試論工業鍋爐能效測試中的誤差分析與控制

沈健

摘 要：本文概述了能效測試的內涵，分析了工業鍋爐能效測試中的誤差，并對工業鍋爐能效測試現場控制進行了探討，以供參考。

關鍵詞：工業鍋爐；能效測試；誤差；控制

隨著近年來低碳環保的呼聲日益提高，人們對自身社會活動產生的碳排放量與低能耗、低污染及低排放的經濟模式越來越關注，該種模式是在繼人類農業與工業文明后的又一大進步，因此，基于低碳理念，低碳生活，低碳產品和服務等等已經在各個領域被應用。作為高能耗、高排放的鍋爐行業，推行低排放，節能的理念也就不容置疑了。

1 能效測試概述

我國曾于09年初頒布了《高耗能特種設備節能監督管理辦法》，該文件中明確規定：“對于高能耗特種設備的制造企業所生產的新產品必須進行能效測試”。如果未通過測試或者測試結果不達標，就不允許進行批量生產，“企業在試生產鍋爐、換熱壓力容器時就要進行能效測試 ”。如果通過能效測試或測試結果達到規定要求，就可以大量生產。在試制鍋爐產品及換熱壓力容器時進行能效測試可以確保精確的能效測試結果，這樣不僅可以為測試評價機構提供鍋爐能效狀況的依據，還能提供比較有價值的意見給相關企業進行產品改造。

2 工業鍋爐能效測試中的誤差

2.1 運行工況的穩定性

對于燃料品質、鍋爐輸出以及蒸汽鍋爐壓力和過熱蒸汽溫度這些在標準運行過程中不能夠出現有波動的情況，也不應在允許范圍以內，在實際的測試過程中會因為各種原因引起波動，而且除了已經提到這些因素外，還有其他參數的波動也會對試驗結果造成影響。比如給水溫度，排煙溫度，鍋筒水位，送風量等等。

2.2 測點的布置

由于在進行能效測試時，測點的布置會因復雜多變的測試現場環境影響而很難達到預先的設定。比如就正常來講，對流量計的安裝應該在其前后都有直管段，但是受限于鍋爐房間的大小，其用量很難得以滿足。另外，又比如對排煙溫度測點的開設應該在鍋爐最后一級尾道口受熱面煙道口0.5m以內，然而在實際的測試現場滿足該條件的位置卻無法布置煙氣分析儀。

2.3 測試儀器引入誤差

引起測試儀器引入誤差的因素有很多，比如在能效測試中不恰當的對儀器進行選擇、安裝或使用以及對儀器自身的精度未定期進行校驗等，這些因素都會對測試結果造成直接的影響，所以為了使測試儀器能夠達到標準的要求，必須對其正確使用，在測試時要綜合考慮，努力降低所以儀器的總失誤率。

2.4 取樣誤差

在取樣鍋爐能效時，其主要包含有燃料和煤泄漏、爐渣和飛灰取樣、蒸汽以及鍋爐水的取樣。對于取樣來說最為重要的原則就是具有代表性。對測試結果容易造成誤差的因素通常都來源于取樣過程中方法的不確定性、隨機性及水平保持等。例如，在對工業鍋爐蒸汽進行取樣時就應該采用等速取樣的方法：因為在蒸汽管道中，不管是飽和蒸汽還是過熱蒸汽，都是雙流體，并且還有液體或固體存在于流體中。如果蒸汽流速快于取樣速度，那么受蒸汽中液體或固體慣性的影響，會從采樣口吸入，從而導致出現偏大的測試數據，反之就會偏小。

2.5 系統誤差

對于系統誤差而言，其含義主要是指在測量條件一定的情況下，針對同一被測尺寸進行反復多次測量，且保持誤差值與符號的大小不發生改變；或者可以直接概括為按照一定規律變化的誤差，所以也可以稱為規律誤差。本文所述誤差主要是由測試方法引入的誤差。

3 工業鍋爐能效測試現場控制

3.1 測試前的準備

（1）在進行測試之前要對鍋爐進行檢查，看其是否有跑氣、冒水、滴液或漏液的情況存在。

（2）在測試前還要對燃料進行檢查，看其是否為符合設計要求的燃料。首先要在測試前確認燃料，必須讓委托方使用設計燃料，并且要按相關章程對其進行取樣，通過實驗室分析確定是否與設計相符，如果不符合設計要求，就會影響到燃燒工況，以致于無法達到設計要求。此外，如果在定型測試中采用與設計不符的燃料，那么就會使整個測試過程無效，對大量人力、物力造成巨大的浪費。總而言之，不管是在測試前還是測試后，對于現場測試非常關鍵的一個環節就是檢查燃料是否符合設計要求。

（3）由于在進行能效測試中需要保持穩定的負荷，因此在測試前就應該同鍋爐使用單位進行協商，參照相關章程控制負荷的波動范圍，在較長時間的測試過程中使負荷能夠保證穩定，從而使測試的穩定性也得以保證。

3.2 測試過程控制

熱工況調整到穩定的一般順序是：首先，確定燃料的大概用量，調整它的單位時間消耗量。燃煤鍋爐主要通過調整爐排轉速和煤層厚度，燃油燃氣鍋爐可直接調整流量，但都需調整鼓引風使過量空氣系數在合格范圍內。其次，確定燃料消耗量后，通過調整用汽量和給水流量，使得水位和鍋筒壓力控制在測試要求范圍內。最后，查看給水流量能否滿足測試要求，如若不在范圍內，重新調整燃料消耗量，并重復以上步驟，最終使熱工況完全滿足測試的要求。如因鍋爐設計和現場原因，鍋爐的工況不能滿足要求，應及時作出判斷，并告之委托單位。測試期間安全閥不得起跳，鍋爐不得排污、不得吹灰、不得沖洗水位表。

4 結語

綜上所述，在鍋爐安裝監督檢驗中能效測試是一項必不可少的環節，對工業鍋爐的安裝及運行進行能效測試能夠起到保障鍋爐安裝質量的重要作用，但是，在實際測試中還是不可避免的會有誤差存在，因此，為了得到更高精度的測試結果，必須要所以檢驗人員堅持不懈，提高實際工作中的測試精度，對測試方法進行合理的選擇，操作必須規范，同時還要對各方面因素進行綜合考慮，只有這樣才能使測試誤差得以降低。

參考文獻

[1]王曉亮.工業鍋爐能效測試不確定度分析及軟件編制[D].南昌航空大學，2012.

（作者單位：溫州市特種設備檢測研究院）