HYT 245-2018 海水淡化装置能量消耗测试方法

海水淡化装置能量消耗测试方法2018-07-09发布中华人民共和国自然资源部发布I 2规范性引用文件 3术语和定义 4要求 25测试方法与计算 46测试报告 6附录A(规范性附录)低温多效蒸馏和反渗透海水淡化装置的稳定性测试 8附录B(规范性附录)海水淡化装置能耗测试报告及数据记录表 Ⅲ本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由中华人民共和国自然资源部提出。本标准由全国海洋标准化技术委员会(SAC/TC283)归口。本标准起草单位：国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所、青岛华欧海水淡化有限责任公司。1海水淡化装置能量消耗测试方法1范围本标准规定了低温多效蒸馏和反渗透海水淡化装置能量消耗测试的要求、方法及计算。本标准适用于低温多效蒸馏和反渗透海水淡化装置的能量消耗测试，其他类型海水淡化装置能耗测试可参照使用。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T5750.2生活饮用水标准检验方法水样的采集和保存GB17167用能单位能源计量器具配备和管理通则GB17323瓶装饮用纯净水3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。海水淡化装置seawaterdesalinationplant构成整个海水淡化生产工艺及设备单元的系统总称。由蒸发器、冷凝器、抽真空设备、水泵、仪表、机架及管阀件等构成的用于海水脱盐生产淡水的系统设备。反渗透主机mainunitofreverseosmosisdesalination由反渗透膜组件、水泵、能量回收装置、仪表、机架以及管阀件等构成的用于海水脱盐生产淡水的系统设备。能量消耗energyconsumption海水淡化装置生产过程中所消耗的能量。单位时间主机耗电量mainbodypowerconsumption单位时间内低温多效蒸馏主机或反渗透主机生产产品水所消耗的电量。2单位时间内海水淡化装置生产产品水所消耗的总电量，即低温多效蒸馏主机或反渗透主机电耗和辅助系统电耗之和。吨水主机耗电量mainbodypowerconsumptionofpertonproductwater低温多效蒸馏或反渗透主机生产每吨产品水的耗电量。海水淡化装置生产每吨产品水的耗电量。吨水耗汽steamconsumptionofper单位时间内加热蒸汽质量与产品水质量之比(无量纲)。4要求4.1仪器仪表4.1.1测量仪表应符合GB17167的要求，经法定计量机构检定合格且在有效使用期内。4.1.2测量仪表的全量程应是被测数值最大值的1.5倍～2倍。4.1.3温度仪表的准确度等级不应低于1.5级或分度值不大于0.2℃。4.1.4流量仪表的准确度等级不应低于1.5级。4.1.5压力仪表的准确度等级不应低于1.6级。4.1.6电流、电压仪表的准确度等级不应低于1.0级。4.1.7功率因数仪表的准确度等级不应低于1.5级。4.1.8交流功率仪表的准确度等级不应低于1.5级。4.1.9电导率仪表的准确度等级不应低于1.0级。4.1.10测试时间秒表的准确度不应低于±0.1s。4.2.1应确定海水淡化装置处于正常运行状态。4.2.2同类型的多台海水淡化装置应选择有代表性的装置和台数进行测试。4.2.3应收集与测试有关的基础资料，包括被测装置的工艺流程、主要运行参数、额定生产能力、当前4.2.4应在海水淡化装置运行工况稳定后进行测试。低温多效蒸馏和反渗透海水淡化装置的稳定性测试步骤及判断方法见附录A。4.2.5应结合具体情况制定测试方案，测试方案应包括如下内容：a)测试任务和要求；b)测试项目；3c)测点布置和仪表选择；d)人员组织与分工；e)测试进度安排等。4.2.6宜进行预备性测试，检查测试仪器是否正常工作，熟悉测试操作程序，提高相互配合程度。4.2.7除需化验分析的项目外，应确保同一测试单元的测试项目同步测量。4.3测试范围4.3.1低温多效蒸馏主机的耗电设备测试范围如下：a)将海水输送到主机的水泵(如海水进料泵、冷却水进料泵等);b)将产品水、浓盐水、冷却水和其他物料输出主机的水泵；c)完成主机内部物料输送的水泵(如效间泵、消除过热泵等);d)保持装置本体负压工况的设备(如蒸汽喷射真空泵、水环真空泵等);e)接受外部输入装置加热蒸汽的设备(如蒸汽热压缩装置、蒸汽喷射真空泵等)。4.3.2反渗透主机的耗电设备测试范围如下：a)对于采用功交换式能量回收装置的系统，应包括海水增压泵、高压泵和能量回收提升泵；b)对于采用水力涡轮式能量回收装置的系统，应包括海水增压泵和高压泵；c)对于采用能量回收高压泵一体机或未采用能量回收装置的系统，应包括海水增压泵和高压泵。4.3.3海水淡化装置辅助系统的耗电设备测试范围如下：a)完成原海水取水、预处理(混凝沉淀、过滤、超滤和微滤等)、产品水后处理、产品水输送(至淡化水池或水箱)、浓盐水排放等工艺泵和上述工艺流程涉及的加药系统；b)为装置生产服务的加药系统、清洗/冲洗系统(包含其涉及的加药设备)、海水预热、管路伴热、空气压缩、仪表及控制系统等辅助系统设施；c)不应包括装置照明、检修、暖通和消防等附属系统。4.3.4测试范围应在测试报告中详细说明，必要时宜附工艺流程图。4.4测试项目4.4.1应根据被测装置的工艺流程、能耗种类以及测试任务和目的，确定低温多效蒸馏和反渗透海水淡化装置的能耗测试项目。4.4.2低温多效蒸馏海水淡化装置的测试项目如下：a)单位时间主机耗电量；b)单位时间综合耗电量；c)产品水流量、电导率；d)原海水温度；e)加热蒸汽流量。4.4.3反渗透海水淡化装置的测试项目如下：a)单位时间主机耗电量；b)单位时间综合耗电量；c)产品水流量、电导率；d)原海水温度。4.5测试步骤4.5.1按4.2.2要求选择有代表性的装置和台数。4.5.2按4.2.3要求收集与测试有关的基础资料。44.6.1每组测试间隔1h,每间隔10min～15min记录1次读数，连续测量3次，3次所测数据的平均多效蒸馏海水淡化装置能耗测试数据记录到表B.4。电压的不平衡度应不大于5%。终结果记录到附录B表格。反渗透海水淡化装置能耗测试数据记录到表B.3,低温多效蒸馏海水淡化b)单台设备的运行功率计算见式(1): (3)5式中：W——单位时间综合耗电量，单位为千瓦时每小时(kW·h/h);W+——每组测试结束时有功电量表读数，单位为千瓦时(kW·h);W_——每组测试开始时有功电量表读数，单位为千瓦时(kW·h);t——每组测试累计时间，单位为秒(s)。5.1.3产品水流量的测量读取安装在主机末端产品水出口管路上的流量计的显示值。对于低温多效蒸馏海水淡化装置且首效冷凝水单独排出，应同时读取安装在首效冷凝水出口管路上的流量计的显示值。未安装上述流量计的海水淡化装置，可用超声波流量计进行测量。5.1.4产品水电导率的测量读取安装在主机末端产品水出口管路上的在线电导率仪的显示值。也可按GB/T5750.2的规定采集产品水水样，按照GB17323规定的方法检测产品水水样的电导率。5.1.5原海水温度的测量读取安装在进入主机原海水管路上的温度仪表的显示值。未安装上述温度仪表的海水淡化装置，可用符合4.1要求的仪表进行测量。5.1.6加热蒸汽流量的测量读取安装在进入低温多效蒸馏主机加热蒸汽管路上具有温压补偿功能的流量积算仪的显示值。未安装上述流量积算仪的海水淡化装置，加热蒸汽流量的测量及计算过程如下：a)读取安装在低温多效蒸馏主机加热蒸汽管路上的蒸汽流量、蒸汽压力和蒸汽温度；b)根据读取的蒸汽压力和蒸汽温度，查阅饱和水蒸气物性参数表，加热蒸汽质量流量的计算见式(4):Q₄——节流元件测得质量流量，单位为吨每小时(t/h);p。——工况压力和温度下的水蒸气密度，单位为千克每立方米(kg/m³);p——设计压力和温度下的水蒸气密度，单位为千克每立方米(kg/m³)。5.2低温多效蒸馏海水淡化装置能耗计算方法5.2.1产品水流量的计算产品水流量计算如下：a)若装置带有蒸汽热压缩设备且首效冷凝水单独排出，则产品水流量计算见式(5): (5)b)若装置不带有蒸汽热压缩设备且首效冷凝水单独排出，则产品水流量计算见式(6): (6)c)若装置的首效冷凝水与其余各效蒸发器所产淡水混合排出，则产品水流量计算见式(7): (7)6式中：Emp=P/Q (8)Rs=Q₃/Q…式中： (11) (12) (13)7b)测试地点(或被测单位);c)测试日期；d)测试单位。根据具体测试及计算情况填写测试报告正文(见表B.2)。测试原始数据、测试报告应由测试单位存档备查。8(规范性附录)低温多效蒸馏和反渗透海水淡化装置的稳定性测试A.1在能量消耗测试前，海水淡化装置应保持稳定运行工况。低温多效蒸馏和反渗透海水淡化装置稳定运行的判断方法如下：a)对于低温多效蒸馏海水淡化装置，在规定运行时间内，主机系统处于额定负荷时的加热蒸汽、原海水、产品水、浓盐水参数的波动幅度应小于5%,具体检测参数见表A.1。b)对于反渗透海水淡化装置，在规定运行时间内，主机系统处于额定负荷时的原海水、产品水、浓盐水参数的波动幅度应小于5%,具体检测参数见表A.1。A.2参数波动幅度的计算见式(A.1):式中：F——参数指标的波动幅度；D——所测试数据的测量值；D₄——测试完成后各组数据的平均值。A.3根据海水淡化装置的投产时间及运行情况，其稳定性测试如下：a)对于已投入运行的海水淡化装置，应检查运行记录表，若检测项均符合A.1规定的要求，则可直接进行能耗测试；b)对于新建或改造的海水淡化装置，应在满足连续运行时间不低于168h,且累计满负荷运行时间不低于72h后进行能耗测试。表A.1海水淡化装置稳定性测试数据表123值1456789温度/℃温度/℃流量/(t/h)电导率/(μS/cm)流量/(t/h)电导率/(μS/cm)流量/(t/h)电导率/(μS/cm)注：若被测对象为反渗透海水淡化装置，则加热蒸汽测试值为“—”。A.3.1在海水淡化装置以额定负荷运行的条件下，每间隔1h对其稳定性进行一组测试。测量时每间隔10min～15min记录1次数据、连续测量并记录3次，3次所测数据及其平均值记录于表A.1中。9A.3.2稳定性测试的组数可由供需双方协商后确定，最少测试组数应不少于3组，数据记录表格应根据实际测试组数自行增加。A.3.3按照式(A.1)计算出各组测试数据的波动幅度。A.3.4测试结束后，检验测试数据是否满足装置稳定运行的要求：a)各组数据的波动幅度均符合A.1的规定，则进行装置能耗测试。b)各组数据的波动幅度出现不符合A.1的规定，则需查明装置运行不稳定的原因，在排除故障后重新进行稳定性测试。连续3次波动幅度不符合A.1的规定，不应进行装置能耗测试。(规范性附录)海水淡化装置能耗测试报告及数据记录表B.1海水淡化装置的能耗测试报告封面格式见表B.1。表B.1海水淡化装置能耗测试报告封面测试地点(或被测单位)测试日期：××××年××月××日测试地点测试人员测试时间测试说明[一般包括：2.测试范围3.运行工况；4.装置建造及投运日期；