基于FGR系统的燃气工业锅炉附加热损失的测定方法

0 烟气再循环（FGR）低氮燃烧的应用情况

随着经济社会的发展，国家对环境保护要求日益严格，特别是在“双碳”战略目标背景下，为满足新形势下节能环保要求，在淘汰了燃煤工业锅炉的基础上，为降低NO

排放量，各地相继要求使用单位对其在用的燃天然气工业锅炉进行低氮改造。其中应用最为广泛的一种改造方式是直接更换低氮燃烧器，也就是烟气再循环（FGR）燃烧器。烟气再循环燃烧系统通过将锅炉尾部低温烟气送入到助燃空气中，与助燃空气充分混合后参与燃烧，可以有效降低助燃空气中氧气的体积分数，从而降低混合初期燃烧剧烈程度及炉内燃烧温度，最终达到降低炉内热力型NO

生成的效果

，一般情况下送入锅炉的烟气再循环量为总烟气量的10%～15%，NO

排放量降低60%左右

，使锅炉满足排放标准要求的同时保证燃烧器能够稳定燃烧。经过低氮改造后，采用烟气再循环（FGR）燃烧器系统的工业锅炉，其燃烧器的总体布置形式与传统的燃气燃烧器存在一定的差异，因此也给其能效测试方法的应用工作提出了新的要求。

1 工业锅炉热效率的测定方法

工业锅炉作为高耗能设备，其节能监督管理工作更是日益受到重视，而在现行的工业锅炉能效测试工作中，测试机构主要依据GB/T 10180-2017《工业锅炉热工性能试验规程》和NB/T 47066-2018《冷凝锅炉热工性能试验方法》等对工业锅炉进行热效率测试。燃气工业锅炉通常采用反平衡的测试方法进行测试，该方法主要通过测取锅炉最后一级受热面后方的排烟位置处的烟气温度以及烟气中含氧量等其它烟气成分的浓度含量，通过计算锅炉各项热损失的方式来反算锅炉的热效率。锅炉热效率反平衡计算方法

见公式（1），其损失主要包括排烟热损失q

、气体不完全燃烧热损失q

、固体不完全燃烧热损失q

、散热损失q

、灰渣物理热损失q

等。

锅炉热效率（

η

）

通过对地处温带的长白山、海棠山和百花山自然保护区植物区系物种组成、地理成分及地区间植物区系相似性的系统研究，得出如下主要结论：

针对燃天然气锅炉，可以在此公式的基础上对其进行简化，由于以天然气为燃料，实际使用过程中并不存在像燃煤、燃生物质等燃用固体的工业锅炉存在的固体不完全燃烧热损失q

和灰渣物理热损失q

，所以q

和q

的值为0，热效率计算公式按式（2）计算：

燃气锅炉热效率（

η

）

在对锅炉采用反平衡方法进行热效率测试时，所依据的测试方法在编制时都未涉及烟气再循环管的情况，各项热损失中的散热损失包括排烟热损失q

和散热损失q

也都未涉及烟气流经再循环管带来的这部分损失，因此，在测试时仍使用原有的方法计算各项热损失显然与实际情况并不符合，应该充分考虑燃烧器系统变化带来的其他损失情况。

2 烟气再循环（FGR）燃烧器锅炉的附加热损失

2.1 烟气再循环（FGR）燃烧器锅炉的附加热损失分析

t

——排烟温度，单位为℃；

对于选择终止妊娠的HIV感染孕妇，应给予安全的人工终止妊娠服务，应尽早手术，以减少并发症的发生。对于选择继续妊娠的孕妇，应给予优质的孕期保健、产后母乳喂养等问题的咨询，并采取相应的干预措施。

同样与常规燃天然气燃烧器锅炉相比烟气流经烟气再循环管后重新进入燃烧器与空气、燃料混合再进入炉膛内部经加热、换热过程后以排烟处温度状态排出，在这个过程中存在因物质和热量变化而产生的附加热量损失。这个附加热损失分记为q

可以看作抽出的这部分烟气经烟气循环管后由干烟气温度降低损失的热量q

，和未冷凝的部分水蒸气因冷却温度降低而损失的热量q

。而现有的能效测试方法中并没有涉及这部分热损失计算，采用原有的测试计算方法不能真实反映锅炉的热损失情况，因此在对锅炉进行热效率计算时应该充分考虑这部分热损失对锅炉整体热效率的影响。

2.2 烟气再循环（FGR）燃烧器锅炉的附加热损失的测定方法

附加热损失测定方法的确定过程中各项测试数据的采集位置可参见图1烟气再循环锅炉及其测点图，其中5～8为烟气温度和成分测点，11、12为与常规天然气燃烧器锅炉测试方法相比新增加的测点，其中11为最后一级冷凝受热面冷凝后烟气含湿量测点、12为烟气再循环管出口测点处的烟气温度测点。附加热损失测定方法的确定过程如下：

再循环管烟气热损失的计算方法见式（3）：

这颗卫星由3D打印机打印制作，仅64克，只比一个网球重一点，比一个核桃大一点。它被安装了8个传感器，用来收集及发送地球电离层数据。这颗卫星在美国航空航天局和教育机构IDoodle Learning组织的“Cubes in Space”比赛中，从来自57个国家的86000个参赛设计里脱颖而出，一举夺冠，于2017年6月22日，在瓦勒普斯岛发射升空。

进入再循环烟气体积

V

的计算公式见式（4）：

2011年版《新课标》中对评价的定义改变了以往课程评价以选拔为主要目的取向，制定了旨在促进学生发展的评价，体现了重“发展性”和“多元化”的特点。而基于标准的评价就是较为符合这样标准的一种新型评价制度。所谓基于标准评价，是指在学生生活和学习的情境里，通过对学生完成实际作业表现的观察，依靠教师的专业判断，对学生学业成就进行整体判断的教学评价方式。它可以呈现学生使用以前学习经验解决问题或完成一项任务的能力。

V

——排烟处烟气体积，单位为m

/m

。

排烟处烟气体积的计算公式见式（5）：

式中：

V

——排烟处干烟气体积，单位为m

/m

；

V

——排烟处水蒸气体积，单位为m

/m

。

式中：

——循环烟气比例（10%～15%），根据再循环系统设置确定；

排烟处干烟气体积和排烟处水蒸气体积的计算公式见式（6）、（7）：

提水泵站位于三交镇西700 m处，从新建水源大口井取水，设计提水流量60 m3/h，设计取水位612.4 m，出水池（2000 m3调蓄水池）设计水位710.1 m，地形扬程97.7 m，设计扬程100 m。装机1台30 kW水泵。提水泵站新设10/0.4 kV，容量50 kVA变压器。

式中：

α

——排烟处过量空气系数；

2）求解1）获得的方程组，若解满足椭圆参数条件，即式（6），则随机采样点对应同一个椭圆模型，否则返回1）；然后在设定的误差容许范围内，统计边缘点集合中满足该椭圆模型的边缘点个数，作为此参数对应的一致集；

——理论空气量，单位为m

/m

；

虽然我国当前地方政府债务风险整体可控，但是地方政府债务问题日益凸显。财政部公布数据显示，截至2017年12月底，全国地方政府债务余额164706亿元，而2016年底地方政府债务余额是153200亿元，同比增长7.5%，高于我国GDP的增长速度。政府债务规模在不断快速扩大，地方政府通过担保、挂账、欠款和违约等行为产生的大规模隐性债务难以进行统计、监测、评估和控制，吴盼文（2013）、牛霖琳等（2016）、张平（2017）等学者着重强调了隐性债务给区域金融带来的重大隐患。建立一个科学合理的政府债务统计、监测、分析的框架，防范债务迅速扩张的风险转移到区域金融体系是当务之急。

h

——最后一级冷凝受热面冷凝后烟气含湿量,单位为kg/kg（测试数据）。

再循环干烟气热损失

计算公式按式（15）：

理论空气量

的计算公式按式（9）：

V

容积的计算公式按式（10）：

理论水蒸气体积

的计算公式按式（12）：

式中：

M

——气体燃料中含水分，单位为g/m

。

再循环管出口干烟体积

V

计算公式按式（13）：

再循环管出口经冷凝后水蒸气体积

V

计算公式按式（14）：

式中：

V

——对应每立方米燃料的最后一级冷凝受热面出口烟气中水蒸气含量，单位为m

/m

；

、

、

、∑

mCH

——收到基燃料特性，单位为%（化验数据）。

由于1-4颈神经和枕下肌群与头痛、颈部疼痛、僵硬不适关系密切。而本研究小组采运的注射方法恰好覆盖了2-4颈神经和枕下肌群的大部分起止点。所以疗效较好。

式中：

Q

——天然气燃料的低位发热量，单位为kJ/m

；

1.4 统计学分析 运用SPSS 20.0统计学软件对数据进行统计学分析，计数资料数据以[例(%)]表示，组间比较采用χ2检验；计量资料数据以表示，组间比较采用t检验；P<0.05为差异有统计学意义。

随着时代的发展，无线网络通信技术的应用范围更加广泛，这也给无线网络环境的安全提出了更高的要求。当前无线网络通信中采用的安全技术主要包括WPKI技术和IBC技术两种。其中WPKI技术是在有线网络PKI基础上建立起来的，只对无线通信网络中的无线环境部分进行了改进，所以WPKI技术在无线网络通信环境中的应用局限性较大。而BIC则结合了无线网络通信技术的特点，是一项专门针对无线网络环境的安全技术。因此，未来无线网络通信安全技术的发展也必将以IBC技术为主。

c

——烟气再循环管出口测点处的干烟气平均比定压热容，单位为kJ/（m

·℃）；

烟气再循环燃烧器系统的布置形式见图1，可以看出，与常规燃天然气燃烧器锅炉相比，烟气再循环（FGR）燃烧系统通过从尾部受热面后的排烟处抽取烟气经过再循环管进入燃烧器与空气、天然气混合后进入炉膛，而抽取的这部分烟气在经过烟气再循环管的过程中通过散热，降低了烟气的温度。降低温度后的烟气中部分水蒸气经过散热冷凝后凝结成了水，所以经过再循环管后由燃烧器重新进入锅炉时，这部分烟气可以看作降低了温度的干烟气和经冷凝后剩余的部分经降温的水蒸气两个部分。

V

——排烟处的干烟气体积，单位为m

/m3；

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c

——排烟处的干烟气平均比定压热容，单位为kJ/（m

·℃）。

排烟处的干烟气平均比定压热容计算公式按式（16）：

式中：

c

、

c

、

c

、

c

——各组分气体热容，单位为kJ/（m

·℃）；

再循环烟气中未冷凝的部分水蒸气因冷却温度降低而损失的热量：

损失可以看作烟气再循环出口处的水蒸气被加热到排烟温度时这部分水蒸气吸收的热量，因此

损失按式（17）计算：

根据搜索筛选的18篇相关文献，笔者做了整理，对重点文献进行分析，以期为后续的研究提供借鉴参考之用，主要的文献分析如下列表，如表2。

式中：

c

——排烟处的水蒸气热容，单位为kJ/（m

·℃）；

c

——烟气再循环管出口测点处的水蒸气热容，单位为kJ/（m

·℃）；

t

——烟气再循环管出口测点处的烟气温度，单位为℃。

3 结束语

现有的锅炉热效率测试方法中未曾涉及由于烟气流经烟气再循环管产生的附加热损失的测试，本文的测试方法将流经烟气再循环管的附加热损失，分为烟气中干烟气附加热损失和烟气中水蒸气的热损失两个部分，在原有的锅炉热效率测试方法的基础上经过推导得出定量测试这部分热损失的计算公式。通过采用该测试计算方法从理论上完善了锅炉各项损失和热平衡的关系，更加真实地反映锅炉的热损失情况。同时在具体的测试工作中只需要在原有的测试方法的基础上在烟气再循环出口位置处（见图1）增加两个测量点，便可进行测定，因此该方法也具有实际的可操作性。

［1］姬海民，王电石敬恒，申冀康，周飞，等.基于FGR系统的新型低氮燃气燃烧器在燃气锅炉NOx排放中应用［J］.热力发电，2018，47（2）:104-107.

［2］NIU Y，LIU X，WANG S，et al.A numerical investigationof the effect of flue gas recirculation on the evolution of ultra-fine ash particles during pulverized coal char combustion［J］.Combustion&Flame，2017，184:1-10.

［3］国家质量监督检验检疫总局.GB/T 10180-2017工业锅炉热工性能试验规程［S］.2017.

［4］国家能源局.NB/T 47066-2018冷凝锅炉热工性能试验方法［S］.2018.