[發明專利]一種冷凝式燃氣鍋爐的熱效率實時監測系統及監測方法

無效

• 申請號: 201310042280.8
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103149043A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 張擁軍;章偉良;邵長嶺;袁根洪
• 申請（專利權）人: 浙江中煙工業有限責任公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及鍋爐熱效率熱工測試，尤其涉及冷凝式燃氣鍋爐熱效率的實時監測，其屬于鍋爐技術領域。

背景技術

鍋爐的熱效率是指燃料送入的熱量中有效熱量所占的百分數。它是鍋爐的重要技術經濟指標，鍋爐熱效率的高低將直接影響鍋爐的運行成本，也反映了企業熱能動力設備的能源消耗水平。

上世紀80年代歐美國家開始研究冷凝式節能器技術在鍋爐上的應用，國內也就在近幾年才開始研究應用。一般常規鍋爐可直接通過正平衡法和反平衡法來測試、計算得出鍋爐的熱效率。而冷凝式鍋爐是在常規鍋爐尾部煙道上加裝了一個冷凝式節能器，吸收鍋爐排放的煙氣中水蒸汽所含的汽化潛熱(一般常規節能器只利用煙氣的余熱)，尤其對于燃氣鍋爐煙氣中水蒸汽的含量非常高，其汽化潛熱的吸收利用對鍋爐熱效率的提高非常明顯。通常是采用低溫水來吸收該汽化潛熱，吸收后進除氧器。因此，在計算冷凝式鍋爐熱效率時的有效熱量中應該加上這部分所吸收的汽化潛熱。按低位發熱量計算，冷凝式燃氣鍋爐熱效率可達到或超過100％以上(理論上可達110％)。

在當前節能減排的國家政策下，積極推廣冷凝式燃氣鍋爐，提高鍋爐熱效率，并保持鍋爐高效運行，降低能源成本，減少污染物排放，實現冷凝式燃氣鍋爐的實時監測尤為重要。通過實時監測，及時了解鍋爐運行的熱效率，及時調整運行工況，保證鍋爐高效率運行。

目前，鍋爐熱效率實時監測大多是針對傳統燃煤鍋爐設計的，也有對常規燃油(氣)鍋爐的監測，而針對冷凝式鍋爐熱效率測試的，只有申請號為200410026206.8的發明專利公開了燃油冷凝式鍋爐反平衡熱效率測量方法，該發明則是提供了一種燃油冷凝式鍋爐反平衡熱效率的測量方法，該測量方法基于燃料的高位發熱值，從質量和能量守恒的角度建立了燃油冷凝式鍋爐熱效率的反平衡計算測量方法。該發明只是一種計算測量方法，既不是針對燃氣冷凝式鍋爐，也沒有實現實時監測。

發明內容

本發明所述的冷凝式燃氣鍋爐熱效率實時監測，可以實現在用冷凝式燃氣鍋爐熱效率的實時監測，及時了解鍋爐運行動態熱效率，及時調整鍋爐運行工況，確保鍋爐高效穩定運行，降低能源浪費。

一種冷凝式燃氣鍋爐的熱效率實時監測系統，所述冷凝式燃氣鍋爐帶有冷凝式節能器，其特征在于，所述熱效率實時監測系統包括信號采集系統，以及用于接收來自所述信號采集系統的信號，并進行熱效率計算和顯示的PLC控制柜；

所述信號采集系統包括：

安裝在冷凝式燃氣鍋爐的主蒸汽管道上的鍋爐蒸汽流量計；

安裝在天然氣輸送管道上的天然氣流量計；

安裝在冷凝式節能器的進水管道上的進水流量計和進水溫度傳感器；

安裝在冷凝式節能器的出水管道上的出水溫度傳感器。

該監測系統中鍋爐蒸汽流量計用于采集冷凝式燃氣鍋爐的蒸發量，天然氣流量計采集進入冷凝式燃氣鍋爐的燃氣量，進水溫度傳感器和出水溫度傳感器用于采集冷凝式節能器的進水或出水溫度，進水流量計用于采集冷凝式節能器的進水量，所述PLC控制柜接收上述各流量計或傳感器的信息，并進行數據處理和計算，并顯示冷凝式燃氣鍋爐實時運行的各類參數和計算得到的熱效率數據。

為實時監測進入冷凝式燃氣鍋爐的水量和水溫，作為優選，所述信號采集系統還包括：安裝在所述冷凝式燃氣鍋爐的給水管道上的給水流量計和溫度傳感器。

冷凝式燃氣鍋爐熱效率正平衡計算是燃料送入的熱量中有效熱量所占的百分數，而反平衡計算則是總能量減去鍋爐的各項熱損失，這些熱損失的計算需要依據冷凝式燃氣鍋爐現場的情況、還與鍋爐排放的煙氣溫度、煙氣的成分等因素有關。

因此，作為優選，所述信號采集系統還包括設置在所述冷凝式燃氣鍋爐所處環境下的現場溫度傳感器，采集鍋爐房現場的環境溫度。

所述信號采集系統還包括安裝在所述冷凝式節能器后面的煙道上的煙氣溫度傳感器，用來采集排放的煙氣溫度。

所述信號采集系統還包括煙氣在線分析儀，所述煙氣在線分析儀的探頭處在所述的連接煙道上。用來準確采集排放煙氣的成分，如O₂、CO、RO₂等，并精確分析各成分的含量，通過燃氣量、煙氣成分含量、排煙溫度和環境溫度等即可計算得出排煙熱損失。