GB/T 17719-2009 工业锅炉及火焰加热炉烟气余热资源量计算方法与利用导则

　　ICS 27 . 060 F 04

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 17719—2009代替 GB/T 17719—1999

　　工业锅炉及火焰加热炉烟气

　　余热资源量计算方法与利用导则

　　Calculation method and utilization guidesfor

　　wasteheatresource’s quantity ofindustrialboiler’s

　　and flameheating furnace’s exhaustgas

　　2009-04-08 发布 2009-12-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 17719—2009

　　前 言

　　本标准代替 GB/T 17719—1999《工业锅炉及火焰加热炉烟气余热资源量计算方法与利用导则》。本标准与 GB/T 17719—1999 相比主要变化如下：

　　— 按 GB/T 1028 的规定对术语 、分类进行了修改完善;

　　— 按 GB/T 10180 、GB/T 17954 等的要求对标准中引用的公式 、符号和资料性附录数据进行了修订;

　　— 根据余热资源 “梯级利用，高质高用 ”原则，对 250 ℃ ~ 400 ℃的余热资源利用增加鼓励用于作功发电条款[见 5 . 1b)] ;

　　— 补充了工业锅炉和加热炉余热资源利用的原则，提出设置尾部受热面和余热资源回收装置要求的范围(见 5 . 4 、5 . 5 和 5 . 6) ;

　　— 补充了余热资源回收利用的管理要求(见 6 . 6) ;

　　— 统一了计算公式中的习惯表达方式和标注[见式(2) 、(3) 、(5) 、(6) ,采用质量分数和体积分数表示];

　　— 对标准的附录 A 、附录 B 和附录 C进行了修订和补充完善 。

　　本标准的附录 A 、附录 B 和附录 C均为资料性附录 。

　　本标准由全国能源基础与管理标准化技术委员会提出并归 口 。

　　本标准负责起草单位：杭州锅炉集团股份有限公司 、中国标准化研究院 。

　　本标准参加起草单位：浙江省特种设备检验研究院 、上海工业锅炉研究所 。

　　本标准主要起草人：屠柏锐 、薛以泰 、王忠 、秦业固 、成建宏 、成德芳 、陈征宇 、叶勉 。

　　本标准所代替标准的历次版本发布情况为：

　　—GB/T 17719—1999 。

　　Ⅰ

　　GB/T 17719—2009

　　工业锅炉及火焰加热炉烟气

　　余热资源量计算方法与利用导则

　　1 范围

　　本标准规定了工业锅炉及火焰加热炉烟气的余热量和余热资源量的计算方法，以及余热资源的回收利用原则及管理要求 。

　　本标准适用于 GB/T 1921 、GB/T 3166 规定的锅炉及 GB/T 3486 中规定的连续式火焰加热炉(以下简称 “加热炉 ”)的余热利用工程的规划 、设计 、技术改造与管理 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 。凡是注 日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本 。凡是不注 日期的引用文件，其最新版本适用于本标准 。

　　GB/T 1028 工业余热术语 、分类 、等级及余热资源量计算方法

　　GB/T 1921 工业蒸汽锅炉参数系列

　　GB/T 3166 热水锅炉参数系列

　　GB/T 3486 评价企业合理用热技术导则

　　GB/T 10180 工业锅炉热性能试验规程

　　GB/T 15317 工业锅炉节能监测方法

　　GB/T 15319 火焰加热炉节能监测方法

　　GB/T 17954 工业锅炉经济运行

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本标准 。

　　3 . 1

　　烟气余热量 wasteheat’s quantity ofexhaustgas

　　相对于环境温度为 20 ℃ ,相对湿度为 70%,烟气平均体积定压热容为 1 . 359 kJ/(m3 · ℃) 条件下的烟气所携带的余热量，为宏观控制指标 。

　　注：本标准中“m3 ”指在标准状况(1 . 013 25 × 10 5 Pa , 0 ℃) 下测得的气体体积的单位 。

　　3 . 2

　　烟气余热资源量 wasteheatresource’s quantity ofexhaustgas

　　按国家 、行业及本标准有关规定，经技术经济分析确定可利用的烟气余热量，为实际应用指标 。

　　4 计算方法

　　4 . 1 烟气余热量计算

　　4 . 1 . 1 燃煤工业锅炉和加热炉烟气余热量的计算按式(1)计算：

　　Qyr = B1 vpy1(cpytpy - 27 . 18) × …………………………( 1 )

　　式中：

　　Qyr — 年烟气余热量，单位为千焦每年(kJ/a) ;

　　1

　　GB/T 17719—2009

　　B1 — 年平均耗煤量，单位为千克每年(kg/a) ;

　　cpy —tpy 温度下烟气的平均体积定压热容，单位为千焦每立方米摄氏度(kJ/(m3 · ℃)) ;

　　cpy值按实测烟气成分计算确定，用作规划时查附录 A 中的表 A. 1 。

　　tpy — 工业锅炉末级受热面或加热炉炉尾出口处排烟平均温度，单位为摄氏度( ℃) ;

　　tpy值由实测确定 。用作规划时，工业锅炉参考附录 B 中的表 B. 1 ,加热炉参考附录 B 中的表 B. 2 ,并应结合实际情况确定 。

　　q4 — 燃料的固体未完全燃烧热损失，用百分数表示( %) ;

　　工业锅炉的 q4 值按附录 C计算确定 。用作规划时，链条炉排锅炉燃用 Ⅲ类烟煤 、贫煤和褐煤时的值取 8 ~ 12 ,无烟煤和 Ⅰ 、Ⅱ类烟煤取 10 ~ 15 。

　　加热炉的 q4 值按实测每千克煤所产生的平均灰渣量及灰渣含碳量确定 。 用作规划时，按3 ~ 5计值 。

　　vpy1 — 工业锅炉末级 受 热 面 或 加 热 炉 炉 尾 出 口 处 每 千 克 煤 的 烟 气 体 积，单 位 为 立 方 米 每 千 克(m3 /kg) ;

　　vpy1 值按式(2)计算，用作规划时查附录 A 中的表 A. 2 。

　　vpy1 = 0 . 018 66w(Car ) + 0 . 007w(Sar ) + 0 . 111w(Har ) + 0 . 008w(Nar ) +

　　0 . 012 4Mar + (1 . 016αpy - 0 . 21)v01 …………………………( 2 )

　　式中：

　　w(Car ) — 燃料收到基碳，用质量分数表示( %) ;

　　w(Har ) — 燃料收到基氢，用质量分数表示( %) ;

　　w(Sar ) — 燃料收到基硫，用质量分数表示( %) ;

　　w(Nar ) — 燃料收到基氮，用质量分数表示( %) ;

　　Mar — 燃料收到基水分，用质量分数表示( %) ;

　　αpy — 工业锅炉末级受热面或加热炉炉尾出口处烟气的过量空气系数 。

　　αpy值按 GB/T 15317 或 GB/T 15319 计 算，用 作 规 划 时，工 业 锅 炉 参 考 附 录 B 中 的表 B. 3 ,火焰加热炉参考附录 B 中的表 B. 4 ,并结合实际确定 。

　　v01 — 每千克煤燃烧理论空气量，单位为立方米每千克(m3 /kg) ;

　　v01 按式(3)计算：

　　v01 = 0 . 088 9w(Car ) + 0 . 265w(Har ) + 0 . 033 3w(Sar ) - 0 . 033 3w(Oar ) …………( 3 )

　　式中：

　　w(Oar ) — 燃料收到基氧，用质量分数表示(%)。

　　对于季节性使用的工业锅炉和加热炉，其燃料量以每年的使用期限为准 。

　　4 . 1 . 2 燃油(或燃气)工业锅炉及加热炉烟气余热量按式(4)计算：

　　Qyr = B2 vpy2(cpytpy - 27 . 18) …………………………( 4 )

　　式中：

　　B2 — 年平均燃料消耗量，单位为千克每年(kg/a)[或立方米每年(m3 /a)] ;

　　vpy2 — 工业锅炉末级受热面或加热炉炉尾出口处每千克油(或每立方米干燃气)的烟气体积，单位为立方米每千克(m3 / kg)[或立方米每立方米(m3 /m3 )] 。

　　燃油工业锅炉及加热炉的 vpy2 值的计算方法同 vpy1 ,用作规划时查附录 A 中的表 A. 3 。燃气工业锅炉及加热炉的 vpy2 值按式(5)计算，用作规划时查附录 A 中的表 A. 4 。

　　vpy2 = 0 . 01 × [φ(CO2 ) +φ(CO) +φ(H2 ) +φ(N2 ) +2φ(H2 S) +Σ(m+ 0 . 5n)φ(Cm Hn)+

　　0 . 124ds ] + (1 . 016αpy - 0 . 21)v02 …………………………( 5 )

　　式中：

　　φ(CO2 ) — 燃料收到基二氧化碳，用体积分数表示( %) ;

　　2

　　GB/T 17719—2009

　　φ(CO) — 燃料收到基一氧化碳，用体积分数表示( %) ;

　　φ(H2 ) — 燃料收到基氢气，用体积分数表示( %) ;

　　φ(N2 ) — 燃料收到基氮气，用体积分数表示( %) ;

　　φ(H2 S) — 燃料收到基硫化氢，用体积分数表示( %) ;

　　Σ φ(Cm Hn ) — 燃料收到基各种碳氢化合物，用体积分数表示( %) ;

　　ds — 每立方米干燃气所带的水量，单位为克每立方米(g/ m3 ) ;

　　V02 — 每立方米干燃气燃烧理论空气量，单位为立方米每立方米(m3 /m3 ) 。

　　V02 值按式(6)计算：

　　V02 = 0 . 047 6[0 . 5φ(CO) + 0 . 5φ(H2 ) + 1 . 5φ(H2 S) +2φ(CH4 ) +

　　Σ(m +0 . 25n)φ(Cm Hn)-φ(O2 )] …………………………( 6 )

　　式中：

　　φ(CH4 ) — 燃料收到基甲烷，用体积分数表示( %) ;

　　φ(O2 ) — 燃料收到基氧气，用体积分数表示(%)。

　　4 . 2 烟气余热资源量计算

　　4 . 2 . 1 燃煤工业锅炉及加热炉的烟气余热资源量按式(7)计算：

　　Qyz = B1 Vpy1(cpytpy - cp(I)y tp(I)y ) × …………………………( 7 )

　　式中：

　　Qyz — 年烟气余热资源量，单位为千焦每年(kJ/a) ;

　　tp(′)y — 余热资源量的下限温度，单位为摄氏度( ℃) ;

　　选用 tp(′)y 的原则按 5 . 1 、5 . 2 、5 . 3 规定 。

　　cp(′)y —tp(′)y 温度下烟气平均体积定压热容，单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/(m3 · ℃)] 。

　　4 . 2 . 2 燃油或燃气工业锅炉及加热炉的余热资源量按式(8)计算：

　　Qyz = B2 Vpy2(cpytpy - cp(I)y tp(I)y ) …………………………( 8 )

　　5 余热资源回收利用原则

　　5 . 1 余热资源回收利用 应按 “梯级利用，高质高用 ”的原则确定最佳余热回收利用的方案，其中：

　　a) 对烟气温度 >400 ℃的余热资源应优先用于作功发电;

　　b) 对烟气温度为 250 ℃ ~ 400 ℃的余热资源应优先用于生产蒸汽，鼓励用于作功发电;

　　c) 对烟气温度<250 ℃的余热资源可用于干燥物料 、制冷 、采暖或供应生活热水等 。

　　5 . 2 烟气余热资源一般应优先考虑用于工业锅炉及加热炉本系统，例如：预热助燃空气 、燃料等;当无法用于本系统或用后仍有富余，才用于本系统以外 。

　　5 . 3 根据烟气温度，余热资源等级的高低，合理选用与之相适应的高温辐射换热器 、陶瓷换热器 、喷流换热器 、蓄热式换热器 、金属管状换热器 、板式换热器 、余热锅炉 、热管换热器等余热利用设备或用作热泵的热源等 。

　　5 . 4 对于额定蒸发量大于 2 t/h 的工业蒸汽锅炉或额定热功率大于 1 . 4 MW 的热水锅炉应设置尾部受热面，额定蒸发量不大于 2 t/h 的工业蒸汽锅炉或额定热功率不大于 1 . 4 MW 的热水锅炉鼓励设置尾部受热面 。

　　5 . 5 对于额定炉容量不小于 5 GJ/h 、排烟温度不小于 250 ℃的加热炉应设置余热资源回收装置 。

　　5 . 6 应根据烟气成分和性质的不同，合理选用余热资源利用设备 。对高灰分烟气应采用耐磨和防堵的装置;对含腐蚀性成分的烟气，应有防腐措施 。

　　5 . 7 鼓励实行热能的综合利用和用能的合理配置，实现热 、电 、冷并供或热电联产 。

　　3

　　GB/T 17719—2009

　　6 余热资源回收利用管理

　　6 . 1 工业锅炉或加热炉的烟气余热回收利用建设或技术改造工程立项决策时，应先进行技术经济比较，并参照 GB/T 1028 的规定确定余热资源等级及余热利用工程项 目 的规划 。

　　6 . 2 进行规划计算时，工业锅炉烟气余热资源量的下限温度按附录 B 中的表 B. 5;加热炉烟气余热资源量的下限温度按附录 B 中的表 B. 6 。

　　6 . 3 进行技术经济比较时，余热资源量计算公式中的排烟温度 tpy ,在建设工程中应采用工业锅炉或加热炉设计值;在技术改造工程中应采用工业锅炉或加热炉实测值 。余热资源量的下限温度 t′py ,应参考附录 B 中的表 B. 5 或附录 B 中的表 B. 6 作经济比较 。

　　6 . 4 应制定工业锅炉及加热炉烟气余热资源回收利用设备定期检修制度，保持设备完好 、运转正常，并建立检修记录和档案 。

　　6 . 5 应对工业锅 炉 及 加 热 炉 烟 气 余 热 资 源 回 收 利 用 设 备 运 行 参 数 进 行 测 量 记 录，年 终 要 做 出 经 济核算 。

　　6 . 6 工业锅炉或加热炉烟气余热资源回收利用未达到回收利用基本原则要求的使用单位，应由使用单位提出改进措施 。

　　6 . 7 工业锅炉或加热炉烟气余热资源回收利用的节能检测符合 GB/T 15317 或 GB/T 15319 的规定，并由具有相应资质的检测单位进行 。

　　4

　　GB/T 17719—2009

　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　烟气平均近似体积定压热容 cpy与近似烟气量 Vpy

　　A.1 不同温度下的烟气平均近似体积定压热容 cpy 见表 A. 1 规定 。

　　表 A.1

　　tpy /℃

　　cpy /[kJ/(m3 · ℃)]

　　tpy /℃

　　cpy /[kJ/(m3 · ℃) ]

　　100

　　1 . 372

　　500

　　1 . 443

　　200

　　1 . 388

　　600

　　1 . 462

　　300

　　1 . 405

　　700

　　1 . 482

　　400

　　1 . 423

　　800

　　1 . 500

　　注：表中 m3 是标准状况下的气体体积数表 。

　　A.2 燃烧每千克煤炭的近似烟气量 vpy1 见表 A. 2 规定 。表 A.2

　　热值/(kJ/kg)

　　14 000

　　16 000

　　18 000

　　20 000

　　22 000

　　24 000

　　26 000

　　28 000

　　30 000

　　v01 /(m3 /kg)

　　3 . 88

　　4 . 36

　　4 . 84

　　5 . 32

　　5 . 81

　　6 . 29

　　6 . 77

　　7 . 25

　　7 . 73

　　与 α相应的

　　vpy1 值/

　　(m3 /kg)

　　α= 1 . 2

　　5 . 41

　　5 . 92

　　6 . 45

　　6 . 96

　　7 . 49

　　8 . 01

　　8 . 53

　　9 . 05

　　9 . 58

　　α= 1 . 3

　　5 . 79

　　6 . 36

　　6 . 93

　　7 . 50

　　8 . 07

　　8 . 64

　　9 . 21

　　9 . 78

　　10 . 35

　　α= 1 . 4

　　6 . 18

　　6 . 79

　　7 . 42

　　8 . 03

　　8 . 65

　　9 . 27

　　9 . 89

　　10 . 50

　　11 . 12

　　α= 1 . 5

　　6 . 57

　　7 . 23

　　7 . 90

　　8 . 56

　　9 . 24

　　9 . 90

　　10 . 57

　　11 . 23

　　11 . 90

　　α= 1 . 6

　　6 . 96

　　7 . 66

　　8 . 38

　　9 . 09

　　9 . 82

　　10 . 52

　　11 . 24

　　11 . 95

　　12 . 67

　　α= 1 . 7

　　7 . 35

　　8 . 10

　　8 . 87

　　9 . 62

　　10 . 40

　　11 . 15

　　11 . 92

　　12 . 68

　　13 . 44

　　α= 1 . 8

　　7 . 73

　　8 . 54

　　9 . 35

　　10 . 16

　　10 . 98

　　11 . 78

　　12 . 60

　　13 . 40

　　14 . 21

　　注：表中热值是燃煤的收到基低位发热量的数值;α为过量空气系数 。

　　A.3 燃烧每千克液体燃料的近似烟气量 vpy2 见表 A. 3 规定 。表 A.3

　　热值/(kJ/kg)

　　30 000

　　32 000

　　34 000

　　36 000

　　38 000

　　40 000

　　42 000

　　v02 /(m3 /kg)

　　8 . 09

　　8 . 50

　　8 . 90

　　9 . 31

　　9 . 71

　　10 . 12

　　10 . 53

　　与 α相应的

　　vpy2 值/

　　(m3 /kg)

　　α= 1 . 05

　　8 . 35

　　8 . 91

　　9 . 46

　　10 . 01

　　10 . 56

　　11 . 11

　　11 . 66

　　α= 1 . 10

　　8 . 76

　　9 . 33

　　9 . 86

　　10 . 47

　　11 . 04

　　11 . 61

　　12 . 18

　　α= 1 . 15

　　9 . 16

　　9 . 76

　　10 . 35

　　10 . 94

　　11 . 53

　　12 . 12

　　12 . 71

　　α= 1 . 20

　　9 . 57

　　10 . 18

　　10 . 79

　　11 . 40

　　12 . 01

　　12 . 62

　　13 . 24

　　α= 1 . 25

　　9 . 97

　　10 . 61

　　11 . 24

　　11 . 87

　　12 . 50

　　13 . 13

　　13 . 76

　　α= 1 . 30

　　10 . 38

　　11 . 03

　　11 . 68

　　12 . 33

　　12 . 98

　　13 . 64

　　14 . 29

　　α= 1 . 40

　　11 . 19

　　11 . 88

　　12 . 57

　　13 . 26

　　13 . 95

　　14 . 65

　　15 . 34

　　注：表中热值是燃烧液体燃料的低位发热量的数值;α为过量空气系数 。

　　5

　　GB/T 1 7 7 1 9 — 2 0 0 9

　　6

　　A.4 燃烧每立方米燃气产生的近似烟气量 vpy2 见表 A. 4 规定 。

　　表 A.4

　　热值/(kJ/kg)

　　3 400

　　4 200

　　5 000

　　6 000

　　8 000

　　10 000

　　12 000

　　15 000

　　18 000

　　21 000

　　35 000

　　38 000

　　41 000

　　45 000

　　50 000

　　v02 /(m3 /m3 )

　　0 . 71

　　0 . 88

　　1 . 04

　　1 . 25

　　1 . 67

　　2 . 09

　　2 . 51

　　3 . 91

　　4 . 69

　　5 . 47

　　9 . 11

　　9 . 89

　　10 . 67

　　11 . 72

　　13 . 02

　　与 α相应的

　　vpy2 值/

　　(m3 /m3 )

　　α= 1 . 02

　　1 . 60

　　1 . 75

　　1 . 89

　　2 . 07

　　2 . 42

　　2 . 77

　　3 . 13

　　4 . 41

　　5 . 24

　　6 . 08

　　9 . 96

　　10 . 80

　　11 . 62

　　12 . 73

　　14 . 12

　　α= 1 . 05

　　1 . 63

　　1 . 77

　　1 . 92

　　2 . 10

　　2 . 47

　　2 . 83

　　3 . 21

　　4 . 53

　　5 . 38

　　6 . 24

　　10 . 24

　　11 . 09