基于FGR系統的燃氣工業鍋爐附加熱損失的測定方法

0 煙氣再循環（FGR）低氮燃燒的應用情況

隨著經濟社會的發展，國家對環境保護要求日益嚴格，特別是在“雙碳”戰略目標背景下，為滿足新形勢下節能環保要求，在淘汰了燃煤工業鍋爐的基礎上，為降低NO

排放量，各地相繼要求使用單位對其在用的燃天然氣工業鍋爐進行低氮改造。其中應用最為廣泛的一種改造方式是直接更換低氮燃燒器，也就是煙氣再循環（FGR）燃燒器。煙氣再循環燃燒系統通過將鍋爐尾部低溫煙氣送入到助燃空氣中，與助燃空氣充分混合后參與燃燒，可以有效降低助燃空氣中氧氣的體積分數，從而降低混合初期燃燒劇烈程度及爐內燃燒溫度，最終達到降低爐內熱力型NO

生成的效果

，一般情況下送入鍋爐的煙氣再循環量為總煙氣量的10%～15%，NO

排放量降低60%左右

，使鍋爐滿足排放標準要求的同時保證燃燒器能夠穩定燃燒。經過低氮改造后，采用煙氣再循環（FGR）燃燒器系統的工業鍋爐，其燃燒器的總體布置形式與傳統的燃氣燃燒器存在一定的差異，因此也給其能效測試方法的應用工作提出了新的要求。

1 工業鍋爐熱效率的測定方法

工業鍋爐作為高耗能設備，其節能監督管理工作更是日益受到重視，而在現行的工業鍋爐能效測試工作中，測試機構主要依據GB/T 10180-2017《工業鍋爐熱工性能試驗規程》和NB/T 47066-2018《冷凝鍋爐熱工性能試驗方法》等對工業鍋爐進行熱效率測試。燃氣工業鍋爐通常采用反平衡的測試方法進行測試，該方法主要通過測取鍋爐最后一級受熱面后方的排煙位置處的煙氣溫度以及煙氣中含氧量等其它煙氣成分的濃度含量，通過計算鍋爐各項熱損失的方式來反算鍋爐的熱效率。鍋爐熱效率反平衡計算方法

見公式（1），其損失主要包括排煙熱損失q

、氣體不完全燃燒熱損失q

、固體不完全燃燒熱損失q

、散熱損失q

、灰渣物理熱損失q

等。

鍋爐熱效率（

η

）

通過對地處溫帶的長白山、海棠山和百花山自然保護區植物區系物種組成、地理成分及地區間植物區系相似性的系統研究，得出如下主要結論：

針對燃天然氣鍋爐，可以在此公式的基礎上對其進行簡化，由于以天然氣為燃料，實際使用過程中并不存在像燃煤、燃生物質等燃用固體的工業鍋爐存在的固體不完全燃燒熱損失q

和灰渣物理熱損失q

，所以q

和q

的值為0，熱效率計算公式按式（2）計算：

燃氣鍋爐熱效率（

η

）

在對鍋爐采用反平衡方法進行熱效率測試時，所依據的測試方法在編制時都未涉及煙氣再循環管的情況，各項熱損失中的散熱損失包括排煙熱損失q

和散熱損失q

也都未涉及煙氣流經再循環管帶來的這部分損失，因此，在測試時仍使用原有的方法計算各項熱損失顯然與實際情況并不符合，應該充分考慮燃燒器系統變化帶來的其他損失情況。

2 煙氣再循環（FGR）燃燒器鍋爐的附加熱損失

2.1 煙氣再循環（FGR）燃燒器鍋爐的附加熱損失分析

t

——排煙溫度，單位為℃；

對于選擇終止妊娠的HIV感染孕婦，應給予安全的人工終止妊娠服務，應盡早手術，以減少并發癥的發生。對于選擇繼續妊娠的孕婦，應給予優質的孕期保健、產后母乳喂養等問題的咨詢，并采取相應的干預措施。

同樣與常規燃天然氣燃燒器鍋爐相比煙氣流經煙氣再循環管后重新進入燃燒器與空氣、燃料混合再進入爐膛內部經加熱、換熱過程后以排煙處溫度狀態排出，在這個過程中存在因物質和熱量變化而產生的附加熱量損失。這個附加熱損失分記為q

可以看作抽出的這部分煙氣經煙氣循環管后由干煙氣溫度降低損失的熱量q

，和未冷凝的部分水蒸氣因冷卻溫度降低而損失的熱量q

。而現有的能效測試方法中并沒有涉及這部分熱損失計算，采用原有的測試計算方法不能真實反映鍋爐的熱損失情況，因此在對鍋爐進行熱效率計算時應該充分考慮這部分熱損失對鍋爐整體熱效率的影響。

2.2 煙氣再循環（FGR）燃燒器鍋爐的附加熱損失的測定方法

附加熱損失測定方法的確定過程中各項測試數據的采集位置可參見圖1煙氣再循環鍋爐及其測點圖，其中5～8為煙氣溫度和成分測點，11、12為與常規天然氣燃燒器鍋爐測試方法相比新增加的測點，其中11為最后一級冷凝受熱面冷凝后煙氣含濕量測點、12為煙氣再循環管出口測點處的煙氣溫度測點。附加熱損失測定方法的確定過程如下：

再循環管煙氣熱損失的計算方法見式（3）：

這顆衛星由3D打印機打印制作，僅64克，只比一個網球重一點，比一個核桃大一點。它被安裝了8個傳感器，用來收集及發送地球電離層數據。這顆衛星在美國航空航天局和教育機構IDoodle Learning組織的“Cubes in Space”比賽中，從來自57個國家的86000個參賽設計里脫穎而出，一舉奪冠，于2017年6月22日，在瓦勒普斯島發射升空。

進入再循環煙氣體積

V

的計算公式見式（4）：

2011年版《新課標》中對評價的定義改變了以往課程評價以選拔為主要目的取向，制定了旨在促進學生發展的評價，體現了重“發展性”和“多元化”的特點。而基于標準的評價就是較為符合這樣標準的一種新型評價制度。所謂基于標準評價，是指在學生生活和學習的情境里，通過對學生完成實際作業表現的觀察，依靠教師的專業判斷，對學生學業成就進行整體判斷的教學評價方式。它可以呈現學生使用以前學習經驗解決問題或完成一項任務的能力。

V

——排煙處煙氣體積，單位為m

/m

。

排煙處煙氣體積的計算公式見式（5）：

式中：

V

——排煙處干煙氣體積，單位為m

/m

；

V

——排煙處水蒸氣體積，單位為m

/m

。

式中：

——循環煙氣比例（10%～15%），根據再循環系統設置確定；

排煙處干煙氣體積和排煙處水蒸氣體積的計算公式見式（6）、（7）：

提水泵站位于三交鎮西700 m處，從新建水源大口井取水，設計提水流量60 m3/h，設計取水位612.4 m，出水池（2000 m3調蓄水池）設計水位710.1 m，地形揚程97.7 m，設計揚程100 m。裝機1臺30 kW水泵。提水泵站新設10/0.4 kV，容量50 kVA變壓器。

式中：

α

——排煙處過量空氣系數；

2）求解1）獲得的方程組，若解滿足橢圓參數條件，即式（6），則隨機采樣點對應同一個橢圓模型，否則返回1）；然后在設定的誤差容許范圍內，統計邊緣點集合中滿足該橢圓模型的邊緣點個數，作為此參數對應的一致集；

——理論空氣量，單位為m

/m

；

雖然我國當前地方政府債務風險整體可控，但是地方政府債務問題日益凸顯。財政部公布數據顯示，截至2017年12月底，全國地方政府債務余額164706億元，而2016年底地方政府債務余額是153200億元，同比增長7.5%，高于我國GDP的增長速度。政府債務規模在不斷快速擴大，地方政府通過擔保、掛賬、欠款和違約等行為產生的大規模隱性債務難以進行統計、監測、評估和控制，吳盼文（2013）、牛霖琳等（2016）、張平（2017）等學者著重強調了隱性債務給區域金融帶來的重大隱患。建立一個科學合理的政府債務統計、監測、分析的框架，防范債務迅速擴張的風險轉移到區域金融體系是當務之急。

h

——最后一級冷凝受熱面冷凝后煙氣含濕量,單位為kg/kg（測試數據）。

再循環干煙氣熱損失

計算公式按式（15）：

理論空氣量

的計算公式按式（9）：

V

容積的計算公式按式（10）：

理論水蒸氣體積

的計算公式按式（12）：

式中：

M

——氣體燃料中含水分，單位為g/m

。

再循環管出口干煙體積

V

計算公式按式（13）：

再循環管出口經冷凝后水蒸氣體積

V

計算公式按式（14）：

式中：

V

——對應每立方米燃料的最后一級冷凝受熱面出口煙氣中水蒸氣含量，單位為m

/m

；

、

、

、∑

mCH

——收到基燃料特性，單位為%（化驗數據）。

由于1-4頸神經和枕下肌群與頭痛、頸部疼痛、僵硬不適關系密切。而本研究小組采運的注射方法恰好覆蓋了2-4頸神經和枕下肌群的大部分起止點。所以療效較好。

式中：

Q

——天然氣燃料的低位發熱量，單位為kJ/m

；

1.4 統計學分析 運用SPSS 20.0統計學軟件對數據進行統計學分析，計數資料數據以[例(%)]表示，組間比較采用χ2檢驗；計量資料數據以表示，組間比較采用t檢驗；P<0.05為差異有統計學意義。

隨著時代的發展，無線網絡通信技術的應用范圍更加廣泛，這也給無線網絡環境的安全提出了更高的要求。當前無線網絡通信中采用的安全技術主要包括WPKI技術和IBC技術兩種。其中WPKI技術是在有線網絡PKI基礎上建立起來的，只對無線通信網絡中的無線環境部分進行了改進，所以WPKI技術在無線網絡通信環境中的應用局限性較大。而BIC則結合了無線網絡通信技術的特點，是一項專門針對無線網絡環境的安全技術。因此，未來無線網絡通信安全技術的發展也必將以IBC技術為主。

c

——煙氣再循環管出口測點處的干煙氣平均比定壓熱容，單位為kJ/（m

·℃）；

煙氣再循環燃燒器系統的布置形式見圖1，可以看出，與常規燃天然氣燃燒器鍋爐相比，煙氣再循環（FGR）燃燒系統通過從尾部受熱面后的排煙處抽取煙氣經過再循環管進入燃燒器與空氣、天然氣混合后進入爐膛，而抽取的這部分煙氣在經過煙氣再循環管的過程中通過散熱，降低了煙氣的溫度。降低溫度后的煙氣中部分水蒸氣經過散熱冷凝后凝結成了水，所以經過再循環管后由燃燒器重新進入鍋爐時，這部分煙氣可以看作降低了溫度的干煙氣和經冷凝后剩余的部分經降溫的水蒸氣兩個部分。

V

——排煙處的干煙氣體積，單位為m

/m3；

隨著中國經濟新舊動能轉化，數字經濟成為帶動經濟增長的核心動力，數字經濟規模加速增長。越來越多的中國企業正在積極擁抱數字化，加速轉型升級，重塑競爭優勢。自2017年首次向中國市場推出ABB AbilityTM，ABB已為油氣石化、汽車、機械、鋼鐵、交通等行業的數十家企業提供了行業領先的數字化解決方案，支持用戶實現安全、高效的數據集成和分析，為用戶提高績效和生產效率提供深度洞見。

c

——排煙處的干煙氣平均比定壓熱容，單位為kJ/（m

·℃）。

排煙處的干煙氣平均比定壓熱容計算公式按式（16）：

式中：

c

、

c

、

c

、

c

——各組分氣體熱容，單位為kJ/（m

·℃）；

再循環煙氣中未冷凝的部分水蒸氣因冷卻溫度降低而損失的熱量：

損失可以看作煙氣再循環出口處的水蒸氣被加熱到排煙溫度時這部分水蒸氣吸收的熱量，因此

損失按式（17）計算：

根據搜索篩選的18篇相關文獻，筆者做了整理，對重點文獻進行分析，以期為后續的研究提供借鑒參考之用，主要的文獻分析如下列表，如表2。

式中：

c

——排煙處的水蒸氣熱容，單位為kJ/（m

·℃）；

c

——煙氣再循環管出口測點處的水蒸氣熱容，單位為kJ/（m

·℃）；

t

——煙氣再循環管出口測點處的煙氣溫度，單位為℃。

3 結束語

現有的鍋爐熱效率測試方法中未曾涉及由于煙氣流經煙氣再循環管產生的附加熱損失的測試，本文的測試方法將流經煙氣再循環管的附加熱損失，分為煙氣中干煙氣附加熱損失和煙氣中水蒸氣的熱損失兩個部分，在原有的鍋爐熱效率測試方法的基礎上經過推導得出定量測試這部分熱損失的計算公式。通過采用該測試計算方法從理論上完善了鍋爐各項損失和熱平衡的關系，更加真實地反映鍋爐的熱損失情況。同時在具體的測試工作中只需要在原有的測試方法的基礎上在煙氣再循環出口位置處（見圖1）增加兩個測量點，便可進行測定，因此該方法也具有實際的可操作性。

［1］姬海民，王電石敬恒，申冀康，周飛，等.基于FGR系統的新型低氮燃氣燃燒器在燃氣鍋爐NOx排放中應用［J］.熱力發電，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］國家質量監督檢驗檢疫總局.GB/T 10180-2017工業鍋爐熱工性能試驗規程［S］.2017.

［4］國家能源局.NB/T 47066-2018冷凝鍋爐熱工性能試驗方法［S］.2018.