B 内蒙古电力科学研究院 锅炉热效率试验作业指导书 修改版2

1、编号 :ZDS-GL-2009-001锅炉性能考核热效率试验作业 指导书(ASME 部分内 蒙 古 电 力 科 学 研 究 院 二 九 年 五 月 编 号 :ZDS-GL-2009-001起 讫 时 间 :2009年 05月 2009年 06月项 目 负 责 人 :赵勇纲 于英利工 作 人 员 :蔡 斌 李丰泉 韩 义 于英利 袁东辉 编 写 人 员 :于英利审 核 :批 准 :摘 要依据 ASME PTC 4-1998详细阐述了性能考核试验中,锅炉热效率试验 的试验目的、试验仪器、试验方法、试验内容、试验条件与要求、试验数 据分析与处理、试验结果、不确定度分析以及试验结论。关 键 词锅炉;性

2、能考核;热效率目 录1 前言 - 1 1.1 适用范围 - 11.2 版权声明 - 12 参照标准及仪器设备 - 2 2.1 参照标准 - 2 2.2 试验使用仪器 - 22.3 试验借用仪器 - 23 导则 - 3 3.1 锅炉系统边界界定 - 3 3.2 试验术语 - 9 3.3 性能试验概述 - 15 3.4 性能试验程序 - 183.5 容错度与试验不确定度 - 284 试验测量方法 - 31 4.1 导则 - 31 4.2 所要求的数据 - 31 4.3 测量的一般要求 - 44 4.4 温度测量 - 57 4.5 压力测量 - 62 4.6 横截面网格逐点流速测量 - 64 4.7

3、 流量测量 - 65 4.8 固体燃料和脱硫剂取样 - 69 4.9 液体和气体燃料取样 - 76 4.10 烟气取样 - 77 4.11 灰渣取样 - 78 4.12 燃料、脱硫剂和灰渣分析 - 794.13 烟气分析 - 80 4.14 电功率 - 824.15 湿度 - 825 结果计算 - 84 5.1 引言 - 84 5.2 测量数据整理 - 84 5.3 蒸发量 - 90 5.4 输出能量 - 91 5.5 输入能量 - 92 5.6 能量平衡 - 92 5.7 效率 - 93 5.8 燃料特性 - 95 5.9 脱硫剂和其他添加剂的性质 - 97 5.10 灰渣特性 - 101

4、5.11 燃烧空气性质 - 104 5.12 烟气产物 - 110 5.13 空气和烟气温度 - 113 5.14 各项损失 - 117 5.15 外来热量 - 126 5.16 不确定度 - 128 5.17 其他运行参数 - 132 5.18 修正到标准或保证工况 - 133 5.19 能量平衡计算常用的空气焓、烟焓和其他物质焓 - 1455.20 计算所用缩写词 - 1626 试验条件与要求 - 1767 试验结果报告 - 178 7.1 引言 - 1787.2 报告内容 - 1788 不确定度分析 - 180 8.1 引言 - 180 8.2 基本概念 - 1828.3 试验前的不确定

5、度分析和试验计划 - 189 8.4 确定精度指标的公式及程序 - 190 8.5 确定偏差极限的公式与导则 - 1988.6 试验结果的不确定度 - 2049 安全措施 - 205 10 人员组成 - 205 11 工期安排 - 206 12 附录 - 207附图 A 工作流程图 - 207附表 1 锅炉热效率试验表盘参数记录表 - 208附表 2 锅炉热效率试验氧量及烟气成分分析 测试原始记录表 - 210附表 3 锅炉热效率试验排烟温度测试原始记录表 - 212锅炉性能考核热效率试验作业指导书(ASME 部分1 前言1.1 适用范围本作业指导书明确阐述了机组性能考核锅炉热效率试验的试验标

6、准、试验仪器、 试验术语与定义、试验测量方法、结果计算、试验报告与不确定度分析等内容。本作 业指导书是内蒙古电力科学研究院进行机组性能考核锅炉热效率试验的执行文件。适 用于新建、扩建以及改建机组的性能考核锅炉设备性能考核评价性试验。本作业指导书所列规则和说明适用于燃烧矿物燃料的蒸汽锅炉。包括燃煤、燃油、 燃气锅炉以及燃烧其他碳氢燃料的蒸汽锅炉,也包括了采用化学吸收剂脱硫的蒸汽锅 炉。其他不燃烧煤、油、气的蒸汽锅炉也可根据本作业指导书的基本原则进行测试。 但是,宜注意,由于很难确定燃料变化所引起的误差,而且该误差很可能比煤、油、 气的取样和分析所带来的误差更大。本作业指导书不适用于核动力蒸汽系统

7、。不适用本作业指导书的还包括:化学热 量回收蒸汽锅炉, 燃烧城市垃圾的锅炉, 炉内压力高于 5³105Pa 的增压锅炉, 焚烧炉。1.2 版权声明本作业指导书的版权归内蒙古电力科学研究院所有,任何形式的复制与传播行为 均违反中华人民共和国著作权法及侵犯内蒙古电力科学研究院的版权。本作业指导书由内蒙古电力科学研究院锅炉技术研究所执笔起草。本作业指导书由内蒙古电力科学研究院归口。2 参照标准及仪器设备 2.1 参照标准 2.2 试验使用仪器 2.3 试验借用仪器3 导则3.1 锅炉系统边界界定不同布置的锅炉的边界如图 3.1-1图 3.1-7所示。 图中显示锅炉边界包括了锅炉 系统内的设

8、备。以下的数字用于标识各个设备的具体位置。3.1.1 燃料 /吸收剂²1 -给煤机或原煤仓出口的煤²1A -给料机 /煤仓出口的脱硫剂²2 -输送到燃烧器的煤 (磨煤机出口 ²3 -输送到燃烧器的燃油²3A -输送到油加热器的燃油²4 -输送到燃烧器的燃气3.1.2 空气²5 -磨煤机调温风²6 -送风机入口²6A -一次风机入口²7 -送风机出口²7A -一次风机出口²7B -其他进入机组的空气²8 -进入系统边界的燃烧空气 (二次风 ²8A -进入系统

9、边界的一次风²8B -边界内暖风器出口的燃烧空气²8C -边界内暖风器出口一次风²9 -空气预热器出口的燃烧空气 (二次风 ²9A -空气预热器出口一次风²10-进入锅炉的二次风²11-磨煤机进口空气²11A -磨煤机出口的气粉混合物3.1.3 烟气²12-蒸发管束出口 (图中未表示 ²13-省煤器入口 (图中未表示 ²14-省煤器出口²14A -二次风空气预热器入口²14B -一次风空气预热器入口²14C -高温烟气净化设备出口²15-空气预热器出口&#

10、178;15A -二次风空气预热器出口²15B -一次风空气预热器出口²16-低温烟气净化设备入口²17-低温烟气净化设备出口²18-引风机入口²19-引风机出口²20-低品位热交换器入口 (未表示 ²21-低品位热交换器出口 (未表示 ²22-烟气再循环风机入口²23-烟气再循环风机出口 (进入锅炉 3.1.4 蒸汽 /水²24给水进口²25过热器喷水²26一级再热器喷水²26A 二级再热器喷水 (未表示 ²27省煤器出口水²28进入锅筒的水&

11、#178;29进入循环泵的炉水²30 离开循环泵的炉水²31 锅筒出口饱和蒸汽²31A 第一级过热器减温器入口²31B 第一级过热器减温器出口²31C 第二级过热器减温器入口 (未表示 ²31D 第二级过热器减温器出口 (未表示 ²32主蒸汽²33进入锅炉系统边界的再热蒸汽²33A 第一级再热减温器入口²33B 第一级再热减温器出口²33C 第二级再热减温器入口 (未表示 ²33D 第二级再热减温器出口 (未表示 ²34第一级再热器出口²34A 第二级再热

12、器出口 (未表示 ²35排污²36暖风器 (边界内 出口的凝结水 ²36A 主暖风器 (边界内 出口凝结水 3.1.5 其他²37炉膛底渣²38渣池水入口²39渣池水出口²40冷却水入口²41冷却水出口²42雾化蒸汽²43燃油加热器进口蒸汽²44燃油加热器出口蒸汽²45磨煤机石子煤²46吹灰器蒸汽²46A 辅助用汽²47锅炉循环泵注水²48锅炉循环泵漏水²49热风再循环 (未表示 ²50热风旁路 (未表示 ²

13、;51燃料 /烟气供给器²52省煤器冷灰斗排灰²53高温烟气净化设备排灰²54空气预热器排灰²55低温烟气净化设备排灰 图 3.1-1 典型的燃油、燃气锅炉 图 3.1-2 典型的燃煤锅炉之一:不分一、二次风的空气预热器 图 3.1-3 典型的燃煤锅炉之二:分设一次风的空气预热器与二次风的空气预热器 图 3.1-4 典型的燃煤锅炉之三:三分仓空气预热器 图 3.1-5 典型的循环流化床锅炉 图 3.1-6 典型的火床锅炉 图 3.1-7 典型的鼓泡床锅炉3.2 试验术语3.2.1 定义添加剂:一种加入气体、液体或固体物流中,发生化学反应或物理变化,以提高

14、 收集效率的物质。过量空气率:除修正理论空气量外的额外空气量。在本作业指导书中,过量空气 率表示为修正理论空气量的百分数。标准状态空气:在 77 (25 , 29.53英寸汞柱 (100Kpa, 1bar绝对大气压、特 定空气含湿量 0.0131b水分 /1b干空气 (kg/kg下的空气。理论空气量:单位质量的燃料完全燃烧必需的氧气量所对应的空气量。理论空气 量和化学当量空气量均指同一量。修正理论空气量:考虑未燃碳没有消耗氧和硫化反应消耗氧后的理论空气量。 近似分析 (工业分析,下同 :按对应的 ASTM 标准,在实验室分析燃料样本,提供 固定碳、挥发分、水分和不可燃物 (灰分 的质量百分数含

15、量。元素分析:根据对应的 ASTM 标准,在实验室分析燃料样本, 提供碳、氢、氧、 氮、 硫、水分和灰分的质量百分数含量。其他灰分:从锅炉管束灰斗、空气预热器灰斗和省煤器灰斗排出的灰渣。灰熔融温度:按相应的 ASTM 标准确定的给定燃料灰渣的四个温度 (初始变形温度、 软化温度、半球温度、流动温度 。常用的是软化温度,即灰锥变形至高度和宽度相等 时所对应的温度。渣池:位于炉膛底部用于收集和排出灰渣的渣池或渣斗。偏差极限:误差估计。石灰石锻烧:吸热化学反应,发生于由碳酸钙生成氧化钙或碳酸镁生成氧化镁并 释放出二氧化碳的反应中。钙硫摩尔比 (钙 /硫 :送入的脱硫剂中钙的总摩尔数除以送入燃料中硫的

16、总摩尔 数。钙的有效利用率:在二氧化硫 (SO2 形成硫酸盐 (CaS04 中, 脱硫剂中发生反应的钙 的百分比。有时也被称为脱硫剂利用率。蒸发量:在规定蒸汽参数和机组运行方式 (包括规定的排污量和辅助用汽量 下, 锅炉能够连续产生的最大主蒸汽流量,常被称为最大连续蒸发量。燃烧效率:表示所有燃料组分燃烧氧化的完全程度。通常定量表示为燃烧实际得 到的热量除以燃烧的最大理论热量。燃烧份额:流化床密相区域燃烧释放的热量占燃料总释放热量的百分比。控制范围:是指主蒸汽温度及 /或再热蒸汽温度能维持在额定值条件下的锅炉负荷 变化范围。置信度:某参数的多个观测值 (测量值 中,那些可预测到的、与该参数的真值

17、不 同且不超过不确定度的观测值所占的百分比。外来热量:除燃烧外进入锅炉系统的热量。外来热量包括燃料和送入空气的物理 显热 (与比热容和温度有关 以及雾化蒸气的热量;由磨煤机、循环泵、一次风机和烟 气再循环风机的机械能转化的热量 ; 化学反应热量,例如硫酸盐反应。外来热量可以是 负值,例如,当空气温度低于基准温度时。脱水反应:当消石灰生成氧化钙且产生水的吸热化学反应,或从氢氧化镁生成镁 氧化物且产生水的吸热化学反应。燃料效率:输出能量与输入燃料的化学能量之比。毛效率:输出能量与进入锅炉系统的总能量之比。能量平衡法:有时亦称为热平衡法。通过详细考察所有输入和输出锅炉系统的能 量来确定锅炉效率的方法

18、。详见 3.3节。偏差:全部样本的平均值与真实值间的差值,即样本中任一测量值所具有的真实 系统误差或固有误差。随机误差:接近正态分布的统计量。采用同一测量系统,由同一人操作,对同一 量反复以相同的次数测量,得到的测量值并不相同,因此,存在随机误差。总误差:偏差与随机误差之和。固定碳:按 ASTM标准进行固体燃料工业分析的实验过程中, 挥发分释放后, 除了 灰分外的剩余碳为固定碳。见挥发分。高位发热量:单位质量燃料完全燃烧所释放的全部热量,按 ASTM 标准测定。高位 发热量包括水蒸气的潜热。如果是在定容条件下测定的发热量,则必须换算到定压条 件下的发热量后方可用于本规程的计算。低位发热量:单位

19、质量燃料燃烧的全部热量减去燃烧产物中水的汽化潜热 (本规程 不采用低位发热量 ,按 ASTM 标准测定。输入能量:从燃料中可获得的全部化学能。输入热量基于高位发热量。输入-输出法:一种通过直接测量输入和输出能量来确定锅炉效率的方法。称为 I/O方法。未燃尽损失:通常称为 LOI 。在规定实验室燃烧温度下,干灰样品的质量损失, 用 百分数表示。常用于近似代表灰渣中的未燃尽碳。损失:除输出蒸汽带走的能量外,存在于锅炉系统边界内的能量。异常值:被判定是错误的数据点。输出能量:被工质吸收且未被在锅炉系统中回收的那部分热量,锅炉回收热量是 指,例如,用于加热送入锅炉的空气的热量。精度指标:精度误差的估计

20、。循环倍率:循环物料质量流量除以燃料质量流量。灰渣:燃烧后残余的固体物质。灰渣包括燃料灰、脱硫灰渣、惰性添加剂和未燃 尽物质。一组测试:在一段时间内完成的一组完整的观测和测试,其间一个和多个独立参 数维持不变。吸收剂:与污染物质反应并将其捕获的化学物质,或更一般地讲,与另一种组分 发生反应并将其捕获的一种组分。脱硫灰渣:脱硫剂水分蒸发、焙烧 /脱水、形成增重的硫酸盐的固体物质。 硫酸盐反应:氧化钙与氧气和二氧化硫反应生成硫酸钙的放热化学反应。脱硫率 (固硫率 :随燃料送入锅炉,但没有以二氧化硫形式排放的硫占总硫量的 份额。辅助燃料:给锅炉提供额外能量的燃料或用来稳定燃烧的燃料。试验:为了确定锅

21、炉性能指标而进行的一组测试或多组组合测试。一次性能试验通常包括两组测试。允许度:可接受的试验结果与其标称值或保证值间的差值。允许度是对试验结果 或对保证值进行的契约性的调整,不属于本性能试验规程的内容。未燃尽的可燃物:燃料中未完全被氧化的可燃部分。不确定度:对某一给定置信度,某一测量值或结果的估计误差限。不确定度定义 了一个区间,真值以一定的概率处于该区间内。挥发分:固体燃料加热到一定温度时 (按 ASTM 标准 ,以气态的形式逸出的那部分 燃料质量 (不包括水分 。也见固定碳。以上术语定义阐述为本作业指导书中的重要术语,其他未尽的各专业术语可参见 ASME PTC 4-1998锅炉性能试验规

22、程 。3.2.2 缩写词以下缩写词在本规程中采用 :A/D: 模 /数转换AFBC: 常压流化床燃烧AH: 空气预热器APC: 暖风器管圈APH: 暖风器API :美国石油研究院AQC: 大气质量控制 (本文均译为烟气净化 Ar: 氨C: 碳Ca/S: 钙硫摩尔比Ca(OH2: 氢氧化钙CaO: 氧化钙CaSO 4: 硫酸钙CB: 气化的碳CO: 一氧化碳CO 2:二氧化碳CO 3: 三氧化碳CT: 电流互感器DCS: 分散控制系统EPA: 环境保护署ESP :静电除尘器FC: 固定碳FD: 送风FEGT: 炉膛出口烟气温度 FG: 烟气FID: 火焰电离检测器 FW :给水H 2: 氢气H

23、2S: 硫化氢HHV: 高位发热量HHVF: 燃料的高位发热量 HHVGF: 气体燃料的高位发热量 HVT: 高速抽气热电偶 I/O: 输入 /输出ID: 引风K 20: 氧化钾kWh: 千瓦时LOI: 未燃尽损失MB: 兆字节MAF: 无水和无灰Mg(OH2: 氢氧化镁MgC03: 碳酸镁MgO: 氧化镁N 2: 氮气N 20: 氧化氮Na 2O: 氧化钠NH 3: 氨NIST: 国家标准与技术研究院 NO: 一氧化氮N02: 二氧化氮NOx: 氮氧化物02: 氧气O 3: 臭氧PA: 一次风PV: 电压互感器PTC: 性能试验规程RAM : 随机存取存储器RH: 再热器或相对湿度BTD:

24、电阻温度装置S: 硫SDI: 空间分配指数SH: 过热器,过热SI: 国际单位Si02: 二氧化硅,硅S02: 二氧化硫S03: 三氧化硫SOx: 硫氧化物TC: 热电偶TGA: 热重分析THC: 混合烃VM: 挥发分3.2.3 单位及换算在本作业指导书中随处采用以下单位和换算。 用表 3.2-1中给出的换算因子乘以 美制单位,可得到国际单位。 3.3 性能试验概述3.3.1 锅炉性能在特定工况下运行的锅炉性能通常由三个主要指标来衡量:²蒸发量-在特定工况下的最大蒸汽产量。²输出能量-除锅炉系统内回收的热量外,工质所吸收的所有能量。²效率-输出能量与输入能量之比。

25、任何确定锅炉性能的方法均必须强调以下两个具有同等难度的问题:²被测量的合适定义和要确定的性能指标 (通常由计算得到 。例如,在输出能量 和输入能量中应严格包括哪些量。²测量各参数和计算性能指标的最实际可行、最精确的方法。为了达到要求的试 验精度水平,各参数必须具有多高的精确度。定义蒸发量并不难,主要问题是测量方法。输出能量、输入能量以及效率均有若 干可能的定义。本作业指导书对这些量均给出了明确的定义,图 3.3-1说明了输出能 量和输入能量的定义,该图表明,输出能量包括所有流出锅炉系统边界的工作流体所 携带的能量,因此就计入了工质流体所吸收的全部能量。该图也显示,外来热量

26、(通 常很小 加入到输入燃料量的能量以得到总输入能量,用于计算毛效率。 图 3.3-1 锅炉能量平衡3.3.2 效率的各种定义锅炉效率定义为=100 输出能量 效率 输入能量本作业指导书确认并采用两种锅炉效率的定义 :²燃料效率,将被工质吸收的所有能量作为输出能量,但仅将燃料的化学能作为 输入能量。本作业指导书选择基于高位发热量的燃料效率,第 5章节给出该效率的算 法。²毛效率,也将被工质吸收的所有能量作为输出能量,并将输入到锅炉系统边界 内的所有能量作为输入能量。因此,毛效率一般小于或等于燃料效率。被定义为输出能量和输入能量的有关能量 (包括计算毛效率时的外来热量 在图3

27、.3-1示出。在所有场合,本作业指导书一律采用燃料的高位发热量来确定燃料输入能量。3.3.3 测量和计算效率的方法通常被认可的确定锅炉效率的两种方法是输入-输出法和能量平衡法。输入-输出法采用的方程为=100输出能量 效率 输入能量用输入-输出法来确定效率需要直接和精确地测量所有输出能量和输入能量。需 要进行的主要测量如下:²进入锅炉的给水流量。²减温水流量。²所有次要输出流的流量,例如,锅炉排污量、辅助用汽量等。²所有工质流的压力和温度,例如,给水、过热器出口蒸汽、再热器进口和出口 蒸汽、辅助用汽等。²汽轮机侧的其他测量,以按能量平衡关系确定

28、再热器流量。²燃料量。²燃料高位发热量。²余热输入。可要求进行另外的测量来确定其他的外来输入能量;但是,这些值通常对结果影 响很小。能量平衡法采用能量平衡方程:输入能量 +外来热量 =输出能量 +各项损失效率定义为-+=100- =1-100 输入能量 损失 外来热量 效率 输入能量 损失 外来热量 输入能量用能量平衡法计算效率需要确认和测量 (或估计 所有的损失。 图 3.3-1列出了这 些损失。用能量平衡法来确定效率时主要测量的量有:燃料、脱硫剂、灰渣和烟气的 化学分析;燃料的高位发热量;空气和烟气温度。为了确定所有损失需要很多其他测量,但是,其中有些测量对结

29、果影响很小。在 很多场合下,试验各方可协商估计某些损失值,而不必实施测量;但是,估计值的不 确定度通常比测量值的不确定度大。有时,各项损失用输入能量的百分数表示,而不 采用绝对数值。输入-输出法和能量平衡法的优缺点比较见表 3.3-1。 在多数情况下, 能量平衡法的总体试验不确定度较小,这是因为用于确定效率的量,即各项损失的数值,相对于 输入-输出法中所涉及的总能量数值要小得多。因此,测量或估计值中给定的不确定 度,对能量平衡法的结果影响要小。能量平衡法也提供了考察各项热损失的手段,以 确定对机组或运行方式可能进行的改进。采用能量平衡法时,可将试验工况下的测试 结果修正到标准或保证工况下的计算

30、结果。因此,在需要换算到标准或保证工况时, 本作业指导书推荐采用能量平衡法。在其他情况下,选择输入-输出法还是能量平衡 法宜基于可资利用的仪表和希望达到的试验不确定度来考虑。3.3.4 机组设计和安装中对试验的考虑在设计和安装锅炉机组的过程中提前计划及随时调整,将有助于使试验问题减到 最小,确保在安装完成后能按本作业指导书实施性能试验。理想上,在机组设计中就 应考虑实施验收试验和常规试验所需的条件。即使决定不进行验收试验,这些考虑对 于收集机组运行和性能的信息都是有价值的。在工程初期就宜将本作业指导书作为确定测点和取样措施的导则,这一般将需要 试验各方之间的信息交流。需要的测点和取样措施宜包括

31、在明细说明书中。在设计和 安装过程中,定期巡视和沟通将确保现场安装不会阻碍试验工作的实施。在性能试验中经常遇到的问题之一是其他构件造成的障碍。热电偶套管、压力取 压点、风与烟参数测量管座等,宜适当定位以便按要求安装测试仪表。必须考虑到圈 梁和支撑梁对安装取样导管的影响。在大直径管道上,还必须考虑插入长取样管所需 要的足够空间。为了获取必需的飞灰样、灰渣样、磨煤机石子煤样、脱硫剂及燃料样品等,宜制 定有关技术措施。用于取样的设备及程序宜在设计取样规范中考虑。宜对辅助设备电功率的测量制定相应的规范以确定外来热量。宜考虑在实施试验时人员及仪表的需求,例如,测试点处的安全、水电气源等是 否可靠,以及人

32、员的安全工作区域。恶劣工作环境 (例如,高温及振动 对仪表的潜在 损坏都宜考虑在内。3.4 性能试验程序3.4.1 确定试验的精度水平为了计及所有的损失需要实施大量测量,尤其是采用能量平衡法确定效率。同时, 每一项损失或确定该项损失的误差,均对结果或结果的不确定度的影响不大。本作业指导书提供了两种不同精度水平的实施能量平衡法的试验程序。一个是完 整试验,所有的损失都是通过测量得到的;另一个是简化试验,其中只有几项主要损失是由测量得到的,而几项很小的损失被忽略不计或将其合并为一项估计的未测量损 失项。本作业指导书允许试验各方协商选择不同精度水平的试验方法。尽管为了最精确 测试锅炉性能而具体规定了

33、所有必要的程序,也允许试验各方在必要时设计低精度的 试验。通常情况下,低精度试验所采用的仪表精确度较低或数量较少,或者对某些参 数采用假定值或估计值来代替测量值。本作业指导书要求计算结果的不确定度,以确 定试验的精度水平:²根据试验前达成的协议,试验各方应确定试验结果不确定度的可接受值 (例如, 可决定,效率的不确定度应在士 0.5%以内,最大蒸发量的不确定度应在该值的土 1.0%以内 ,这些值被称作为结果的目标不确定度。²必须合理设计性能试验以达到目标不确定度。选择哪些量应测量,哪些量可估 计,采用多大的估计值,以及使用较少的或可替代的仪表,都将在很大程度上影响到 是否可

34、达到目标不确定度,试验各方应在试验前就此达成一致。本作业指导书极力推 荐采用 8.3节给出的试验前不确定度分析来协助完成此项工作。²试验各方应就那些不将被测值的不确定度、仪表的偏差极限和测量方法事先达 成协议。该协议应按 3.4.3的要求,以书面文件存档。²在每次试验完成后,必须按第 8章和 PTC 19.1计算结果的不确定度。如果计算 的不确定度比事先协议达成的目标不确定度大,则此次试验无效。特别要强调的是,计算得到的试验结果不确定度不是锅炉性能的允许误差限。这 些不确定度仅用于判断性能试验的水平,而不是用来评价锅炉的性能。3.4.2 试验次数一次试验是指在一段时间保持一

35、个或多个独立变量基本不变的一组完整观测。用 于确定锅炉性能指标的一次试验可以是一组试验,也可以是一系列多组试验。一次试 验通常是由一组或多组试验组成。实施多组试验将验证试验结果的重复性。由于试验方法的变化 (试验变化 ,或由 于被测对象实际性能的变化 (过程变化 ,都会影响结果的重复性。推荐在满足认可标 准的每次试验结束时,宜确认试验数据并计算初步结果,考察该结果是否合理。如果 参与试验各方都认可,则本次试验可结束。3.4.2.1 重复性各组试验间的重复性标准是指两次或多次试验的折算结果 (折算到相同基础条件 均在相互的不确定度范围内。图 3.2-1示出满足或不满足该标准的若干示例。试验结 果

36、宜折算到某一基准条件。例如,不同试验测试的效率宜换算到同一代表煤种分析成 分下,并折算到相同的进口空气温度下,等等,按 5.18节的要求。计算每次试验的不确定度范围,并应用到其折算的结果,以评估各组试验间的重复性。3.4.2.2 无效试验如果在某次试验中或在结果计算中发现了严重影响试验结果的问题,则本次试验 被视为完全无效。如果问题出现在试验开始或结尾,则视为部分无效。如果必要,无 效的试验必须重做,以达到试验目的。试验各方所任命的代表有权做出否决试验的决 定。 图 3.4-1 试验的重复性3.4.2.3 多组试验将满足重复性标准和本作业指导书其他要求的多组试验结果取平均值得到平均试 验结果,

37、应将每组试验的不确定度写入报告,而不将平均试验结果的不确定度写入报 告。3.4.3 前期协议试验开始前,试验各方应准备一份明确的书面协议。该协议应陈述具体的试验目 的,包括对于每一结果的不确定度的验收范围,也包括试验中的操作方法。对验收试 验,该协议还应确认与试验目的有关的其他合同条款,例如,保证条件,并且必须包 括估计值或其他必要的用于解释合同中的省略或歧义的阐述。该书面协议应专门包括以下各项内容,并且也宜提到被试验各方认为有关的其他 内容。对于常规的性能试验,某些项目可能不适用且可删除。²试验目的 (例如,效率、蒸汽温度 ²任命试验负责人,负责人主持试验并被赋予对所有试

38、验人员的管理权,负责人 最好是注册的专业工程师,具有性能试验和电站运行经验,良好的组织能力,精通仪 表和不确定度分析²任命试验各方参与试验的代表²组织、考核及培训试验员工;试验员工的分工安排,计算试验结果的分工安排 ²合同中任何相关内容的解释²目标试验不确定度 (表 3.5-1给出了不同类型锅炉效率试验的典型值 ²重复试验的次数²预先检验的程序²确定可接受的运行工况, 在试验过程中可允许的 运行工况的变动 (基于表 3.4 -1 ,各试验负荷,试验持续时间,否决试验的底线,试验实施步骤²维持稳定试验工况的措施

39、78;试验中,各控制参数平均值偏离目标值的最大允许偏差值²试验前锅炉受热面的清洁程度以及在试验过程中需要维持的清洁程度 (包括在 试验过程中的吹灰操作 ²需要进行的读表和观察,以及次数和频率²仪表的数量、位置、型号及标定²仪表和测量方法的偏差极限,估计偏差的模型, 以及由协议规定的所有精度等 级 (按第 8章的要求 ²需要估计而不进行测量的参数,需要采用的估计值,以及估计值的不确定度 ²效率计算: 输入-输出法或能量平衡法 需要测量的参数 未测参数的估计值 需要包含在输出能量中的现有物质流 汽、水流量测量 持续的时间²蒸发量

40、确定 : 需要包括在蒸发量中的现有物质流 汽、水流量测量 持续时间²峰值蒸发量确定 : 运行在峰值蒸发量的时间极限 确定峰值蒸发量运行时的规定蒸汽压力 (及温度, 对过热蒸汽锅炉 给水压力及温度 排污率²拟燃烧的燃料,燃料采样方法及频率,分析燃料的试验室以及要采用的燃料试 验方法²对应于标准或合同条件下的标准燃料,或修正到这些条件下的方法²用于采样与脱硫剂分析的方法以及 Ca/S摩尔比目标值²各个灰渣采集点灰渣份额的分配,以及灰渣取样和分析方法²用于烟气采样与分析的步骤²确定在测定烟气温度及氧气含量时是否需要流量加权及其方法

41、²确定试验异常值的方法²为了对比合同规定的条件而需要采用的修正,包括修正曲线²用于记录数据和为试验各方提供副本而采用的媒介、方法以及格式 (按 3.4.8的 要求 3.4.4 验收试验验收试验宜在机组投运后工况可行时尽早实施,或按合同要求的时间进行。 任命的试验各方代表应在场见证性能试验是按本作业指导书和事先制定的协议实 施的,亦或是在按本作业指导书和事先制定的协议所制定的试验方案实施的。3.4.5 试验准备3.4.5.1 试验前的不确定度分析试验前宜进行不确定度分析,以确认本试验可达到试验设计和计划的目标不确定 度。该不确定度分析工作将有助于避免实施未达到目标不

42、确定度的试验,以至于不被 本作业指导书认可。除此之外,试验前的不确定度分析还能提供用于设计更经济且仍 可达到目标不确定度的试验信息,或能确定可达到的不确定度目标。敏感度分析宜作为试验前不确定度分析工作的一部分,以确定相对敏感度系数, 即整体不确定度与每一或测量或估计参数的不确定度的关系。相对敏感度系数大于最 大敏感度系数 5%的所有参数均被视为关键参数。所有的关键参数宜采用精确仪表进行 测量。通过敏感度分析,也可确认对达到目标不确定度相对不太关键的参数,从而可 节省试验费用。这些参数可用不太昂贵的仪表或者采用现场仪表进行测量,或者可考 虑采用估计值。3.4.5.2 试验前的检查开始试验前必须进

43、行以下各项工作,以确保锅炉已准备就绪,防止出现造成试验 失败的问题 :²参与各方应认可试验中所使用的燃料、脱硫剂和添加剂满足试验的要求²任何偏离标准或事先规定工况的事件,例如,设备的实际状态、受热面的清洁 程度、燃料特性或负荷稳定性等均必须记录在案,如果可能则予以更正²应做好完整记录,包括被测设备的详细状况及采取的试验方法²必须检查所有仪表的安装是否合理及运行良好²试验各方应就锅炉的工况已经具备实施试验的条件,即符合事先协议中规定的 工况,达成一致。除了这些必需的内容之外,还宜实际观察整台锅炉是否有非正常漏风。还宜检查 空气预热器内的漏风,在试

44、验前,宜对可造成超标漏风的机械故障予以纠正。3.4.5.3 预备试验为以下目的,宜实施预备试验 :²确定锅炉以及整座电厂是否具备实施试验的合适条件²实施在试验准备阶段无法预知的少量调整,确定当时所燃燃料的合适燃烧工况 及采用的燃烧率,并确认可达到规定的运行工况及稳定性 (按 3.4.6.1的要求 ²检查仪表²证实可否达到目标不确定度²参与试验的员工熟悉规定的装备、试验仪表和试验步骤在预备试验之后,只要所有试验条件均满足,且如果参与试验各方均同意,就可 宣布试验正式开始。3.4.6 试验中的运行方式3.4.6.1 试验工况的稳定性在每组试验前,设备必须运行足够长的时间以建立稳定的运行工况。稳定运行通 常是指所有的输入、输出量以及所有的内部参数不随时间变化。本作业指导书将稳定 运行规定为系统处于热量平衡与化学平衡下的运行工况。热量平衡的标准是,在整个试验期间,储存于锅炉系统内的热量没有发生改变。 能量储存于水和蒸汽中,以及金属、耐火材