ASME_PTC_4.1_锅炉机组性能试验规程

锅炉机组性能试验规程PTC 4.1国外锅炉版口.名召.月.sli舌固定式锅炉机组试验规程曾是1915年版ASME电力试验规程十集中的一集。这些规程的修订开始于1918年。1926年10月以修订的形式再版了固定式锅炉机组试验规程。1930年2月和1936年1月发布了进一步的修订本。1936年10月，常设的电力试验规程委.员会要求PTC(性能试验规程)第四委员会考虑修订该规程，供大型锅炉机组热平衡试验之用。在改写规程时，利用了若干电站锅炉制造公司的经1，1自刀.月验，它们发展了，包括直接涉及机组运行的必要的辅助设备在内的、大型现代化机组的一些试验方法。同时，也没有忽视小型锅炉的需求。在常设的电力试验规程委员会1945年11月30日会议上，通过了这个修订本，1946年5月23日，理事会审定并采纳了这个规程。鉴于锅炉机组尺寸(容量)和复杂性不断增大、提高，在这个试验规程的1946年版本中要有些改变是很显然的。1958年5月，为准备这次修订，改组了技术委员会。1964年4月20日，经完全修订过的本规程，锅炉机组试验规程，由电力试验规程委员会通过。1964年6月24日，它进一步为理事会审定、采纳，作为协会的标准方法。1964年12月r目录、章节.2.2引言直流锅炉。1-0.8已1.厄.双循环锅炉高温热水锅炉原子能蒸汽发生器. .-0.7联合循环蒸汽发生器.0.71目的和范围.1.01-1.11目的. 1.01性能试验项目的测定.1.02规则和说明.1.03二种可以采用的试验方法.1.04输入一输出法.1.04.1热损失法.1.04.2输入热量.1.04.3图1锅炉机组示意图输出热量.1.04.4输入物理热.1.04.5图2锅炉热平衡出力.1.05效率41.06简化效率试验及其表格.1.07净效率.1.08燃料1.09单一燃料试验.1.09.1多种燃料试验.1.09.2研究用数据41.10试验报告.1.n2符号及其说明.2.1-2.3数字下标.2.1试验和工况试验.2.33导.则.3.01-3.13应达成协议的条目.3.01人员的选择，一3.02测量允差和误差界限.3.03可能的测量误差及其导致的效率计算的误差I输入一输出法.3.034I热损失法.3.035验收试验.3.04受热面清洁度3.04.2试验准备. 3.05预备性试验. 3.06试验开始和结束.3.07工况试验持续时间.3.08集中的燃料制备系统. 3.08.1性能曲线. 3.09读数的频率和稳定性. 3.10工况试验的舍弃一3.11记录和试验报告. 3.12测量方法和仪器.3.134输入一翰出法效率. 4.01-4.21用输入一输出法测定锅炉效率输入热量的测量一4.01测定锅炉输入热量的方法.4.02固体燃料一量的测量.4.03固体燃料一取样.4.04固体燃料一分析和高位热值.4.05液体燃料一量的Dll:量.4. GG液体燃料一取样，一4.07Ibto八b八Ul日nU八曰朴”2液体燃料一分析和高位热值.4.08气体燃料一量的测量. 4.09气体燃料一取样.4.10气体燃料一分析和高位热值.4.11输入物理热输出热量的测量-. 4.12测定输出热量的方法. 4.13秤量箱.4.14容积计量箱。.4.15文丘利管、流量喷咀或薄孔板.4.16蒸汽流量测量.4.17再热蒸汽流量。一4.17.2有关于输出流量测量的注意事项和修正. 4.18排污. .4.18.1水的取样.4.18.2吹灰.4.18.3蒸汽和给水温度.4.19蒸汽湿度. 4.20蒸汽和给水压力.4.21，5热损失法效率一定义和数据一“.，5.01-5.23用热损失法测定锅炉效率.5.01需要的数据.5.02燃料取样和分析烟气取样和分析.5.03取样位置.5.04取样管路.5.05分析方法。.5.06注意事项烟气和空气温度测量-. 5.07排烟温度.5.08空气和再循环烟气温度.5.09烟气和空气一重量的测定灰渣.5.10量的测量.5.n取样. 5.12分析. 5.13飞灰取样和分析.5.14忆灰取样设备的设计.5.15飞灰取样t.j. .,. 5.16飞灰取样管.5.17确定飞灰取样器内适当的烟气流速的力法.5.18飞灰取样的注意事项一5.19燃烧用空气中的水分辐射和渣井物理热损失一5.20表面辐射和对流.5.22液态渣井物理热损失一水的蒸发和加热.5.236几点说明6.1-6.3辅助设备的能耗.6.1净效率一6.2关于余热锅炉试验的专门说明.6.37计算，二7.1-7.6计算方法。.7.1输入一输出法效率-. 7.2空气带入的热量.7.2.8.1雾化蒸汽带入的热量.7.2.8.2燃料显热提供的热量.7.2.8.3辅助设备提供的热量.7.2.8.4空气中水份带入的热量.7.2.8.5热损失法效率.7.3灰渣中未燃烬碳的损失7.3.2.01干烟气的热损失.7.3.2.02燃料中水份引起的热损失“7.3.2.03氢燃烧生成水份引起的热损失，一7.3.2.04空气中水份引起的热损失“.“7.3.2.05雾化用蒸汽的热损失.7.3.2.06一氧化碳的热损失.7.3.2.07未燃烬氢的热损失.7.3.2.08未燃烬碳氢化合物的热损失7.3.2.09辐射和对流损失.7.3.2.10向渣井辐射、渣的显热及熔渣潜热引起的损失. “.7.3.2.11.飞灰显热损失一7.3.2.12磨煤机排出开石的热扎!尖.7.3.2.13所有进入锅炉机组范围(月l)的冷却水的热锁失-7.3.2.自习冷涡户一一饭33各项损失总计.7.3.2.15毛效率按标准或保证条件的换算.7.3.4输入物理热换算.7.4热损失换算7。5经过换算的锅炉效率.7.6图3二F空气的真实比热图4燃料油的真实比热一个大气压下图5气体燃料的真实比热二，图6蒸汽的真实比热4图7对碳一氢比为5-40的干烟气的真实比热图8 ABMA标准辐射热损失图图9配ABMA标准辐射热损失图的空气速度修正8其它运行特性.8.01-8.09影响性能的因素.8.01漏风的测量一8.02尖峰负荷出力.8.03蒸汽温度.8.04排烟温度.8.05烟气和空气的静压.8.06空气或烟气流的通风损失.8.07压力损失. 8.08蒸汽含盐量的测量.8.09.附录。.9.1-9.7干空气重量的推导. . . . . 9.1理论空气和过量空气的计算.9.2烟气比重的推导.9.3碳的热值。. 9. 4辐射和对流损失.9.5从定容热值到定压热值的换算.9.6参考文献.9.7L4引言0.1本规程包括关于锅炉机组试验的说明。这些机组定义为:释放和吸收热量的设备及将可利用的热量传递给工作流体的设备的组合。就本规程而言，这样一台机组可能包括蒸发受热面、炉膛、过热器、再热器、省煤器、空气预热器以及燃料燃烧设备。如果省煤器和空气预热器所吸收的热量不返回到机组里，则它们就不算是机组的一部份。取得确立整个锅炉中各别部件设计准则所需要的数据，不是这些试验方法的意图所在。规程的附篇，PTC4.2和PTC4.3分别涉及磨煤机和空气预热器的试验。0.2使用这个规程时，在试验准备工作开始之前，要对电力试验规程的总说明(PTC1)和所有本规程所引用到的其它规程进行详尽的研究。这种研究的目的是保证试验过程有秩序而严密，因为这样的研究可以使使用者对于ASME电力试验规程的要求有全面的理解，且易于了解各种规程之间的相互关系。应该注意取得并使用这些规程最新的修订版本。0.3虽然本规程第2章与具体适用于锅炉机组试验的符号及其说明有关，但使用者应参阅定义和量值的规程(PTC2 )，其中对于将会遇到的条目有更完全的讨论。0.4因为试验结果的数值取决于仪器的选锌和应用、仪器的校正和读数的精度，应透彻地研究本规程所引用的仪器和设备的附篇(PTC19)。0.4.1对于试验价值至关紧要的另一些项目是，要恰当地测定所用燃料的高位热值和其它特性。应仔细遵循与所用燃料相当的规程及关于燃烧热量的ASTM标准方法。0.5本规程只作为进行所有锅炉试验的指南，它无论如何也不可能详细地叙述能适用于锅炉设计中每种变化的试验。在每种情况下，一个有能力的工程师，必须研究特定的机组及其与循环其余部份的关系，并提出符合本规程总的精度及用意的试验方法。在准备本规程时，实施中的设计变化的实例，是亚临界和超临界的直流锅炉以及双循环蒸汽发生器。当准备本规程时，这些机组曾被考虑过，相信本规程的一些规定是能够适用于这些锅沪的试验的。0.6本规程中所包括的总说明，也应适用于高温热水锅炉的试验，唯应该用热损失法测定效率，如第5章所述。若用输入一输出法来测定，则由于在锅炉所供的热水中，存在难以定量的蒸汽，以及由于在大容积热水流中，低温测量的误差较大，可能引起很大的误差，所以不宜采用。试验出力或输出量应通过测量输入热和效率来确定，或者，如果不要求高精度的话，直接测量输出热。0.了核能蒸发器及联合循环锅炉的试验未包括在内，因为在修订本规程时它们的发展程度，使得还不可能提出专门的建议。0.8倘若先进的仪器系统，诸如采用电子装置或新的流量测量技术的仪器，其精度已被证明具有本规程所要求的同等程度，则可在各方协商同意的情况下予以采用，作为规程要求使用的仪器的替代仪器。第I章目的和范围1.01本规程的目的是要确立进行性能试验的方法，性能试验要测定，1.01.1效率1.01.2出力1.01.3其它有关的运行特性，诸如:汽温及其调节范围、排烟温度、通风损失、汽一水及空气的压降、蒸汽含盐量和漏风。1.02上面指明的任一或全部性能试验项目的测定可能是为另一些目的所需要的，例如:1.02.1对照保证值检验实际性能1.02.2将这些项目与运行标准比较1.02.3比较不同的运行工况或方法1.02.4确定锅炉机组不同部件的性能1.02.5比较烧不同燃料时的性能1.02.6测定设备改变的效果1.03本规程中给出的规则和说明适用于引言中指定的设备。辅助设备的试验应遵循有关辅助设备的、适用的电力试验规程。1.04二种可以采用的、测定锅炉效率的方法都有了说明。一种方法是直接测量输入和输出热量的，在下文中称作输入一输出法;另一种方法是直接测量热损失，下文中称作热损失法。进行试验所遵循的方法应在报告中明确说明。1.04.1输入一输出法要求精确测定燃料量及燃料的高位热值、输入物理热和工作流体所吸收的热量。1.04.2热损失法要求测定各项损失、输入物理热和燃料的元素分析成分及高位热值。为了确定出现那些损失条件下的出力，必须测量输入热量或输出热量。1.04.3贯穿本规程，输入热量定义为:燃料的化学热(由实验室分析确定的燃料的高位热位)加上穿过如图1中所示机组边界的工作流体(空气、烟气和其它流体)所带入的物理热。机组边界内的设备就是“锅炉机组”这一概念所包含的设备。穿过机组边界的输入和输出热涉及到效率计算。需要外来热源，或交换的热量不返回锅炉的设备不属锅沪机组的范围。1。04.4.里1上巳.o输出热定义为工作流体所吸收的热1.04.5输入物理热定义为除燃用的燃料的化学热之外，附加入锅炉机组的那些热量。这些物理热包括诸如燃料、进入的空气和雾化用蒸汽的显热(比热和测得的温度的函数)，以及磨煤机、循环泵、一次风机和再循环风机中电能转换成的热量。1.04.6为更好地了解输入热、输出热、输入物理热和热损失之间的关系，可参阅图2,1.05锅炉的出力定义为以磅/小时为单位的实际蒸发量，或以英热单位/小时为单位的工作流体所吸收的热量。热水锅炉的出力定义为，水吸收的热量和可能产生的任何蒸汽的热量(英热单位/小时)。1.06本规程范围内所确定的锅炉效率是指毛效率，定义为工作流体所吸收的热量与1.04.3节中所定义的输入热量之比。此定义不考虑机组范围之外辅助设备所需电力的等价热量(见图1)。1.06.1二种方法的效率用下列式子表示:输入一输出法效率(%)=输出热/输入热，%=工作流体吸收的热量八燃料发热量+输入物理热)x100，其推导可见7.2节。热损失法效率(%)= 100一损失的热量八燃料发热量+输入物理热)x 100,套佳导见7.3节。1.07进行仅仅考虑主要损失，且将燃料化学热当作输入热的简化效率试验时，可以采用ASME简化效率试验报告表格中的数据和计算方法。不鼓励采用简化试验方法，但是承认，对于各种容量锅炉的日常试验及对于小的采暖和工业锅炉来说，简化试验是唯一的实用方法。虽然简化试验方法忽略次要的损失和输入物理热，但获取主要数据的试验方法则跟PTC4.1,锅炉机组试验规程中所规定的一样，因此在进行简化效率试验之前，应该阅读和掌握本规程的内容。如同在考核效率保证值时要做的，在燃料变化，进口热风温度改变时，须调整热量以补偿这些变化。为此，应遵循规程第7章中“按标准或保证条件的修正”的规定。1.08将试验结果调整到包括等价于辅机电能的热量的影响以确定“净效率”，这不是本规程的要求。如果要确定净效率，应该用6.2节中提出的方法。1.09本规程中的热损失法和输入一输出法，对于燃用固体、液体或气体燃料的锅炉机组都适用。1.09.1本规程只适用于用单一燃料进行试验的情况。1.09.2在必须用混合燃料做试验的场合，必须根据本规程的指导原则和总的意图，确定试验方法和计算方法。为了帮助解决这个问题，建议参考1956年8月ASME会报78卷，“多种燃料的燃烧计算。”1.10本规程不涉及研究性质的数据或其它专门数据的测定。1.”建议为每个试验，简化试验或完整的试验，准备一份报告，给出试验工况的完整细节，并以适当的形式记录试验方法(过程)和全部数据，以表明试验目标已经达到。一 Ji8一一Aijj*)9)TJ,AA0A王圈2锅炉的热平衡(PTC4,1-1964)输出热二输入热一各项损失定义:效率(百分数)=刀:(o7o)二热平衡:燃料的化学热+输人物理热输pl执一葡丈茹一xl”。=输人热各项热损失燃料的化学热千输入物面瓦一-下丁丁气丁甲-，-，一二二盆一二二二二二二二.二竺一x 100=输出热+各项热损失，或77(01o)=C1一各项热损失燃料的化学热输入物理热，林代爪代一贾-甲-甲-，-，.-一-一.福一-.-x 100 一 一 一 一 一叫。喇斌如华孚西菠哈r品9尔濡浏4+书以。蟾象名肾。卜姗只攀划粼9顿呵诚|板冲暖昌县愉卜米骤名咧卞兴书稼兴任形叫侧以9贰蔚任t.哪Q白山:.“厂叭瓣卜纸以孙.匝踌裂渺是拨产眼软缀口子片塑叹6珊旧96洲