Aufgrund der verschiedenen Standardsysteme in verschiedenen Ländern gibt es einige Unterschiede in den Kesselleistungstests oder -verfahren wie der Europäischen Union Standard EN 12952-15: 2003, ASME PTC4-1998, GB10184-1988 und DLTT964-2005. Dieses Papier konzentriert sich auf die Analyse und Diskussion der Hauptunterschiede in der Berechnung der Kessel -Effizienz in verschiedenen Standards oder Vorschriften.

 1.Vorwort

Egal, ob in China oder im Ausland, bevor der Kessel hergestellt und installiert und an Benutzer für den kommerziellen Betrieb übergeben wird, wird der Kesselleistungstest normalerweise gemäß dem Vertrag durchgeführt, die Standards oder Verfahren des Kesselleistungstests sind derzeit derzeit in verschiedenen Ländern verwendet nicht das gleiche. Europäische Union Standard EN 12952-15: 2003 Wasserrohrkessel und Hilfsgeräte Teil 15 befassen sich mit dem Akzeptanzprüfstandard von Kessel, der einer der weit verbreiteten Standards für Kesselleistungstests ist. Dieser Standard gilt auch für zirkulierende fließende Bettkessel. Die Kalksteindesulfurisierung wird dem Standard hinzugefügt, der sich etwas von den relevanten Vorschriften in China und ASME -Kesselleistungstests unterscheidet. Der ASME-Code und die zugehörigen Codes in China wurden ausführlich erörtert, es gibt jedoch nur wenige Berichte über die Diskussion von EN 12952-15: 2003.

Gegenwärtig sind die häufig verwendeten Leistungstests in China Chinas National Standard (GB) „Kraftwerkskessel-Leistungstestverfahren“ GB10184-1988 und American Society of Mechanical Engineers (ASME) „Kesselleistungstests“ ASME PTC 4-1998, usw. Mit der kontinuierlichen Reife der Chinas Kesselherstellungstechnologie werden Chinas Kesselprodukte allmählich vom Weltmarkt anerkannt. Um den Bedürfnissen verschiedener Märkte gerecht zu werden, wird der Standard der Europäischen Union EN 12952-15: 2003 in Zukunft nicht als Implementierungsstandard für den Leistungstest von in China hergestellten Kesselprodukten ausgeschlossen.

Der Hauptinhalt der Kessel-Effizienz-Berechnung in EN12952-15-2003 wird mit ASME PTC4-1998, GB10W4-1988 und DLTT964-2005 verglichen.

Um den Vergleich zu bequem zu machen, wird der Standard-EN12952-15: 2003 als EN-Standard abgekürzt. ASMEPTC4-1998 Code wird als ASME-Code abgekürzt.

2.Hauptinhalt und Anwendungsbereich

EN Standard ist der Standard -Akzeptanzstandard für Dampfkessel, Heißwasserkessel und deren Hilfsgeräte. Dies ist die Grundlage für die thermische Leistungstest (Akzeptanz) und Berechnung von Dampfkesseln und Industriekesseln, die direkt verbrennen. Es eignet sich für direkte Verbrennungsdampfkessel und Heißwasserkessel sowie deren Hilfsgeräte. Das Wort "direkter Verbrennung" richtet sich an die Ausrüstung mit bekannter chemischer Wärme des Kraftstoffs, die in eine sinnvolle Wärme umgewandelt wird, die eine Verbrennung von Rost, eine fluidisierte Bettverbrennung oder ein Kammerverbrennungssystem haben kann. Außerdem kann es auch auf indirekte Verbrennungsgeräte (wie Abfallwärmekessel) und Geräte mit anderen Wärmeübertragungsmedien (wie Gas, heißem Öl, Natrium) usw. angewendet werden. Es ist jedoch nicht für spezielle Kraftstoffverbrennungsanlagen geeignet (wie Abfallverbrennungsanlage), Druckkessel (wie PFBC -Kessel) und Dampfkessel im kombinierten Zyklussystem.

Inklusive EN -Standards sind alle Standards oder Verfahren im Zusammenhang mit dem Kesselleistungstest deutlich festgelegt, dass er nicht für Dampfgeneratoren in Kernkraftwerken anwendbar ist. Im Vergleich zum ASME -Code kann EN -Standard auf Wärmekessel und seine Hilfsausrüstung aus Dampf- oder Wießerwasserkessel aufgetragen werden, und der Anwendungsbereich ist breiter. EN Standard begrenzt nicht den anwendbaren Bereich des Kesseldampfdampfstroms, des Drucks oder der Temperatur. In Bezug auf Dampfkessel sind die in EN Standard aufgelisteten "geeigneten Kessel" -Stypen expliziter als GB -Code oder DL/T -Code.

3.Kesselsystem

Der ASME -Code listet die Abbildungen der thermischen Systemgrenzen mehrerer typischer Kesseltypen auf. Typische Abbildungen sind auch im GB -Code angegeben. Gemäß EN Standard sollte die Hüllkurve des herkömmlichen Kesselsystems das gesamte Dampfwassersystem mit zirkulierender Pumpe, Verbrennungssystem mit Kohlemühle (geeignet für Kohleverbrennungssysteme), zirkulierender Rauchgasgebläse, Flugasche-Rückflusssystem und Luftheizung umfassen. Es umfasst jedoch keine Öl- oder Gasheizungsausrüstung, Staubentferner, erzwungener Entwurfslüfter und induzierter Entwurfslüfter. EN -Standard- und andere Vorschriften teilen die Grenze des thermodynamischen Kesselsystems auf die gleiche Weise im Wesentlichen, aber en standard wird stark darauf hingewiesen, dass die Formulierung der Kesselsystemumhülle (Grenze) erfordert, dass die Hüllkurvengrenze mit der Wärmeausgleich mit der Grenze von übereinstimmen sollte Der Kessel im "gelieferten" Zustand und der für die Messung der thermischen Effizienz erforderliche Wärmeeingang, Ausgang und Verlust können deutlich bestimmt werden. Wenn es unmöglich ist, qualifizierte gemessene Werte an der Grenze des "Versorgungsstatus" zu erhalten, kann die Grenze durch die Vereinbarung zwischen dem Hersteller und dem Käufer neu definiert werden. Im Gegensatz dazu betont EN Standard das Prinzip, die Grenze des thermodynamischen Kesselsystems zu teilen.

4.Standardzustand und Referenztemperatur

EN Standard definiert den Druckzustand von 101325 Pa und die Temperatur von 0 ℃ als Standardzustand, und die Referenztemperatur des Leistungstests beträgt 25 ℃. Der angegebene Standardzustand entspricht dem GB -Code. Die Referenztemperatur entspricht dem ASME -Code.

EN Standard ermöglicht die Vereinbarung, andere Temperaturen als Referenztemperatur für den Akzeptanztest zu verwenden. Wenn andere Temperaturen als Referenztemperaturen verwendet werden, muss der Kraftstoffkalorienwert korrigiert werden.

5.Gemeinsame Koeffizienten

Der EN -Standard verleiht die spezifische Wärme von Dampf, Wasser, Luft, Asche und anderen Substanzen im Bereich von 25 ℃ bis normaler Betriebstemperatur und den Wärmewert einiger unvollständig verbrannter Substanzen.

5.1 Spezifischer Wärmewert

Siehe Tabelle 1 für einen teilweise spezifischen Wärmewert.

Tabelle 1 spezifischer Wärmewert einiger Substanzen.

Wie der GB -Code dauert die Enthalpie oder die spezifische Wärme verschiedener Substanzen, die durch EN -Standard gegeben wurden, 0 ℃ als Ausgangspunkt. Der ASME -Code sieht vor, dass 77 ℉ (25 ℃) als Ausgangspunkt für die Berechnung der Enthalpie oder der spezifischen Wärme verschiedener Substanzen mit Ausnahme von Dampfenthalpie und Heizölenthalpie angesehen wird.

Im GB -Code wird die spezifische Wärme häufig verwendeter Substanzen gemäß der berechneten Temperatur durch eine Tabelle oder durch Verwendung einer Formel berechnet, und die erhaltene spezifische Wärme ist der durchschnittliche spezifische Kalorienwert von 0 ℃ bis zur berechneten Temperatur. Bei gasförmigen Substanzen und Wasser ist es die durchschnittliche spezifische Wärme bei konstantem Druck. Der ASME -Code dauert im Allgemeinen 25 ℃ als Benchmark und gibt die Berechnungsformel spezifischer Wärme oder Enthalpie verschiedener Substanzen an.

Im Vergleich zu GB -Code und ASME -Code hat EN Standard die folgenden zwei Unterschiede bei der Bestimmung der spezifischen Substanzenwärme:

1) Enthalpie oder spezifische Wärme verschiedener Substanzen dauert 0 ℃ als Ausgangspunkt, aber der angegebene spezifische Wärmewert ist der Durchschnittswert innerhalb des Bereichs von 25 ℃ bis zur herkömmlichen Betriebstemperatur.

2) Nehmen Sie den festen Wert von 25 nicht ℃ bis zur normalen Betriebstemperatur.

Zum Beispiel:

 In Kombination mit anderen Parametern werden die nach GB -Code und EN -Standard berechneten Ergebnisse in Tabelle 2 verglichen.

Tabelle 2 Vergleich des spezifischen Wärmewerts und berechneter Verlust einiger Substanzen.

 Nach dem Vergleich der Berechnungsergebnisse für den Brennstoff mit niedrigem Aschegehalt beträgt die Differenz der Ergebnisse, die durch verschiedene Werte der spezifischen Materie -Wärme verursacht werden Berechnungsergebnisse und können im Grunde ignoriert werden. Wenn der zirkulierende fluidisierte Bettkessel jedoch hohen Aschebrennstoff verbrennt oder Kalkstein für die Entschwefelung im Ofen hinzufügt, kann der mögliche Unterschied des Aschewärmeverlusts 0,1-0,15 oder sogar höher erreichen.

5.2 Kalorienwert von Kohlenmonoxid.

Gemäß EN Standard beträgt der Kalorienwert von Kohlenmonoxid 1 2,633 MJ/m³, was im Grunde genommen dem von ASME Code 4347BTU/LBM (12,643 MJ/M) ist³) und GB -Code 12.636 mj/m³. Unter normalen Umständen ist der Gehalt an Kohlenmonoxid in Rauchgas niedrig und der Wärmeverlustwert gering, sodass die Differenz des Kalorienwerts wenig Einfluss hat.

5.3 Wärmewert unvollständig verbrannter Substanzen.

EN -Standard gibt den Wärmewert von unvollständigen Verbrennungssubstanzen in Anthrazit- und Braunkohleasche an, wie in Tabelle 3 gezeigt.

Tabelle 3 Wärmewert von unvollständig verbrannten Substanzen.

 Laut ASME -Code können unvollständige Brennstoffe als amorpher Kohlenstoff angesehen werden, wenn unverbrannter Wasserstoff in Asche unbedeutend ist, und der Kalorienwert von unverbranntem Kohlenstoff unter diesem Zustand 33,7 mj/kg. Der GB -Code gibt nicht die Komponenten brennbarer Materialien in Asche an, wird jedoch im Allgemeinen als unverbrannter Kohlenstoff angesehen. Der Kalorienwert von brennbaren Materialien in der in GB -Code angegebenen Asche beträgt 33,727MJ/kg. Gemäß Anthracit -Kraftstoff und EN -Standard liegt der Kalorienwert von unvollständigen Verbrennungssubstanzen etwa 2,2% niedriger als ASME -Code und GB -Code. Im Vergleich zu Braunkohle ist der Unterschied noch größer.

Daher ist es notwendig, die Bedeutung des Kalorienwerte unverbrannter Stoffe von Anthrazit und Braunkosten im EN -Standard weiter zu untersuchen.

5.4 Calcinationzerlegungswärme von Calciumcarbonat und Erzeugungswärme von Sulfat.

Gemäß den in EN -Standard, ASME -Code und DL/T -Code angegebenen Berechnungsformelkoeffizienten ist die Calcinationssorgungswärme von Calciumcarbonat und die Bildungswärme von Sulfat in Tabelle 4 dargestellt.

Tabelle 4 Wärme der Zersetzung und Sulfatbildung von Calciumcarbonat.

Die durch EN -Standard- und ASME -Code angegebenen Koeffizienten sind im Grunde gleich. Im Vergleich zum DT/L-Code liegt die Zersetzungswärme 2,2-2,5% niedriger und die Formationswärme um etwa 3,3% höher.

6.Wärmeverlust durch Strahlung und Konvektion

Laut En Standard sollten empirische Werte angewendet werden, da es im Allgemeinen unmöglich ist, die Strahlungs- und Konvektionsverluste (dh die allgemein verstandenen Wärmeissipationsverluste) zu messen.

EN Standard erfordert, dass das Design des häufigsten Dampfkessels Abb. 1, "Strahlungs- und Konvektionsverluste, die mit dem maximal wirksamen Wärmeausgang variieren".

Abb. 1 Strahlungs- und Konvektionsverlustlinien

 Schlüssel:

A: Strahlungs- und Konvektionsverluste;

B: Maximale nützliche Wärmeausgabe;

Kurve 1: Braune Kohle, Hochofengas und flüssiger Bettkessel;

Kurve 2: Hartes Kohlekessel;

Kurve 3: Heizöl und Erdgaskessel.

Oder berechnet gemäß der Formel (1):

Qrc = cqn^0,7(1)

Typ:

C = 0,0113, geeignet für Ölkessel und Erdgaskessel;

0,022, für Anthrazitkessel geeignet;

0,0315, geeignet für Braun und fließende Bettkessel.

Gemäß der Definition des effektiven Wärmeausgangs im EN -Standard ist der effektive Wärmeausgang die Gesamtwärme von Vorschubwasser und/oder Dampf, die mit Dampfkessel übertragen wird, und die Enthalpie des Abwassers wird dem effektiven Wärmeausgang zugesetzt.

Zum Beispiel:

 In Kombination mit anderen Parametern beträgt der maximal wirksame Wärmeausgang des Kessels etwa 773 MW und der Strahlungs- und Konvektionsverlust 2,3 MW beim Brennen von Anthrazit, dh der Strahlungs- und Konvektionswärmeverlust bei etwa 0,298%. Im Vergleich zum Wärmeableitungsverlust von 0,2% unter der Nennlast des Kesselkörpers, berechnet nach den Beispielparametern im GB -Code, beträgt der Strahlungs- und Konvektionsverlust gemäß dem EN -Standard um etwa 49% höher.

Es sollte hinzugefügt werden, dass EN -Standard auch Berechnungskurven oder Formelkoeffizienten gemäß verschiedenen Ofentypen und Kraftstofftypen angibt. Der ASME -Code erfordert, dass der Wärmeverlust durch Messung geschätzt wird, aber "Parameterschätzung durch professionelles qualifiziertes Personal ist nicht ausgeschlossen". Der GB -Code ergibt die Berechnungskurve und die Formel entsprechend der Einheit und dem Kesselkörper.

7.Rauchgasverlust

Der Abgasverlust umfasst hauptsächlich trockener Rauchgasverlust, Verlust durch Wassertrennung im Kraftstoff, Verlust durch Wasserstoff bei Kraftstoff und Verlust, die durch Feuchtigkeit in der Luft verursacht wird. Nach der Berechnungsidee ähnelt der ASME -Standard ähnlich dem GB -Code, dh trockener Gasverlust und Wasserdampfverlust werden separat berechnet, ASME berechnet jedoch nach Massenflussrate, während GB nach dem Volumenflussrate berechnet. EN Standard berechnet die Qualität der Nassstrahlgas und die spezifische Wärme des Gasgases von Nasszügen als Ganzes. Es sollte betont werden, dass für Kessel mit Luftvorhermer die Größe und Temperatur der Rauchgasgrößen und die Temperatur in EN -Standard- und GB -Code -Formeln die Größe und Temperatur der Rauchgas am Auslass des Luftvorheizens sind, während diejenigen in ASME -Code -Formeln die Rauchgasmenge bei sind Der Einlass des Luftvorheiges und der Rauchgastemperatur im Auslass des Vorheizens, wenn die Luftverlustrate des Luftvorheizes auf 0 korrigiert wird. Tabelle 5 für Berechnungsbeispiele für EN und GB. Aus Tabelle 5 ist ersichtlich, dass die Berechnungsmethoden zwar unterschiedlich sind, die Berechnungsergebnisse im Grunde genommen gleich sind.

Tabelle 5 Vergleich des durch GB und En berechneten Rauchgasabgasverlusts.

 8.Effizienzkorrektur

Da es normalerweise unmöglich ist, den Einheitsleistungstest unter den Standard- oder garantierten Kraftstoffbedingungen und unter den genauen Standard- oder garantierten Betriebsbedingungen durchzuführen, müssen die Testergebnisse an den Standard- oder Vertragsbetriebsbedingungen korrigiert werden. Alle drei Standards/Vorschriften setzen ihre eigenen Korrekturmethoden vor, die sowohl Ähnlichkeiten als auch Unterschiede aufweisen.

8.1 überarbeitete Artikel.

Alle drei Standards haben die Einlasslufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Abgastemperatur am Grenzausgang und den Kraftstoff korrigiert, aber der GB -Code und der ASME -Code haben die Asche im Kraftstoff nicht korrigiert, während EN -Standard die Korrektur der Ascheänderung in der Ascheänderung abgeleitet und berechnet hat im Detail treiber.

8.2 Korrekturmethode.

Die Revisionsmethoden von GB -Code und ASME -Code sind im Grunde genommen gleich, die die überarbeiteten Parameter durch die ursprüngliche Berechnungsformel der Verlustelemente ersetzen und neu berechnen, um den überarbeiteten Verlustwert zu erhalten. Die Änderungsmethode von EN Standard unterscheidet sich von GB -Code und ASME -Code. EN -Standard erfordert, dass die äquivalente Differenz δ a zwischen dem Auslegungswert und dem tatsächlichen Wert zuerst berechnet werden sollte, und dann sollte die Verlustdifferenz Δ n gemäß dieser Differenz berechnet werden. Der Verlustunterschied plus der ursprüngliche Verlust ist der korrigierte Verlust.

8.3 Änderungen der Kraftstoffzusammensetzung und Korrekturbedingungen.

Der GB -Code und der ASME -Code begrenzen die Änderung des Kraftstoffs im Leistungstest nicht, solange beide Parteien eine Vereinbarung erreichen. Die DL/T -Ergänzung erhöht den zulässigen Variationsbereich des Testbrennstoffs, und EN Standard stellt eindeutige Anforderungen für den Variationsbereich von Feuchtigkeit und Asche im Kraftstoff vor sollte 10% nicht überschreiten, und die Abweichung von Yash vom garantierten Wert sollte 15% vor der Korrektur nicht überschreiten. Gleichzeitig wird festgelegt, dass, wenn die Testabweichung den Bereich jeder Abweichung überschreitet, der Leistungsakzeptanztest erst nach einer Vereinbarung zwischen dem Hersteller und dem Benutzer durchgeführt werden kann.

8.4 Korrektur der Kraftstoffkalorienwert.

GB- und ASME -Code geben die Korrektur des Kraftstoffkalorienwerts nicht an. EN Standard betont, dass, wenn die vereinbarte Referenztemperatur nicht 25 ℃ beträgt, der Kraftstoffkalorienwert (NCV oder GCV) auf die vereinbarte Temperatur korrigiert werden sollte. Die Korrekturformel lautet wie folgt:

HA: Netto -Kalorienwert von Kraftstoff bei Referenztemperatur von 25 ℃;

HM: Kalorienwert des Kraftstoffnettos gemäß der vereinbarten Referenztemperatur TR.

9.Testfehler und Unsicherheit

Einschließlich des Kesselleistungstests kann jeder Test Fehler aufweisen. Die Testfehler bestehen hauptsächlich aus systematischen Fehlern, zufälligen Fehlern und Auslassungsfehlern usw. Alle drei Standards erfordern, dass mögliche Fehler vor dem Test so viel wie möglich bewertet und beseitigt werden sollten. ASME -Code und EN -Standard werden gemäß den Konzepten der Unsicherheit und Unsicherheit vorgestellt.

Gemäß dem GB -Testinhalt wird der Messfehler und der Analysefehler jedes Mess- und Analyseelements berechnet, und der endgültige Effizienzberechnungserscheinung wird beurteilt, ob der Test qualifiziert ist.

Es ist in relevanten Kapiteln des ASME -Code festgelegt, dass alle Parteien des Tests die akzeptablen Werte der Unsicherheit der Testergebnisse vor dem Test bestimmen sollten, und diese Werte werden als Zielunsicherheit der Ergebnisse bezeichnet. Der ASME -Code liefert die Berechnungsmethode der Unsicherheit. Der ASME -Code sieht auch vor, dass nach Abschluss jedes Tests die Unsicherheit gemäß den relevanten Kapiteln des Codes und dem ASME PTC 19.1 -Code berechnet werden muss. Wenn die berechnete Unsicherheit größer ist als die im Voraus erreichte Zielunsicherheit, ist der Test ungültig. Der ASME -Code betont, dass die Unsicherheit der berechneten Testergebnisse nicht die zulässige Fehlergrenze der Kesselleistung ist und diese Unsicherheiten nur zur Beurteilung des Leistungsstufs des Leistungstests verwendet werden (dh, ob der Test wirksam ist oder nicht), anstatt die zu bewerten Kesselleistung.

EN Standard sieht vor, dass die endgültige relative Wirkungsgradunsicherheit EηB gemäß der Unsicherheit jedes Sub-Elements berechnet werden muss, und dann die Effizienzunsicherheit Uη β wird gemäß der folgenden Formel berechnet:

Uηβ = ηβxεηβ

Wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind, wird angesehen, dass der garantierte Effizienzwert erreicht wird:

ηβg ≤ ßeB+Uηβ

In welch:

η g ist der Garantiewert der Effizienz;

ηb ist der korrigierte Effizienzwert.

Aus der obigen Diskussion ist deutlich zu erkennen, dass die Fehleranalyse von GB und die Berechnung der Unsicherheit im ASME -Code die Kriterien für die Beurteilung sind In EN Standard beurteilt nicht, ob der Test erfolgreich ist, was eng mit der Frage steht, ob der Effizienzindex qualifiziert ist.

10.Abschluss

GB10184-88, DL/T964-2005, ASME PTC4-1998 und EN12592-15: 2003 Die Kessel-Effizienz-Test- und Berechnungsmethode eindeutig festlegen, wodurch die Akzeptanz der Kesselleistung auf der Grundlage von Nachweisen angemessen wird. GB- und ASME -Codes werden in China häufig verwendet, während die EN -Standards selten bei der Inlandsakzeptanz verwendet werden.

Die Hauptidee des Bewertungstests zur Kesselleistung, die nach den drei Standards beschrieben wird, ist gleich, aber aufgrund der verschiedenen Standardsysteme gibt es Unterschiede in vielen Details. In diesem Papier wird die drei Standards analysiert und Vergleiche, was zweckmäßig ist, die Standards verschiedener Systeme genauer bei der Projektakzeptanz zu verwenden. EN -Standard wurde in China nicht weit verbreitet, aber es ist notwendig, eine tiefere Analyse und Erforschung einiger seiner Bestimmungen vorzunehmen. Um technische Vorbereitungen in dieser Hinsicht zu treffen, fördern Sie den Export von inländischen Kesseln in ein Land oder eine Region, die den EU -Standard implementiert, und verbessern Sie unsere Anpassungsfähigkeit an den internationalen Markt.