[发明专利]超临界二氧化碳燃气锅炉性能评价方法

说明书

本申请公开了一种超临界二氧化碳燃气锅炉性能评价方法，属于能源利用技术领域。解决了现有技术中存在的燃料消耗量测量准确性难以保证，导致燃料效率计算不确定度增加的问题。本申请除对锅炉燃料效率进行测试外，还对超临界二氧化碳锅炉进行换热性能评价，除常规的各换热面换热量及占比的分析研究外，还引入换热面冷端温差特性系数来表征工质侧的换热性能，完善了超临界二氧化碳锅炉的性能评价方法。本申请提出的超临界二氧化碳燃气锅炉性能评价方法，用于国际首台超临界二氧化碳发电循环用超临界二氧化碳燃气锅炉的实际运行监测、运行性能分析、锅炉性能评价。

技术领域

本申请涉及一种新型工质大型锅炉性能测试方法，尤其涉及一种超临界二氧化碳燃气锅炉性能评价方法，属于能源利用技术领域。

背景技术

超临界二氧化碳循环技术是先进的新型发电技术，在应用于化石燃料发电时，超临界二氧化碳锅炉是该技术的核心设备。世界上首台超临界二氧化碳锅炉由哈尔滨锅炉厂生产，用于西安热工院5MWe超临界二氧化碳发电循环机组。超临界二氧化碳循环发电技术具有效率高、系统简单、设备紧凑等优点，在相同的工质参数条件下，超临界二氧化碳锅炉比常规汽水锅炉具备更高的效率和更简洁的锅炉结构。

但超临界二氧化碳锅炉技术发展时间较短，其质量评价体系在国内外均属空白，针对性地开展电站锅炉性能评价技术的研究对超临界二氧化碳锅炉发展的指导意义重大。我国电站锅炉性能评价的研究和应用通常参考GB/T 10184-2015《电站锅炉性能试验规程》；但对于新型的超临界二氧化碳锅炉，因存在循环工质、锅炉布置形式以及运行方式的差异，直接采用GB/T 10184-2015《电站锅炉性能试验规程》无法满足超临界二氧化碳锅炉燃料效率测试和性能评价的需求。

首台超临界二氧化碳燃气锅炉设置有单独的过热保护循环冷却系统，其对锅炉燃料效率的影响需要结合燃料消耗量来考虑。受限于燃气计量仪表在大流量范围内测量存在偏差这一普遍缺陷，超临界二氧化碳锅炉的燃料消耗量测量准确性难以保证，进而导致燃料效率计算不确定度增加。同时，因首台超临界二氧化碳锅炉的省煤器布置结构特殊，在进行省煤器工质入口处给气(即二氧化碳介质)温度偏离设计值的修正时，需要重新设计修正方法。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种超临界二氧化碳燃气锅炉性能评价方法，以解决现有技术中存在的燃料消耗量测量准确性难以保证，导致燃料效率计算不确定度增加的问题。

本申请的技术方案是这样实现的：

超临界二氧化碳燃气锅炉性能评价方法，包括：

S1，建立动态存储数据库，计算获得排烟损失热量Q₂、气体未完全燃烧损失热量Q₃、散热损失热量Q₅、外来热量Q_ex、其他热损失Q_oth、输入热量Q_in和锅炉系统有效输出热量Q_out；

其中，获得散热损失热量Q₅和其他热损失Q_oth的具体步骤为：

S16-1、根据排烟损失热量Q₂、气体未完全燃烧损失热量Q₃、外来热量Q_ex、输入热量Q_in，获得初始锅炉燃料效率η₀：

S16-2、根据输入热量Q_in、锅炉系统有效输出热量Q_out和初始锅炉燃料效率η₀，获得燃料消耗量q_m.f：

S16-3、根据燃料消耗量q_m.f和采集的进入锅炉系统边界的冷却水质量流量q_m.cw，获得初始其他热损失Q_oth.0：