Vanwege de verschillende standaardsystemen in verschillende landen zijn er enkele verschillen in de acceptatieteststandaarden van de ketelprestaties of procedures zoals de standaard van de Europese Unie EN 12952-15: 2003, ASME PTC4-1998, GB10184-1988 en DLTT964-2005. Dit artikel richt zich op de analyse en bespreking van de belangrijkste verschillen in de berekening van de ketelefficiëntie in verschillende normen of voorschriften.

 1.Voorwoord

Of het nu in China of in het buitenland is, voordat de ketel wordt vervaardigd en geïnstalleerd en overgedragen aan gebruikers voor commerciële werking, de ketelprestatietest wordt meestal uitgevoerd volgens het contract, maar de normen of procedures van ketelprestatietest die momenteel in verschillende landen worden gebruikt, zijn momenteel Niet hetzelfde. Standaard EN 12952-15: 2003 van de Europese Unie Deel 15 Deel 15 van de waterketel en de extra apparatuur gaat over de acceptatieteststandaard van ketels, een van de veelgebruikte ketelprestatieteststandaarden. Deze norm is ook van toepassing op circulerende gefluïdiseerde bedketels. Kalksteenontdichtheid wordt toegevoegd aan de standaard, die enigszins verschilt van de relevante voorschriften in China en ASME -ketelprestatietestvoorschriften. De ASME-code en gerelateerde codes in China zijn gedetailleerd besproken, maar er zijn weinig rapporten over de bespreking van EN 12952-15: 2003.

Momenteel zijn de veelgebruikte prestatieteststandaarden in China de Chinese National Standard (GB) "Power Station Boiler Performance Test Procedures" GB10184-1988 en American Society of Mechanical Engineers's (ASME) "Ketelprestatietestprocedures" ASME PTC 4-1998, enz. Met de voortdurende volwassenheid van de Chinese ketelproductietechnologie worden de Chinese ketelproducten geleidelijk erkend door de wereldmarkt. Om aan de behoeften van verschillende markten te voldoen, zal de standaard EN 12952-15: 2003 van de Europese Unie niet in de toekomst worden uitgesloten als de implementatiestandaard voor de prestatietest van ketelproducten die in China zijn vervaardigd.

De belangrijkste inhoud van de berekening van de ketelefficiëntie in EN12952-15-2003 wordt vergeleken met ASME PTC4-1998, GB10W4-1988 en DLTT964-2005.

Voor het gemak van vergelijking wordt de standaard EN12952-15: 2003 afgekort als EN-standaard. ASMEPTC4-1998-code wordt afgekort als ASME-code, GB10184-1988 Code wordt kort GB-code genoemd, DLH'964-2005 wordt voor kort DI7T genoemd.

2.Hoofdinhoud en toepassingsomvang

EN Standard is de prestatie -acceptatiestandaard voor stoomketels, warmwaterketels en hun hulpapparatuur, en het is de basis voor de thermische prestaties (acceptatie) test en berekening van stoomketels en industriële ketels die direct branden. Het is geschikt voor directe verbrandingsstoomketels en warmwaterketels en hun hulpapparatuur. Het woord "directe verbranding" is gericht op de apparatuur met bekende brandstofchemische warmte omgezet in verstandige warmte, die roosterverbranding, gefluïdiseerd bed verbranding of kamerverbrandingssysteem kunnen hebben. Bovendien kan het ook worden toegepast op indirecte verbrandingsapparatuur (zoals afvalwarmte ketel) en apparatuur die actief is met andere warmteoverdrachtsmedia (zoals gas, hete olie, natrium), enz. (zoals afval verbranden), ketel onder druk (zoals PFBC -ketel) en stoomketel in een gecombineerd cyclussysteem.

Inclusief EN -standaard bepalen alle normen of procedures met betrekking tot ketelprestatietest duidelijk dat deze niet van toepassing is op stoomgeneratoren in kerncentrales. In vergelijking met ASME -code kan EN -standaard worden toegepast op afvalwarmte ketel en zijn hulpapparatuur van stoom- of warmwaterketel, en de toepassingsbereik is breder. EN -standaard beperkt niet het toepasselijke bereik van ketelstoomstroom, druk of temperatuur. Wat stoomketels betreft, zijn de soorten "geschikte ketels" vermeld in EN -standaard explicieter dan GB -code of DL/T -code.

3.Grens van ketelsysteem

ASME -code geeft een overzicht van de afbakeningsillustraties van thermische systeemgrenzen van verschillende typische keteltypen. Typische illustraties worden ook gegeven in GB -code. Volgens EN Standard moet de envelop van het conventionele ketelsysteem het hele stoomwatersysteem omvatten met circulerende pomp, verbrandingssysteem met kolenmolen (geschikt voor het branden van het kolenbrand), circulerende rookgasblazer, vliegas refluxsysteem en luchtverwarming. Maar het omvat geen olie- of gasverwarmingsapparatuur, stofverwijderaar, gedwongen ontwerpventilator en geïnduceerde trekkingsventilator. EN -standaard en andere voorschriften verdelen in principe de grens van de ketel thermodynamisch systeem op dezelfde manier, maar en standaard wijst er sterk op dat de formulering van ketelsysteem envelop (grens) vereist dat de envelopgrens gerelateerd aan warmtebalans consistent moet zijn met de grens van de grens van Ketel in de "geleverde" toestand, en de warmte -invoer, uitgang en verlies die nodig is voor het meten van thermische efficiëntie kan duidelijk worden bepaald. Als het onmogelijk is om gekwalificeerde gemeten waarden te verkrijgen aan de grens van de status "levering", kan de grens worden opnieuw gedefinieerd door overeenkomst tussen de fabrikant en de koper. EN Standaard benadrukt daarentegen het principe van het delen van de grens van het thermodynamische systeem van de ketel.

4.Standaardstatus en referentietemperatuur

EN -standaard definieert de drukstatus van 101325Pa en temperatuur van 0 ℃ als standaardstatus, en de referentietemperatuur van de prestatietest is 25 ℃. De opgegeven standaardstatus is hetzelfde als GB -code; De referentietemperatuur is hetzelfde als ASME -code.

EN -standaard stelt de overeenkomst in staat om andere temperaturen te gebruiken als referentietemperatuur voor acceptatietest. Wanneer andere temperaturen worden gebruikt als referentietemperaturen, is het noodzakelijk om de calorische waarde van de brandstof te corrigeren.

5.Veel voorkomende coëfficiënten

De EN -standaard geeft de specifieke stoomwarmte, water, lucht, as en andere stoffen in het bereik van 25 ℃ tot normale bedrijfstemperatuur, en de warmtedwaarde van sommige onvolledig verbrande stoffen.

5.1 Specifieke warmtewaarde

Zie tabel 1 voor gedeeltelijke specifieke warmtewaarde.

Tabel 1 Specifieke warmtewaarde van sommige stoffen.

Net als GB -code, neemt de enthalpie of specifieke hitte van verschillende stoffen gegeven door EN -standaard 0 ℃ als startpunt. ASME -code bepaalt dat 77 ℉ (25 ℃) wordt beschouwd als het startpunt voor het berekenen van enthalpie of specifieke warmte van verschillende stoffen behalve stoom enthalpie en enthalpie van stookolie.

In GB -code wordt de specifieke warmte van veelgebruikte stoffen berekend volgens de berekende temperatuur via een tabel of met behulp van een formule, en de verkregen specifieke warmte is de gemiddelde specifieke calorische waarde van 0 ℃ tot de berekende temperatuur. Voor gasvormige stoffen en water is het de gemiddelde specifieke warmte bij constante druk. ASME -code duurt over het algemeen 25 ℃ als de benchmark en geeft de berekeningsformule van specifieke warmte of enthalpie van verschillende stoffen.

In vergelijking met GB -code en ASME -code heeft EN -standaard de volgende twee verschillen bij het bepalen van specifieke warmte van stoffen:

1) Enthalpie of specifieke warmte van verschillende stoffen duurt 0 ℃ als uitgangspunt, maar de gegeven specifieke warmtewaarde is de gemiddelde waarde binnen het bereik van 25 ℃ tot de conventionele bedrijfstemperatuur.

2) Neem de vaste waarde van 25't ℃ naar de normale bedrijfstemperatuur.

Bijvoorbeeld:

 Gecombineerd met andere parameters, wanneer de referentietemperatuur 25 ℃ is, worden de resultaten berekend volgens GB -code en EN -standaard vergeleken in tabel 2.

Tabel 2 Vergelijking van specifieke warmtewaarde en berekend verlies van sommige stoffen.

 Volgens de vergelijking van berekeningsresultaten is voor de brandstof met een laag asgehalte het verschil in resultaten veroorzaakt door verschillende waarden van specifieke materie van materie minder dan 0,01 (absolute waarde), die kan worden beschouwd als geen of weinig invloed op de berekeningsresultaten en kunnen in principe worden genegeerd. Wanneer de circulerende gefluïdiseerde bedketel echter een hoge asbrandstof verbrandt of kalksteen toevoegt voor desulfurisatie in de oven, kan het mogelijke verschil van asverlies van as warmteverlies 0,1-0,15 of zelfs hoger bereiken.

5.2 Calorifieke waarde van koolmonoxide.

Volgens EN -standaard is de calorische waarde van koolmonoxide 1 2.633 MJ/m³, die in principe hetzelfde is als die van ASME -code 4347BTU/LBM (12.643 MJ/M³) en GB -code 12.636 MJ/M³. Onder normale omstandigheden is het gehalte aan koolmonoxide in rookgas laag en is de warmteverlieswaarde klein, dus het verschil in calorische waarde heeft weinig invloed.

5.3 Warmtewaarde van onvolledig verbrande stoffen.

EN -standaard geeft de warmtewaarde van onvolledige verbrandingsstoffen in antraciet- en ligant brandstofas, zoals weergegeven in tabel 3.

Tabel 3 Warmtewaarde van onvolledig verbrande stoffen.

 Volgens de ASME -code, wanneer onverbrande waterstof in as onbeduidend is, kunnen onvolledige brandbare schulden worden beschouwd als amorfe koolstof en moet de calorische waarde van onverbrande koolstof onder deze toestand 33,7 mj/kg zijn. GB -code specificeert niet de componenten van brandbare materialen in as, maar het wordt algemeen beschouwd als onverbrande koolstof. De calorische waarde van brandbare materialen in as gegeven in GB -code is 33.727MJ/kg. Volgens antraciet brandstof en EN -standaard is de calorische waarde van onvolledige verbrandingsstoffen ongeveer 2,2% lager dan ASME -code en GB -code. In vergelijking met Langite is het verschil nog groter.

Daarom is het noodzakelijk om verder de betekenis te bestuderen van het geven van calorische waarden van onverbrande stoffen van respectievelijk antraciet en bruinkool in en standaard.

5.4 Calcinatie Ontledingwarmte van calciumcarbonaat en generatiewarmte van sulfaat.

Volgens de berekeningsformulecoëfficiënten gegeven in EN -standaard, ASME -code en DL/T -code, worden de calcinatie -ontledingswarmte van calciumcarbonaat en de vormingswarmte van sulfaat weergegeven in tabel 4.

Tabel 4 Warmte van ontleding en sulfaatvorming van calciumcarbonaat.

Coëfficiënten gegeven door EN Standard en ASME -code zijn in principe hetzelfde. Vergeleken met DT/L-code is de ontledingswarmte 2,2-2,5% lager en is de vormingswarmte ongeveer 3,3% hoger.

6.Warmteverlies veroorzaakt door straling en convectie

Volgens EN -standaard, omdat het over het algemeen onmogelijk is om de stralings- en convectieverliezen te meten (dat wil zeggen, de algemeen begrepen warmtedissipatieverliezen), moeten empirische waarden worden aangenomen.

EN Standard vereist dat het ontwerp van de meest voorkomende stoomketel moet voldoen aan FIG. 1, "Straling- en convectieverliezen variëren van de maximaal effectieve warmte -output".

Fig. 1 Stralings- en convectieverlieslijnen

 Sleutel:

A: Verliezen van straling en convectie;

B: maximaal nuttige warmte -uitgang;

Curve 1: bruine kolen, hoogovengas en gefluïdiseerde bedketel;

Curve 2: harde kolenketel;

Curve 3: stookolie en aardgasketels.

Of berekend volgens formule (1):

QRC = CQN^0,7(1)

Type:

C = 0,0113, geschikt voor olievirkels en aardgasketels;

0,022, geschikt voor antracietketel;

0,0315, geschikt voor bruinkool- en gefluïdiseerde bedketels.

Volgens de definitie van effectieve warmte -output in EN -standaard is de effectieve warmte -output de totale warmte van voedingswater en/of stoom verzonden door stoomketel en wordt de enthalpie van riolering toegevoegd aan de effectieve warmte -output.

Bijvoorbeeld:

 Gecombineerd met andere parameters is de maximaal effectieve warmte -output van de ketel ongeveer 773 MW en het verlies van straling en convectie is 2,3 MW bij het verbranden van antraciet, dat wil zeggen dat het warmteverlies van straling en convectie ongeveer 0,298%is. Vergeleken met het warmtedissipatieverlies van 0,2% onder de nominale belasting van het ketellichaam berekend volgens de voorbeeldparameters in GB -code, is het stralings- en convectieverlies berekend of gewaardeerd volgens de EN -standaard ongeveer 49% hoger.

Er moet worden toegevoegd dat EN -standaard ook berekeningscurves of formule -coëfficiënten geeft volgens verschillende oventypen en brandstoftypen. ASME -code vereist dat het warmteverlies wordt geschat door meting, maar "parameterschatting gegeven door professioneel gekwalificeerd personeel is niet uitgesloten". GB -code geeft ruwweg de berekeningscurve en formule volgens de eenheid en de ketellichaam.

7.Rookgasverlies

Rookgasverlies omvat voornamelijk droog rookgasverlies, verlies veroorzaakt door waterscheiding in brandstof, verlies veroorzaakt door waterstof in brandstof en verlies veroorzaakt door vocht in lucht. Volgens het idee van de berekening is de ASME -standaard vergelijkbaar met GB -code, dat wil zeggen, droog rookgasverlies en waterdampverlies worden afzonderlijk berekend, maar ASME berekent volgens de massastroomsnelheid, terwijl GB berekent volgens de volumestroomsnelheid. EN Standaard berekent de kwaliteit van de natte rookgas en specifieke warmte van nat rookgas als geheel. Benadrukt moet worden dat voor ketels met luchtvoorverwarming de hoeveelheid en de temperatuur van de rookgas in EN -standaard en GB -codeformules de rookgashoeveelheid en temperatuur zijn aan de uitlaat van de luchtvoorverwarming, terwijl die in ASME -codeformules de hoeveelheid rookgas zijn De inlaat van luchtvoorverwarming en de rookgastemperatuur aan de uitlaat van de voorverwarming wanneer de luchtleksnelheid van lucht voorverwarming wordt gecorrigeerd naar 0. Zie tabel 5 voor berekeningsvoorbeelden van EN en GB. Uit tabel 5 is te zien dat, hoewel de berekeningsmethoden verschillen, de berekeningsresultaten in principe hetzelfde zijn.

Tabel 5 Vergelijking van rookgasuitlaatverlies berekend door GB en EN.

 8.Efficiëntiecorrectie

Aangezien het meestal onmogelijk is om de acceptatietest van de apparaten uit te voeren onder de standaard- of gegarandeerde brandstofomstandigheden en onder de precieze standaard of gegarandeerde bedrijfsomstandigheden, is het noodzakelijk om de testresultaten te corrigeren naar de standaard- of contractbedrijfsomstandigheden. Alle drie de normen/voorschriften hebben hun eigen correctiemethoden naar voren gebracht, die zowel overeenkomsten als verschillen hebben.

8.1 Herziene items.

Alle drie de normen hebben de inlaatluchttemperatuur, luchtvochtigheid, uitlaatgastemperatuur bij de grensuitgang en brandstof gecorrigeerd, maar GB -code en ASME -code hebben de as niet in brandstof gecorrigeerd, terwijl de en -standaard de correctie van de asverandering heeft afgeleid en berekend brandstof in detail.

8.2 Correctiemethode.

De revisiemethoden van GB -code en ASME -code zijn in principe hetzelfde, namelijk het vervangen van de herziene parameters door de oorspronkelijke berekeningsformule van verliesitems en deze opnieuw te berekenen om de herziene verlieswaarde te verkrijgen. De wijzigingsmethode van EN -standaard verschilt van GB -code en ASME -code. EN -standaard vereist dat het equivalent verschil A A tussen ontwerpwaarde en de werkelijke waarde eerst moet worden berekend, en vervolgens moet het verliesverschil A n worden berekend volgens dit verschil. Het verliesverschil plus het oorspronkelijke verlies is het gecorrigeerde verlies.

8.3 Veranderingen van brandstofsamenstelling en correctievoorwaarden.

GB -code en ASME -code beperken de verandering van brandstof in de prestatietest niet, zolang beide partijen een overeenkomst bereiken. Het DL/T -supplement verhoogt het toegestane variatiebereik van de testbrandstof en de standaard stelt duidelijke vereisten voor het variatiebereik van vocht en as in de brandstof, wat vereist dat de afwijking van YHO van de gegarandeerde waarde van water in de brandstof mag niet hoger zijn dan 10%, en de afwijking van Yash van de gegarandeerde waarde mag niet hoger zijn dan 15% vóór correctie. Tegelijkertijd wordt bepaald dat als de testafwijking het bereik van elke afwijking overschrijdt, de prestatie -acceptatietest pas kan worden uitgevoerd nadat een overeenkomst is bereikt tussen de fabrikant en de gebruiker.

8.4 Calorische calorische waardecorrectie.

GB en ASME -code geven niet de correctie van de calorische waarde van de brandstof op. EN Standaard benadrukt dat als de overeengekomen referentietemperatuur niet 25 ℃ is, de brandstofcalorische waarde (NCV of GCV) naar de overeengekomen temperatuur moet worden gecorrigeerd. De correctieformule is als volgt:

HA: netto calorische waarde van brandstof bij referentietemperatuur van 25 ℃;

HM: Brandstofnet calorische waarde gecorrigeerd volgens de overeengekomen referentietemperatuur TR.

9.Testfout en onzekerheid

Inclusief ketelprestatietest, kan elke test fouten hebben. Testfouten zijn voornamelijk samengesteld uit systematische fouten, willekeurige fouten en omissiefouten, enz. Alle drie de normen vereisen dat mogelijke fouten vóór de test zoveel mogelijk moeten worden geëvalueerd en geëlimineerd. ASME Code en EN -standaard voorgesteld volgens de concepten van onzekerheid en onzekerheid.

Volgens GB -testinhoud wordt de meetfout en analysefout van elk meting- en analyse -item berekend en wordt de uiteindelijke efficiëntieberekeningsfout verkregen om te beoordelen of de test is gekwalificeerd.

In de relevante hoofdstukken van de ASME -code wordt vastgesteld dat alle partijen bij de test de acceptabele waarden van de onzekerheid van de testresultaten vóór de test moeten bepalen, en deze waarden worden de doelonzekerheid van de resultaten genoemd. ASME -code biedt de berekeningsmethode van de onzekerheid. De ASME -code bepaalt ook dat na elke test is voltooid, de onzekerheid moet worden berekend volgens de relevante hoofdstukken van de Code en ASME PTC 19.1 -code. Als de berekende onzekerheid groter is dan de doelonzekerheid die vooraf is bereikt, zal de test ongeldig zijn. ASME -code benadrukt dat de onzekerheid van de berekende testresultaten niet de toegestane foutlimiet van ketelprestaties is, en deze onzekerheden worden alleen gebruikt om het niveau van de prestatietest te beoordelen (dwz of de test effectief is of niet), in plaats van het evalueren van het ketelprestaties.

EN Standaard bepaalt dat de uiteindelijke relatieve efficiëntie-onzekerheid EηB moet worden berekend volgens de onzekerheid van elk sub-item, en vervolgens de efficiëntie-onzekerheid Uη β zal worden berekend volgens de volgende formule:

Uηβ = ηβxεηβ

Als aan de volgende voorwaarden wordt voldaan, wordt geacht dat de gegarandeerde waarde van de efficiëntie wordt bereikt:

ηβG≤ηb+uηβ

Waarin:

η g is de garantiewaarde van efficiëntie;

ηb is de gecorrigeerde efficiëntiewaarde.

Uit de bovenstaande discussie is duidelijk te zien dat de foutanalyse van GB en de berekening van onzekerheid in ASME -code de criteria zijn om te beoordelen of de test succesvol is, wat niets te maken heeft met de vraag of de efficiëntie -index gekwalificeerd is, terwijl de onzekerheid is, terwijl de onzekerheid In en standaard beoordeelt niet of de test succesvol is, wat nauw verband houdt met de vraag of de efficiëntie -index gekwalificeerd is.

10.Conclusie

GB10184-88, DL/T964-2005, ASME PTC4-1998 en EN12592-15: 2003 Stipuleren duidelijk de ketelefficiëntietest en berekeningsmethode, waardoor de acceptatie van de ketelprestaties op basis van bewijsmateriaal wordt geprestaties. GB- en ASME -codes worden veel gebruikt in China, terwijl EN -normen zelden worden gebruikt bij binnenlandse acceptatie.

Het belangrijkste idee van de ketelprestatie -evaluatietest die door de drie normen wordt beschreven, is hetzelfde, maar vanwege de verschillende standaardsystemen zijn er verschillen in veel details. Dit artikel maakt enige analyse en vergelijking van de drie normen, wat handig is om de normen van verschillende systemen nauwkeuriger te gebruiken bij de acceptatie van project. EN -standaard is niet veel gebruikt in China, maar het is noodzakelijk om een ​​diepere analyse en onderzoek te doen naar sommige van zijn bepalingen. Om in dit opzicht technische voorbereidingen te treffen, bevordert u de export van binnenlandse ketels naar een land of regio dat de EU -standaard implementeert en onze aanpassingsvermogen aan de internationale markt verbetert.