בשל המערכות הסטנדרטיות השונות במדינות שונות, ישנם כמה הבדלים בסטנדרטים או נהלים של בדיקות קבלת ביצועי הדוד כגון תקן האיחוד האירופי EN 12952-15: 2003, ASME PTC4-1998, GB10184-1988 ו- DLTT964-2005. מאמר זה מתמקד בניתוח ובדיון בהבדלים העיקריים בחישוב יעילות הדוד בסטנדרטים או בתקנות שונות.

 1.הַקדָמָה

בין אם בסין או בחו"ל, לפני שהדוד מיוצר ומותקן ומועבר למשתמשים להפעלה מסחרית, בדיקת ביצועי הדוד מתבצעת בדרך כלל על פי החוזה, אך הסטנדרטים או הנהלים של מבחן ביצועי הדוד המשמשים כיום במדינות שונות הם לא אותו דבר. איחוד אירופי תקן EN 12952-15: 2003 דוד צינור מים וציוד עזר חלק 15 הוא על תקן בדיקת הקבלה של הדודים, שהוא אחד מתקני בדיקת ביצועי הדוד הנפוצים. תקן זה חל גם על דודי מיטה נוזלים המופצים. פילוח גיר מתווסף לתקן, השונה במקצת מהתקנות הרלוונטיות בסין ובתקנות הבדיקה של ביצועי הדוודים של ASME. קוד ASME וקודים קשורים בסין נדונו בפירוט, אך ישנם מעט דיווחים על הדיון ב- EN 12952-15: 2003.

נכון לעכשיו, תקני בדיקת הביצועים הנפוצים בסין הם הסטנדרט הלאומי של סין (GB) "נהלי בדיקת ביצועים של דוד חשמל" GB10184-1988 והחברה האמריקאית של מהנדסי מכונות (ASME) "נהלי בדיקת ביצועים" ASME PTC 4-1998, וכו 'עם הבשלות הרציפה של טכנולוגיית ייצור הדודים של סין, מוצרי הדוד של סין מוכרים בהדרגה על ידי השוק העולמי. על מנת לענות על צרכיהם של שווקים שונים, תקן האיחוד האירופי EN 12952-15: 2003 לא יוחרג בעתיד כסטנדרט היישום לבדיקת הביצועים של מוצרי הדוד המיוצרים בסין.

התוכן העיקרי של חישוב יעילות הדוד ב- EN12952-15-2003 מושווה ל- ASME PTC4-1998, GB10W4-1988 ו- DLTT964-2005.

לנוחיות ההשוואה, תקן EN12952-15: 2003 יקוצץ כסטנדרט EN. קוד ASMEPTC4-1998 מקוצר כקוד ASME, קוד GB10184-1988 מכונה קוד GB לקיצור, DLH'964-2005 נקרא DI7T בקיצור.

2.תוכן עיקרי והיקף היישום

En Standard הוא תקן קבלת הביצועים עבור דודי קיטור, דודי מים חמים וציוד העזר שלהם, וזה הבסיס לבדיקת הביצועים התרמיים (קבלה) ולחישוב של דודי קיטור ודוודים תעשייתיים הנשרפים ישירות. זה מתאים לדודי קיטור בעירה ישירה ודודי מים חמים, וציוד העזר שלהם. המילה "בעירה ישירה" מכוונת לציוד עם חום כימי דלק ידוע שהוסב לחום הגיוני, העלולה להיות בעלת בעירה של גרד, בעירה מיטה נוזלית או מערכת בעירה תאית. חוץ מזה, ניתן ליישם אותו גם על ציוד בעירה עקיף (כמו דוד חום פסולת) וציוד הפועל עם מדיה העברת חום אחרת (כגון גז, שמן חם, נתרן) וכו '. עם זאת, הוא אינו מתאים לציוד לשריפת דלק מיוחד (כגון משרפה אשפה), דוד בלחץ (כגון דוד PFBC) ודוד קיטור במערכת מחזור משולבת.

כולל En Standard, כל התקנים או הנהלים הקשורים לבדיקת ביצועי הדוד קובעים בבירור כי הם אינם חלים על מחוללי קיטור בתחנות כוח גרעיניות. בהשוואה לקוד ASME, ניתן ליישם את En Standard על פסולת דוד חום וציוד העזר שלו של קיטור או דוד מים חמים, והיקף היישום שלו רחב יותר. EN תקן אינו מגביל את הטווח הרלוונטי של זרימת הקיטור, הלחץ או הטמפרטורה. מבחינת דודי הקיטור, סוגי "הדודים המתאימים" המופיעים בסטנדרט EN הם מפורשים יותר מקוד GB או קוד DL/T.

3.גבול מערכת הדוד

קוד ASME מפרט את איורי התיחום של גבולות המערכת התרמית של מספר סוגי דוודים טיפוסיים. איורים אופייניים ניתנים גם בקוד GB. על פי EN EN Standard, מעטפת מערכת הדוד הקונבנציונאלית צריכה לכלול את כל מערכת מי הקיטור עם משאבה במחזור, מערכת בעירה עם טחנת פחם (המתאימה למערכת שריפת פחם), מפוח גז פליטה, מערכת ריפלוקס אפר זבוב ומחמם אוויר. אך הוא אינו כולל ציוד חימום נפט או גז, מסיר אבק, מאוורר טיוטה מאולץ ומאוורר טיוטה המושרה. EN תקנות סטנדרטיות ואחרות מחלקות בעצם את גבול מערכת התרמודינמית הדוד באותה צורה, אך EN תקן מציין בחוזקה כי ניסוח מעטפת מערכת הדוד (גבול) מחייב כי גבול המעטפה הקשור לאיזון החום צריך להיות תואם את גבול ניתן לקבוע בבירור את הדוד במצב "המסופק" ואת קלט החום, התפוקה והאובדן הנדרשים למדידת יעילות תרמית. אם אי אפשר להשיג ערכים מדודים מוסמכים בגבול סטטוס "אספקה", ניתן להגדיר מחדש את הגבול על ידי הסכמה בין היצרן לקונה. לעומת זאת, En Standard מדגיש את העיקרון של חלוקת הגבול של מערכת התרמודינמית של הדוד.

4.מצב סטנדרטי וטמפרטורת התייחסות

En Standard מגדיר את מצב הלחץ של 101325PA והטמפרטורה של 0 ℃ כמצב סטנדרטי, וטמפרטורת ההתייחסות של מבחן הביצועים היא 25 ℃. המצב הסטנדרטי שצוין זהה לקוד GB; טמפרטורת ההתייחסות זהה לקוד ASME.

En Standard מאפשר להסכם להשתמש בטמפרטורות אחרות כטמפרטורת ההתייחסות לבדיקת קבלה. כאשר טמפרטורות אחרות משמשות כטמפרטורות התייחסות, יש צורך לתקן את הערך הקלורי של הדלק.

5.מקדמים נפוצים

התקן EN נותן את החום הספציפי של אדים, מים, אוויר, אפר וחומרים אחרים בטווח בין 25 ℃ לטמפרטורת הפעלה רגילה, וערך החום של כמה חומרים שרופים באופן לא מלא.

5.1 ערך חום ספציפי

ראה טבלה 1 לערך חום ספציפי חלקית.

טבלה 1 ערך חום ספציפי של כמה חומרים.

כמו קוד GB, האנטלפיה או החום הספציפי של חומרים שונים שניתנו על ידי En Standard לוקח 0 ℃ כנקודת המוצא. קוד ASME קובע כי 77 ℉ (25 ℃) נלקחת כנקודת המוצא לחישוב אנטלפיה או חום ספציפי של חומרים שונים למעט אנטלפיה של קיטור ואנטלפיה של שמן דלק.

בקוד GB, החום הספציפי של חומרים נפוצים מחושב על פי הטמפרטורה המחושבת דרך טבלה או באמצעות נוסחה, והחום הספציפי המתקבל הוא הערך הקלורי הספציפי הממוצע מ- 0 ℃ לטמפרטורה המחושבת. עבור חומרים גזים ומים, זהו החום הספציפי הממוצע בלחץ קבוע. קוד ASME בדרך כלל לוקח 25 ℃ כמדד, ונותן את נוסחת החישוב של חום או אנטלפיה ספציפיים של חומרים שונים.

בהשוואה לקוד GB וקוד ASME, ל- En Standard יש את שני ההבדלים הבאים בקביעת חום ספציפי של חומרים:

1) אנטלפיה או חום ספציפי של חומרים שונים לוקח 0 ℃ כנקודת המוצא, אך ערך החום הספציפי הנתון הוא הערך הממוצע בטווח בין 25 ℃ לטמפרטורת ההפעלה המקובלת.

2) קח את הערך הקבוע מ- 25't ℃ לטמפרטורת ההפעלה הרגילה.

לְדוּגמָה:

 בשילוב עם פרמטרים אחרים, כאשר טמפרטורת ההתייחסות היא 25 ℃, התוצאות המחושבות על פי קוד GB וסטנדרט EN מושוות בטבלה 2.

טבלה 2 השוואה בין ערך חום ספציפי ואובדן מחושב של חומרים מסוימים.

 על פי ההשוואה בין תוצאות החישוב, עבור הדלק עם תכולת אפר נמוכה, ההבדל בין התוצאות הנגרמות על ידי ערכים שונים של חום חומר ספציפי הוא פחות מ- 0.01 (ערך מוחלט), אשר ניתן לראות בהם כמי שאין לו או מעט השפעה על ה- תוצאות חישוב, וניתן להתעלם ממנה. עם זאת, כאשר דוד המיטה המוזזת המסתובבת שורף דלק אפר גבוה או מוסיף אבן גיר לפירוק בתנור, ההבדל האפשרי של אובדן חום אפר יכול להגיע ל 0.1-0.15 ואף גבוה יותר.

5.2 ערך קלורי של פחמן חד חמצני.

על פי En Standard, הערך הקלורי של פחמן חד חמצני הוא 1 2.633 mJ/m³, וזה בעצם זהה לזה של ASME Code 4347BTU/LBM (12.643 MJ/M³) וקוד GB 12.636 MJ/M³ו בנסיבות רגילות, תכולת הפחמן החד -חמצני בגז הפליטה נמוכה וערך אובדן החום קטן, ולכן להבדל בערך הקלורי יש השפעה מועטה.

5.3 ערך חום של חומרים שרופים באופן מלא.

En Standard נותן את ערך החום של חומרי בעירה לא שלמים באפרציט ואפר דלק ליגניט, כפי שמוצג בטבלה 3.

טבלה 3 ערך חום של חומרים שרופים באופן מלא.

 על פי קוד ASME, כאשר מימן בלתי נפרד באפר אינו חשוב, ניתן לראות בביצועים לא שלמים כפחמן אמורפי, והערך הקלורי של פחמן בלתי נפרד בתנאי זה צריך להיות 33.7 מג '/ק"ג. קוד GB אינו מציין את רכיבי החומרים הדליקים באפר, אך בדרך כלל הוא נחשב כפחמן בלתי נרף. הערך הקלורי של חומרים דליקים באפר שניתן בקוד GB הוא 33.727mj/kg. על פי דלק אנתרציט וסטנדרט EN, הערך הקלורי של חומרי בעירה לא שלמים נמוך בכ -2.2% מקוד ASME וקוד GB. בהשוואה לליניט, ההבדל גדול עוד יותר.

לפיכך, יש צורך ללמוד עוד יותר את המשמעות של מתן ערכים קלוריים של חומרים בלתי נפרדים של אנתרציט וליניט בהתאמה בסטנדרט EN.

5.4 חום פירוק חישוב של סידן קרבונט וחום ייצור של סולפט.

על פי מקדמי פורמולת החישוב שניתנו בסטנדרט, קוד ASME וקוד DL/T, חום הפירוק של סידן של סידן קרבונט וחום היווצרות הגופרת מוצגים בטבלה 4.

טבלה 4 חום פירוק ויצירת סולפט של סידן פחמתי.

מקדמים שניתנו על ידי En Standard ו- ASME קוד הם בעצם זהים. בהשוואה לקוד DT/L, חום הפירוק נמוך ב -2.2-2.5% וחום ההיווצרות גבוה בכ- 3.3%.

6.אובדן חום הנגרם כתוצאה מקרינה והסעה

על פי Standard, מכיוון שבדרך כלל אי ​​אפשר למדוד את אובדן הקרינה וההסעה (כלומר, הפסדי פיזור החום המובנים בדרך כלל), יש לאמץ ערכים אמפיריים.

En Standard מחייב כי העיצוב של דוד הקיטור הנפוץ ביותר צריך לעמוד בתאנה. 1, "הפסדי קרינה והסעה המשתנים עם תפוקת החום היעילה המרבית".

איור 1 קווי קרינה ואובדן הסעה

 מַפְתֵחַ:

ת: הפסדי קרינה והסעה;

B: תפוקת חום שימושית מקסימאלית;

עקומה 1: פחם חום, גז תנור פיצוץ ודוד מיטה נוזלי;

עקומה 2: דוד פחם קשה;

עקומה 3: שמן דלק ודודי גז טבעי.

או מחושב על פי הנוסחה (1):

Qrc = cqn^0.7(1)

סוּג:

C = 0.0113, מתאים לדודי גז טבעי וטבעי;

0.022, מתאים לדוד אנתרציט;

0.0315, מתאים לדודי מיטה ליגניט ומזוין.

על פי ההגדרה של תפוקת חום אפקטיבית בתקן EN, תפוקת החום האפקטיבית היא החום הכולל של מי הזנה ו/או אדים המועברים על ידי דוד קיטור, ואנטלפיה של ביוב מתווסף לתפוקת החום היעילה.

לְדוּגמָה:

 בשילוב עם פרמטרים אחרים, תפוקת החום היעילה המרבית של הדוד היא בערך 773 מגוואט, ואובדן הקרינה וההסעה הוא 2.3 מגוואט כאשר שריפת אנתרציט, כלומר, איבוד החום של הקרינה והסעה הוא כ- 0.298%. בהשוואה לאובדן פיזור החום של 0.2% תחת העומס המדורג של גוף הדוד המחושב על פי הפרמטרים של הדוגמה בקוד GB, אובדן הקרינה וההסעה מחושב או מוערך לפי תקן EN גבוה בכ- 49%.

יש להוסיף כי En Standard נותן גם עקומות חישוב או מקדמי פורמולה בהתאם לסוגי תנור וסוגי דלק שונים. קוד ASME מחייב להעריך את אובדן החום על ידי מדידה, אך "הערכת הפרמטרים שניתנה על ידי כוח אדם מוסמך מקצועי אינה אינה נכללת". קוד GB מעניק בערך את עקומת החישוב והנוסחה על פי היחידה וגוף הדוד.

7.אובדן גז פליטה

אובדן גז הפליטה כולל בעיקר אובדן גז פליטה יבש, אובדן הנגרם כתוצאה מהפרדת מים בדלק, אובדן הנגרם כתוצאה מימן בדלק ואובדן הנגרם כתוצאה מלחות באוויר. על פי רעיון החישוב, תקן ASME דומה לקוד GB, כלומר, אובדן גז פליטה יבש ואובדן אדי מים מחושבים בנפרד, אך ASME מחושב לפי קצב זרימת המסה, ואילו GB מחשבת לפי קצב זרימת הנפח. EN Standard מחשב את איכות גז הפליטה הרטוב וחום ספציפי של גז פליטה רטוב בכללותו. יש להדגיש כי עבור דוודים עם מראש אוויר, כמות הגז והטמפרטורה של גז הפליטה בנוסחאות קוד GB הם כמות הגז והטמפרטורה של גז הפליטה ביציאתו של מראש אוויר, ואילו אלה שנמצאים בנוסחאות קוד ASME הם כמות גז הפליטה בכתובת הפליטה בכתובת כניסתו של מראש אוויר וטמפרטורת גז הפליטה בשקע של תחום הטרום כאשר קצב דליפת האוויר של מעצבי האוויר מתוקן ל -0. ראה טבלה 5 לדוגמאות חישוב של EN ו- GB. מלוח 5 ניתן לראות שלמרות ששיטות החישוב שונות, תוצאות החישוב הן בעצם זהות.

טבלה 5 השוואה בין אובדן פליטה של ​​גז פליטה המחושב על ידי GB ו- EN.

 8.תיקון יעילות

מכיוון שלרוב אי אפשר לבצע את מבחן קבלת ביצועי היחידה בתנאי הדלק הסטנדרטיים או המובטחים ובתנאי ההפעלה הסטנדרטיים המדויקים או המובטחים, יש צורך לתקן את תוצאות הבדיקה לתנאי הפעלה הסטנדרטיים או לחוזה. כל שלושת התקנים/התקנות מציגים שיטות משלהם לתיקון, שיש להם קווי דמיון והבדלים כאחד.

8.1 פריטים מתוקנים.

כל שלושת הסטנדרטים תיקנו את טמפרטורת האוויר בכניסה, לחות האוויר, טמפרטורת גז הפליטה ביציאת הגבול ובדלק, אך קוד GB וקוד ASME לא תיקנו את האפר בדלק, ואילו En Standard סיקה וחישב את תיקון שינוי האפר ב דלק בפירוט.

8.2 שיטת תיקון.

שיטות העדכון של קוד GB וקוד ASME הן בעצם זהות, אשר אמורות להחליף את הפרמטרים המתוקנים בנוסחת החישוב המקורית של פריטי אובדן ולחשב אותם מחדש כדי להשיג את ערך ההפסד המתוקן. שיטת התיקון של תקן EN שונה מקוד GB וקוד ASME. תקן EN מחייב תחילה את ההבדל המקביל Δ A בין ערך תכנון לערך בפועל, ואז יש לחשב את הפרש ההפסד Δ n בהתאם להבדל זה. ההבדל בהפסד בתוספת ההפסד המקורי הוא ההפסד המתוקן.

8.3 שינויים בהרכב הדלק ותנאי התיקון.

קוד GB וקוד ASME אינם מגבילים את שינוי הדלק במבחן הביצועים, כל עוד שני הצדדים מגיעים להסכם. תוסף DL/T מגדיל את טווח השונות המותר של דלק הבדיקה, וסטנדרט EN מציב דרישות ברורות לטווח הווריאציה של הלחות והאפר בדלק, המחייב את סטיית ה- YHO מהערך המובטח של המים בדלק לא אמור לעלות על 10%, וסטיית YASH מהערך המובטח לא אמורה לעלות על 15% לפני התיקון. יחד עם זאת, נקבע כי אם סטיית הבדיקה עולה על הטווח של כל סטייה, ניתן לבצע את מבחן קבלת הביצועים רק לאחר להגיע הסכם בין היצרן למשתמש.

8.4 תיקון ערך קלורי דלק.

קוד GB ו- ASME אינם מציינים את תיקון הערך הקלורי של הדלק. EN תקן מדגיש כי אם טמפרטורת ההתייחסות המוסכמת אינה 25 ℃, יש לתקן את הערך הקלורי (NCV או GCV) לטמפרטורה המוסכמת. נוסחת התיקון היא כדלקמן:

HA: ערך קלורי נטו של דלק בטמפרטורת התייחסות של 25 ℃;

HM: ערך דלק נטו קלורי תוקן על פי טמפרטורת ההתייחסות המוסכמת Tr.

9.שגיאת בדיקה וחוסר וודאות

כולל מבחן ביצועי הדוד, כל מבחן עלול להיות שגיאות. שגיאות הבדיקה מורכבות בעיקר משגיאות שיטתיות, שגיאות אקראיות ושגיאות השמטה וכו '. שלושת התקנים דורשים כי יש להעריך שגיאות אפשריות ולבטל ככל האפשר לפני הבדיקה. קוד ASME ו- En Standard הוצגו על פי מושגי אי הוודאות וחוסר הוודאות.

על פי תוכן מבחן GB, שגיאת המדידה ושגיאת הניתוח של כל פריט מדידה וניתוח מחושבים, ושגיאת חישוב היעילות הסופית מתקבלת כדי לשפוט אם הבדיקה מוסמכת.

זה נקבע בפרקים רלוונטיים של קוד ASME כי כל הצדדים לבדיקה צריכים לקבוע את הערכים המקובלים של אי הוודאות של תוצאות הבדיקה לפני הבדיקה, וערכים אלה נקראים אי וודאות היעד של התוצאות. קוד ASME מספק את שיטת החישוב של אי הוודאות. קוד ASME קובע גם כי לאחר סיום כל בדיקה, יש לחשב את אי הוודאות על פי הפרקים הרלוונטיים של הקוד וקוד ASME PTC 19.1. אם אי הוודאות המחושבת גדולה יותר מחוסר הוודאות היעד שהושגה מראש, הבדיקה תהיה לא תקפה. קוד ASME מדגיש כי אי הוודאות של תוצאות הבדיקה המחושבות איננה מגבלת השגיאה המותרת של ביצועי הדוד, וחוסר הוודאות הללו משמשים רק כדי לשפוט את רמת מבחן הביצועים (כלומר אם הבדיקה יעילה או לא), ולא להעריך את ביצועי הדוד.

EN תקן קובע כי אי הוודאות היחסית היחסית הסופית EηB תחושב על פי אי הוודאות של כל תת-אטם, ואז תחושב אי הוודאות היעילות uη β על פי הנוסחה הבאה:

Uηβ = ηβxεηβ

אם מתקיימים התנאים הבאים, ניתן לראות כי הערך המובטח של היעילות מושג:

ηβG≤ηB+Uηβ

איזה:

η g הוא ערך הערבות של היעילות;

ηb הוא ערך היעילות המתוקן.

ניתן לראות בבירור מהדיון לעיל כי ניתוח השגיאות של GB וחישוב אי הוודאות בקוד ASME הם הקריטריונים לשפוט אם המבחן מצליח, שאין לו שום קשר אם מדד היעילות מוסמך, בעוד שאי -הוודאות בסטנדרט EN אינו שופט אם המבחן מצליח, וזה קשור קשר הדוק בשאלה האם מדד היעילות מוסמך.

10.מַסְקָנָה

GB10184-88, DL/T964-2005, ASME PTC4-1998 ו- EN12592-15: 2003 קובעים בבירור את בדיקת יעילות הדוד ושיטת החישוב, מה שהופך את קבלת ביצועי הדוד על בסיס ראיות. קודי GB ו- ASME נמצאים בשימוש נרחב בסין, ואילו תקני EN משמשים לעיתים רחוקות בקבלה ביתית.

הרעיון המרכזי של מבחן הערכת ביצועי הדוד שתואר על ידי שלושת הסטנדרטים זהה, אך בשל המערכות הסטנדרטיות השונות, ישנם הבדלים בפרטים רבים. מאמר זה הופך ניתוח והשוואה כלשהו של שלושת הסטנדרטים, הנוחים להשתמש בסטנדרטים של מערכות שונות בצורה מדויקת יותר בקבלת הפרויקט. En Standard לא נעשה שימוש נרחב בסין, אך יש צורך לבצע ניתוח ומחקרים עמוקים יותר על חלק מהוראותיו. כדי להכין תכשירים טכניים מבחינה זו, לקדם את הייצוא של דוודים מקומיים למדינה או לאזור המיישמים את תקן האיחוד האירופי, ושפר את יכולת ההסתגלות שלנו לשוק הבינלאומי.