槽式太阳能光热发电站集热系统性能试验规程

ICSFORMTEXT27.160FORMTEXTF12T/CECT/CECXXXX—2019FORMTEXT槽式太阳能热发电站集热场性能试验规程FORMTEXTCodeofsolarfieldperformancetestforparabolictroughsolarthermalpowerplant（征求意见稿）XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施中国电力企业联合会   发布T/CECXXXX—2019I目  次TOC\o"1-2"\h\z\u前言 错误！未定义书签。1范围 12规范性引用文件 13术语和符号 14基本规定 35试验仪器 36试验准备 67试验步骤 78试验结果处理 8附录A集热场性能试验测点布置图 10附录B试验设备清单 11附录C试验设备清单 12附录D试验报告 13槽式太阳能光热发电站集热场性能试验规程范围本文件规定了槽式太阳能光热发电站进行集热场集热功率、集热效率试验的设备、试验准备、试验步骤、试验结果处理。本文件适用于槽式太阳能光热发电站集热场性能试验，其它的槽式太阳能光热发电站集热场性能试验可参照执行。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T16839.1热电偶第一部分：分度表GB/T16839.2热电偶第二部分：允差GB/T17357设备及管道绝热层表面热损失现场测定表面温差法GB/T33698太阳能资源测量直接辐射GB/T33234光热发电玻璃反射镜反射比测试方法DL5190.4电力建设施工技术规范第四部分：热工仪表及测试装置术语和符号下列术语和定义适用于本文件。术语和定义3.1.1集热器采光口平面collectorapertureplane垂直于集热器横截面的平面，太阳能集热器开口区域在该平面上。3.1.2集热器净开口面积collectornetaperturearea太阳能集热器反射/折射组件开口面的垂直投影面积。注：在线聚焦太阳能系统中，它是这个表面加上钢管的垂直投影在收集器的开口上不重叠的部分，假设吸收器在太阳方向侧吸收辐射。3.1.3集热器采光口宽度collectorapertureplanewidth采光口平面上反射镜边部之间的宽度。3.1.4集热器采光口长度collectorapertureplanelength采光口平面上反射镜端部之间的长度。3.1.5入射角incidenceangle太阳入射光线与抛物面槽式集热器采光口平面法向之间的夹角（当光线与采光口平面垂直时入射角为0°）。3.1.6总温升totaltemperaturerise总温升是指集热场早晨开始升温时出口温度减去环境温度与当日集热场出口最高温度减去环境温度的差值。3.1.7系统时间常数systemtimeconstant系统时间常数为集热场出口温度升高总温升的63.2%所需的时间。符号下列符号适用于本文件。本文件中所采用的立方米（m3），除了特殊说明外，均为标准状态。表1符号一览表符号含义单位ANI采光口垂直辐照度W/m2DNI法向直接辐照度W/m2A集热场采光口面积m2cp导热油比热J/kg∙km导热油（HTF）质量流量kg/sＰ光热功率W∆T集热场入口导热油和出口导热油温差℃T流量测点当地温度℃T导热油平均温度℃ω太阳时角°V导热油体积流量m3/sƞ热效率%ρ密度kg/m3θ太阳入射角°基本规定槽式太阳能光热发电站集热场性能试验可以集热场和一个回路为对象进行试验，试验主要包括集热功率试验、集热效率试验。槽式太阳能光热发电站集热场性能试验可采用长期试验、短期试验。槽式太阳能光热发电站集热场相关试验宜在正常运行后进行。试验期间法向直接辐照度最大值不宜小于600W/m2。试验时集热器的导热介质流量、温度不得超出集热器安全运行允许范围。本文件适用于以下两种主要的试验类型：a)第一类试验—短时间稳态热功率试验—在晴朗天气条件下短时间内（在此期间存在热平衡和稳定稳态条件）测量太阳能系统热功率输出和热效率。b)第二类试验—多天连续能量试验，收集连续天数的热能输出。晴朗天气和略微多云天气都可接受。此外，对于日常启动、正常运行和关闭等项目，应遵守太阳能系统的功能。试验仪器5.1温度计导热介质温度测量可采用电阻温度计、热电偶，量程精度符合IEC60751A级要求。5.2流量计5.2.1流量计可采用超声波流量计、涡街流量计，流量计精度要求见表2表2流量计精度要求名称测量对象精度要求超声波流量计导热介质、熔融盐1.0级或以上涡街流量计导热介质1.0级或以上5.2.2超声波管道流量计准确度等级要求见表3。表3超声波流量计准确度准确度等级1.0基本误差（E）%≤0.1≤0.2≤0.5≤1.0重复性%≤0.05≤0.1≤0.3≤管道式涡街流量计准确度等级见表4表4管道式涡街流量计准确度准确度等级0.51.0最大允许误差qt<q<qmax±0.5%±1.0%qmin<q<qt±1.0%±2.0%注：最大流量qmax，最小流量qmin，分界流量qt，qt对应的流量为0.2qmax5.3辐照度仪法向直接辐照度仪精度见表5。表5太阳直接辐射表精度引用号规范说明总日射表种类副基准一级二级1响应时间：95%响应<10s（1s）<20s（1s）<30s（1s）2零漂移：对200W·m-2净热辐射的响应（通风）对环境温度发生5K·h-1变化的响应+7W·m-2（2W·m-2）±2W·m-2（0.5W·m-2）+15W·m-2（2W·m-2）±4W·m-2（0.5W·m-2）+30W·m-2（3W·m-2）±8W·m-2（1W·m-2）3a非线性：响应度的年变化±0.8%（0.25%）±1.5%（0.25%）±3%（0.5%）3b非线性：由辐照度在100W·m-2在至1000W·m-2内变化引起的响应度与500W·m-2辐照度产生的响应度百分比偏差±0.5%（0.2%）±1%（0.2%）±3%（0.5%）3c方向性响应（对光束状辐射）：从任意方向测量一束辐射（其法向辐照度为1000W·m-2），假设在其它方向上该表对辐照的响应与垂直辐射方向上的响应相同，所造成的误差范围±10W·m-2（4W·m-2）±20W·m-2（5W·m-2）±30W·m-23d光谱选择性：0.35μm-1.5μm波长内相对于平均光谱吸收和平均光谱透过率的百分比偏差±3%±5%±10%3e温度响应：由环境温度变化（50K以内）引起的百分比偏差±3%±3%±3%3f倾斜响应：在1000W·m-2辐照度下，总辐射表倾角由0度（水平）向90度变化引起的响应与0度时的响应百分比偏差±3%±3%±3%5.4风速仪5.4.1机械式风速仪适用于时距≥1min的平均风速测量，技术指标见表6。表6风速测量技术指标风速技术指标测量范围≥0~20m/s启动风速≤0.8m/s测量精度≤±(0.3+0.03v)m/s(v：指示风速)分辨率≤0.1m/s风向技术指标Winddirection测量范围0°~360°（16个方位）启动风速≤1m/s精度±1/2方位5.4.2热电式风速仪量程0.1m/s~10m/s、精度≤±5%、分辨率≤0.1m/s，环境温度0.0℃~50.0℃。.5.4.3超声波风速仪量程0~30m/s、精度≤±3%、分辨力≤0.1m/s风向测量范围0°~360°、精度≤±2°、分辨率≤1°。5.5镜面反射率测量仪Specularreflectometer测量准确度应在±1%以内，测量重复性应在±0.5%以内。反射率测量仪器应符合GB/T33234要求。5.6压力变送器压力变送器，精度等级0.25%5.7地理坐标测量仪器地理坐标测量仪器精度见表7。表7地理地坐标测量等级线性分辨率（准确度）十进制度数六十进制度数100km11°1km0.0130″5.8干球温度与相对湿度测量5.8.1机械通风干湿表（温湿度计）、电动通风干湿表（温湿度计），技术要求见表8。表8干球温度和湿度测量指标要求项目机械通风干湿表电动通风干湿表温度刻度≤0.2℃≤0.2℃温度精度±1℃±1℃测量范围10%RH~100%RH10%RH~100%RH湿度精度±5%±5%5.8.2电阻式或电容式湿度传感器中、低湿段(10RH~70%RH)精度±3%，全湿程(0-100%RH)精度，且指定温度下(25℃)精度±2%。试验准备试验前，系统应具备以下条件：集热管、反射镜进行清洗。集热场入口温度达到设计值。测点布置应符合下列要求：6.2.1在集热场、回路进、出口母管、靠近截止阀位置安装流量计、温度计，并采取保温措施，测量时信号导线不应与电源线并行布置，具体安装位置参见附录A。流量测量位置选择在太阳场进口处，测量截面前、后直管段长度要求推荐值见表9。流量计应水平或垂直（液体的流向为自上而下）在与其公称通径相应的管道上同轴安装，直管段范围内不应有阀门或旁通管，上游侧不应设置流量调节阀。表9不同类型直管段推荐值上游管道形式上游直管段长度下游直管段长度同心收缩全开闸阀fully≥15D≥5D一个90°弯头≥20D同一平面两个90°弯头≥25D不同平面两个90°弯头≥40D6.2.2根据集热场规模设置测光站，测光站应均匀布置，仪器感应面不应被四周障碍物遮挡，不应靠近浅色墙面或其他易反射阳光的物体，且不应暴露在人工辐射源之下。测光站数量宜符合表10要求。表10测光站推荐布置数量测光站数量电站容量MW2-310-503-450-1004-5100-200测量采光口宽度尺寸6.3.1测量集热器端部和中部采光口宽度尺寸，并取平均值。测量精度为1mm。6.3.2测量反射镜凸面的曲边边部4个点，精度为0.01mm，取算术平均值，数值修约至2位小数，厚度测量值与公称尺寸之差即为厚度偏差。镜面反射率测量6.4.1太阳场每20条回路选取1个镜面反射率测点，反射率取各测点的平均值。6.4.2反射率测量仪器仪器满足GB/T33234镜面反射比测量要求或者采用便携式镜面反射率测量仪器。环境温度、湿度6.5.1测点设置在集热场内室外环境，且避免阳光照射。6.5.2测点距离地面0.8m-1.6m，距离热源大于0.5m。试验步骤将流量设置到稳定状态，连续测量进出口温度、流量、压力。同时测量法向直接辐照量。同时测量环境温度、湿度、风力等量。试验时间在真太阳时上午9点与下午3点之间。每次试验时间应大于10分钟记录DNI、ANI、出入口导热介质流速、温度、压力，参数采集时间间隔应满足表11要求。表11参数测量时间间隔测量对象测量时间间隔导热介质质量流量、压力、温度≤10s环境风速、风向、温度、湿度≤1minDNI≤10s反射镜反射率试验前后各测量一次集热场运行状况与规定条件的任何偏离和试验期间的调整，均应做好记录，并注明发生的时间和见证人。记录试验采用仪器，记录格式参见附录A。试验数据宜采用数据采集系统记录，记录格式参见附录B。试验结果处理试验工况和试验数据的选取8.1.1选取输入输出平稳、相关性高的运行参数数据，参数允许波动范围见表12.表12集热场试验期间运行参数允许波动范围参数单位允许波动范围（测量平均值）导热介质体积流量m3/s±1%ANIW/m2±1%集热场入口温度℃±0.5%集热场出口温度℃±0.5%镜面反射比%±2%8.1.2测量仪器可在试验后进行复校，发现异常则应对所测数据进行修正或舍弃所测数据。出现下列情况之一时，该试验数据应作废：导热介质质量流量超出规定的变化范围；集热场出入口温度超出规定的变化范围；DNI超出规定的变化范围；某一个主要测量项目的试验数据有1/3以上出现异常或矛盾。导热介质热物性计算8.2.1导热介质密度计算见式（1）：(1)式中，T——导热介质温度，K。8.2.2导热介质比热计算见式（2）：(2)式中a、b、c、d、e、f、g值根据导热介质特性确定。集热功率计算集热场热功率可通过式（3）计算：P=m(式中：P——集热场热功率，kW;m——导热介质（HTF）质量流量,kg/s；cp,out——导热介质出口定压比热容，kJ/(kg·K)cp,in——导热介质入口定压比热容，kJ/(kg·K)Tout——导热介质出口温度，KTin——导热介质入口温度，K集热效率计算基于采光口垂直辐照度（ANI）的集热场集热效率采用式（4）计算： (4)式中：η——热效率，%；θ——试验过程中的平均太阳入射角，单位：o；A——试验过程中跟踪模式下的集热场采光口面积，m2，由集热器采光口长度和宽度乘积获得。试验报告试验完成后应提交报告，报告格式参见附录D.

（规范性）集热场性能试验测点布置图图1集热场性能试验测点布置图（资料性）试验设备清单原始记录编号：第页/共页检测依据试验项目试验工况序号仪器名称仪器型号仪器精度检定日期大气压力（kPa）环境温度（℃）环境相对湿度（%）校核人员/日期：

（资料性）试验设备清单试验记录表项目名称：测量纬度：试验日期：测量经度：试验地点：集热器轴布置方式：试验时间进口温度（℃）出口温度（℃）环境温度（℃）直接太阳辐照度（W/m2）体积流量（m3/h）镜场面积（m2）修正温升（℃）平均温度（℃）流体密度（kg/m3）修正直接辐照度（W/m2）比热容（kJ/kg*k）有用功率（W）集热效率（%）

（资料性）试验报告D.1试验背景包括试验原因、试验的性质（鉴定、验收试验还是常规试验）、试验委托单位、试验负责单位、试验参加单位、试验总体时间等。D.2集热场主辅设备集热场简介、主辅设备技术参数、传热介质特性、运行情况及必要的图表。D.3试验目的试验目的重在检验太阳能集热场性能指标并作出评价，可用于系统性能鉴定、验收等。D.3试验内容包括试验项目、项目保证值或者设计值及保证条件。D.3测试项目、仪器设备、测点布置和测试方法包括根据确定的测试项目、使用的仪器设备及检定（校准）单位、传热介质化验指定的实验室、量值溯源程序、测点位置、测点数量、必要的测点安装图、取样测试方法及取样测试频率等。D.4试验数据整理包括记录测量的集热场运行参数、气象数据、测试结果和计算结果。D.5试验结果分析根据试验结果、试验内容、与设计或保证值进行比较和分析，试验误差分析，并对测试过程中遇到的问题加以说明。D.6结论根据试验结果对集热场相关性能指标作出评价。D.6附件包括所有记录结果，必