热损失ｑ。计算

锅炉机组净效率时才加以考虑并计入。

４．２排烟热损失口：计算

量及烟气量。在计算烟气量时，都考虑了燃料中释

研究与试验

湖南电力

第２５卷／２００５年第１期

等特点。

参考文献

Ｉ比较同一尺度的极ｌ大值找出信号的

奇异点

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出版杜，２００３．

［２）郑治真，沈萍。杨选辉，万玉莉，等．小波变化及其ＭＡＴＬＡＢ

工具的应用（Ｍ）．地震出版社，２００１．

翠翠翠

比较各尺度细节系

ｌ计算同一尺度下相Ｉ邻奇异点的时同差

［３］陈平，徐丙根，葛耀中，等．一种利用暂态电流行波的输电线

路故障测距方法［Ｊ）．电力系统自动化，１９９９，２３（１４）：２９—

３２．

［４）董杏丽，葛耀中，董新洲，等．测距式行波距离保护的研究

（二）一原理方案与仿真试验［Ｊ］．电力系统自动化，２００２，２６

（９）：５３—５８．

数找出适合的尺度

（５）解广润．电力系统过电压（Ｍ）．水利电力出版社，１９８８．

图５软件流程图

小波的奇异性检测原理，阐述了如何利用二进小波检测奇异性信号，使单端测距在技术上可行。与双

作者简介：

李加波（１９７９一

），男，山东省日照市人，西华大学电气与信息学

院２００２级研究生，主要从事电力系统在线检测方面的研究。

端测距相比，本方案具有硬件成本低、测量误差小

∞∞∞∞∞∞∞ｏ。ｃ口ｏｏ∞∞ｏ々∞∞∞ｏ吒ＨⅪ∞ｏｏ∞∞口ｏｏｏ∞∞∞∞ｏｏ∞∞∞ｏｏ∞ｏｏｏｏｏ寸畸吒瞄婚∞ｏｏ∞∞∞ｏｏｏｏｏｏｏｏ∞＜Ｍ

（上接第１４页）

的比热数值。ＧＢｌ０１８４—８８标准，对火床炉，炉渣温度取６００℃；对火室炉，炉渣温度取８００℃，灰渣比热按炉渣温度计算而得。ＡＳＭＥＰＴＣ４．１标准将

灰渣比热取为常数。

从表３可以知道，排烟损失、固体未完全燃烧

损失的数值基本一致，散热损失ｇ。的差别较大。ＡＳＭＥＰＴＣ４．１标准允许经协商或合同规定，对灰渣物理热损失、设备冷却水带走的热损失等不进行

测定，引入不可计损失。

５锅炉热效率计算结果比较

６

结束语

ＡＳＭＥＰＴＣ４．１标准锅炉热效率计算方法细

对同一例题分别用ＧＢｌ０１８４—８８标准和ＡＳＭＥＰＴＣ４．１标准进行锅炉效率计算，计算结果

见表３。

６．１

致、全面，在实际试验中，可以通过协商引入不可计算损失、把燃料低位发热量作为输入热等方法，从而实现快速准确计算；ＧＢｌ０１８４—８８标准计算方法

简单、明了。

６．２

计算原则：完全相同的原始数据，以低位发热量及１ｋｇ煤为计算单位，采用国际单位制，计算原始数据全部取自耒阳电厂Ｗ型１０２５ｔ／ｈ锅炉性能考核试验实测结果。

表３锅炉热效率计算结果比较表

ＡＳＭＥＰＴＣ４．１标准和ＧＢｌ０１８４—８８标准进

行锅炉热效率计算，尽管标准不同，但排烟损失、固体未完全燃烧损失的数值基本一致，散热损失ｇ。的差别较大，后者计算热效率比前者略高，试验结果仍接近。

参

考

文

献

［１］ＧＢｌ０１８４—８８，电站锅炉性能试验规程［Ｓ］．

［２］ＡＳＭＥＰＴＣ４．１．１９９９．ＳｔｅａｍＧｅｎｅｒａｔｉｎｇＵｎｉｔ［Ｓ］．

［３］罗天祥．鲍栋文译．锅炉机组性能试验规程．ＡＳＭＥＰＴＣ４．１．

１９７３重审［Ｓ）．

１８

万方数据　

GB10184-88和ASME PTC4.1标准锅炉热效率计算方法分析

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

黄伟， 李文军， 熊蔚立

湖南省电力试验研究院,湖南,长沙,410007湖南电力

HUNAN ELECTRIC POWER2005,25(1)

参考文献(3条)

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3.罗天祥;鲍栋文 锅炉机组性能试验规程.ASME PTC4.1,1973重审 1973

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1. 王建华.焦传宝 基于ASME PTC4-1998标准和DL/T 964-2005标准的CFB锅炉热效率计算比较[期刊论文]-内蒙古电力技术2010,28(1)

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9. 卞志华.黄剑文.陈增宏.BIAN Zhihua.HUANG Jianwen.CHEN Zeng hong 回转式空气预热器漏风改造与分析[期刊论文]-电站辅机2008,29(1)

10. 臧丽秀.董廷国.董泳 回转式空气预热器漏风性能试验的几点分析[期刊论文]-节能技术2003,21(1)

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