[发明专利]一种燃气锅炉热效率的预测方法

说明书

本发明提供了一种燃气锅炉热效率的预测方法，属于锅炉技术领域，包括现场数据采集和模拟仿真：通过现场试验，采集数据，得到燃气锅炉多个不同低负荷下排烟温度、排烟组分，计算得到多个不同低负荷下的锅炉热效率。数值模拟仿真，对燃气锅炉进行不同低负荷下的数值模拟研究，建立初始模拟模型，仿真得到锅炉的排烟温度、排烟组分，进而计算得到不同低负荷下不同工况的燃气锅炉热效率。将数值模拟仿真结果与现场试验结果进行对比，对初始模拟模型进行修正，利用修正后数值模拟模型，预测燃气锅炉额定负荷运行下的热效率。使用该方法预测额定负荷下工业锅炉的热效率，节省人力物力，减少能源浪费。

技术领域

本发明涉及锅炉技术领域，更具体的，涉及一种燃气锅炉热效率的预测方法。

背景技术

目前，锅炉作为最普遍的热能供应和动力转换设备之一被广泛应用于大中小型企业。其主要功能是通过燃烧反应将燃料中的化学能转化为热能，再以蒸汽等介质将热能转化为电能或机械能，从而达到能源之间的有效转化。据不完全统计，我国现有十万余台不同种类的工业锅炉应用于电力、机械、冶金、化工等行业，各大行业中锅炉年耗标准煤3亿吨以上。

随着我国经济的飞速发展，资源与环境问题日趋尖锐，我国的现代化建设面临着严峻的挑战。长久以来的能源会议旨在降低能耗，降低污染物排放，提高效率。对于锅炉的运行使用，需要定期检验锅炉的情况，以判断锅炉的安全性能和运行效率是否达到要求。锅炉的定期检验一般由锅炉质检所进行，锅炉质监所检验锅炉效率是要得到满负荷(实际负荷达到额定负荷)下锅炉的效率，但在实际过程中，用户处所用的燃气锅炉一般都是在低负荷下运行而不能满负荷运行，如果满负荷(实际负荷达到额定负荷)运行锅炉进行检验会造成较大的能源浪费。同时，由于实际中很多工业锅炉存在磨损严重、漏风及燃烧效率低下等问题，当根据标准对锅炉进行性能测试时，由于锅炉不能达到测试要求，将会影响检验检测效率。因此为了能够合理计算燃气锅炉额定负荷工况下的热效率、环保性能测试等工作，提高对锅炉监控品质，减轻操作人员的工作负担，节省能源和减少污染，提高锅炉的科学管理水平，就必须寻找一种新的辅助设计、监测与计算锅炉效率的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃气锅炉热效率的预测方法，该方法可以预测工业锅炉额定负荷下的热效率，节省锅炉检测时的人力物力，提高检验检测效率，预测结果可以为锅炉的运行工况调整提供参考。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种燃气锅炉热效率的预测方法，包括：

S1、现场数据采集试验，获取燃气锅炉多个不同负荷下的实时运行参数，根据参数分别计算得到多个不同负荷下的燃气锅炉热效率η₁；

S2、数值模拟仿真，对燃气锅炉进行多个不同负荷下的数值模拟研究，建立初始模拟模型，在初始模拟模型中输入对应负荷下锅炉的燃气量、给风量、燃气温度以及给水侧温度，通过初始模拟模型得到不同负荷下锅炉的排烟温度、排烟组分，分别计算得到多个不同负荷下的燃气锅炉热效率η₂；

S3、将S2中数值模拟仿真结果与S1中现场试验结果进行比较，对初始模拟模型进行修正，得到修正模拟模型；

S4、通过修正模拟模型，对相应的燃气锅炉额定负荷下运行进行数值模拟，得到额定负荷下的排烟温度及排烟组分，计算得到该燃气锅炉额定负荷运行下的热效率；对同类型的燃气锅炉，直接通过修正模拟模型进行模拟得到排烟温度及排烟组分，预测计算得到对应锅炉额定负荷下的热效率，为对应锅炉的性能检测提供便利。

在本发明较佳的技术方案中，所述S2还包括：

S2.1、构建几何模型，根据燃气锅炉的实际结构构建几何模型，其中构建几何模型区域包括燃烧器、波纹炉胆、回程烟道和节能器至排烟出口段；

S2.2、对几何模型进行网格划分；