[发明专利]一种冷凝式燃气锅炉的热效率实时监测系统及监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及锅炉热效率热工测试，尤其涉及冷凝式燃气锅炉热效率的实时监测，其属于锅炉技术领域。

背景技术

锅炉的热效率是指燃料送入的热量中有效热量所占的百分数。它是锅炉的重要技术经济指标，锅炉热效率的高低将直接影响锅炉的运行成本，也反映了企业热能动力设备的能源消耗水平。

上世纪80年代欧美国家开始研究冷凝式节能器技术在锅炉上的应用，国内也就在近几年才开始研究应用。一般常规锅炉可直接通过正平衡法和反平衡法来测试、计算得出锅炉的热效率。而冷凝式锅炉是在常规锅炉尾部烟道上加装了一个冷凝式节能器，吸收锅炉排放的烟气中水蒸汽所含的汽化潜热(一般常规节能器只利用烟气的余热)，尤其对于燃气锅炉烟气中水蒸汽的含量非常高，其汽化潜热的吸收利用对锅炉热效率的提高非常明显。通常是采用低温水来吸收该汽化潜热，吸收后进除氧器。因此，在计算冷凝式锅炉热效率时的有效热量中应该加上这部分所吸收的汽化潜热。按低位发热量计算，冷凝式燃气锅炉热效率可达到或超过100％以上(理论上可达110％)。

在当前节能减排的国家政策下，积极推广冷凝式燃气锅炉，提高锅炉热效率，并保持锅炉高效运行，降低能源成本，减少污染物排放，实现冷凝式燃气锅炉的实时监测尤为重要。通过实时监测，及时了解锅炉运行的热效率，及时调整运行工况，保证锅炉高效率运行。

目前，锅炉热效率实时监测大多是针对传统燃煤锅炉设计的，也有对常规燃油(气)锅炉的监测，而针对冷凝式锅炉热效率测试的，只有申请号为200410026206.8的发明专利公开了燃油冷凝式锅炉反平衡热效率测量方法，该发明则是提供了一种燃油冷凝式锅炉反平衡热效率的测量方法，该测量方法基于燃料的高位发热值，从质量和能量守恒的角度建立了燃油冷凝式锅炉热效率的反平衡计算测量方法。该发明只是一种计算测量方法，既不是针对燃气冷凝式锅炉，也没有实现实时监测。

发明内容

本发明所述的冷凝式燃气锅炉热效率实时监测，可以实现在用冷凝式燃气锅炉热效率的实时监测，及时了解锅炉运行动态热效率，及时调整锅炉运行工况，确保锅炉高效稳定运行，降低能源浪费。

一种冷凝式燃气锅炉的热效率实时监测系统，所述冷凝式燃气锅炉带有冷凝式节能器，其特征在于，所述热效率实时监测系统包括信号采集系统，以及用于接收来自所述信号采集系统的信号，并进行热效率计算和显示的PLC控制柜；

所述信号采集系统包括：

安装在冷凝式燃气锅炉的主蒸汽管道上的锅炉蒸汽流量计；

安装在天然气输送管道上的天然气流量计；

安装在冷凝式节能器的进水管道上的进水流量计和进水温度传感器；

安装在冷凝式节能器的出水管道上的出水温度传感器。

该监测系统中锅炉蒸汽流量计用于采集冷凝式燃气锅炉的蒸发量，天然气流量计采集进入冷凝式燃气锅炉的燃气量，进水温度传感器和出水温度传感器用于采集冷凝式节能器的进水或出水温度，进水流量计用于采集冷凝式节能器的进水量，所述PLC控制柜接收上述各流量计或传感器的信息，并进行数据处理和计算，并显示冷凝式燃气锅炉实时运行的各类参数和计算得到的热效率数据。

为实时监测进入冷凝式燃气锅炉的水量和水温，作为优选，所述信号采集系统还包括：安装在所述冷凝式燃气锅炉的给水管道上的给水流量计和温度传感器。

冷凝式燃气锅炉热效率正平衡计算是燃料送入的热量中有效热量所占的百分数，而反平衡计算则是总能量减去锅炉的各项热损失，这些热损失的计算需要依据冷凝式燃气锅炉现场的情况、还与锅炉排放的烟气温度、烟气的成分等因素有关。

因此，作为优选，所述信号采集系统还包括设置在所述冷凝式燃气锅炉所处环境下的现场温度传感器，采集锅炉房现场的环境温度。

所述信号采集系统还包括安装在所述冷凝式节能器后面的烟道上的烟气温度传感器，用来采集排放的烟气温度。

所述信号采集系统还包括烟气在线分析仪，所述烟气在线分析仪的探头处在所述的连接烟道上。用来准确采集排放烟气的成分，如O₂、CO、RO₂等，并精确分析各成分的含量，通过燃气量、烟气成分含量、排烟温度和环境温度等即可计算得出排烟热损失。