Farklı ülkelerdeki farklı standart sistemler nedeniyle, kazan performans kabul testi standartlarında veya Avrupa Birliği Standart EN 12952-15: 2003, ASME PTC4-1998, GB10184-1988 ve DLTT964-2005 gibi prosedürlerde bazı farklılıklar vardır. Bu makale, çeşitli standartlarda veya düzenlemelerde kazan verimliliği hesaplamasındaki ana farklılıkların analizine ve tartışmasına odaklanmaktadır.

 1.Önsöz

Çin'de veya yurtdışında, kazan üretilmeden ve kurulmadan ve ticari çalışma için kullanıcılara teslim edilmeden önce, kazan performans testi genellikle sözleşmeye göre gerçekleştirilir, ancak şu anda farklı ülkelerde kullanılan kazan performans testi standartları veya prosedürleri aynı değil. Avrupa Birliği Standart EN 12952-15: 2003 Su tüpü Kazan ve Yardımcı Ekipman Bölüm 15, yaygın olarak kullanılan kazan performans testi standartlarından biri olan Kazanların Kabul Test Standardı ile ilgilidir. Bu standart, dolaşımdaki akışkan yataklı kazanlar için de geçerlidir. Kireçtaşı desülfürizasyonu, Çin'deki ilgili düzenlemelerden ve ASME kazan performans testi düzenlemelerinden biraz farklı olan standarda eklenir. Çin'deki ASME kodu ve ilgili kodları ayrıntılı olarak tartışılmıştır, ancak EN 12952-15: 2003 tartışması hakkında çok az rapor vardır.

Şu anda, Çin'de yaygın olarak kullanılan performans testi standartları, Çin Ulusal Standart (GB) “Güç İstasyonu Kazan Performans Testi Prosedürleri” GB10184-1988 ve Amerikan Makine Mühendisleri (ASME) “Kazan Performans Testi Prosedürleri” ASME PTC 4-1998, Çin'in kazan üretim teknolojisinin sürekli olgunluğuyla, Çin'in kazan ürünleri dünya pazarı tarafından kademeli olarak tanınıyor. Farklı pazarların ihtiyaçlarını karşılamak için, Avrupa Birliği Standardı EN 12952-15: 2003, Çin'de üretilen kazan ürünlerinin performans testi için uygulama standardı olarak gelecekte hariç tutulmayacaktır.

EN12952-15-2003'teki kazan verimliliği hesaplamasının ana içeriği ASME PTC4-1998, GB10W4-1988 ve DLTT964-2005 ile karşılaştırılır.

Karşılaştırma kolaylığı için EN12952-15: 2003 standardı EN standardı olarak kısaltılacaktır. ASMEPTC4-1998 Kodu ASME kodu olarak kısaltılır, GB10184-1988 kodu kısaca GB kodu olarak adlandırılır, DLH'964-2005'e kısaca DI7T olarak adlandırılır.

2.Ana içerikler ve uygulama kapsamı

EN Standard, buhar kazanları, sıcak su kazanları ve yardımcı ekipmanları için performans kabul standardıdır ve doğrudan yanan buhar kazanlarının ve endüstriyel kazanların termal performans (kabul) testi ve hesaplanması için temeldir. Doğrudan yanmalı buhar kazanları ve sıcak su kazanları ve yardımcı ekipmanları için uygundur. "Doğrudan yanma" kelimesi, ızgara yanması, akışkan yatak yanması veya oda yanma sistemi olabilen mantıklı ısıya dönüştürülmüş bilinen yakıt kimyasal ısısına sahip ekipmana yöneliktir. Ayrıca, dolaylı yanma ekipmanlarına (atık ısı kazanı gibi) ve diğer ısı transfer ortamlarıyla çalışan ekipmanlara (gaz, sıcak yağ, sodyum gibi) vb. Uygulanabilir. Ancak, özel yakıt yakma ekipmanı için uygun değildir. (çöp yakma fırını gibi), basınçlı kazan (PFBC kazan gibi) ve kombine döngü sisteminde buhar kazan.

EN standardı dahil, kazan performans testi ile ilgili tüm standartlar veya prosedürler, nükleer enerji santrallerindeki buhar jeneratörleri için geçerli olmadığını açıkça öngörmektedir. ASME kodu ile karşılaştırıldığında, Atık Isı Kazanı ve buhar veya sıcak su kazan yardımcı ekipmanına EN standardı uygulanabilir ve uygulama kapsamı daha geniştir. EN standardı, uygulanabilir kazan buhar akışı, basınç veya sıcaklık aralığını sınırlamaz. Buhar kazanları söz konusu olduğunda, EN standardında listelenen "uygun kazan" türleri GB kodu veya DL/T kodundan daha açıktır.

3.Kazan sisteminin sınırı

ASME kodu, birkaç tipik kazan tipindeki termal sistem sınırlarının sınır çizimlerini listeler. Tipik çizimler GB kodunda da verilmiştir. EN standardına göre, geleneksel kazan sisteminin zarfı, dolaşım pompalı tüm buhar suyu sistemini, kömür değirmeni (kömür yakma sistemi için uygun) ile yanma sistemi, dolaşımdaki baca gaz üfleyici, uçucu kül reflü sistemi ve hava ısıtıcısı içermelidir. Ancak, yağ veya gaz ısıtma ekipmanı, toz çıkarıcı, zorla taslak fan ve uyarılmış taslak fan içermez. En standart ve diğer düzenlemeler temel olarak kazan termodinamik sisteminin sınırını aynı şekilde bölün, ancak EN Standard, kazan sistemi zarfının (sınır) formülasyonunun, ısı dengesi ile ilgili zarf sınırının, ısı dengesi ile ilişkili zarf sınırının sınırı ile tutarlı olmasını gerektirdiğini güçlü bir şekilde belirtiyor. "Verilen" durumdaki kazan ve termal verimliliğin ölçülmesi için gereken ısı girişi, çıktı ve kayıp açıkça belirlenebilir. "Tedarik" statüsünün sınırında nitelikli ölçülen değerler elde etmek imkansızsa, sınır üretici ve alıcı arasındaki anlaşma ile yeniden tanımlanabilir. Buna karşılık, EN Standard, kazan termodinamik sisteminin sınırını bölme ilkesini vurgular.

4.Standart durum ve referans sıcaklığı

EN Standard, 101325Pa basınç durumunu ve 0 ℃ sıcaklık sıcaklığını standart durum olarak tanımlar ve performans testinin referans sıcaklığı 25 ℃'dir. Belirtilen standart durum GB kodu ile aynıdır; Referans sıcaklığı ASME kodu ile aynıdır.

EN standardı, anlaşmanın kabul testi için referans sıcaklığı olarak diğer sıcaklıkları kullanmasına izin verir. Diğer sıcaklıklar referans sıcaklıklar olarak kullanıldığında, yakıt kalorifik değerini düzeltmek gerekir.

5.Ortak katsayılar

EN standardı, 25 ℃ ile normal çalışma sıcaklığına kadar aralıkta buhar, su, hava, kül ve diğer maddelerin spesifik ısısını ve bazı eksik yakılmış maddelerin ısı değerini verir.

5.1 Özel ısı değeri

Kısmi spesifik ısı değeri için Tablo 1'e bakınız.

Tablo 1 Bazı maddelerin özgül ısı değeri.

GB kodu gibi, EN standardı tarafından verilen çeşitli maddelerin entalpisi veya spesifik ısısı, başlangıç ​​noktası olarak 0 ℃ alır. ASME kodu, 77 ℉ (25 ℃), buhar entalpisi ve yakıt yağı entalpisi dışında çeşitli maddelerin entalpisini veya spesifik ısısını hesaplamak için başlangıç ​​noktası olarak alındığını öngörür.

GB kodunda, yaygın olarak kullanılan maddelerin spesifik ısısı, bir tablodan veya bir formül kullanılarak hesaplanan sıcaklığa göre hesaplanır ve elde edilen spesifik ısı, 0 ℃ ile hesaplanan sıcaklığa ortalama spesifik kalorifik değerdir. Gazlı maddeler ve su için, sabit basınçta ortalama spesifik ısıdır. ASME kodu genellikle ölçüt olarak 25 ℃ alır ve çeşitli maddelerin spesifik ısı veya entalpisi hesaplama formülünü verir.

GB kodu ve ASME kodu ile karşılaştırıldığında, EN Standard, maddelerin spesifik ısısının belirlenmesinde aşağıdaki iki farka sahiptir:

1) Çeşitli maddelerin entalpisi veya spesifik ısısı, başlangıç ​​noktası olarak 0 ℃ alır, ancak verilen spesifik ısı değeri, 25 ℃ ile geleneksel çalışma sıcaklığına kadar olan ortalama değerdir.

2) Sabit değeri 25'ten ℃'den normal çalışma sıcaklığına alın.

Örneğin:

 Diğer parametrelerle birlikte, referans sıcaklığı 25 ℃ olduğunda, GB koduna ve EN standardına göre hesaplanan sonuçlar Tablo 2'de karşılaştırılmıştır.

Tablo 2 Bazı maddelerin spesifik ısı değerinin ve hesaplanan kaybının karşılaştırılması.

 Hesaplama sonuçlarının karşılaştırılmasına göre, düşük kül içeriğine sahip yakıt için, maddenin spesifik ısısının farklı değerlerinin neden olduğu sonuçların farkı 0,01'den azdır (mutlak değer), bu da hiçbir veya az etkisi olmadığı düşünülebilir hesaplama sonuçları ve temel olarak göz ardı edilebilir. Bununla birlikte, dolaşımdaki akışkan yataklı kazan yüksek kül yakıt yaktığında veya fırında desülfürizasyon için kireçtaşı eklediğinde, kül ısı kaybının olası farkı 0.1-0.15 veya daha da yükseke ulaşabilir.

5.2 Karbon monoksitin kalorifik değeri.

EN standardına göre, karbon monoksitin kalorifik değeri 1 2.633 mJ/m'dir³, bu temelde ASME kodu 4347btu/lbm ile aynıdır (12.643 mj/m³) ve GB kodu 12.636 mj/m³. Normal koşullar altında, baca gazıdaki karbon monoksit içeriği düşüktür ve ısı kaybı değeri küçüktür, bu nedenle kalorifik değerdeki farkın çok az etkisi vardır.

5.3 Tamamen yanmış maddelerin ısı değeri.

EN standardı, Tablo 3'te gösterildiği gibi antrasit ve linyit yakıt külünde eksik yanma maddelerinin ısı değerini verir.

Tablo 3 Tamamen yanmış maddelerin ısı değeri.

 ASME koduna göre, küldeki yanmamış hidrojen önemsiz olduğunda, eksik yanıcılar amorf karbon olarak düşünülebilir ve bu durum altındaki yanmamış karbonun kalorifik değeri 33.7MJ/kg olmalıdır. GB kodu, kül içindeki yanıcı malzemelerin bileşenlerini belirtmez, ancak genellikle yanmamış karbon olarak kabul edilir. GB kodunda verilen kül içindeki yanıcı malzemelerin kalorifik değeri 33.727MJ/kg'dır. Antrasit yakıt ve EN standardına göre, eksik yanma maddelerinin kalorifik değeri ASME kodu ve GB kodundan yaklaşık% 2.2 daha düşüktür. Linyit ile karşılaştırıldığında, fark daha da büyüktür.

Bu nedenle, antrasit ve linyitin yanmamış maddelerinin kalorifik değerlerini EN standardında vermenin önemini daha fazla incelemek gerekir.

5.4 Kalsilasyon ayrışması kalsiyum karbonat ısısı ve sülfat üretim ısısı.

EN Standard, ASME kodu ve DL/T kodunda verilen hesaplama formülü katsayılarına göre, kalsiyum karbonatın kalsinasyon ayrışması ısısı ve sülfat oluşum ısısı Tablo 4'te gösterilmiştir.

Tablo 4 Kalsiyum karbonatın ayrışma ısısı ve sülfat oluşumu.

EN Standard ve ASME kodu tarafından verilen katsayılar temel olarak aynıdır. DT/L kodu ile karşılaştırıldığında, ayrışma ısısı% 2.2-2.5 daha düşüktür ve oluşum ısısı yaklaşık% 3.3 daha yüksektir.

6.Radyasyon ve konveksiyondan kaynaklanan ısı kaybı

EN standardına göre, radyasyon ve konveksiyon kayıplarını (yani yaygın olarak anlaşılan ısı yayılma kayıpları) ölçmek genellikle imkansız olduğundan, ampirik değerler benimsenmelidir.

EN standardı, en yaygın buhar kazanının tasarımının Şek. 1, "Maksimum etkili ısı çıkışına göre değişen radyasyon ve konveksiyon kayıpları".

Şekil 1 Radyasyon ve konveksiyon kaybı çizgileri

 Anahtar:

A: Radyasyon ve konveksiyon kayıpları;

B: maksimum yararlı ısı çıkışı;

Eğri 1: kahverengi kömür, yüksek fırın gazı ve akışkan yatak kazan;

Eğri 2: Sert Kömür Kazanı;

Eğri 3: Akaryakıt ve doğal gaz kazanları.

Veya (1) formülüne göre hesaplanmıştır:

QRC = CQN^0.7(1)

Tip:

C = 0.0113, petrol yakıtlı ve doğal gaz kazanları için uygun;

Antrasit kazan için uygun 0.022;

0.0315, linyit ve akışkan yatak kazanları için uygun.

EN standardında etkili ısı çıkışının tanımına göre, etkili ısı çıkışı, buhar kazanıyla bulaşan toplam besleme suyu ve/veya buhar ısısıdır ve etkili ısı çıkışına kanalizasyon entalpisi ilave edilir.

Örneğin:

 Diğer parametrelerle birlikte, kazanın maksimum etkili ısı çıkışı yaklaşık 773 MW'dır ve antrasit yakarken radyasyon ve konveksiyon kaybı 2.3MW'dir, yani radyasyon ve konveksiyon ısı kaybı yaklaşık%0.298'dir. GB kodundaki örnek parametrelerine göre hesaplanan kazan gövdesinin nominal yükü altında% 0.2'lik ısı dağılma kaybı ile karşılaştırıldığında, EN standardına göre hesaplanan veya değerlenen radyasyon ve konveksiyon kaybı yaklaşık% 49 daha yüksektir.

EN standardının aynı zamanda farklı fırın tiplerine ve yakıt türlerine göre hesaplama eğrileri veya formül katsayıları verdiği eklenmelidir. ASME kodu, ısı kaybının ölçümle tahmin edilmesini gerektirir, ancak "profesyonel nitelikli personel tarafından verilen parametre tahmini hariç tutulmaz". GB kodu kabaca birim ve kazan gövdesine göre hesaplama eğrisi ve formülü verir.

7.Baca gazı kaybı

Baca gazı kaybı esas olarak kuru baca gazı kaybını, yakıtta su ayrılmasının neden olduğu kayıp, yakıttaki hidrojenin neden olduğu kayıp ve havadaki nemin neden olduğu kayıp içerir. Hesaplama fikrine göre, ASME standardı GB koduna benzer, yani kuru baca gazı kaybı ve su buharı kaybı ayrı ayrı hesaplanır, ancak ASM, kütle akış hızına göre hesaplanırken, GB hacim akış hızına göre hesaplanır. EN Standard, ıslak baca gazı kalitesini ve bir bütün olarak ıslak baca gazının spesifik ısısını hesaplar. Hava ön ısıtıcılı kazanlar için, en standart ve GB kod formüllerindeki baca gazı miktarı ve sıcaklığının, hava ön ısıtıcı çıkışındaki baca gazı miktarı ve sıcaklık olduğu vurgulanmalıdır, ASME kodu formüllerinde bulunanlar baca gazı miktarıdır. Hava ön ısıtıcının çıkışında hava ön ısıtıcının girişi ve hava ön ısıtıcının hava sızıntısı hızı 0'a düzeltildiğinde. EN ve GB hesaplama örnekleri için Tablo 5'e bakınız. Tablo 5'ten, hesaplama yöntemleri farklı olmasına rağmen, hesaplama sonuçlarının temel olarak aynı olduğu görülebilir.

Tablo 5 GB ve EN tarafından hesaplanan baca gazı egzoz kaybının karşılaştırılması.

 8.Verimlilik düzeltmesi

Birim performans kabul testini standart veya garantili yakıt koşulları altında ve kesin standart veya garantili çalışma koşulları altında gerçekleştirmek genellikle imkansız olduğundan, test sonuçlarının standart veya sözleşme çalışma koşullarına düzeltilmesi gerekir. Her üç standart/düzenlemenin tümü, hem benzerlikleri hem de farklılıklara sahip olan kendi düzeltme yöntemlerini ortaya koymuştur.

8.1 Gözden geçirilmiş eşyalar.

Her üç standart da giriş hava sıcaklığını, hava nemini, sınır çıkışındaki egzoz gazı sıcaklığını ve yakıtını düzeltti, ancak GB kodu ve ASME kodu yakıttaki külü düzeltmedi, EN Standard ise kül değişikliğinin düzeltilmesini çıkardı ve hesapladı Detaylı yakıt.

8.2 Düzeltme yöntemi.

GB kodu ve ASME kodunun revizyon yöntemleri temel olarak aynıdır, bu da revize edilmiş parametreleri kayıp öğelerinin orijinal hesaplama formülü ile değiştirecek ve revize edilen kayıp değerini elde etmek için bunları yeniden hesaplayacaktır. EN standardının değişiklik yöntemi GB kodu ve ASME kodundan farklıdır. EN standardı, tasarım değeri ile gerçek değer arasındaki eşdeğer farkın önce hesaplanmasını gerektirir ve daha sonra kayıp farkı Δ n bu farka göre hesaplanmalıdır. Kayıp farkı artı orijinal kayıp düzeltilmiş kayıptır.

8.3 Yakıt bileşimi değişiklikleri ve düzeltme koşulları.

GB kodu ve ASME kodu, her iki taraf da bir anlaşmaya vardığı sürece performans testinde yakıt değişikliğini sınırlamaz. DL/T takviyesi, test yakıtının izin verilen varyasyon aralığını arttırır ve EN standardı, yakıttaki nem ve kül varyasyon aralığı için net gereksinimleri ortaya koyar; % 10'u geçmemeli ve YASH'ın garantili değerden sapması düzeltmeden önce% 15'i geçmemelidir. Aynı zamanda, test sapması her bir sapmanın aralığını aşarsa, performans kabul testi ancak üretici ve kullanıcı arasında bir anlaşmaya varıldıktan sonra gerçekleştirilebileceğini öngörür.

8.4 Yakıt kalorifik değer düzeltmesi.

GB ve ASME kodu, yakıt kalorifik değerinin düzeltilmesini belirtmez. EN Standard, kararlaştırılan referans sıcaklığı 25 ℃ değilse, yakıt kalorifik değerinin (NCV veya GCV) kararlaştırılan sıcaklığa düzeltilmesi gerektiğini vurgular. Düzeltme formülü aşağıdaki gibidir:

HA: 25 ℃ referans sıcaklığında yakıtın net kalorifik değeri;

HM: Yakıt ağı kalorifik değeri, kararlaştırılan referans sıcaklığına göre düzeltildi.

9.Test hatası ve belirsizlik

Kazan performans testi dahil, herhangi bir test hatası olabilir. Test hataları esas olarak sistematik hatalar, rastgele hatalar ve ihmal hataları vb. ASME Kodu ve EN Standard, belirsizlik ve belirsizlik kavramlarına göre öne çıktı.

GB test içeriğine göre, her ölçüm ve analiz öğesinin ölçüm hatası ve analiz hatası hesaplanır ve testin nitelikli olup olmadığını yargılamak için nihai verimlilik hesaplama hatası elde edilir.

ASME kodunun ilgili bölümlerinde, testin tüm taraflarının testten önce test sonuçlarının belirsizliğinin kabul edilebilir değerlerini belirlemesi ve bu değerlerin sonuçların hedef belirsizliği olarak adlandırılması şartıyla öngörülür. ASME kodu, belirsizliğin hesaplama yöntemini sağlar. ASME kodu ayrıca, her test tamamlandıktan sonra belirsizliğin kodun ilgili bölümlerine ve ASME PTC 19.1 koduna göre hesaplanması gerektiğini öngörür. Hesaplanan belirsizlik önceden ulaşılan hedef belirsizlikten daha büyükse, test geçersiz olacaktır. ASME Kodu, hesaplanan test sonuçlarının belirsizliğinin, kazan performansının izin verilen hata sınırı olmadığını vurgular ve bu belirsizlikler, performans test seviyesini (yani testin etkili olsun ya da olmasın) değerlendirmek için kullanılır. kazan performansı.

EN Standard, nihai göreceli verimlilik belirsizliğinin E-ηb'nin her bir alt maddenin belirsizliğine göre hesaplanacağını ve daha sonra verimlilik belirsizliğinin uη β aşağıdaki formüle göre hesaplanacağını öngörür:

Uηβ = ηβxεηβ

Aşağıdaki koşullar yerine getirilirse, verimliliğin garantili değerinin elde edildiği kabul edilecektir:

ηgg≤ηb+uηβ

Ki:

η g, verimliliğin garanti değeridir;

ηb, düzeltilmiş verimlilik değeridir.

Yukarıdaki tartışmadan, GB'nin hata analizinin ve ASME kodundaki belirsizliğin hesaplanmasının, testin başarılı olup olmadığını değerlendirmenin kriterleri olduğu, verimlilik endeksinin nitelikli olup olmadığı ile ilgili hiçbir ilgisi olduğu açıkça görülebilir, ancak belirsizlik EN Standard, testin başarılı olup olmadığını değerlendirmez, bu da verimlilik endeksinin kalifiye olup olmadığı ile yakından ilişkilidir.

10.Çözüm

GB10184-88, DL/T964-2005, ASME PTC4-1998 ve EN12592-15: 2003, kazan verimliliği testini ve hesaplama yöntemini açıkça öngörüyor, bu da kazan performans kabulünü kanıtlara dayalı hale getiriyor. GB ve ASME kodları Çin'de yaygın olarak kullanılırken, EN standartları nadiren yerli kabullerde kullanılmaktadır.

Üç standartla tarif edilen kazan performans değerlendirme testinin ana fikri aynıdır, ancak farklı standart sistemler nedeniyle birçok ayrıntıda farklılıklar vardır. Bu makale, farklı sistemlerin standartlarını proje kabulünde daha doğru bir şekilde kullanmak için uygun olan üç standarttan oluşmak ve karşılaştırmayı yapmaktadır. EN standardı Çin'de yaygın olarak kullanılmamıştır, ancak bazı hükümleri üzerinde daha derin bir analiz ve araştırma yapmak gerekir. Bu açıdan teknik hazırlıklar yapmak için, AB standardını uygulayan ve uluslararası pazara uyarlanabilirliğimizi geliştiren bir ülkeye veya bölgeye yerli kazanların ihracatını teşvik edin.