Vegna mismunandi staðlaðra kerfa í mismunandi löndum er nokkur munur á staðla eða verklagsreglum ketilsins eins og staðal Evrópusambandsins EN 12952-15: 2003, ASME PTC4-1998, GB10184-1988 og DLTT964-2005. Í þessari grein er fjallað um greiningu og umfjöllun um helstu mun á útreikningi ketils í ýmsum stöðlum eða reglugerðum.

 1.Formála

Hvort ekki það sama. Staðalinn Evrópusambandið EN 12952-15: 2003 Vatnsrör ketill og hjálparbúnað Hluti 15 snýst um staðfestingarprófastaðal ketils, sem er einn af víðtækum árangri ketils árangursprófunarstaðla. Þessi staðall á einnig við um að dreifa vökvakötlum. Limestone Desulfurezation er bætt við staðalinn, sem er nokkuð frábrugðinn viðeigandi reglugerðum í Kína og ASME ketils árangursprófunarreglugerðum. Í smáatriðum hefur verið fjallað um ASME kóðann og tengda kóða í Kína, en það eru fáar skýrslur um umfjöllun um EN 12952-15: 2003.

Sem stendur eru algengir árangursprófunarstaðlar í Kína National Standard (GB) „Power Station ketils árangursprófunaraðferðir“ GB10184-1988 og American Society of Mechanical Engineers (ASME) „Ketill árangursprófunaraðferðir“ ASME PTC 4-1998, o.fl. Með stöðugum þroska ketilsframleiðslutækni Kína eru ketilafurðir Kína smám saman viðurkenndar af heimsmarkaðnum. Til að mæta þörfum mismunandi markaða verður Evrópusambandið staðal EN 12952-15: 2003 ekki útilokað í framtíðinni sem framkvæmdastaðallinn fyrir árangurspróf ketilafurða sem framleiddar eru í Kína.

Helsta innihald útreiknings ketils í EN12952-15-2003 er borið saman við ASME PTC4-1998, GB10W4-1988 og DLTT964-2005.

Til þæginda við samanburð verður EN12952-15: 2003 staðallinn styttur sem EN staðall. ASMEPTC4-1998 kóðinn er styttur sem ASME kóða, GB10184-1988 kóða er vísað til sem GB kóða í stuttu máli, DLH'964-2005 er kallaður DI7T í stuttu máli.

2.Helsta innihald og umfang umsóknar

EN Standard er árangursstaðallinn fyrir gufu kötlara, heitt vatns katla og hjálparbúnað þeirra og það er grundvöllur hitauppstreymis (samþykki) prófs og útreiknings á gufu kötlum og iðnaðar kötlum sem brenna beint. Það er hentugur fyrir beina bruna gufu katla og heitt vatns katla og hjálparbúnað þeirra. Orðið „bein brennsla“ miðar að búnaðinum með þekktum eldsneytisefnishita sem er breytt í skynsamlegan hita, sem getur haft brennslu, vökvaða rúmbrennslu eða brennslukerfi hólfsins. Að auki er einnig hægt að nota það á óbeinan brennslubúnað (svo sem úrgangshitaketil) og búnað sem keyrir með öðrum hitaflutningsmiðlum (svo sem gasi, heitu olíum, natríum) osfrv. (svo sem sorpsbrennsla), þrýstingur ketill (svo sem PFBC ketill) og gufuketill í sameinuðu hringrásarkerfi.

Að meðtöldum EN Standard, eru allir staðlar eða verklagsreglur sem tengjast frammistöðuprófi ketils greinilega að það á ekki við um gufuframleiðendur í kjarnorkuverum. Í samanburði við ASME kóða er hægt að nota EN staðalinn á hita ketils úrgangs og hjálparbúnað þess með gufu eða heitu vatni ketils og umfang þess er breiðara. EN Standard takmarkar ekki viðeigandi svið gufuflæðis, þrýstings eða hitastigs. Hvað gufu kötlara varðar eru tegundir „viðeigandi ketla“ sem taldir eru upp í EN Standard skýrari en GB kóða eða DL/T kóða.

3.Mörk ketilkerfisins

ASME kóðinn sýnir afmörkun myndskreytingar á hitauppstreymismörkum nokkurra dæmigerðra ketilgerða. Dæmigerðar myndskreytingar eru einnig gefnar í GB kóða. Samkvæmt EN Standard ætti umslag hefðbundins ketilkerfis að innihalda allt gufuvatnskerfið með blóðrásardælu, brennslukerfi með kolaverksmiðju (hentugur fyrir kolbrennslukerfi), blóðrásarblásara, flug öskukerfis og loft hitari. En það felur ekki í sér olíu- eða gashitunarbúnað, rykfjarlægð, þvingaða drög viftu og framkallað drög viftu. EN Standard og aðrar reglugerðir skipta í grundvallaratriðum mörkum hitafræðilegu kerfis ketils á sama hátt, en EN Standard bendir sterklega á að mótun ketilkerfisins (mörk) krefst þess að umslagsmörkin sem tengjast hitajafnvægi ættu að vera í samræmi við mörkin á mörkum þess Hægt er að ákvarða ketil í „fylgir“ og hitainntak, framleiðsla og tap sem þarf til að mæla hitauppstreymi skilvirkni. Ef ómögulegt er að fá hæft mæld gildi á mörkum „framboðs“ er hægt að endurskilgreina mörkin með samkomulagi milli framleiðanda og kaupanda. Aftur á móti leggur EN staðall áherslu á meginregluna um að deila mörkum hitafræðilegu kerfis ketilsins.

4.Hefðbundið ástand og viðmiðunarhitastig

EN Standard skilgreinir stöðu þrýstings 101325PA og hitastig 0 ℃ sem venjulegt ástand, og viðmiðunarhiti árangursprófs er 25 ℃. Tilgreint venjulegt ástand er það sama og GB kóða; Viðmiðunarhitastigið er það sama og ASME kóða.

EN Standard gerir samningnum kleift að nota annað hitastig sem viðmiðunarhita fyrir staðfestingarpróf. Þegar annað hitastig er notað sem viðmiðunarhitastig er nauðsynlegt að leiðrétta eldsneytisgildi.

5.Algengir stuðlar

EN staðallinn gefur sérstakan hita af gufu, vatni, lofti, ösku og öðrum efnum á bilinu frá 25 ℃ til venjulegs rekstrarhita og hitagildi sumra ófullkominna brenndra efna.

5.1 Sérstakt hita gildi

Sjá töflu 1 fyrir að hluta til sérstakt hitagildi.

Tafla 1 Sértækt hitagildi sumra efna.

Eins og GB kóða tekur enthalpy eða sértækur hiti á ýmsum efnum sem gefin eru með EN Standard 0 ℃ sem upphafspunkt. ASME kóðinn kveður á um að 77 ℉ (25 ℃) sé tekinn sem upphafspunktur til að reikna út andrúmsloft eða sértækan hita ýmissa efna nema gufu og eldsneytisolíu.

Í GB kóða er sérstakur hiti algengra efna reiknaður samkvæmt reiknaðri hitastigi í gegnum töflu eða með því að nota formúlu, og fáinn sértækur hiti er meðalsértækt kaloríugildi frá 0 ℃ til reiknaðs hitastigs. Fyrir loftkennd efni og vatn er það meðalsértækur hiti við stöðugan þrýsting. ASME kóðinn tekur venjulega 25 ℃ sem viðmið og gefur útreikningsformúlu sérstaks hita eða entalpy af ýmsum efnum.

Í samanburði við GB kóða og ASME kóða hefur EN staðall eftirfarandi tvo mun á því að ákvarða sérstakan hita efna:

1) Enthalpy eða sértækur hiti ýmissa efna tekur 0 ℃ sem upphafspunkt, en tiltekið sérstakt hitaverðmæti er meðalgildið á bilinu frá 25 ℃ til hefðbundins rekstrarhita.

2) Taktu fast gildi frá 25 ekki ℃ til venjulegs vinnsluhita.

Til dæmis:

 Samanborið við aðrar breytur, þegar viðmiðunarhitastigið er 25 ℃, eru niðurstöðurnar reiknaðar samkvæmt GB kóða og EN staðal borið saman í töflu 2.

Tafla 2 Samanburður á sérstöku hitagildi og reiknuðu tapi sumra efna.

 Samkvæmt samanburði á niðurstöðum útreikninga, fyrir eldsneyti með lágt öskuinnihald, er mismunur á niðurstöðum af völdum mismunandi gildi sérstaks hita efnis minna en 0,01 (alger gildi), sem getur talist hafa engin eða lítil áhrif á Niðurstöður útreikninga og í grundvallaratriðum hægt að hunsa þær. Hins vegar, þegar blóðflæði ketilsins brennur hátt öskueldsneyti eða bætir kalksteini við desulfurization í ofninum, getur mögulegur munur á öskuhitatapi orðið 0,1-0,15 eða jafnvel hærri.

5.2 Kaloríu gildi kolmónoxíðs.

Samkvæmt EN Standard er kaloríugildi kolmónoxíðs 1 2.633 mj/m³, sem er í grundvallaratriðum það sama og ASME kóða 4347BTU/LBM (12.643 mj/m³) og GB kóða 12.636 mj/m³. Undir venjulegum kringumstæðum er innihald kolmónoxíðs í rennslisgasi lítið og hitatapsgildið lítið, þannig að munurinn á kaloríugildi hefur lítil áhrif.

5.3 Hitagildi ófullkominna brenndra efna.

EN staðall gefur hitagildi ófullkominna brennsluefna í anthracite og lignít eldsneytisösku, eins og sýnt er í töflu 3.

Tafla 3 Hitagildi ófullkominna brenndra efna.

 Samkvæmt ASME kóða, þegar óbrennt vetni í ösku er óverulegt, er hægt að líta á ófullkomnar eldfimar sem myndlaust kolefni og kaloríugildi óbrenndu kolefnis við þetta ástand ætti að vera 33,7MJ/kg. GB kóða tilgreinir ekki hluti eldfims efna í ösku, en það er almennt talið óbrennt kolefni. Hitaeiningargildi eldfims efna í ösku sem gefinn er í GB kóða er 33.727MJ/kg. Samkvæmt anthracite eldsneyti og EN staðal er kaloríugildi ófullkominna brennsluefna um 2,2% lægra en ASME kóða og GB kóða. Í samanburði við lotrite er munurinn enn meiri.

Þess vegna er nauðsynlegt að rannsaka frekar mikilvægi þess að gefa kaloríugildi óbrenndra efna af anthracite og lignite hver um sig í EN Standard.

5.4 Niðurbrot kalks hita kalsíumkarbónats og myndunarhita af súlfati.

Samkvæmt útreikningsformúlustuðlum sem gefnir eru í EN Standard, ASME kóða og DL/T kóða, eru niðurbrot kalsiðs kalsíumkarbónats og myndunarhita súlfats sýnd í töflu 4.

Tafla 4 Hiti niðurbrots og súlfatmyndunar kalsíumkarbónats.

Stuðlar sem gefnir eru með EN Standard og ASME kóða eru í grundvallaratriðum þeir sömu. Í samanburði við DT/L kóða er niðurbrotshitinn 2,2-2,5% lægri og myndunarhitinn er um 3,3% hærri.

6.Hitatap af völdum geislunar og konvektar

Samkvæmt EN Standard, vegna þess að almennt er ómögulegt að mæla geislun og konvektartap (það er að segja, þá ætti að nota hitadreifingartapið), ætti að nota reynslugildi.

EN Standard krefst þess að hönnun algengasta gufuketilsins ætti að fara eftir mynd. 1, „Geislunar- og konvektartap breytist með hámarks árangursríkum hitaafköstum“.

Mynd 1 Geislun og taplínur

 Lykill:

A: Geislunar- og konvektartap;

B: Hámarks gagnlegur hitaafköst;

Ferill 1: Brún kol, sprengjuofn gas og vökvaketill;

Ferill 2: Harður kolaketill;

Ferill 3: Eldsneytisolía og jarðgas katlar.

Eða reiknað út samkvæmt formúlu (1):

Qrc = cqn^0,7(1)

Tegund:

C = 0,0113, hentugur fyrir olíueldandi og jarðgas katla;

0,022, hentugur fyrir anthracite ketil;

0,0315, hentugur fyrir lignít og vökva katla.

Samkvæmt skilgreiningunni á skilvirkri hitaframleiðslu í EN staðalinum er árangursríkur hitaframleiðsla heildarhitinn á fóðurvatni og/eða gufu sem sendur er af gufuketli og enga fráveitu er bætt við virkan hitaafköst.

Til dæmis:

 Samanborið við aðrar breytur er hámarks árangursríka hitaafköst ketilsins um 773 MW, og geislun og konvektartap er 2,3 mW þegar það brennir antrasít, það er að segja að geislun og hitatap á geislun er um 0,298%. Í samanburði við tap á hitaleiðni um 0,2% undir metnu álagi ketilsins reiknað út samkvæmt dæminu breytur í GB kóða, er geislun og konvektartap reiknað eða metið samkvæmt EN staðli um 49% hærra.

Bæta skal því að EN staðalinn gefur einnig útreikningsferla eða formúlustuðla í samræmi við mismunandi ofni gerðir og eldsneytisgerðir. ASME kóða krefst þess að hitatapið sé áætlað með mælingu, en „mat á færibreytum sem gefin er af faglegu hæfu starfsfólki er ekki útilokað“. GB kóða gefur nokkurn veginn útreikningsferil og formúlu í samræmi við eininguna og ketilinn.

7.Missir á lofti

Tap á lofti felur aðallega í sér þurrt gaslos, tap af völdum vatnsskilnaðar í eldsneyti, tap af völdum vetnis í eldsneyti og tap af völdum raka í lofti. Samkvæmt útreikningshugmyndinni er ASME staðall svipað og GB kóða, það er að segja að þurrt gas tap og vatnsgufutap eru reiknuð sérstaklega, en ASME reiknar út samkvæmt massastreymishraða, meðan GB reiknar út samkvæmt rúmmáli rennslishraða. EN Standard reiknar út gæði blauts gas og sértækur hiti blauts gas í heild. Það skal lögð áhersla á að fyrir kötlara með loftframleiðslu er magn magns og hitastigs í EN Standard og GB kóða formúlum roli gasmagni og hitastig við útrás loftframleiðslu, en þær sem eru í ASME kóða formúlur eru rennslugasmagni við magn lofts á magni við magn á lofttegundum við magn á lofttegundum á við magn á loftgasi á við á lofttegundum við loftgas á við á lofttegundum við loftgasmagn á við loftgasi á við loftgasmagni við. Inntak loftframleiðslu og hitastigs loftgas við innstungu forhitara þegar loftleka loftframleiðslu er leiðrétt að 0. Sjá töflu 5 fyrir útreikninga dæmi um EN og GB. Í töflu 5 má sjá að þó að útreikningsaðferðirnar séu mismunandi eru útreikningsárangurinn í grundvallaratriðum þær sömu.

Tafla 5 Samanburður á útblásturstapi á lofti reiknað af GB og EN.

 8.Leiðrétting skilvirkni

Þar sem yfirleitt er ómögulegt að framkvæma afköst prófunarprófs einingarinnar samkvæmt stöðluðu eða tryggðu eldsneytisskilyrðum og við nákvæmar staðal eða tryggðar rekstrarskilyrði er nauðsynlegt að leiðrétta niðurstöður prófsins að stöðluðum eða samningsaðstæðum. Allir þrír staðlarnir/reglugerðir setja fram sínar eigin aðferðir til leiðréttingar, sem hafa bæði líkt og mismun.

8.1 Endurskoðuð atriði.

Allir þrír staðlarnir hafa leiðrétt inntakshitastig, loft rakastig, hitastig útblásturs við mörk útgönguleið og eldsneyti, en GB kóða og ASME kóða hafa ekki leiðrétt öskuna í eldsneyti, en EN staðalinn hefur dregið úr og reiknað út leiðréttingu á öskubreytingum í eldsneyti í smáatriðum.

8.2 Leiðréttingaraðferð.

Endurskoðunaraðferðir GB kóða og ASME kóða eru í grundvallaratriðum þær sömu, sem eru að skipta um endurskoðaða breytur fyrir upphaflega útreikningsformúlu tapara og endurreikna þær til að fá endurskoðað tap gildi. Breytingaraðferðin við EN staðalinn er frábrugðin GB kóða og ASME kóða. EN staðalinn krefst þess að jafngildur mismunur δ a milli hönnunargildis og raunverulegs gildi ætti að reikna fyrst og þá ætti að reikna tapamuninn δ N samkvæmt þessum mismun. Mismunurinn auk upphaflegs taps er leiðrétt tap.

8.3 Breytingar á eldsneytissamsetningu og leiðréttingarskilyrðum.

GB kóða og ASME kóða takmarka ekki breytingu á eldsneyti í árangursprófi, svo framarlega sem báðir aðilar ná samkomulagi. DL/T viðbótin eykur leyfilegt breytileikasvið prófunareldsneytisins og EN Standard setur fram skýrar kröfur um breytileika raka og ösku í eldsneyti, sem krefst þess að frávik YHO frá tryggðu gildi vatns í eldsneyti ætti ekki að fara yfir 10% og frávik Yash frá tryggðu gildi ætti ekki að fara yfir 15% fyrir leiðréttingu. Á sama tíma er kveðið á um að ef próffrávikið fer yfir svið hvers fráviks, þá er aðeins hægt að gera árangursprófið eftir að samkomulag er náð milli framleiðanda og notandans.

8.4 Leiðrétting eldsneytis kaloríu.

GB og ASME kóða tilgreina ekki leiðréttingu á kaloríugildi eldsneytis. EN Standard leggur áherslu á að ef umsaminn viðmiðunarhitastig er ekki 25 ℃ ætti að leiðrétta eldsneytisgildi (NCV eða GCV) við umsaminn hitastig. Leiðréttingarformúlan er eftirfarandi:

HA: Nettó kaloríugildi eldsneytis við viðmiðunarhita 25 ℃;

HM: Eldsneyti nettó kaloríugildi leiðrétt samkvæmt umsamnum viðmiðunarhitastigi Tr.

9.Prófvilla og óvissa

Að meðtöldum árangursprófi ketils, öll próf geta verið með villur. Prófunarvillur eru aðallega samsettar af kerfisbundnum villum, handahófskekkjum og aðgerðum við aðgerðaleysi osfrv. Öllum þremur stöðlum krefst þess að mögulegar villur ættu að meta og útrýma eins mikið og mögulegt er fyrir prófið. ASME kóða og en staðalinn settur fram í samræmi við hugtökin óvissu og óvissu.

Samkvæmt GB prófunarinnihaldi er mælingarskekkjan og greiningarvilla hvers mælinga og greiningarliða reiknuð og endanleg útreikningur á skilvirkni er fenginn til að dæma hvort prófið sé hæft.

Það er kveðið á um í viðeigandi köflum ASME kóða að allir aðilar í prófinu ættu að ákvarða viðunandi gildi óvissu niðurstaðna prófsins fyrir prófið, og þessi gildi eru kölluð markóvissu niðurstaðna. ASME kóða veitir útreikningsaðferð óvissunnar. ASME -kóðinn kveður einnig á um að eftir að hverju prófi er lokið verður að reikna óvissuna í samræmi við viðeigandi kafla kóðans og ASME PTC 19.1 kóða. Ef reiknuð óvissa er meiri en markvissan sem náðst hefur fyrirfram verður prófið ógilt. ASME kóða leggur áherslu á að óvissa um reiknað niðurstöður eru ekki leyfileg villumörk á afköstum ketilsins og þessir óvissuþættir eru aðeins notaðir til að dæma um árangurspróf (þ.e. hvort prófið er árangursríkt eða ekki), frekar en að meta frammistaða ketils.

Í EN Standard er kveðið á um að reiknuð skuli endanleg hlutfallsleg skilvirkni óvissu Eηb samkvæmt óvissu hvers undirlita, og þá skal reikna skilvirkni Uη β samkvæmt eftirfarandi formúlu:

Uηβ = ηβxεηβ

Ef eftirfarandi skilyrðum er fullnægt skal teljast að tryggt gildi skilvirkni sé náð:

ηβg≤ηb+Uηβ

Í hvaða:

η G er ábyrgðargildi skilvirkni;

ηb er leiðrétt skilvirkni.

Það má glöggt sjást af ofangreindri umfjöllun að villugreining GB og útreikningur óvissu í ASME kóða eru viðmiðin fyrir að dæma hvort prófið nái árangri, sem hefur ekkert með það að gera hvort skilvirkni vísitalan sé hæf, á meðan óvissan Í EN Standard dæmir ekki hvort prófið nái árangri, sem er nátengt því hvort skilvirkni vísitalan sé hæf.

10.Niðurstaða

GB10184-88, DL/T964-2005, ASME PTC4-1998 og EN12592-15: 2003 Kennir greinilega skilvirkni prófunar og útreikningsaðferð ketilsins, sem gerir árangur ketilsins byggða á gögnum. GB og ASME kóðar eru mikið notaðir í Kína en EN staðlar eru sjaldan notaðir við innlenda samþykki.

Meginhugmyndin um mat á árangri ketils sem lýst er samkvæmt stöðlunum þremur er sú sama, en vegna mismunandi stöðluðu kerfa er munur á mörgum smáatriðum. Þessi grein gerir nokkra greiningu og samanburð á stöðlunum þremur, sem er þægilegt að nota staðla mismunandi kerfa nákvæmari í verkefnum. EN Standard hefur ekki verið mikið notað í Kína, en það er nauðsynlegt að gera dýpri greiningu og rannsóknir á sumum ákvæðum þess. Til að búa til tæknilega undirbúning að þessu leyti skaltu stuðla að útflutningi innlendra katla til lands eða svæðis sem útfærir ESB staðalinn og bætir aðlögunarhæfni okkar að alþjóðlegum markaði.