德国DIN1942标准

1德国DIN标准1942－1994.21应用范围和领域1.1应用领域该标准涵盖了直接燃烧蒸汽和热水发生器及其辅助系统。该标准的目的就是阐明蒸汽和热水发生器是一个容器和管道系统，在这里边：★蒸汽在高于常压下产生用于外部系统；★水被加热到高于常压下的饱和温度用于外部系统。一个蒸汽发生器通常由烟气加热蒸发器、过热器、再热器、给水加热器、空预器、燃料加热器，如果有的话还有燃料燃烧系统。术语“直接燃烧”与某种设备有关，通过这种方法，把已知组分的燃料化学热转化为可觉察的热量。这种设备可包括层燃，流化床燃烧或燃烧器系统。辅助系统包括燃料加料机、制粉机、送风机、引风机、废弃物（燃烧残留物）脱除装置、暖风器、主空预器、燃料加热器，如果有的话，还有除尘器。该标准不包含：★用特殊燃料燃烧的装置（如垃圾）；★增压蒸汽发生器（例如增压流化床锅炉PFBC）；★联合循环系统蒸汽发生器。该标准可类似地用来做验收试验：直接燃烧系统（如预热锅炉）；用其他热载体运行的装置（如天然气、热石油、钠）。当使用该标准作为热转换系统的验收试验时，在合同签订时要达成一个协议，考虑到任何参数变化对和试验结果可能带来的影响。1.2范围该标准被认为是直接燃烧蒸汽和热水发生器热力性能试验（验收试验）的基础。设计这种试验来验证与效率、出力或其他参数有关的保证值。该标准包含（其他方面的事情）：对性能验收试验的建议（见条款4）；对蒸汽发生器的边界条件和效率的定义（见条款6）；有关测量误差的一些细节（见条款7）；不同单元验收试验的例子（见条款9）。1.3总体信息该标准提供了一些与验收试验类型和范围有关共识的信息。该共识要在试验举行之前或蒸汽热水发生器订货时达成。共识可参考下列信息：★提供的范围、边界、参考温度；★确定热效率的方法（输入输出法或热损失方法）；★附加测量；★实验条件，例如清洁程度，达到稳定工况的时间和持续时间；★任何偏离的实验条件；★排污和吹灰；★除了条款5中规定仪器之外其它仪器的使用；★使用的其它热力特性蒸汽表；★任何特殊的修正方法；2★测量点的位置2符号、含义、单位和系数2.1符号和单位下表所列的符号尽可能与DIN1304部分1和5及DIN1345一致。2.1.1拉丁字母符号含义单位A燃料的灰含量－A影响因子－c比热kJ/(kg.k)_c平均比热kJ/(kg.k)f因子（输出热量的转换部分）－G允许误差范围－0H毛热值（GCV）kJ/kguH净热值（NCV）kJ/kgh比焓kJ/kgi样品数目－J烟气或燃烧空气的热焓kJ/kgl单一损失－l入流长度mul未燃尽可燃物与提供的燃料质量流量比率－M摩尔质量－m因子（见条款8.4.2）－.m质量流量kg/sn锅炉出口的空气因子－n石灰石比率－P电功kWp压力barQ热流量kWr汽化潜热kJ/kgT热力学温度Kt摄氏温度℃u测量的不确定性－V燃烧空气和烟气体积（单位质量）.V体积流量m3/h3比容m3/kg速度m/sW燃料的水分－LTx单位质量的干空气含量（干燥基）kg/kgy体积含量m3/m3LTy单位体积的空气含量（干燥基）m3/m3z时间hx烟气/空气组分的质量比率kg/kg2.1.2希腊字母符号含义单位传热系数W/(m2.k)局部偏差－偏差－测量的相对不确定性－辐射率－热效率－灰份收集效率－脱硫效率－燃料含量（质量）kg/kg灰的挥发份含量kg/kg密度kg/m3标准偏差－燃烧空气/烟气质量对燃料质量的比率kg/kg2.1.3下标下标含义下标含义A灰Fü传感器Ab排污水fa漏风B燃料（燃烧的）G烟气（燃烧空气）B0提供的燃料g保证值b参考温度meas测量C碳tottotalCa钙（石灰石）H氢CO一氧化碳H2O水CO2二氧化碳K锅炉D主蒸汽K石灰石（当用作添加剂）E喷水Ka暖风器En除尘器Kü冷却水e最终值L燃烧空气F飞灰M制粉机Fl.B.挥发份m平均4min最小00℃N有用、有效0化学当量N氮O氧n标准条件O2氧气Pr采样samplingU循环泵或再循环风机p常压u未燃尽物质S渣V损失S硫W墙Sp给水wTrue(value)St辐射和对流waf干燥无灰基（daf）T干燥基Z输入热量Z再热蒸汽2下流，出口ZD雾化蒸汽或空气Ⅰ，Ⅱ再热段1上流，入口^最大值2.2系数名称符号数值和单位25℃，气化潜热br2442.5kJ/kg25℃和150℃之间蒸汽的平均比热pDc1.884kJ/(kg.K)25℃和150℃之间水的平均比热pWc4.21kJ/(kg.K)25℃和150℃之间空气的平均比热pLc1.011kJ/(kg.K)25℃和200℃之间灰和烟尘的平均比热Ac，Fc0.84kJ/(kg.K)渣的平均比热：故态排渣炉Dry-bottomfurnacesc1.0kJ/(kg.K)渣的平均比热：液态排渣炉Slag-tapfurnacesc1.26kJ/(kg.K)25℃和200℃之间添加剂的平均比热CaCO30.97kJ/(kg.K)Ca(OH)21.32kJ/(kg.K)CaO0.84kJ/(kg.K)25℃和150℃之间未燃尽可燃物的平均比热Bwafc1.03(1+)kJ/(kg.K)CO的NCVnuCOH12.633MJ/m3未燃尽物质的NCV：无烟煤uuH33.0MJ/kg未燃尽物质的NCV：褐煤uuH27.2MJ/kg3保证参数53.1确定保证参数的基础在确定保证参数时要考虑下列因素：a.燃料特性（组分、低位热值、可磨性、灰熔性），如果相关的话还有燃料结团性（fuelgroup）；b.给水和喷水特性（压力和温度）；c.冷再蒸汽压力、温度和质量流量；d.大气压力、温度、相对湿度、炉膛出口负压。与边界有关的参数和热力学特性见条款6.1。3.2以保证值为条件的参数进行的蒸汽发生器的性能试验值要与保证值一致。要保证的主要参数是：a.蒸汽的最大有效输出热量；b.主蒸汽和再热蒸汽的压力和温度；c.效率或损失或烟气温度下列参数也可能与保证值有关：a.给定燃料和部分负荷下的效率和损失；b.给定燃料和部分负荷下的蒸汽条件；c.通过锅炉HP系统和再热器的压降；d.燃烧空气和烟气流量在给定点的压力损失；e.给定点的过量空气系数；f.再热器减温水的最大流量；g.烟尘中未燃尽可染物含量。除非达成其他协议，保证值都是与稳定工况有关。3.3附加测量在评价蒸汽发生器单元时，下列参数也可能考虑：a.在不同点的水和蒸汽的压力与温度；b.沿着烟道系统（ductingsystem）不同点燃烧空气的压力、温度和速度；c.沿烟道系统（ductingsystem）不同点烟气组分、压力、温度和速度；3.4几个生产商提供的蒸汽发生器组件如果蒸汽发生器的组件是由不同厂家提供的，为了提供对与保证值相符合的验证，要做附加的测量。4基本试验条件4.1确定效率的方法蒸汽发生器的热效率由下列两种方法来确定。输入输出方法这里，效率就是被工质（水和蒸汽）吸收的热量与输入热量（输入到蒸汽发生器的化学热和加入的辅助功率（heatcredits）的比值。热损失方法热损失方法要求确定所有可统计的热损失、加入的辅助功率（heatcredits）、燃料的热量。效率就是100减去所有热损失的总和与燃料输入热量和附加热量总和的比值。当使用这种方法法，可推荐用来确定主要的热损失。两种方法都可以接受。哪一种方法优先使用取决于固体燃料使用时所遇到的技术问题。例如，不可能或很难精确测量很高的质量流量时，唯一可行的选择时采用热损失方法。当燃料特性波动较大时，热损失方法也被采用。然而，在燃气装置或烧油装置中通常要精6确的测量烟气流量，在这里，输入输出方法是一种较好的选择。尤其是对那些小型蒸汽发生器更是如此，这主要是由于测量辐射与对流损失的不确定性。两种方法在不确定性方面有不同的水平。精确度最高的方法总是被使用。4.2总则考核试验执行前，要确定付款3.1中所列的参数。如果实验条件不允许，应该提前达成协议，试验应该在不同的条件下进行。然而，误差要维持在最低限度，然后要必须把效率修正到保证值条件下的效率。细则见付款8。4.3预备性试验在正式的考核试验之前，给试验人员一个机会进行预备性试验，主要用来检验试验设备和方法的精确性和培训试验人员。如果预备性试验得出了满意的结果，经双方协商一致同意，可以宣布它为一个考核工况。4.4蒸汽发生器条件可以承认，蒸汽发生器即使没有绝对干净，如果按照设计也可以实现保证值。因此，考核试验并不一定需要管道系统绝对的无灰或烟尘。作为一般规律，试验应该尽可能的遵循试验运行的条件。一些发生器提供了净化设备（例如，吹灰或钢珠吹灰设备），考核试验前要对这些设备净化。考虑到运行的因素，考核试验要在晚些时候举行，应该给供应商一个机会检查受热面的清洁性。如果可能的话，清洁运行的范围和方法应由供应商和电厂运行人员协商确立。4.5稳定工况4.5.1达到稳定工况的条件由于保证值只参考稳定工况确定的，所以应该确保蒸汽发生器达到了平衡。达到平衡所需的时间随锅炉的设计变化很大。通常，蒸汽发生器在考核试验前应连续运行几天。试验开始前，必须达到平衡状态，这要求试验各方确认。对于某些燃烧系统（例如，液态排渣炉，流化床燃烧系统），可能花费较长的时间达到平衡。4.5.2监测稳定状态条件试验期间，尤其是那些有代表性、重要的测量参数应持续监控以确保稳定工况条件被维持。用输入输出法确定效率时，推荐结果中间评估（interimevaluationofresult）。4.5.3燃烧系统调整试验燃料要提前制备好以便试验人员有充足的时间调整燃料燃烧设备，同时也确保与燃料有关的稳定工况达到。4.6性能试验4.6.1试验时间对于输入输出法，试验时间取决于锅炉型号、燃烧系统和要求的测量精确性水平。试验可能花费2～6个小时。对热损失方法，试验时间通常取决于烟气热损失中横向测量的内容。就流化床燃烧系统而言，要花时间确定取决于焓值和未燃烧可燃物的热损失。这种试验不论在哪里都可能花费1～6小时。4.6.2试验开始和结束条件★试验开始和结束时，下列数值要基本不变：汽包水位和蒸汽压力；蒸汽和给水流量；穿过流化床的压降作为惰性物料含量的测量。7对炉排炉，尤其是使用输入输出法时，在试验开始和结束时，炉排上的燃料数量要保持一致。对机械炉排，平均炉排速度和燃料床深度，至少要在燃料在炉排上通过一个路程期间，在试验开始和结束时要保持一致。所花的测量时间要比试验实际运行的时间略长。为了保证达到了稳定的工况条件，特推荐在试验开始前和结束后对上面提到的参数进行监测。4.6.3记录频率所有的记录应尽可能的频繁以使整体误差降到最低（见VDIrichtlinie条款4.1.2.2）。这可以通过使用自动数据记录设备实现。当手工记录数据时，要注意以下记录的频率：流量测量3min烟气分析5min温度和压力测量10min采样15min在整个试验过程中，每个参数至少取30个读数。这种要求并不适应于横截面。4.6.4允许波动蒸汽发生器运行中推荐的蒸汽质量流量波动不应超过平均实验结果的3%～10%（然而应该不大于MCR）（细节见图一）。图二是最大的允许压力波动（2%～4%）。如果超过了图一和图二中给定的范围限制，则要拒绝这种试验。热水发生器在考核热水锅炉试验期间，有这样一种情况会发生即锅炉输出的有效热量大于或小于输入加热系统的热量。这主要是伴随着这样一种变化即平均热水温度逐渐升高或降低，因此也相应的导致了热水锅炉平均水温的变化。因此，要考虑可以从含水量计算出来的有效热量的暂时变化和锅炉质量。由于这种计算方法会涉及到误差，因此，每小时的温度变化速度ztz不应超过下面的值：hKVttVztkz15.103.0.12.式中：.V—考核试验中水的体积流量，m3/h；kV—热水锅炉的含水量，m3；1t—试验期间锅炉的平均入口温度，AEttt1115.0，℃；2t—试验期间锅炉的平均出口温度，AEttt2225.0，℃；Z—试验持续时间，h；zt—试验期间，热水温度的变化平均值，AAEEmAmEztttttt