GB/T 10184 2015年版与1988年版锅炉效率测试分析比较

王爱英， 陈连军， 刘铭媛

(国电科学技术研究院， 南京 210023)

锅炉效率是衡量锅炉运行经济性的重要指标[1]。中华人民共和国机械电子工业部1988年批准的GB/T 10184—1988 《电站锅炉性能试验规程》是测试锅炉效率的依据，因为该标准符合工程实际应用，且简单易操作，被广泛应用。但是随着锅炉容量不断增大，且结构愈加复杂，为适应锅炉技术的发展，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会2015年发布了GB/T 10184—2015，代替了1988年版，并于2016年7月1日开始实施。笔者在不考虑添加脱硫剂的前提下指出2015年版和1988年版的标准主要区别，为大家使用2015年版测试锅炉性能提供参考。

1 2015年版和1988年版的标准主要区别

2015年版删除了1988年版中误差分析的有关内容，并且在适用范围、试验方法、计算方法方面均有差异。

1.1 适用范围

1988年版的标准适用于蒸发量不低于35 t/h、蒸汽出口压力高于2.45 MPa或蒸汽出口温度超过400 ℃的蒸汽锅炉，不适用于核电站蒸汽发生器。2015年版的标准提高了锅炉适用的参数，即蒸汽流量不低于35 t/h，蒸汽压力不低于3.8 MPa，蒸汽温度不低于440 ℃的燃用煤、油、气(主要指天然气)和生物质燃料的电站锅炉，同时增加了余热锅炉、垃圾焚烧锅炉为不适用锅炉。由此可见， 2015年版缩小了性能试验的适用范围，使其更具针对性。

1.2 试验方法

2015年版的标准要求锅炉试验前，机组应连续正常运行3 d以上，测量前锅炉在试验负荷及试验条件下稳定运行应不少于2 h，较1988年版的标准要求的机组应连续正常运行3 d以上，正式试验前的12 h中前9 h机组运行负荷应不低于试验负荷的75%，后3 h应维持预定的试验负荷更易于实现。2015年版的标准对参数测量和样品取样时间间隔进行了部分调整，添加了对大修前后等常规试验持续时间的要求：不小于2 h。需要指出的是， 2015年版的标准要求对于直吹式制粉系统的煤粉取样应在一次风管垂直管道上等速取样。

1.3 计算方法

1.3.1 锅炉效率

1988年版的标准中锅炉效率为毛效率，即锅炉热效率，为输出热量与输入热量(Qr)的百分比；2015年版的标准中除锅炉热效率外，还引入了燃料效率，标准中称为锅炉效率(输出热量与输入锅炉系统边界燃料低位发热量(Qnet,ar)的百分比)。

(1) 1988年版的标准：

(1)

(2) 2015年版的标准：

(2)

由式(1)、式(2)可知：2015年版的标准锅炉效率未计入外来输入热量对输出热量的效用程度[2]，若用此效率计算全厂热力性能指标会造成计算结果优于实际结果[3]。因此，对全厂性能综合评价时建议选用锅炉热效率。

1.3.2 系统边界和基准温度

1988年版的标准将送风机入口定义为锅炉机组热平衡系统入口边界，送风机入口处空气温度为试验基准温度；而2015年版的标准将空气预热器入口定义为系统入口边界，把送风机、一次风机划到系统边界之外，并把计算基准温度统一为25 ℃。计算基准温度的统一使不同锅炉效率之间的对比有了意义。

1.3.3 输入热量

表1为2015年版和1988年版的标准中输入热量的区别。

表1 2015年版的标准和1988年版的标准输入热量区别

1988年版的标准中基准温度为系统边界入口温度，因此进入系统边界的空气所携带热量为零。同时，暖风器属系统内设备，因此存在外来热源加热空气带入的热量。由于2015年版的标准中系统边界和基准温度的变更，去掉了外来热源加热空气带入热量，增加了进入系统边界空气携带热量。此外， 2015年版的标准还增加了系统内辅助设备带入的热量和脱硝装置进出口烟气热量增量两项在1988年版的标准中被忽略的热量。需要指出的是，由于两个标准基准温度不同，燃料物理显热和燃油雾化蒸汽带入的热量不同。为了与2015年版的标准中对基准温度相对应，在对煤的热值进行化验时也需以25 ℃为基准。

1.3.4 热损失

表2为2015年版和1988年版的标准中热损失区别(Q2为排烟热量；Q3为气体未完全燃烧热量；Q4为固体未完全燃烧热量；Q5为散热量；Q6为灰渣物理显热；Qoth为其他热量)。

表2 2015年版的标准和1988年版的标准热损失区别

相比1988年版的标准是以系统输入热量作为分母计算热损失， 2015年版的标准中热损失是以收到基低位发热量作为分母进行计算。因为基准温度不同，排烟热损失和灰渣物理显热损失应不同。1988年版的标准中固体未完全燃烧热损失为灰渣可燃物造成的热损失和中速磨煤机排除石子煤的热损失之和。而2015年版的标准中固体未完全燃烧热损失为灰渣可燃物含量造成的热损失，石子煤带走的热损失和1988年版的标准中未考虑的冷却水带走的热损失被归类为其他热损失，但新增热损失项对最终结果无显著影响。

2015年版还提到了高温脱硝装置对锅炉效率的影响，共分四方面，但考虑到操作性，进行了简化。

1.3.5 修正项目

表3为2015年版和1988年版的标准中修正项区别。

锅炉效率试验时，应尽量使试验工况接近设计工况，若试验条件偏离设计或保证值，应对偏离项进行修正，将试验结果换算成设计或保证条件下的结果，使锅炉效率值具备可比性[4]。2015年版和1988年版中的主要修正项皆为进风温度和给水温度，进风温度对输入热量和排烟温度进行修正，给水温度对排烟温度进行修正，但在1988年版中给水温度偏离设计值小于10 K时可不对该项进行修正。另外，1988年版中燃料特性偏离设计值时仅对排烟热损失进行修正，而2015年版中需对所有热损失进行修正。同时， 2015年版中增加了空气水分对热损失的修正。新增修正项增加了计算量的同时，也增加了最终结果的精度。

2 计算结果分析

国内某电厂一台1 000 MW锅炉，主要测试原始数据为：环境温度27.1 ℃，大气压力100.78 kPa，相对湿度21.8%，炉渣含碳质量分数0.43%，飞灰含碳质量分数0.49%，排烟温度123.69 ℃，排烟含氧体积分数3.48%。根据2015年版和1988年版分别进行计算，结果见表4。

表4 锅炉热效率计算结果比较 %

依据1988年版，在本计算实例中环境温度为27.1 ℃，不存在燃料解冻用热量，同时燃料温度与基准温度一致，故燃料物理显热为0；此外，本实例中不存在外来热源加热空气带入热量和燃油雾化蒸汽带入热量。因此，依据1988年版外来热量为0，系统输入热量即燃料低位发热量，各项热损失计算式分母与2015年版相同。由于系统基准温度不同，依据两版分别计算得到的排烟热损失和灰渣物理显热损失区别有所体现(2015年版为4.58%和0.1%、1988年版为4.46%和0.09%)，其他热损失差异不明显。

随后依据2015年版，排烟温度由123.69 ℃经过设计进风温度和设计给水温度修正为120.51 ℃，而基准温度均为25 ℃，故修正后排烟热损失降低0.14%。而依据1988年版，实测给水温度299 ℃与设计给水温度302 ℃仅相差3 K，可不进行相关修正，排烟温度由123.69 ℃经过设计进风温度修正至118.66 ℃，但基准温度由设计大气温度20 ℃代替实测大气温度27.1 ℃，因此修正后排烟热损失反而增加0.06%。

同时，2015年版由于使用设计燃料特性对其余各热损失项进行修正，使得固体未完全燃烧热损失和灰渣物理显热损失由0.1%分别增加至0.25%和0.23%。而1988年版无需使用设计燃料特性对其他热损失项进行修正，故无明显差异。

由表4显示：根据2015年版计算得到锅炉热效率为94.76%，较根据1988年版得到的锅炉热效率(94.97%)低0.21百分点。

3 结语

笔者分析了在不考虑添加脱硫剂的前提下依据2015年版GB/T 10184和1988年版进行锅炉效率试验的主要区别，得出结论如下：

(1) 2015年版统一计算基准温度为25 ℃，这使不同机组锅炉效率之间的对比有了意义，较1988年版更具可比性。

(2) 2015年版对输入热量、热损失项和修正项的考虑更全面，测试项目也更多，因此精度也

更高，是对1988年版测试方法的全面提升。

参考文献：

[1] 吕太, 于海洋. GB 10184—88和ASME PTC4.1标准对不同容量锅炉效率计算的对比分析[J]. 东北电力大学学报, 2014, 34(2): 7-10.

[2] 王艳红, 李勇. 基于GB 10184—88的ASME PTC4—1998煤粉锅炉热效率的简化算法[J]. 锅炉技术, 2013, 44(3): 9-14, 31.

[3] 余叶宁. 锅炉性能测试ASME PTC4.1与PTC4的应用比较[J]. 科技创新与应用, 2012(22): 8-9.

[4] 李勇, 韩为, 王艳红. 基于GB 10184—88标准的锅炉热效率修正方法分析及比较[J]. 中国电力, 2014, 47(3): 48-54.