国の標準システムが異なるため、欧州連合標準EN 12952-15：2003、ASME PTC4-1998、GB10184-1988、DLTT964-2005などのボイラーパフォーマンス受け入れテスト基準または手順にいくつかの違いがあります。このペーパーでは、さまざまな基準または規制におけるボイラー効率計算の主な違いの分析と議論に焦点を当てています。

 1。序文

中国であろうと海外で、ボイラーが製造および設置され、商業操作のためにユーザーに引き渡される前に、ボイラーの性能テストは契約に従って実行されますが、現在さまざまな国で使用されているボイラー性能テストの標準または手順は行われます。同じではありません。欧州連合標準EN 12952-15：2003水管ボイラーと補助機器パート15は、広く使用されているボイラーパフォーマンステスト基準の1つであるボイラーの受け入れテスト基準に関するものです。この標準は、循環流体ベッドボイラーにも適用できます。石灰岩の脱硫が標準に追加されます。これは、中国およびASMEボイラーのパフォーマンステスト規制の関連する規制とは多少異なります。中国のASMEコードと関連コードについては詳細に議論されていますが、EN 12952-15：2003の議論に関するレポートはほとんどありません。

現在、中国で一般的に使用されているパフォーマンステスト基準は、中国の国家標準（GB）「発電所ボイラーパフォーマンステスト手順」GB10184-1988およびアメリカ機械エンジニア協会（ASME）「ボイラーパフォーマンステスト手順」ASME PTC 4-1998、中国のボイラー製造技術の継続的な成熟により、中国のボイラー製品は世界市場によって徐々に認識されています。さまざまな市場のニーズを満たすために、欧州連合標準EN 12952-15：2003は、中国で製造されたボイラー製品のパフォーマンステストの実装基準として将来除外されません。

EN12952-15-2003のボイラー効率計算の主な内容は、ASME PTC4-1998、GB10W4-1988およびDLTT964-2005と比較されます。

比較の利便性のために、EN12952-15：2003標準はEN標準として略されます。 ASMEPTC4-1998コードはASMEコードとして略され、GB10184-1988コードは略してGBコードと呼ばれ、DLH'964-2005は略してDi7tと呼ばれます。

2。主な内容とアプリケーションの範囲

EN標準は、蒸気ボイラー、温水ボイラー、およびその補助装置の性能容認基準であり、蒸気ボイラーと工業用ボイラーの熱性能（受け入れ）テストと計算の基礎となります。直接燃焼蒸気ボイラーと温水ボイラー、およびその補助装置に適しています。 「直接燃焼」という言葉は、既知の燃料化学熱が賢明な熱に変換された機器を対象としています。これは、燃焼、流動層燃焼、またはチャンバー燃焼システムを備えている可能性があります。また、間接燃焼装置（廃熱ボイラーなど）や他の熱伝達媒体（ガス、ホットオイル、ナトリウムなど）で走る機器にも適用できます。ただし、特別な燃料燃焼装置には適していません。 （拒否焼却炉など）、加圧ボイラー （PFBCボイラーなど）および組み合わせたサイクルシステムの蒸気ボイラー。

EN標準を含めて、ボイラー性能テストに関連するすべての標準または手順は、原子力発電所の蒸気発生器には適用できないと明確に規定しています。 ASMEコードと比較して、EN標準は廃熱ボイラーと蒸気または温水ボイラーの補助装置に適用でき、その用途の範囲はより広くなっています。 EN標準は、ボイラーの蒸気の流れ、圧力、または温度の該当する範囲を制限しません。蒸気ボイラーに関する限り、EN標準にリストされている「適切なボイラー」のタイプは、GBコードまたはDL/Tコードよりも明示的です。

3。ボイラーシステムの境界

ASMEコードには、いくつかの典型的なボイラータイプの熱システム境界の境界図がリストされています。典型的な図もGBコードに記載されています。 EN Standardによれば、従来のボイラーシステムのエンベロープには、循環ポンプ付きの蒸気水システム、石炭工場の燃焼システム（石炭燃焼システムに適している）、循環煙道ガスブロワー、フライアッシュ逆流システム、エアヒーターを含める必要があります。しかし、オイルまたはガス暖房装置、ダストリムーバー、強制ドラフトファン、誘導ドラフトファンは含まれません。 EN標準およびその他の規制は基本的にボイラー熱力学システムの境界を同じ方法で分割しますが、EN標準は、ボイラーシステムエンベロープ（境界）の定式化には、熱バランスに関連するエンベロープ境界が、の境界と一致する必要があることを強く指摘しています。 「供給された」状態のボイラー、および熱効率の測定に必要な熱入力、出力、および損失を明確に決定できます。 「供給」ステータスの境界で適格な測定値を取得することが不可能な場合、境界は、製造業者と購入者の間の合意によって再定義される可能性があります。対照的に、EN Standardは、ボイラー熱力学システムの境界を分割する原則を強調しています。

4。標準状態および参照温度

EN標準は、101325Paの圧力状態と0の温度の状態を標準状態として定義し、パフォーマンステストの参照温度は25°です。指定された標準状態は、GBコードと同じです。参照温度はASMEコードと同じです。

EN標準では、契約が受け入れテストのための参照温度として他の温度を使用することができます。他の温度が基準温度として使用される場合、燃料熱量値を修正する必要があります。

5。共通係数

EN標準は、蒸気、水、空気、灰、およびその他の物質の比熱を25℃から通常の動作温度まで、および不完全に燃焼した物質の熱値を提供します。

5.1比熱値

部分比熱値については、表1を参照してください。

表1一部の物質の比熱値。

GBコードと同様に、EN標準で与えられるさまざまな物質のエンタルピーまたは比熱は、0℃を出発点として取得します。 ASMEコードは、蒸気エンタルピーと燃料油エンタルピーを除くさまざまな物質のエンタルピーまたは比熱を計算するための出発点と見なされることを規定しています。

GBコードでは、一般的に使用される物質の比熱は、テーブルを介した計算温度または式を使用して計算され、取得された比熱は0℃から計算された温度までの平均比熱値です。気体物質と水の場合、それは一定の圧力での平均比熱です。 ASMEコードは通常、25 nをベンチマークとして使用し、さまざまな物質の比熱またはエンタルピーの計算式を提供します。

GBコードとASMEコードと比較して、EN Standardには、物質の比熱を決定する際に次の2つの違いがあります。

1）さまざまな物質のエンタルピーまたは比熱は、開始点として0を取りますが、与えられた比熱値は、25°から従来の動作温度までの範囲内の平均値です。

2）固定値を25'T℃から通常の動作温度にします。

例えば：

 他のパラメーターと組み合わせて、参照温度が25°の場合、GBコードとEN標準に従って計算された結果を表2で比較します。

表2特定の熱値と一部の物質の計算された損失の比較。

 計算結果の比較によれば、灰分が低い燃料の場合、特定の熱の熱の値によって引き起こされる結果の違いは0.01（絶対値）未満であり、これは、計算結果、そして基本的に無視できます。ただし、循環する流動床ボイラーが高灰燃料を燃焼させたり、炉内の脱硫のための石灰岩を加えたりすると、灰熱損失の違いは0.1-0.15以上に達する可能性があります。

5.2一酸化炭素の熱値。

EN Standardによれば、一酸化炭素の発熱値は1 2.633 MJ/mです³、これは基本的にASMEコード4347BTU/LBM（12.643 MJ/M）と同じです³）およびGBコード12.636 MJ/m³。通常の状況では、煙道ガス中の一酸化炭素の含有量は低く、熱損失値は小さくなるため、発熱値の違いはほとんど影響しません。

5.3不完全な燃焼物質の熱値。

EN標準では、表3に示すように、無煙炭および亜炭燃料灰に不完全な燃焼物質の熱値を与えます。

表3不完全な燃焼物質の熱値。

 ASMEコードによると、灰の燃えていない水素が取るに足らない場合、不完全な可燃物はアモルファス炭素と見なすことができ、この条件下での未燃炭炭素の発熱量は33.7mj/kgでなければなりません。 GBコードは、灰の可燃性材料のコンポーネントを指定していませんが、一般に未燃炭炭素と見なされます。 GBコードで与えられた灰の可燃性材料の熱量値は33.727MJ/kgです。 Anthracite Fuel and EN Standardによると、不完全な燃焼物質の熱量値は、ASMEコードおよびGBコードよりも約2.2％低くなっています。 ligniteと比較して、違いはさらに大きくなります。

したがって、EN標準でそれぞれ炭生材と亜炭の未燃焼性物質の発熱値を与えることの重要性をさらに研究する必要があります。

5.4焼成分解炭酸カルシウムの熱と硫酸塩の発生熱。

EN標準、ASMEコード、およびDL/Tコードに与えられた計算式係数によれば、炭酸カルシウムの焼成分解熱と硫酸塩の形成熱を表4に示します。

表4分解の熱と炭酸カルシウムの硫酸塩形成。

EN StandardおよびASMEコードによって与えられる係数は基本的に同じです。 DT/Lコードと比較して、分解熱は2.2〜2.5％低く、形成熱は約3.3％高くなります。

6。放射と対流によって引き起こされる熱損失

EN Standardによれば、放射と対流の損失（つまり、一般的に理解されている熱散逸損失）を測定することは一般に不可能であるため、経験的値を採用する必要があります。

EN標準では、最も一般的な蒸気ボイラーの設計が図に準拠する必要があります。 1、「最大有効熱出力によって異なる放射と対流損失」。

図1放射線および対流損失ライン

 鍵：

A：放射と対流の損失。

B：最大の有用な熱出力。

曲線1：茶色の石炭、爆風炉ガス、流動床ボイラー。

曲線2：ハードコールボイラー。

曲線3：燃料油と天然ガスボイラー。

または、式（1）に従って計算されます。

QRC = CQN^0.7（1）

タイプ：

c = 0.0113、オイル燃焼および天然ガスボイラーに適しています。

0.022、無煙炭ボイラーに適しています。

0.0315、亜炭および流動床ボイラーに適しています。

EN標準での有効な熱出力の定義によれば、有効な熱出力は飼料水の総熱および/または蒸気ボイラーによって伝達される蒸気であり、下水エンタルピーが有効な熱出力に追加されます。

例えば：

 他のパラメーターと組み合わせて、ボイラーの最大有効熱出力は約773 MWであり、無煙炭を燃やすと放射と対流の損失は2.3MWです。つまり、放射と対流の熱損失は約0.298％です。 GBコードのサンプルパラメーターに従って計算されたボイラーボディの定格負荷の下で0.2％の熱散逸損失と比較して、EN標準に従って計算または評価された放射と対流の損失は約49％高くなっています。

EN標準は、さまざまな炉の種類と燃料タイプに応じて計算曲線または式係数も提供することを追加する必要があります。 ASMEコードでは、測定によって熱損失を推定する必要がありますが、「プロの資格のある人員によって与えられたパラメーター推定は除外されていません」。 GBコードは、ユニットとボイラーの本体に従って、計算曲線と式を大まかに示しています。

7。煙道ガス損失

煙道の損失には、主に乾燥煙道ガス損失、燃料の水分離による損失、燃料の水素による損失、空気中の水分による損失が含まれます。計算のアイデアによれば、ASME標準はGBコードに似ています。つまり、乾燥煙道の損失と水蒸気損失は個別に計算されますが、ASMEは質量流量に従って計算されますが、GBはボリューム流量に応じて計算します。 EN標準は、湿った煙道ガスの品質と湿った煙道ガス全体の特定の熱を計算します。空気予熱器のボイラーの場合、EN標準およびGBコード式の煙道ガス量と温度は、空気予熱器の出口での煙道ガス量と温度であり、ASMEコード式のものは煙道ガス量であることを強調する必要があります。空気予熱器の入口と、空気予熱器の空気漏れ速度が0に修正された場合の予熱器の出口での煙道ガス温度。ENおよびGBの計算例については、表5を参照してください。表5から、計算方法は異なりますが、計算結果は基本的に同じであることがわかります。

表5 GBおよびENによって計算された煙道ガス排気損失の比較

 8。効率補正

通常、標準または保証された燃料条件または正確な標準または保証された動作条件下でユニットのパフォーマンス受け入れテストを実行することは不可能であるため、テスト結果を標準または契約の動作条件に修正する必要があります。 3つの標準/規制すべてが、類似点と相違の両方を持つ独自の方法を提出しました。

8.1改訂されたアイテム。

3つの基準はすべて、吸気気温、空気湿度、境界出口と燃料での排気ガス温度を修正しましたが、GBコードとASMEコードは燃料の灰を修正していませんが、EN標準は灰の変化の補正を推定および計算しました。詳細に燃料。

8.2修正方法。

GBコードとASMEコードの改訂方法は基本的に同じです。これは、改訂されたパラメーターを損失項目の元の計算式に置き換え、修正された損失値を取得するためにそれらを再計算するためです。 EN標準の修正方法は、GBコードおよびASMEコードとは異なります。 EN標準では、設計値と実際の値の間の等価差Δaを最初に計算する必要があり、次にこの差に従って損失の差を計算する必要があります。損失の差と元の損失は修正された損失です。

8.3燃料組成の変化と修正条件。

GBコードとASMEコードは、両当事者が合意に達する限り、パフォーマンステストでの燃料の変更を制限しません。 DL/Tサプリメントは、テスト燃料の許容変動範囲を増加させ、EN標準は燃料中の水分と灰の変動範囲の明確な要件を提出します。 10％を超えてはならず、保証された値からのYASHの偏差は、修正前に15％を超えてはなりません。同時に、テスト偏差が各偏差の範囲を超えた場合、パフォーマンス受け入れテストは、製造業者とユーザーの間で合意に達した後にのみ実行できると規定されています。

8.4燃料熱量値補正。

GBおよびASMEコードは、燃料熱値の修正を指定しません。 EN Standardは、合意された基準温度が25℃でない場合、燃料熱量値（NCVまたはGCV）を合意した温度に修正する必要があることを強調しています。補正式は次のとおりです。

HA：25°の基準温度での燃料の正味熱量値。

HM：合意された参照温度trに従って補正された燃料純熱値。

9。テストエラーと不確実性

ボイラー性能テストを含めて、すべてのテストにエラーがある場合があります。テストエラーは、主に系統的なエラー、ランダムエラー、および省略のエラーなどで構成されています。3つの標準すべてでは、テスト前に可能なエラーを評価して排除する必要があります。 ASMEコードとEN Standardは、不確実性と不確実性の概念に従って提案されています。

GBテストの内容によれば、各測定および分析項目の測定誤差と分析エラーが計算され、テストが適格かどうかを判断するために最終効率計算誤差が取得されます。

ASMEコードの関連する章では、テストのすべての当事者がテスト前のテスト結果の不確実性の許容可能な値を決定する必要があり、これらの値は結果のターゲットの不確実性と呼ばれます。 ASMEコードは、不確実性の計算方法を提供します。また、ASMEコードは、各テストが完了した後、コードの関連する章とASME PTC 19.1コードに従って不確実性を計算する必要があることを規定しています。計算された不確実性が事前にターゲットの不確実性よりも大きい場合、テストは無効になります。 ASMEコードは、計算されたテスト結果の不確実性はボイラーのパフォーマンスの許容エラー制限ではなく、これらの不確実性は、パフォーマンステストのレベルを判断するためにのみ使用されることを強調しています（つまり、テストが効果的かどうか）。ボイラーの性能。

EN標準では、最終的な相対効率の不確実性EηBが各サブアイテムの不確実性に従って計算されることを規定しており、次の式に従って効率の不確実性Uηβを計算するものとします。

Uηβ=ηβxεηβ

次の条件が満たされている場合、効率の保証された価値が達成されることが判断されるものとします。

ηβG≤ηb+Uηβ

どので：

ηgは効率の保証値です。

ηbは修正された効率値です。

上記の議論から、GBのエラー分析とASMEコードの不確実性の計算が、テストが成功したかどうかを判断するための基準であり、効率指数が適格であるかどうか、不確実性とは関係ないことを明確に見ることができます。 EN Standardでは、テストが成功しているかどうかは判断しません。これは、効率インデックスが適格かどうかに密接に関連しています。

10。結論

GB10184-88、DL/T964-2005、ASME PTC4-1998およびEN12592-15：2003は、ボイラー効率テストと計算方法を明確に規定しており、ボイラーのパフォーマンスが証拠に基づいて受け入れられます。 GBおよびASMEコードは中国で広く使用されていますが、EN基準は国内の受け入れに使用されることはめったにありません。

3つの基準で説明されているボイラーパフォーマンス評価テストの主なアイデアは同じですが、標準システムが異なるため、多くの詳細に違いがあります。このペーパーでは、3つの標準の分析と比較を行います。これは、プロジェクトの受け入れにおいて、異なるシステムの標準をより正確に使用するのに便利です。 EN Standardは中国では広く使用されていませんが、その規定のいくつかについてより深い分析と研究を行う必要があります。この点で技術的な準備をするために、EUの基準を実装する国または地域への国内ボイラーの輸出を促進し、国際市場への適応性を向上させます。