En raison des différents systèmes standard dans différents pays, il existe certaines différences dans les normes ou procédures d'essai d'acceptation des performances de la chaudière telles que la norme de l'Union européenne EN 12952-15: 2003, ASME PTC4-1998, GB10184-1988 et DLTT964-2005. Cet article se concentre sur l'analyse et la discussion des principales différences de calcul de l'efficacité de la chaudière dans diverses normes ou réglementations.

 1 et 1Avant-propos

Que ce soit en Chine ou à l'étranger, avant que la chaudière ne soit fabriquée et installée et transmise aux utilisateurs pour un fonctionnement commercial, le test de performance de la chaudière est généralement effectué selon le contrat, mais les normes ou les procédures du test de performance de la chaudière actuellement utilisée dans différents pays sont pas la même chose. Standard de l'Union européenne EN 12952-15: 2003 Équipement de chaudière à tube à eau et auxiliaire La partie 15 concerne la norme de test d'acceptation des chaudières, qui est l'une des normes de test de performance de la chaudière largement utilisées. Cette norme s'applique également aux chaudières à lit fluidisées en circulation. La désulfuration du calcaire est ajoutée à la norme, qui est quelque peu différente des réglementations pertinentes en Chine et des réglementations de test de performance ASME. Le code ASME et les codes connexes en Chine ont été discutés en détail, mais il y a peu de rapports sur la discussion sur EN 12952-15: 2003.

À l'heure actuelle, les normes de test de performance couramment utilisées en Chine sont la norme nationale (GB) de la Chine «Procédures de test de performance de la chaudière électrique» GB10184-1988 et American Society of Mechanical Engineers (ASME) «Procédures de test de performance de la chaudière» ASME PTC 4-1998, etc. Avec la maturité continue de la technologie de fabrication de la chaudière chinoise, les produits de la chaudière chinois sont progressivement reconnus par le marché mondial. Afin de répondre aux besoins de différents marchés, la norme de l'Union européenne EN 12952-15: 2003 ne sera pas exclue à l'avenir en tant que norme de mise en œuvre pour le test de performance des produits de la chaudière fabriqués en Chine.

Le contenu principal du calcul de l'efficacité de la chaudière dans EN12952-15-2003 est comparé à ASME PTC4-1998, GB10W4-1988 et DLTT964-2005.

Pour plus de commodité de comparaison, la norme EN12952-15: 2003 sera abrégée en norme en. Le code ASMEPTC4-1998 est abrégé sous forme de code ASME, le code GB10184-1988 est appelé code GB pour court-circuit, DLH'964-2005 est appelé DI7T pour faire court.

2Contenu principal et portée de l'application

En standard est la norme d'acceptation des performances pour les chaudières à vapeur, les chaudières à eau chaude et leur équipement auxiliaire, et c'est la base du test de performance thermique (acceptation) et de calcul des chaudières à vapeur et des chaudières industrielles qui brûlent directement. Il convient aux chaudières à vapeur à combustion directe et aux chaudières à eau chaude et à leur équipement auxiliaire. Le mot «combustion directe» s'adresse à l'équipement avec une chaleur chimique de carburant connue convertie en chaleur sensée, qui peut avoir une combustion de grille, une combustion fluidisée de combustion ou une combustion de chambre. En outre, il peut également être appliqué à des équipements de combustion indirects (tels que la chaudière à chaleur déchets) et à l'équipement avec d'autres milieux de transfert de chaleur (tels que le gaz, l'huile chaude, le sodium), etc. Cependant, il ne convient pas aux équipements spéciaux de combustion de carburant (comme l'incinérateur à ordures), chaudière sous pression (comme la chaudière PFBC) et la chaudière à vapeur dans le système de cycle combiné.

Y compris la norme EN, toutes les normes ou procédures liées au test de performance de la chaudière stipulent clairement qu'elle n'est pas applicable aux générateurs de vapeur dans les centrales nucléaires. Par rapport au code ASME, la norme peut être appliquée à la chaudière à chaleur et à son équipement auxiliaire de vapeur ou de chaudière à eau chaude, et sa portée d'application est plus large. La norme EN ne limite pas la plage applicable du débit, de la pression ou de la température de la chaudière. En ce qui concerne les chaudières à vapeur, les types de «chaudières appropriées» répertoriées en norme sont plus explicites que le code GB ou le code DL / T.

3 et 3Limite du système de chaudière

Le code ASME répertorie les illustrations de démarcation des limites du système thermique de plusieurs types de chaudières typiques. Des illustrations typiques sont également données dans le code GB. Selon EN Standard, l'enveloppe du système de chaudière conventionnel devrait inclure le système entièrement d'eau à vapeur avec pompe en circulation, système de combustion avec moulin à charbon (adapté au système de combustion de charbon), le souffleur de gaz de combustion circulant, le système de reflux de cendres volantes et le chauffe-air. Mais il n'inclut pas l'équipement de chauffage du pétrole ou du gaz, le dissolvant de poussière, le ventilateur de draft forcé et le ventilateur de tirage induit. EN Norme et d'autres réglementations divisent essentiellement la limite du système thermodynamique de la chaudière de la même manière, mais en standard souligne fortement que la formulation de l'enveloppe du système de chaudière (limite) nécessite que la limite de l'enveloppe liée à l'équilibre thermique soit cohérente avec la limite de la limite de La chaudière à l'état "fourni", et l'entrée de chaleur, la sortie et la perte requises pour mesurer l'efficacité thermique peuvent être clairement déterminées. S'il est impossible d'obtenir des valeurs mesurées qualifiées à la frontière de l'état de «fourniture», la frontière peut être redéfinie par accord entre le fabricant et l'acheteur. En revanche, EN Standard met l'accent sur le principe de division de la frontière du système thermodynamique de la chaudière.

4État standard et température de référence

EN Norme définit l'état de pression de 101325pa et la température de 0 ℃ comme état standard, et la température de référence du test de performance est de 25 ℃. L'état standard spécifié est le même que le code GB; La température de référence est la même que le code ASME.

EN Norme permet à l'accord d'utiliser d'autres températures comme température de référence pour le test d'acceptation. Lorsque d'autres températures sont utilisées comme températures de référence, il est nécessaire de corriger la valeur calorifique du carburant.

5Coefficients communs

La norme EN donne la chaleur spécifique de la vapeur, de l'eau, de l'air, des cendres et d'autres substances dans la plage de 25 ℃ à la température de fonctionnement normale, et la valeur de chaleur de certaines substances incomplètement brûlées.

5.1 Valeur de chaleur spécifique

Voir le tableau 1 pour une valeur de chaleur spécifique partielle.

Tableau 1 Valeur de chaleur spécifique de certaines substances.

Comme le code GB, l'enthalpie ou la chaleur spécifique de diverses substances données par EN Standard prend 0 ℃ comme point de départ. Le code ASME stipule que 77 ℉ (25 ℃) est considéré comme le point de départ pour calculer l'enthalpie ou la chaleur spécifique de diverses substances, à l'exception de l'enthalpie à la vapeur et de l'enthalpie du débarquement.

Dans le code GB, la chaleur spécifique des substances couramment utilisées est calculée en fonction de la température calculée à travers un tableau ou en utilisant une formule, et la chaleur spécifique obtenue est la valeur calorifique spécifique moyenne de 0 ℃ à la température calculée. Pour les substances gazeuses et l'eau, c'est la chaleur spécifique moyenne à pression constante. Le code ASME prend généralement 25 ℃ comme référence et donne la formule de calcul de la chaleur ou de l'enthalpie spécifique de diverses substances.

Par rapport au code GB et au code ASME, EN Standard a les deux différences suivantes dans la détermination de la chaleur spécifique des substances:

1) L'enthalpie ou la chaleur spécifique de diverses substances prend 0 ℃ comme point de départ, mais la valeur de chaleur spécifique donnée est la valeur moyenne dans la plage de 25 ℃ à la température de fonctionnement conventionnelle.

2) Prenez la valeur fixe de 25't ℃ à la température de fonctionnement normale.

Par exemple:

 Combiné avec d'autres paramètres, lorsque la température de référence est de 25 ℃, les résultats calculés en fonction du code GB et de la norme EN sont comparés dans le tableau 2.

Tableau 2 Comparaison de la valeur de chaleur spécifique et perte calculée de certaines substances.

 Selon la comparaison des résultats du calcul, pour le carburant à faible teneur en cendres, la différence de résultats causée par différentes valeurs de chaleur spécifique de matière est inférieure à 0,01 (valeur absolue), qui peut être considérée comme n'ayant pas ou peu d'influence sur le Les résultats du calcul et peuvent être essentiellement ignorés. Cependant, lorsque la chaudière à lit fluidisé circulant brûle un carburant à cendre élevé ou ajoute du calcaire pour la désulfurisation dans le four, la différence possible de perte de chaleur de cendre peut atteindre 0,1 à 0,15 ou même plus.

5.2 Valeur calorifique du monoxyde de carbone.

Selon EN Standard, la valeur calorifique du monoxyde de carbone est de 1 2,633 MJ / m³, qui est fondamentalement le même que celui du code ASME 4347Btu / lbm (12,643 MJ / m³) et le code GB 12.636 MJ / m³. Dans des circonstances normales, la teneur en monoxyde de carbone dans les gaz de combustion est faible et la valeur de perte de chaleur est faible, donc la différence de valeur calorifique a peu d'influence.

5.3 Valeur de chaleur des substances incomplètement brûlées.

EN Standard donne la valeur de chaleur des substances de combustion incomplètes dans l'anthracite et le cendre de carburant lignite, comme le montre le tableau 3.

Tableau 3 Valeur de chaleur des substances incomplètement brûlées.

 Selon le code ASME, lorsque l'hydrogène non brûlé dans les cendres est insignifiant, les combustibles incomplètes peuvent être considérées comme du carbone amorphe, et la valeur calorifique du carbone non brûlé dans cette condition devrait être de 33,7 mJ / kg. Le code GB ne spécifie pas les composants des matériaux combustibles dans les cendres, mais il est généralement considéré comme un carbone non brûlé. La valeur calorifique des matériaux combustibles dans les cendres données dans le code GB est de 33,727 mJ / kg. Selon le carburant anthracite et la norme EN, la valeur calorifique des substances de combustion incomplète est d'environ 2,2% inférieure à celle du code ASME et du code GB. Par rapport au lignite, la différence est encore plus grande.

Par conséquent, il est nécessaire d'étudier plus en détail l'importance de donner respectivement les valeurs calorifiques des substances non brûlées de l'anthracite et du lignite en norme en EN.

5.4 Calcination Décomposition Chaleur du carbonate de calcium et Génération de la chaleur du sulfate.

Selon les coefficients de formule de calcul donnés dans la norme EN, le code ASME et le code DL / T, la chaleur de décomposition de calcination du carbonate de calcium et la chaleur de la formation du sulfate sont présentées dans le tableau 4.

Tableau 4 Chaleur de décomposition et formation de sulfate de carbonate de calcium.

Les coefficients donnés par EN Standard et ASME Code sont fondamentalement les mêmes. Par rapport au code DT / L, la chaleur de décomposition est de 2,2 à 2,5% plus faible et la chaleur de formation est d'environ 3,3% plus élevée.

6.Perte de chaleur causée par le rayonnement et la convection

Selon EN Standard, car il est généralement impossible de mesurer les pertes de rayonnement et de convection (c'est-à-dire les pertes de dissipation de chaleur couramment comprises), des valeurs empiriques doivent être adoptées.

EN Norme nécessite que la conception de la chaudière à vapeur la plus courante soit conforme à la Fig. 1, "Les pertes de rayonnement et de convection variant avec le débit de chaleur efficace maximal".

Fig. 1 Radiation et lignes de perte de convection

 Clé:

R: Radiation et pertes de convection;

B: sortie de chaleur maximale utile;

Courbe 1: charbon brun, gaz du haut fourneau et chaudière à lit fluidisé;

Courbe 2: chaudière à charbon dur;

Courbe 3: chaudières à huile à carburant et à gaz naturel.

Ou calculé selon la formule (1):

QRC = CQN^0.7(1)

Taper:

C = 0,0113, adapté aux chaudières au gaz et au gaz naturel;

0,022, adapté à la chaudière anthracite;

0,0315, adapté aux chaudières lignites et à lit fluidisé.

Selon la définition de la production de chaleur efficace en standard, la production de chaleur efficace est la chaleur totale de l'eau d'alimentation et / ou de la vapeur transmise par la chaudière à vapeur, et l'enthalpie des eaux usées est ajoutée à la puissance de chaleur efficace.

Par exemple:

 Combinée à d'autres paramètres, le débit de chaleur efficace maximal de la chaudière est d'environ 773 MW, et la perte de rayonnement et de convection est de 2,3 MW lors de la combustion de l'anthracite, c'est-à-dire que la perte de chaleur de rayonnement et de convection est d'environ 0,298%. Par rapport à la perte de dissipation de chaleur de 0,2% sous la charge nominale du corps de la chaudière calculée en fonction des paramètres de l'exemple du code GB, la perte de rayonnement et de convection calculée ou évaluée en fonction de la norme est environ 49% plus élevée.

Il convient d'ajouter que la norme EN donne également des courbes de calcul ou des coefficients de formule en fonction de différents types de fournaises et types de carburant. Le code ASME exige que la perte de chaleur soit estimée par mesure, mais "l'estimation des paramètres donnée par le personnel qualifié professionnel n'est pas exclue". Le code GB donne à peu près la courbe et la formule de calcul en fonction de l'unité et du corps de la chaudière.

7Perte de gaz de combustion

La perte de gaz de combustion comprend principalement la perte de gaz de combustion sèche, la perte causée par la séparation de l'eau dans le carburant, la perte causée par l'hydrogène dans le carburant et la perte causée par l'humidité de l'air. Selon l'idée de calcul, la norme ASME est similaire au code GB, c'est-à-dire que la perte de gaz de combustion sèche et la perte de vapeur d'eau sont calculées séparément, mais ASME calcule selon le débit massique, tandis que GB calcule selon le débit de volume. En standard calcule la qualité des gaz de combustion humide et la chaleur spécifique des gaz de combustion humide dans son ensemble. Il convient de souligner que pour les chaudières avec préchauffeur d'air, la quantité et la température des gaz de combustion dans les formules de code standard et GB sont la quantité et la température des gaz de combustion à la sortie du préchauffeur d'air, tandis que ceux des formules de code ASME sont la quantité de gaz de combustion au niveau de la quantité de gaz à l'atte L'entrée du préchauffeur d'air et la température des gaz de combustion à la sortie du préchauffeur lorsque le taux de fuite d'air du préchauffeur d'air est corrigé à 0. Voir le tableau 5 pour les exemples de calcul de EN et GB. D'après le tableau 5, on peut voir que bien que les méthodes de calcul soient différentes, les résultats de calcul sont fondamentalement les mêmes.

Tableau 5 Comparaison de la perte d'échappement des gaz de combustion calculée par GB et EN.

 8Correction de l'efficacité

Comme il est généralement impossible d'effectuer le test d'acceptation des performances de l'unité dans les conditions de carburant standard ou garanties et dans les conditions de fonctionnement standard ou garanties précises, il est nécessaire de corriger les résultats du test aux conditions de fonctionnement standard ou contractuelles. Les trois normes / réglementations ont présenté leurs propres méthodes de correction, qui ont à la fois des similitudes et des différences.

8.1 Articles révisés.

Les trois normes ont corrigé la température de l'air d'entrée, l'humidité de l'air, la température des gaz d'échappement à la sortie et au carburant limite, mais le code GB et le code ASME n'ont pas corrigé la cendre dans le carburant, tandis que la norme a déduit et calculé la correction du changement de cendre dans carburant en détail.

8.2 Méthode de correction.

Les méthodes de révision du code GB et du code ASME sont fondamentalement les mêmes, qui doivent remplacer les paramètres révisés par la formule de calcul d'origine des éléments de perte et les recalculer pour obtenir la valeur de perte révisée. La méthode d'amendement de la norme EN est différente du code GB et du code ASME. EN Norme nécessite que la différence équivalente δ a entre la valeur de conception et la valeur réelle doit être calculée en premier, puis la différence de perte Δ n doit être calculée en fonction de cette différence. La différence de perte plus la perte d'origine est la perte corrigée.

8.3 Modifications de la composition du carburant et conditions de correction.

Le code GB et le code ASME ne limitent pas le changement de carburant dans le test de performance, tant que les deux parties parviennent à un accord. Le supplément DL / T augmente la plage de variation admissible du carburant d'essai, et EN Standard exige des exigences claires pour la plage de variation de l'humidité et ne doit pas dépasser 10% et l'écart de Yash par rapport à la valeur garantie ne doit pas dépasser 15% avant correction. Dans le même temps, il est stipulé que si l'écart de test dépasse la plage de chaque écart, le test d'acceptation des performances ne peut être effectué qu'après un accord entre le fabricant et l'utilisateur.

8.4 Correction de la valeur calorifique du carburant.

Le code GB et ASME ne spécifie pas la correction de la valeur calorifique du carburant. EN Standard souligne que si la température de référence convenue n'est pas de 25 ℃, la valeur calorifique du carburant (NCV ou GCV) doit être corrigée à la température convenue. La formule de correction est la suivante:

HA: valeur calorifique nette du carburant à la température de référence de 25 ℃;

HM: Valeur calorifique nette de carburant corrigée en fonction de la température de référence convenue tr.

9.Erreur de test et incertitude

Y compris le test de performance de la chaudière, tout test peut avoir des erreurs. Les erreurs de test sont principalement composées d'erreurs systématiques, d'erreurs aléatoires et d'erreurs d'omission, etc. Les trois normes nécessitent que les erreurs possibles soient évaluées et éliminées autant que possible avant le test. Le code ASME et la norme en ont été mis en avant en fonction des concepts d'incertitude et d'incertitude.

Selon le contenu du test GB, l'erreur de mesure et l'erreur d'analyse de chaque élément de mesure et d'analyse sont calculées, et l'erreur de calcul d'efficacité finale est obtenue pour juger si le test est qualifié.

Il est stipulé dans les chapitres pertinents du code ASME que toutes les parties au test devraient déterminer les valeurs acceptables de l'incertitude des résultats du test avant le test, et ces valeurs sont appelées l'incertitude cible des résultats. Le code ASME fournit la méthode de calcul de l'incertitude. Le code ASME stipule également qu'après la fin de chaque test, l'incertitude doit être calculée en fonction des chapitres pertinents du code et du code ASME PTC 19.1. Si l'incertitude calculée est supérieure à l'incertitude cible atteinte à l'avance, le test ne sera pas valide. Le code ASME souligne que l'incertitude des résultats des tests calculés n'est pas la limite d'erreur admissible des performances de la chaudière, et ces incertitudes ne sont utilisées que pour juger le niveau de test de performance (c'est-à-dire si le test est efficace ou non), plutôt que pour évaluer le Performance de la chaudière.

EN Standard stipule que l'incertitude finale de l'efficacité relative Eηb doit être calculée en fonction de l'incertitude de chaque sous-élément, puis l'incertitude d'efficacité Uη β doit être calculée en fonction de la formule suivante:

Uηβ = ηβxεηβ

Si les conditions suivantes sont remplies, il est considéré que la valeur garantie de l'efficacité est obtenue:

ηβg≤ηb + uηβ

Dans lequel:

η g est la valeur de garantie de l'efficacité;

ηb est la valeur d'efficacité corrigée.

On peut voir clairement à partir de la discussion ci-dessus que l'analyse des erreurs de GB et le calcul de l'incertitude dans le code ASME sont les critères pour juger si le test est réussi, ce qui n'a rien à voir avec le fait que l'indice d'efficacité est qualifié, tandis que l'incertitude Dans EN Standard, ne juge pas si le test est réussi, ce qui est étroitement lié à la question de savoir si l'indice d'efficacité est qualifié.

10Conclusion

GB10184-88, DL / T964-2005, ASME PTC4-1998 et EN12592-15: 2003 stipulez clairement le test d'efficacité de la chaudière et la méthode de calcul, ce qui rend l'acceptation des performances de la chaudière basée sur des preuves. Les codes GB et ASME sont largement utilisés en Chine, tandis que les normes EN sont rarement utilisées dans l'acceptation intérieure.

L'idée principale du test d'évaluation des performances de la chaudière décrite par les trois normes est la même, mais en raison des différents systèmes standard, il existe des différences dans de nombreux détails. Cet article effectue une analyse et une comparaison des trois normes, ce qui est pratique pour utiliser plus précisément les normes de différents systèmes dans l'acceptation du projet. EN Standard n'a pas été largement utilisé en Chine, mais il est nécessaire de faire une analyse et des recherches plus approfondies sur certaines de ses dispositions. Pour faire des préparatifs techniques à cet égard, promouvoir l'exportation des chaudières domestiques vers un pays ou une région qui met en œuvre la norme de l'UE et améliore notre adaptabilité au marché international.