工业锅炉用管式空气预热器性能试验规程

工业锅炉用管式空气预热器性能试验规程

1范围

本标准规定了工业锅炉用管式空气预热器性能试验的术语、定义、试验要求、主要测量方法及计算

方法。

本标准适用于应用于「•业锅炉上的以烟气和空气换热的管式空气预热器。

本标准不适用于烟气中水蒸气发生凝结现象的管式空气预热器.

2规范性引用文件

卜列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注口期的引用文件，仪所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（包括所仃的修改单）适用于本文件。

GB/T2624.2用安装在网形被面管道中的差压装置测量满管流体流量第2部分:孔板

GB/T2624.3用安装在圆形截面管道中的差压装苴测量满管流体流量第3部分:喷嘴和文丘里喷

嘴

GB/T10180-2003工业锅炉热工性能试验规程

第1页共34贝

GB/T10184-2015电站锅炉性能试验规程

3术语、定义和符号

3.1术语和定义

下列术语和定义适用于本文件.

3.1.1

漏风率airleakage

由空气侧漏入烟气侧的空气质盘3空气预热器入口烟气质量的百分比，%.

3.1.2

X比X-ratio

X比定义为通过空气的热器的空气热容量与通过空气竟热器的烟气热容量的比值.

3.2符号

本标准采用的符号览衣见表1,下角标说明见表2。

本标准中所采用的立方米（m3）,除有特殊说明外，均为标准状态。

表1符号一览表

Cp定压比热kJ/(kg.K)

m质量流量kg/kg

t温度■c

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T绝对温度K

V体积流量m^/h：m3/kg

W比率%

XRX比-

a过量空气系数-

△p压差Pa

n效率%

p密度kg/n?

阴体积分数%

表2角标说明

角标说明

a空气

ad附加的，空气干燥基

AH空气预热器

av平均值

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Cr修正的

d干的.干燥基

D设计

en进口

fg烟气

i组分

lv出口

L浙风

NL无空气油汹

P定压的

St标准状态的

th理论的

4试验要求

4.1空气预热器边界

在空气/烟气流速均匀的条件卜，测量位置尽可能的能近空气预热器。

4.2试验前应达成协议的项目

4.2.1试验目的和试验内容。

4.2.2试验单位及职责范围。

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4.2.3试验时锅炉使用燃料特性及其允许变化范围。

4.2.4试验测试项目、测点位置及数量。

4.2.5试验用仪器的校准/检定。

4.2.6稳定工况的确认方法，工况的稳定时间和试验持续时间。

4.2.7特殊【:况及异常情况的处理，试验数据的取舍。

4.2.8重复性试验工况之间的允许偏差.

4.2.9试验大纲由试验负责单位编写，:经试验各方认可，内容包括（但不限J）：

a)试验目的；

b)试验条件及要求：

c）试验工况：

d）主要测点布苴、仪表仪器及测试方法:

e）试验数据处理原则；

f）试验人员及组织：

g）试验H程及计划。

4.2.10其它在本标准内的未尽事宜。

4.3试验准备和试验条件

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4.3.1锅炉使用燃料、负荷应满足试验的要求。验收试验中，锅炉应使用设计燃料，并在满负荷条件

下运行。

4.3.2对丁•验收试验，应使所有空气预热翳传热内、外表面在开始试验前均保持沾洁。

4.3.3对所有参与试验的仪表仪器进行检定或校准。

4.3.4设备的实际状态、受热面的清洁度及燃料特性等和预先规定条件的任何偏离，均应记求在试验

报告中。

4.4稳定时间

试验开始前，锅炉系统至少稳定运行3（1min.

4.5预备性试验

4.5.1正式试验前，按正式试验的泗试项目及要求进行一次预备性试验。

4.5.2预备性试验的目的：

a）检验测试装设和仪器：

b）培训试验人员。

4.5.3经试验各方认可，对试验结果无异议的情况F，预各性试验也可作为正式试验的一部分。

4.6验收试验的持续时间及测量时间间隔

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锅炉宜使用设计燃料、额定负荷条件3至少进行两次试验，试验测量时间间隔见表3。两次试验

的结果偏差不超过0.5%.试验结果取两次试脸的平均值.卷次试验时间至少为2h.

表3试验测量时间间隔

测域对象测俄或取样时间间隔

蒸汽流流.压力、温度5min-15min

给水流量，*力、温度5min~15min

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测量对领测量或取样时间间隔

空气静压.动压.温度.烟气推床、动乐、温度Smin〜ISmin

烟气成分5min〜15min

环境压力、温度、湿度10min〜20min

燃料取样30min

飞灰每个工况每个取样点至少取样2次

炉渣15min〜30min

积算表试验起、止时准确记测1次;试验中每小时记测1次.

其它次要参数15min〜30min

5主要测量方法

5.1主要测量项目

验收试验主要测量项目见表4。

表4空气预热器验收试验主要测量项目

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序号名称说明

一.漏14率

1燃料M（按锅炉热效率反平衡法计算得到）按GB/T1Q180-2003规定的方法

2燃料的组成成分结合灰渣中的可燃物含策计和燃料

燃烧产生的烟气产物

3大气压力、温度及湿度等参数确定由燃料燃烧空气带入烟气的水

分等

4飞灰、炉渣的可燃物含量及扑放份额确定燃料实际燃烧的份㈱

5空气预热器前、后的氧气含量百分比基F干基

6烟气量按GBT10180-2003规定的方法

热力性能

1.烟气侧传热效X

1)空气预热器入口烟温

通过测址所得的空气预热器出口温

2)无漏风空气预热器的出口烟气温度

度与漏风率

3)空气预热器入口空气温度

4)空气预热器的漏风率

5)空气平均比热容空气预热器出入1」之间的

空气预热器出口温敷与修正温度之

6)烟气平均比热容

间的烟气产均比热容

2.X比

1)空气便热器入口烟温

2)空气预热器出口烟温

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3)空气预热器出口无漏风烟温

4)空气预热器入口烟气温度、出口烟气温度

3.空气预热器热力性能修正计算修正到设计工况下的拦烟温度

1)空气预热器设计入口空气温度

2)空气预热器设计入口烟气温度

3)空气预热器入口烟温、出口烟温

4)空气预热器入口空气温度

阻力特性的修正算法

1.烟气侧阴力

1)设计烟气量

2)测量平均烟气量

3)空气使热器设计入口烟温、设计出口烟温绝对温度

4)空气预热器入口烟温、出口烟温绝对温度

2.空气侧阻力

1)设计空气景

2)测域平均空气量

3)空气预热器设计入口空气温度、设计出口空气温度绝对温度

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空气预热瑞入口烟温、出口烟温绝对温度

5.2仪表仪器要求及检定规定

5.2.1蛤收试验中，主要测量项目所用仪表仪器为专用设备。

5.2.2主要测量项H的仅表仪器须在检定或校掂合格期内。

5.3仪器仪表的测量指更

验收试验中，主要测试项目选用仅衣仪器的测量精度按表5规定。

表5主要训试项目仪表仪器的精度

呼号测一项b精度

1燃料后(脱硫剂后)0.5级

流用3.0级

压力。25级

温度05级

烟气成分:

___________________________

2空气和烟气级

/fit<o2>1.0

二轼化碳(CO2)1.0级

一辄化碳(CO)5.0级

二轼化硫＜SO2)1.0级

气化氯(NO)5.0级

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5.4温度测量

5.4.1基本要求如下：

a）温度测量所用测量元件见表6。

b）温度测点应选择在管道或通道横截面上速度与温度分布均匀的部位。对于大尺寸管道以及验收

试验中的推荐采用网格法测量。网格法等截面划分原则及代表点的确定见GB/T10180-2003»

c）应采取必要措施，防止温度测量仪表因受传导、对流和辐射影响，导致测量数据失真。

d）采用热电偶测量温度，热电偶导线不得与电源线并行放置，以避免干扰。

表6温度测量仪表

测温范围

名称・测量对今

,C

玻璃水银温度计水箱温度和环境温度0-500

热电偶温度计水及蒸代、燃油、燃气、空气、烟气等100~1800

热电阻温度计水及蒸汽、燃油、燃气、空气、烟气等-50-500

干湿球温度计空气-50-50

5.4.2烟气和空气温度如卜.:

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a）根据试验内容，温度测点可布置在相应受热面的进、出口处。

b）测量截面应远离通道的转弯、有阻风物或变径处.

c）对于截面枳较大的通道，应采用网珞法测量（按GB/T10180-2003执行）。

d）当被测量截面速度场或温度场有一项较均匀时，可采用代表点测量，至少需要测量4个点。如

果被测量截面存在明显的烟气分层流动现象，则应采用流量加权的方法计兑得到该截面的温度加权

平均值。

e）干、湿球温度计应放置在避风、避热源、遮阳并靠近风机进风口处。

5.4.3其他温度按照GB/T10180-2003执行。

5.5压力及差压测量

5.5.1基本要求

在木要求加下：

a）可采用单圈弹簧管压力衣、U型笥代”计和也/式微压计、膜式Jk：力计和压力变送器测埴工质

的压力和负压。

b）压力计的最小分度应满足试验要求精度和对压力波动观察的要求。

c）压力计最大量程的选择应使经常指示的压力范用处亍全刻戈应围的1/2〜3/4区段内（下限适

用压力波动大的情况，上限适用压力变化范围小的情况）。

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5.5.2烟风道静压

基本要求如K：

a）静压测点尽量辕近相应设备进、出口，通常在烟、风道壁面上直接开孔测量，当直接开孔时,

应满足下列要:求：

b）尽可能在内表面平整的壁而上垂直开孔，孔径宜为2mm〜3mm,孔边缘不应有毛刺和倒角：

c）静压测孔应开在烟（风）道直段上，尽可能远而挡板、弯头等阻力部件及涡流区。

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d）测量含尘气流的静压时，应采取适当措施严防测压孔堵塞（如测压孔避免从水平管道下部引出,

可在传压管上采用宝塔型扩容装置）。

e）当被测烟（风）道截面直径超过630mm时，同一测量搬面上至少应有4个测压孔。

5.5.3其他压力测量

按照GB/T10180-2003执行。

5.6流量测定

5.6.1基本要求

基本要:求如下：

a）流量一般间接测定，通过测量介质静压、动压和温度，计算流量。流量测定的仪器装置见表7。

表7流量测量

名称测量对象检定或标定要求备注

符合GBT2624.2或

节流法孔板或喷咻水、蒸汽和燃气标定达到表7规定GB/T2624.3要求，则

不需检定

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标准动压测定管（皮托管）可不标定

笛形筲、文丘利、机强空气、烟气标定

林背式动压测定管标定

b）有关孔板或喷明KJ设计、制造、标定和使用，包括它们在管路中的位置和安装方法应遵循GB/T

2624.2或GBfT2624.3中的规定。

C）采用节流装苴测定水或蒸汽流量时，应在管道中一次元件的上游测量流体的温度，并在差压计

或高压侧的传压管上装设维力表以确定流体密度。

d）测定流量时所需进行的温度、压力和压差测定，见本标准第5.4条和5.5条的规定。

5.6.2烟气及空气流量

基本要求如卜.：

a）通过测量烟（风）道动压.水得烟（风）流速，从而确定烟气（空气）流量.

b）根据被测量介质不同，推荐采用卜何的动压测定装置见表7。测设点的确定见GB/T10180-2003。

c）应在测量动压的同时，测量大气压力及管道内气流的静压和温度。对「烟气，还需在测量的同

时分析烟气中各种主要成分中的体枳浓度，以计算用'（密度。常用气体浓度单位换算可见GB/T

10184-2015中附泉B»

d）测孔管座应与管道壁面垂H，测量动压时，测量管动II；曲孔应正对气流的来流方向。

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e）测量烟气和空气流量时，对测量版面前、后直管段长度要求的策荐值见表8。

表8测量截面前、后直管段的推荐值

名称靠背式测定笔笛形管

测盘极而前（上游）立管段氏度LL)=(8-10)DL|>6D

测最越而后（下游）H管段氏度L?L2=(17)DL凶D

注：［:为管道当雄直径

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5.7燃料量和脱硫剂量测定

按照GB/T10180.2003执行。

5.8烟气取样及分析

5.8.1取样位置

基本要求如下：

a）烟气取样位置一般在空气预热器进、出口烟道截面，与相应烟温测点尽量靠近。

b）取样点位置的选取必须考虑到圈梁和支撑梁对取样导管的影响。时大直径管道，还应考虑插入

取样管所需要的空间。

c）烟气取样点布置应使取出样乩具有代表性，规定如下：

1）验收试验宜采用网格法取样，见GB/T10180-2003.

2）正式试验前预先测定烟道燃面各点烟气中氧量及烟气速度。若氧量与速度分布中仃一项较

均匀时，■用多代表点取样，否则采用网格法取样

3）用多点取样或网格法取出的各点样品，在不影响精度的前提下可混合为I〜2个样品进行

分析。当测定成分为二氧化硫等易溶于饱和食盐水的气体成分时，不宜采用注水式多点取

样混合器。

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d）对于SO?取样，由于需要采用伴热取样管线，可采用代表点取样。

5.8.2取样管和连接管材料

基不要求如下：

a）取样管路材料应保证在工作温度下不与样乩起反应及在高温环境下的刚性。推荐的取样管路采

用材料见表9。

表9取样管用材料

取样管材料

烟气成分软管材料

<40CC>4oor

o2碳锹不锈钢

co碳钠不锈钢

藏树脂、氟橡胶

CO,碳钢不锈钢

《SO1测录除外）

NO不锈钢不锈讴

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SO：不锈钢（保持在130c以上）不锈钢（保持在13。匕〜[90。）

b）在试验前和试验过程中应对取样管引连接管进行查检，确保无泄漏、无堵塞。

5.8.3分析仪器

分析仪器应满足试验要:求的精度，通常采用的仪器设备见表10。

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表10烟气分析仪器

烟气成分测城仪瑞对取样系统要求

磁气最计

O,较化怙找量计

无泄漏

化学分析方法

井分散红外吸收仪

co；无泄漏

定电位电解法

『分放红外线吸攻仪

co取样点温度低TCO的催化作用温度

定电位电解法

非分收红外线吸收仪

so)紫外线脓冲荧光法分析仪

取样系统应加热,避免烟气中水蒸气凝结

定电位电解法

5.9其他样品取样

按.黑GB/T10180-2003规定执行。

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6计算方法

6.1漏风率计算方法

漏风率为空气预热器进口烟气质量与出口烟气质量之差与进口烟气质量的比值，计算方法见公式

（1）»

m,.......

_i^-^xlOO...........................................................（1）

mfg..4H.cn

式中:

〃廉..wc------空飞预热器迸口维I气质后，kg/h；

m陀,打卜一空气预热器出口烟气质请，kg/h。

可以通过两种方法计和漏风率，一种是理论计身烟何量，另一种是实测烟气量。

通过理论计算烟气量来计算漏风率,计算方法见公式，2）：

卬_（%M+10161（。启加「I）匕七"+1・361伍^一1）匕/7Vs.।⑦

（,&M+1。163木“〃”-1）匕由）4口10,⑵

式中:

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V小卜——理论烟气量，m3/kg,按GB10180计和：

匕"——理论空气量，m3/kg,按GB/TI0180计算;

pfey,——准状态卜的烟气密度按式（3）计算

%*=00142即火龙+0.0196做g6+0.01253a龙+0.0080他“、次+

⑶

0.0285即对.席+0.0125“N”病+0.01339^?WyJr

式中:

中6以、%6浜、/。&、心依、①―相,心少机一分别为烟气中氧气、二氧化碳、一氧

化碳、水蒸气、二氧化硫、氮气和一氧化氮的体积分数，％，其中：

+（

中。，瓜PcolfK+/。。加+。皿次+Gs%质+夕也.京+0丫。加=100%。

通过实测烟气量来计算漏风率，计算方法见公式（4）:

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_'PAfH/v-PfRHfnx|0Q

WL.AH

Pfgq.cn

式中：

实测空气预热器进口烟气体枳流量，m3/h：

匕”,——实测空气预热器出口烟气体积流量，n?/h：

空气预热器漏风率的简单.算法见公式（5）、公式（6）：

a）用6量进行空气预热播漏风率

"一="ii"x90

⑸

aig.AHc

b）用ca量进行空气预热器漏风率

吗仞/…一心，…晨90

(6)

COifg.lv

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本标准推荐使用公式(2)进行空气预热器漏风的验收试验。

6.2X比

X比的计算见公式(7)：

X°pa.4H'fg.AH.IvNL

⑺

mf&.AH.en'Cp.fg..\H^a..4HJv-^a..4H.cn

式中：

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m,tHJv——空气预热器出口湿空气的流量，kg/kg（燃烧燃料）：

吗―,——空气预热器进口湿烟气的流量，kg/kg（燃烧燃料）：

t.H<n—空气预热器进口实测空气温度，C：

LMA一空气预热器实测出口空气温度，C；

——空气预热器实测进口烟气温度，,C：

t3、Z——空气预热器出口无漏风烟气温度，C，见公式（8）:

CpaAH——空气预热器进出口空气温度之间的平均定压比热，kJ/（kg#C）：

Cp伙仙——空气预热器进出口烟气温度之间的平均定压比热，kJ/（kg••（?）,烟气中气体成分的

平均比热计算方法见附录A：

第26贝共34页

^fg.AH.hNL+tfg..4HJv...............................................................(8)

lOOCpq”

式中:

空气预热器实测出口烟气温度，C：

6.3热力性能计算方法

6.3.1烟气侧传热效率

烟气侧传热效率见公式<9）：

""=，"<"一％”/—100.............................................................

fg.AH,at*a.AH.tn

6.3.2排烟温度的修正

空气预热器进口空气温度偏离设计时，出口烟气温度的修正方法见公式（10）：

第27贝共34页

，a..4//.ED('*.・[〃.t71'府.4"八)+'松<//xn.AH.lva.AH.cn)

fg.lH.b.CraD=T~\(10)

\L-J.RHQf

式中:

ffi.AH.hf.QrMD进口空气温度偏离设计时的修正的出口烟与温度，C：

a.AH.cnD空气预热器设计进口空气温度，C；

空气预热器进口烟气温度偏离设计时，出「I烟气温度的修正方法见公式(11):

第28页共34页

)+*，.E('席

_'知.UfcDyfg..1HJva..iH

fg.AH.lv.Cr.ffcD=1jrn^)(11)

式中:

2JQ——进口烟气温度偏离设计时修正的出口烟气温度，C：

%.2——空气预热器设计进口烟气温度，C：

修正到设计工况卜的排烟温度见公式(12)：

fg.AHJv.CrD~fg.AHJv.Cr.aD+Jv.Cr.fgD+fg..4HJv.Cr.X/tD+ff：.AHh.Cr.fgfl)fg..Wh".................."2)

式中：

,仅iHJ^rD——修正到设计工况下的排烟温度，C：

・比偏离设计时修正的出口烟气温度，由空气预热器厂家提供

kh£rX*DXC,:

第29页共34页

屋U小crfg—烟气流量偏离设计时修正的出口烟气温度，・C，由空气预热静厂家提供：

厂家「提供X比和烟气流量偏离设计，则修正排烟温度见公式(13)：

fg.AHJv.CH)=fg.AHJv.Cr,iD+^..1HJv.Cr.^Dfg.AHJv.................

6.4阻力特性计算方法

6.4.1烟气侧阻力的修正

烟气侧阻力的修正方法，见公式(14