(高清版)GBT 40821-2021 太陽能熱發(fā)電站換熱系統(tǒng)檢測規(guī)范

太陽能熱發(fā)電站換熱系統(tǒng)檢測規(guī)范國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會I前言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4試驗(yàn)項(xiàng)目和要求 5測量內(nèi)容及儀表 6測量方法 7系統(tǒng)性能檢測試驗(yàn) 附錄A(資料性)換熱系統(tǒng)流程及主要測點(diǎn)布置示意圖 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國電力企業(yè)聯(lián)合會提出。本文件由全國太陽能光熱發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC565)歸口。本文件起草單位：機(jī)械工業(yè)北京電工技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所、哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司、哈爾濱電氣集團(tuán)有限公司、中國電器工業(yè)協(xié)會、中國能源建設(shè)集團(tuán)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司、中國電力工程顧問集團(tuán)西北電力設(shè)計(jì)院有限公司、中國能源建設(shè)集團(tuán)有限公司工程研究院、內(nèi)蒙古電力勘測設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司、常州龍騰光熱科技股份有限公司、中國長江三峽集團(tuán)有限公司、東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司、杭州鍋爐集團(tuán)股份有限公司、浙江大學(xué)。朱義凡。1太陽能熱發(fā)電站換熱系統(tǒng)檢測規(guī)范本文件規(guī)定了太陽能熱發(fā)電站換熱系統(tǒng)的性能測試通用方法。本文件適用于導(dǎo)熱油或熔融鹽作為傳熱介質(zhì)的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，熔融鹽作為儲熱介質(zhì)的油鹽換熱系統(tǒng)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T2624(所有部分)用安裝在圓形截面管道中的差壓裝置測量滿管流體流量GB/T12145火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量GB/T14416鍋爐蒸汽的采樣方法DL/T5182火力發(fā)電廠熱工自動化就地設(shè)備安裝、管路及電纜設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。輸入熱功率thermalpowerinput單位時間內(nèi)輸入到換熱系統(tǒng)邊界所有熱量的總和。單位時間內(nèi)從換熱系統(tǒng)邊界輸出的熱量總和。額定蒸發(fā)量ratedevaporation蒸汽發(fā)生系統(tǒng)在汽輪機(jī)額定工況設(shè)計(jì)參數(shù)下所產(chǎn)生的蒸發(fā)量。最大連續(xù)蒸發(fā)量maximumcontinuousevaporation蒸汽發(fā)生系統(tǒng)在汽輪機(jī)閥門全開工況參數(shù)下所產(chǎn)生的最大蒸發(fā)量。輸出熱功率與輸入熱功率之比。4試驗(yàn)項(xiàng)目和要求4.1試驗(yàn)項(xiàng)目換熱系統(tǒng)的試驗(yàn)項(xiàng)目：2a)蒸發(fā)量；b)熱效率；c)汽水系統(tǒng)質(zhì)量流量、進(jìn)出口溫度、壓降；d)導(dǎo)熱油和熔融鹽系統(tǒng)質(zhì)量流量、進(jìn)出口溫度、壓降；e)蒸汽品質(zhì)。4.2換熱系統(tǒng)流程及主要測點(diǎn)布置太陽能熱發(fā)電站換熱系統(tǒng)流程及主要測點(diǎn)布置示意圖，具體詳見附錄A中圖A.1～圖A.5。4.3試驗(yàn)大綱試驗(yàn)大綱至少應(yīng)包括以下內(nèi)容：a)試驗(yàn)?zāi)康?；b)試驗(yàn)系統(tǒng)的基本情況；c)試驗(yàn)條件和要求；d)試驗(yàn)內(nèi)容；e)測試項(xiàng)目、儀器設(shè)備、測點(diǎn)布置及測試方法；f)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理原則；g)試驗(yàn)人員及組織；h)試驗(yàn)日程及計(jì)劃；i)試驗(yàn)安全事項(xiàng)。在進(jìn)行換熱系統(tǒng)試驗(yàn)時，宜盡量使試驗(yàn)工況參數(shù)接近換熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工況。環(huán)境條件至少應(yīng)包括以下內(nèi)容：a)當(dāng)?shù)卮髿鈮?；b)環(huán)境溫度；c)環(huán)境相對濕度。4.4.3.1正常運(yùn)行工況試驗(yàn)測試時間應(yīng)不小于2h。4.4.3.2參數(shù)測量時間間隔見表1。表1參數(shù)測量時間間隔序號測量參數(shù)測量時間間隔/min1蒸汽壓力、溫度2給水流量、壓力、溫度3導(dǎo)熱油/熔融鹽的流量、壓力、溫度4其他次要參數(shù)3試驗(yàn)前，3日內(nèi)換熱系統(tǒng)未發(fā)生異常情況。測量前，換熱系統(tǒng)在試驗(yàn)條件下，穩(wěn)定運(yùn)行的時間應(yīng)不少于2h。測試過程中，系統(tǒng)蒸汽參數(shù)的最大允許波動范圍見表2。表2蒸汽參數(shù)的最大允許波動范圍序號測量項(xiàng)目最大允許波動范圍1蒸發(fā)量D/(t/h)480≤D≤9502蒸汽壓力p/MPa3蒸汽溫度t4.5試驗(yàn)記錄4.5.1換熱系統(tǒng)的運(yùn)行狀況與規(guī)定條件的任何偏離、試驗(yàn)期間的調(diào)整以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)，均應(yīng)做好記錄，并注明發(fā)生的時間和見證人。4.5.2試驗(yàn)記錄至少應(yīng)包括下列項(xiàng)目：a)試驗(yàn)名稱；b)工況編號：c)試驗(yàn)日期；d)試驗(yàn)開始與結(jié)束時間；e)測量時間、內(nèi)容與數(shù)據(jù)；f)測量儀器；g)記錄人、計(jì)算人及負(fù)責(zé)人。4.6數(shù)據(jù)的處理在整理試驗(yàn)結(jié)果時，如果發(fā)現(xiàn)記錄到的數(shù)據(jù)中有嚴(yán)重異常，應(yīng)考慮將此試驗(yàn)工況剔除；如果受影響的部分是在試驗(yàn)的開頭或結(jié)尾，且扣除異常情況后的有效測試時間符合4.4.3.1的要求，則可舍棄異常凡出現(xiàn)下列情況之一時，該試驗(yàn)工況應(yīng)作廢：a)蒸發(fā)量或蒸汽參數(shù)波動超出試驗(yàn)規(guī)定的范圍；b)某一個主要測量項(xiàng)目的試驗(yàn)數(shù)據(jù)有1/3以上出現(xiàn)異?；蛎?。5測量內(nèi)容及儀表5.1測量內(nèi)容主要測量內(nèi)容見表3。4表3主要測量內(nèi)容序號名稱1汽水側(cè)1)過熱器蒸汽進(jìn)、出口壓力和溫度2)再熱器蒸汽進(jìn)、出口壓力和溫度3)汽包壓力和水位4)預(yù)熱器給水進(jìn)、出口的流量、壓力和溫度5)給水和減溫水流量、壓力和溫度6)泄漏和排污流量2導(dǎo)熱油側(cè)1)過熱器導(dǎo)熱油進(jìn)、出口的流量、壓力和溫度2)再熱器導(dǎo)熱油進(jìn)、出口的流量、壓力和溫度3)蒸發(fā)器導(dǎo)熱油進(jìn)、出口的流量、壓力和溫度4)預(yù)熱器導(dǎo)熱油進(jìn)、出口的流量、壓力和溫度5)油鹽換熱器導(dǎo)熱油進(jìn)、出口的流量、壓力和溫度6)泄漏和排污流量3熔融鹽側(cè)1)過熱器熔融鹽進(jìn)、出口的流量、壓力和溫度2)再熱器熔融鹽進(jìn)、出口的流量、壓力和溫度3)蒸發(fā)器熔融鹽進(jìn)、出口的流量、壓力和溫度4)預(yù)熱器熔融鹽進(jìn)、出口的流量、壓力和溫度5)油鹽換熱器熔融鹽進(jìn)、出口的流量、壓力和溫度6)泄漏和排污流量4蒸汽品質(zhì)1)過熱蒸汽中SiO?和Na+濃度2)給水中SiO?和Na+濃度3)汽包飽和水中SiO?和Na+濃度4)飽和蒸汽中SiO,和Na+濃度5.2測量儀表的選擇5.2.1試驗(yàn)主要測量項(xiàng)目所用儀表為專用儀表。5.2.2測量儀表應(yīng)在檢定或校準(zhǔn)合格期內(nèi)。5.2.3運(yùn)行表計(jì)的測點(diǎn)位置合適、達(dá)到測量要求的精度等級時，在不影響正常運(yùn)行條件下，可以作為試驗(yàn)用儀表。5.2.4測量儀表可在試驗(yàn)后進(jìn)行復(fù)校，如發(fā)現(xiàn)異常則應(yīng)對所測數(shù)據(jù)進(jìn)行修正或舍棄。5.2.5經(jīng)試驗(yàn)各方協(xié)商同意，也可使用未包含在本文件規(guī)定范圍的儀表。5.2.6主要測量儀表的最大允許誤差見表4。5表4主要測量儀表的最大允許誤差序號測量項(xiàng)目允許誤差(按滿量程計(jì))1水、蒸汽流量熔融鹽、導(dǎo)熱油流量2溫度3水、蒸汽壓力熔融鹽、導(dǎo)熱油壓力6測量方法6.1流量測量流量可使用標(biāo)準(zhǔn)孔板、噴嘴流量計(jì)或其他流量計(jì)進(jìn)行測量：a)用標(biāo)準(zhǔn)孔板或噴嘴流量計(jì)測量時，其測量方法應(yīng)符合GB/T2624(所有部分)的規(guī)定；b)用其他流量計(jì)應(yīng)按其相應(yīng)說明進(jìn)行操作。6.2溫度測量6.2.1應(yīng)根據(jù)不同的被測對象、溫度范圍選用適當(dāng)量程的測溫儀表，測量誤差符合5.2.6的要求。6.2.2溫度測量儀表不應(yīng)安裝在流動死角或者是緊靠匯流點(diǎn)的下游，應(yīng)安裝在能準(zhǔn)確測量試驗(yàn)進(jìn)、出口溫度的位置。6.2.3溫度測點(diǎn)應(yīng)靠近相應(yīng)的壓力測點(diǎn)。6.2.4溫度測量應(yīng)選擇速度與溫度分布均勻的管道截面。6.2.5應(yīng)采取必要措施，防止溫度測量儀表因受傳導(dǎo)、對流和輻射影響致測量數(shù)據(jù)失真。6.2.6測量管道內(nèi)的蒸汽和給水溫度時，應(yīng)采用插入式套管，套管插入深度應(yīng)達(dá)到1/3管內(nèi)徑，并遠(yuǎn)離束狀流區(qū)域。6.2.7溫度數(shù)據(jù)應(yīng)符合項(xiàng)目合同、技術(shù)協(xié)議等文件規(guī)定，允許誤差應(yīng)符合表4規(guī)定。6.2.8就地設(shè)備安裝、管路設(shè)計(jì)應(yīng)符合DL/T5182的規(guī)定。6.3壓力和壓差測量6.3.1壓力和壓差測量可采用單圈彈簧管壓力表、U型管壓力計(jì)、電子式微壓計(jì)、膜式壓力計(jì)、壓力和差壓變送器。6.3.2壓力計(jì)的最小分度應(yīng)滿足試驗(yàn)精度和對壓力波動觀察的要求。6.3.3選擇壓力計(jì)時，應(yīng)使被測壓力值處于其滿刻度范圍的1/2～3/4區(qū)段內(nèi)。6.3.4應(yīng)對取壓點(diǎn)和測量儀器之間的高度差進(jìn)行修正。6.3.5壓力測點(diǎn)盡量靠近相應(yīng)設(shè)備進(jìn)、出口，壓力計(jì)應(yīng)裝設(shè)在不受高溫、冰凍和振動干擾的部位。6.3.6壓力數(shù)據(jù)應(yīng)符合項(xiàng)目合同、技術(shù)協(xié)議等文件規(guī)定，允許誤差應(yīng)符合表4規(guī)定。6.3.7測量儀表就地設(shè)備安裝、管路設(shè)計(jì)應(yīng)符合DL/T5182的規(guī)定。6GB/T40821—20217系統(tǒng)性能檢測試驗(yàn)7.1額定蒸發(fā)量7.1.1試驗(yàn)記錄和測量內(nèi)容(適用于導(dǎo)熱油作為傳熱流體):a)蒸汽壓力和溫度；b)給水流量、壓力和溫度；c)蒸汽品質(zhì)；d)減溫水流量；e)導(dǎo)熱油流量、壓力和溫度；f)熔融鹽流量、壓力和溫度。注：試驗(yàn)開始直至結(jié)束，各參數(shù)應(yīng)保持一致和穩(wěn)定。7.1.2試驗(yàn)記錄和測量內(nèi)容(適用于熔融鹽作為傳熱流體):a)蒸汽壓力和溫度；b)給水流量、壓力和溫度；c)蒸汽品質(zhì)；d)減溫水流量；e)熔融鹽流量、壓力和溫度。注：試驗(yàn)開始直至結(jié)束，各參數(shù)應(yīng)保持一致和穩(wěn)定。7.2最大連續(xù)蒸發(fā)量需要時，測量蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的最大連續(xù)蒸發(fā)量，來衡量系統(tǒng)的最大連續(xù)出力能力。7.3汽水系統(tǒng)壓降汽水系統(tǒng)壓降為其進(jìn)、出口靜壓差，可用差壓計(jì)直接測量，也可同時測量進(jìn)、出口靜壓，按式(1)計(jì)算：△p=pin—Pou………(1)△p——汽水系統(tǒng)壓降，單位為兆帕(MPa);pin——汽水系統(tǒng)進(jìn)口靜壓力，單位為兆帕(MPa);psu——汽水系統(tǒng)出口靜壓力，單位為兆帕(MPa)7.4熔融鹽系統(tǒng)壓降熔融鹽系統(tǒng)壓降為其進(jìn)、出口靜壓差，可用差壓計(jì)直接測量，也可同時測量進(jìn)、出口靜壓，按式(2)計(jì)算：式中：△pm——熔融鹽系統(tǒng)壓降，單位為兆帕(MPa);pmn—-熔融鹽進(jìn)口靜壓力，單位為兆帕(MPa);pmout——熔融鹽出口靜壓力，單位為兆帕(MPa)。注：對于系統(tǒng)液柱重位壓差的修正，由試驗(yàn)單位自行考慮。7GB/T40821—20217.5導(dǎo)熱油系統(tǒng)壓降導(dǎo)熱油系統(tǒng)壓降為其進(jìn)、出口靜壓差，可用差壓計(jì)直接測量，也可同時測量進(jìn)、出口靜壓，按式(3)計(jì)算：式中：△ph——導(dǎo)熱油系統(tǒng)壓降，單位為兆帕(MPa);pin——導(dǎo)熱油進(jìn)口靜壓力，單位為兆帕(MPa);phout——導(dǎo)熱油出口靜壓力，單位為兆帕(MPa)。7.6蒸汽品質(zhì)7.6.1試驗(yàn)要求7.6.1.1蒸汽品質(zhì)試驗(yàn)應(yīng)與蒸發(fā)量試驗(yàn)同步進(jìn)行。7.6.1.2監(jiān)測給水和汽包飽和水的品質(zhì)在保證給水、汽包飽和水品質(zhì)合格的前提下，進(jìn)行蒸汽品質(zhì)試驗(yàn)。7.6.1.3當(dāng)水循環(huán)系統(tǒng)或汽水分離系統(tǒng)改變、變負(fù)荷過程中導(dǎo)致汽包水位嚴(yán)重波動、給水品質(zhì)發(fā)生改變、過熱器或汽輪機(jī)通流部分嚴(yán)重積鹽時，應(yīng)測量蒸汽品質(zhì)。7.6.2測量方法7.6.2.1飽和蒸汽濕度可采用氯離子濃度滴定法、鈉離子濃度計(jì)或電導(dǎo)率儀法測定，每次測定時水試樣和蒸汽試樣的溫度應(yīng)相同。7.6.2.2過熱蒸汽含鹽量采用鈉離子濃度計(jì)測量。7.6.2.3汽、水樣品的采集及分析方法見GB/T14416的有關(guān)規(guī)定。7.6.3蒸汽與水取樣點(diǎn)選擇7.6.3.1蒸汽取樣點(diǎn)宜安裝在系統(tǒng)主汽閥后垂直的直管段處，在條件不允許時，也可安裝在水平直管段處，此時取樣管應(yīng)垂直安裝，并向下引出蒸汽。7.6.3.2水的取樣點(diǎn)應(yīng)在水位計(jì)下方或汽包定期排污管處。7.6.3.3蒸汽與水取樣都應(yīng)經(jīng)過冷卻器冷卻后引出。7.6.4合格判定給水、汽包飽和水以及蒸汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足GB/T12145的相關(guān)要求。7.7熱效率7.7.1換熱系統(tǒng)熱效率計(jì)算可采用輸入-輸出熱量法和熱損失法(也稱正平衡法和反平衡法)。本文件只規(guī)定了輸入-輸出熱量法，計(jì)算方法按7.7.2、7.7.3。7.7.2導(dǎo)熱油作為熱側(cè)流體時的熱效率按式(4)計(jì)算：式中：Pa——熱效率，%:Wan——導(dǎo)熱油輸入熱功率，單位為千瓦(kW);8GB/T40821—2021Waut——輸出熱功率，單位為千瓦(kW),包括：a)過熱蒸汽熱功率；b)再熱蒸汽熱功率；c)輔助用汽熱功率；d)排污水熱功率；e)熔融鹽熱功率(僅適用于油鹽換熱系統(tǒng)儲熱工況)。7.7.3熔融鹽作為熱側(cè)流體時的熱效率按式(5)計(jì)算：7m——熱效率，%;Wmin——熔融鹽輸入熱功率，單位為千瓦(kW);Wmou——輸出熱功率，單位為千瓦(kW),包括：a)過熱蒸汽熱功率；b)再熱蒸汽熱功率；c)輔助用汽熱功率；d)排污水熱功率；e)導(dǎo)熱油熱功率(僅適用于油鹽換熱系統(tǒng)放熱工況)。7.8熱流量7.8.1水/蒸汽熱流量的計(jì)算按式(6)計(jì)算：Q=G(Ho-Hm)式中：Q—水/蒸汽熱流量，單位為千瓦(kW);G——水/蒸汽質(zhì)量流量，單位為千克每秒(kg/s);H——水/蒸汽入口焓值，單位為千焦每千克(kJ/kg);Hw——水/蒸汽出口焓值，單位為千焦每千克(kJ/kg)。7.8.2熔融鹽/導(dǎo)熱油熱流量的計(jì)算按式(7)或式(8):Q=G(Hhin—Hhou)Q=GC,(Tm-Thg)/1000Q——熱流量，單位為千瓦(kW);G——質(zhì)量流量，單位為千克每秒(kg/s);Hhn——熱側(cè)入口焓值，單位為千焦每千克(kJ/kg);Hhu——熱側(cè)出口焓值，單位為千焦每千克(kJ/kg);C,——定壓比熱容，單位為焦每千克攝氏度[J/(kg·℃)];T——高溫溫度，單位為攝氏度(℃);Th?——低溫溫度，單位為攝氏度(℃)。……注：計(jì)算公式介質(zhì)參數(shù)應(yīng)為同一介質(zhì)。98試驗(yàn)報(bào)告8.1報(bào)告封面報(bào)告封面應(yīng)包括：a)試驗(yàn)項(xiàng)目名稱；b)試驗(yàn)換熱系統(tǒng)類型；c)試驗(yàn)委托單位；d)試驗(yàn)地點(diǎn)；f)試驗(yàn)單位；g)試驗(yàn)報(bào)告編號報(bào)告正文應(yīng)至少包括：b)試驗(yàn)內(nèi)容：包括試驗(yàn)項(xiàng)目、項(xiàng)目保證值或設(shè)計(jì)值及保證條件等；到的問題加以說明；f)結(jié)論：根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對相關(guān)性能指標(biāo)作出評價；(資料性)換熱系統(tǒng)流程及主要測點(diǎn)布置示意圖A.1汽水側(cè)流程汽水側(cè)流程及主要測點(diǎn)布置如圖A.1所示。測點(diǎn)的最終布置由試驗(yàn)各方協(xié)商確定。主蒸汽去汽輪機(jī)主蒸汽去汽輪機(jī)P高溫再熱汽去汽輪機(jī)再熱器P低溫再熱汽來自汽輪機(jī)蒸發(fā)器來白末級加熱器給水過熱器汽包P——壓力測點(diǎn)；T——溫度測點(diǎn)；M——流量測點(diǎn)。圖A.1汽水側(cè)流程及主要測點(diǎn)布置示意圖A.2熔融鹽