燃煤电厂电锅炉蓄热灵活性改造性能试验

ICS27.100K51备案号：53939-2016准T/CEC***—201*燃煤电厂电锅炉蓄热灵活性改造性能试验方法Performancetestmethodofflexibilitytransformationbyelectricboilerforcoal-firedpowerplants2018-**-**发布 2018-**-**实施中国电力企业联合会发布

目次TOC\o"1-1"\h\z\u前言 燃煤电厂电锅炉蓄热灵活性改造性能试验方法1范围本标准规定了燃煤电厂蓄热式电锅炉改造性能试验（包括验收试验和常规试验）方法。本标准适用于常规火电机组进行电锅炉蓄热改造后的设备性能试验，适用于电极式、固体蓄热式电锅炉等，电锅炉的额定电压为3kV~110kV，额定功率不小于20MW，以区别于普通电热设备。试验结果可用于改造后设备性能参数的考核，也可用于机组灵活性改造效果的考评。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献，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/T17357设备及管道绝热层表面热损失现场测定表面温度法GB/T16839.1热电偶第1部分：分度表GB/T16839.2热电偶第2部分：允差GB/T4272-2008设备及管道绝热技术通则GB/T8174-2008设备及管道绝热效果的测试与评价GB50185工业设备及管道绝热工程施工质量验收规范GB/T2900.23-2008电工术语工业电热设备GB/T50063-2017电力装置电测量仪表装置设计规范GB50150-2016电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB/T16927.1高电压试验技术第一部分：一般试验要求GB/T16927.2高电压试验技术第二部分：测量系统GB/T10066.1-2004电热设备的试验方法第1部分：通用部分GB/T10066.4-2004电热设备的试验方法第4部分：间接电阻炉DL/T474.1现场绝缘试验实施导则第1部分：绝缘电阻、吸收比和极化指数试验DL/T474.4现场绝缘试验实施导则第4部分：交流耐压试验3符号、术语和定义GB/T16927、DL/T474、GB/T10174界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1蓄热式电锅炉系统heat-storedelectricboiler以电加热锅炉为主设备，通过电加热元件加热并存储热量的系统。3.2额定电压ratedvoltage电锅炉设计时规定并在铭牌上标出的接在加热元件上的电压。3.3工作电压workingvoltage对于配备调压器或变压器等的电锅炉，是在设计时规定的接在加热元件或电极（对电极锅炉）上的电压，通常是一个电压范围或几档电压。3.4额定功率ratedpower电锅炉设计时规定在铭牌上标出的输入功率。3.5工作温度workingtemperature电锅炉设计时规定的正产使用温度，通常是一个温度范围，在此温度范围内电锅炉应能满足所规定的炉温均匀度要求，工作温度的上限称最高工作温度。3.6吸热介质heatstoragemedium吸热介质是指在电锅炉系统中间接或者直接吸收电锅炉的电热量的物质，直接介质为固体蓄热砖（固体蓄热炉）或盐液（电极锅炉），间接介质一般为水（热网循环水或其他）。3.7蓄热系统连续运行时间continuousoperatingtimeofheatstoragesystem在一定初始条件下，蓄热系统从开始蓄（放）热至蓄（放）热过程结束所需要的时间。3.8蓄（放）热量heatstorage(release)capacity在连续运行时间内蓄（放）热功率随时间的累积量（MWh）。3.9表面温度计surfacethermometer以热电偶或其他类型温度传感器作为敏感元件，用于测量表面温度的测温仪表。如热电偶式表面温度计、电阻式表面温度计。3.10符号表1中所列符号及单位适用于本文件。表1符号和单位符号

意义单位英文中文电锅炉额定功率kW千瓦电锅炉启动前厂内关口表后测量功率kW千瓦电锅炉启动后厂内关口表后测量功率kW千瓦试验开始时间s秒试验结束时间s秒设备最大调峰时长h小时在电压U时测得的最大调峰时长h小时换算后的散热损失W/m2瓦每平方米测试的散热损失W/m2瓦每平方米设备的保温结构运行期的平均外表面温度K开尔文设备的保温结构外表面温度K开尔文当地年平均环境温度K开尔文测试时的环境温度K开尔文4测量技术与测量仪表4.1通则GB/T8117.2-2008、GB/T10174-2015的部分条款通过引用成为本部分的条款。4.1.1测量仪表符合下列任何一类或几类的仪表均允许在试验中使用：a）经法定主管机构校验过的测量仪表；b）以法定主管机构校验过的测量仪表为基准，做了对比校验的测量仪表；c）准确度已知的标准测量仪表；d）准确度已知，合同双方同意使用的其他仪表。如果使用变送器，则变送器应具有合适的量程，并证明具有与常规仪表同等的准确度。可使用自动修正和记录测量值的数据采集装置，该装置也可用于随后的数据处理，但事先要对装置运转的可靠性和正确性进行检查或验证。4.1.2测量的不确定度试验结果的不确定度取决于所有测量误差的综合影响。单个测量的不确定度的大小应根据其读数对试验结果的影响而合理选择。试验结果的不确定度可参照相关计算规则，由各个测量值的不确定度来计算。4.1.3仪表的检验需要校验的仪表应在试验前校验，各方在试验前都应得到校验证书，试验后重校的仪表应由各方商定。4.1.4替代仪表如果试验有关各方同意且能证明使用这些仪表系统能够达到本标准所要求的准确度，则一些先进的仪表系统，如采用电子装置或质量流量技术，可替代本标准中强制性的仪表。如果电锅炉蓄热设备配置的电测量仪表装置符合《GB/T50063-2017电力装置电测量仪表装置设计规范》的要求，电气参数可通过电锅炉设备测量仪表直接读取。4.2电气参数测量电气参数包括电流、电压、功率、频率、电能等参数。指针式仪表的准确度不应低于1.5级，数字式仪表的准确度不应低于0.5级。测量仪表宜选用数字式仪表进行测量。指针式测量仪表测量范围宜保证电力设备额定值指示在仪表标度尺的2/3处。中性点有效接地系统的电压应测量三个线电压，对只装有单相电压互感器接线或电压互感器采用VV接线的主母线、变压器回路可只测量单相电压或一个线电压；中性点非有效接地系统的电压测量可测量一个线电压。电流参数应测量电蓄热锅炉设备三相交流回路的电流。功率测量装置的接线方式应根据电蓄热锅炉系统中性点接地方式选择。中性点有效接地系统功率测量装置应采用三相四线的接线方式；中性点不接地系统的功率测量装置宜采用三相三线的接线方式；经电阻或消弧线圈等接地的非有效接地系统功率测量装置宜采用三相四线的接线方式。电能测量装置的接线方式同功率测量装置。如果三相负荷不对称度大于10%，应采用三相四线的接线方式。频率测量范围应为45Hz~55Hz，准确度不应低于0.2级。4.3温度测量4.3.1基本原则温度测点应尽可能靠近确定焓值所相应的压力测点。凡是对试验结果有影响的温度测点，应采用紧挨一起的两个不同测点处进行测量，并应取两者读数的平均值作为流体的温度值。如果怀疑某一管内或设备内流束的温度分布不均匀，而其加权平均值对试验结果有影响，则应用测温器沿管径查明温度分布，同时各方应就取得平均值的办法达成一致意见。4.3.2仪表使用校验过的热电偶，其不确定度应满足±1℃；使用校验过的热电阻，其不确定度应满足±0.2℃。对于蓄热设备的温度测量，考虑到其体积较大，如果蓄热设备本身设有温度测点且其位置、精度满足试验要求，可使用原有仪表进行测量；如果已有温度测点位置合理但是仪表精度不满足试验要求，可使用满足要求的仪表替代原有仪表。5试验要求采用本标准对燃煤电厂电锅炉蓄热灵活性改造性能进行试验前，应使系统中所有安装的设备及装置处于正常工作状态，包括所有的控制元件、控制程序。采用本标准进行测试试验之前，电蓄热锅炉应至少完成5次或以上的完整调峰循环，使得相应的蓄热体也达到完全的蓄（放）热状态，同时不少于设备厂家建议的循环工作次数，以保证系统的初始测试状态可代表其正常的运行状态。测量仪器应满足第4章的要求。5.1测点布置a）应正确地、有代表性地反映被测参数；b）应符合测试仪器、仪表的使用条件；c）必须满足测试方法的原理要求和测量准确度的要求。5.2所需资料在按本标准进行测试前，相关主管部门应确定以下资料：a）整个电锅炉蓄热系统的设计参数以及流程图，包括：所有主要部件以及连接管线，流体流量、温度和压力测点的位置及数量，系统控制方式，系统边界等；b）在设计工况下，设备厂家对额定出力的保证值；c）在设计工况下，设备厂家对最大蓄热时长的保证值；d）供暖季内为有效保证供热负荷，汽轮机组的最低供电负荷。6试验内容及方法6.1额定出力性能试验测试电锅炉运行对机组上网电功率的影响值，即电锅炉本体的额定功率是否达到设计值。测量方法：采用功率表计量上网电功率变化利用功率表对电锅炉功率进行直接测量得出，也可在保证机组运行参数稳定的情况下，启动电锅炉，测量厂内电量关口表后的功率变化量。若实际出力低于额定出力时，对实际出力进行测量、记录。6.2电锅炉蓄热时长试验对于电锅炉蓄热体从设计温度的下限开始蓄热且不参与放热的情况下，测量电锅炉在额定功率工作时，蓄热系统可实现的最大升温时长（蓄热时长），即调峰时长。蓄热系统连续运行时间测试方法：电锅炉在蓄热体最低设计温度点开始启动，其中蓄热体的温度取为当前系统温度测点的平均值，至温度达到蓄热系统设计最高点，结束蓄热并记录累计蓄热时间。6.3电锅炉放热时长试验对于电锅炉蓄热体从设计温度的上限开始放热且不参与蓄热的情况下，测量电锅炉在额定工况以及非额定工况工作时，蓄热系统可实现的最大放热时长。蓄热系统连续运行时间测试方法：电锅炉在蓄热体最高设计温度点开始启动，其中蓄热体的温度取为当前系统温度测点的最低值，至温度达到蓄热系统设计最高点，结束蓄热并记录累计蓄热时间。电锅炉在蓄热体最低设计温度点开始启动，至温度达到设计最高点，结束蓄热并记录累计蓄热时间。6.4保温特性测量蓄热系统处于不同的工作工况点时，对其保温特性进行测量，选择多点测量，分别进行计算后，作为测量结果。蓄热系统保温特性测试方法：对于较为方便地进行传感器布置且精度要求较高的点，宜采用表面温度计法：将热电偶式或热电阻式等表面温度计的传感器与被测绝热结构外表面接触以测量其外表面温度。在测量时根据仪表的特性和不同的绝热结构外表面进行测点处理和读数修正。对于测点布置不方便，且精度要求相对较低时，宜采用可反映被测保温结构外表面温度分布分析结果的红外热像法：用红外热像仪对被测保温结构外表面进行扫描，反映出保温结构外表温度分布的方法。6.5绝缘电阻测量测量电蓄热锅炉的绝缘电阻，应符合下列规定：（1）测量在电蓄热锅炉设备与供电电网断开的情况下进行，并且仅对与电网直接连接的带电部分进行测量；（2）应采用2500V兆欧表测量电蓄热锅炉绝缘电阻值；（3）兆欧表应分别接在电蓄热锅炉设备正常工作时带电的两个不同带电体之间，以及各带电体与所有外露的金属结构件之间，后者应连接在一起并接地；（4）66kV及以下电压等级的固体电蓄热锅炉的绝缘电阻值不应低于500MΩ，10kV及以下电压等级的电极式电蓄热锅炉的绝缘电阻值不应低于1MΩ。6.6绝缘耐压试验电蓄热锅炉的交流耐压试验，应符合下列规定：（1）在交流耐压试验前，应进行绝缘电阻的测量，合格后再进行耐压试验；（2）可采用串联谐振试验装置产生高压进行交流耐压试验，试验设备通常有试验变压器、调压设备、过流保护装置、电压测量装置、保护球间隙、保护电阻及控制装置等；（3）交流耐压试验时加至试验标准后的持续时间为60s。升压必须从零（或接近于零）开始，切不可冲击合闸。升压速度在75%试验电压以前，可以是任意的，自75%电压开始应均匀升压，均为每秒2%试验电压的速率升压。耐压试验后，迅速均匀降压到零（或接近于零），然后切断电源；（4）试验中，如无破坏性放电发生，则认为通过耐压试验；（5）工频耐压试验电压可参照支柱绝缘子的交接试验电压，如下表所示。表2电蓄热锅炉短时（1min）工频耐受电压（有效值，kV）额定电压最高工作电压1min工频耐受电压33.62067.2261012341517.5462024543540.5806672.51321101262126.7冷态直流电阻测量测量电蓄热锅炉导电回路冷态直流电阻，应符合下列规定：（1）用直流电桥或数字欧姆表测量，准确度不低于1.5级；（2）单相接线时测量总电阻，三相接线时测量并计算各相的电阻；（3）三相回路直流电阻值不应大于三相平均值的±5%；（4）直流电阻与同温度下产品出厂值比较相应变化不应大于±5%。7数据处理7.1额定出力性能试验测试电锅炉运行对机组上网电功率的影响值，即电锅炉本体的额定功率是否达到设计值的数据处理方法如下式所示。式中：-额定功率，单位为千瓦（kW）；-电锅炉启动前厂内关口表后测量功率，单位为千瓦（kW）；-电锅炉启动后厂内关口表后测量功率，单位为千瓦（kW）。7.2电锅炉蓄热时长试验若运行过程中由于电压波动引起的电功率偏离额定功率而影响蓄热的时长变化可利用下式进行折算。式中：-设备最大调峰时长，单位为小时（h）；-在电压U（与Un偏差不超过±5%）时测得的最大调峰时长，单位为小时（h）；-额定电压，单位为伏特（V）；-调峰时长试验时的电压，单位为伏特（V）。7.3保温特性测量蓄热设备保温结构的表面温度和散热损失按照表面积加权平均值的方法处理，当用表面温度法测试散热损失时，可从平均表面温度计算出表面散热损失量。对于当季或全年运行的蓄热设备，应将测试结果换算成当季（当年）平均温度条件下的相应值，可按照下式计算。式中：-换算后的散热损失，单位为瓦每平方米（W/m2）；-测试的散热损失，单位为瓦每平方米（W/m2）；-设备的保温结构运行期的平均外表面温度，单位为开尔文（K）；-设备的保温结构外表面温度，单位为开尔文（K）；-当地年平均环境温度，单位为开尔文（K）；-试时的环境温度，单位为开尔文（K）。8试验报告试验报告应包括以下内容：1、电锅炉额定出力、绝缘电阻、直流电阻、保温特性、电锅炉调峰时长