Eri maiden eri standardijärjestelmien vuoksi on joitain eroja kattilan suorituskyvyn hyväksymistestantastandardeissa tai menettelyissä, kuten Euroopan unionin standardissa EN 12952-15: 2003, ASME PTC4-1998, GB10184-1988 ja DLTT964-2005. Tässä artikkelissa keskitytään analyysiin ja keskusteluun kattilan tehokkuuden laskelman tärkeimmistä eroista eri standardien tai asetusten suhteen.

 1.Esipuhe

Olipa Kiinassa tai ulkomailla, ennen kuin kattila valmistetaan ja asennetaan ja luovutetaan käyttäjille kaupallista toimintaa varten, kattilan suorituskyvyn testi suoritetaan yleensä sopimuksen mukaan, mutta eri maissa tällä hetkellä käytetyt kattilan suorituskyvyn testin standardit tai menettelyt ovat Ei sama. Euroopan unionin standardi EN 12952-15: 2003 Vesiputkikattila ja apulaitteet Osa 15 liittyy kattiloiden hyväksymistestandardiin, joka on yksi laajalti käytetyistä kattilan suorituskyvyn testistandardeista. Tätä standardia voidaan soveltaa myös kiertäviin fluidoituihin sängyn kattiloihin. Standardiin lisätään kalkkikivenkestävää, mikä eroaa jonkin verran Kiinan asiaankuuluvista määräyksistä ja ASME -kattilan suorituskyvyn testisäännöksistä. Kiinan ASME-koodista ja niihin liittyvistä koodeista on keskusteltu yksityiskohtaisesti, mutta En 12952-15: 2003: n keskusteluista on vähän raportteja.

Tällä hetkellä Kiinan yleisesti käytetyt suoritustestausstandardit ovat Kiinan kansallinen standardi (GB) ”Kattilan voimalaitoksen suorituskykytestausmenettelyt” GB10184-1988 ja American Society of Mechanical Engineers's (ASME) “Kattilan suoritustestausmenettelyt” ASME PTC 4-1998, jne. Kiinan kattilan valmistustekniikan jatkuvan kypsyyden myötä maailmanmarkkinat tunnustavat Kiinan kattilatuotteet vähitellen. Eri markkinoiden tarpeiden tyydyttämiseksi Euroopan unionin standardia EN 12952-15: 2003 ei jätetä tulevaisuudessa pois Kiinassa valmistetun kattilatuotteiden suoritustestille.

Kattilan tehokkuuslaskelman pääpitoisuutta EN12952-15-2003 verrataan ASME PTC4-1998, GB10W4-1988 ja DLTT964-2005.

Vertailun mukavuuden vuoksi EN12952-15: 2003 -standardi lyhennetään EN-standardina. ASMEPTC4-1998-koodia lyhennetään ASME-koodina, GB10184-1988 -koodia kutsutaan lyhyeksi GB-koodiksi, DLH'964-2005 kutsutaan lyhyeksi di7t: ksi.

2.Pääsisältö ja sovellusalue

EN -standardi on höyrykattiloiden, kuumavesikattiloiden ja niiden apuvälineiden suorituskyvyn hyväksymisstandardi, ja se on pohja höyrykattiloiden ja teollisuuskattiloiden laskemiselle, jotka palaavat suoraan. Se sopii suoraan palamishöyrykattiloihin ja kuumavesikattiloihin ja niiden apulaitteisiin. Sana "suora palaminen" on suunnattu laitteille, joilla on tunnettu polttoainekemiallinen lämpö, ​​joka on muunnettu järkeväksi lämmöksi, jolla voi olla arinapaloja, fluidoituja sängyn palamis- tai kammion palamisjärjestelmää. Lisäksi sitä voidaan levittää myös epäsuoraan palamislaitteeseen (kuten jätehuoltokattila) ja laitteisiin, jotka käyvät muiden lämmönsiirtoväliaineiden (kuten kaasu, kuuma öljy, natrium) jne. (kuten jätepolttolaitos), paineistettu kattila (kuten PFBC -kattila) ja höyrykattila yhdistetyssä syklijärjestelmässä.

Sisältää EN -standardin, kaikki kattilan suorituskyvyn testiin liittyvät standardit tai menettelyt määrää selvästi, että sitä ei voida soveltaa ydinvoimalaitosten höyrygeneraattoreihin. Verrattuna ASME -koodiin, EN -standardi voidaan levittää höyrykattilaan ja sen apuvälineisiin höyry- tai kuumavesikattilaan, ja sen levitysalue on leveämpi. EN -standardi ei rajoita kattilan höyryvirtauksen, paineen tai lämpötilan sovellettavaa aluetta. Höyrykattiloiden osalta EN -standardissa luetellut "sopivat kattilat" ovat selkeämpiä kuin GB -koodi tai DL/T -koodi.

3.Kattilajärjestelmän raja

ASME -koodi luetellaan useiden tyypillisten kattilatyyppien lämpöjärjestelmän rajojen raja -arvot. Tyypilliset kuvat on annettu myös GB -koodissa. EN-standardin mukaan tavanomaisen kattilajärjestelmän kirjekuoreen tulisi sisältää koko höyryveden järjestelmä, jossa on kiertävä pumppu, palamisjärjestelmä hiilimyllyn kanssa (soveltuu hiilen polttojärjestelmään), kiertävän savukaasunpuhallin, lentotuhkan refluksijärjestelmä ja ilmanlämmitin. Mutta se ei sisällä öljy- tai kaasulämmityslaitteita, pölynpoistoainetta, pakotettua vetoa ja indusoitua vedonpuhallinta. En standardi ja muut säädökset jakavat periaatteessa kattilan termodynaamisen järjestelmän rajan samalla tavalla, mutta en -standardi huomauttaa voimakkaasti, että kattilan järjestelmän verhokäyrän (raja) muotoilun formulaation on oltava lämpötasapainossa olevan vaipan rajan tulisi olla yhdenmukainen rajan kanssa Kattila "toimitetussa" tilassa, ja lämpötehokkuuden mittaamiseen tarvittava lämpötulo, lähtö ja häviö voidaan määrittää selvästi. Jos päteviä mitattuja arvoja on mahdotonta "toimitus" -tilan rajalla, raja voidaan määritellä uudelleen valmistajan ja ostajan välisellä sopimuksella. Sitä vastoin Standardi korostaa periaatetta, jonka mukaan kattilan termodynaamisen järjestelmän rajan jakaminen.

4.Vakiotila ja vertailulämpötila

EN -standardi määrittelee 101325PA: n paineen tilan ja lämpötilan 0 ℃ vakiotilana ja suorituskykykokeen vertailulämpötila on 25 ℃. Määritetty vakiotila on sama kuin GB -koodi; Vertailulämpötila on sama kuin ASME -koodi.

EN -standardi antaa sopimuksen käyttää muita lämpötiloja hyväksyntätestiin vertailulämpötilana. Kun muita lämpötiloja käytetään vertailulämpötiloina, on tarpeen korjata polttoaineen lämpöarvo.

5.Yleiset kertoimet

EN -standardi antaa höyryn, veden, ilman, tuhkan ja muiden aineiden spesifisen lämmön välillä 25 ℃ normaaliin käyttölämpötilaan ja joidenkin epätäydellisesti poltettujen aineiden lämpöarvo.

5.1 Erityinen lämpöarvo

Katso taulukosta 1 osittaiskohtainen lämpöarvo.

Taulukko 1 Joidenkin aineiden erityinen lämpöarvo.

Kuten GB -koodi, EN -standardin antamien eri aineiden entalpia tai erityinen lämpö kestää lähtökohtana 0 ℃. ASME -koodi säädetään, että 77 ℉ (25 ℃) otetaan lähtökohtana eri aineiden entalpian tai spesifisen lämmön laskemiseksi, paitsi höyryn entalpia ja polttoöljyn entalpia.

GB -koodissa yleisesti käytettyjen aineiden erityinen lämpö lasketaan lasketun lämpötilan mukaan taulukon kautta tai käyttämällä kaavaa, ja saatu spesifinen lämpö on keskimääräinen spesifinen lämpöarvo 0 ℃ laskettuun lämpötilaan. Kaasumaisille aineille ja vedelle se on keskimääräinen spesifinen lämpö vakiopaineessa. ASME -koodi kestää yleensä 25 ℃ vertailukohtana ja antaa eri aineiden erityisen lämmön tai entalpian laskentakaavan.

Verrattuna GB -koodiin ja ASME -koodiin, EN -standardilla on seuraavat kaksi eroa aineiden tiettyjen lämmön määrittämisessä:

1) Eri aineiden entalpia tai spesifinen lämpö vie 0 ℃ lähtökohtana, mutta annettu erityinen lämpöarvo on keskimääräinen arvo välillä 25 ℃ tavanomaiseen käyttölämpötilaan.

2) Ota kiinteä arvo 25: sta ℃ normaaliin käyttölämpötilaan.

Esimerkiksi:

 Yhdistettynä muihin parametreihin, kun vertailulämpötila on 25 ℃, taulukossa 2 verrataan GB -koodin ja EN -standardin mukaan laskettuja tuloksia.

Taulukko 2 Joidenkin aineiden tietyn lämmön arvon ja lasketun menetyksen vertailu.

 Laskentatulosten vertailun mukaan polttoainetta, jolla on matala tuhkapito Laskentatulokset, ja niitä voidaan periaatteessa sivuuttaa. Kuitenkin, kun kiertävä fluidoitu sängyn kattila polttaa korkeaa tuhkan polttoainetta tai lisää kalkkikiven uunissa rikastumiseen, tuhkalämpöhäviön mahdollinen ero voi saavuttaa 0,1-0,15 tai jopa korkeamman.

5.2 Hiilimonoksidin lämpöarvo.

EN -standardin mukaan hiilimonoksidin lämpöarvo on 1 2,633 mj/m³, mikä on periaatteessa sama kuin ASME -koodin 4347BTU/LBM (12,643 MJ/M³) ja GB -koodi 12.636 MJ/M³. Normaaliolosuhteissa savukaasun hiilimonoksidin pitoisuus on alhainen ja lämpöhäviöarvo on pieni, joten lämpöarvon erolla on vähän vaikutusta.

5.3 Poltettavasti poltettujen aineiden lämpöarvo.

EN -standardi antaa epätäydellisten palamisaineiden lämpöarvo antrasiitti- ja lignite -polttoainetuhkassa, kuten taulukossa 3 esitetään.

Taulukko 3 puutteellisesti poltettujen aineiden lämpöarvo.

 ASME -koodin mukaan, kun tuhkan palamattomasta vedystä on merkityksetön, epätäydellisiä palamisia voidaan pitää amorfisena hiilinä, ja palamattoman hiilen lämpöarvo tässä tilassa tulisi olla 33,7MJ/kg. GB -koodi ei määritä tuhkan palavien materiaalien komponentteja, mutta sitä pidetään yleensä palamattomana hiilinä. GB -koodissa annetun tuhkan palavien materiaalien lämpöarvo on 33,727MJ/kg. Antrasiittipolttoaineen ja standardin mukaan epätäydellisten palamisaineiden lämpöarvo on noin 2,2% pienempi kuin ASME -koodi ja GB -koodi. Verrattuna ligniittiin, ero on vielä suurempi.

Siksi on tarpeen tutkia tarkemmin antrasiitin ja lignitin palamattomien aineiden lämpöarvojen antamisen merkitystä EN -standardissa.

5.4 Kalsiumkarbonaatin kalsominaatio hajoamislämpö ja sulfaatin lämmön muodostuminen.

EN -standardissa, ASME -koodissa ja DL/T -koodissa annettujen laskentakaavakertoimien mukaan kalsiumkarbonaatin kalsinaation hajoamislämpö ja sulfaatin muodostumislämpö esitetään taulukossa 4.

Taulukko 4 kalsiumkarbonaatin hajoamis- ja sulfaatinmuodostus.

EN -standardin ja ASME -koodin antamat kertoimet ovat periaatteessa samat. Verrattuna DT/L-koodiin, hajoamislämpö on 2,2-2,5% pienempi ja muodostumislämpö on noin 3,3% korkeampi.

6.Säteilyn ja konvektion aiheuttamat lämpöhäviöt

EN -standardin mukaan, koska säteily- ja konvektiohäviöitä on yleensä mahdotonta mitata (ts. Yleisesti ymmärretyt lämmön hajoamishäviöt), empiiriset arvot tulisi hyväksyä.

EN -standardi edellyttää, että yleisimmän höyrykattilan suunnittelun tulisi olla kuvion 1 mukainen. 1, "Säteily- ja konvektiohäviöt vaihtelevat suurimman tehokkaan lämmöntuotannon mukaan".

Kuva 1 Säteily- ja konvektiohäviöviivat

 Avain:

V: Säteily- ja konvektiotappiot;

B: Suurin hyödyllinen lämmönlähtö;

Käyrä 1: ruskea hiili, masuunikaasu ja juoksevat sängyn kattila;

Käyrä 2: kova hiilikattila;

Käyrä 3: Polttoöljy- ja maakaasukaterat.

Tai laskettu kaavan (1) mukaan:

Qrc = cqn^0,7(1)

Tyyppi:

C = 0,0113, sopii öljylämpölle ja maakaasukateroille;

0,022, sopii antrasiittikattilaan;

0,0315, sopii ligniitti- ja fluidoituihin sängyn kattiloihin.

EN -standardin tehokkaan lämmöntuotannon määritelmän mukaan efektiivinen lämmönlähtö on syöttöveden kokonaislämpö ja/tai höyrykattilan välittämä höyry, ja viemärien entalpia lisätään tehokkaaseen lämmöntuotantoon.

Esimerkiksi:

 Yhdistettynä muihin parametreihin kattilan suurin tehokas lämpölähtö on noin 773 MW, ja säteily- ja konvektiohäviö on 2,3 MW polttaessa antrasiittia, ts. Säteily- ja konvektiolämpöhäviö on noin 0,298%. Verrattuna 0,2%: n lämmön hajoamishäviöön kattilan rungon nimelliskuormassa, joka on laskettu GB -koodin esimerkkiparametrien mukaisesti, EN -standardin mukainen säteily- ja konvektiohäviö on noin 49% korkeampi.

On lisättävä, että EN -standardi antaa myös laskentakäyrät tai kaavakertoimet eri uunien tyyppien ja polttoainetyyppien mukaan. ASME -koodi edellyttää, että lämpöhäviö arvioidaan mittauksella, mutta "ammattimaisen pätevän henkilöstön antaman parametrien arviointia ei suljeta pois". GB -koodi antaa karkeasti laskentakäyrän ja kaavan yksikön ja kattilan rungon mukaan.

7.Savukaasun menetys

Savukaasun menetys sisältää pääasiassa kuivan savukaasun menetyksen, polttoaineen erottelun aiheuttamat menetykset, polttoaineen vedyn aiheuttamat menetykset ja ilman kosteuden aiheuttamat menetykset. Laskentaidean mukaan ASME -standardi on samanlainen kuin GB -koodi, ts. Kuiva savukaasun menetys ja vesihöyryn menetys lasketaan erikseen, mutta ASME laskee massan virtausnopeuden mukaan, kun taas GB laskee tilavuuden virtausnopeuden mukaan. EN -standardi laskee märän savukaasun laadun ja märän savukaasun spesifisen lämmön kokonaisuutena. On korostettava, että kattiloille, joissa on ilman esilaittaja, savukaasun määrä ja lämpötila EN -standardi- ja GB -koodikaavoissa ovat savukaasun määrä ja lämpötila ilman esilaittimen poistossa, kun taas ASME -koodikaavoissa ovat savukaasun määrä osoitteessa Ilman esikulmion sisääntulo ja savukaasun lämpötila esikulmion poistossa, kun ilmavuotojen ilmanvaihto -arvonopeus on korjattu 0: een. Katso taulukko 5 laskentaesimerkkejä EN: stä ja GB: stä. Taulukosta 5 voidaan nähdä, että vaikka laskentamenetelmät ovat erilaisia, laskentatulokset ovat periaatteessa samat.

Taulukko 5 GB: n ja EN: n laskemasta savukaasun pakokaasun menetyksestä.

 8.Tehokkuuskorjaus

Koska yksikön suorituskyvyn hyväksymistestiä on yleensä mahdotonta suorittaa vakio- tai taattuja polttoaineolosuhteita ja tarkalla standardilla tai taattuilla käyttöolosuhteilla on tarpeen korjata testitulokset standardi- tai sopimuskäyttöolosuhteisiin. Kaikissa kolmessa standardissa/määräyksessä esitetään omat korjausmenetelmänsä, joilla on sekä yhtäläisyyksiä että eroja.

8.1 Tarkistetut kohteet.

Kaikki kolme standardia ovat korjanneet sisääntulon ilman lämpötilan, ilman kosteuden, pakokaasun lämpötilan rajapoistossa ja polttoaineessa, mutta GB -koodi ja ASME -koodi eivät ole korjattaneet tuhkaa polttoaineena, kun taas EN -standardi on päättänyt ja laskenut tuhkamuutoksen korjauksen Polttoaine yksityiskohtaisesti.

8.2 Korjausmenetelmä.

GB -koodin ja ASME -koodin tarkistusmenetelmät ovat periaatteessa samat, jotka korvaavat tarkistetut parametrit alkuperäisellä häviökohteiden laskentakaavalla ja laskettava ne uudelleen tarkistetun häviöarvon saamiseksi. EN -standardin muutosmenetelmä eroaa GB -koodista ja ASME -koodista. EN -standardi edellyttää, että vastaava ero δ A suunnittelun arvon ja todellisen arvon välillä tulisi laskea ensin ja sitten häviöero Δ N tulisi laskea tämän eron mukaisesti. Tappioero plus alkuperäinen tappio on korjattu tappio.

8.3 Polttoaineen koostumuksen muutokset ja korjausolosuhteet.

GB -koodi ja ASME -koodi eivät rajoita polttoaineen muutosta suorituskykykokeessa, kunhan molemmat osapuolet pääsevät sopimukseen. DL/T -lisäys lisää testipolttoaineen sallittua variaatioaluetta, ja EN -standardi asettaa selkeät vaatimukset polttoaineen kosteuden ja tuhkan variaatioalueelle, mikä edellyttää, että YHO: n poikkeama veden taattuista arvosta polttoaineessa Ei saisi ylittää 10%, ja YASH: n poikkeama taattuista arvosta ei saisi ylittää 15% ennen korjausta. Samanaikaisesti määrätään, että jos testipoikkeama ylittää kunkin poikkeaman alueen, suorituskyvyn hyväksymistesti voidaan suorittaa vasta sen jälkeen, kun valmistajan ja käyttäjän välillä on saavutettu sopimus.

8.4 Polttoaineen lämpöarvokorjaus.

GB- ja ASME -koodi eivät määritä polttoainekuoren arvon korjaamista. EN -standardi korostaa, että jos sovittu vertailulämpötila ei ole 25 ℃, polttoainekaloidun arvo (NCV tai GCV) olisi korjattava sovittuun lämpötilaan. Korjauskaava on seuraava:

HA: Polttoaineen netto -lämpötila referenssilämpötilassa 25 ℃;

HM: Polttoaineen netto -lämpöarvo, joka on korjattu sovitun vertailulämpötilan tr: n mukaisesti.

9.Testivirhe ja epävarmuus

Kattilan suorituskyvyn testi mukaan lukien kaikilla testillä voi olla virheitä. Testivirheet koostuvat pääasiassa systemaattisista virheistä, satunnaisvirheistä ja virheiden virheistä jne. Kaikki kolme standardia vaativat, että mahdolliset virheet olisi arvioitava ja eliminoida mahdollisimman paljon ennen testiä. ASME -koodi ja en -standardi esitetään epävarmuuden ja epävarmuuden käsitteiden mukaisesti.

GB -testipitoisuuden mukaan lasketaan kunkin mittaus- ja analyysikohteen mittausvirhe ja analyysivirhe, ja lopullinen tehokkuuslaskentavirhe saadaan arvioidakseen, onko testi pätevä.

ASME -koodin merkityksellisissä luvuissa määrätään, että kaikkien testin osapuolten tulisi määrittää testitulosten epävarmuuden hyväksymät arvot ennen testiä, ja näitä arvoja kutsutaan tulosten kohteen epävarmuudeksi. ASME -koodi tarjoaa epävarmuuden laskentamenetelmän. ASME -koodissa säädetään myös, että kunkin testin suorittamisen jälkeen epävarmuus on laskettava koodin ja ASME PTC 19.1 -koodin asiaankuuluvien lukujen mukaisesti. Jos laskettu epävarmuus on suurempi kuin etukäteen saavutettu kohteen epävarmuus, testi on virheellinen. ASME -koodi korostaa, että laskettujen testitulosten epävarmuus ei ole kattilan suorituskyvyn sallittu virharaja, ja näitä epävarmuustekijöitä käytetään vain suoritustestin tason arvioimiseksi (ts. Onko testi tehokas vai ei) sen sijaan, että arvioidaan Kattilan suorituskyky.

EN-standardi määrää, että lopullinen suhteellinen tehokkuus epävarmuus EηB on laskettava kunkin alaosan epävarmuuden mukaan ja sitten tehokkuus epävarmuus Uη β on laskettava seuraavan kaavan mukaisesti:

Uηβ = ηβxεηβ

Jos seuraavat ehdot täyttyvät, katsotaan, että tehokkuuden taattu arvo saavutetaan:

ηpg≤ηB+Uηβ

Jossa:

η g on tehokkuuden takuarvo;

ηB on korjattu tehokkuusarvo.

Edellä käydystä keskustelusta voidaan selvästi nähdä, että GB: n virhealyysi ja ASME -koodin epävarmuuden laskeminen ovat kriteerit arvioida, onko testi onnistunut, jolla ei ole mitään tekemistä sen kanssa, onko tehokkuusindeksi pätevä, kun taas epävarmuus EN -standardissa ei arvioi, onko testi onnistunut, mikä liittyy läheisesti siihen, onko tehokkuusindeksi pätevä.

10.Johtopäätös

GB10184-88, DL/T964-2005, ASME PTC4-1998 ja EN12592-15: 2003 määrää selvästi kattilan tehokkuustesti ja laskentamenetelmä, mikä tekee kattilan suorituskyvyn hyväksymisen todisteiden perusteella. GB- ja ASME -koodeja käytetään laajalti Kiinassa, kun taas EN -standardeja käytetään harvoin kotimaisessa hyväksymisessä.

Kolmen standardin kuvaaman kattilan suorituskyvyn arviointitestin pääidea on sama, mutta erilaisista standardijärjestelmistä johtuen monissa yksityiskohdissa on eroja. Tässä artikkelissa tehdään jonkin verran analyysiä ja vertailua kolmesta standardista, mikä on kätevää käyttää eri järjestelmien standardeja tarkemmin projektin hyväksymisessä. EN -standardia ei ole käytetty laajasti Kiinassa, mutta on tehtävä syvempi analyysi ja tutkimus joistakin sen säännöksistä. Teknisten valmistelujen tekemiseksi tältä osin edistää kotimaan kattiloiden vientiä maalle tai alueelle, joka toteuttaa EU: n standardin ja parantaa mukautumiskykyämme kansainvälisille markkinoille.