节能减排

60

作者简介：常勇强 (1985～ )，男，硕士，从

事特种设备节能工作。

（收稿日期：2016-03-07）

工业锅炉定型产品测试数据统计分析

常勇强 管 坚 齐国利

（中国特种设备检测研究院 北京 100029）

摘 要：文中对 2012 年至 2015 年工业锅炉定型产品测试数据中不同容量锅炉热效率、排烟温度、过量

空气系数α 等参数进行了统计，分析了锅炉测试热效率与锅炉容量大小、锅炉输出介质、锅炉燃烧方式及锅

炉燃料的关系。把统计结果与 TSG G0002—2010《锅炉节能技术监督管理规程》中工业锅炉热效率指标进行

了对比，提出了工业锅炉热效率指标的修改建议，并对我国工业锅炉近年来的产品发展情况及发展趋势进行

了简单的阐述和分析。

关键词：工业锅炉 定型产品 热效率

Statistics and Analysis of Test Data of Industrial Boilers Approved Products Chang Yongqiang Guan Jian Qi Guoli

（China Special Equipment Inspection and Research Institute Beijing 100029）

Abstract The test situation of industrial boilers approved products from 2012 to 2015 were analyzed statistically in this article. The statistical results were compared with the energy efficiency indicators of TSG G0002—2010 Supervision Regulation on Saving Energy Technology for Boiler, and the industrial boiler product development situation and development trend in recent years were expounded and analyzed.

Keywords Industrial boiler Approved product Energy efficiency

中图分类号 : X933.2 文献标识码：B

文章编号：1673-257X(2016)04-0060-08 DOI: 10.3969/j.issn.1673-257X.2016.04.011

为贯彻《节约能源法》和《特种设备安全监察条

例》中有关节能的规定，推动我国节能监管措施的实

施，经过八年多的努力，我国建立起了工业锅炉节能

法规标准体系框架 [1]、颁布了核心规范标准，并按照

TSG G0002—2010《锅炉节能技术监督管理规程》[2]

（以下简称《节规》）和 TSG G0003-2010《工业锅

炉能效测试与评价规则》[3]（以下简称《测试规则》），

建立了工业锅炉能效测试能力体系和全国统一的《工

业锅炉能效测试数据计算与管理平台》（以下简称

“平台”，网址：http://219.141.207.220/a/sec/

Login/index）。目前全国共有满足条件的锅炉能效测

试机构111家（其中锅炉定型产品能效测试机构44家），

基本覆盖了全国各省区。锅炉能效测试机构的业务活

动严格执行《节规》和《测试规则》中的相关的规定。

“平台”具有报告生成、审核、审批功能，便于

能效测试机构的报告出具，“平台”还具有能效数据

发布、查询功能，便于锅炉使用单位在采购锅炉过程

中能够全面了解国内工业锅炉的能效状况。“平台”

于 2012 年 3 月 1 日在全国范围内投入使用，本文仅对

全国 44 家定型产品能效测试机构，自“平台”投用至

2015 年底的工业锅炉定型产品测试数据进行了初步的

统计分析。

文中对工业锅炉定型产品测试数据中不同容量

锅炉热效率、排烟温度、过量空气系数α 等参数

进行了统计，分析了锅炉测试热效率与锅炉容量

大小、锅炉输出介质、锅炉燃烧方式及锅炉燃料

的关系。把统计结果与 TSG G0002—2010 中工业

锅炉热效率指标进行了对比，提出了工业锅炉热

效率指标的修改建议，并对我国工业锅炉近年来

第 32 卷 第 4 期 节能减排

61

的产品发展情况及发展趋势进行了简单的阐述和

分析。

1 测试总体情况与分析

1.1 被测产品数量分析自 2012 年 3 月 1 日“平台”投入使用至 2015 年

12 月 31 日，全国 44 家工业锅炉定型产品测试机构

共出具锅炉定型产品测试报告 4000 余份，折合 3 万

多蒸吨。

被测产品按不同输出介质分类，热水锅炉、蒸汽

锅炉和有机热载体锅炉三种不同输出介质类型锅炉的

数量、容量分布情况如图 1和图 2所示。

图 1 不用类型锅炉产量分布图

图 2 不同类型锅炉总容量分布图

从图1和图2可知，被测产品中蒸汽锅炉数量最多，

占总数量的 68.34%，但容量仅占总容量的 34.31%；

被测产品中热水锅炉数量居中，占总数量的 25.32%，

却占总容量的 63.44%；被测产品中有机热载体锅炉数

量最少，占总数量的 6.34%，占总容量的 2.25%。

被测产品按不同燃料类型分类，燃煤锅炉、燃油

/ 气锅炉和燃生物质锅炉三中使用不同类型燃料锅炉

的数量、容量分布情况如图 3和图 4所示 。

图 3 不同燃料锅炉产量分布情况

图 4 不同燃料锅炉总容量分布情况

从图3和图4可知：被测产品中燃煤锅炉数量最多，

占总数量的 47.44%，容量占 67.75%。被测产品中燃/

油气锅炉数量居中，占总数量的 32.55%，却占总容量

的 25.84%；被测产品中燃生物质锅炉数量最少，占总

数量的 20.01%，占总容量的 6.41%。

被测产品按年份分类，2012 年～ 2015 年按燃料

分类的对比情况如图 5所示。

图 5 2012 ～ 2015 年锅炉定型产品测试数量趋势统计

节能减排

62

从图5可知：燃煤锅炉定型产品测试数量逐年递减；

燃油/气锅炉和燃生物质锅炉在 2013 年有较大增幅，

之后便趋于平稳；电加热炉数量少。上述变化的原因是，

近年来我国在工业锅炉节能环保方面提出了淘汰小型燃

煤锅炉，发展高效锅炉，以及工业锅炉煤改气的政策。

小容量燃煤锅炉在节能环保性能上很难达到要求，尤其

是《大气污染防治行动计划》（国发〔2013〕37 号）

文中明确提出全面整治燃煤小锅炉等多项举措，并规定

了到 2017 年，除必要保留的以外，地级及以上城市建

成区基本淘汰每小时 10蒸吨及以下的燃煤锅炉，禁止

生产新建每小时 20蒸吨以下的燃煤锅炉。

1.2 工业锅炉定型产品能效状况总体分析统计全部工业锅炉定型产品测试数据，不同容量

锅炉的热效率，排烟温度及过量空气系数等数据见下

列图表。工业锅炉定型产品测试锅炉热效率算术平均

为 83.33%，加权平均值为 85.30%①；排烟温度算术

平均值为 162.28℃，加权平均值为 143.86℃②；过量

空气系数算术平均值为 1.45，加权平均值为 1.43。

由图 6 可知，锅炉整体热效率随着锅炉容量的增

大而提高。这是由于随着锅炉容量的增加，锅炉燃烧

空间更加充分，有利燃料的充分燃烧；另一方面，随

着锅炉容量的增大，锅炉散热损失也相应的减小。通

过测试效率与设计效率平均值的对比可以看出，工业

锅炉定型产品测试热效率平均值与锅炉设计效率平均

值趋势一致，说明目前我国锅炉制造、安装水平能基

本满足锅炉设计要求。

图 6 工业锅炉定型产品测试热效率统计图

由图 7可知，锅炉容量小于 1t/h 的时候，锅炉排

烟温度平均值高达 190.59℃，但是随着锅炉容量的增

大，锅炉的排烟温度逐渐降低。说明自TSG G0002—

2010 颁布以来，工业锅炉制造企业新产品设计已经完

全按照规程要求，使用相关节能技术降低排烟温度。

锅炉容量小于 1t/h 的范围内，工业锅炉平均排烟温度

明显高于其他锅炉，根据额定蒸发量小于 1t/h 蒸汽锅

炉的整体分析情况及目前节能技术的应用情况，对于

额定蒸发量小于 1t/h 的蒸汽锅炉，有进一步降低排烟

温度的空间。

图 7 工业锅炉定型产品部分参数统计图

2 燃煤锅炉定型产品测试能效数据统计分析

由第 1 部分内容可知，燃煤锅炉仍是工业锅炉的

主流产品。燃用二类烟煤的链条锅炉、往返炉排锅炉

等层燃锅炉为多数；燃用劣质煤、褐煤、贫煤等燃料

①从现行工业锅炉法规标准对不同容量锅炉规定的热

效率指标来看，额定蒸发量（或热功率）越大，规定的锅炉

运行效率越高。因此，简单的统计工业锅炉运行效率的算术

平均值就失去了其应有的指导意义。综合考虑采用以下形式

计算全国工业锅炉的平均热效率，其物理意义为：单位蒸发

量的锅炉平均热效率。

pji i

i

DDη

η×

= ∑∑

式中：D——锅炉的额定蒸发量（或热功率），t/h;

η ——锅炉热效率，%。

②参照工业锅炉加权平均热效率的方式计算，其物理

意义为：单位蒸发量的排烟温度。

pyi

i

i

D tt

D×

= ∑∑

式中：D——锅炉的额定蒸发量（或热功率），t/h;

tpy——排烟温度，℃。

第 32 卷 第 4 期 节能减排

63

的流化床锅炉数量有所增加。

2.1 燃煤锅炉定型产品测试数据整体情况介绍燃煤锅炉定型产品测试锅炉的平均热效率为

79.36%，加权平均值为 81.94%；排烟温度平均值为

170.31℃，加权平均值为 154.13℃；过量空气系数平

均值为 1.50。不同容量锅炉的热效率，排烟温度及过

量空气系数等数据如图 8，图 9所示。

图 8 燃煤锅炉定型产品热效率统计图

图 9 燃煤锅炉定型产品部分参数统计图

2.2 层状燃煤锅炉定型产品测试数据分析层状燃煤锅炉定型产品测试的平均热效率为

78.95%，加权平均值为 81.07%；排烟温度平均值为

171.65℃，加权平均值为 156.05℃；过量空气系数平

均值为 1.60。

按照《节规》中工业锅炉热效率指标对应的分类

方法将工业锅炉定型产品能效测试结果进行对比分析，

得到如下结论：

燃用Ⅱ类烟煤的层燃锅炉定型产品测试的平均热

效率为 79.06%，加权平均值为 81.10%；排烟温度平

均值为 170.84℃，加权平均值为 156.14℃；过量空气

系数平均值为 1.60。燃用Ⅱ类烟煤层燃锅炉定型产品

测试热效率平均值比能效指标的限定值大 2%。为进一

步提高锅炉制造单位制造设计水平，提高新产品锅炉

的能效，建议进一步提高Ⅱ类烟煤层燃锅炉热效率指

标限定值要求。具体数据统计及与《节规》中热效率

指标对比情况如图 10 所示。

图 10 Ⅱ类烟煤层燃锅炉定型产品测试热效率数据统计及指标对

比图

燃用 A Ⅲ层燃锅炉定型产品测试的平均热效率为

77.93%，加权平均值为 83.50%；排烟温度平均值为

192.73℃，加权平均值为 156.77℃；过量空气系数平

均值为 1.61。燃用 A Ⅲ层燃锅炉定型产品测试热效率

平均值高于热效率指标限定值 1% 左右，所有定型产

品测试热效率均低于能效指标中的目标值。A Ⅲ层燃

锅炉能效指标比较符合实际测试情况，建议保留现在

要求。具体数据统计情况及与《节规》中热效率指标

对比情况如图 11 所示。

图 11 AⅢ层燃锅炉定型产品测试热效率数据统计及

指标对比图

节能减排

64

燃用Ⅱ类无烟煤层燃锅炉定型产品测试的平均热

效率为 73.8%，加权平均值为 72.6%；排烟温度平均

值为 176.89℃，加权平均值为 163.14℃；过量空气系

数平均值为 1.66。燃用Ⅱ类无烟煤层燃锅炉定型产品

测试热效率的平均值高于能效指标 10% 左右。燃用Ⅱ

类无烟煤层燃锅炉能效指标中目标值和限定值均低于

实际定型产品测试热效率。进一步分析燃用Ⅱ类无烟

煤层燃锅炉定型测试数据发现，该类型锅炉测试热效

率明显高于《节规》中热效率指标目标值的原因是在

测试中，有绝大部分的锅炉在定型产品中测试中使用

了Ⅱ类烟煤或者Ⅲ类烟煤，综合分析层燃锅炉运行特

征，笔者认层燃锅炉不适合燃用无烟煤，因此建议将

燃用Ⅱ类无烟煤层燃锅炉划为淘汰或不建议推广范围。

具体数据统计情况及与《节规》中热效率指标对比情

况如图 12 所示。

图 12 Ⅱ类无烟煤层燃锅炉定型产品测试热效率数据统计及指标

对比图

2.3 循环流化床锅炉定型产品测试数据分析Ⅰ类烟煤流化床锅炉定型产品测试的平均热效

率为 85.05%；排烟温度平均值为 145.84℃；过量空

气系数平均值为 1.35。Ⅱ类烟煤流化床锅炉定型产

品测试的平均热效率为 86.68%；排烟温度平均值为

157.11℃；过量空气系数平均值为 1.35。褐煤流化床

锅炉定型产品测试的平均热效率为 86.41%；排烟温度

平均值为 148.24℃；过量空气系数平均值为 1.36。循

环流化床锅炉定型产品测试热效率及与《节规》中热

效率指标对比情况如图 13～图 15 所示。

由图13～图15可知，对于额定蒸发量＞20t/h( 或

热功率＞ 14MW)的流化床锅炉，测试热效率的平均值

与热效率指标目标值接近，结合现场测试了解的流化床

锅炉的实际情况，目前制定的热效率指标目标值偏低，

建议进一步提高循环流化床锅炉热效率指标要求。

图 13 Ⅰ类烟煤流化床锅炉定型产品测试数据与能效指标对比图

图 14 Ⅱ类烟煤流化床锅炉定型产品测试数据与能效指标对比图

图 15 褐煤流化床锅炉定型产品测试数据与能效指标对比图

2.4 燃煤锅炉定型产品测试统计分析小结通过层燃锅炉定型产品能效测试热效率统计情况，

及与《节规》中对层燃锅炉能效指标的要求对比得出：

1）燃用Ⅱ类烟煤层燃锅炉定型产品能效测试热效率平

均值均比对应锅炉容量的限定值大 2%，为进一步提高

锅炉制造单位制造设计水平，提高新产品锅炉的能效，

建议进一步提高Ⅱ类烟煤层燃锅炉热效率指标限定值

第 32 卷 第 4 期 节能减排

65

要求；2）燃用Ⅲ类烟煤层燃锅炉定型产品能效测试热

效率最大值均没有达到目标值的要求，Ⅲ类烟煤层燃

锅炉技术水平有待进一步提高。

通过流化床锅炉定型产品能效测试热效率统计情

况，结合现场测试了解的流化床锅炉的实际情况，目

前制定的热效率指标目标值偏低，建议进一步提高循

环流化床锅炉能效指标要求。

3 燃油、燃气锅炉定型产品测试数据统计

受统计的燃油、燃气定型产品测试锅炉最小单机

容量为 0.03 蒸 t/h，最大为 100 蒸 t/h。燃油、燃气

锅炉具有运行效率高、污染物排放率低等特点。同时，

燃油、燃气锅炉运行成本相对较高，燃气锅炉还受管

线以及燃气供应量的制约，一定程度上抑制了燃油、

燃气锅炉的发展。但随着大气污染防治力度的不断加

大，“煤改气”等工程的不断推进，燃油、燃气锅炉

呈有条件的发展态势 [4]。

3.1 燃油、燃气锅炉整体情况介绍燃油、燃气锅炉定型产品测试锅炉的平均热效率

为 91.76%，加权平均值为 93.68%；排烟温度平均值

为 142.59℃，加权平均值为 116.96℃；过量空气系

数平均值为 1.12。其中，燃气锅炉定型产品测试的平

均热效率为 92.08%，加权平均热效率为 93.77%；排

烟温度平均值为 138.40℃，加权平均值为 112.10℃；

过量空气系数平均值为 1.12；燃油锅炉定型产品

测试的平均热效率为 91.41%，加权平均热效率为

92.42%；排烟温度平均值为 158.09℃，加权平均值为

142.33℃；过量空气系数平均值为 1.12。

3.2 燃油、燃气锅炉定型产品热效率与能效指

标的对比根据《节规》中对工业锅炉热效率指标的要求，

依据现有的定型产品测试数据，对经过定型产品测试

的燃油、燃气锅炉进行能效统计。

燃气锅炉定型产品测试的平均热效率为 92.08%，

加权平均热效率为 93.77%；排烟温度平均值为

138.40℃，加权平均值为 112.10℃；过量空气系数平

均值为 1.12。燃油锅炉定型产品测试的平均热效率

为 91.41%，加权平均热效率为 92.42%；排烟温度平

均值为 158.09℃，加权平均值为 142.33℃；过量空

气系数平均值为 1.12。燃油、燃气锅炉定型产品测试

热效率及与”节规”中热效率指标对比情况如图 16，

图 17 所示。

图 16 燃气锅炉测试热效率与能效指标对比示意图

图 17 燃油锅炉测试热效率与能效指标对比示意图

由图 16 可知，燃气锅炉定型产品测试最大热效率

达到 99.89%，这是由于我国锅炉热效率计算以燃料的

低位发热量为基准，而有一部分燃气锅炉尾部安装节

能器，回收了排烟中的部分水蒸气潜热，这部分热量

不包含在燃料低位发热量里，因而这部分热量的利用

提高了锅炉热效率。目前，关于冷凝燃气锅炉排烟中

水蒸气汽化潜热回收热量的测试和计算方法的研究正

在进行中。

由图 17 可知，燃油锅炉最大热效率为 98.32%，

但是由于虽然燃油锅炉排烟中也有大量的汽化潜热可

以回收，但是相对于燃天然气锅炉来说，轻油中含有

硫成分，若在锅炉尾部加装节能器，排烟温度过低腐

蚀问题严重，因而燃油锅炉的排烟温度要在酸露点温

度以上。

3.3 燃油、燃气锅炉定型产品测试统计分析小结从燃油、燃气锅炉定型测试热效率的统计情况以

节能减排

66

及燃油、燃气锅炉特性来看，燃气锅炉的能效指标有

进一步提升的空间。

4 生物质锅炉定型产品测试情况数据

一直以来，生物质大部分采用直接焚烧或者填埋

的方式处理，既浪费了能源，又造成了极大的环境污染。

随着能源压力的日益加剧，生物质作为燃煤的替代燃

料具有良好的发展前景。部分地区由于政府环保要求，

已禁止使用燃煤锅炉，生物质锅炉由于其燃料具有低

灰高挥发分等特性，与燃煤锅炉相比具有高效、低排

放等优点，其应用范围愈来愈广 [5]。

与化石燃料相比，生物质燃料具有可再生、低污

染等特点，燃生物质锅炉以小容量居多，平均单台容

量为 2.57t/h。容量小于蒸 t/h 的锅炉数量占总量的

68.99%，容量占 22.33%；最小容量为 0.02 蒸 t/h，

最大容量为 60 蒸 t/h。目前，我国以生物质为燃料的

链条炉排锅炉、往复炉排锅炉、循环流化床（CFB）

锅炉的发展处于快速发展阶段，已先后完成了生物质

燃料的链条炉排锅炉、往复炉排锅炉、流化床流化特

性的研究。但是，在生物质链条炉排锅炉、循环流化

床（CFB）锅炉的性能设计方面，我国尚缺少相关的

系统理论、经验数据和相关标准，也还缺乏自主核心

技术的生物质锅炉性能设计支撑平台。

燃生物质锅炉定型产品测试锅炉的平均热效率为

82.10%，加权平均值为 83.56%；排烟温度平均值为

167.34℃，加权平均值为 165.56℃；过量空气系数平

均值为 1.65。不同锅炉容量的热效率，排烟温度及过

量空气系数数据统计情况如图 18 ～图 19 所示。

图 18 生物质锅炉热效率统计图

图 19 生物质锅炉部分参数统计图

由图 18 可知，生物质锅炉，其锅炉热效率设计

值较测试平均值小 2% 左右。由图 19 可以看出，生

物质锅炉的排烟温度较高，排烟温度最大值竟达到

230℃。同时，也有一些生物质锅炉的排烟温度较低，

说明不同生产制造单位的生物质锅炉设计与制造水平

差别较大。分析原因，主要是目前我国没有关于燃生

物质锅炉的设计标准，锅炉设计人员在设计燃生物质

锅炉的时候主要依据个人经验和燃煤锅炉的设计标准，

而生物质与煤的成份差别较大，燃煤锅炉设计标准不

适用于燃生物质锅炉设计，燃生物质锅炉的设计方法

和标准亟待建立。

目前，生物质锅炉能效指标还没有建立，鉴于生

物质锅炉水平的参差不齐，在足够的能效测试基础上，

应尽早建立生物质锅炉能效指标。

5 小结

1）锅炉整体热效率随着锅炉容量的增大而提高。

这是由于随着锅炉容量的增加，锅炉燃烧空间更加充

分，有利燃料的充分燃烧；另一方面，随着锅炉容量

的增大，锅炉散热损失也相应的减小。工业锅炉定型

产品测试热效率平均值与锅炉设计效率平均值趋势一

致，说明目前我国锅炉制造、安装水平能基本满足锅

炉设计要求。

2）通过对不同容量锅炉排烟温的统计分析可以看

出锅炉容量小于 1t/h 的范围内，工业锅炉平均排烟温

度明显高于其他容量锅炉，根据额定蒸发量小于 1t/h

蒸汽锅炉的整体分析情况及目前节能技术的应用情况，

对于额定蒸发量小于 1t/h 的蒸汽锅炉，排烟温度有进

一步降低的空间。

3）通过工业锅炉定型产品能效测试热效率统计分

第 32 卷 第 4 期 节能减排

67

析，结合现场测试了解的实际情况，目前制定的流化

床锅炉和燃气锅炉热效率指标的限定值和目标值均偏

低，建议进一步提高循环流化床锅炉和燃气锅炉的热

效率指标限定值和目标值的要求。

4）目前我国没有关于燃生物质锅炉的设计标准，

锅炉设计人员在设计燃生物质锅炉的时候主要依据个

人经验和燃煤锅炉的设计标准，而生物质与煤的成份

差别较大，燃煤锅炉设计标准不适用于燃生物质锅炉

设计，燃生物质锅炉的设计方法和标准亟待建立。另外，

生物质锅炉能效指标还没有建立，鉴于生物质锅炉水

平的参差不齐，在足够的能效测试基础上，应尽早建

立生物质锅炉能效指标。

6 结束语

2014 年 5 月国务院印发了国办发〔2014〕23 号

《2014-2015 年节能减排低碳发展行动方案》，要求

加快更新改造燃煤锅炉，开展锅炉能源消耗和污染排

放调查，实施燃煤锅炉节能环保综合提升工程。2014

年 11 月 7 部委联合印发发改环资 [2014]　2451 号《燃

煤锅炉节能环保综合提升工程实施方案》实施内容中

指出要加快推广高效锅炉：以锅炉定型产品能效测试

结果为主要依据遴选推广产品，公告高效锅炉型号目

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效测试工作，2017 年底前完成对 10t/h 及以上的在用

燃煤工业锅炉能效普查，将锅炉能效数据纳入现有锅

炉动态监管系统，实现信息共享。

因此，随着我国对安全、节能和环保方面的要求

逐年提高，在推进行业健康稳步发展、确保工业锅炉

安全运行的形势下，工业锅炉能效测试是进一步加速

推进工业锅炉节能减排工作开展的有利保障 [6]。

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