EN12952-15 : 2003의 주요 차이점과 기타 보일러 성능 테스트 표준

다른 국가의 다른 표준 시스템으로 인해 유럽 연합 표준 EN 12952-15 : 2003, ASME PTC4-1998, GB10184-1988 및 DLTT964-2005와 같은 보일러 성능 수락 테스트 표준 또는 절차에는 약간의 차이가 있습니다. 이 백서는 다양한 표준 또는 규정에서 보일러 효율 계산의 주요 차이점에 대한 분석 및 논의에 중점을 둡니다.

 1.머리말

중국이든 해외, 보일러가 제조 및 설치되어 상업용 운영을 위해 사용자에게 양도되기 전에 보일러 성능 테스트는 일반적으로 계약에 따라 수행되지만 현재 다른 국가에서 사용되는 보일러 성능 테스트의 표준 또는 절차는 다음과 같습니다. 동일하지 않습니다. 유럽 ​​연합 표준 EN 12952-15 : 2003 워터 튜브 보일러 및 보조 장비 15 부는 널리 사용되는 보일러 성능 테스트 표준 중 하나 인 보일러의 수용 테스트 표준에 관한 것입니다. 이 표준은 순환 유동층 보일러에도 적용됩니다. 석회암 탈황은 표준에 추가되며, 이는 중국 및 ASME 보일러 성능 테스트 규정의 관련 규정과 다소 다릅니다. 중국의 ASME 코드 및 관련 코드는 자세히 논의되었지만 EN 12952-15 : 2003에 대한 논의에 대한 보고서는 거의 없습니다.

현재 중국에서 일반적으로 사용되는 성능 테스트 표준은 중국의 국가 표준 (GB)“발전소 보일러 성능 테스트 절차”GB10184-1988 및 미국 기계 엔지니어 (ASME)“보일러 성능 테스트 절차”ASME PTC 4-1998입니다. 중국의 보일러 제조 기술의 지속적인 성숙함으로 인해 중국의 보일러 제품은 세계 시장에서 점차 인식됩니다. 다양한 시장의 요구를 충족시키기 위해 유럽 연합 표준 EN 12952-15 : 2003은 미래에 중국에서 제조 된 보일러 제품의 성능 테스트에 대한 구현 표준으로 배제되지 않을 것입니다.

EN12952-15-2003의 보일러 효율 계산의 주요 내용은 ASME PTC4-1998, GB10W4-1988 및 DLTT964-2005와 비교됩니다.

비교의 편의를 위해 EN12952-15 : 2003 표준은 EN 표준으로 축약됩니다. ASMEPTC4-1998 코드는 ASME 코드로 축약되며, GB10184-1988 코드는 짧은 GB 코드라고하며 DLH'964-2005는 DI7T라고합니다.

2.주요 내용 및 응용 프로그램 범위

EN 표준은 증기 보일러, 온수 보일러 및 보조 장비의 성능 수용 표준이며, 직접 연소되는 증기 보일러 및 산업용 보일러의 열 성능 (수용) 테스트 및 계산의 기초입니다. 직접 연소 증기 보일러 및 온수 보일러 및 보조 장비에 적합합니다. "직접 연소"라는 단어는 알려진 연료 화학 열이 현명한 열로 전환 된 장비를 대상으로하며, 이는 화재 연소, 유동적인 침대 연소 또는 챔버 연소 시스템을 가질 수 있습니다. 게다가, 간접 연소 장비 (예 : 폐 열 보일러) 및 기타 열전달 매체 (가스, 핫 오일, 나트륨)로 작동하는 장비에도 적용 할 수 있지만 특수 연료 연소 장비에는 적합하지 않습니다. (예 : 소각로), 가압 보일러 결합 사이클 시스템의 (PFBC 보일러와 같은) 및 증기 보일러.

EN 표준을 포함하여 보일러 성능 테스트와 관련된 모든 표준 또는 절차는 원자력 발전소의 증기 발생기에는 적용되지 않는다고 분명히 규정하고 있습니다. ASME 코드와 비교하여 EN 표준은 폐열 보일러와 증기 또는 온수 보일러의 보조 장비에 적용 할 수 있으며 적용 범위는 더 넓습니다. EN 표준은 적용 가능한 보일러 증기 흐름, 압력 또는 온도 범위를 제한하지 않습니다. 스팀 보일러에 관한 한, 표준에 나열된 "적합한 보일러"유형은 GB 코드 또는 DL/T 코드보다 더 명백합니다.

3.보일러 시스템의 경계

ASME 코드에는 여러 일반적인 보일러 유형의 열 시스템 경계의 경계 그림이 나열됩니다. 일반적인 그림은 GB 코드로도 제공됩니다. EN 표준에 따르면, 기존의 보일러 시스템의 봉투에는 순환 펌프가있는 전체 증기 물 시스템, 석탄 공장이있는 연소 시스템 (석탄 연소 시스템에 적합), 순환 연도 가스 송풍기, 플라이 애쉬리스 리두 시스템 및 에어 히터가 포함되어야합니다. 그러나 오일 또는 가스 가열 장비, 먼지 제거제, 강제 초안 팬 및 유도 초안 팬은 포함되지 않습니다. EN 표준 및 기타 규정은 기본적으로 보일러 열역학적 시스템의 경계를 같은 방식으로 나눕니다. 그러나 EN 표준은 보일러 시스템 봉투 (경계)의 제형이 열 균형과 관련된 봉투 경계가의 경계와 일치해야한다고 강력하게 지적합니다. "공급 된"상태의 보일러 및 열 효율을 측정하는 데 필요한 열 입력, 출력 및 손실을 명확하게 결정할 수 있습니다. "공급"상태의 경계에서 자격을 갖춘 측정 값을 얻는 것이 불가능한 경우, 제조업체와 구매자 간의 계약으로 경계를 재정의 할 수 있습니다. 대조적으로, EN 표준은 보일러 열역학적 시스템의 경계를 나누는 원리를 강조한다.

4.표준 상태 및 기준 온도

EN 표준은 101325pa의 압력 상태와 0 ℃의 온도를 표준 상태로 정의하고 성능 테스트의 기준 온도는 25 ℃이다. 지정된 표준 상태는 GB 코드와 동일합니다. 기준 온도는 ASME 코드와 동일합니다.

EN 표준을 통해 계약은 다른 온도를 수용 테스트의 기준 온도로 사용할 수 있습니다. 다른 온도가 기준 온도로 사용되면 연료 칼로리 값을 교정해야합니다.

5.일반적인 계수

EN 표준은 증기, 물, 공기, 재 및 기타 물질의 비열을 25 ℃에서 정상 작동 온도까지, 그리고 불완전하게 연소 된 물질의 열 값을 제공합니다.

5.1 비열 값

부분 비열 값은 표 1을 참조하십시오.

표 1 물질의 특정 열 값.

s/n

단위

1

25 ℃ -150 ℃의 범위에서 증기의 비열

KJ (KGK)

1.884

2

25 ℃ -150 ℃ 범위의 물의 비열

KJ (KGK)

4.21

3

25 ℃ -150 ℃의 범위에서 공기의 비열

KJ (KGK)

1.011

4

25 ℃ -200 ℃의 범위의 석탄 재 및 비산회의 비열.

KJ (KGK)

0.84

5

고체 슬래그 배출 용광로에서 큰 슬래그의 비열

KJ (KGK)

1.0

6

액체 슬래 깅 용광로에서 큰 슬래그의 비열

KJ (KGK)

1.26

7

25 ℃ -200 ℃ 범위의 CACO3의 비열

KJ (KGK)

0.97

8

25 ℃ -200 ℃ 범위의 CAO의 비열

KJ (KGK)

0.84

GB 코드와 마찬가지로 EN 표준에 의해 주어진 다양한 물질의 엔탈피 또는 비열은 시작점으로 0 ℃를 차지한다. ASME 코드는 증기 엔탈피 및 연료 유도 엔탈피를 제외한 다양한 물질의 엔탈피 또는 비열을 계산하기위한 77 ℃ (25 ℃)가 시작된다고 규정한다.

GB 코드에서 일반적으로 사용되는 물질의 비열은 테이블을 통한 계산 온도에 따라 또는 공식을 사용하여 계산되며, 얻어진 비열은 0 ℃에서 계산 된 온도로 평균 특이 적 칼로리 값입니다. 기체 물질과 물의 경우 일정한 압력에서 평균 비열입니다. ASME 코드는 일반적으로 벤치 마크로 25 ℃를 취하며 다양한 물질의 비열 또는 엔탈피의 계산 공식을 제공합니다.

GB 코드 및 ASME 코드와 비교하여 EN 표준은 물질의 비열을 결정하는 데 다음과 같은 두 가지 차이점이 있습니다.

1) 다양한 물질의 엔탈피 또는 비열은 시작점으로 0 ℃를 차지하지만, 주어진 비열 값은 25 ℃에서 기존 작동 온도 범위 내의 평균값이다.

2) 고정 값을 25'T ℃에서 정상 작동 온도로 가져옵니다.

예를 들어:

s/n 단위
1 연료 LHV KJ/KG 21974
2 연도 가스 온도. 132
3 슬래그 온도. 800
4 연료 연소에 의해 생성 된 수증기의 양 N3/kg 0.4283
5 연료 재 함량 % 28.49
6 플라이 애쉬와 슬래그의 비율   85:15

 기준 온도가 25 ℃ 인 경우 다른 파라미터와 결합하면 GB 코드에 따라 계산 된 결과는 표 2에서 비교됩니다.

표 2 일부 물질의 비교 및 ​​계산 된 손실의 비교.

단위

표준

GB 규정
연도 가스에서 증기의 비열.

KJ/(KGK)

1.884

1.878
비산회의 비열

KJ/(KGK)

0.84

0.7763
바닥 슬래그의 비열

KJ/(KGK)

1.0

1.1116
연도 가스에서 증기 손실

%

0.3159

0.3151
플라이 애쉬의 현명한 열 손실

%

0.099

0.0915
바닥 슬래그의 현명한 열 손실

%

0.1507

0.1675
총 손실

%

0.5656

0.5741

 계산 결과의 비교에 따르면, 애쉬 함량이 낮은 연료에 대해, 물질의 비열의 다른 값으로 인한 결과의 차이는 0.01 (절대 값)보다 작으며, 이는 계산 결과, 기본적으로 무시할 수 있습니다. 그러나 순환 유동층 보일러가 고산염 연료를 태우거나 용광로에서 탈황을 위해 석회암을 첨가 할 때, 재 열 손실의 가능한 차이는 0.1-0.15 이상에 도달 할 수 있습니다.

5.2 일산화탄소의 열량 값.

EN 표준에 따르면 일산화탄소의 열량 값은 1 2.633 mj/m입니다.3, 기본적으로 ASME 코드 4347BTU/LBM (12.643 mj/m의 것과 동일합니다.3) 및 GB 코드 12.636 MJ/M.3. 정상적인 상황에서는 연도 가스에서 일산화탄소의 함량이 낮고 열 손실 값은 적으므로 열량 값의 차이는 거의 영향을 미치지 않습니다.

5.3 불완전하게 연소 된 물질의 열 값.

EN 표준은 표 3에 도시 된 바와 같이 안트라이트 및 리그 나이트 연료 재에서 불완전한 연소 물질의 열 값을 제공한다.

표 3 불완전하게 연소 된 물질의 열 값.

직책을 수여했습니다

안트라이트 석탄

MJ/KG

33
갈탄

MJ/KG

27.2

 ASME 코드에 따르면, 애쉬에서 번지지 않은 수소가 무의미한 경우, 불완전한 가연성은 무정형 탄소로 간주 될 수 있으며,이 조건 하에서 불완전한 탄소의 칼로 특이 적 값은 33.7mj/kg이어야합니다. GB 코드는 재에서 가연성 재료의 구성 요소를 지정하지 않지만 일반적으로 번지지 않은 탄소로 간주됩니다. GB 코드에 주어진 재에서 가연성 재료의 칼로 특이 적 값은 33.727mj/kg입니다. 안트라이트 연료 및 EN 표준에 따르면, 불완전한 연소 물질의 칼로리 값은 ASME 코드 및 GB 코드보다 약 2.2% 낮습니다. 갈탄과 비교할 때 차이는 훨씬 더 큽니다.

따라서, EN 표준에서 각각 안트라이트 및 리그 나이트의 미 연지 물질의 칼로 특이 적 값을 제공하는 중요성을 추가로 연구 할 필요가있다.

5.4 계산 분해 탄산 칼슘의 열 및 설페이트의 생성 열.

EN 표준, ASME 코드 및 DL/T 코드에 주어진 계산 공식 계수에 따르면, 탄산 칼슘의 소환 분해 열 및 설페이트의 형성 열은 표 4에 도시되어있다.

표 4 탄산 칼슘의 분해 및 황산염 형성.

탄산 칼슘 분해 열 KJ/mol.

설페이트 형성 KJ/mol.

표준

178.98

501.83

ASME 코드

178.36

502.06

DL/T 코드.

183

486

EN 표준 및 ASME 코드가 제공하는 계수는 기본적으로 동일합니다. DT/L 코드와 비교하여 분해 열은 2.2-2.5% 낮고 형성 열은 약 3.3% 더 높습니다.

6.방사선 및 대류로 인한 열 손실

EN 표준에 따르면, 일반적으로 방사선 및 대류 손실 (즉, 일반적으로 이해되는 열 소산 손실)을 측정하는 것은 일반적으로 불가능하기 때문에 경험적 값을 채택해야합니다.

EN 표준은 가장 일반적인 증기 보일러의 설계가 그림을 준수해야합니다. 1, "최대 유효 열 출력에 따라 다양한 방사선 및 대류 손실".

EN12952-15 : 2003의 주요 차이점과 기타 보일러 성능 테스트 표준

그림 1 방사선 및 대류 손실 라인

 열쇠:

A : 방사선 및 대류 손실;

B : 최대 유용한 열 출력;

곡선 1 : 갈색 석탄, 고로 가스 및 유동층 보일러;

곡선 2 : 단단한 석탄 보일러;

곡선 3 : 연료 유 및 천연 가스 보일러.

또는 공식 (1)에 따라 계산됩니다.

QRC = CQN0.7(1)

유형:

C = 0.0113, 오일 연소 및 천연 가스 보일러에 적합합니다.

안트라이트 보일러에 적합한 0.022;

0.0315, 갈탄 및 유동층 보일러에 적합합니다.

EN 표준의 효과적인 열 출력의 정의에 따르면, 유효 열 출력은 증기 보일러에 의해 전달 된 공급 물 및/또는 증기의 총 열이며, 하수 엔탈피는 유효 열 출력에 추가된다.

예를 들어:

s/n 단위
1 보일러 BMCR의 용량 t/h 1025
2 증기 온도. 540
3 증기 압력 MPA 17.45
4 물 온도를 공급하십시오. 252
5 물 압력을 공급하십시오 MPA 18.9

 다른 매개 변수와 결합하여 보일러의 최대 유효 열 출력은 약 773MW이며, 안트라이트를 태울 때 방사선 및 대류 손실은 2.3MW입니다. 즉, 방사선 및 대류 열 손실은 약 0.298%입니다. GB 코드의 예제 매개 변수에 따라 계산 된 보일러 본체의 정격 하중에서 0.2%의 열 소산 손실과 비교하여, 표준에 따라 계산되거나 평가되는 방사선 및 대류 손실은 약 49% 더 높습니다.

EN 표준은 또한 다른 용광로 유형 및 연료 유형에 따라 계산 곡선 또는 공식 계수를 제공한다는 점을 추가해야합니다. ASME 코드는 측정에 의해 열 손실을 추정해야하지만 "전문 자격을 갖춘 직원이 제공 한 매개 변수 추정은 제외되지 않습니다". GB 코드는 대략 장치 및 보일러 본체에 따라 계산 곡선과 공식을 제공합니다.

7.연도 가스 손실

연도 가스 손실에는 주로 건식 연도 가스 손실, 연료 분리로 인한 손실, 연료의 수소로 인한 손실 및 공기의 수분으로 인한 손실이 포함됩니다. 계산 아이디어에 따르면, ASME 표준은 GB 코드와 유사합니다. 즉, 건식 연도 가스 손실 및 수증기 손실은 별도로 계산되지만 ASME는 질량 유량에 따라 계산되는 반면 GB는 부피 유량에 따라 계산됩니다. EN 표준은 습한 연도 가스 품질과 습식 연도 가스의 비열을 전체적으로 계산합니다. 공기 예열기가있는 보일러의 경우, EN 표준 및 GB 코드 공식의 연도 가스 수량 및 온도는 공기 예열기 출구의 연도 가스 수량 및 온도이며 ASME 코드 공식의 연도 가스 양입니다. 공기 예열기의 입구 및 공기 예열기의 공기 누출 속도가 0으로 수정 될 때 예열기 출구의 연도 가스 온도. EN 및 GB의 계산 예는 표 5를 참조하십시오. 표 5에서, 계산 방법은 다르지만 계산 결과는 기본적으로 동일하다는 것을 알 수있다.

표 5 GB 및 EN에 의해 ​​계산 된 연도 가스 배기 손실의 비교.

s/n 상징 단위 GB EN
1 기본 탄소를 받았습니다 Car % 65.95 65.95
2 기본 수소를 받았습니다 Har % 3.09 3.09
3 기본 산소를 받았습니다 Oar % 3.81 3.81
4 기본 질소를 받았습니다 Nar % 0.86 0.86
5 기본 유황을 받았습니다 Sar % 1.08 1.08
6 총 수분 Mar % 5.30 5.30
7 베이스 애쉬를 받았습니다 Aar % 19.91 19.91
8 순 칼로리 값 QNET, AR KJ/KG 25160 25160
9 연도 가스의 이산화탄소 CO2 % 14.5 14.5
10 연도 가스의 산소 함량 O2 % 4.0 4.0
11 연도 가스의 질소 N2 % 81.5 81.5
12 데이텀 온도 Tr 25 25
13 연도 가스 온도 Tpy 120.0 120.0
14 건조 연도 가스의 비열 CP.gy KJ/M3 1.357 /
15 증기의 비열 CH2O KJ/M3 1.504 /
16 습한 연도 가스의 비열. CpG KJ/KGK / 1.018
17 건식 연도 가스의 열 손실. q2gy % 4.079 /
18 증기의 열 손실 q2rM % 0.27 /
19 연도 가스의 열 손실 q2 % 4.349 4.351

 8.효율성 보정

일반적으로 표준 또는 보장 된 연료 조건 및 정확한 표준 또는 보장 된 운영 조건 하에서 단위 성능 수락 테스트를 수행하는 것은 불가능하기 때문에 테스트 결과를 표준 또는 계약 운영 조건으로 수정해야합니다. 세 가지 표준/규정은 모두 유사점과 차이점을 갖는 자체 수정 방법을 제시했습니다.

8.1 개정 품목.

세 가지 표준은 모두 유입구 공기 온도, 공기 습도, 배기 가스 온도를 교정했지만 GB 코드와 ASME 코드는 연료의 재를 수정하지 않았으며 EN 표준은 재의 교환 수정을 추론하고 계산했습니다. 연료가 상세하게.

8.2 보정 방법.

GB 코드 및 ASME 코드의 개정 방법은 기본적으로 동일하며, 이는 수정 된 매개 변수를 원래 계산 공식의 손실 항목 공식으로 바꾸고 수정 된 손실 값을 얻기 위해 다시 계산하는 것입니다. EN 표준의 수정 방법은 GB 코드 및 ASME 코드와 다릅니다. EN 표준은 설계 값과 실제 값 사이의 동등한 차이 δ A를 먼저 계산해야하며,이 차이에 따라 손실 차이 Δ n을 계산해야합니다. 손실 차이와 원래 손실은 수정 된 손실입니다.

8.3 연료 조성 변화 및 보정 조건.

GB 코드 및 ASME 코드는 양 당사자가 계약에 도달하는 한 성능 테스트에서 연료 변경을 제한하지 않습니다. DL/T 보충제는 테스트 연료의 허용 가능한 변동 범위를 증가시키고 EN 표준은 연료 내 수분과 재의 변동 범위에 대한 명확한 요구 사항을 제시하며,이를 통해 연료의 물의 보장 된 물 값에서 YHO의 편차가 필요합니다. 10%를 초과해서는 안되며, 보장 된 값에서 YASH의 편차는 수정 전에 15%를 초과해서는 안됩니다. 동시에 테스트 편차가 각 편차의 범위를 초과하면 제조업체와 사용자 간의 계약에 도달 한 후에 만 ​​성능 수락 테스트를 수행 할 수 있음이 규정되어 있습니다.

8.4 연료 칼로리 값 보정.

GB 및 ASME 코드는 연료 칼로리 값의 보정을 지정하지 않습니다. EN 표준은 합의 된 기준 온도가 25 ℃가 아닌 경우 연료 칼로리 값 (NCV 또는 GCV)을 합의 된 온도로 수정해야한다고 강조한다. 보정 공식은 다음과 같습니다.

HA : 기준 온도에서 연료의 순 칼로로 값 25 ℃;

HM : 합의 된 기준 온도 TR에 따라 연료 순 칼로리 값이 보정되었습니다.

9.테스트 오류 및 불확실성

보일러 성능 테스트를 포함하여 모든 테스트에는 오류가 발생할 수 있습니다. 테스트 오류는 주로 체계적인 오류, 임의의 오류 및 누락 오류 등으로 구성됩니다. 세 가지 표준은 모두 가능한 오류를 평가하고 테스트 전에 가능한 한 많이 제거해야합니다. ASME 코드와 표준은 불확실성과 불확실성의 개념에 따라 제시되었습니다.

GB 테스트 컨텐츠에 따르면 각 측정 및 분석 항목의 측정 오류 및 분석 오류가 계산되고 최종 효율 계산 오류가 얻어지면 테스트 자격이 있는지 판단합니다.

ASME 코드의 관련 장에서 모든 당사자가 테스트 전에 테스트 결과의 불확실성의 허용 가능한 값을 결정해야하며, 이러한 값은 결과의 목표 불확실성이라고합니다. ASME 코드는 불확실성의 계산 방법을 제공합니다. ASME 코드는 또한 각 테스트가 완료된 후 코드의 관련 장 및 ASME PTC 19.1 코드에 따라 불확실성을 계산해야한다고 규정합니다. 계산 된 불확실성이 미리 도달 한 목표 불확실성보다 크면 테스트가 유효하지 않습니다. ASME 코드는 계산 된 테스트 결과의 불확실성이 보일러 성능의 허용 오차 한계가 아니며, 이러한 불확실성은 성능 테스트 수준 (즉, 테스트가 효과적인지 아닌지)을 판단하는 데만 사용됩니다. 보일러 성능.

표준은 최종 상대 효율 불확실성 EηB가 각 하위 항목의 불확실성에 따라 계산되어야하며, 다음 공식에 따라 효율성 불확실성 UNUCTER UNFICTION UNFICTION UNFERTENTY UNFERTERY UNFERTENTY를 계산해야한다.

Uηβ = ηβxεηβ

다음 조건이 충족되면 효율의 보장 값이 달성 된 것으로 간주됩니다.

ηβg≤ηB+UHηβ

여기서 :

η g는 효율의 보장 가치입니다.

ηb는 수정 된 효율 값입니다.

위의 논의에서 GB의 오류 분석과 ASME 코드의 불확실성 계산이 시험이 성공했는지 여부를 판단하는 기준이며, 효율성 지수가 자격이 있는지 여부와 관련이없는 반면 불확실성은 명확하게 볼 수 있습니다. EN 표준에서는 시험이 성공했는지 여부를 판단하지 않으며, 이는 효율 지수가 자격이 있는지 여부와 밀접한 관련이 있습니다.

10.결론

GB10184-88, DL/T964-2005, ASME PTC4-1998 및 EN12592-15 : 2003은 보일러 효율 테스트 및 계산 방법을 명확하게 규정하여 증거를 기반으로 보일러 성능을 허용합니다. GB 및 ASME 코드는 중국에서 널리 사용되는 반면 EN 표준은 국내 수용에 거의 사용되지 않습니다.

세 표준에 의해 설명 된 보일러 성능 평가 테스트의 주요 아이디어는 동일하지만 표준 시스템으로 인해 많은 세부 사항에 차이가 있습니다. 이 논문은 세 가지 표준을 분석하고 비교하는데, 이는 프로젝트 수락에서 다른 시스템의 표준을보다 정확하게 사용하는 것이 편리합니다. EN 표준은 중국에서 널리 사용되지 않았지만 일부 조항에 대한 더 깊은 분석과 연구가 필요합니다. 이와 관련하여 기술적 인 준비를하려면 EU 표준을 구현하는 국가 또는 지역으로의 국내 보일러 수출을 촉진하고 국제 시장에 대한 적응력을 향상시킵니다.


후 시간 : Dec-04-2021