引言随着社会的高速发展，中国城镇化程度日益加深，城市生活垃圾排放不断增加，垃圾焚烧电站数量日益增多，焚烧发电是处理生活垃圾的主要方式。截至2022年4月30日，生态环境部自动监测数据显示，生活垃圾焚烧发电规模已达87万t/d[1]。2021年，中国垃圾焚烧发电新增装机容量390万kWh，累计装机容量1 729万kWh[1]。焚烧炉-余热锅炉效率作为评价垃圾电站锅炉运行状态的重要指标，也是燃烧优化、经济性评价的主要判断依据。国际上大多采用FDBR Guideline RL7：2013标准[2]或ASME PTC 34—2017标准[3]进行焚烧炉-余热锅炉效率试验。截至2022年3月22日，国内部分垃圾电站采用《电站锅炉性能试验规程》（GB/T 10184—1988）标准[4]及《电站锅炉性能试验规程》（GB/T 10184—2015）标准[5]作为性能验收标准。各试验标准的试验内容、方法和边界条件不同，得到的锅炉效率与实际运行值存在一定的差异。《焚烧炉及余热锅炉性能试验规程》(DL/T 2429—2021）标准[6]的发布实施填补了国内无相关垃圾焚烧炉-余热锅炉效率试验标准的空缺。目前，DL/T 2429—2021标准还处于推广替代的阶段。文中对GB/T 10184—1988标准及DL/T 2429—2021标准两个规程进行对比论述，以某垃圾电站为例，通过焚烧炉-余热锅炉效率测试比较分析两者的差异，并提出关于焚烧炉-余热锅炉效率试验的建议。1试验规程的特点GB/T 10184—1988试验规程适用范围广，适用于蒸汽流量不低于35 t/h，蒸汽出口压力不低于2.45 MPa，蒸汽出口温度不低于400 ℃的蒸汽锅炉[4]。国内垃圾电站的性能试验一般参照GB/T 10184—1988试验规程，结合垃圾电站的自身特点，采用反平衡法计算焚烧炉-余热锅炉热效率。垃圾焚烧炉与煤粉锅炉的燃料差别很大，不同垃圾成分差别大，导致入炉垃圾的热值、水分存在很大偏差，导致试验的复杂性和试验结果的不确定度增加。DL/T 2429—2021试验规程适用范围窄但专用性更强，适用于生活垃圾焚烧炉及余热锅炉的性能试验。采用热平衡法计算焚烧炉-余热锅炉热效率及推算入炉垃圾热值，避免入炉垃圾的采制化，试验要求相对简单，精度较高。2锅炉效率试验规程对比2.1机组热平衡系统边界GB/T 10184—1988标准未专门规定焚烧炉及余热锅炉的热平衡系统边界，只能参照锅炉机组热平衡系统界限图划定热平衡系统边界。DL/T 2429—2021标准规定了典型的焚烧炉及余热锅炉的热平衡系统边界。结合现场试验对比两个标准，热平衡系统边界划分基本一致。2.2基准温度GB/T 10184—1988标准计算的基准温度为试验时实测的风机入口处空气温度；DL/T 2429—2021标准计算的基准温度为25 ℃，更利于不同垃圾电站之间焚烧炉及余热锅炉效率的对比。2.3主要测试项目GB/T 10184—1988标准要求进行垃圾的低位发热量、工业分析及元素分析。DL/T 2429—2021标准要求烟气成分测试除了CO、O2外，还需测试烟气中H2O以及烟气流量；DL/T 2429—2021标准还要求测试给水和减温水流量、温度和压力。2.4试验期间锅炉主要参数允许波动范围锅炉主要参数允许波动范围对比如表1所示。由表1可知，针对垃圾电厂性能试验，DL/T 2429—2021标准根据垃圾电站特点规定的蒸发量及蒸汽压力最大允许波动范围比GB/T 10184—1988标准的适用性及专用性更强，同时，蒸汽温度最大允许波动范围比GB/T 10184—1988标准更严格。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.01.003.T001表1锅炉主要参数允许波动范围对比测量项目GB/T 10184—1988DL/T 2429—2021数值波动范围数值波动范围蒸发量（相对值）220 t/h±3%±5%65~220 t/h±6%65 t/h±10%蒸汽温度（绝对值）540 ℃-10~+5 ℃≥540 ℃±5 ℃450 ℃-15~+5 ℃540 ℃-10~+5 ℃400 ℃-20~+10 ℃蒸汽压力（相对值）≥9.5 MPa±2%9.8~18.5 MPa±2%9.5 MPa±4%9.8 MPa±4%2.5试验计算方法（1）计算方法及基准不同。GB/T 10184—1988标准采用热损失法，热量计算以每千克燃料作为计算基准，烟气流量采用烟气体积计算，比热均采用平均定压比热容；DL/T 2429—2021标准采用热平衡法，热量计算以燃料的质量流量作为计算基准，燃料、灰渣以及风烟流量均采用质量流量计算，比热均采用平均比热容。（2）排烟热损失。两个标准的排烟热损失测试、计算方法不同。DL/T 2429—2021标准中，排烟热损失=湿烟气流量×湿烟气定压比热容×（排烟温度-基准温度）。湿烟气流量直接采用省煤器热平衡法计算或截面网格流速测量，为质量流量。GB/T 10184—1988标准中，排烟热损失=干烟气带走的热量+烟气中水蒸气的显热；干烟气带走的热量=干烟气量×干烟气从0 ℃至排烟温度的平均定压比热×（排烟温度-基准温度），烟气中水蒸气的显热=烟气中所含水蒸气容积×水蒸气从0 ℃至排烟温度的平均定压比热×（排烟温度-基准温度）。干烟气量使用燃料的元素分析、工业分析和灰渣含碳量化验结果以及烟气成分测量数据计算，为每千克燃料燃烧产生的干烟气体积。两个标准的基准温度也不同，导致烟气换热温差不同，烟、风以及水蒸气的比热容计算结果也不同，两版标准的排烟热损失计算结果存在差异。（3）固体未完全燃烧热损失。GB/T 10184—1988标准的灰渣未完全燃烧热损失根据燃料的元素分析、工业分析和灰渣含碳量化验结果计算。而DL/T 2429—2021标准的灰渣未完全燃烧热损失根据灰渣质量流量、灰渣中碳的发热量以及灰渣热灼减率计算，计算更简单方便。（4）散热损失。垃圾电站的散热损失难以直接测量，GB/T 10184—1988标准中，散热损失与锅炉蒸发量成正比，依据锅炉额定蒸发量和散热损失设计值计算。DL/T 2429—2021标准中，散热损失可直接利用经验数值或根据公式计算，更接近现场试验值。（5）灰渣物理显热损失。两个标准的基准温度不同，灰渣换热温差也不同，导致灰渣的比热容计算值也不同。因此，两个标准的灰渣物理显热损失计算结果不同。（6）冷却边界内设备的热损失。GB/T 10184—1988标准中未考虑此项；DL/T 2429—2021标准则针对不同的焚烧炉-余热锅炉系统考虑是否有冷却边界内设备的热损失，并给出测量和计算方法。2.6锅炉效率修正GB/T 10184—1988标准规定了修正项及计算方法，但试验前仍需达成协议，约定偏离保证条件的修正项及计算方法。而DL/T 2429—2021标准需要在试验前达成协议，约定偏离保证条件的修正项及计算方法。3实例计算分析利用GB/T 10184—1988标准及DL/T 2429—2021标准对某生活垃圾焚烧发电项目焚烧炉-余热锅炉效率试验进行对比分析。焚烧炉型式为倾斜多级往复式机械炉排炉，垃圾日处理量400 t/d，最大热负荷800 kW/m2。余热锅炉100% MCR工况的主要参数为：蒸汽流量38.6 t/h、蒸汽压力6.7 MPa、蒸汽温度485 ℃、给水温度130 ℃、排污率1%~2%、排烟温度195 ℃。基于GB/T 10184—1988的焚烧炉-余热锅炉效率试验结果[7]如表2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.01.003.T002表2基于GB/T 10184—1988的焚烧炉-余热锅炉效率试验结果名称100%MCR名称100%MCR收到基碳/%20.80收到基低位发热量/(kJ/kg)7 536.24收到基氢/%2.98排烟热损失/%12.94收到基氧/%12.38可燃气体不完全燃烧热损失/%0.00收到基氮/%0.38固体不完全燃烧热损失/%1.86收到基硫/%0.08锅炉散热损失/%0.59收到基氯/%0.30灰渣物理显热损失/%1.13全水分/%48.10总的热损失/%16.47收到基灰分/%14.98焚烧炉-余热锅炉效率-实测/%83.48底渣含碳量/%2.12焚烧炉-余热锅炉效率-修正/%83.87飞灰含碳量/%2.43基于DL/T 2429—2021的焚烧炉-余热锅炉效率试验结果[7]如表3所示。入炉垃圾低位热值试验结果如表4所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.01.003.T003表3基于DL/T 2429-2021的焚烧炉-余热锅炉效率试验结果名称100%MCR名称100%MCR干烟气流量/(m3/h)64 943散热经验系数30实测排烟温度/℃199.3排烟热损失/%12.70干烟气中氧含量/%6.17未完全燃烧热损失/%0.00干烟气中二氧化碳含量/%13.62炉渣热损失/%2.66干烟气中一氧化碳含量/(μL/L)3.69飞灰热损失/%0.36含水量/%17.78散热损失/%0.88湿烟气质量流量/(kg/h)96 910总体热损失/%16.6炉渣质量流量/(t/h)3.18总体热损失/kW6 781.43炉渣热灼减率/%2.59有用输出热量/kW34 071.99飞灰质量流量/(t/h)0.56总体输入热量/kW40 853.42飞灰热灼减率/%2.41焚烧炉-余热锅炉热效率/%83.40最大有用输出热量/kW34 88010.3969/j.issn.1004-7948.2024.01.003.T004表4入炉垃圾低位热值试验结果名称100%MCR名称100%MCR一次风输入热量/kW3 145.98总的其他输入热量/kW3 272.38二次风输入热量/kW38.68有用输出热量/kW34 071.99炉墙冷却风输入热量/kW1.14总体热损失/kW6 781.43垃圾燃料输入热量（显热）/kW8.22入炉垃圾量/(t/h)18.14辅助设备输入热量/kW78.36入炉垃圾低位热值/(kJ/kg)7 458.19由表2和表4可知，基于GB/T 10184—1988标准的入炉垃圾的元素分析收到基低位发热量为7 536.24 kJ/kg，比DL/T 2429—2021标准计算的入炉垃圾低位发热量(7 458.19 kJ/kg)高出78.05 kJ/kg。GB/T 10184—1988标准的入炉垃圾低位发热量根据垃圾的取样、制样及化验得出，由于垃圾成分的多变性以及取样的局限性，难以得到具有代表性的垃圾样品进行化验；而DL/T 2429—2021标准的入炉垃圾低位发热量根据焚烧炉及余热锅炉热平衡计算得出，结果更接近真实值。由表2和表3可知，基于GB/T 10184—1988标准的焚烧炉-余热锅炉效率实测值与修正值均略高于DL/T 2429—2021标准的试验结果。根据GB/T 10184—1988标准，焚烧炉-余热锅炉效率影响最大项是排烟热损失，其次是固体不完全燃烧热损失和灰渣物力显热损失；根据DL/T 2429—2021标准，焚烧炉-余热锅炉效率影响最大项也是排烟热损失，其次是炉渣热损失。对比两个试验标准，焚烧炉-余热锅炉效率影响最大项均是排烟热损失，影响较大的不同项为固体不完全燃烧热损失、灰渣物理显热损失和炉渣热损失。4GB/T 10184—1988与DL/T 2429—2021对比4.1GB/T 10184—1988标准的优点通过GB/T 10184—1988标准进行焚烧炉-余热锅炉效率试验，可得到各因素总体上对锅炉效率的影响，用以指导运行分析；采用反平衡法计算焚烧炉-余热锅炉热效率，试验方法及试验过程简单，易于操作；同时，修正后的锅炉试验效率精度较高，适用性广。4.2DL/T 2429—2021标准试验要点进行焚烧炉-余热锅炉效率试验前，应储备足够量的垃圾，生活垃圾种类复杂，试验前垃圾应充分发酵7 d以上，保证垃圾的热值相对稳定，减少锅炉运行参数的波动[8-10]。确定热平衡系统边界的划分。将炉效试验结果修正到保证条件下的修正项及计算方法。协商重复性试验工况之间的允许偏差。进行垃圾吊的校核，确保入炉垃圾量称量统计准确。明确灰渣量的称量统计方式以及灰渣的取样频次。明确渗滤液系统是否正常投运，考虑回喷的渗滤液造成的热损失。明确炉渣冷却热量的测试和计算方法。5结语对比DL/T 2429—2021标准与GB/T 10184—1988标准，主要不同点在于热平衡系统边界划分、基准温度、主要测试项目、主要参数允许波动范围、计算方法以及修正计算。针对垃圾电站焚烧炉-余热锅炉效率试验，DL/T 2429—2021标准比GB/T 10184—1988标准适用性及专用性更强，更接近现场试验，更简单合理。两个试验标准下焚烧炉-余热锅炉效率实例计算分析可知，锅炉效率影响最大项均是排烟热损失，不同项为固体不完全燃烧热损失、灰渣物理显热损失和炉渣热损失。最后总结了基于DL/T 2429—2021标准的焚烧炉-余热锅炉效率试验要点。