Zaradi različnih standardnih sistemov v različnih državah obstajajo razlike v standardih ali postopkih sprejemanja uspešnosti kotla, kot so Standard Evropske unije EN 12952-15: 2003, ASME PTC4-1998, GB10184-1988 in DLTT964-2005. Ta članek se osredotoča na analizo in razpravo o glavnih razlikah v izračunu učinkovitosti kotla v različnih standardih ali predpisih.

 1.Predgovor

Ne glede na to, ali je na Kitajskem ali v tujini, preden se kotel izdelati in namesti in preda uporabnikom za komercialno delovanje, se test uspešnosti kotla običajno izvaja v skladu ne enako. Standard Evropske unije EN 12952-15: 2003 Vodni cev in pomožna oprema Del 15 je približno v standardu sprejemanja testnih kotlov, ki je eden izmed široko uporabljenih standardov testiranja uspešnosti kotla. Ta standard velja tudi za kroženje fluidiziranih kotlov. V standard je dodana apnenčasta desulfurizacija, ki se nekoliko razlikuje od ustreznih predpisov na Kitajskem in predpisi o preizkusu uspešnosti kotla ASME. Podrobno je bilo obravnavano kodo ASME in z njimi povezane kode na Kitajskem, vendar je malo poročil o razpravi EN 12952-15: 2003.

Trenutno so najpogosteje uporabljeni standardi testiranja uspešnosti na Kitajskem nacionalni standard kitajskega standarda (GB) „Postopki testiranja zmogljivosti kotla na elektrarni“ GB10184-1988 in Ameriški društvo za strojne inženirje (ASME) „Postopki testiranja kotla“ ASME PTC 4-1998, itd. Z nenehno zrelostjo kitajske tehnologije za proizvodnjo kotla, kitajske kotlom postopoma prepoznava na svetovnem trgu. Da bi zadovoljili potrebe različnih trgov, standard Evropske unije EN 12952-15: 2003 v prihodnosti ne bo izključen kot standard izvajanja za test uspešnosti kotlovskih izdelkov, izdelanih na Kitajskem.

Glavna vsebina izračuna učinkovitosti kotla v EN12952-15-2003 primerjamo z ASME PTC4-1998, GB10W4-1988 in DLTT964-2005.

Zaradi primerjave bo standard EN12952-15: 2003 skrajšan kot standard EN. Koda ASMEPTC4-1998 je skrajšana kot koda ASME, koda GB10184-1988 se na kratko imenuje koda GB, DLH'964-2005 se na kratko imenuje DI7T.

2.Glavna vsebina in obseg aplikacije

EN Standard je standard sprejemanja zmogljivosti za parne kotle, kotle tople vode in njihovo pomožno opremo, in je osnova za test toplotne zmogljivosti (sprejemanje) in izračun parnih kotlov in industrijskih kotlov, ki neposredno gorijo. Primerno je za parne kotle z neposrednim zgorevanjem in kotli tople vode ter njihovo pomožno opremo. Beseda "neposredno zgorevanje" je namenjena opremi z znano gorivno kemično toploto, pretvorjeno v občutljivo toploto, ki ima lahko zgorevanje z rešetko, fluidizirano zgorevanje ali sistem zgorevanja komore. Poleg tega ga lahko nanesete tudi na opremo za posredno zgorevanje (na primer kotel odpadne toplote) in opremo, ki deluje z drugimi mediji za prenos toplote (kot so plin, vroče olje, natrij) itd. Vendar ni primerna za posebno opremo za kurjenje goriva (na primer sežigalnik odpadkov), kotla pod tlakom (na primer kotla PFBC) in parni kotel v sistemu kombiniranega cikla.

Vključno s standardom EN, vsi standardi ali postopki, povezani s testom zmogljivosti kotla, jasno določajo, da v jedrskih elektrarnah ne veljajo za generatorje pare. V primerjavi s kodo ASME lahko EN standard uporabimo za odpadni toplotni kottel in njegovo pomožno opremo pare ali kotla v topli vodi, njegov obseg nanašanja pa je širši. EN Standard ne omejuje uporabnega območja pretoka, tlaka ali temperature kotla. Kar zadeva parne kotle, so vrste "primernih kotlov", navedenih v standardu EN, bolj izrecne kot koda GB ali koda DL/T.

3.Meja kotlovskega sistema

Koda ASME navaja razmejitvene ilustracije mej toplotnega sistema več tipičnih vrst kotla. Tipične ilustracije so podane tudi v kodi GB. Glede na EN Standard bi morala ovojnica običajnega kotla kotla vključevati celoten sistem parne vode s krožno črpalko, zgorevalnim sistemom z mlinom za premog (primeren za sistem za kurjenje premoga), krožnim puhalom dimnih plinov, refluksni sistem letečega pepela in grelnik zraka. Vendar ne vključuje opreme za ogrevanje nafte ali plina, odstranjevanje prahu, prisilni ventilator in inducirani ventilator. EN standardni in drugi predpisi v bistvu delijo mejo termodinamičnega sistema kotla na enak način, vendar EN Standard močno poudarja, da formulacija ovojnice kotla (meja) zahteva, da mora biti meja ovojnice, povezana s toplotno ravnovesje, skladna z mejo Kotel v "priloženem" stanju in vnos toplote, izhoda in izgube, potrebne za merjenje toplotne učinkovitosti, je mogoče jasno določiti. Če ni mogoče pridobiti kvalificiranih izmerjenih vrednosti na meji statusa "oskrbe", lahko mejo na novo definiramo s dogovorom med proizvajalcem in kupcem. V nasprotju s tem standard EN poudarja načelo delitve meje termodinamičnega sistema kotla.

4.Standardna in referenčna temperatura

EN Standard določa stanje tlaka 101325PA in temperaturo 0 ℃ kot standardno stanje, referenčna temperatura testa zmogljivosti pa je 25 ℃. Navedeno standardno stanje je enako kodi GB; Referenčna temperatura je enaka kodi ASME.

EN Standard omogoča, da sporazum uporabi druge temperature kot referenčno temperaturo za sprejem. Kadar se druge temperature uporabljajo kot referenčne temperature, je treba popraviti kalorično vrednost goriva.

5.Skupni koeficienti

EN standard daje specifično toploto pare, vode, zraka, pepela in drugih snovi v območju od 25 ℃ do normalne delovne temperature in toplotno vrednost nekaterih nepopolno zgorelih snovi.

5.1 Specifična vrednost toplote

Glej tabelo 1 za delno specifično vrednost toplote.

Tabela 1 Specifična toplotna vrednost nekaterih snovi.

Tako kot koda GB tudi entalpija ali specifična toplota različnih snovi, ki jih daje EN Standard, kot izhodišče vzame 0 ℃. ASME koda določa, da je 77 ℉ (25 ℃) sprejeto kot izhodišče za izračun entalpije ali specifične toplote različnih snovi, razen entalpije pare in entalpije kurilnega olja.

V kodi GB se specifična toplota pogosto uporabljenih snovi izračuna v skladu z izračunano temperaturo skozi tabelo ali z uporabo formule, pridobljena specifična toplota pa je povprečna specifična kalorična vrednost od 0 ℃ do izračunane temperature. Za plinaste snovi in ​​vodo je povprečna specifična toplota pri konstantnem tlaku. Koda ASME na splošno traja 25 ℃ kot referenčno vrednost in daje formulo izračuna specifične toplote ali entalpije različnih snovi.

V primerjavi s kodo GB in kodo ASME ima EN Standard naslednji dve razliki pri določanju specifične toplote snovi:

1) Entalpija ali specifična toplota različnih snovi ima 0 ℃ kot izhodišče, vendar je dana posebna toplotna vrednost povprečna vrednost v območju od 25 ℃ do običajne delovne temperature.

2) Vzemite fiksno vrednost od 25'T ℃ do običajne delovne temperature.

Na primer:

 V kombinaciji z drugimi parametri, ko je referenčna temperatura 25 ℃, se rezultati, izračunani v skladu s kodo GB in standard EN, primerjajo v tabeli 2.

Tabela 2 Primerjava posebne toplotne vrednosti in izračunana izguba nekaterih snovi.

 Glede na primerjavo rezultatov izračuna je za gorivo z nizko vsebnostjo pepela razlika v rezultatih, ki jih povzročajo različne vrednosti specifične toplote snovi, manjša od 0,01 (absolutna vrednost), ki se lahko šteje Rezultati izračuna in jih je mogoče v bistvu prezreti. Ko pa krožni fluidizirani ležišče kuri z visoko gorivo za pepel ali doda apnenec za razžvezlo v peči, lahko možna razlika izgube toplote pepela doseže 0,1-0,15 ali celo višja.

5.2 Kalorična vrednost ogljikovega monoksida.

Glede na standard EN je kalorična vrednost ogljikovega monoksida 1 2,633 MJ/m³, kar je v bistvu enako kot pri kodi ASME 4347btu/lbm (12.643 MJ/M³) in GB koda 12.636 MJ/M³. V normalnih okoliščinah je vsebnost ogljikovega monoksida v dimnih plinih nizka, vrednost izgube toplote pa majhna, zato ima razlika v kalorični vrednosti malo vpliva.

5.3 Toplotna vrednost nepopolno zgorelih snovi.

EN Standard daje toplotno vrednost nepopolnih zgorevalnih snovi v pepelu antracita in lignita, kot je prikazano v tabeli 3.

Tabela 3 toplotna vrednost nepopolno zgorelih snovi.

 Glede na kodo ASME je, ko je neizbočeni vodik v pepelu nepomemben, lahko nepopolne vnetljive prednosti štejemo za amorfno ogljik, kalorična vrednost neizboganega ogljika v tem stanju pa bi morala biti 33,7MJ/kg. GB koda ne določa sestavnih delov gorljivih materialov v pepelu, vendar se na splošno šteje za neobrezan ogljik. Kalorična vrednost gorljivih materialov v pepelu v kodi GB je 33,727MJ/kg. Glede na antracitno gorivo in standard EN je kalorična vrednost nepopolnih zgorevalnih snovi za približno 2,2% nižja od kode ASME in kode GB. V primerjavi z lignitom je razlika še večja.

Zato je treba nadaljnje preučiti pomen dajanja kaloričnih vrednosti neizboganih snovi antracita in lignita v standardu EN.

5.4 Kalcinacijska razgradnja toplota kalcijevega karbonata in nastajanja toplote sulfata.

V skladu s koeficienti formule izračuna v standardu EN, kodo ASME in kodo DL/T, so v tabeli 4 prikazani toplota kalcinacije kalcijevega karbonata in tvorna toplota sulfata.

Tabela 4 Toplota razgradnje in nastajanje sulfata kalcijevega karbonata.

Koeficienti, ki jih dajeta EN Standard in ASME koda, so v osnovi enaki. V primerjavi s kodo DT/L je toplota razgradnje 2,2-2,5% nižja, tvorba toplota pa je približno 3,3% višja.

6.Izguba toplote, ki jo povzročajo sevanje in konvekcija

V skladu s standardom EN, ker je na splošno nemogoče izmeriti izgube sevanja in konvekcije (to je običajno razumljene izgube odvajanja toplote), je treba sprejeti empirične vrednosti.

EN Standard zahteva, da mora zasnova najpogostejšega parnega kotla v skladu s sl. 1, "Izgube sevanja in konvekcije, ki se razlikujejo glede na največjo učinkovito toplotno proizvodnjo".

Slika 1 Linije za izgubo sevanja in konvekcije

 Ključ:

O: izgube sevanja in konvekcije;

B: največja uporabna toplotna izhod;

Krivulja 1: rjavi premog, plavček prihlapne in fluidizirane postelje;

Krivulja 2: trdi kotel premoga;

Krivulja 3: kurilno olje in kotli za zemeljski plin.

Ali izračunano po formuli (1):

QRC = CQN^0,7(1)

Tip:

C = 0,0113, primeren za naftne in zemeljske kotle;

0,022, primerno za antracitni kotel;

0,0315, primerno za lignit in fluidizirane posteljne kotle.

Glede na definicijo učinkovitega toplotnega izhoda v standardu EUT je učinkovita toplotna izhodna toplota dovodne vode in/ali pare, ki se prenaša s parnim kotlom, in entalpija kanalizacije dodajo efektivni toplotni izhodi.

Na primer:

 V kombinaciji z drugimi parametri je največja učinkovita toplotna proizvodnja kotla približno 773 MW, izguba sevanja in konvekcije pa 2,3 MW pri kurjenju antracita, to je izguba toplote in konvekcije približno 0,298%. V primerjavi z izgubo odvajanja toplote 0,2% pod nazivno obremenitvijo telesa kotla, izračunano v skladu z primernimi parametri v kodi GB, je izguba sevanja in konvekcije izračunana ali vrednotena v skladu s standardom EN približno 49% večja.

Dodati je treba, da EN standard daje tudi krivulje izračuna ali koeficiente formule glede na različne vrste peči in vrste goriva. Koda ASME zahteva, da se izguba toplote oceni z merjenjem, vendar "ocena parametrov, ki jo daje strokovno usposobljeno osebje, ni izključena". GB koda v grobem daje krivuljo in formulo izračuna glede na enoto in telo kotla.

7.Izguba dimnih plinov

Izguba dimnih plinov vključuje predvsem izgubo suhega dimnih plinov, izgubo, ki jo povzroča ločevanje vode v gorivu, izguba, ki jo povzroča vodik v gorivu in izguba, ki jo povzroča vlaga v zraku. Glede na idejo o izračunu je standard ASME podoben kodi GB, to je, da se izguba suhega dimnih plinov in izguba vodnih hlapov izračuna ločeno, vendar ASME izračuna v skladu z masnim pretokom, medtem ko GB izračuna v skladu s hitrostjo volumna. EN Standard izračuna kakovost mokrega dimnega plina in specifično toploto mokrih dimnih plinov kot celote. Treba je poudariti, da sta za kotle z zračnim predhodnikom količino in temperaturo dimnih plinov v standardnih in formulah kode GB količina dimnih plinov in temperature na iztoku predvajalnika zraka, medtem ko so tisti v formulah kode ASME količina dimnih plinov na količina Vhod predgrevalnika zraka in temperatura dimnih plinov na izlivu predgrevalnika, ko se hitrost uhajanja zraka predgreva zraka popravi na 0. Glej tabelo 5 za izračun primerov EN in GB. Iz tabele 5 je razvidno, da čeprav so metode izračuna različne, so rezultati izračuna v bistvu enaki.

Tabela 5 Primerjava izgube izpušnih plinov dimnih plinov, izračunanih z GB in EN.

 8.Popravek učinkovitosti

Ker je običajno nemogoče opraviti test sprejemanja zmogljivosti na enoti v standardnih ali zajamčenih pogojih goriva in v natančnih standardnih ali zajamčenih obratovalnih pogojih, je treba rezultate preskusa popraviti na standardne ali pogodbene pogoje delovanja. Vsi trije standardi/predpisi so navedli svoje lastne metode za popravek, ki imajo tako podobnosti kot razlike.

8.1 Revidirani predmeti.

Vsi trije standardi so popravili temperaturo dovodnega zraka, vlažnost zraka, temperaturo izpušnih plinov na mejnem izhodu in gorivu, vendar koda GB in ASME koda pepela v gorivu, medtem ko je standard EN ugotovil in izračunal popravek spremembe pepela v Podrobno gorivo.

8.2 Metoda korekcije.

Revizijske metode kode GB in kode ASME so v osnovi enake, ki bodo nadomestili revidirane parametre z prvotno formulo izračuna izgub in jih preračunali, da dobijo revidirano vrednost izgube. Metoda spremembe standarda EN se razlikuje od kode GB in kode ASME. EN standard zahteva, da je treba najprej izračunati enakovredno razliko Δ med oblikovalsko vrednostjo in dejansko vrednostjo, nato pa je treba v skladu s to razliko izračunati razliko izgube Δ n. Razlika v izgubi plus prvotna izguba je popravljena izguba.

8.3 Spremembe sestave goriva in pogoji korekcije.

GB koda in koda ASME ne omejujeta spremembe goriva v testu uspešnosti, dokler obe strani dosežeta dogovor. Dodatek DL/T poveča dopustno območje variacije preskusnega goriva, EN Standard pa v gorivu postavlja jasne zahteve za variacijsko območje vlage in pepela, kar zahteva, da odstopanje YHO od zajamčene vrednosti vode v gorivu Ne sme presegati 10%, odstopanje od zajamčene vrednosti pa ne sme presegati 15% pred popravkom. Hkrati je določeno, da če preskusno odstopanje presega območje vsakega odstopanja, je mogoče preizkus sprejemanja zmogljivosti opraviti šele po doseganju dogovora med proizvajalcem in uporabnikom.

8.4 Popravek kalorične vrednosti goriva.

GB in ASME koda ne določata popravka vrednosti kalorične goriva. EN Standard poudarja, da če dogovorjena referenčna temperatura ni 25 ℃, je treba kalorično vrednost goriva (NCV ali GCV) popraviti na dogovorjeno temperaturo. Formula za korekcijo je naslednja:

HA: neto kalorična vrednost goriva pri referenčni temperaturi 25 ℃;

HM: Neto kalorična vrednost goriva, popravljena v skladu z dogovorjeno referenčno temperaturo TR.

9.Testna napaka in negotovost

Vključno s testom zmogljivosti kotla ima lahko vsak test napake. Preskusne napake so sestavljene predvsem iz sistematičnih napak, naključnih napak in napak pri opustitvi itd. Vsi trije standardi zahtevajo, da je treba pred preskusom oceniti možne napake in čim več odpraviti. ASME koda in standard EN, predvidena v skladu s koncepti negotovosti in negotovosti.

Glede na vsebino GB preskusne vsebine se izračunata napaka merjenja in analiza vsake postavke merjenja in analize, končna napaka izračuna učinkovitosti pa se pridobi, da se presodi, ali je test usposobljen.

V ustreznih poglavjih kode ASME je določeno, da morajo vse stranke v testu določiti sprejemljive vrednosti negotovosti rezultatov preskusa pred testom in te vrednosti imenujemo ciljna negotovost rezultatov. Koda ASME zagotavlja način izračuna negotovosti. Koda ASME tudi določa, da je treba po zaključku vsakega testa izračunati negotovost v skladu z ustreznimi poglavji kode in kodo ASME PTC 19.1. Če je izračunana negotovost večja od ciljne negotovosti vnaprej, bo test neveljaven. Koda ASME poudarja, da negotovost izračunanih rezultatov preskusov ni dovoljena omejitev napak pri učinkovitosti kotla, in te negotovosti se uporabljajo samo za presojo stopnje preizkusa uspešnosti (tj Učinkovitost kotla.

EN Standard določa, da se končna relativna negotovost učinkovitosti EηB izračuna v skladu z negotovostjo vsake podvrsti, nato pa se negotovost učinkovitosti Uη β izračuna v skladu z naslednjo formulo:

Uηβ = ηβxεηβ

Če so izpolnjeni naslednji pogoji, se šteje, da je dosežena zajamčena vrednost učinkovitosti:

ηβg≤ηb+uηβ

V katerem:

η g je garancijska vrednost učinkovitosti;

ηB je popravljena vrednost učinkovitosti.

Iz zgornje razprave je jasno razvidno, da sta analiza napak GB in izračun negotovosti v kodeksu ASME merila za presojo, ali je test uspešen, kar nima nobene zveze s tem, ali je indeks učinkovitosti usposobljen, medtem ko je negotovost kvalificirana V EN Standard ne presoja, ali je test uspešen, kar je tesno povezano s tem, ali je indeks učinkovitosti usposobljen.

10.Zaključek

GB10184-88, DL/T964-2005, ASME PTC4-1998 in EN12592-15: 2003 jasno določajo metodo testa in izračunavanja kotla, zaradi česar je učinkovitost kotla na podlagi dokazov. Kode GB in ASME se pogosto uporabljajo na Kitajskem, medtem ko se standardi EN redko uporabljajo pri domačem sprejemanju.

Glavna ideja testa za oceno uspešnosti kotla, ki ga opisujejo trije standardi, je enaka, vendar zaradi različnih standardnih sistemov obstajajo razlike v številnih podrobnostih. V tem prispevku je nekaj analiz in primerjave treh standardov, kar je primerno za natančnejšo uporabo standardov različnih sistemov pri sprejemanju projektov. EN Standard na Kitajskem ni bil široko uporabljen, vendar je treba narediti globlje analizo in raziskovanje nekaterih njegovih določb. Za tehnične priprave v tem pogledu spodbujati izvoz domačih kotlov v državo ali regijo, ki izvaja standard EU, in izboljša našo prilagodljivost mednarodnemu trgu.