Kvôli rôznym štandardným systémom v rôznych krajinách existujú určité rozdiely v testovacích normách alebo postupoch akceptácie výkonu kotla, ako sú štandard Európskej únie EN 12952-15: 2003, ASME PTC4-1998, GB10184-1988 a DLT964-2005. Tento dokument sa zameriava na analýzu a diskusiu o hlavných rozdieloch vo výpočte efektívnosti kotla v rôznych normách alebo predpisoch.

 1.Predslov

Či už v Číne alebo v zahraničí, pred výrobou a inštaláciou kotla a odovzdávaného používateľom na komerčnú prevádzku, test výkonnosti kotla sa zvyčajne vykonáva podľa zmluvy, ale štandardy alebo postupy testu výkonnosti kotla v súčasnosti používané v rôznych krajinách sú v rôznych krajinách používané v rôznych krajinách nie to isté. Európska únia Standard EN 12952-15: 2003 Vodný kotol a pomocné vybavenie, časť 15, sa týka štandardu akceptačného testu kotlov, ktorý je jedným zo široko používaných štandardov testovania výkonnosti kotla. Tento štandard je použiteľný aj na cirkulujúce fluidné kotly na posteľ. Do štandardu sa pridáva reprezentácia vápenca, ktorá sa trochu líši od príslušných predpisov v Číne a predpisoch o testovaní výkonnosti kotla ASME. Kód ASME a súvisiace kódy v Číne boli podrobne diskutované, ale existuje len málo správ o diskusii o EN 12952-15: 2003.

V súčasnosti sú bežne používané štandardy testovania výkonnosti v Číne národné štandardy Číny (GB) „Postupy testovania výkonnosti kotla Elektrálnych staníc“ GB10184-1988 a American Society of Society of Schotore Engineers (ASME) „ASME)„ Postupy testu výkonnosti kotla “ASME PTC 4-1998, atď. S nepretržitou splatnosťou technológie výroby kotlov v Číne sú výrobky z čínskeho kotla postupne uznávané svetovým trhom. S cieľom uspokojiť potreby rôznych trhov nebude štandard Európskej únie EN 12952-15: 2003 v budúcnosti vylúčený ako implementačný štandard pre výkonnosť výrobkov kotlov vyrobených v Číne.

Hlavný obsah výpočtu účinnosti kotla v EN12952-15-2003 sa porovnáva s ASME PTC4-1998, GB10W4-1988 a DLT964-2005.

Z dôvodu pohodlia bude štandard EN12952-15: 2003 skrátený ako štandard. Kód ASMEPTC4-1998 je skrátený ako kód ASME, kód GB10184-1988 sa označuje ako kód GB pre skrátený, DLH'964-2005 sa krátko nazýva DI7T.

2.Hlavný obsah a rozsah aplikácií

EN Standard je štandard akceptácie výkonu pre parné kotly, kotly s teplou vodou a ich pomocné vybavenie a je základom testu tepelného výkonu (akceptácie) a výpočet parných kotlov a priemyselných kotlov, ktoré priamo spaľujú. Je vhodný na priame spaľovacie parné kotly a kotly s teplou vodou a ich pomocné vybavenie. Slovo „priame spaľovanie“ je zamerané na vybavenie so známym chemickým teplom paliva prevedené na rozumné teplo, ktoré môže mať spaľovanie spaľovania, fluidné spaľovanie lôžka alebo spaľovací systém. Okrem toho sa môže aplikovať aj na nepriame spaľovacie zariadenia (ako je kotol s odpadovým teplom) a vybavenie s inými médiami prenosu tepla (ako je plyn, horúci olej, sodík) atď. Nie je však vhodný pre špeciálne vybavenie na spaľovanie paliva (ako je spaľovňa odmietnutia), tlakový kotol (ako je kotol PFBC) a parný kotol v systéme kombinovaného cyklu.

Vrátane EN štandardu, všetky normy alebo postupy týkajúce sa testu výkonnosti kotla jasne stanovujú, že sa nevzťahuje na parné generátory v jadrových elektrárňach. V porovnaní s kódom ASME je možné EN štandard aplikovať na kotol s odpadovým teplom a jeho pomocné vybavenie parného kotla alebo kotla za horúcu vodu a jeho rozsah aplikácie je širší. EN Standard neobmedzuje príslušný rozsah prietoku, tlaku alebo teploty pary kotla. Pokiaľ ide o parné kotly, typy „vhodných kotlov“ uvedených v EN Standard sú explicitnejšie ako kód GB alebo kód DL/T.

3.Hranica systému kotla

Kód ASME uvádza zoznam ilustrácií vymedzenia tepelných systémov niekoľkých typických typov kotlov. Typické ilustrácie sú uvedené aj v kóde GB. Podľa štandardu by obálka konvenčného systému kotla mala zahŕňať celý systém parnej vody s cirkulujúcim čerpadlom, spaľovací systém s uhlia (vhodný pre systém na spaľovanie uhlia), cirkulujúci plynový dúchadlo, systém refluxného popola a ohrievač vzduchu. Nezahŕňa však zariadenia na vykurovanie ropy alebo plynu, odstraňovač prachu, vynútený ventilátor a vyvolaný ventilátor konceptu. EN Standard a ďalšie nariadenia v podstate rozdeľujú hranicu termodynamického systému kotla rovnakým spôsobom, ale EN Standard silne poukazuje na to, že formulácia obálky systému kotla (hranica) vyžaduje, aby hranica obálky súvisiaca s tepelnou bilanciou mala byť v súlade s hranicou Kotol v „dodávanom“ stave a vstup, výstup a strata potrebný na meranie tepelnej účinnosti je možné jasne určiť. Ak nie je možné získať kvalifikované namerané hodnoty na hranici stavu „dodávok“, hranica sa dá nanovo definovať dohodou medzi výrobcom a kupujúcim. Naopak, EN Standard zdôrazňuje princíp rozdelenia hranice termodynamického systému kotla.

4.Štandardný stav a referenčná teplota

EN Standard definuje stav tlaku 101325Pa a teplotu 0 ℃ ako štandardného stavu a referenčná teplota testu výkonnosti je 25 ℃. Zadaný štandardný stav je rovnaký ako kód GB; Referenčná teplota je rovnaká ako kód ASME.

EN Standard umožňuje dohodu používať iné teploty ako referenčnú teplotu na test prijatia. Ak sa ako referenčné teploty použijú iné teploty, je potrebné opraviť hodnotu vytesávajúce palivo.

5.Bežné koeficienty

Norma EN poskytuje špecifické teplo pary, vody, vzduchu, popolcu a iných látok v rozsahu od 25 ℃ po normálnu prevádzkovú teplotu a tepelnú hodnotu niektorých neúplne spálených látok.

5.1 Špecifická hodnota tepla

V tabuľke 1 je uvedená čiastočná hodnota tepelnej hodnoty.

Tabuľka 1 Špecifická tepelná hodnota niektorých látok.

Rovnako ako GB kód, entalpia alebo špecifické teplo rôznych látok daných štandardom EN má ako východiskový bod 0 ℃. ASME kód stanovuje, že 77 ℉ (25 ℃) sa považuje za východiskový bod na výpočet entalpie alebo špecifického tepla rôznych látok s výnimkou entalpie parného a palivového oleja.

V kóde GB sa špecifické teplo bežne používaných látok vypočíta podľa vypočítanej teploty pomocou tabuľky alebo pomocou vzorca a získané špecifické teplo je priemerná špecifická vykalená hodnota od 0 ℃ do vypočítanej teploty. V prípade plynných látok a vody je to priemerné špecifické teplo pri konštantnom tlaku. Kód ASME vo všeobecnosti trvá ako referenčnú hodnotu 25 ℃ a poskytuje výpočtový vzorec špecifického tepla alebo entalpie rôznych látok.

V porovnaní s kódom GB a kódu ASME má EN Standard nasledujúce dva rozdiely pri určovaní špecifického tepla látok:

1) Entalpia alebo špecifické teplo rôznych látok trvá ako východiskový bod 0 ℃, ale daná špecifická hodnota tepla je priemerná hodnota v rozsahu od 25 ℃ do konvenčnej prevádzkovej teploty.

2) Zoberte pevnú hodnotu z 25't ℃ na normálnu prevádzkovú teplotu.

Napríklad:

 V kombinácii s inými parametrami, keď je referenčná teplota 25 ℃, sú výsledky vypočítané podľa kódu GB a EN štandard porovnávané v tabuľke 2.

Tabuľka 2 Porovnanie špecifickej hodnoty tepla a vypočítaná strata niektorých látok.

 Podľa porovnania výsledkov výpočtu je pre palivo s nízkym obsahom popola rozdiel spôsobený rôznymi hodnotami špecifického tepla hmoty nižší ako 0,01 (absolútna hodnota), ktoré možno považovať za mať žiadny alebo malý vplyv na na Výsledky výpočtu a môžu sa v podstate ignorovať. Keď však cirkulujúci fluidný kotol z postele spaľuje vysoké palivo popola alebo pridá vápencový kus na desulfurizáciu v peci, možný rozdiel straty tepla popola môže dosiahnuť 0,1-0,15 alebo dokonca vyšší.

5.2 Kalivorská hodnota oxidu uhoľnatého.

Podľa štandardu je kalorická hodnota oxidu uhoľnatého 1 2,633 mj/m³, čo je v podstate rovnaké ako v prípade ASME kód 4347btu/lbm (12,643 mj/m³) a GB kód 12,636 mj/m³. Za normálnych okolností je obsah oxidu uhoľnatého v plynnom plyne nízky a hodnota tepelného straty je malá, takže rozdiel v kalorickej hodnote má malý vplyv.

5.3 Tepelná hodnota neúplne spálených látok.

EN Standard poskytuje tepelnú hodnotu neúplných spaľovacích látok v antracite a poppochu lignitu, ako je uvedené v tabuľke 3.

Tabuľka 3 Tepelná hodnota neúplne spálených látok.

 Podľa kódu ASME, keď je nespálený vodík v popole zanedbateľný, neúplné horľavé predmety možno považovať za amorfný uhlík a výhrevná hodnota nespáleného uhlíka by mal byť 33,7 mj/kg. GB kód nešpecifikuje komponenty horľavých materiálov v popole, ale všeobecne sa považuje za nespálený uhlík. Kalivorská hodnota horľavých materiálov v popole uvedenom v kóde GB je 33,727MJ/kg. Podľa antracitového paliva a štandardu EN je výhrevná hodnota neúplných spaľovacích látok o 2,2% nižšia ako kód ASME a kód GB. V porovnaní s lignitom je rozdiel ešte väčší.

Preto je potrebné ďalej študovať význam poskytovania výkalých hodnôt nespálených látok antracitu a lignitu v štandarde EN.

5.4 Kalcinácia rozkladu Teplo uhličitanu vápenatého a výrobu tepla sulfátu.

Podľa koeficientov vzorcov výpočtu uvedené v EN Standard, kód ASME a DL/T, kalcinácia rozkladu tepla uhličitanu vápenatého a formovacie teplo sulfátu sú uvedené v tabuľke 4.

Tabuľka 4 Teplo rozkladu a tvorba sulfátu uhličitanu vápenatého.

Koeficienty dané EN Standard a ASME kód sú v podstate rovnaké. V porovnaní s kódom DT/L je rozkladové teplo o 2,2-2,5% nižšie a formovacie teplo je asi o 3,3% vyššie.

6.Tepelné straty spôsobené žiarením a konvekciou

Podľa štandardu EN, pretože vo všeobecnosti nie je možné zmerať straty žiarenia a konvekcie (tj bežne chápané straty rozptyľovania tepla), mali by sa prijať empirické hodnoty.

EN Standard vyžaduje, aby konštrukcia najbežnejšieho parného kotla splnila obr. 1, „Straty žiarenia a konvekcie sa líšia s maximálnym účinným tepelným výstupom“.

Obr. 1 Čiary straty žiarenia a konvekcie

 Kľúč:

A: Straty žiarenia a konvekcie;

B: Maximálny užitočný tepelný výstup;

Krivka 1: hnedé uhlie, plyn s vysokou pecou a kotol s fluidným lôžkom;

Krivka 2: Tvrdé uhlie kotla;

Krivka 3: Vykurovacie olej a kotly na zemný plyn.

Alebo vypočítané podľa vzorca (1):

QRC = CQN^0,7(1)

Typ:

C = 0,0113, vhodné pre kotly spaľované ropou a zemný plyn;

0,022, vhodné pre antracitový kotol;

0,0315, vhodný pre lignitové a fluidné kotly na posteľ.

Podľa definície efektívneho tepelného výstupu v EN štandardu je efektívnym tepelným výstupom celkové teplo napájacej vody a/alebo pary prenášanej parným kotlom a do efektívneho tepelného výstupu sa pridá entalpia odpadových vôd.

Napríklad:

 V kombinácii s inými parametrami je maximálny efektívny tepelný výkon kotla asi 773 MW a strata žiarenia a konvekcie je 2,3 MW pri spaľovaní antracitu, to znamená, že tepelné straty žiarenia a konvekcie je asi 0,298%. V porovnaní so stratou rozptylu tepla 0,2% pri menovitom zaťažení tela kotla vypočítaného podľa príkladu parametrov v kóde GB je strata žiarenia a konvekcie vypočítaná alebo ocenená podľa štandardu EN o 49% vyššia.

Malo by sa dodať, že EN Standard tiež poskytuje výpočtové krivky alebo koeficienty vzorcov podľa rôznych typov pecí a typov paliva. Kód ASME vyžaduje, aby sa tepelná strata odhadovala meraním, ale „odhad parametrov poskytnutý odborným kvalifikovaným personálom nie je vylúčený“. Kód GB zhruba poskytuje výpočtovú krivku a vzorec podľa tela jednotky a kotla.

7.Strata plynu

Strata spaliny obsahuje hlavne stratu plynu suchého spalinu, stratu spôsobenú separáciou vody v palive, straty spôsobenú vodíkom v palive a stratami spôsobenou vlhkosťou vo vzduchu. Podľa myšlienky výpočtu je štandard ASME podobný kódu GB, to znamená, že strata plynu suchého spalia a strata vodnej pary sa vypočítajú osobitne, ale ASME vypočíta podľa hmotnostného prietoku, zatiaľ čo GB vypočíta podľa objemového prietoku. EN štandard vypočítava kvalitu plynného plynu vlhkého spalinu a špecifické teplo vlhkého spaliny ako celku. Malo by sa zdôrazniť, že v prípade kotlov s predhrievačom vzduchu je množstvo a teplota spalín v EN Standard a GB Code Formuly množstvom a teplotou plynu na výstupe predhrieva Vstup predhrievača vzduchu a teplota spalín na výstupe predhrievača, keď je rýchlosť predhrievača vzduchu opravená na 0. Príkladom výpočtu je tabuľka 5. Z tabuľky 5 je zrejmé, že hoci sa metódy výpočtu líšia, výsledky výpočtu sú v podstate rovnaké.

Tabuľka 5 Porovnanie straty výfukových plynov vypočítaných pomocou GB a EN.

 8.Korekcia účinnosti

Pretože je zvyčajne nemožné vykonať test akceptácie jednotky za štandardné alebo zaručené podmienky paliva a za presných štandardných alebo zaručených prevádzkových podmienok, je potrebné opraviť výsledky testov štandardným alebo zmluvným prevádzkovým podmienkam. Všetky tri normy/nariadenia predložili svoje vlastné metódy na korekciu, ktoré majú podobnosti aj rozdiely.

8.1 Revidované položky.

Všetky tri štandardy opravili teplotu vstupného vzduchu, vlhkosť vzduchu, teplotu výfukového plynu na hraničnom výstupe a palive, ale kód GB a kód ASME neopravili popol v palive, zatiaľ čo EN Standard odvodil a vypočítal korekciu zmeny popola v Palivo podrobne.

8.2 Metóda korekcie.

Metódy revízie kódu GB a kódu ASME sú v podstate rovnaké, ktoré majú nahradiť revidované parametre pôvodným výpočtovým vzorcom stratových položiek a prepočítať ich, aby sa získala revidovaná hodnota straty. Metóda zmeny a doplnenia EN Standard sa líši od kódu GB a kódu ASME. EN Standard vyžaduje, aby sa ekvivalentný rozdiel δ A medzi konštrukčnou hodnotou a skutočnou hodnotou vypočítal najskôr, a potom by sa mal strata rozdiely Δ n vypočítať podľa tohto rozdielu. Rozdiel straty plus pôvodná strata je opravená strata.

8.3 Zmeny zloženia paliva a podmienky korekcie.

Kód GB a kód ASME neobmedzujú zmenu paliva v teste výkonnosti, pokiaľ obe strany dosiahnu dohodu. Dodávateľ DL/T zvyšuje prípustný rozsah variácie testovacieho paliva a EN Standard ukladá vpred požiadavky na rozsah variácie vlhkosti a popol v palive, čo vyžaduje, aby sa odchýlka YHO od zaručenej hodnoty vody v palive nemalo by prekročiť 10% a odchýlka Yash od zaručenej hodnoty by pred korekciou nemala prekročiť 15%. Zároveň sa ustanovuje, že ak odchýlka testu presahuje rozsah každej odchýlky, test akceptácie výkonnosti sa môže vykonať až po dosiahnutí dohody medzi výrobcom a používateľom.

8.4 Korekcia výkaliny paliva.

Kód GB a ASME nešpecifikuje korekciu výkalovanej hodnoty paliva. EN Standard zdôrazňuje, že ak dohodnutá referenčná teplota nie je 25 ℃, mala by sa napraviť na dohodnutú teplotu napraviť hodnotu s ohanbou paliva (NCV alebo GCV). Vzorec korekcie je nasledujúci:

HA: Čistá výhrevná hodnota paliva pri referenčnej teplote 25 ℃;

HM: Čistá hodnota čistej paliva korigovaná podľa dohodnutej referenčnej teploty TR.

9.Chyba testu a neistota

Vrátane testu výkonnosti kotla, akýkoľvek test môže mať chyby. Chyby testu sa skladajú hlavne zo systematických chýb, náhodných chýb a chýb pri opomenutí atď. Všetky tri štandardy vyžadujú, aby sa pred testom mali vyhodnotiť a čo najviac vylúčiť možné chyby. Kód ASME a EN Standard predložili podľa konceptov neistoty a neistoty.

Podľa obsahu testu GB sa vypočíta chyba merania a chyba analýzy každej položky merania a analýzy a dosiahne sa konečná chyba výpočtu účinnosti s cieľom posúdiť, či je test kvalifikovaný.

V príslušných kapitolách kódu ASME sa stanovuje, že všetky strany testu by mali určiť prijateľné hodnoty neistoty výsledkov testu pred testom a tieto hodnoty sa nazývajú cieľová neistota výsledkov. ASME kód poskytuje metódu výpočtu neistoty. Kód ASME tiež stanovuje, že po dokončení každého testu sa musí neistota vypočítať podľa príslušných kapitol kódu a kódu ASME PTC 19.1. Ak je vypočítaná neistota väčšia ako cieľová neistota dosiahnutá vopred, test bude neplatný. Kód ASME zdôrazňuje, že neistota vypočítaných výsledkov testu nie je povolený chybový limit výkonu kotla a tieto neistoty sa používajú iba na posúdenie úrovne výkonnostného testu (tj. Či je test účinný alebo nie), než na vyhodnotenie Výkon kotla.

EN štandardne stanovuje, že konečná neistota relatívnej účinnosti EVB sa vypočíta podľa neistoty každého podpora a potom sa neistota účinnosti UV β vypočíta podľa nasledujúceho vzorca:

Uηβ = ηβxεηβ

Ak sú splnené nasledujúce podmienky, bude sa považovať za dosiahnutú zaručenú hodnotu efektívnosti:

ηβG <VB+uηp

V ktorom:

η g je záručná hodnota efektívnosti;

ηB je opravená hodnota účinnosti.

Z vyššie uvedenej diskusie je zrejmé, že analýza chýb GB a výpočet neistoty v kóde ASME sú kritériami na posudzovanie, či je test úspešný, čo nemá nič spoločné s tým, či je index účinnosti kvalifikovaný, zatiaľ čo neistota, zatiaľ čo neistota V spoločnosti EN Standard neposudzuje, či je test úspešný, čo úzko súvisí s tým, či je index účinnosti kvalifikovaný.

10.Záver

GB10184-88, DL/T964-2005, ASME PTC4-1998 a EN12592-15: 2003 jasne stanovili metódu a metódu efektívnosti účinnosti kotla, vďaka čomu je výkon výkonu kotla na základe dôkazov. Kódy GB a ASME sa v Číne široko používajú, zatiaľ čo normy EN sa zriedka používajú pri domácom prijatí.

Hlavná myšlienka testu hodnotenia výkonnosti kotla opísaná tromi normami je rovnaká, ale v dôsledku rôznych štandardných systémov existujú rozdiely v mnohých detailoch. Tento dokument robí určitú analýzu a porovnanie troch štandardov, ktoré je vhodné presnejšie využívať normy rôznych systémov pri prijímaní projektu. EN Standard sa v Číne široko nepoužíva, ale je potrebné vykonať hlbšiu analýzu a výskum niektorých svojich ustanovení. V tomto ohľade na vykonanie technických príprav, podporujte vývoz domácich kotlov do krajiny alebo regiónu, ktorý implementuje štandard EÚ a zlepšuje našu adaptabilitu na medzinárodný trh.