1、概述

　　目前國(guó)內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐性能考核主要采用兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)是按ASME-PTC42008性能試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，另一個(gè)是按GB10184結(jié)合DL/T964-2005進(jìn)行考核[1]｡由于考核標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一，再加上約定的邊界條件不同，導(dǎo)致效率指標(biāo)參考性較差，甚至出現(xiàn)對(duì)同一臺(tái)機(jī)組按不同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考核時(shí)，其效率值相差高達(dá)1%以上，對(duì)電廠的經(jīng)濟(jì)性分析極其不利｡

　　2、幾點(diǎn)說明

　　為了便于分析，先對(duì)以下幾個(gè)問題進(jìn)行說明：

　　2.1正平衡法及反平衡法

　　效率考核主要有正平衡法和反平衡法兩種[1],由于正平衡法誤差較大，且不利于對(duì)影響鍋爐效率的因素進(jìn)行分析，因此目前行業(yè)內(nèi)普遍采用反平衡法，即：鍋爐熱效率=（1-各項(xiàng)損失之和/輸入量）×100%｡

　　本文所有分析均基于反平衡法進(jìn)行的｡

　　2.2凈效率與毛效率

　　凈效率是指將鍋爐燃料的放熱作為唯一熱輸入，將其他熱量（如燃料顯熱､霧化介質(zhì)熱量等）作為整個(gè)能量循環(huán)的中間過程的一種效率算法[2-5]｡毛效率是將包括燃料放熱､燃料顯熱､空氣顯熱及其他進(jìn)入鍋爐的熱量均計(jì)入鍋爐熱輸入的一種算法｡

　　采用燃料效率非常有利于計(jì)算電廠的煤耗，即燃料輸入熱乘以鍋爐效率即為熱輸出，非常直觀簡(jiǎn)潔，因此本文以凈效率為基準(zhǔn)進(jìn)行分析｡

　　2.3高位熱效率與低位熱效率

　　ASME標(biāo)準(zhǔn)采用高位熱效率進(jìn)行考核，即計(jì)算燃料輸入熱是含汽化潛熱的[3]｡而我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)則采用燃料的低位熱效率進(jìn)行考核｡眾所周知，由于鍋爐的排煙溫度通常高于水露點(diǎn)溫度，燃料中的汽化潛熱在現(xiàn)階段的電站鍋爐中是無(wú)法利用的，因此采用低位熱效率更加直觀便捷，更有利于經(jīng)濟(jì)性分析，在我國(guó)即使采用ASME標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考核，也要折算到低位熱效率，這對(duì)鍋爐的經(jīng)濟(jì)性核算影響不大｡

　　2.4其他

　　由于ASME與國(guó)標(biāo)性能考核試驗(yàn)的理念基本相同，多數(shù)計(jì)算方法是相通的，因此本文不再對(duì)效率考核計(jì)算方法一一進(jìn)行羅列，僅對(duì)二者的主要不同點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，特此說明｡

　　3、由于考核標(biāo)準(zhǔn)引起的CFB熱效率的偏差

　　與煤粉鍋爐不同，流化床鍋爐的一､二次風(fēng)機(jī)的壓頭較高，導(dǎo)致進(jìn)入鍋爐的冷風(fēng)溫度要遠(yuǎn)高于環(huán)境溫度，以150MW等級(jí)流化床鍋爐為例，通常一次風(fēng)機(jī)溫升高達(dá)20℃，二次風(fēng)機(jī)溫升約15℃左右，這一點(diǎn)與煤粉鍋爐是不同的，對(duì)于風(fēng)機(jī)溫升問題，采用兩種標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出的效率損失就相差非常大了｡這就主要反映在了Q2損失項(xiàng)了，即鍋爐排煙熱損失｡

　　排煙熱損失就是由燃燒產(chǎn)生的煙氣帶走的熱量損失[4],根據(jù)ASMEPTC42008規(guī)定，排煙損失為鍋爐排煙溫度對(duì)應(yīng)的煙氣焓減去空氣預(yù)熱器入口冷風(fēng)溫度對(duì)應(yīng)的煙氣焓而得到Q2損失｡根據(jù)我國(guó)GB10184和DL/T964-2005規(guī)定，排煙損失則采用鍋爐排煙溫度對(duì)應(yīng)的煙氣焓減去環(huán)境溫度煙氣焓｡

　　例如當(dāng)環(huán)境溫度為20℃，空預(yù)器入口冷風(fēng)溫度為35℃，排煙溫度為130℃的條件，按ASME標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算排煙損失為溫差為95℃所對(duì)應(yīng)的煙氣焓，而按國(guó)標(biāo)計(jì)算，則應(yīng)按溫差為110℃所對(duì)應(yīng)的排煙焓，二者相差15℃，效率相差接近1%左右｡

　　對(duì)于風(fēng)機(jī)引起的溫升的問題，國(guó)標(biāo)與ASME的理念是不同的，國(guó)標(biāo)把風(fēng)機(jī)溫升作為外熱源處理，即將其計(jì)入毛效率中的熱輸入項(xiàng)，相當(dāng)于增大了效率的分母｡而ASME把風(fēng)機(jī)溫升作為熱增益處理｡把該部分熱量直接從Q2損失項(xiàng)中扣除，相當(dāng)于減少了損失項(xiàng)中的分子｡

　　對(duì)于以上兩種考核方法，筆者認(rèn)為ASME方法更加科學(xué)，理由如下：

　　1）風(fēng)機(jī)溫升的能量來自于廠用電，而在整個(gè)電廠的能量平衡中，廠用電已經(jīng)作為損失項(xiàng)剔除了，風(fēng)機(jī)的熱增益相當(dāng)于從廠用電這個(gè)損失項(xiàng)中撿回來的熱量，由于燃料效率算法中輸入熱僅考慮燃料放熱，因此將撿回來這部分熱量抵扣部分煙氣損失是合理的，整個(gè)電廠的能量平衡是閉環(huán)的｡

　　2）對(duì)于國(guó)標(biāo)將這部分熱量作為輸入熱考慮的方法實(shí)際上與凈效率的算法不符，在實(shí)際考核中通常采用忽略此部分影響的處理方式，即在廠用電中將風(fēng)機(jī)的能耗扣除后，其中轉(zhuǎn)化為熱能回送回鍋爐的這部分熱量是忽略的，從能量平衡角度來說該算法存在一定的漏洞｡

　　3）排煙損失的大小是鍋爐對(duì)煙氣的冷卻能力一個(gè)重要標(biāo)志，排煙溫度的理論極限值只能是空預(yù)器入口冷風(fēng)溫度，而不是環(huán)境溫度，從這點(diǎn)考慮，ASME計(jì)算方法更具參考性｡

　　4、排渣溫度選取的影響

　　流化床鍋爐的底渣比率要遠(yuǎn)高于煤粉鍋爐的10——15%,通常在50%左右，而國(guó)內(nèi)流化床鍋爐以低熱值高灰分燃料為主，底渣顯熱損失所占的權(quán)重更大｡底渣損失的計(jì)算方法與采用的冷渣器型式有很大關(guān)系，目前冷渣器主要有風(fēng)冷型､水冷型和風(fēng)水聯(lián)合冷卻型三種，國(guó)內(nèi)大型流化床鍋爐主要采用水冷滾筒冷渣器，下面以水冷滾筒冷渣器為例進(jìn)行分析｡

　　國(guó)內(nèi)大型流化床鍋爐招投標(biāo)及鍋爐技術(shù)協(xié)議中規(guī)定的Q6損失的考核方式主要有以下兩種：

　　1）采用爐膛排渣溫度進(jìn)行計(jì)算｡該算法是將性能考核界限點(diǎn)定義在冷渣器入口，即將冷渣器部分隔離在系統(tǒng)外｡

　　2）采用冷渣器出口排渣溫度進(jìn)行計(jì)算｡該算法是將性能考核界限點(diǎn)定義在冷渣器出口，即將冷渣器劃分在系統(tǒng)內(nèi)｡

　　由于約定的邊界條件不同，導(dǎo)致性能考核效率值相差非常大，當(dāng)然該值與燃料灰分､脫硫產(chǎn)物及燃料熱值有很大關(guān)系，折算灰分越高，影響越大，以某300MW矸石燃料流化床鍋爐為例，燃料是低位熱值3150Kcal/kg､灰分46%的矸石，其底渣量高達(dá)67t/h,若按冷渣器出口渣溫（150℃）計(jì)算排渣損失，其Q6損失僅為0.24%,若以爐膛排渣溫度（890℃）計(jì)算，其Q6損失則高達(dá)2.14%由于兩種算法引起的效率差值接近2%｡

　　至于采用哪種方法更合理，我們首先看一下冷渣器冷卻水系統(tǒng)，通常冷卻水主要取自鍋爐冷凝水，冷卻水流經(jīng)冷渣器后返回到汽輪機(jī)低加系統(tǒng)｡由于冷渣器回收的熱量沒有直接回送到鍋爐，即沒有被鍋爐系統(tǒng)利用，對(duì)過熱系統(tǒng)及再熱系統(tǒng)沒有貢獻(xiàn)，不能直接降低鍋爐煤耗，因此采用鍋爐排渣溫度計(jì)算效率是合理的｡

　　之所以有將冷渣器劃在鍋爐熱力系統(tǒng)之內(nèi)的做法，是將冷渣器送入到汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)的熱量作為熱輸出考慮的，即鍋爐熱輸出包括過熱蒸汽，再熱蒸汽（如有）與冷渣器回送熱量三部分｡該算法從某些方面來說是合理的，但卻不利于全廠的能量平衡計(jì)算，因?yàn)樵摲桨赋藢⒉糠譄崃炕厮偷较到y(tǒng)同時(shí)，還對(duì)循環(huán)效率產(chǎn)生了一定的影響，會(huì)使整個(gè)電廠的能量平衡計(jì)算變得非常復(fù)雜，因此不建議采用｡

　　除以上兩種情況外，還存在以下幾種特殊情況：

　　1）將冷渣器熱量作為供熱或工業(yè)用氣等｡對(duì)于該種情況，底渣熱量雖然沒有對(duì)一､二次汽產(chǎn)生貢獻(xiàn)，但該熱量的確沒有損失掉，筆者認(rèn)為比較合理的算法還是將其作為全廠的熱增益考慮，即先算損失，然后再算收益的方法更合理｡

　　2）風(fēng)冷冷渣器和風(fēng)水冷冷渣｡器由于風(fēng)冷部分回收的熱量是直接回送到爐膛的，因此所有算法均將風(fēng)冷冷渣器或風(fēng)水聯(lián)合冷渣器中風(fēng)回收的熱量計(jì)入鍋爐效率，該算法目前沒有爭(zhēng)議｡

　　5、結(jié)論

　　由于采用標(biāo)準(zhǔn)不同及考核條件不統(tǒng)一，目前國(guó)內(nèi)各個(gè)項(xiàng)目的流化床鍋爐效率考核值無(wú)法直接比對(duì)，不利于經(jīng)濟(jì)性分析，對(duì)于本文談到的兩個(gè)問題，筆者更加傾向ASME標(biāo)準(zhǔn)方法結(jié)合爐膛排渣溫度計(jì)算Q6的方法進(jìn)行性能考核｡